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Páginas: 7 (1704 palabras)
Publicado: 30 de septiembre de 2012
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Biofísica
José M. Méndez A.
Departamento de Física, CINVESTAV-IPN.
El enunciado de la conservación de la energía por el médico Robert Meyer y lainterpretación que Einstein le dio al movimiento browniano son dos buenos ejemplos deque en el pasado la biología y la física han experimentadofrecuentemente motivacionesmutuas. Nuevos métodos físicos han impulsado constantemente el desarrollo de labiología, como ocurrió con el esclarecimiento de la estructura de las moléculasbiológicas. Por otro lado, la comprensión de las propiedades de los materialesbiológicos representa un gran reto para la física. En este artículo se analizan algunosaspectos actuales de este fascinante desarrollo.Física biológica: ¿de dónde viene, a dónde va?
En los últimos años la física y la biología se han ido acercando cada vez más.
Cuando el comerciante y naturalista Anton van Leeuwenhook desarrolló el primer microscopio óptico de alta resolución (1670), creó simultáneamente una herramientaúnica para la biología. Con él pudo observar células vivas por primera vez. Sin embargo,debieron pasar casi200 años para que se abandonara la tesis aristotélica de que la vidasurge de materia orgánica y se aceptara que las células son la unidad viviente más pequeña, y que ellas sólo pueden provenir de otras células. Desde entonces, el uso demétodos físicos en la biología se ha hecho cada vez más común. La microscopíaelectrónica (1932), por ejemplo, permitió acceder a la arquitectura interna de lascélulas.Otro ejemplo es la difracción de rayos X (1942), que ha permitido grandes éxitos en laobtención de estructuras moleculares. El triunfo final de la biología estructural ha sido posible gracias al desarrollo de la física computacional, la que también ha revolucionadoel diagnóstico médico a través de sus técnicas de reconstrucción de imágenes, como lastomográficas.Los ejemplos más destacados decómo la biología ha motivado el desarrollo de la físicason el enunciado de la conservación de la energía por Robert Meyer y Hermann vonHelmholtz, así como la teoría del movimiento browniano de Einstein.Meyer observó que la sangre de los marinos era menos oscura en el trópico que enregiones frías. De esto concluyó que en el trópico se requería menos energía para realizar el mismo trabajo, pues setransfería menos calor al medio ambiente que en las zonas frías.Esto lo condujo a reconocer la equivalencia entre calor y trabajo mecánico. Cuando en1843 Helmholtz formuló de manera general el principio de conservación de la energía
,las ideas intuitivas de Meyer fueron finalmente aceptadas por la comunidad de físicos.
La interpretación que Einstein le dio a las observaciones del botánicoRobert Brownsobre el movimiento caótico de partículas de polen suspendidas en agua influyó a la físicacasi tanto como la fórmula de radiación de Planck. Jugó un papel fundamental en eldesarrollo de la física estadística moderna y condujo a que el concepto de la estructuraatómica de la materia fuera finalmente aceptado
2
.El enorme significado que la biología tiene en el desarrollo de la físicamoderna seexpresa también por el hecho de que dos de los físicos más importantes del siglo XIX,Thomas Young y Hermann von Helmholtz, iniciaran sus carreras como médicos y seanreconocidos como los padres de la fisiología. Por otro lado, el físico Max Delbrück fueuno de los iniciadores de la biología molecular moderna. Él y Schrödinger formularon por primera vez la idea de que la información genéticaestá grabada en macromoléculas
3
.La historia nos muestra que la física ha jugado un papel central en el desarrollo de nuevosmétodos para el estudio de la estructura y función de la materia biológica, y que loseguirá jugando. Pero, ¿podrá la física también responder preguntas fundamentales de la biología?. Según el conocimiento actual, es imposible reconstruir el plano arquitectónicocompleto...
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Biofísica
José M. Méndez A.
Departamento de Física, CINVESTAV-IPN.
El enunciado de la conservación de la energía por el médico Robert Meyer y lainterpretación que Einstein le dio al movimiento browniano son dos buenos ejemplos deque en el pasado la biología y la física han experimentadofrecuentemente motivacionesmutuas. Nuevos métodos físicos han impulsado constantemente el desarrollo de labiología, como ocurrió con el esclarecimiento de la estructura de las moléculasbiológicas. Por otro lado, la comprensión de las propiedades de los materialesbiológicos representa un gran reto para la física. En este artículo se analizan algunosaspectos actuales de este fascinante desarrollo.Física biológica: ¿de dónde viene, a dónde va?
En los últimos años la física y la biología se han ido acercando cada vez más.
Cuando el comerciante y naturalista Anton van Leeuwenhook desarrolló el primer microscopio óptico de alta resolución (1670), creó simultáneamente una herramientaúnica para la biología. Con él pudo observar células vivas por primera vez. Sin embargo,debieron pasar casi200 años para que se abandonara la tesis aristotélica de que la vidasurge de materia orgánica y se aceptara que las células son la unidad viviente más pequeña, y que ellas sólo pueden provenir de otras células. Desde entonces, el uso demétodos físicos en la biología se ha hecho cada vez más común. La microscopíaelectrónica (1932), por ejemplo, permitió acceder a la arquitectura interna de lascélulas.Otro ejemplo es la difracción de rayos X (1942), que ha permitido grandes éxitos en laobtención de estructuras moleculares. El triunfo final de la biología estructural ha sido posible gracias al desarrollo de la física computacional, la que también ha revolucionadoel diagnóstico médico a través de sus técnicas de reconstrucción de imágenes, como lastomográficas.Los ejemplos más destacados decómo la biología ha motivado el desarrollo de la físicason el enunciado de la conservación de la energía por Robert Meyer y Hermann vonHelmholtz, así como la teoría del movimiento browniano de Einstein.Meyer observó que la sangre de los marinos era menos oscura en el trópico que enregiones frías. De esto concluyó que en el trópico se requería menos energía para realizar el mismo trabajo, pues setransfería menos calor al medio ambiente que en las zonas frías.Esto lo condujo a reconocer la equivalencia entre calor y trabajo mecánico. Cuando en1843 Helmholtz formuló de manera general el principio de conservación de la energía
,las ideas intuitivas de Meyer fueron finalmente aceptadas por la comunidad de físicos.
La interpretación que Einstein le dio a las observaciones del botánicoRobert Brownsobre el movimiento caótico de partículas de polen suspendidas en agua influyó a la físicacasi tanto como la fórmula de radiación de Planck. Jugó un papel fundamental en eldesarrollo de la física estadística moderna y condujo a que el concepto de la estructuraatómica de la materia fuera finalmente aceptado
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.El enorme significado que la biología tiene en el desarrollo de la físicamoderna seexpresa también por el hecho de que dos de los físicos más importantes del siglo XIX,Thomas Young y Hermann von Helmholtz, iniciaran sus carreras como médicos y seanreconocidos como los padres de la fisiología. Por otro lado, el físico Max Delbrück fueuno de los iniciadores de la biología molecular moderna. Él y Schrödinger formularon por primera vez la idea de que la información genéticaestá grabada en macromoléculas
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.La historia nos muestra que la física ha jugado un papel central en el desarrollo de nuevosmétodos para el estudio de la estructura y función de la materia biológica, y que loseguirá jugando. Pero, ¿podrá la física también responder preguntas fundamentales de la biología?. Según el conocimiento actual, es imposible reconstruir el plano arquitectónicocompleto...
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