ÍNDICE

INTRODUCCIÓN………………………………………………………

TEMA I. IMPORTANCIA DE LA BIOLOGÍA

1.1 Concepto de la Biología………………………………………….

1.2 Objeto de estudio de la Biología………………………………..

1.3 La Biología y su método de estudio…………………………...

1.4 Introducción al método científico……………………………….

1.5 La biología como ciencia experimental………………………..

1.6 Ramas de la Biología……………………………………….……

1.7 Relaciones de la Biología con otras disciplinas…………….…

TEMA II. INTRODUCCIÓN A LA EVOLUCIÓN

QUÍMICA DEL UNIVERSO

2.1 Origen de los elementos químicos…………………………..…..

2.2 Las supernovas y la síntesis de los elementos pesados…..…

2.3 Las moléculas interestelares…………………………………….

2.4 El origen del sistema solar……………………………………….

TEMA III. INTRODUCCIÓN A LA ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA.

3.1 Niveles de organización biológica………………………………..

3.2 Breve reseña histórica de la anatomía………………………….

3.3 Anatomía: definición y división…………………………………..

3.4 Fisiología: definición y división…………………………………..

3.5 Higiene: definición y división……………………………………..

INTRODUCCIÓN

Los humanos han estado siempre en contacto con la naturaleza. Nuestros

lejanos antepasados observaron los hábitos de diversos animales, los ciclos

estacionales de las plantas comestibles, y los ambientes en que se hallaban los

alimentos. Entonces, hace aproximadamente 10 000 años, empezaron a utilizar este

conocimiento para alterar la naturaleza: desarrollaron la agricultura. Esta gente

práctica resolvió problemas probando alternativas: las mejores semillas para plantar

fueron descubiertas por ensayo de muchas variedades y viendo cual de ellas daba

mejor el producto. Posteriormente inventaron las herramientas, como la rueda y

muchas más; por medio de este método probaron ideas diferentes.

Mientras tanto, los estudiosos pugnaban para comprender la naturaleza y el

cuerpo humano. Se interesaron no solo en describir el mundo natural sino en

comprenderlo. Querían saber, por ejemplo, por qué los niños se parecían a sus

padres y por qué gusanos de moscas aparecían en carne putrefacta. Estos primeros

estudiosos trataron de contestar preguntas por el razonamiento y la discusión.

Finalmente por el siglo XVI, se dieron cuenta de que el método de probar alternativas

empleado por granjeros y campesinos podría ser usado, para revelar relaciones de

causa-efecto en los fenómenos naturales. En vez de debatir sus ideas, ellos las

probaron con experimentos y exámenes más amplios de la naturaleza. A estas

alturas, el método científico era completo y nació la ciencia moderna.

El conocimiento biológico satura nuestra cultura. Éste es el producto del

método científico, una manera de pensar que ha revolucionado durante siglos, a fin

de mejorar los niveles de vida en y para con la sociedad.

Hablar de biología es hablar sobre el estudio de la vida. Comprende todos y

cada uno de los aspectos de la vida, desde la química de los genes hasta la base

neuronal de la memoria, o el comportamiento de apareamiento de los animales. La

meta de la investigación biológica es aplicar y clarificar las relaciones que se dan

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dentro y entre todas las formas de vida. El producto de esta investigación, el

conocimiento biológico, puede entonces ser usado por nuestra sociedad en una

variedad de diversas maneras.

La mayoría de las sociedades modernas apoyan el trabajo de los científicos. A

su vez los científicos contribuyen con una comprensión del mundo lo más cercana

posible a la verdad. Los biólogos modernos buscan entender todos los aspectos del

mundo, que se encuentran dentro de ellos y del mundo circundante.

Analizar la Biología, es conocer la gama de oportunidades que la naturaleza

nos a sabido expresar; para ello es conveniente analizar y comprender el origen de la

vida y las composiciones de las cuales están formadas.

Es hora de adentrarse al inicio de una aventura de información muy relevante

y de tratar estudios sobre el inicio de la vida… es tiempo de tener una introducción a

las técnicas de investigación en la especialidad.

3

TEMA I. IMPORTANCIA DE LA BIOLOGÍA

La importancia de la Biología se caracteriza por seguir

algunos principios y conceptos de gran importancia, entre los

que se incluyen la universalidad, la evolución, la diversidad, la

continuidad, la homeóstasis y las interacciones.

1.1 CONCEPTO DE LA BIOLOGÍA.

Biología, ciencia de la vida. Es la ciencia que estudia a los

seres vivos. Su nombre proviene de dos palabras griegas " bios "

que significa " vida " y "logos " que significa " estudio " de la vida. La

biología fue durante mucho tiempo una ciencia principalmente

descriptiva que se inicio con el estudio anatómico y morfológico de

los seres vivos.

El término fue introducido en Alemania en 1800 y popularizado por el

naturalista francés Jean Baptiste de Lamarck con el fin de reunir en él un número

creciente de disciplinas que se referían al estudio de las formas vivas. El impulso

más importante para la unificación del concepto de biología se debe al zoólogo inglés

Thomas Henry Huxley, que insistió en que la separación convencional de la zoología

y de la botánica carecía de sentido, y que el estudio de todos los seres vivos debería

constituir una única disciplina. Este planteamiento resulta hoy incluso más

convincente, ya que en la actualidad los científicos son conscientes de que muchos

organismos inferiores tienen características intermedias entre plantas y animales.

Aunque el término “biología” apareció a principios del siglo XIX, el estudio de los

seres vivos es muy anterior. La descripción de plantas y animales, así como los

conocimientos anatómicos y fisiológicos, se remonta a la antigua Grecia y surgió de

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manos de científicos como Hipócrates, Aristóteles, Galeno y Teofrasto. Para conocer

la evolución histórica de la botánica, la zoología y la anatomía.

1.2 OBJETO DE ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA.

La biología (del griego «βιος» bios, vida, y «λογος» logos,

estudio) es una de las ciencias naturales que tiene como

objeto de estudio a los seres vivos y, más específicamente, su

origen, su evolución y sus propiedades: génesis, nutrición,

morfogénesis, reproducción, patogenia, etc.

Se ocupa tanto de la descripción de las características y los comportamientos de

los organismos individuales como de las especies en su conjunto, así como de la

reproducción de los seres vivos y de las interacciones entre ellos y el entorno. De

este modo, se ocupa de la estructura y la dinámica funcional comunes a todos los

seres vivos con el fin de establecer las leyes generales que rigen la vida orgánica y

los principios explicativos fundamentales de ésta.

1.3 LA BIOLOGÍA Y SU MÉTODO DE ESTUDIO.

La biología presenta un método de estudio sistemático de la naturaleza que

incluye las técnicas de observación, reglas para el razonamiento y la predicción,

ideas sobre la experimentación planificada y los modos de comunicar los resultados

experimentales y teóricos. La biología, para su estudio se basa en el método

científico.

La biología suele definirse por la forma de investigar más que por el objeto de

investigación, de manera que los procesos científicos son esencialmente iguales en

todas las ciencias de la naturaleza; por ello la comunidad científica está de acuerdo

en cuanto al lenguaje en que se expresan los problemas científicos, la forma de

recoger y analizar datos, el uso de un estilo propio de lógica y la utilización de teorías

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y modelos. Etapas como realizar observaciones y experimentos, formular hipótesis,

extraer resultados y analizarlos e interpretarlos van a ser características de cualquier

investigación.

En el método científico la observación consiste en el estudio

de un fenómeno que se produce en sus condiciones naturales.

La observación debe ser cuidadosa, exhaustiva y exacta.

A partir de la observación surge el planteamiento del problema que se va a

estudiar, lo que lleva a emitir alguna hipótesis o suposición provisional de la que se

intenta extraer una consecuencia. Existen ciertas pautas que han demostrado ser de

utilidad en el establecimiento de las hipótesis y de los resultados que se basan en

ellas; estas pautas son: probar primero las hipótesis más simples, no considerar una

hipótesis como totalmente cierta y realizar pruebas experimentales independientes

antes de aceptar un único resultado experimental importante.

La experimentación consiste en el estudio de un fenómeno, reproducido

generalmente en un laboratorio, en las condiciones particulares de estudio que

interesan, eliminando o introduciendo aquellas variables que puedan influir en él. Se

entiende por variable todo aquello que pueda causar cambios en los resultados de un

experimento y se distingue entre variable independiente, dependiente y controlada.

Todo experimento debe ser reproducible, es decir, debe

estar planteado y descrito de forma que pueda repetirlo

cualquier experimentador que disponga del material

adecuado.

Los resultados de un experimento pueden describirse mediante tablas, gráficos y

ecuaciones de manera que puedan ser analizados con facilidad y permitan encontrar

relaciones entre ellos que confirmen o no las hipótesis emitidas.

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Una hipótesis confirmada se puede transformar en una ley

científica que establezca una relación entre dos o más

variables, y al estudiar un conjunto de leyes se pueden hallar

algunas regularidades entre ellas que den lugar a unos

principios generales con los cuales se constituya una teoría.

Según algunos investigadores, el método científico es el modo de llegar a

elaborar teorías, entendiendo éstas como configuración de leyes. Mediante la

inducción se obtiene una ley a partir de las observaciones y medidas de los

fenómenos naturales, y mediante la deducción se obtienen consecuencias lógicas de

una teoría. Por esto, para que una teoría científica sea admisible debe relacionar de

manera razonable muchos hechos en apariencia independientes en una estructura

mental coherente. Así mismo debe permitir hacer predicciones de nuevas relaciones

y fenómenos que se puedan comprobar experimentalmente.

Las leyes y las teorías encierran a menudo una pretensión realista que conlleva la

noción de modelo; éste es una abstracción mental que se utiliza para poder explicar

algunos fenómenos y para reconstruir por aproximación los rasgos del objeto

considerado en la investigación.

1.4 INTRODUCCIÓN AL MÉTODO CIENTÍFICO.

El método científico (del griego: -meta = hacia, a lo largo- -odos = camino-;

camino hacia el conocimiento) presenta diversas definiciones debido a la complejidad

de una exactitud en su conceptualización: "Conjunto de pasos fijados de antemano

por una disciplina con el fin de alcanzar conocimientos válidos mediante instrumentos

confiables", "secuencia standard para formular y responder a una pregunta", "pauta

que permite a los investigadores ir desde el punto A hasta el punto Z con la confianza

de obtener un conocimiento válido".

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Así el método es un conjunto de pasos que trata de

protegernos de la subjetividad en el conocimiento.

El método científico está sustentado por dos pilares fundamentales. El primero de

ellos es la reproducibilidad, es decir, la capacidad de repetir un determinado

experimento en cualquier lugar y por cualquier persona. Este pilar se basa,

esencialmente, en la comunicación y publicidad de los resultados obtenidos. El

segundo pilar es la falsabilidad. Es decir, que toda proposición científica tiene que ser

susceptible de ser falsada (falsacionismo). Esto implica que se pueden diseñar

experimentos que en el caso de dar resultados distintos a los predichos negarían la

hipótesis puesta a prueba. La falsabilidad no es otra cosa que el modus tollendo

tollens del método hipotético deductivo experimental. Según James B. Conant no

existe un método científico. El científico usa métodos definitorios, métodos

clasificatorios, métodos estadísiticos, métodos hipotético-deductivos, procedimientos

de medición, etc. Según esto, referirse a el método científico es referirse a este

conjunto de tácticas empleadas para constituir el conocimiento, sujetas al devenir

histórico, y que pueden ser otras en el futuro. Ello nos conduce tratar de sistematizar

las distintas ramas dentro del campo del método científico.

Por método o proceso científico se entiende aquellas prácticas utilizadas y

ratificadas por la comunidad científica como válidas a la hora de proceder con el fin

de exponer y confirmar sus teorías. Las teorías científicas, destinadas a explicar de

alguna manera los fenómenos que observamos, pueden apoyarse o no en

experimentos que certifiquen su validez.

Francis Bacon definió el método científico de la siguiente manera:

1. Observación: Observar es aplicar atentamente los sentidos a un objeto o a un

fenómeno, para estudiarlos tal como se presentan en realidad.

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2. Inducción: La acción y efecto de extraer, a partir de determinadas observaciones

o experiencias particulares, el principio particular de cada una de ellas.

3. Hipótesis: Planteamiento mediante la observación siguiendo las normas

establecidas por el método científico.

4. Probar la hipótesis por experimentación.

5. Demostración o refutación (antítesis) de la hipótesis.

6. Tesis o teoría científica (conclusiones).

Así queda definido el método científico tal y como es normalmente entendido,

es decir, la representación social dominante del mismo. Esta definición se

corresponde sin embargo únicamente a la visión de la ciencia denominada

positivismo en su versión más primitiva. Empero, es evidente que la exigencia de la

experimentación es imposible de aplicar a áreas de conocimiento como la

vulcanología, la astronomía, la física teórica, etcétera. En tales casos, es suficiente la

observación de los fenómenos producidos naturalmente.

Por otra parte, existen ciencias, especialmente en el caso de las ciencias

humanas y sociales, donde los fenómenos no sólo no se pueden repetir controlada y

artificialmente (que es en lo que consiste un experimento), sino que son, por su

esencia, irrepetibles, v.g. la historia. De forma que el concepto de método científico

ha de ser repensado, acercándose más a una definición como la siguiente: "proceso

de conocimiento caracterizado por el uso constante e irrestricto de la capacidad

crítica de la razón, que busca establecer la explicación de un fenómeno ateniéndose

a lo previamente conocido, resultando una explicación plenamente congruente con

los datos de la observación".

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Por método o proceso científico se entiende aquellas prácticas

utilizadas y ratificadas por la comunidad científica como válidas a

la hora de proceder con el fin de exponer y confirmar sus teorías.

Las teorías científicas, destinadas a explicar de alguna manera los

fenómenos que observamos, pueden apoyarse o no en

experimentos que certifiquen su validez.

1.5 LA BIOLOGÍA COMO CIENCIA EXPERIMENTAL.

El proceso empleado por los investigadores para encontrar

respuestas a los problemas, es de manera experimental. Se

puede repetir tantas veces hasta que se encuentre la

respuesta. Bajo la experimentación, se encuentran las bases

de estudio y análisis de de procesos y solución de problemas.

1.6 RAMAS DE LA BIOLOGÍA.

La Biología es la ciencia que estudia los seres vivos. Según

el aspecto parcial que estudia, la Biología se puede dividir en

muchas ramas, entre otras las siguientes:

Bacteriología: estudia las bacterias.

Biofísica: estudia el estado físico de la materia viva.

Biología: estudia las moléculas que constituyen los seres vivos.

Botánica: estudia las plantas.

Citología: estudia los tejidos.

Ecología: estudia los ecosistemas.

Embriología: estudia cómo se desarrollan los óvulos fecundados.

Etología: estudia el comportamiento de los animales.

Evolución: estudia cómo han ido variando las especies a lo largo del tiempo.

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Fisiología: estudia las funciones orgánicas de los seres vivos.

Genética: estudia cómo se heredan los caracteres biológicos.

Histología: estudia los tejidos.

Microbiología: estudia los organismos microscópicos.

Morfología: estudia la estructura de los seres vivos.

Paleoecología: estudia los ecosistemas del pasado.

Paleontología: estudia los restos de vida en el pasado.

Taxonomía: estudia la clasificación de los seres vivos.

Virología: estudia los virus.

Zoología: estudia los animales.

1.7 RELACIONES DE LA BIOLOGÍA CON OTRAS DISCIPLINAS.

La biología se ha convertido en una iniciativa investigadora

tan vasta que generalmente no se estudia como una única

disciplina, sino como un conjunto de subdisciplinas. Aquí se

considerarán cuatro amplios grupos.

El primero consta de disciplinas que estudian las estructuras básicas de los

sistemas vivos: células, genes, etc.;

el segundo grupo considera la operación de estas estructuras a nivel de tejidos,

órganos y cuerpos;

una tercera agrupación tiene en cuenta los organismos y sus historias;

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la última constelación de disciplinas está enfocada a las interacciones.

Sin embargo, es importante señalar que estos límites, agrupaciones y

descripciones son una descripción simplificada de la investigación biológica.

En realidad los límites entre disciplinas son muy inseguros y, frecuentemente,

muchas disciplinas se prestan técnicas las unas a las otras. Por ejemplo, la biología

de la evolución se apoya en gran medida de técnicas de la biología molecular para

determinar las secuencias de ADN que ayudan a comprender la variación genética

de una población; y la fisiología toma préstamos abundantes de la biología celular

para describir la función de sistemas orgánicos.

TEMA II. INTRODUCCIÓN A LA EVOLUCIÓN QUÍMICA DEL

UNIVERSO

Los seres humanos tenemos una conexión muy íntima y directa con el

Universo. En efecto, los átomos que conforman nuestro cuerpo (y todo lo que nos

rodea en nuestro planeta Tierra) se han ido fabricando a lo largo de la historia del

Universo: los más simples (hidrógeno) se formaron justo después de la gran

explosión inicial que dio lugar al Universo actual; los demás se han ido formando en

generaciones sucesivas en el interior de las estrellas.

LA TIERRA, planeta que habitamos, no es más que un

gran conjunto de mezclas de sustancias químicas. La materia

en ella existía, como lo han demostrado los geólogos, desde

hace 4 500 millones de años.

Pero, ¿cómo y cuándo se formó la Tierra?, ¿y nuestro Sol?, ¿y la Vía Láctea

con sus 200 000 millones de estrellas?, ¿y las otras galaxias?

12

Además, ¿de dónde provino toda la materia que forma el Universo?, ¿cómo y

cuándo se formaron los elementos químicos y sus átomos?, ¿y la vida?, ¿somos los

únicos?

Todas estas preguntas inquietan al hombre. Su raciocinio le induce a

reflexionar acerca de su origen y el de todas las cosas.

2.1 ORIGEN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS.

Actualmente, la ciencia ha permitido al género humano encontrar respuesta a

algunas de esas interrogantes. Tal vez no todas sean totalmente correctas, pero las

evidencias actuales indican que parecen ser acertadas aunque podrían ser

modificadas en el futuro, a la luz de nuevas concepciones y de nueva información.

Desde luego, no podemos viajar al pasado para buscar el origen de la materia.

No obstante, en el Universo actual hay indicios que nos permiten plantear hipótesis

relativas a lo que sucedió muchos años atrás.

Además de conocer la superficie terrestre, hemos

podido analizar meteoritos y tenemos ya muestras lunares y

marcianas. Por otra parte, el análisis de la luz de las estrellas

nos ha revelado su composición química.

Los átomos de cada elemento químico y las moléculas que dichos átomos

forman se manifiestan de manera distinta, y por ello hemos podido reconocerlos a

distancias enormes, gracias a la astrofísica y a la cosmoquímica.

Un elemento químico es una sustancia que no puede ser descompuesta o

dividida en sustancias más simples por medios químicos ordinarios. Antiguamente,

los elementos se consideraban sustancias fundamentales, pero hoy se sabe que

consisten en una variedad de partículas elementales: electrones, protones y

neutrones.

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Se conocen más de 100 elementos químicos en el Universo. Aunque varios de

ellos, los llamados elementos transuránicos, no se encuentran en la naturaleza, han

sido producidos artificialmente bombardeando núcleos atómicos de otros elementos

con núcleos cargados o con partículas nucleares. Dicho bombardeo puede tener

lugar en un acelerador de partículas (como el ciclotrón), en un reactor nuclear o en

una explosión nuclear.

Los elementos químicos se clasifican en metales y no metales. Los átomos de

los metales son electropositivos y combinan fácilmente con los átomos

electronegativos de los no metales. Existe un grupo de elementos llamados

metaloides, que tiene propiedades intermedias entre los metales y los no metales, y

que se considera a veces como una clase separada. Cuando los elementos están

ordenados por orden de número atómico (número de cargas positivas existentes en

el núcleo de un átomo de un elemento), se repiten a intervalos específicos elementos

con propiedades físicas y químicas semejantes. Esos grupos de elementos con

propiedades físicas y químicas similares se llaman familias, por ejemplo: los metales

alcalinotérreos, los lantánidos, los halógenos y los gases nobles.

La unidad de masa atómica de los elementos es un

doceavo de la masa del átomo de carbono 12 (establecida

arbitrariamente en 12). El número atómico, la masa

atómica y el símbolo químico de cada uno de los

elementos conocidos vienen dados en el sistema periódico

o tabla periódica.

Cuando dos átomos tienen el mismo número atómico, pero diferentes

números másicos, se llaman isótopos. Algunos elementos tienen varios isótopos

naturales, mientras que otros sólo existen en una forma isotópica. Se han producido

cientos de isótopos sintéticos. Varios isótopos naturales y algunos sintéticos son

inestables.

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Los elementos transuránicos pesados producidos en el laboratorio son

radiactivos y tienen vidas muy cortas. Algunos físicos especulan sobre la existencia

de un número de elementos superpesados estables, elementos con números

atómicos de 114 o superiores; los datos obtenidos a raíz de la creación de los últimos

elementos químicos del sistema periódico parecen confirmar esta “isla de

estabilidad”.

En la tierra se conocen actualmente 112 elementos, de los cuales 90

comprendidos entre el hidrógeno y el uranio son elementos naturales, pero existen el

promecio y el tecnecio que no son naturales, y los demás se obtienen por reacciones

nucleares.

El origen del universo nos da respuesta a las preguntas de porqué solo existen

90 elementos naturales y la abundancia de ellos. La teoría más seguida sobre la

formación del universo es la del Big-Bang que se basa en un principio donde toda la

materia del universo estaba contenida en un núcleo primitivo con una densidad de

aproximado 1096 g/cm3 y una temperatura aproximada a 1032 K, se supone que este

núcleo explosionó y distribuyó materia y radiación uniformemente a través del

espacio. Se produjo así el principio de expansión del universo que al ir expandiendo

se enfrió, lo que permitió la formación de las primeras partículas llamadas quarks, y

15

se diferenciaban ya las cuatro fuerzas principales: gravitacional, electromagnética,

nuclear fuerte y débil.

2.2 LAS SUPERNOVAS Y LA SÍNTESIS DE LOS ELEMENTOS PESADOS.

Una supernova (latín: nova, "nueva" ) es una explosión estelar que produce

objetos muy brillantes en la esfera celeste, de ahí que se les llamase inicialmente

Estella nova o simplemente Nova, ya que muchas veces aparecían donde antes no

se observaba nada. Posteriormente se les agregó el prefijo "súper-" para distinguirlas

de otro fenómeno de características similares pero menos luminoso, las novas.

Las supernovas dan lugar a destellos de luz

intensísimos que pueden durar desde varias semanas a varios

meses. Se caracterizan por un rápido aumento de intensidad

hasta alcanzar un pico, para luego decrecer en brillo de forma

más o menos suave hasta desaparecer completamente.

Fundamentalmente se originan a partir de estrellas masivas que ya no pueden

fusionar más su agotado núcleo, incapaz de sostenerse tampoco por la presión de

degeneración de los electrones, lo que las lleva a contraerse repentinamente y

generar, en el proceso, una fuerte emisión de energía. También existe otro proceso

más violento aún, capaz de generar destellos incluso mucho más intensos. Suceden

cuando una enana blanca compañera de otra estrella, aún activa, agrega suficiente

masa de ésta como para superar el límite de Chandrasekhar y proceder a la fusión

instantánea de todo su núcleo, lo cual genera una explosión termonuclear que

expulsa casi todo, sino todo, el material que la formaba.

Las supernovas provocan la expulsión de las capas superficiales de la estrella

en forma de enormes ondas de choque, llenando el espacio que la rodea con

elementos pesados. Los restos eventualmente componen nubes de polvo y gas.

Cuando el frente de onda de la explosión alcanza otras nubes de gas y polvo

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cercanas, las comprime y puede desencadenar la formación de nuevas nebulosas

solares que originen, en cierto tiempo, nuevos sistemas estelares (quizá con

planetas, al estar éstas enriquecidas con los elementos procedentes de la explosión).

Las supernovas pueden liberar varias veces 10 44 julios. Esto ha resultado en

la adopción del foe (10 44 julios) como unidad estándar de energía para el estudio de

supernovas.

En el intento por comprender las supernovas, los

astrónomos las han clasificado de acuerdo a las líneas de

absorción de diferentes elementos químicos que

aparecen en sus espectros.

La primera clave para la división es la presencia o ausencia de hidrógeno. Si

el espectro de una supernova no contiene una línea de hidrógeno es clasificada

como Tipo I, de lo contrario se la clasifica como Tipo II.

Los mecanismos que producen las supernovas se conocen menos que los de

las novas, sobre todo en el caso de las estrellas que tienen más o menos la misma

masa que el Sol, las estrellas medias. Sin embargo, las estrellas que tienen mucha

más masa explotan a veces en las últimas etapas de su rápida evolución como

resultado de un colapso gravitacional, cuando la presión creada por los procesos

nucleares dentro de la estrella ya no puede soportar el peso de las capas exteriores.

A esto se le denomina supernova de Tipo II.

Una supernova de Tipo I se origina de modo similar

a una nova. Es un miembro de un sistema binario que

recibe el flujo de combustible puro al capturar material de

su compañero.

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Debido a las grandes cantidades de energía liberadas en una explosión de

supernovas se alcanzan temperaturas mucho mayores que en las estrellas. Las

temperaturas más altas para un entorno donde se forman los elementos de masa

atómica de mayor de 254, el californio siendo el más pesad conocido, aunque sólo se

ve como elemento sintético en la Tierra. En los procesos de fusión nuclear en la

nucleosíntesis estelar, el peso máximo para un elemento fusionado en que el níquel,

alcanzando un isótopo con una masa atómica de 56. La fusión de elementos entre el

silicio y el níquel ocurre sólo en las estrellas más grandes, que termina como

explosiones de supernovas. Un proceso de captura de neutrones conocido como el

proceso que también ocurre durante la nucleosíntesis estelar puede crear elementos

por encima del bismuto con una masa atómica de aproximadamente 209. Sin

embargo, el proceso ocurre principalmente en estrellas de masa pequeña que

evolucionan más lentamente.

2.3 LAS MOLÉCULAS INTERESTELARES.

En los años 1930 los astrofísicos descubrieron que las nubes de gas y polvo

interestelares están pobladas no sólo por átomos de elementos simples, sino

también por moléculas. A partir de los años 1960, observaciones tanto ópticas como

radioastronómicas permitieron la localización de moléculas interestelares complejas,

tanto inorgánicas como orgánicas: agua amoniaco, formaldehídos, alcohol etílico...

Las especies moleculares diferentes determinadas hasta ahora son más de

cincuenta se encuentran concentradas en algunas nubes que rodean estrellas en

formación, como la famosa nebulosa de Orión. Su presencia indica una química

interestelar relativamente compleja, de la cual hasta hace algunos decenios no se

sospechaba su existencia.

18

Parece que los granos de polvo interestelar de apenas

unas décimas de micra ofrecen a los átomos la posibilidad

de unirse para dar vida a las moléculas complejas y, al

mismo tiempo, constituyen una especie de escudo protector

contra las radiaciones de todo tipo que, de lo contrario,

romperían las cadenas moleculares recién formadas.

Según otro punto de vista, en cambio, las moléculas orgánicas complejas, en

lugar de ser el resultado de uniones a partir de moléculas más simples, serían la

materia bioquímica producida por microorganismos vivos en las nubes interestelares.

2.4 EL ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR.

Las primeras explicaciones sobre cómo se formaron el Sol, la Tierra, y el resto

del Sistema Solar se encuentran en los mitos primitivos, leyendas y textos religiosos.

Ninguno de ellas puede considerarse como una explicación científica seria.

Los primeros intentos científicos para explicar el

origen del Sistema Solar invocaban colisiones o

condensaciones de una nube de gas. El descubrimiento de

los “Universos-Islas”, que ahora sabemos que son

galaxias, se pensó que confirmaba esta última teoría.

En este siglo, Jeans propuso la idea de que el paso de una estrella había

arrastrado material fuera del Sol, y que este material se había entonces condensado

para formar los planetas. Hay serios problemas en esta explicación, pero se han

hecho recientes desarrollos sugiriendo que se sacó un filamento de una proto-estrella

de paso, en momentos en los que el Sol era miembro de un holgado cúmulo de

estrellas, pero las teorías más favorecidas, todavía involucran el colapso

gravitacional de una nube de gas y polvo.

19

Problemas a ser encarados por cualquier teoría sobre la formación del Sistema

Solar:

Cualquier teoría tiene que explicar algunos hechos bastante

problemáticos sobre el Sistema Solar. Esto, adicionalmente al

hecho obvio de que el Sol está en el centro con los planetas

orbitando a su alrededor.

Hay 5 de estas áreas de problemas:

1. El Sol gira lentamente y sólo tiene 1 por ciento del momento angular del Sistema

Solar, pero tiene el 99,9 por ciento de su masa. Los planetas tienen el resto del

momento angular.

2. La formación de los planetas terrestres con núcleos sólidos.

3. La formación de los planetas gaseosos gigantes.

4. La formación de los satélites planetarios.

5. Una explicación de la ley de Bode, que dice que las distancias de los planetas al

Sol siguen una sencilla progresión aritmética.

La “ley” de Bode toma la forma de una serie en la que el primer término es

cero, el segundo es 3, y luego cada término es el doble del anterior, y se le suma 4, y

el resultado es divido entre 10. Esto resulta en la serie:

0,4, 0,7, 1,0, 1,6, 2,8, 5,2, 10,0, 19,6, 38,8

que puede ser comparada con las distancias promedio de los planetas al Sol en U.A.:

0,39, 0,72, 1,0, 1,52, 5,2, 9,52, 19,26, 30,1, 39,8

20

La concordancia para todos, salvo Neptuno, es notable.

La falta de un planeta en 2,8 llevó al descubrimiento de los asteroides.

Hay cinco teorías que son todavía consideradas razonables, puesto que explican

muchos (pero no todos) de los fenómenos que exhibe el Sistema Solar.

La teoría de Acreción:

Esta asume que el Sol pasó a través de una densa nube

interestelar, y emergió rodeado de un envoltorio de polvo y gas.

Separa entonces la formación del Sol, de la de los planetas,

obviando el problema 1.

El problema que permanece, es el de lograr que la nube forme los planetas.

Los planetas terrestres pueden formarse en un tiempo razonable, pero los planetas

gaseosos tardan demasiado en formarse. La teoría no explica los satélites, o la ley

de Bode, y debe considerarse como la más débil de las aquí descritas.

La teoría de los Proto-planetas:

Esta asume, que inicialmente hay una densa nube interestelar, que

eventualmente producirá un cúmulo estelar. Densas regiones en la nube se forman y

coalecen; como las pequeñas gotas tienen velocidades de giro aleatorias, las

estrellas resultantes tienen bajas ratas de rotación.

Los planetas son gotas más pequeñas capturadas por la

estrella. Las pequeñas gotas tendrían velocidades de rotación

mayores que las observadas en los planetas, pero la teoría

explica esto, haciendo que las 'gotas planetarias' se dividan,

produciendo un planeta y sus satélites.

21

De esta forma se cubren muchas de las áreas problemáticas, pero no queda

claro cómo los planetas fueron confinados a un plano, o por qué sus rotaciones

tienen el mismo sentido.

La teoría de Captura:

Esta teoría es una versión de la de Jeans, en la que el Sol interactúa con una

proto-estrella cercana, sacando un filamento de materia de la proto-estrella. La baja

velocidad de rotación del Sol, se explica como debida a su formación anterior a la de

los planetas.

Los planetas terrestres se explican por medio de

colisiones entre los proto-planetas cercanos al Sol. Y los

planetas gigantes y sus satélites, se explican como

condensaciones en el filamento extraído.

La teoría Laplaciana Moderna:

Laplace en 1796 sugirió primero, que el Sol y los planetas se

formaron en una nebulosa en rotación que se enfrió y colapsó. Se

condensó en anillos que eventualmente formaron los planetas, y una

masa central que se convirtió en el Sol. La baja velocidad de rotación

del Sol no podía explicarse.

La versión moderna asume que la condensación central contiene granos de

polvo sólido que crean roce en el gas al condensarse el centro. Eventualmente, luego

de que el núcleo ha sido frenado, su temperatura aumenta, y el polvo es evaporado.

El centro que rota lentamente se convierte en el Sol. Los planetas se forman a partir

de la nube, que rota más rápidamente.

22

La teoría de la Nebulosa Moderna:

Las observaciones de estrellas muy jóvenes, indican que están rodeadas de

densos discos de polvo. Aunque todavía hay dificultades para explicar algunas de

las áreas problemáticas esbozadas arriba, en particular la forma de disminuir la

rotación del Sol, se piensa que los planetas se originaron a partir de un denso disco,

formado a partir del material de la nube de polvo y gas, que colapsó para formar el

Sol.

La densidad de este disco debe ser suficientemente

alta como para permitir la formación de los planetas, y

suficientemente baja, como para que la materia residual sea

soplada hacia afuera por el Sol, al incrementarse su

producción de energía.

Ha habido muchos intentos de desarrollar teorías sobre el origen del Sistema

Solar. Ninguna de ellas puede describirse como totalmente satisfactoria, y es posible

que haya desarrollos ulteriores que expliquen mejor los hechos conocidos.

Pensamos sin embargo, que entendemos el mecanismo general, que consiste

en que el Sol y los planetas se formaron a partir de la contracción de parte de una

nube de gas y polvo, bajo su propia atracción gravitacional, y que la pequeña

rotación neta de la nube, fue responsable de la formación de un disco alrededor de la

condensación central.

La condensación central eventualmente formó al Sol, mientras que las

condensaciones menores en el disco formaron los planetas y sus satélites. La

energía del joven Sol sopló el remanente de gas y polvo, dejando al Sistema Solar

como lo vemos actualmente.

23

TEMA III. INTRODUCCIÓN A LA ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA.

3.1 NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA.

Los seres vivos u organismos son necesariamente

complejos. Su complejidad afecta, entre otros aspectos, a las

moléculas que los componen y a cómo se organizan éstas en

asociaciones macromoleculares para formar las diferentes

estructuras de los seres vivos.

Al observar la materia viva se pueden distinguir varios grados de complejidad

estructural, que son los denominados niveles de organización. Cada uno de ellos

proporciona unas propiedades a la materia viva que no se encuentran en los niveles

inferiores. Los niveles de organización biológica se dividen en abióticos y bióticos.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN ABIÓTICOS

Los niveles de organización abióticos son aquellos que también

existen en la materia inanimada. Se distinguen tres:

Nivel subatómico: lo integran las partículas más pequeñas de la materia, como

son los protones, los neutrones y los electrones.

Nivel atómico: lo componen los átomos, que son la parte más pequeña de un

elemento químico que puede intervenir en una reacción.

Nivel molecular: está formado por las moléculas, que se definen como unidades

materiales formadas por la unión, mediante enlaces químicos, de dos o más átomos,

como por ejemplo una molécula de oxígeno (O2) o de carbonato cálcico (CaCO3). Las

moléculas que forman la materia viva se denominan biomoléculas, o principios

inmediatos, y un ejemplo es la glucosa (C6H12O6). Las moléculas orgánicas son

24

todas aquellas constituidas, básicamente, por átomos de carbono unidos mediante

enlaces covalentes. Antes se consideraba que sólo eran sintetizadas por los seres

vivos; sin embargo, actualmente se han logrado por síntesis artificial compuestos de

carbono que nunca aparecen en los seres vivos, como, por ejemplo, los plásticos.

Por tanto, dentro de las moléculas orgánicas es preciso distinguir entre las

biomoléculas y las no biomoléculas.

Dentro del nivel molecular existen varios grados de complejidad:

Las macromoléculas resultan de la unión de muchas moléculas orgánicas en

un polímero; cada unidad del polímero se denomina monómero. Por ejemplo, el

almidón (macromolécula) es un polímero de glucosa (monómero). Las proteínas

son macromoléculas formadas por polímeros de aminoácidos y los ácidos

nucleicos son polímeros de nucleótidos.

Los complejos supramoleculares: están formados por varias moléculas. Por

ejemplo, la unión de glúcidos y proteínas para dar glucoproteínas.

Los orgánulos celulares: están formados por varios complejos

supramoleculares y, aunque tienen cierta entidad propia, no se pueden considerar

como seres vivos, ya que no cumplen sus características de nutrición, relación y

reproducción. Dentro de la célula se encuentran varios orgánulos celulares como

las mitocondrias, los peroxisomas, el retículo endoplasmático, etcétera.

Los virus son complejos macromoleculares que están constituidos

por dos tipos de macromoléculas: proteínas y ácidos nucleicos y, en

algún caso, también lípidos.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIÓTICOS

Existen cuatro niveles de organización bióticos, que son

exclusivos de los seres vivos:

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Nivel celular: comprende las células, que son unidades de materia viva

constituidas por una membrana y un citoplasma. Se distinguen dos tipos de células:

Las células procariotas: son las que carecen de envoltura nuclear y,

por lo tanto, la información genética se halla dispersa en el citoplasma, aunque

condensada en una región denominada nucleoide.

Las células eucariotas son las que tienen la información genética

rodeada por una envoltura nuclear, que la aísla y protege, y que constituye el

núcleo.

Las células son las partes más pequeñas de la materia viva que pueden existir

libres en el medio. Los organismos compuestos por una sola célula se denominan

organismos unicelulares, y deben desarrollar todas las funciones vitales.

Nivel pluricelular: abarca a aquellos seres vivos que están constituidos por más

de una célula. Se pueden distinguir varios grados de complejidad o subniveles. De

menor a mayor complejidad son los siguientes:

Tejidos: son conjuntos de células especializadas muy parecidas, que

realizan la misma función y que tienen un mismo origen.

Órganos: son las unidades estructurales y funcionales de los seres

vivos superiores. Están constituidos por varios tejidos diferentes y realizan una

acción concreta.

Sistemas: son conjuntos de órganos parecidos, pero que realizan

acciones independientes. Por ejemplo, el sistema nervioso, el óseo, el muscular,

o el endocrino.

Aparatos: son conjuntos de órganos que pueden ser muy diferentes

entre sí, pero cuyos actos están coordinados para constituir lo que se llama una

función.

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Nivel de población: abarca a las poblaciones, que son el conjunto de individuos

de la misma especie que viven en una misma zona y en un momento determinado.

Se considera a los organismos de la misma especie no como individuos concretos,

sino desde el punto de vista de las relaciones que se establecen entre ellos en el

espacio y en el tiempo.

Nivel de ecosistema: se estudia tanto el conjunto de poblaciones de diferentes

seres que viven interrelacionados, la llamada comunidad o biocenosis, como el

lugar, con sus condiciones fisicoquímicas, en donde se encuentra el llamado

biotopo. El conjunto de biocenosis y biotopo se llama ecosistema. El conjunto de

ecosistemas de toda la Tierra o biosfera puede ser considerado como el nivel más

complejo de organización de los seres vivos.

3.2 BREVE RESEÑA HISTÓRICA DE LA ANATOMÍA.

Históricamente se tiene constancia de que la anatomía era enseñada por

Hipócrates en el siglo IV antes de Cristo. Se atribuye a Aristóteles el uso por primera

vez de la palabra griega νατομία (anatomía) derivada del verbo νατέμνειν anatémnein

con el significado de diseccionar, o realizar cortes abiertos (separando las partes

cortadas). También estuvo Leonardo da Vinci con el modelo humano conocido como

el Hombre de Vitruvio.

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El estudio sistemático de anatomía más antiguo que se conoce

se encuentra en un papiro egipcio fechado cerca del 1600 a.C. El

tratado revela que poseían conocimientos sobre las grandes vísceras,

aunque sabían poco respecto a sus funciones.

En los escritos del médico griego Hipócrates del siglo V a.C. se refleja un nivel

de conocimientos parecido. En el siglo IV a.C. Aristóteles aumentó los conocimientos

anatómicos sobre los animales.

El primer progreso real de la ciencia de la anatomía humana se

consiguió en el siglo siguiente: los médicos griegos Herófilo de

Calcedonia y Erasístrato diseccionaron cadáveres humanos y fueron

los primeros en determinar muchas funciones, incluidas las del

sistema nervioso y los músculos. Los antiguos romanos y los árabes

consiguieron algunos pequeños progresos. El renacimiento influyó en

la ciencia de la anatomía en la segunda mitad del siglo XVI.

La anatomía moderna se inicia con la publicación en 1543 del trabajo del

anatomista belga Andrés Vesalio. Antes de la publicación de este trabajo los

anatomistas estaban sujetos a la tradición de los escritos de autoridades de hacía

más de 1.000 años, como los del médico griego Galeno que se había restringido a la

disección de animales. Estos escritos habían sido aceptados en lugar de la

observación real. Sin embargo Vesalio y otros anatomistas del renacimiento basaron

sus descripciones en sus propias observaciones del cuerpo humano y establecieron

por tanto el modelo para estudios anatómicos posteriores.

28

3.3 ANATOMÍA: DEFINICIÓN Y DIVISIÓN.

Anatomía (del griego, anatomē, “disección”), rama de las ciencias naturales

relativa a la organización estructural de los seres vivos. Es una ciencia muy antigua,

cuyos orígenes se remontan a la prehistoria.

Durante siglos los conocimientos anatómicos se han

basado en la observación de plantas y animales diseccionados.

Sin embargo, la comprensión adecuada de la estructura implica

un conocimiento de la función de los organismos vivos. Por

consiguiente, la anatomía es casi inseparable de la fisiología,

que a veces recibe el nombre de anatomía funcional. La

anatomía, que es una de las ciencias básicas de la vida, está

muy relacionada con la medicina y con otras ramas de la

biología.

Es conveniente subdividir el estudio de la anatomía en distintos aspectos. Una

clasificación se basa según el tipo de organismo en estudio; en este caso las

subdivisiones principales son:

Anatomía de las plantas

Anatomía animal

A su vez, la anatomía animal se subdivide en anatomía humana y anatomía

comparada, que establece las similitudes y diferencias entre los distintos tipos de

animales.

La anatomía también se puede dividir en procesos biológicos, por ejemplo:

Anatomía del desarrollo, el estudio de los embriones en diferentes etapas -

embriología.

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Anatomía patológica o estudio descriptivo de los órganos enfermos.

Otras subdivisiones, como la anatomía quirúrgica y la anatomía artística

(como por ejemplo en la obra Hombre de Vitruvio de Leonardo da Vinci), se basan en

la relación de la anatomía con otras actividades bajo el título general de otra forma

más de subdividir la anatomía depende de las técnicas empleadas, como por

ejemplo la microanatomía, que se basa en las observaciones obtenidas con ayuda

del microscopio.

Clasificación de la anatomía:

Anatomía animal

Anatomía humana

Anatomía vegetal

Anatomía forense

Anatomía patológica

3.4 FISIOLOGÍA: DEFINICIÓN Y DIVISIÓN.

La fisiología (del griego physis, naturaleza, y logos,

conocimiento, estudio) es la ciencia biológica que estudia las

funciones de los seres orgánicos.

La fisiología es el estudio de los procesos físicos y químicos que tienen lugar

en los organismos vivos durante la realización de sus funciones vitales. Estudia

actividades tan básicas como la reproducción, el crecimiento, el metabolismo, la

respiración, la excitación y la contracción, en cuanto que se llevan a cabo dentro de

las estructuras de las células, los tejidos, los órganos y los sistemas orgánicos del

cuerpo.

La fisiología está muy relacionada con la anatomía e históricamente era

considerada una parte de la medicina. El gran hincapié que la fisiología hizo en la

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investigación de los mecanismos biológicos con la ayuda de la física y la química,

convirtió a la fisiología en una disciplina independiente en el siglo XIX; sin embargo,

hoy se tiende a la fragmentación y a la unión con la gran variedad de ramas

especializadas que existen en las ciencias de la vida.

Se reconocen tres grandes divisiones:

Fisiología general, relacionada con todos los procesos básicos que son comunes

a todas las formas vivas.

Fisiología y la anatomía funcional de los seres humanos y de otros animales,

incluyendo la patología y los estudios comparativos.

Fisiología vegetal, que incluye la fotosíntesis y otros procesos de la vida de las

plantas.

3.5 HIGIENE: DEFINICIÓN Y DIVISIÓN.

Higiene es el conjunto de conocimientos y técnicas que deben

aplicar los individuos para el control de los factores que ejercen o

pueden ejercer efectos nocivos sobre su salud.

Sus objetivos son mejorar la salud, conservarla y prevenir las enfermedades. Se

entiende como higiene:

1. Limpieza, aseo de lugares o personas o partes genitales

2. Hábitos que favorecen la salud.

3. Parte de la medicina, orientada a favorecer hábitos saludables, en prevención de

enfermedades.

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4. Reconocimiento, evaluación y control de aquellos factores y tensiones

ambientales que surgen en el lugar de trabajo y que pueden provocar enfermedades,

quebrantos de salud, quebrantos de bienestar, incomodidad e ineficacia de los

trabajadores y los ciudadanos.

5. La higiene personal es la parte de la medicina que trata de los medios en que el

hombre debe vivir y de la forma de modificarlos en el sentido más favorable para su

desarrollo.

Hablar de higiene, es hablar de salud pública; ya que ésta, es la

protección y mejora de la salud de los ciudadanos a través de la acción comunitaria,

sobre todo por parte de los organismos gubernamentales. La salud pública

comprende cuatro áreas fundamentales: 1) fomento de la vitalidad y salud integral; 2)

prevención de lesiones y enfermedades infecciosas y no infecciosas; 3) organización

y provisión de servicios para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades, y 4)

rehabilitación de personas enfermas o incapacitadas para que alcancen el grado más

alto posible de actividad por sí mismas.

La presencia de estas cuatro importantes áreas entre las

preocupaciones de las instituciones de salud pública quedó de

manifiesto a escala mundial en 1948, cuando la Organización

Mundial de la Salud (OMS) incluyó en su definición de salud el

bienestar físico, mental y social y no sólo la ausencia de

dolencias o enfermedades.

Este extenso área del fomento de la salud representa en cierto sentido un

redescubrimiento de antiguos conceptos. Hace nada menos que 3.000 años antes de

nuestra era, algunas ciudades del subcontinente indio habían desarrollado ya

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programas de higiene y salud ambiental como la provisión de baños públicos y

sistemas de desagüe subterráneos.

Los aspectos esenciales de la salud estaban incorporados a las actividades de

la vida diaria, entre ellos, la higiene personal, la educación sanitaria, el ejercicio

físico, los códigos de conducta y autodisciplina, las prácticas dietéticas, la sanidad

ambiental y alimenticia y el tratamiento de enfermedades y dolencias menores. Hacia

el año 1400 a.C., la llamada ciencia de la vida, se destacó por el cuidado completo

de la salud a través de la educación y promoción de la misma, aunque también

realizó avances en el campo de la cirugía y la medicina curativa.

Esta tradición alcanzó también gran desarrollo en la

Grecia y Roma antiguas y ha persistido hasta la actualidad,

pero quedó relegada durante el siglo XX debido a los

grandes avances realizados en la prevención y tratamiento

de la enfermedad.

Sólo en las últimas décadas ha resurgido el interés por la salud integral. Esto

se puede comprobar por las importantes investigaciones realizadas sobre el efecto

de la malnutrición de mujeres embarazadas en el desarrollo físico y mental de sus

hijos y la investigación sobre los efectos de los suplementos dietéticos en la mejora

de la salud y la vitalidad en las poblaciones desnutridas; por los estudios de los

niveles óptimos de temperatura y otras condiciones ambientales que afectan al

bienestar humano y a la capacidad de rendimiento; y por la aceptación general del

valor del ejercicio físico para alcanzar un estado integral de salud y bienestar.

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