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¿Qué es la Vida? Ya me gustaría a mí saberlo

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en La vida    ~    Comentarios Comments (6)

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A FONDO: NANOFOTÓNICA

 

 La Nano-fotónica es la ciencia que se ocupa del estudio de las interacciones entre la materia y la luz en la escala nanométrica, así como de la fabricación de material nano-estructurado, modificado de forma natural o artificial, en sus propiedades físicas, químicas o de estructura para explorar y aumentar las reacciones .

 

Cuál es el ser vivo más longevo de la tierra? - UstedPregunta
El planeta Tierra es nuestro hogar y, a veces pienso que se comporta como un Ser vivo. Ella sola se recicla y lleva a cabo las transiciones e fase necesarias para “limpiar” lo que sobra y seguir adelante conforme a los parámetros necesarios para que la Vida, continúe hacia un futuro incierto.
La vida tiene un nuevo ingrediente - EcoDiario.es
Desde aquella Tierra primigenia que comenzó a enfriarse y que contenía todos los elementos necesarios para que el asombroso suceso tuviera lugar (el surgir de aquella primera célula replicante que comenzó la fascinante aventura de la vida), desde entonces, han pasado algunos miles de millones de años y, la atmósfera, los océanos, la radiación, la luz y el calos que nos envía el Sol…
¿Qué es la Vida? Nos preguntan en el título de este trabajo, y…

Lo cierto es que no podemos contestar a esa pregunta con propiedad. Sabemos lo que son los seres vivos e incluso, es posible que existan algunas especies que estando vivas ni lo podamos saber ni las podemos detectar. Sabemos de los materiales que son necesarios para que la vida esté presente en nuestro Universo y, en éstas mismas páginas hemos expuestos amplios trabajos sobre el tema de la vida, su posible origen, de cómo se “fabrican” los materiales necesarios para su existencia, en las estrellas… Se podría decir, sin andar muy lejos de la verdad, que la vida, es la materia evolucionada hasta el nivel de la consciencia (si nos referimos ala vida en su más alta expresión).

Los meteoritos, como se ha podido demostrar en muchos estudios realizados sobre una diversidad de ellos, son portadores de aminoácidos necesarios para la vida. Recordemos aquí, por ejemplo:

“El meteorito Murchison recibe su nombre de la localidad de Murchison, Victoria en Australia. Los Fragmentos del meteorito que cayeron sobre el pueblo el 28 de septiembre de 1969. El meteorito, una condrita carbonácea tipo II (CM2) contenía aminoácidos comunes como la glicina, alanina y ácido glutámico, pero también algunos poco comunes como la isovalina y pseudoleucina. El informe incial estableció que los aminoácidos eran racémicos, apoyando la teoría de que su fuente era extraterrestre. Se aisló también una mezcla compleja de alcanos que era similar a la encontrada en el experimento de Miller y Urey. La Serina y la treonina se consideran habitualmente como contaminantes terrestres y estos compuestos se encontraban notablemente ausentes en las muestras.”

 

 

File:Murchison-meteorite-ANL.jpg

                 Fragmento del meteorito Murchison y partículas individuales aisladas (se muestran en el tubo de ensayo).

“Más investigaciones encontraron que algunos aminoácidos estaban presentes en exceso enantiomérico. La homoquiralidad se considera una propiedad biológica única. Se ponían en entredicho algunas afirmaciones sobre la base de que los aminoácidos que entran en las proteínas no eran racémicos en el meteorito, mientras que el resto si lo eran. En 1997 las investigaciones mostraron que los enantiómeros individuales de Murchison estaban enriquecidos con el isótopo 15N del nitrógeno en comparación con sus correspondientes terrestres, lo que confirmaba una fuente extraterrestre del exceso del enantiómero L-enantiomer en el sistema solar. A la lista de materiales orgánicos identificados en el material del meteorito se le añadió el poliol en 2001″

 

File:Murchison-meteorite-stardust.jpg

Par de granos del metorito Murchison.

“Abundando en la idea de que la homoquiralidad (la existencia de solo aminoácidos de la serie L y azúcares de la serie D) fue provocada por la deposición de moléculas quirales de los meteoritos, la investigación demostró en 2005 que los aminoácidos como la L-prolina es capaz de catalizar la formación de azúcares quirales. La catálisis es no lineal, lo que significa que la prolina en un exceso enantiomérico del 20% produce una alosa con un exceso enantiomérico del 55% comenzando con el benziloxiacetaldeido en una reacción secuencial de tipo aldólica en un disolvente como el DMF. En otras palabras una pequeña cantidad de aminoácidos quirales podrían explicar la evolución de los azúcares de serie D.”

 

 

 

Muchos de los meteoritos hallados en la Tierra y venidos del espacio exterior traen muestras de la materia necesaria para la vida

 

Imagen: Fotografía de uno de los fragmentos del meteorito. Las muestras fueron recuperadas para su análisis en un estudio financiado por la NASA | H. Siegfried Via ABC.  La teoría de la Panspermia, que defiende la aparición de la Vida en la Tierra como consecuencia de la llegada a nuestro planeta procedente del espacio exterior de las primeras formas de vida, tiene otra prueba a su . No es la primera vez que se descubren aminoácidos en un meteorito. Anteriormente, científicos del centro Goddard de Astrobiología los habían encontrado en las muestras del cometa Wild-2 y en varios meteoritos ricos en carbono.

Estado puro del carbono – Alotropos cristalinos - Quimica | Quimica  InorganicaCuál es la diferencia entre la roca de pizarra y grafito (carbono puro)? -  QuoraPodría existir vida que no esté basada en el carbono? – Ciencia de Sofá

Aunque parezca amorfo y feo en algunas de sus formas y estados, el Carbono puede llegar a conformar las cosas más bellas, tales como… ¡La Vida! Podría ser que, ese elemento llamado Carbono sea el más importante que exista si tenemos en cuenta que el carbono es el elemento en el que está fundamentada la vida. Las propiedades químicas del carbono le permiten a este elemento unirse con una gran cantidad de átomos distintos para formar moléculas enormes y complejas.

Cada cosa viviente está basada en el carbono, hasta la fecha no se ha encontrado ninguna clase de vida basada en otro elemento. Está en nuestra atmósfera, en la corteza de la tierra y en los cuerpos de las plantas y animales. respiramos, exhalamos dióxido de carbono. Cuando las plantas respiran, toman el dióxido de carbono. Sin carbono, la vida no podría darse. El carbono es el bloque básico todas las formas de vida en la Tierra. Afortunadamente, es también uno de los elementos más abundantes en nuestro planeta. Al igual que toda la materia, el carbono ni se crea ni se destruye, por lo que todos los organismos vivos deben encontrar una manera de volver a utilizar continuamente el suministro finito que se encuentra disponible.

La composición del Universo está cambiando en este mismo momento

                            El Carbono está presente en todo el Universo. Incluso existen estrellas de Carbono

Octubre 31, 2018. R Leporis: Una Estrella Vampiro. – ASTRO

“R Leporis  (Estrella carmesí de Hind) es una estrella variable de la constelación de Lepus, cerca del límite con Eridanus. Visualmente es una estrella de un color rojo vívido, cuyo brillo varía entre magnitud aparente +5,5 y +11,7. A una distancia aproximada de 1100 años luz, R Leporis pertenece a la rara clase de estrellas de carbono, siendo su tipo espectral C6. En estas estrellas, los compuestos de carbono no permiten pasar la luz azul, por lo que tienen un color rojo intenso. 

La primera imagen es un Gráfico comparativo del tamaño de varios objetos astronómicos dentro de la escala de un año luz. De izquierda a derecha, las nebulosas Ojo de Gato y Stingray y la nube molecular Barnard 68. La segunda imagen es R. Lepori.

Un año luz es una unidad de distancia que equivale aproximadamente a 9,46 × 1012 km (9 460 730 472 580,8 km).”

Elementos (6)

El carbono es el elemento químico que sustenta toda la vida en la Tierra. En la naturaleza existen 92 elementos químicos en natural. Es decir, 92 tipos distintos de átomos. Son las pequeñas piezas que se combinan entre sí para formar toda la materia conocida. Los átomos se combinan para formar moléculas, y las moléculas se unen para formar la materia. Todo lo que vemos a nuestro alrededor se forma con sólo esos 92 elementos. Incluidos nosotros mismos.

El 95% del cuerpo de los seres vivos se compone por sólo cuatro elementos: carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. De ellos, el carbono es el más importante. Sin él, no podría formarse el ADN. Las proteínas, glúcidos, vitaminas y grasas son compuestos de carbono.

De qué estás hecho? 73% del cuerpo humano proviene de la explosión de  estrellas masivas | RPP NoticiasHijos de las Estrellas, somos materia estelar

El carbono es un elemento muy abundante en el Cosmos. Los átomos de carbono se unen entre sí formando largas cadenas que sirven de base para construir otras moléculas más complejas. facilidad para enlazar moléculas es lo que permitió la evolución hasta los organismos vivos. En la tierra primitiva se dio una excelente combinación de grandes cantidades de carbono y agua, que fueron determinantes para el origen de la vida. El carbono es la base química de la vida en presencia de agua que, en el Universo, también está por todas partes.

También aquí, donde se forman los pensamientos y los sentimientos, el Carbono está presente. Los hidratos de carbono  son una parte necesaria  para cualquier persona sana , ya que aportan el combustible  que el cuerpo necesita  para su actividad  física. El cerebro necesita los lípidos y otros jugos que lo mantienen “engrasado” y a punto.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Diamond_and_graphite2.jpg

El Carbono es un elemento esencial para muchas cosas, y, podríamos destacar, sin temor a equivocarnos que, la vida, es la más importante de entre todas ellas. En cualquier parte que queramos mirar  nos dirán, del Carbono, cosas como éstas:

Estructura de los compuestos del carbono - Monografias.com

“El carbono es un elemento notable por varias razones. Sus formas alotrópicas incluyen, sorprendentemente, una de las sustancias más blandas (el grafito) y la más dura (el diamante) y, el punto de vista económico, uno de los materiales más baratos (carbón) y uno de los más caros (diamante). Más aún, presenta una gran afinidad para enlazarse químicamente con otros átomos pequeños, incluyendo otros átomos de carbono con los que puede formar largas cadenas, y su pequeño radio atómico le permite formar enlaces múltiples. Así, con el oxígeno el dióxido de carbono, vital para el crecimiento de las plantas (ver ciclo del carbono); con el hidrógeno numerosos compuestos denominados genéricamente hidrocarburos, esenciales para la industria y el transporte en la forma de combustibles fósiles; y combinado con oxígeno e hidrógeno forma gran variedad de compuestos como, por ejemplo, los ácidos grasos, esenciales para la vida, y los ésteres que dan sabor a las frutas; además es vector, a través del ciclo carbono-nitrógeno, de parte de la energía producida por el Sol.”

QUÍMICA DEL CARBONO. - ppt descargar

Hacia 1860, varios químicos sugirieron que la asimetría óptica de los compuestos orgánicos debía surgir a partir de la estructura tetraédrica del átomo de Carbono.  A finales del siglo XIX, la teoría correcta fue formulada de manera independiente, por dos  químicos que, de manera simultánea, dieron con la clave al sugerir que, el átomo de Carbono de un compuesto carbonado se encuentra situado en el centro de esa estructura tetraédrica, unido mediante enlaces químicos a otros cuatro átomos, situados en uno de los vértices del tetraedro. El átomo de Carbono puede albergar 8 electrones en su corteza, tiene solamente cuatro; por tanto, por decirlo de manera sencilla, dispone de cuatro plazas vacantes que pueden ser ocupadas por electrones de las cortezas de otros cuatro átomos.

Capitulo 2

La teoría que es correcta, fue expuesta por el joven francés Joseph Achille  Le Bel, y el otro, el joven neerlandés llamado Jacobus Henricus van´t Hoff, ambos razonaron que tal estructura tetraédrica será asimétrica y no superponible a su imagen especular.

Los bioquímicos, es decir, los químicos que estudian los procesos de los seres vivos, no pueden imaginar de vida alguno (excepto, tal vez, alguna forma inactiva muy elemental) que no requiera decenas de miles de clases distintas de tejidos, cada uno de ellos diseñado para llevar a cabo una labor altamente especializada. Pensemos, por ejemplo, en la complejidad de un ojo, que no es más que uno de los muchos órganos del cuerpo.

El ojo tiene que sintetizar compuestos determinados para poder constituir cada una de sus partes: el cristalino, los músculos que permiten cambiar la de éste último, los que abren y cierran las pupilas, las capas de la córnea, los líquidos que llenan las distintas vavidades, la retina, el coroides, la esclerótica, el nervio óptico de los vasos sanguíneos… Cada una de ellas necesita sustancias enormemente complejas que, además, deben poseer las propiedades adecuadas para hacer exactamente lo que se supone que hacen.

tejidos del cuerpo humano by Jose FrancoLos tejidos fundamentales del cuerpo humano - Monografias.comCuáles son los principales tejidos del cuerpo humano?Los tejidos fundamentales del cuerpo humano - Monografias.com

Miles de millones de tales tejidos especialiozados son esenciales para las formas vivientes de la Tierra. Es imposible imaginar que la evolución de éstos haya podido realizarse sin la ayuda del Carbono, un elemento que sobrepasa a los demás en su capacidad de formar una variedad casi ilimitada de compuestos, uno de ellos con propiedades específicas.

El compuesto más simple es el metano, un átomo de carbono con cuatro de hidrógeno (valencia = 1), pero también puede darse la unión carbono-carbono, formando cadenas de distintos tipos, ya que pueden darse enlaces simples, dobles o triples. Cuando el resto de enlaces de estas cadenas son con hidrógeno, se habla de hidrocarburos, que pueden ser:
Hidrocarburos saturados - EADIC - Cursos y Master para Ingenieros y  ArquitectosHidrocarburo aromático - Wikipedia, la enciclopedia libreHIDROCARBUROS INSATURADOS: ALQUENOS Y ALQUINOS - CiberCuadernoALCANOS, ALQUENOS Y ALQUINOS: HIDROCARBUROS SATURADOS (2/14). FORMULACIÓN  QUÍMICA ORGÁNICA - YouTube
saturados: con enlaces covalentes simples, alcanos.
insaturados, con dobles enlaces covalentes (alquenos) o triples (alquinos).
aromáticos: estructura cíclica.
La gran cantidad que existe de compuestos orgánicos tiene su explicación en las características del átomo de carbono, que tiene cuatro electrones en su capa de valencia: según la regla del octeto necesita ocho para completarla, por lo que cuatro enlaces (valencia = 4) con otros átomos formando un tetraedro, una pirámide de base triangular.
Carbono (C) - Escuelapedia - Recursos EducativosGrupo carbonilo - Wikipedia, la enciclopedia libre
Los compuestos de Carbono conocidos superan en más del doble al conjunto de los restantes compuestos conocidos. Los tejidos de cualquier ser que vive sobre la superficie de la Tierra, un virus microscópico hasta un elefante, están constituidos por sustancias que contienen Carbono.  Algunos bioquímicos van incluso más allá al definir la propia vida como una más de las complejas propiedades de los compuestos de Carbono.
¿Cómo se las arregla éste ser un elemento tan versátil y adaptable?
Quimica Orgánica BIO404: El Carbono en los seres vivosComposición química de los seres vivos - Los seres vivos
Los Seres vivos están formados principalmente por C carbono, H hidrógeno, O oxígeno y N nitrógeno, y, en menor medida, contienen también S azufre y P fósforo junto con algunos halógenos y metales. De ahí que los compuestos de carbono se conozcan con el de compuestos orgánicos (o de los seres vivos). Pero…, cuidado, también hay muchos otros compuestos de carbono que no forman de los seres vivos. La parte de la Química que estudia los compuestos del carbono es la Química Orgánica o Química del Carbono, pues este elemento es común a todos los compuestos orgánicos.
En la pregunta que hacíamos más arriba, sólo podemos dar una respuesta: Es que el Carbono es un gran “combinador”: debido a que su corteza dispone de espacio para cuatro electrones más, se puede enlazar a otros átomos de Carbono y formar cadenas de longitud indefinida, de manera que eslabón de la misma (cada átomo de carbono) tiene dos ramas, por así decirlo, a las que se pueden unir otros átomos o grupos de átomos, como los colgantes de un brazalete.
                      Muchas de estas moléculas están presentes en las Nebulosas
La cadena puede ser sencilla o compleja y ramificarse en distintas direcciones, pueden tener los extremos sueltos o bien unidos formando lazos cerrados o anillos. Si dos moléculas tienen exactamente el mismo de átomos de los mismos tipos, pero difieren en la forma en que están dispuestos, se dice que son isómeros.
Archivo:Ethane conformation.gif
En la isomería los átomos se distribuyen de distinta para cada isómero
Hidrocarburos
Son compuestos orgánicos formados únicamente por “átomos de carbono e hidrógeno”. La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno. También son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como las sustancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos orgánicos. Los hidrocarburos se clasifican en dos grupos principales, de cadena abierta y cíclicos. En los compuestos de cadena abierta que contienen más de un átomo de carbono, los átomos de carbono están unidos entre sí formando una cadena lineal que tener una o más ramificaciones. En los compuestos cíclicos, los átomos de carbono forman uno o más anillos cerrados. Los dos grupos principales se subdividen según su comportamiento químico en saturados e insaturados.
                      El Carbono y el Hidrógeno son fundamentales la Vida
Aquí, por ser un tema apasionante, hemos comentado en más de una ocasión, la importancia del Carbono para la vida y, también hemos tratado ya la cuestión de si puede existir vida en algún planeta sin la presencia de compuestos de Carbono. Por supuesto, nadie sabe contestar esa pregunta pero, muchos bioquímicos piensan que la auto duplicación y la mutación son demasiado complejas para que puedan producirse por medio de algún de moléculas que dejen de lado la gran variedad y flexibilidad de los compuestos de Carbono.
El Carbono, es un elemento de posibilidades maravillosas y, hasta tal punto es así, que la vida en nuestro planeta, está presente gracias a ese fantástico elemento que, posiblemente, sea el actor principal en todas las formas de vida que puedan existir en el Universo, dado que, como he dicho tantas veces, lo que pasa aquí, también pasará allí: Todas las leyes del Universo funcionan de la misma manera en Galaxia y en cualquier otra, en este mundo y, también en cualquier otro mundo que, como el nuestro, reúna las posibilidades necesarias para el surgir de la vida.
             Se han imaginado y recreado posibles formas de vida basadas en el Silicio en planetas de alta temperatura
Las bioquímicas hipotéticas son especulaciones sobre los distintos tipos de bioquímicas que podría revestir una vida extraterrestre exótica en formas que difieren radicalmente de las conocidas sobre la Tierra, con distintos grados de plausibilidad. En estas bioquímicas hipotéticas comúnmente se emplean elementos distintos del carbono construir las estructuras moleculares primarias y/o se produce en solventes distintos del agua. Las presentaciones de la vida extraterrestre basadas en estas bioquímicas alternativas son comunes en la ciencia ficción.
El Silicio es el elemento más próximo al Carbono en cuanto a su capacidad de combinarse consigo mismo y con otros elementos formar muchos compuestos diferentes, pero sus cadenas son relativamente cortas e inestables en comparación con las de los hidrocarburos (compuestos de carbono que contienen hidrógeno). El Boro es otro elemento que se cita a veces como posible base para una vida sin Carbono, pero sus propiedades hacen que sea todavía peor candidato que el Silicio.
Solo podemos imaginar lo que pueda estar presente en otros mundos
Claro que, si todo eso es así (como parece que es), creo que la Vida en el Universo (al menos en su mayor representación), también, como en la Tierra, estará basada en el Carbono. Lo cual, no quita la posibilidad, por extraña que ésta pueda parecer de que, otras formas de vida desconocidas nosotros puedan estar pululando por ahí fuera. En lo que llevamos vivido, en lo que la Ciencia nos ha mostrado, en las inmensas y asombrosas maravillas que hemos podido con la Mecánica Cuántica y con las leyes cosmológicas que rigen en el Universo, hemos podido aprender una cosa: ¡Nunca digas que no! Todo lo que podamos imaginar… podría ser una realidad por asombroso que nos pueda parecer.

En otros trabajos hemos hablado de los materiales del futuro y… ¡mira por donde! también el actor principal es el carbono que está presente en los fullerenos y en el grafeno que dan unas posibilidades increíbles para las nuevas técnicas de la electrónica, comunicaciones, y otros menesteres de las actividades humanas que nos llevarán hacia un futuro de incalculable riqueza tecnológica.
El Carbono y sus formas alotrópicas - Química en casa.comAlótropos del carbono: carbono amorfo, grafito, grafenos, nanotubos
La tercera alotrópica del carbono después del grafito y del diamante, es el carbono en una sola capa, formando bien esferas o cuerpos con volumen como los fullerenos y los nanotubos, o láminas bidimensionales como el grafeno. El grafeno es una lámina de átomos de carbono de un átomo de espesor. Es un candidato muy prometedor para la nanoelectrónica que viene, debido a sus interesantísimas propiedades electrónicas, además de ser transparente, flexible y barato. Los electrones se mueven en el grafeno unas 2000 veces más rápido que en el silicio, lo que posibilita que como transistor se pueda apagar y encender más rápido.

Conectar nuestro cerebro con las máquinas: ¿la última barrera? | OpenMindEl uso de Internet mejora o arruina nuestro cerebro? « Cambia tu CEREBRO

Tenemos que pensar que todo lo que existe, sea animado o inanimado, se trate del cerebro de un insecto, de las conexiones de nuestro cerebro o de los nanotubos de carbono, todo sin excepción, está formado por la misma cosa: Quarks y Leptones que, combinados en la debida proporción, conforman la materia presente en todo el Universo y que es poseedora de la energía que está presente por todas partes en sus distintas manifestaciones.

De todas las maneras y, aunque mirando objetivamente la realidad, seamos nosotros los que prevalecemos sobre todos los demás, no debemos presumir demasiado por ello, dado que, la diferencia entre nosotros y algunos objetos y seres de la Tierra…, no es tan grande. Seámos humildes y sencillos, reconozcamos nuestras debilidades y comprendamos que, en definitiva, sólo somos una parte más, de la Naturaleza grandiosa que define al Universo.

Organismo

Hombre

Alfalfa

Bacteria

Carbono

19,37 %

11,34 %

12,14 %

Hidrógeno

9,31 %

8,72 %

9,94 %

Nitrógeno

5,14 %

0,83 %

3,04 %

Oxígeno

61,81 %

77,90 %

73,68 %

Fósforo

0,63 %

0,71 %

0,60 %

Azufre

0,64 %

0,10 %

0,32 %

CHNOPS/ TOTAL

97,90 %

99,60 %

99,72 %

 

Podríamos pensar que la vida es la forma más evolucionada de la materia. Claro que, para llegar a ese nivel máximo de la vida, tendría que estar presente la consciencia.

¡El Carbono! Un elemento esencial la vida… y mucho más.

emilio silvera

 

  1. 1
    Emilio Silvera
    el 22 de enero del 2015 a las 11:38

    El Carbono como elemento esencial para la Vida.

     

     

     

    La enorme variedad de formas, colores, comportamientos, etc que acompaña a los objetos, incluidos los vivientes, sería una consecuencia de la riqueza en la información que soportan las moléculas (y sus agregados) que forman parte de dichos objetos. Ello explicaría que las moléculas de la vida sean en general de grandes dimensiones (macromoléculas). La inmensa mayoría de ellas contiene carbono. Debido a su tetravalencia y a la by unisales” href=”../../../../2010/07/05/el-carbono-un-elemento-esencial-para-la-vida/”>gran capacidad que posee dicho átomo para unirse consigo mismo, dichas moléculas pueden considerarse como un esqueleto formado por cadenas de esos átomos.

    El carbono no es el único átomo con capacidad para formar los citados esqueletos. Próximos al carbono en la tabla by unisales” href=”../../../../2010/07/05/el-carbono-un-elemento-esencial-para-la-vida/”>periódica, el silicio, fósforo y boro comparten con dicho átomo esa característica, si bien en un grado mucho menor.

    Refiriéndonos al silicio, que para nosotros es el más importante, señalaremos que las “moléculas” que dicho átomo forma con el oxígeno y otros átomos, generalmente by unisales” href=”../../../../2010/07/05/el-carbono-un-elemento-esencial-para-la-vida/”>metálicos poseyendo gran nivel de información, difieren en varios aspectos de las moléculas orgánicas, es decir, de las que poseen un esqueleto de átomos de carbono.

    El mundo de los silicatos es de una gran diversidad, existiendo centenares de especies minerológicas. Esas diferencias se refieren fundamentalmente a que el enlace químico en el caso de las moléculas orgánicas es covalente, y cuando se forma la sustancia correspondiente (cuatrillones de moléculas) o es un líquido, como es el caso de los by unisales” href=”../../../../2010/07/05/el-carbono-un-elemento-esencial-para-la-vida/”>aceites, o bien un sólido que funde fácilmente. Entre las moléculas que lo forman se ejercen unas fuerzas, llamadas de Van der Waals, que pueden considerarse como residuales de las fuerzas electromagnéticas, algo más débiles que éstas. En cambio, en los silicatos sólidos (como en el caso del topacio) el enlace covalente o iónico no se limita a una molécula, sino que se extiende en el espacio ocupado por el sólido, resultando un entramado particularmente fuerte.

     

    Al igual que para los cristales de hielo, en la mayoría de los silicatos la información que soportan es pequeña, aunque conviene matizar este punto.  Para un cristal ideal así sería en efecto, pero ocurre que en la realidad el cristal ideal es una abstracción, ya que en el cristal real existen aquí y allá los llamados defectos puntuales que trastocan la periodicidad espacial propia de las redes ideales. Precisamente esos defectos puntuales podían proporcionar una mayor información.

    Si prescindimos de las orgánicas, el resto de las moléculas que resultan de la combinación entre los diferentes átomos no llega a 100.000, frente a los varios millones de las primeras. Resulta ranozable suponer que toda la enorme variedad de moléculas existentes, principalmente en los planetas rocosos, se haya formado por evolución de los átomos, como corresponde a un proceso evolutivo. La molécula poseería mayor orden que los átomos de donde procede, esto es, menor entropía. En su formación, el ambiente se habría desordenado al ganar entropía en una cierta cantidad tal, que arrojarse un balance total positivo.

    No puedo dejar pasar la oportunidad, aunque sea de by unisales” href=”../../../../2010/07/05/el-carbono-un-elemento-esencial-para-la-vida/”>pasada, de mencionar las sustancias.

    Las así llamadas, son cuerpos formados por moléculas idénticas, entre las cuales pueden o no existir enlaces químicos. Veremos varios ejemplos.  Las sustancias como el oxígeno, cloro, metano, amoníaco, etc, se presentan en by unisales” href=”../../../../2010/07/05/el-carbono-un-elemento-esencial-para-la-vida/”>estado gaseoso en by unisales” href=”../../../../2010/07/05/el-carbono-un-elemento-esencial-para-la-vida/”>condiciones ordinarias de presión y temperatura. Para su confinamiento se embotellan, aunque existen casos en que se encuentran mezcladas en el aire (os podéis dar una vueltecita por el polo químico de Huelva).

    En cualquier caso, un gas como los citados consiste en un enjambre de las moléculas correspondientes. Entre ellas no se ejercen fuerzas, salvo cuando colisionan, lo que hacen con una frecuencia que depende de la concentración, es decir, del by unisales” href=”../../../../2010/07/05/el-carbono-un-elemento-esencial-para-la-vida/”>número de ellas que están concentradas en la unidad de volumen; número que podemos calcular conociendo la presión y temperatura de la masa de gas confinada en un volumen conocido.

    Decía que no existen fuerzas entre las moléculas de un gas. En realidad es más exacto que el valor de esas fuerzas es insignificante porque las fuerzas residuales de las electromagnéticas, a las que antes me referí, disminuyen más rápidamente con la distancia que las fuerzas de Coulomb; y esta distancia es ordinariamente de varios diámetros moleculares.

    Podemos conseguir que la intensidad de esas fuerzas aumente tratando de disminuir la distancia media entre las moléculas. Esto se puede lograr haciendo descender la temperatura, aumentando la presión o ambas cosas.  Alcanzada una determinada temperatura, las moléculas comienzan a sentir las fuerzas de Van der Waals y aparece el estado líquido; si se sigue enfriando aparece el sólido. El orden crece desde el gas al líquido, siendo el sólido el más ordenado. Se trata de una red tridimensional en la que los nudos o vértices del entramado están ocupados por moléculas.

    by unisales” href=”../../../../2010/07/05/el-carbono-un-elemento-esencial-para-la-vida/”>Todas las sustancias conocidas pueden presentarse en cualquiera de los tres estados de la materia (estados ordinarios y cotidianos en nuestras vidas del día a día).

    Si las temperaturas reinantes, como decíamos en by unisales” href=”../../../../2010/07/05/el-carbono-un-elemento-esencial-para-la-vida/”>páginas anteriores, es de miles de millones de grados, el estado de la materia es el plasma, el material más común del universo, el de las estrellas (aparte de la materia oscura, que no sabemos ni lo que es, ni donde está, ni que “estado” es el suyo).

    En condiciones ordinarias de presión, la temperatura por debajo de la cual existe el líquido y/o sólido depende del tipo de sustancia. Se denomina temperatura de ebullición o fusión la que corresponde a los sucesivos equilibrios (a presión dada) de fases: vapor ↔ líquido ↔ sólido. Estas temperaturas son muy variadas, por ejemplo, para los gases nobles son muy bajas; también para el oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). En cambio, la mayoría de las sustancias son sólidos en condiciones ordinarias (grasas, ceras, etc).

    Las sustancias pueden ser simples y compuestas, según que la molécula correspondiente tenga átomos iguales o diferentes. El número de las primeras es enormemente inferior al de las segundas.

    El concepto de molécula, como individuo físico y químico, pierde su significado en ciertas sustancias que no hemos considerado aún. Entre ellas figuran las llamadas sales, el paradigma de las cuales es la sal de cocina. Se trata de cloruro de  sodio, por lo que cualquier estudiante de E.G.B. escribiría sin titubear su fórmula: Cl Na. Sin embargo, le podríamos poner en un aprieto si le preguntásemos dónde se puede encontrar aisladamente individuos moleculares que respondan a esa composición. Le podemos orientar diciéndole que en el gas Cl H o en el vapor de agua existen moléculas como individualidades. En realidad y salvo casos especiales, por ejemplo, a temperaturas elevadas, no existen moléculas aisladas de sal, sino una especie de molécula gigante que se extiende por todo el cristal. Este edificio de cristal de sal consiste en una red o entramado, como un tablero de ajedrez de tres dimensiones, en cuyos nudos o vértices se encuentran, alternativamente, las constituyentes, que no son los átomos de Cl y Na sino los iones Cl- y Na+.  El primero es un átomo de Cl que ha ganado un electrón, completándose todos los orbitales de valencia; el segundo, un átomo de Na que ha perdido el electrón del orbital s.

    Cuando los átomos de Cl y Na interaccionan por aproximarse suficientemente sus nubes electrónicas, existe un reajuste de cargas, porque el núcleo de Cl atrae con más fuerza los electrones que el de Na, así uno pierde un electrón que gana el otro. El resultado es que la colectividad de átomos se transforma en colectividad de iones, positivos los de Na y negativos los de Cl. Las fuerzas electromagnéticas entre esos iones determinan su ordenación en un cristal, el Cl Na. Por consiguiente, en los nudos de la red existen, de manera alternativa, iones de Na e iones de Cl, resultando una red mucho más fuerte que en el caso de que las fuerzas actuantes fueran de Van der Waals. Por ello, las sales poseen puntos de fusión elevados en relación con los de las redes moleculares.

    Responder
  2. 2
    Emilio Silvera
    el 22 de enero del 2015 a las 11:44

    La vida en la Tierra, todas las formas conocidas, sin excepción, están basadas en el Carbono. No se conocen formas de vida que estén basadas en el Silicio o en el Boro o… en cualquier otro elemento. Es el Carbono el único elemento que sustenta la Vida en nuestro planeta.

    No creo que sea una casualidad tal verdad y, más bien creo que, es una causalidad, es decir, que la vida es posible gracias al Carbono y que, en otros supuestos, lo tendría muy complicado, toda vez que, los elementos “similares” o “parecidos” al Carbono, no llegan a tener las mismas propiedades que éste ni se adaptarían a todas las posibles variantes que el Carbono sí es capaz de asimilar.

    Está claro que son otros muchos elementos los que están presenten en un ser vivo pero… ¡Sin Carbono no sería posible la Vida! Al menos, hasta donde podemos conocer. Nunca diré que sea imposible la existencia de otras formas de vida basadas en otros elementos. Sin embargo, no parece que esas formas de vida pudieran tener las mismas propiedades que tienen las que aquí conocemos.

    El Silicio, por ejemplo, creo que sería un buen elemento para la Vida… ¡Artificial!

     

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  3. 3
    Emilio Silvera
    el 24 de enero del 2015 a las 6:55

    Asimov en uno de sus libros nos dice en relación a la vida basada en el Silicio:

     

     

    ¿ES posible una vida de silicio?

     

    Todos los seres vivientes, desde la célula más simple hasta la sequoia más grande, contienen agua, y además como la molécula más abundante, con mucho. Inmersas en el agua hay moléculas muy complejas, llamadas proteínas y ácidos nucleicos que al parecer son características de todo lo que conocemos por el nombre de vida. Estas moléculas complejas tienen una estructura básica compuesta en cadenas y anillos de átomos de carbono. A casi todos los carbonos van unidos uno o más átomos de hidrógeno. A una minoría, en cambio, van ligadas combinaciones de átomos como los de oxígeno nitrógeno, azufre y fósforo.

    Expresándolo con la máxima sencillez podemos decir que la vida, tal como la conocemos, está compuesta de derivados de hidrocarburos en agua.

    ¿Puede la vida estar compuesta de otra cosa? ¿Existen otros tipos de moléculas que proporcionen la complejidad y versatilidad de la vida, algo distinto del agua que proporcione, sin embargo, las propiedades poco usuales, pero necesarias, que sirven como trasfondo de la vida?

    ¿ES posible concebir algo parecido al agua que pudiera sustituirla? Las propiedades del, amoníaco líquido son las más afines o las del agua. En un planeta más frío que la Tierra, por ejemplo, Júpiter, donde el amoníaco abunda en estado líquido mientras que el agua está solidificada, puede que sea concebible una vida basada en el amoníaco.

    Por otro lado, hay que decir que si el hidrógeno va unido a tantos puntos de la cadena del carbono, es porque es un átomo muy pequeño que se acopla en cualquier lugar. El átomo de flúor es parecido al de hidrógeno en algunos aspectos y casi tan pequeño como él. Así, pues, igual que tenemos una química de los hidrocarburos podemos tener una química de los fluorcarburos, con la única salvedad de que éstos son mucho más estables que aquellos. Quizá en un planeta más caliente que la Tierra podría concebirse una vida a base de fluorcarburos.

    Pero ¿y en cuanto al átomo de carbono? ¿Existe algún sustituto? El carbono puede unirse a un máximo de cuatro átomos diferentes (que pueden ser también de carbono) en cuatro direcciones distintas, y es tan pequeño que los átomos de carbono vecinos se hallan suficientemente próximos para formar un enlace muy fuerte. Esta característica es la que hace que las cadenas y anillos de carbono sean estables.

    El silicio se parece mucho al carbono y también puede unirse a un máximo de cuatro átomos diferentes en cuatro direcciones distintas. El átomo de silicio, sin embargo, es mayor que el de carbono con lo cual las combinaciones silicio‑silicio son menos estables que las de carbono‑carbono. La existencia de largas cadenas y anillos de átomos de silicio es mucho más improbable que en el caso del carbono.

    Lo que sí es posible son largas y complicadas cadenas de átomos en las que alternen el silicio con el oxígeno. Cada átomo de silicio puede unirse a otros dos átomos o grupos de átomos, y este tipo de moléculas se denominan «siliconas».

    A la molécula de silicona pueden ir unidos grupos de hidrocarburos o de fluorcarburos, y estas combinaciones podrían resultar en moléculas suficientemente grandes, delicadas y versátiles como para formar la base de la vida En ese sentido sí que es concebible una vida a base de silicio.

    Pero ¿existen realmente esas otras formas de vida en algún lugar del universo? ¿O serán formas de vida basadas en una química completamente extraña, sin ningún punto de semejanza con la nuestra? Quizá nunca lo sepamos.

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  4. 4
    Emilio Silvera
    el 24 de enero del 2015 a las 6:58

    El lugar adecuado para esta respuesta está aquí:

     

     

     
    SERES VIVOS DE SILICIO

    Las historias de ciencia ficción en las cuales se sugiere la existencia de seres vivos construidos de silicio en vez del carbono han proliferado desde hace varias décadas, por ejemplo, en los argumentos de muchas películas y series de TV. La idea no es nueva, pues esta se originó en 1891 (¡!), cuando Julio Sheiner escribió sobre la posibilidad de vida extraterrestre fundada en el Silicio.

    Desde entonces, muchos soñadores han soñado acerca de seres vivos hechos de diversos materiales extraños. Incluso se han publicado muchos artículos en magazines científicos que hablan de las posibilidades del Silicio como bloque de construcción alternativo de los seres extraterrestres. La pregunta es si es posible la existencia de organismos vivos hechos de Sílice en nuestro universo. La verdad (y pido perdón a los que lo han tomado muy en serio), a menudo, me río de las discusiones de los siliconistas. Vea Usted porqué:

    1. Si fuésemos organismos hechos de Silicio, tendríamos que comernos a otros organismos hechos del Silicio. Ahora, piense en qué y cómo defecaríamos. A menos que fuéramos sistemas termodinámicos 100% eficientes -algo imposible de conseguir en este universo- sería extremadamente duro para nosotros el paso de “esos cristales” a través de “esas suaves membranas intestinales”.

    2. Si oxidáramos a una molécula de Silicio el resultado sería Dióxido de Silicio. ¿Cómo eliminaríamos los cristales de dióxido de silicio (¡cuarzo!) de nuestras células?

    3. Solamente las moléculas construidas con Carbono pueden experimentar las interacciones entre las partículas con carga a través de los fotones para impulsar la energía a partir de una a otra MOLÉCULAS ORGÁNICAS, es decir, moléculas hechas de Carbono para transferir la energía interna de las células de forma autónoma. Así es que bajo ninguna circunstancia las moléculas hechas con Silicio podrían formar membranas que pudieran experimentar la Fuerza Motriz Protónica, por lo tanto, tampoco experimentarían vida.

    4. Ahora, considere el problema ineludible de la diversidad de las proteínas… Necesitamos proteínas para cada uno y para todos los procesos realizados por nuestro cuerpo. Si no hubiera proteínas, no habría pensamientos, no habría reproducción, no habría movilidad, no habría respiración, no habría fotosíntesis, no habría ARN y ADN, no habría réplica del ADN, no habría… seres vivientes. ¿Usted conoce alguna enzima hecha con cadenas de Silicio? Es tan simple.

    5. Finalmente, ¿ha considerado usted el hecho de que no hay demasiada variedad de compuestos hechos con silicio en el universo observado? En un modelo muy convencional, la evolución necesitaría más de diez trillones de modificaciones localizadas en las moléculas de ADN para producir la biodiversidad actual (yo creo que estos cálculos se quedaron muy cortos). No hay una sola molécula del silicio que puede compararse con la del ADN o con la de ARN.

    6. La primera discusión de los siliconistas es que, similar al Carbono, el Silicio tiene cuatro electrones de valencia, denotando que el Silicio puede ligarse a otros cuatro átomos. Sin embargo, El silicio tiene ocho electrones más que el carbono (dos en el primer nivel de energía, ocho en el segundo y cuatro en el tercero), lo cual hace que el Silicio forme compuestos complejos altamente inestables. Además, los compuestos basados en el Silicio que se han comparado con los compuestos hechos con Carbono se han sintetizado siempre artificialmente, o sea que su síntesis a sido forzada. No hay síntesis espontánea de tales compuestos en la naturaleza.

    7. La discusión principal de los siliconistas es que el Silicio se encuentra al lado del Carbono en la tabla periódica de los elementos químicos. El Boro, el Nitrógeno, el Fósforo y el Aluminio también están a un lado del  carbono en la tabla periódica, y nadie ha pensado en vida basada en cualquiera de esos elementos. La situación difícil aquí es que el Silicio es un metaloide, mientras que el Carbono es un elemento no-metálico. No hay una comparación viable entre las propiedades químicas del Carbono y del Silicio.

    8. Otro argumento de los siliconistas es que el Silicio puede formar un compuesto que actúa como “una clase de membrana semipermeable”, muy similar a las membranas formadas con compuestos orgánicos porque deja pasar algunas substancias y evita el paso de otras. A los siliconistas se les olvidó que hay varias clases de membranas formadas con compuestos carbonaceos. Una membrana bacteriana no es igual a una membrana de una cianobacteria, o a una membrana vegetal, o a una animal. Una membrana plasmática no es igual a una membrana nuclear, a una membrana de cloroplastos o a una membrana mitocondrial. También se les olvidó que la vida es un estado de la energía que se manifiesta como la Fuerza Motriz Protónica que únicamente puede realizarse en membranas hechas con Carbono. Recuerde toda la parafernalia de substancias que se requieren para que este estado de la energía se conserve. El Silicio no posee esa propiedad fisicoquímica, ni la flexibilidad, ni la versatilidad del Carbono para formar espontáneamente esta gran diversidad de productos altamente estables necesarios para que se establezca el potencial de membrana.

    La naturaleza tiende a moverse por el camino más espontáneo, aunque ese camino no sea el más simple. Si en el universo fuera posible la síntesis espontánea de seres vivientes hechos con Silicio, la tierra los tendría. Es tan directo.

    Los inventores de la vida basada en el Silicio deben solucionar numerosos rompecabezas antes de decir incoherencias. El disparate más grande de esta… alucinación… es que si hubiera seres vivos sintetizados con Silicio, sus procesos serían tan diferentes de los procesos realizados por los seres vivos hechos con Carbono que no habría una manera de saber acerca de su existencia, ni usando lo mejor de nuestros métodos de detección de actividad metabólica.

    ¿Desea Usted conocer a un animal hecho de Silicio? Bob Esponja es un animal hecho de silicio. ¡No se ría! Si Bob Esponja perteneciera a un grupo de animales llamado Phylum Porifera (esponjas) y al orden Demospongia, entonces el esqueleto de Bob estaría formado de muchas pequeñas espinas entramadas llamadas espículas, las cuales estarían hechas de Silicio. Las espículas de muchas esponjas están hechas con Silicio. Sin embargo, las células realmente vivas de Bob Esponja estarían hechas con Carbono, por lo que no habría un solo proceso metabólico en donde Bob tuviera qué utilizar el Silicio para estar vivo; lo que es más, si Bob perteneciera al género Oscarella, entonces Bob no necesitaría de un esqueleto.

    Esto de los siliconistas me suena a Vitalismo (vitalistas colados). Los vitalistas piensan que la vida es algo que puede transferirse o infundirse en cualquier clase de material. A diferencia de los vitalistas, nosotros sabemos que la vida es tan sólo un estado de la energía que solamente puede ser experimentado por un arreglo molecular específico.

    Si, la vida puede ser experimentada en cualquier parte del Universo en donde las condiciones sean propicias para ello; sin embargo, no cualquier clase de arreglo molecular puede experimentar la vida. En esto último las cosas son muy específicas. ¡QUÉ DESBARAJUSTE! ¡Los Siliconistas han arrojado las leyes fisicoquímicas a la basura! ¡Y NO VENGAN CON QUE LAS GRANDES IDEAS SIEMPRE HAN ESTADO CONTRA LAS LEYES! Sí, contra las leyes de las sociedades humanas, pero las leyes fisicoquímicas del universo son inviolables ¿De acuerdo? SE TE AUTORIZA A REÍRTE DE MÍ SI ALGÚN DÍA LOS CIENTÍFICOS ENCUENTRAN FORMAS VIVIENTES HECHAS CON SILICÓN. POR LO PRONTO, YO ME RÍO DE LAS IDEAS DE LOS SILICONISTAS…

    Autor: Biól. Nasif Nahle

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  5. 5
    Giordano Valeriani
    el 1 de abril del 2021 a las 8:49

    Quizás se vuelva más y más evidente que tengamos que poner la Conciencia ..al comienzo de todo..( Bhom,  Faggin…) como el campo capaz de organizar los elementos que investigamos y nombramos …darles formas dinámicas y de relación…

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    • 5.1
      emilio silvera
      el 2 de abril del 2021 a las 5:29

      Amigo Giordano, es muy probable que así sea. en nosotros la conciencia es lo que nos define y nos separa de otras especies que carecen de ella. Es la conciencia la que prevalece en lo que, en realidad, somos los humanos, la especie (al menos hasta donde podemos conocer), que estructura todas sus decisiones basadas, precisamente, en la consciencia.

      Decidimos en función de escenarios distintos y es, precisamente la consciencia la que nos hace elegir entre una y otra circunstancias, divergentes caminos, o, ¿Por qué no? entre múltiples elecciones que podríamos tomar y que nuestra consciencia de las cosas nos hace tomar partido por una de entre muchas.

      Hemos podido avanzar mucho y, la conciencia ha ido creciendo en la misma medida que lo hizo la conquista del saber sobre todo lo que nos rodea y todo lo que existe mucho más allá de nuestro ámbito cercano. Es precisamente la conciencia la que nos hace “SER” y nos distingue, y, desde luego, es lo que habría que poner en primer lugar, es lo más valioso que tenemos y que, quizás algún día nos haga “conocer” quienes somos en realidad.

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