Ejercicios

 1.10 A Escalas y distancias astronómicas Ninguna de las representaciones del sistema solar que aparecen en libros, revistas o imágenes de internet se hace a escala respetando las proporciones de sus tamaños y distancias, y es así porque no puede hacerse de otro modo. Si representásemos el Sol con el tamaño de una naranja, la Tierra sería como la cabeza de un alfiler situada a 15 metros de distancia, Marte sería un granito de arena situado a 23 metros, Júpiter sería una cereza situada a 77 metros, y Neptuno sería un guisante ubicado a 450 metros de la naranja. Un inmenso vacío habría entre todos estos cuerpos. a) Supongamos que queremos hacer una maqueta del sistema solar a la escala descrita en un campo de fútbol (sus dimensiones son 105 m de largo x 70 m de ancho). Situaremos la naranja en el centro y supondremos que las órbitas planetarias son circulares. ¿Cuántas órbitas de estos planetas cabrán? b) ¿Cuánto habría que reducir la escala para que pudiera entrar la órbita de Júpiter en el campo de fútbol? c) ¿Cuáles de estos cuerpos celestes se podrían ver desde la grada? a) Cabrían solo las órbitas de los planetas interiores: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. b) Habría que reducir la escala hasta algo menos de la mitad (45%). c) A esta escala, solo se vería el Sol y con mucha dificultad.

1.11 Júpiter se encuentra a una distancia media del Sol de 778 millones de km, mientras que Neptuno está a 4497 millones de km. ¿A cuánto equivalen estas distancias en UA? ¿Cuánto tarda en llegarle a cada uno de estos planetas la luz del Sol? Júpiter está a 5,18 UA, y Neptuno a 30 UA. A Júpiter tarda en llegarle la luz del Sol 43 minutos, mientras que a Neptuno tarda 4 horas y 10 minutos.

1.12 ¿Por qué es más difícil ver los planetas extrasolares que las estrellas? Porque los planetas tienen un tamaño menor y, sobre todo, porque se encuentran a menor temperatura.

1.13 Si representamos la Vía Láctea como un disco de 10 cm de diámetro y mantenemos la escala, ¿a qué distancia deberíamos situar la galaxia más cercana? A la vista de esta representación, ¿sería correcto decir que las galaxias pueden encontrarse relativamente cercanas unas a otras? A esa escala, la galaxia más próxima se situaría a 8 cm y puede decirse que se encuentran relativamente cercanas ya que, en un cúmulo de galaxias, la distancia que separa unas galaxias de otras es algo menor que el diámetro de cada una de ellas.

1.14 Supón que en una chimenea hidrotermal se formasen en la actualidad compuestos orgánicos a partir de inorgánicos, ¿podría completarse la síntesis prebiótica? Justifica la respuesta. No podría completarse la síntesis prebiótica ya que esa materia orgánica sería utilizada como nutriente por microorganismos. LA CIENCIA Y SUS MÉTODOS

1.19 El astrofísico estadounidense Frank Drake elaboró una ecuación, conocida como la fórmula Drake, para calcular cuántas civilizaciones extraterrestres cabe esperar que existan. Busca información sobre esta fórmula. La fórmula propuesta por F. Drake es: N = R* · fp · ne · fi · fc · fl · L. Donde: N = Número de civilizaciones comunicativas. R* = Número de estrellas en formación (parecidas a nuestro Sol). fp = La fracción de esas estrellas que tienen planetas. ne = Número de planetas como la Tierra, por sistema planetario. fi = La fracción de esos planetas donde se desarrolla la inteligencia. fc = La fracción de esos planetas capaces de comunicarse. fl = La fracción de esos planetas donde se desarrolla la vida. L = El tiempo de vida de las civilizaciones capaces de comunicarse.

1.27 ¿Somos marcianos? Lee el siguiente texto y responde a las cuestiones que se plantean: “Los diecinueve meteoritos marcianos que han llegado a la Tierra no están demasiado alterados por choques ni altas temperaturas (se ha demostrado que la temperatura del ALH84001 en su salida fue inferior a 40ºC), lo que significa que tuvieron un despegue relativamente suave. El gran problema de la panspermia es el viaje interplanetario. En el espacio, al vacío y a la temperatura cercana al cero absoluto hay que añadir la radiación, intensa en las órbitas interiores. Y todo ello durante largo tiempo. […] Sorprendentemente, algunos microorganismos terrestres pueden soportar (al menos durante tiempos cortos) estas duras condiciones. […] Teniendo en cuenta que a lo largo de la historia del sistema solar podrían haber llegado a la Tierra millones de toneladas de rocas marcianas, y que basta una sola célula viva para contaminar todo un planeta, las probabilidades no son despreciables.” ANGUITA, F.: Biografía de la Tierra, Ed. Aguilar. a) ¿Cuáles son las situaciones más críticas que debe superar un organismo para sea posible la panspermia? b) ¿De qué datos a favor de la panspermia se dispone? c) ¿Son concluyentes estos datos o solo nos dicen que esta hipótesis es posible? d) En Marte no se ha encontrado vida, ¿tiene sentido que allí se hubiera originado y a partir de allí extendido a la Tierra? 10 Solucionario a) Los tres momentos críticos son: 1) el impacto inicial que debe recibir el astro con vida para que su contenido se disperse y pueda llegar a la Tierra; 2) el viaje interplanetario, durante el cual deberá soportar temperaturas muy bajas y alta radiación; 3) la llegada a la Tierra, entrada en contacto con la atmósfera y con la superficie del mar o de los continentes. b) Se dispone de datos como la presencia en algunos meteoritos, como el Murchison, de numerosos compuestos orgánicos, entre otros numerosos aminoácidos, algunos de ellos similares a los terrestres, levógiros, pero otros dextrógiros. O la presencia de trazas que podrían ser de microorganismos fósiles (ALH84001). c) No, no son concluyentes, solo apuntan a que esta hipótesis podría ser más plausible de lo que se pensaba. d) Sí tiene sentido. En Marte no se dan hoy las condiciones adecuadas para la existencia de vida pero nada impide que las hubiese en el pasado 

 1.29 La historia del universo en un año Las grandes cifras que hay que manejar al hablar de la formación del universo, o del sistema solar, hacen difícil hacerse una idea relativa del tiempo para cada fase. Una manera es transformar la historia del universo en un año y situar en él, proporcionadamente, los grandes acontecimientos. La tabla muestra los acontecimientos ocurridos y el momento en que sucedieron. Calcula su equivalencia en un año. Suceso Big Bang Formación de primeras estrellas y galaxias Formación del sistema solar Formación de la Tierra Vida en la Tierra Desaparición de los dinosaurios Hoy Antigüedad (m. a) 13 700 13 500 4 600 4 560 3 800 65 0 Equivalente anual 1 de enero, 6 de enero, 31 de agosto, 1 de septiembre, 21 de septiembre, 30 de diciembre, 31 diciembre,  0 h 8 h 11 h 12 h 18 h 6 h 24 h

TEMA 2

 2.1 ¿Qué nos hizo específicamente humanos? ACTIVIDADES ¿Conoces el nombre de la teoría científica que permitió superar cada una de las falsas evidencias de sentido común? — Que nadie haya visto a una especie transformarse en otra, evidencia que este cambio no ocurre. — Los continentes no se desplazan. Si lo hicieran lo notaríamos. ¿Cuál es el error de observación o de interpretación que se comete en cada una de ellas? La teoría que permitió superar el fijismo biológico es la evolucionista (el darwinismo). El error de observación del fijismo está relacionado con la edad de la Tierra y el concepto de tiempo geológico. Solo cuando se partió de una Tierra de muchos millones de años de antigüedad se empezó a disponer de tiempo para dar entrada a procesos evolutivos. La teoría que permitió superar el fijismo geológico (inmovilidad de los continentes) fue el movilismo, primero en su versión “deriva continental” de Wegener y, finalmente con la teoría de la tectónica de placas. El error de observación en este caso también estuvo relacionado con el tiempo geológico, el desplazamiento de los continentes se produce a un ritmo lo suficientemente lento como para que resulte inapreciable a menos que se hagan mediciones muy precisas vía satélite.

 2.2 La observación de pinturas del antiguo Egipto, con más de 3000 años de antigüedad, en las que aparecían aves con idéntico aspecto al que tienen actualmente, fue utilizada por Cuvier como argumento a favor del fijismo. ¿Qué error subyace en esta “falsa evidencia” de Cuvier? En la observación de Cuvier está implícita la idea de una Tierra de unos 6000 años de antigüedad, para la cual los 3000 años transcurridos desde que se hicieron esas pinturas representarían la mitad del tiempo disponible para que se hubiesen producido cambios en las especies.

2.3 ¿Tu genotipo es igual al que tenías hace diez años?, ¿y tu fenotipo? El genotipo sí es igual al que tenías hace 10 años, pero el fenotipo no.

2.4 Ciertas películas narran historias de personas que viven de manera permanente en un medio acuático y les terminan saliendo branquias. ¿Es esto posible? ¿Cuál sería la opinión de un lamarckista sobre esta historia? No, no es posible que a una persona le salgan branquias aunque esté siempre en el agua. Un lamarckista diría que sí es posible siempre que transcurran varias generaciones en estas condiciones; la vida en el agua generaría la necesidad de un cambio en el sistema respiratorio que se adaptaría a las nuevas condiciones mediante la aparición de branquias.

2.5 A ¿Quién hace de seleccionador? La imagen muestra una población de escarabajos marrones que se alimentan de hojas verdes. En un determinado momento aparece un escarabajo que posee un color verde similar al de las hojas. a) Describe los procesos que ocurren en cada una de las imágenes. b) Asocia cada una de las ideas básicas de la teoría de Darwin a la imagen que mejor la represente. c) ¿Cuál habría sido la evolución de esta población de escarabajos si se alimentasen de las hojas secas del suelo? d) Si una población de escarabajos prefiere las hojas verdes y otra, las secas, ¿cómo evolucionaría su color? e) ¿Cabe la posibilidad de que una variación resulte ventajosa en un ambiente y perjudicial en otro? Justifica la respuesta. 12 Solucionario a) Imagen 1: En una población de escarabajos marrones aparece uno de color verde. 2: Como estos escarabajos viven sobre las hojas verdes, los que tienen ese color se mimetizan y los depredadores se comerán a los de color marrón que resultan más fáciles de detectar. 3: La mayor supervivencia de los verdes hace que comience a igualarse el número de individuos. 4: Los escarabajos verdes serán los más frecuentes en la población. b) La imagen 1 muestra las variaciones existentes entre los individuos de una población. La 2 muestra que no todos los individuos que nacen consiguen sobrevivir, y comienza a producirse una selección natural en la que sobrevive el mejor adaptado. 3 y 4: Los que sobreviven serán los que tendrán descendencia y transmitirán su variación ventajosa, de manera que la población cambia gradualmente. c) La selección habría sido la contraria, de manera que los eliminados serían los verdes. d) En este caso, la población que prefiere las hojas verdes terminará siendo de este color, mientras que las que prefiere las secas será de color marrón. e) Efectivamente, cabe la posibilidad de que una variación resulte favorable en un ambiente y desfavorable en otro; el ejemplo de los escarabajos podría valer.

2.6 Un problema con varias soluciones Las imágenes muestran la evolución del delfín y de la foca desde sus antepasados terrestres hasta la actualidad y la estructura ósea de una foca actual. a) ¿Todas las extremidades del antepasado del delfín se han transformado en aletas? b) ¿Qué analogías y diferencias encuentras entre los procesos evolutivos del delfín y de la foca? Estructura ósea de una foca a) Las extremidades anteriores del delfín sí se han transformado en aletas. Las posteriores, sin embargo, se han ido atrofiando y la aleta caudal es de neoformación, igual que la dorsal. b) En ambos procesos evolutivos se produce una adaptación al medio acuático, con la formación de aletas y la adopción de una forma fusiforme que mejora la movilidad en el agua. Sin embargo, el proceso seguido en cada caso es diferente; así, en la foca todas las extremidades se transforman en aletas, circunstancia que no ocurre en el delfín. Dicho en otros términos un mismo problema, la necesidad de desplazarse con agilidad en el medio acuático, es solucionado de dos formas diferentes, lo que muestra que el resultado de un proceso evolutivo nunca está previsto. Evolución del delfín

2.7 Un hongo parásito ataca a los cultivos de tomate y genera grandes pérdidas económicas. Para eliminarlo se utilizan productos químicos (fungicidas), pero los agricultores se quejan de que el producto va perdiendo eficacia y cada cierto tiempo deben cambiar a otro. ¿Cómo explicaría este hecho un lamarckista?, ¿cómo lo explicaría un darwinista? Un lamarckista diría que la presencia del fungicida ha inducido en los hongos unos cambios que les ha permitido adaptarse poco a poco, y se han hecho resistentes. Los hongos se habrían “acostumbrado” al fungicida. Un darwinista diría que entre la población inicial de hongos había algunos, pocos, resistentes al fungicida. Hasta ese momento se trataba de una variación neutra, es decir, no generaba ventaja alguna pero tampoco inconvenientes. La presencia del fungicida introduce un nuevo criterio de selección que hace que los que poseen esa variación ventajosa sobrevivan y tenga descendencia, con lo que cada vez será mayor el porcentaje de hongos resistentes.

TEMA 2

 2.1 ¿Qué nos hizo específicamente humanos? ACTIVIDADES ¿Conoces el nombre de la teoría científica que permitió superar cada una de las falsas evidencias de sentido común? — Que nadie haya visto a una especie transformarse en otra, evidencia que este cambio no ocurre. — Los continentes no se desplazan. Si lo hicieran lo notaríamos. ¿Cuál es el error de observación o de interpretación que se comete en cada una de ellas? La teoría que permitió superar el fijismo biológico es la evolucionista (el darwinismo). El error de observación del fijismo está relacionado con la edad de la Tierra y el concepto de tiempo geológico. Solo cuando se partió de una Tierra de muchos millones de años de antigüedad se empezó a disponer de tiempo para dar entrada a procesos evolutivos. La teoría que permitió superar el fijismo geológico (inmovilidad de los continentes) fue el movilismo, primero en su versión “deriva continental” de Wegener y, finalmente con la teoría de la tectónica de placas. El error de observación en este caso también estuvo relacionado con el tiempo geológico, el desplazamiento de los continentes se produce a un ritmo lo suficientemente lento como para que resulte inapreciable a menos que se hagan mediciones muy precisas vía satélite.

 2.2 La observación de pinturas del antiguo Egipto, con más de 3000 años de antigüedad, en las que aparecían aves con idéntico aspecto al que tienen actualmente, fue utilizada por Cuvier como argumento a favor del fijismo. ¿Qué error subyace en esta “falsa evidencia” de Cuvier? En la observación de Cuvier está implícita la idea de una Tierra de unos 6000 años de antigüedad, para la cual los 3000 años transcurridos desde que se hicieron esas pinturas representarían la mitad del tiempo disponible para que se hubiesen producido cambios en las especies.

2.3 ¿Tu genotipo es igual al que tenías hace diez años?, ¿y tu fenotipo? El genotipo sí es igual al que tenías hace 10 años, pero el fenotipo no.

2.4 Ciertas películas narran historias de personas que viven de manera permanente en un medio acuático y les terminan saliendo branquias. ¿Es esto posible? ¿Cuál sería la opinión de un lamarckista sobre esta historia? No, no es posible que a una persona le salgan branquias aunque esté siempre en el agua. Un lamarckista diría que sí es posible siempre que transcurran varias generaciones en estas condiciones; la vida en el agua generaría la necesidad de un cambio en el sistema respiratorio que se adaptaría a las nuevas condiciones mediante la aparición de branquias.

2.5 A ¿Quién hace de seleccionador? La imagen muestra una población de escarabajos marrones que se alimentan de hojas verdes. En un determinado momento aparece un escarabajo que posee un color verde similar al de las hojas. a) Describe los procesos que ocurren en cada una de las imágenes. b) Asocia cada una de las ideas básicas de la teoría de Darwin a la imagen que mejor la represente. c) ¿Cuál habría sido la evolución de esta población de escarabajos si se alimentasen de las hojas secas del suelo? d) Si una población de escarabajos prefiere las hojas verdes y otra, las secas, ¿cómo evolucionaría su color? e) ¿Cabe la posibilidad de que una variación resulte ventajosa en un ambiente y perjudicial en otro? Justifica la respuesta. 12 Solucionario a) Imagen 1: En una población de escarabajos marrones aparece uno de color verde. 2: Como estos escarabajos viven sobre las hojas verdes, los que tienen ese color se mimetizan y los depredadores se comerán a los de color marrón que resultan más fáciles de detectar. 3: La mayor supervivencia de los verdes hace que comience a igualarse el número de individuos. 4: Los escarabajos verdes serán los más frecuentes en la población. b) La imagen 1 muestra las variaciones existentes entre los individuos de una población. La 2 muestra que no todos los individuos que nacen consiguen sobrevivir, y comienza a producirse una selección natural en la que sobrevive el mejor adaptado. 3 y 4: Los que sobreviven serán los que tendrán descendencia y transmitirán su variación ventajosa, de manera que la población cambia gradualmente. c) La selección habría sido la contraria, de manera que los eliminados serían los verdes. d) En este caso, la población que prefiere las hojas verdes terminará siendo de este color, mientras que las que prefiere las secas será de color marrón. e) Efectivamente, cabe la posibilidad de que una variación resulte favorable en un ambiente y desfavorable en otro; el ejemplo de los escarabajos podría valer.

2.6 Un problema con varias soluciones Las imágenes muestran la evolución del delfín y de la foca desde sus antepasados terrestres hasta la actualidad y la estructura ósea de una foca actual. a) ¿Todas las extremidades del antepasado del delfín se han transformado en aletas? b) ¿Qué analogías y diferencias encuentras entre los procesos evolutivos del delfín y de la foca? Estructura ósea de una foca a) Las extremidades anteriores del delfín sí se han transformado en aletas. Las posteriores, sin embargo, se han ido atrofiando y la aleta caudal es de neoformación, igual que la dorsal. b) En ambos procesos evolutivos se produce una adaptación al medio acuático, con la formación de aletas y la adopción de una forma fusiforme que mejora la movilidad en el agua. Sin embargo, el proceso seguido en cada caso es diferente; así, en la foca todas las extremidades se transforman en aletas, circunstancia que no ocurre en el delfín. Dicho en otros términos un mismo problema, la necesidad de desplazarse con agilidad en el medio acuático, es solucionado de dos formas diferentes, lo que muestra que el resultado de un proceso evolutivo nunca está previsto. Evolución del delfín

2.7 Un hongo parásito ataca a los cultivos de tomate y genera grandes pérdidas económicas. Para eliminarlo se utilizan productos químicos (fungicidas), pero los agricultores se quejan de que el producto va perdiendo eficacia y cada cierto tiempo deben cambiar a otro. ¿Cómo explicaría este hecho un lamarckista?, ¿cómo lo explicaría un darwinista? Un lamarckista diría que la presencia del fungicida ha inducido en los hongos unos cambios que les ha permitido adaptarse poco a poco, y se han hecho resistentes. Los hongos se habrían “acostumbrado” al fungicida. Un darwinista diría que entre la población inicial de hongos había algunos, pocos, resistentes al fungicida. Hasta ese momento se trataba de una variación neutra, es decir, no generaba ventaja alguna pero tampoco inconvenientes. La presencia del fungicida introduce un nuevo criterio de selección que hace que los que poseen esa variación ventajosa sobrevivan y tenga descendencia, con lo que cada vez será mayor el porcentaje de hongos resistentes.