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El papel de los bioelementos primarios y secundarios en la materia viva y en el universo. Además, aborda el proceso de formación de estrellas, la fusión de elementos químicos y la evolución estelar. Finalmente, se discute el origen de la vida, las nubes interestelares y los experimentos clave en el campo de la química prebiológica.
Qué aprenderás
Tipo: Resúmenes
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Es importante recordar que los Bioelementos primarios o principales: C, H, O, N. Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total, mientras que los Bioelementos secundarios S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl. Y que de ellos se conforman parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%. Se encontró también que el elemento más abundante en el universo es el hidrógeno seguido del helio, el litio y el oxígeno. En la actualidad sabemos que las estrellas se forman por el colapso gravitacional de un pequeño pedazo de una nube gigante de gas y polvo. Estas nubes están en el plano de nuestra Galaxia y contienen cientos de miles de veces la masa del Sol. Para comenzar, el colapso gravitatorio es el desmoronamiento hacia adentro de un cuerpo estelar debido al efecto de su propia gravedad hasta formar un agujero negro. También existe un límite para las estrellas de neutrones y de ser superado se forma un agujero negro que se expande hasta consumir completamente la estrella. así, cuando la estrella reduce su tamaño, se eleva la temperatura interna y en su núcleo, en el que hasta entonces solamente había átomos de helio, se empieza a producir la fusión de éstos para producir carbón. A lo largo de su existencia, las estrellas pierden masa en pequeñas cantidades, al arrojar partículas de su superficie formando vientos estelares, semejantes al viento solar. Pero con la formación de carbón, la estrella se vuelve dinámicamente inestable, y se desprende de una parte considerable de sus capas exteriores, formando una envolvente gaseosa a su alrededor, llamada nebulosa planetaria. Una nebulosa planetaria se forma cuando una estrella de masa baja o intermedia alcanza los estados evolutivos finales y expulsa al espacio las capas externas. En segundo lugar , las estrellas que son más masivas que el Sol tienen una evolución diferente: una vez que en su interior la estrella ha formado carbón, se enfría y nuevamente se colapsa; pero, debido a la cantidad de masa que posee, ejerce una presión muy grande sobre su núcleo, el cual eleva su temperatura considerablemente. La reacción de fusión es un proceso mediante el cual dos núcleos ligeros se unen para formar un núcleo más pesado. Esto dependiendo de los elementos que se fusionen, la masa del núcleo resultante puede ser ligeramente inferior a la suma de las masas de los núcleos ligeros. Por lo que ayuda a plantear la relevancia que tiene entre estas nuevas condiciones y a su vez así ayudan a otras reacciones de fusión que darán origen a elementos químicos más complejos. En tercer lugar, Cuando en el núcleo de una estrella se acumula fierro, las reacciones termonucleares ya no pueden proseguir, debido a que para formar elementos químicos más pesados ya no se libera energía, sino que se absorbe.Lo que tiene como conclusión, al agotarse el hidrógeno de la estrella, ésta
se enfría, se rompe el equilibrio y gana la fuerza gravitatoria. Se produce un gran aumento de presión y de temperatura. Además. se puede notar que en estos momentos la estrella explota. La explosión es tan violenta, que arroja al espacio una gran cantidad de material en el que van los elementos químicos que ha formado en su interior, y emite tanta energía, que puede llegar a ser más luminosa que toda una galaxia.Estas estrellas son las llamadas supernovas, y constituyen uno de los fenómenos más espectaculares y energéticos que conocemos en el universo. Con respecto a los resultado de los procesos de evolución estelar, las nubes de hidrógeno y polvo que existen entre las estrellas de la galaxia se van enriqueciendo con elementos químicos. Lo que da pie a descubrir moléculas interestelares las cuales en su seno se encuentran grandes masas de gas y polvo. Frecuentemente, los átomos que forman las nubes de gas son excitados por la radiación de estrellas muy calientes, y entonces emiten luz, formando las llamadas nebulosas de emisión, las cuales son una nebulosa que emite en virtud de la ionización del gas que la componen.En los últimos años, el desarrollo de la radioastronomía ha venido a transformar el estudio del material interestelar,se han logrado detectar ondas de radio que indican la presencia de una gran cantidad de moléculas; entre ellas, existen monóxido de carbono, agua, amoniaco, ácido sulfhídrico, formaldehído, y etanol, el acrilonitrilo y el acetaldehído De igual modo, el polvo intergaláctico, es considerado un polvo cósmico que esta ubicado entre las galaxias, que puede formar parte de nubes de polvo intergaláctico. Por ejemplo, Antonio Lazcano- Araujo menciona que la presencia de polvo sin duda alguna contribuye a la formación de moléculas muy complejas mediante reacciones que se pueden llevar a cabo sobre la superficie de los granos de polvo. Por lo que se tiene que tomar en cuenta que este mismo polvo absorbe, de una manera eficiente, la radiación ultravioleta de las estrellas, protegiendo de esta manera a las moléculas que podrían ser destruidas por los fotones más energéticos. Por último, Las nubes más densas y oscuras de la galaxia, donde las mol culas existen en mayor abundancia, se encuentran también sujetas a un proceso de contracción gravitacional, durante el cual se fragmentan en trozos de diferente masa y tamaño. Lo que hace que el periodo de evolución de una estrella desde que es una nube molecular formada de hidrógeno, helio y partículas de polvo que empiezan a contraerse, hasta que la estrella alcanza la secuencia principal o mejor conocido como protoestrellas, que también pudo haber dado paso a formación del sistema solar.
Por otro lado, la Tierra tenía grandes cantidades de rayos cósmicos, que junto con la actividad eléctrica de la atmósfera, la radioactividad y el calor desprendido por los volcanes y otros procesos geológicos, constituían fuentes de energía químicamente aprovechables. En tercer lugar, EL EXPERIMENTO DE MILLER-UREY fue Uno de los primeros experimentos que vino a demostrar que los procesos de evolución química que antecedieron a la vida pudieron haber ocurrido en la Tierra primitiva, En este experimento colocaron una mezcla de hidrógeno, metano y amoniaco en un matraz, al que le llegaba constantemente vapor de agua y en el cual se colocaron electrodos que produjeron descargas eléctricas durante una semana. Con este experimento se había demostrado de esta manera que los compuestos fundamentales para la aparición de los seres vivos se podían originar abióticamente. Y para poder simular la tierra primitiva se usaron diferentes fuentes de energía y mezclas de gases. Con esto se llegó a la conclusión de que en presencia del oxígeno ocurrían reacciones de oxidación que no eran sino combustiones de las mezclas de gases utilizadas. Las moléculas, sobre todo con las más complicadas, una de ellas orientada hacia la derecha, que se designa anteponiendo la letra o al nombre de la molécula la otra, que puede ser químicamente idéntica; que es la imagen especular orientada hacia la izquierda, y que se designa anteponiendo la letra L. Por último, El siguiente paso trascendental en la evolución prebiológica era la aparición de los enlaces covalentes que permitiría la formación de moléculas tales como los nucleótidos, los péptidos y los lípidos, y la posterior aparición de polímeros como los polisacáridos, los polinucleótidos y polipéptidos. Pero para que todo esto ocurriera se necesitaba que ocurrieran reacciones de condensación y estas lo que hacían era que dos moléculas, o una si tiene lugar la reacción de forma intermolecular, se combinan para dar un único producto acompañado de la formación de una molécula de agua y siguen un mecanismo de adición-eliminación. En conclusión,en el mundo de lo no vivo, los dos tipos de moléculas existen en cantidades iguales, formando una mezcla racémica,es claro que por problemas de estabilidad molecular No es posible, por ejemplo, formar un polipéptido en que se encuentren tanto aminoácidos L y D. Aún no existe una explicación satisfactoria del origen de la asimetría en los seres vivos, por lo que es necesario desarrollar estudios teóricos y experimentales que arrojen luz acerca de este problema.