Evolución biológica y la II ley de la termodinámica (Presentación PowerPoint)

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. Lo paradojal.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Foto loca

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.