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Termodinámica en los seres vivos
Para entender la relación entre la energía y los seres vivos podemos ayudarnos de las leyes de la termodinámica, recuerda que para estudiar a los seres vivos debemos echar mano de otras ciencias naturales, como la física.Seguramente has escuchado la frase:
La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.Esta afirmación corresponde a la Primera ley de la termodinámica, también conocida como Ley de la conservación de la Energía, en la que se explica que la energía puede cambiar de una forma a otra, pero no puede destruirse o crearse. Un ejemplo aplicado a la Biología es cuando la energía almacenada en los alimentos que consumes, se convierte en energía química y mecánica cuando trotas o juegas pelota.
La segunda ley de la termodinámica enuncia:
La energía no puede transformarse sin que exista pérdida de energía útil.La energía que se pierde, generalmente se transforma en energía térmica.
En biología podemos evidenciar esta ley cuando se explica la disminución de energía utilizable entre un nivel trófico y otro, tal como lo vimos en el video de flujo de energía en los ecosistemas. Algunos mencionan el nombre de Ley de pérdida de energía útil, o ley de la entropia.
Metabolismo
La energía fluye constantemente entre las reacciones metabólicas de los organismos en un ecosistema. Todas las reacciones química de un organismo se conocen como Metabolismo. Las vías metabólicas son aquellas en las que existen una serie de reacciones en donde el producto de una reacción es el sustrato de la siguiente. Hay dos tipos de vías metabólicas:
- Vías catabólicas: Liberan energía al convertir moléculas complejas a simples, ejemplo de esto es la respiración celular en la que se usa el oxígeno para descomponer moléculas orgánicas, como la glucosa, y se libera energía, así como compuestos como el dióxido de carbono y el agua.
- Vías anabólicas: Emplean la energía para construir moléculas grandes. La fotosíntesis es un ejemplo de este tipo de vía metabólica. En la fotosíntesis los autótrofos usan energía luminosa, dióxido de carbono y agua para formar glucosa y oxígeno.
La fotosíntesis y la respiración celular están íntimamente relacionadas, pues como viste en el video de Ciclo del carbono y del oxígeno. La fotosíntesis alimenta a los autótrofos, y estos a su vez sirven de alimento para los heterótrofos.
ATP: Energía celular a la orden
En los seres vivos la energía se almacena en moléculas biológicas que tienen la capacidad de transformación cuando se requiere utilizar dicha energía. La contracción muscular es un ejemplo de cómo la energía química contenida en las moléculas biológicas se convierte en energía mecánica.
El trifosfato de adenosina (ATP) es la molécula biológica proveedora de energía química por excelencia. De acuerdo a Biggs et al. (2007) el ATP es la molécula portadora de energía más abundante de las células y existe en todo tipo de organismos.
Está compuesto por:
- Una base de adenina
- Un azúcar ribosa
- tres grupos fosfato
¿Cómo funciona el ATP? La energía se libera para ser usada cuando se separa un grupo fosfato, para convertir la molécula en difosfato de adenosina o ADP y un grupo fosfato libre. El almacenamiento de la energía ocurre cuando El ADP se une con un fosfato y se convierte en ATP.
Conceptos bonus
Las reacciones que liberan energía se les conoce como exergónicas y las que requieren o consumen energía son conocidas como endergónicas.
Fuentes
*Biggs, A., Hagins, W., Holliday, W., Kapicka, C., Lundgreen, L., MacKenzie, A., Rogers, W., Sewer, M. y Zike D. (2007). Biología. Ed. McGraw-Hill. Interamericana Eds., México.
*Freeman, S. 2009. Biología. Ed. Pearson Educación. España.
*Freeman, S. 2009. Biología. Ed. Pearson Educación. España.
* Quatrini, Raquel & Escudero, Lorena & Moya-Beltrán, Ana & Galleguillos, Pedro & Issotta, Francisco & Grinok, Mauricio & Cárdenas, Juan & Nuñez, Harold & Salinas, Karina & Holmes, David & Demergasso, Cecilia. (2017). Draft genome sequence of Acidithiobacillus thiooxidans CLST isolated from the acidic hypersaline Gorbea salt flat in northern Chile. Standards in Genomic Sciences. 12. 10.1186/s40793-017-0305-8.
*Solomon, E., Berg, L. y Martin D. (2013). Biología, Novena edición. Cengage Learning Editores, S.A. de C.V.
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