Estas son las leyes de la termodinámica en los sistemas biológicos

Estas son las leyes de la termodinámica en los sistemas biológicos

Las leyes de la termodinámica son importantes principios unificadores de la biología . Estos principios gobiernan los procesos químicos (metabolismo) en todos los organismos biológicos. La Primera Ley de la Termodinámica, también conocida como la ley de conservación de la energía , establece que la energía no se puede crear ni destruir. Puede cambiar de una forma a otra, pero la energía en un sistema cerrado permanece constante.

La Segunda Ley de la Termodin√°mica establece que cuando se transfiere energ√≠a, habr√° menos energ√≠a disponible al final del proceso de transferencia que al principio. Debido a la entrop√≠a, que es la medida del desorden en un sistema cerrado, toda la energ√≠a disponible no ser√° √ļtil para el organismo. La entrop√≠a aumenta a medida que se transfiere energ√≠a.

Además de las leyes de la termodinámica, la teoría celular, la teoría genética, la evolución y la homeostasis forman los principios básicos que son la base para el estudio de la vida.

Primera ley de la termodinámica en sistemas biológicos

Todos los organismos biológicos requieren energía para sobrevivir. En un sistema cerrado, como el universo, esta energía no se consume sino que se transforma de una forma a otra. Las células, por ejemplo, realizan una serie de procesos importantes. Estos procesos requieren energía. En la fotosíntesis , la energía es suministrada por el sol. La energía luminosa es absorbida por las células de las hojas de las plantas y se convierte en energía química. La energía química se almacena en forma de glucosa, que se usa para formar carbohidratos complejos necesarios para construir la masa vegetal.

La energía almacenada en la glucosa también se puede liberar a través de la respiración celular. Este proceso permite que los organismos vegetales y animales accedan a la energía almacenada en carbohidratos, lípidos y otras macromoléculas a través de la producción de ATP. Esta energía es necesaria para realizar funciones celulares como la replicación del ADN, la mitosis, la meiosis, el movimiento celular, la endocitosis, la exocitosis y la apoptosis.

Segunda ley de la termodinámica en sistemas biológicos

Como ocurre con otros procesos biológicos, la transferencia de energía no es 100% eficiente. En la fotosíntesis, por ejemplo, la planta no absorbe toda la energía luminosa. Parte de la energía se refleja y parte se pierde en forma de calor. La pérdida de energía al entorno circundante da como resultado un aumento del desorden o la entropía. A diferencia de las plantas y otros organismos fotosintéticos, los animales no pueden generar energía directamente de la luz solar. Deben consumir plantas u otros organismos animales para obtener energía.

Cuanto m√°s alto est√° un organismo en la cadena alimentaria, menos energ√≠a disponible recibe de sus fuentes de alimentaci√≥n. Gran parte de esta energ√≠a se pierde durante los procesos metab√≥licos que realizan los productores y consumidores primarios que ingieren. Por lo tanto, hay mucha menos energ√≠a disponible para organismos en niveles tr√≥ficos m√°s altos. (Los niveles tr√≥ficos son grupos que ayudan a los ecologistas a comprender el papel espec√≠fico de todos los seres vivos en el ecosistema). Cuanto menor es la energ√≠a disponible, menor n√ļmero de organismos se pueden mantener. Por eso hay m√°s productores que consumidores en un ecosistema.

Los sistemas vivos requieren un aporte de energía constante para mantener su estado altamente ordenado. Las células, por ejemplo, están muy ordenadas y tienen baja entropía. En el proceso de mantener este orden, algo de energía se pierde en el entorno o se transforma. Entonces, mientras las células están ordenadas, los procesos realizados para mantener ese orden dan como resultado un aumento de la entropía en el entorno de la célula / organismo. La transferencia de energía hace que aumente la entropía en el universo.



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