Resumen de vertebrados

Cada vez que se intenta aprender algo es bastante típico tener que leerse demasiada paja así que de una manera muy breve, puede explicarse lo más importante de cada clase:
PECES

Existen los peces cartilaginosos (condrictios), con esqueleto interno de cartílago como los tiburones, quimeras y las rayas. Todos los demás son los llamados peces óseos (de mandíbula ósea u osteognatostomos).

Los peces respiran mediante branquias, aspiran el agua por la boca y el agua va a las branquias donde unos pelillos absorben el oxígeno del agua para llevarlo a la sangre, el CO2 se expulsa a la sangre y de ésta al mar. La temperatura del cuerpo en los peces varía en función de la temperatura exterior (son heterotermos).
ANFIBIOS

Tienen 3 órdenes: los urodelos, que son las salamandras y tritones; los anuros, como las ranas y sapos; y finalmente los ápodos, más desconocidos. Como los peces, son heterotermos. Los anfibios se originaron a partir de los

Ichthyostega

peces hace 400 millones de años y el eslabón entre ambos se considera hoy en día el Ichthyostega. Los anfibios ponen sus huevos en el agua y de los huevos  salen las larvas que poseen respiración banquial
La respiración de los anfibios adultos se realiza mediante pulmones rudimentarios y también a través de la piel. No realizan inhalaciones como nosotros sino que se tragan el aire, es lógico si pensamos que cuando llegaron a tierra eran peces. La membrana mucosa de la boca es húmeda, y puede absorber algo de oxígeno. Al tragar el aire, éste forma una burbuja en el intestino, desde donde se difunde el oxígeno a través de la pared intestinal a la sangre. Los anfibios tragan el aire por la boca, cierran las ventanas de la nariz y presionan el aire hacia el pulmón.

Evolutivamente, la burbuja ha empujado el intestino presionándolo y de esta forma se fue desarrollando gradualmente una bolsa para guardar aire en un pulmón simple, que luego evolucionaría hacia el pulmón de los animales terrestres.

Como curiosidad, los pequeños lagartos y las salamandras no tienen oídos y oyen gracias al pulmón, que es sensible a las vibraciones. Éste ha sido seguramente el primer sistema auditivo de los animales terrestres.

REPTILES

Provienen de distintas ramas, las tortugas se dice que tienen un antepasado común con los anfibios, los lagartos y las serpientes con los lepidosaurios, y los cocodrilos con los arcosaurios.

Están totalmente adaptados a la vida en tierra. Para conservar la humedad, su piel se ha vuelto impermeable, queratinizada y con reducción de glándulas. Los pulmones son más evolucionados y no existen branquias. Ejercen presión mediante la expansión del tórax para que el flujo de aire entre en los pulmones.

Son heterotermos y ponen huevos revestidos de cáscara lo cual les permite reproducirse en tierra firme.
AVES

Archaeopteryx

El eslabón entre el reptil y el ave es el ave prehistórica Archaeopteryx, que vivió hace 150 millones de años.  Todas las aves son ovíparas sin excepción. Las plumas son escamas de reptil modificadas, que originalmente servían como revestimiento termoaislante.

Las aves son capaces de respirar tres veces más rápido que los mamíferos de igual tamaño, porque no inspiran y espiran alternativamente, sino que el aire fluye permanentemente por sus pulmones. Por un lado entra y por otro sale, lo cual se consigue gracias a un sistema de bolsas de aire.

vencejo

Como curiosidad, los vencejos ni siquiera aterrizan para aparearse o dormir, están tan bien adaptados al vuelo que no lo necesitan. La temperatura de la sangre de las aves es de 41 a 44ºC y necesitan mucho alimento aunque eso sí, beben muy poco y no orinan, son uricotélicos.

MAMÍFEROS

cinognato

Se originaron a partir de reptiles similares a los mamíferos. El eslabón parece ser el cinognato: un carnívoro voraz de cuerpo delgado y con una cabeza de unos treinta centímetros de largo que vivió hace doscientos millones de años, y que guarda un gran parecido con los perros actuales.

Los mamíferos tienen dos circulaciones sanguíneas totalmente separadas, y por lo tanto una temperatura constante, que les hace mucho más adaptables, puesto que el frío no les vuelve lentos y torpes.

Fuente: Ganten D. “Vida, naturaleza y ciencia”

El dudoso futuro de la biomasa como fuente de energía

Las plantas nos proporcionan energía tanto a nosotros como a los animales, lo han hecho desde tiempos inmemoriales. Hablando en términos de biomasa, los organismos vegetales de todo el planeta producen anualmente la suficiente biomasa para saldar 10 veces el actual consumo energético mundial.

Razonamientos como el anterior, en principio correctos, son los que están confundiendo a mucha gente.;  de lo contrario no puedo entender la razón por la cual la biomasa ha conseguido tan buena fama y se ha hecho un hueco en todos los discursos, noticias y conferencias.

Solamente se convierte en biomasa el 0,3 por ciento de la energía de la radiación solar en tierra y el 0,07 por ciento en los mares. Este bajo rendimiento es debido a que el contenido en dióxido de carbono es de un 0,03 por ciento en volumen; demasiado bajo para un proceso óptimo de la fotosíntesis.

En otras palabras, obtener energía a partir de biomasa no resulta rentable. Sería necesario trabajar superficies demasiado amplias para obtener muy poca energía.  Si queremos conservar nuestro entorno, nuestros ecosistemas,  nuestros paisajes o simplemente un espacio donde no estar apiñados, debemos comprender que esto de la biomasa, si bien puede ser empleada como una buena solución en lugares puntuales, no es la panacea que se pretende desde muchos medios que nos creamos.

He encontrado algunos datos que dan una idea de la poca eficiencia de la producción de energía a partir de biomasa:

“…Si se pretendiera sustituir el contenido energético del petróleo necesario actualmente en Alemania por el aceite de colza, se necesitaría un campo de colza de unos 1,3 millones de kilómetros cuadrados, aproximadamente 4 veces el tamaño de Alemania; y solamente sustituir el gas natural que se consume por aceite de colza, harían falta otros 900.000 kilómetros cuadrados (dos veces y media el tamaño de Alemania…”

Apoyo bibliografico:

- Ball P. (2008 ) Una biografía del agua. Editorial Turner. Madrid

- Bryson B. (2006) Una breve historia de casi todo. Editorial RBA. Barcelona.

- Lovelock J. (2007) La venganza de la tierra. Editorial Planeta. Barcelona.

Los números de Fibonacci

“Al advertir mi asombro ante tanta belleza encontrada con este trabajo espero estar más consciente para descubrir nuevas relaciones en los objetos matemáticos que están a nuestro alcance“

Un matemático italiano del siglo XIII, Leonardo de Pisa, conocido como Fibonacci, describió una curiosa sucesión infinita de números naturales:

Siguiendo una fórmula sencilla:

Fn = Fn-1 + Fn-2

El primer número es el 0, luego el 1 y cada elemento restante es la suma de los dos números anteriores. A cada elemento de esta sucesión se le llama número de Fibonacci.

Esta sucesión de cifras ha dado lugar a un sinfin de teorías, debido a que se encuentra presente en la naturaleza de forma estable.  Sirvan como ejemplo los pétalos de las flores, las hojas de las ramas, los panales de las abejas, ¿por qué las piñas tienen 8 diagonales en un sentido y 13 en el otro? ¿Por qué en el girasol se pueden contar 21 espirales en un sentido y 34 en el otro?

A partir de ésta sucesión se obtiene el denominado número áureo ó “divina proporción”. Tiene un valor de (1+ raíz de5)/2, o lo que es lo mismo 1.61803, y se designa con la letra griega Phi. El número áureo fascinó como ideal de belleza a griegos y renacentistas, quienes lo utilizaron en matemática, arte, arquitectura…

La sucesión formada por los cocientes (resultados de la división) de números de Fibonacci consecutivos converge, rápidamente, hacia el número áureo.

Cociente	Diferencia en valor absoluto con phi
f 2 / f 1 = 1	0,61803398 …
f 3 / f 2 = 2 / 1 = 2	0,38196601 …
f 4 / f 3 = 3 / 2 = 1,5	0,11803398 …
f 5 / f4 = 5 / 3 = 1, 66666666 …	0,04863267 …
f 6 / f 5 = 8 / 5 = 1,6	0,01803398 …
f 7 / f 6 = 13 / 8 = 1, 625	0,00696601 …
f 8 / f 7 = 21 / 13 = 1,61538461…	0,00264937 …
f 9 / f 8 = 34 / 21 = 1,61904776 …	0,00101363 …
f 10 / f 9 = 55 / 34 = 1,61764705 …	0,00038692 …

Este número da origen a la proporción áurea que está presente:

• En ciertas formas de la naturaleza
• En el arte y en el diseño
• En las espirales de los caracoles y en las nervaduras de las hojas
• En las medidas del frente del Partenón de Atenas
• En la Música, por ejemplo en las sonatas de Mozart y en la Quinta Sinfonía de Beethoven
• En tarjetas de crédito, cajetillas de cigarrillos

Ahora veamos tan solo unos ejemplos:

La fronde de los helechos se forma según un patrón Fibonacci

Romanescu (variedad de Brocoli)

Ramas de árboles:

Hojas:

Flores:

Un ejemplo es la forma en que se ordenan los elementos en el girasol,  si cuentas bien los espirales que se forman hacia la derecha y hacia la izquierda, verás que hay 34 curvas en un sentido y 21 en el otro: ambos son números consecutivos de la sucesión de Fibonacci.

Es fácil observar que los números están presentes en la naturaleza y en lo creado por el hombre. En la música, la arquitectura, las formas naturales; no poseen una estructura que responda a un diseño caprichoso, sino que buscan también la eficiencia.

Las estrategias evolutivas favorecidas por las especies, se han basado en la adopción o preferencia de algunas formas funcionales. Ciertas formas son más eficaces que otras para algunas funciones.

La espiral que se repite en moluscos, cuernos de mamíferos y semillas de flores, es la manera más eficaz de agrupar, manteniendo la misma forma a medida que el tamaño aumenta.

Universos paralelos

Muchos científicos creen que las preguntas de la cosmología sólo pueden ser respondidas por la teoría cuántica.

El punto de partida de la teoría cuántica es una función de onda que describe todos los diversos estados posibles de una partícula. Podemos entenderlo fácilmente si pensamos en un gran nubarrón en el cielo. Cuanto más oscuro sea el nubarrón, mayor será la probabilidad de encontrar en esas regiones oscuras una gran concentración de agua y polvo.

En la función de onda electrónica, cuanto mayor es su valor en un punto, mayor es la probabilidad de encontrar allí el electrón. Una vez entendido esto, los físicos nos dicen que las funciones de onda pueden estar asociados con objetos grandes, como las personas. Si pudiéramos ver la función de onda de una persona, tendría una forma similar a la de su cuerpo pero sin embargo se extendería por todo el espacio, más allá de Marte e incluso más allá de nuestra galaxia, aunque allí sea prácticamente nula. Esto significa que existe una probabilidad muy grande de que una persona esté en la Tierra y no fuera del sistema solar.

La idea de los universos paralalos es de Stephen Hawking y consiste en tratar el universo entero como si fuera una partícula cuántica. La función de onda aplicada al universo entero describe el conjunto de todos los universos posibles y significa que existe un conjunto infinito de universos paralelos.

La función de onda del universo se extiende sobre todos los universos posibles. Se supone que la función de onda es muy grande cerca de nuestro propio universo, de modo que hay una buena probabilidad de que nuestro universo sea el correcto, tal como esperamos. Sin embargo, la función de onda se extiende sobre todos los demás universos, incluso sobre aquellos que no tienen vida y son incompatibles con las leyes familiares de la fisica. Puesto que se supone que la función de onda es prácticamente nula para estos otros universos, no esperamos que nuestro universo haga un salto cuántico a ellos en un futuro próximo.

El objetivo al que se enfrentan los físicos es verificar matemáticamente esta conjetura, demostrar que la función de onda del universo es grande para nuestro universo presente y prácticamente nula para los demás universos. (Por el momento los cosmólogos cuánticos son incapaces de resolver este importante problema.)

Todo esto significa que debemos empezar nuestro análisis con un número infinito de todos los universos posibles en mutua coexistencia. Ya no es todo lo que existe, ahora el universo es todo lo que puede existir.

La teoría de Hawking supone que es posible que los universos colisionen y dice que existen agujeros de gusano que conectan a los distintos universos entre si.

Personalmente, creo que es una forma sencilla de intentar comprender la mecánica cuántica; el pensar que todo ese caos de partículas se corresponde con esos universos interacionando a nivel subatómico.

El efecto Casimir

Todos (o la mayoría) de los objetos que conocemos tienen energía positiva, los coches en movimiento, los pájaros, los aviones etc. Por definición, el espacio vacío tiene energía nula, sin embargo existen objetos con un contenido menor de energía que el del vacío.

En 1948, el físico holandés Henrik Casimir demostró que la teoría cuántica puede crear energía negativa: tomemos simplemente dos grandes placas de metal paralelas y descargadas.  El sentido común nos dice que esas dos placas, al ser eléctricamente neutras, no ejercen ninguna fuerza entre sí. Pero Casimir demostró que, debido al principio de incertidumbre de Heisenberg, en el vacío que separa estas dos placas hay realmente una agitada actividad, con billones de partículas y antipartículas apareciendo y desapareciendo constantemente. Aparecen a partir de la nada y vuelven a desaparecer en el vacío. Puesto que son tan fugaces, son, en su mayoría, inobservables, y no violan ninguna de las leyes de la física. Estas “partículas virtuales” crean una fuerza neta atractiva entre estas dos placas que Casimir predijo que era medible.

Esto era inaudito y se encontró con un fuerte escepticismo. Sin embargo en 1958 el físico M.J. Sparnaay observó este efecto en el laboratorio, exactamente como lo había predicho Casimir.

Podemos preguntarnos.. ¿para que sirve la energía negativa?, la respuesta a esto es que el poder manipularla nos permitiría generar configuraciones exóticas de espacio y tiempo en las que el tiempo se curve en un círculo. Por ejemplo, serviría para estabilizar un agujero de gusano y poder así emplearlo como máquina del tiempo atravesándolo de un lado a otro. Otro posible uso sería como fuente de energía ¿podemos aprovechar la energía del vacío para nuestras tareas diarias?

Todo esto aunque es bastante o muy especulativo, no deja de ser posible.

¿Son las cebras blancas con rayas negras o negras con rayas blancas?

J.B.L. Bard, un embriólogo de Edimburgo, parece que ha sido el que ha resuelto el dilema. Normalmente, los biólogos observan las teratologías o anormalidades en el desarrollo para resolver este tipo de cuestiones.
Bard ha descubierto una cebra anormal cuyas “rayas” son hileras de puntos y manchas discontinuas, en lugar de líneas coherentes de color. Los puntos y las manchas son blancos sobre un fondo negro. Bard escribe:

“Sólo podemos comprender este esquema si las rayas blancas no se han formado correctamente, y, por consiguiente, el color “por omisión” es el negro. El papel del mecanismo de rayado consiste, pues, en la inhibición de la formación de pigmento natural, en lugar de en su estimulación”.

La cebra, en otras palabras, es un animal negro con rayas blancas.

Fuente:

- Jay Gould, S. “Dientes de gallina, dedos de caballo”

 

Elimination of cats drives trophic cascade

Published on Resilience science:

• “describes how, on Macquarie Island, an important breeding location for several species of penguin, the elimination of invasive cats in attempt to protect the penguins has triggered a trophic cascade as herbivore populations have boomed defoliating the island.
• The study’s lead author Dana Bergstrom, of the Australian Antarctic Division, estimates that nearly 40% has been modified, with 20% having moderate to severe change, and that rabbits have convert vegetation from complex communities to short, grazed lawns or bare ground.“

So that´s why cats are more than good pets, and now studies have found that cats can lower a human’s high blood pressure, boost their immune systems and recover more quickly after heart attacks. Do you need more reasons?

¿Por qué se dice que el gato tiene 7 vidas?

La resistencia y agilidad del Felis catus llevó a la idea de que tenía más de una vida, pero la razón de dotarle de múltiples vidas siempre ha intrigado a las personas. La respuesta es bastante simple:

En la antigüedad, el 7 era considerado un número de la suerte porque era una “trinidad de trinidades”, y, por lo tanto, del todo adecuado para el “afortunado” gato.

Fuente: Morris, D. “Observe a su gato”

Los ojos del gato

¿POR QUÉ LOS OJOS DEL GATO RELUCEN EN LA OSCURIDAD?

Pues porque poseen un mecanismo de ampliación de imagen en la parte posterior de los ojos. Se trata de una capa que refleja la luz llamada tapetum lucidum (que literalmente significa, “alfombra brillante”), que actúa como un espejo detrás de la retina, reflejando la luz hacia las células retinianas. Con todo esto, el gato puede utilizar la menor cantidad de luz que entra por sus ojos. Con los nuestros absorbemos mucha menos luz de la que entra en ellos. A causa de esta diferencia, los gatos localizan movimientos y objetos en la semioscuridad que resultarían por completo invisibles para nosotros.

A pesar de esta eficiente habilidad nocturna, no es cierto que los gatos pueden ver en una oscuridad total, como algunas personas parecen creer. En una noche negra como boca de lobo, pueden guiarse por el sonido, el olor y la sensibilidad de sus asombrosos bigotes, no por la vista

¿Por qué los ojos de los gatos se contraen en una abertura vertical?

Reducir las pupilas a una raja, en vez de hacerlo a pequeños círculos, proporciona al gato un control más refinado de la cantidad de luz que entra por los ojos. Para un animal con ojos lo suficientemente sensibles como para ver con muy escasa luz es importante no deslumbrarse por la brillante luz solar, y el estrechamiento de las pupilas en estrecha raja proporciona una mayor y más exacta habilidad para reducir la cantidad de luz. La razón de que los gatos tengan aberturas verticales en vez de horizontales es que pueden usar el cierre de los párpados para reducir aún más la cantidad de luz. Con esas dos aberturas ‑ la vertical de la pupila y la horizontal de los párpados funcionando en ángulos rectos uno respecto del otro ‑ el ojo del felino posee la posibilidad de realizar un ajuste más delicado que cualquier otro animal, cuando se enfrentan con lo que, de otro modo, sería una luz cegadora.

La confirmación de que es la sensibilidad nocturna de los ojos del gato la que está relacionada con esa contracción vertical de las pupilas, se encuentra en la observación de que los leones, que son cazadores diurnos, poseen ojos que se contraen, como los nuestros, en puntitos circulares.

¿Pueden los gatos ver los colores?

Sí, pero más bien pobremente, ésta es la respuesta. Durante la primera mitad de nuestro siglo, los científicos estaban convencidos de que los gatos eran por completo ciegos a los colores, y una autoridad reelaboró el dicho popular de esta forma: “Tanto de día como de noche, todos los gatos son pardos.” Ésta fue la actitud que prevaleció en los años cuarenta, pero durante las últimas décadas, se llevaron a cabo investigaciones más cuidadosas y ahora se sabe mejor que los gatos pueden distinguir entre ciertos colores, pero no, al parecer, con demasiada finura.

La razón de que los primeros experimentos fracasaran en revelar la existencia de la visión del color en los felinos fue porque, en pruebas de discriminación, los gatos captaron con rapidez las sutiles diferencias en el grado de grises, y se negaron a abandonar esas pistas cuando se les presentaron dos grises exactamente iguales. Por lo tanto, las pruebas dieron resultados negativos. Empleando unos métodos más sofisticados, estudios recientes han sido capaces de probar que los gatos distinguen entre el rojo y el verde, el rojo y el azul, el rojo y el gris, el verde y el azul, el verde y el gris, el azul y el gris, el amarillo y el azul, y el amarillo y el gris. Aún sigue en discusión si pueden distinguir entre otros pares de colores. Por ejemplo, una conocida autoridad en la materia cree que también pueden expresar la diferencia entre el rojo y el amarillo, pero otros no son de la misma opinión.

Sean cuales fueren los resultados finales de esas investigaciones, una cosa es segura: el color no es relevante en las vidas de los gatos, como lo es en las nuestras. Sus ojos están mucho más afinados para ver con escasa luz, donde necesitan sólo una sexta parte de la luz para captar los mismos detalles de movimiento y forma en relación a nosotros.

Fuente: Morris D. “Observe a su gato”

La naturaleza de la luz

La teoría de la relatividad cortó de raíz el concepto del éter como sistema absoluto de referencia. Fue un alivio para la física, pues no había modo de explicar la naturaleza de una sustancia tan intangible. Sin embargo, al desaparecer el éter resurgía con más fuerza el problema de la propagación de la luz: si la luz es una onda, como indican todos los experimentos, ¿en qué medio se propaga? Para responder a esta pregunta, fue necesaria otra revolución científica: la mecánica cuántica, en cuya fundación también participó Einstein en forma decisiva.

Todo cuerpo caliente radia energía en forma de luz; por ejemplo, un hierro incandescente emite principalmente luz roja, pero también luz de otras longitudes de onda. La cantidad de energía emitida en cada longitud de onda depende fundamentalmente de la temperatura del cuerpo emisor y se puede medir experimentalmente.

A fines del siglo XIX, los físicos se enfrentaban al problema de explicar teóricamente lo que observaban en el laboratorio, pero algo parecía no funcionar con los conceptos bien establecidos de la física.

Finalmente, el físico alemán Max Planck demostró que se podía explicar la forma de la radiación emitida por un cuerpo si se postulaba, que la luz se propaga en paquetes de energía, siendo la energía de cada paquete inversamente proporcional a la longitud de la onda. De acuerdo con la hipótesis de Planck, la energía transportada por una onda luminosa es un múltiplo de la energía:

hv

donde h es la llamada constante de Planck —su valor es 6.547 X 10^-27 erg/seg— y v, es, la frecuencia de la onda (el número de vibraciones por segundo; la frecuencia v y la longitud de onda l están relacionadas por la fórmula v=c/l).

La hipótesis de Planck, formulada en 1900, explicaba los experimentos pero no parecía tener ninguna base física. Después de todo, una onda luminosa puede tener cualquier energía, del mismo modo como una onda de sonido puede ser débil o fuerte. En 1916 Einstein propuso una solución revolucionaria; ¡la luz está compuesta de partículas!, siendo la energía de cada partícula hv; de acuerdo con la hipótesis de Planck.

Una vez más, Einstein contradecía las ideas bien establecidas de su época. Cuando finalmente los físicos se habían convencido de que la luz es una onda, ¡Einstein postulaba que es una partícula! Sin embargo, esta dualidad onda-partícula resultó ser una propiedad fundamental de la naturaleza a nivel atómico. Todos los fenómenos atómicos están regidos por la mecánica cuántica, que es radicalmente distinta de la mecánica newtoniana. Uno de los postulados básicos de la mecánica cuántica es que las partículas elementales, que constituyen la materia, están dotadas de propiedades tanto de onda como de partícula.

La partícula de la luz es el fotón, que también se comporta como una onda, y la relación entre la energía del fotón y su frecuencia está dada por la fórmula de Planck. Evidentemente, el fotón viaja siempre a la velocidad de la luz. Para ello, su masa debe ser exactamente cero, ya que una partícula masiva necesita energía infinita para moverse a la velocidad de la luz; sólo una partícula sin masa puede viajar a esa velocidad y poseer una energía finita.

Einstein postuló la existencia del fotón en otro famoso artículo publicado en 1905, en el que explicaba el efecto fotoeléctrico. Este fenómeno consiste en que algunos materiales producen una corriente eléctrica al absorber la luz, lo cual es el principio del funcionamiento de las celdillas fotoeléctricas; muy utilizadas actualmente (para hacer que cierre la puerta de un elevador, por ejemplo). El trabajo de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico (y no la teoría de la relatividad) le valió el premio Nóbel de física de 1921.

Por supuesto, el fotón no necesita de ningún éter para propagarse. En el lenguaje de la física moderna, el campo electromagnético posee energía, y esta energía está cuantizada: aparece sólo en paquetes de energía. El fotón se interpreta como un cuantum (cantidad mínima indivisible) de campo electromagnético.