EVOLUCI

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EVOLUCIÓN BIOLÓGICAY LA II LEY DE LA
TERMODINAMICA

• Victoria Firmenich
• Alejandro Cinalli

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Lo paradojal.

• Desde una célula procariota hasta seres
  multicelulares eucariotas es inevitable pensar
  que desde la creación de la vida, fue aumentando
  el orden en los distintos organismos vivos. Los
  organismos se fueron complejizando
  espontáneamente.

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• También se puede notar que una vez desaparecida
  una especie, esta no vuelve a aparecer sobre la
  faz de la Tierra. Lo que se intuye que quizás
  exista cierta irreversibilidad en los procesos
  evolutivos.
• El objetivo de nuestro trabajo es comentar la
  base teórica que permite explicar estos puntos.

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Schrodinger y la entropía negativa

• En su libro llamado Que es la vida?, plantea
  que los seres vivos, al contrario de la tendencia
  general dictada por la 2da ley de la
  termodinámica, mantienen o disminuyen su entropía
  alimentándose de lo que él llama, entropía
  negativa pero los desechos que se eliminan y el
  calor que liberan son entrópicamente positivos.

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• Con el fin de crear un sistema final a partir de
  un sistema inicial, un mínimo de entropía
  negativa y energía son requeridos. Dependiendo de
  la eficiencia del proceso (que depende de muchos
  parámetros) los gastos de la entropía negativa y
  Energía negativa y Energía en un determinado
  proceso será más grande que el mínimo teórico.
• Para mantener un sistema, es necesario que exista
  un flujo de entropía negativa y energía

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• En el caso de los seres vivos, esta misma
  estructura explica lo que se conoce como
  piramide de la vida.
• Los seres vivos han evolucionado de tal manera
  que extraer de manera eficiente la entropía
  negativa y la energia de la radiación de fotones
  del Sol.
• En la base de esta pirámide se encuentran las
  especies que utilizan procesos fotosintéticos
  para sintetizar compuestos orgánicos altamente
  estructurados tales como hidratos de carbono.

• La entropía de los materiales utilizados se
  reduce gracias a la entropía negativa.

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• Los animales utilizan la energía del Sol y la
  entropía negativa indirectamente y, por tanto,
  dependen de las especies fotosintetizadoras.
  Durante la alimentación y la digestión, la
  energía y la entropía negativa se extraen con el
  fin de construir y mantener un organismo mayor
  jerarquía (herbívoro/carnívoro).
• A medida que se sube en la piramide la cantidad
  de energía en el sistema va diminuyendo. Esto se
  debe en parte a que la energía que viene del Sol
  no se utiliza, o tambien, a que parte de la
  energía adquirida por los seres vivos es
  eliminada en forma de calor por los distintos
  procesos metabolicos que usan para mantener su
  estado estacionario.

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• De esta manera, es esta perdida de energía la
  causa de que la entropía del universo aumente.
• En una vision general, el Sol esta actuando como
  una fuente calida y el universo como una fuente
  fria, en donde finalmente la entropía total
  tiende a aumentar tal como lo indicaria la
  segunda ley de la termodinamica.

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Las tendencias

• Todas las especies de la tierra tienden a ser
  seleccionadas de forma tal que puedan aprovechar
  cada vez más y mejor el consumo de esta entropía
  negativa. Esto implica dos cosas por un lado, la
  evolución de una especie y por otro, el
  surgimiento de otras nuevas que pueden o no
  desplazar a las anteriores.

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Entonces Hay vuelta atrás?

• NO! La evolución parece ser irreversible
• Dollo, en su ley, nos dice a grandes rasgos que
  la probabilidad de que una mutación haga
  reaparecer un carácter que se perdió, es baja.
  Entonces, si para la reaparición de una especie
  necesitáramos volver atrás muchas mutaciones,
  esta probabilidad sería prácticamente CERO.

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Matlab ilustra

• Se parte de una población de tamaño N que genera
  descendencia.
• Así, se suceden las generaciones
• la población original va acumulando mutaciones al
  azar en su descendencia. Puede extinguirse una
  población o una especie entera viéndose así si
  la especie adquiere caracteres que la benefician
  o no.
• Luego de varias generaciones una de las
  poblaciones acumulo suficientes mutaciones como
  para diferenciarse de las otras NUEVA ESPECIE.
• El programa toma esta nueva especie y vuelve a
  correr desde el inicio.

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• Foto loca

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Entonces concluimos

• No se violó la 2da ley nosotros, los vivos,
  bajamos nuestra entropía a costa de la entropía
  negativa y energía solar, pero como desechamos y
  emanamos entropía de la buena, incrementamos la
  universal.
• Entonces podemos seguir evolucionando
  irreversible y tranquilamente.