tamaño y vida
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La Ciencia explica el universo, la
psicología explica los seres, pero hay que
saber defenderse, no dejarse arrancar las
últimas migajas de ilusión. Roman Gary. Los pájaros van a morir al Perú.
A veces, hasta la física deja paso a la
lógica. Mr. Spock. Star Treck: aquel país desconocido.
Un ser vivo, también llamado organismo es un conjunto de
átomos y moléculas que forman una estructura material muy
organizada y compleja, en la que intervienen sistemas de
comunicación molecular, que se relaciona con el ambiente
con un intercambio de materia y energía de una forma
ordenada y que tiene la capacidad de desempeñar las
funciones básicas de la vida que son la nutrición, el
crecimiento, la relación y a ser posible la reproducción, de tal
manera que los seres vivos actúan y funcionan por sí mismos
sin perder su nivel estructural hasta su muerte.
Organización
Morfología
Estructura
Función
Tamaño
Masa
Densidad
InerciaDentro del ámbito de la
ingeniería, se conoce con el
nombre de estructura a toda
construcción destinada a
soportar su propio peso y la
presencia de acciones
exteriores (fuerzas,
momentos, cargas térmicas,
etc.) sin perder las
condiciones de funcionalidad
para las que fue concebida
ésta. Una estructura tiene un
número de grados de libertad
negativo o cero, por lo que
los únicos desplazamientos
que puede sufrir son
resultado de deformaciones
internas. La ingeniería
estructural es la rama de la
ingeniería que abarca el
proyecto de estructuras y el
cálculo de su equilibrio y
resistencia
La fisiología (del griego physis,
naturaleza, y logos,
conocimiento, estudio) es la
ciencia biológica que estudia las
funciones de los seres
orgánicos.
Esta forma de estudio que reúne
los principios de las
matemáticas, la física y la
química, dando sentido a
aquellas interacciones de los
elementos básicos de un ser
vivo con su entorno y
explicando el porqué de cada
diferente situación en que se
puedan encontrar estos
elementos. Igualmente se basa
en conceptos no tan
relacionados con los seres vivos
como pueden ser leyes
termodinámicas, de
electricidad, gravitatorias,
meteorológicas, etc.
Para que la fisiología pueda
desarrollarse hacen falta
conocimientos tanto a nivel de
partículas como del organismo
en su conjunto interelacionando
con el medio. Todas las teorías
en fisiología cumplen un mismo
objetivo, hacer entendibles
aquellos procesos y funciones
del ser vivo y todos sus
elementos en todos sus niveles.
La anatomía
comparada es la
disciplina encargada
del estudio de las
similitudes y
diferencias en la
anatomía de los
organismos. La
anatomía comparada
forma parte nuclear de
la Morfología
descriptiva y es
fundamental para la
filogenia.Tamaño (del latín
tam, "tan", y magnus,
"grande"). Las
dimensiones se
expresan:
Unidimensionalmente
longitud.
Bidimensionalmente
superficie;
Tridimensionalmente
volumen;
En palabras de D.M.
MacMaster, la masa
es la expresión de la
cantidad de materia
de un cuerpo,
revelada por su peso
o por la cantidad de
fuerza necesaria para
producir en un
cuerpo cierta
cantidad de
movimiento en un
tiempo dado
La densidad absoluta,
también llamada
densidad real, expresa
la masa por unidad de
volumen. Cuando no se
hace ninguna
aclaración al respecto,
el término densidad
suele entenderse en el
sentido de densidad
absoluta. La densidad
es una propiedad
intensiva de la materia
producto de dos
propiedades
extensivas:
La inercia es la
dificultad o
resistencia que opone
un sistema físico o
un sistema social a
posibles cambios.
Una función técnica es el pasaje, mediante
un dispositivo apropiado, de un conjunto
dado de estados iniciales de un sistema, al
conjunto deseado de estados finales.
Las organizaciones son
sistemas diseñados para
lograr metas y objetivos
haciendo uso de los
recursos disponibles.
Están compuestas por
subsistemas
interrelacionados que
cumplen funciones
especializadas.
Las organizaciones
pueden ser eficaces
(término absoluto) y en
mayor o menor medida
eficientes (término
relativo).
Por ejemplo, la energía que consume un animal claramente depende de su peso.
Cuanto más peso, más energía consume el animal porque tiene que trasladar su
cuerpo, sostenerlo sobre el suelo, mantenerlo a una cierta temperatura, irrigar
sangre con el corazón, etc. Uno podría pensar que la energía consumida en un día,
por ejemplo, es proporcional al peso del animal. Imaginemos un elefante que pesa
1 tonelada (se trata de un elefante un poco pequeño, el elefante africano puede
llegar a pesar 8 toneladas y el asiático 6), es decir, mil kilogramos, y un ratón que
pesa 100 gramos, es decir, 0,1 kilogramos. El elefante pesa diez mil veces más
que el ratón. Luego, si nuestra hipótesis de proporcionalidad entre la energía y
peso fuese correcta, el elefante tendría que consumir diez mil veces más energía
que el ratón. En otras palabras, tendría que comer diez mil veces más calorías que
el ratón.
Experimentos hechos con cientos de especies de tamaños muy diferentes han
mostrado que la hipótesis no es cierta. La energía consumida no es proporcional al
peso sino proporcional "al peso elevado a 3/4". ¿Qué significa esta fórmula
matemática? En nuestro ejemplo significa que, si el peso del elefante es diez mil
veces el del ratón, la energía consumida del elefante será mil veces la consumida
por el ratón.
Resumiendo, el elefante consume bastante menos de lo que pensábamos con
nuestra primera hipótesis. La fórmula matemática que nos dice que la energía
consumida en un día es proporcional al peso elevado 3/4 se llama ley de Kleiber y
es aproximadamente válida para mamíferos de todos los tamaños. Esta validez tan
general, a pesar de ser sólo aproximada, es la que hace que la ley sea tan
relevante, porque nos está diciendo que los mecanismos que rigen el consumo de
energía son prácticamente los mismos en toda esta gran variedad de animales.
La validez de la ley de Kleiber es impresionante: la cumplen desde bacterias hasta
ballenas. Sin embargo, y a pesar de que se descubrió en el siglo XIX, no hay
todavía una explicación aceptada de dicha ley.
Veamos otra ley de alometría interesante. El ritmo de la respiración de un
mamífero tiene un exponente aproximado de -0,25, aunque esta ley es
menos exacta que la de Kleiber. Que sea negativo significa que el ritmo es
mayor en los animales pequeños que en los grandes. El ritmo cardiaco
también tiene un exponente -0,25. Estos dos exponentes se pueden deducir a
partir de la ley de Kleiber: la energía consumida en un día es proporcional al
aire respirado, porque la energía proviene de "quemar" ciertas sustancias
con oxígeno; por tanto, el aire consumido en un día tendría un exponente de
0,75. Sin embargo, la capacidad pulmonar de un animal es más o menos
proporcional al tamaño Y. Por tanto, el número de respiraciones en un día
será proporcional a Y elevado a 0,75 dividido por Y, y esto es igual a Y
elevado 0,75-1=-0,25 (en una división de dos potencias se restan los
exponentes).
La vida media de un animal también verifica una ley de alometría con
exponente 0,25. De esta ley se deduce otra bastante curiosa: si
multiplicamos la vida media por el ritmo cardiaco, tenemos el número total
de latidos del corazón a lo largo de la vida del animal. Como la vida media
tiene un exponente de 0,25 y el ritmos cardiaco de -0,25, resulta que el
exponente del número total de latidos es cero. Esto quiere decir que,
aproximadamente, el corazón de todos los mamíferos late al mismo número
de veces a lo largo de su vida. Y así ocurre en el reino animal, desde la
diminuta musaraña hasta la mayor de las ballenas.
La ley cuadrado-cúbica, enunciada por Galileo-Galilei en 1600 expone que:
"Cuando un objeto crece sin cambiar de forma, su superficie aumenta como el
cuadrado de una longitud caracteristica del mismo(por ejemplo, su altura), en tanto
que el volumen se incrementa como el cubo de dicha longitud".
Esto implica que si un monstruo crece diez mil veces su superficie, lo hará un
millón de veces en volumen, con lo que la presión por unidad de superficie se
habría multiplicado por cien, provocando entre otros efectos que se quiebren las
patas. Es por ello que el hueso de un animal más grande no es geométricamente
semejante al de uno más pequeño; es mucho más grueso debido al peso a soportar.
Ley Cuadrado-Cúbica
El Coloso de RodasHecha con placas de bronce
sobre un armazón de hierro, la
estatua representaba al dios
griego del sol, Helios. Su tamaño
era de unos 32 metros de altura y
un peso de unas 70 toneladas,
aproximadamente como la
moderna Estatua de la Libertad,
ubicada en Nueva York, aunque
descansaba sobre una plataforma
menos elevada.
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