La biosfera y los seres vivos

La biosfera es el sistema formado por el conjunto de todos los seres vivos que habitan la Tierra y las relaciones que se establecen entre ellos y con el medio que los rodea. No es una capa aislada, sino que es el resultado de la interacción constante entre:

• Atmósfera: La capa de gases (aire).
• Hidrosfera: El conjunto del agua del planeta.
• Geosfera: La parte sólida o rocosa.

Los límites de la biosfera son estrechos en comparación con el tamaño del planeta. La vida se extiende desde unos 10 km de altitud en la atmósfera hasta unos 10 km de profundidad en las fosas oceánicas, aunque la mayor parte de los seres vivos se concentran en una franja mucho más delgada cerca de la superficie.

La Tierra es el único planeta conocido que alberga vida gracias a una combinación única de factores:

1. Distancia al Sol: Nos permite tener una temperatura media suave (unos $15^\circ C$), ideal para las reacciones químicas vitales.
2. Agua líquida: Es el componente mayoritario de los seres vivos y el medio donde ocurren sus funciones.
3. Atmósfera protectora: Contiene gases esenciales como el oxígeno ($O_2$) para la respiración y el dióxido de carbono ($CO_2$) para la fotosíntesis. Además, la capa de ozono nos protege de las radiaciones ultravioletas nocivas.

La biodiversidad es la variedad de formas de vida que habitan la Tierra. Incluye la diversidad genética dentro de cada especie, la variedad de especies y la diversidad de ecosistemas.

• Valor ecológico: Cada especie cumple una función (nicho ecológico). Si una desaparece, el equilibrio del ecosistema se altera.
• Amenazas: La destrucción de hábitats, la contaminación, el cambio climático y la introducción de especies invasoras son los principales peligros actuales. Conservar la biodiversidad es fundamental para nuestra propia supervivencia, ya que nos proporciona alimentos, medicinas y regula el clima.

Se clasifican según su abundancia:

• Primarios (CHONPS): Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Fósforo y Azufre. Constituyen el 96% de la materia viva.
• Secundarios: Como el Calcio ($Ca$), Magnesio ($Mg$), Sodio ($Na$) y Potasio ($K$). Son fundamentales para el impulso nervioso o la contracción muscular.
• Oligoelementos: Aparecen en cantidades minúsculas (menos del 0,1%), pero son esenciales, como el Hierro ($Fe$) para transportar oxígeno en la sangre o el Flúor ($F$) para el esmalte dental.

Se encuentran tanto en los seres vivos como en la materia inerte:

1. Agua ($H_2O$): Es la sustancia más abundante. Actúa como disolvente universal, transporta sustancias y regula la temperatura corporal.
2. Sales minerales:
   • Sólidas: Forman estructuras como huesos o conchas (carbonato cálcico).
   • En disolución: Ayudan a mantener el equilibrio interno de las células.

Son exclusivas de los seres vivos y tienen el carbono como base:

• Glúcidos: Aportan energía inmediata (ej. glucosa) o forman estructuras (ej. celulosa en plantas).
• Lípidos: Reserva de energía a largo plazo y aislantes térmicos (grasas). También forman las membranas celulares.
• Proteínas: Tienen funciones estructurales (músculos), de transporte (hemoglobina) o defensivas (anticuerpos).
• Ácidos nucleicos (ADN y ARN): Contienen y transmiten la información genética necesaria para el funcionamiento del organismo.

La célula es la unidad más pequeña que tiene vida propia. La teoría celular se resume en tres principios:

1. La célula es la unidad estructural: todos los seres vivos están formados por una o más células.
2. La célula es la unidad funcional: realiza las tres funciones vitales.
3. La célula es la unidad de origen: toda célula proviene de otra preexistente.

Existen dos grandes modelos de organización:

Dentro de las eucariotas, la célula vegetal se distingue de la animal por tener una pared celular rígida de celulosa y cloroplastos para la fotosíntesis.

• Membrana plasmática: Envoltura que regula la entrada y salida de sustancias.
• Citoplasma: Líquido interno donde flotan los orgánulos.
• Mitocondrias: Centrales energéticas donde se realiza la respiración celular.
• Ribosomas: Encargados de fabricar proteínas.
• Vacuolas: Almacenan agua y sustancias. Son muy grandes en las plantas.

Es el proceso por el cual los seres vivos obtienen materia y energía.

• Nutrición Autótrofa: Las plantas y algas fabrican su propia materia orgánica a partir de luz, agua y $CO_2$ mediante la fotosíntesis.
• Nutrición Heterótrofa: Los animales y hongos deben alimentarse de otros seres vivos o sus restos.
• Respiración celular: Proceso que ocurre en las mitocondrias donde se quema el alimento con oxígeno para obtener energía ($ATP$).

Permite a los seres vivos interactuar con el entorno para sobrevivir.

1. Estímulo: Captación de un cambio (luz, sonido, temperatura).
2. Procesamiento: El organismo analiza la información.
3. Respuesta: Ejecución de una acción (moverse hacia la luz, huir de un depredador).

Asegura la continuidad de la especie.

• Asexual: Interviene un solo progenitor. Los descendientes son copias exactas (clones). Es rápida y sencilla.
• Sexual: Intervienen dos progenitores que aportan gametos (óvulos y espermatozoides). Genera variabilidad genética, lo que facilita la adaptación al medio.

Para estudiar la enorme variedad de vida, los científicos usan la Taxonomía. La unidad básica es la especie: grupo de individuos que pueden reproducirse entre sí y tener descendencia fértil. Se utiliza la nomenclatura binomial (inventada por Linneo), que da a cada especie un nombre científico en latín con dos palabras (ej. Homo sapiens).

Los seres vivos se agrupan en cinco grandes reinos según su tipo de célula, nutrición y organización:

1. Moneras: Procariotas, unicelulares (Bacterias).
2. Protoctistas: Eucariotas sencillos. Incluye algas (autótrofas) y protozoos (heterótrofos).
3. Hongos (Fungi): Eucariotas, heterótrofos, con pared celular de quitina. No forman tejidos.
4. Plantas: Eucariotas, pluricelulares con tejidos, autótrofas.
5. Animales: Eucariotas, pluricelulares con tejidos, heterótrofos.

Una clave dicotómica es una herramienta que permite identificar un organismo desconocido mediante una serie de elecciones entre dos opciones enfrentadas.

• Ejemplo: ¿Tiene plumas?
  • Sí → Es un Ave.
  • No → ¿Tiene escamas? ... y así sucesivamente hasta llegar al nombre del espécimen.

Este método se basa en la observación directa de caracteres morfológicos (forma, color, presencia de órganos) y es fundamental en el trabajo de campo de cualquier biólogo.