Sección 1. La unidad de la vida
Nuestro Universo comenzó, según teorías actuales, con una gran explosión o "Big Bang" que llenó todo el espacio. Cada partícula de materia formada se alejó violentamente de toda otra partícula. A la temperatura en el momento de la explosión, toda la materia estaba en forma de partículas elementales subatómicas que colisionaban y se aniquilaban unas a otras, formando partículas nuevas y liberando más energía.
A medida que el Universo se expandía y se enfriaba, gradualmente se formaron los primeros átomos. Es a partir de estos átomos que se plasmaron y evolucionaron los sistemas vivos. Iniciaremos el estudio de los seres vivos analizando la estructura de los átomos y las moléculas que forman al combinarse, en el capítulo 1.
El agua es el componente principal en peso de todos los seres vivos. En el capítulo 2, profundizaremos sobre el agua y sus propiedades que surgen de su estructura molecular y son responsables de su papel central en los sistemas vivos.
En los organismos se encuentran cuatro tipos diferentes de moléculas orgánicas, que analizaremos en el capítulo 3.
En algún momento de la historia de este planeta apareció la vida. Las propiedades que caracterizan al fenómeno que conocemos como vida emergen en el nivel de organización celular, mundo al que nos nos introduciremos en el capítulo 4.
En el capítulo 5 transitaremos por la unidad y la diversidad de las células. Existe una sorprendente diversidad de tipos celulares que, sin embargo, llevan a cabo casi exactamente los mismos procesos.
En todos los sistemas vivos la regulación del intercambio de sustancias con el mundo inanimado ocurre a través de las membranas celulares a nivel de las células individuales. En el capítulo 6 analizaremos los mecanismos por lo cuales entran y salen sustancias de las células.
Esta explosión en el cielo, una supernova en términos de los astrónomos, fue causada por la muerte de una estrella.
Hace aproximadamente 170 mil años, esta estrella, que por entonces tenía 10 millones de años, agotó su combustible. Durante su vida, las reacciones termonucleares, tales como las que ahora tienen lugar en nuestro Sol, habían convertido el hidrógeno en helio y el helio en carbono y oxígeno, que a su vez se fusionaron en elementos aun más pesados. La estrella, que alguna vez tuvo un tamaño veinte veces mayor que el Sol, se enfrió, y por la fuerza de la gravedad sufrió una implosión. De esta forma, todos los átomos que constituyen a nuestro planeta y a sus habitantes tuvieron sus comienzos en la muerte de las estrellas. Esta supernova, la primera que se registró en 383 años, fue vista inicialmente el 24 de febrero de 1987 por astrónomos de un observatorio de Chile.
Capítulo 1. Átomos y moléculas
La materia, incluso la que constituye los organismos más complejos, está constituida por combinaciones de elementos. En la Tierra, existen unos 92 elementos. Muchos son muy conocidos, como el carbono, que se encuentra en forma pura en el diamante y en el grafito; el oxígeno, abundante en el aire que respiramos; el calcio, que utilizan muchos organismos para construir conchas, cáscaras de huevo, huesos y dientes, y el hierro, que es el metal responsable del color rojo de nuestra sangre. La partícula más pequeña de un elemento es el átomo. Los átomos, a su vez, están constituidos por partículas más pequeñas: protones, neutrones y electrones.
En la actualidad, los físicos explican la estructura del átomo por medio del modelo orbital. Los átomos son las piezas fundamentales de toda la materia viva y no viva. Aun así, son muy pequeños y constituyen un espacio eminentemente vacío. Los electrones se mueven alrededor del núcleo a una gran velocidad -una fracción de la velocidad de la luz- siendo la distancia entre el electrón y el núcleo, en promedio, unas 1.000 veces el diámetro del núcleo.
