Oxidación, oxígeno, vida y muerte

04-07-2016



María de los Ángeles Navarrete del Toro, Arturo Sánchez Paz, Fernando García-Carreño. Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste*

 

Este artículo, que se presenta en entregas semanales, mostrará cómo funciona la ciencia, haciendo uso de un tema que explica la presencia del oxígeno molecular, O2, el mismo que respiramos, y la forma en que ha influido en hacer del planeta Tierra lo que es.

Inicia con una presentación filosófica sobre cómo se genera el conocimiento. Se explicará qué es la oxidación, que si bien es un fenómeno que podemos ver, tiene una explicación científica poco conocida por la mayoría. Debido a que la oxidación deriva del oxígeno, se presentará a este elemento que todos percibimos en estado gaseoso, pero que su gran mayoría se encuentra formando una miríada de compuestos químicos sólidos. Una explicación técnica de cómo ocurre la oxidación se dará en el tema “Potencial redox”. Otra entrega abordará cómo la aparición de O2, ya avanzada la vida en el planeta, influyó en la aparición de formas de vida complejas; se revisarán eventos cataclísmicos como “La gran oxidación” en el inciso “Vida y el planeta oxígeno”. Finalmente, se tratará una materia de actualidad, los antioxidantes, en donde se intentará desmitificarlos en el tema “Muerte”.

Presentación filosófica

El presente trabajo pretende describir la forma en que funciona la naturaleza y cómo se genera conocimiento científico para entender los fenómenos naturales, y así estar en condiciones de manipularlos en beneficio de la humanidad y de la naturaleza misma.

Es necesario subrayar que todo fenómeno es complejo; su entendimiento requiere estudios profundos y sistemáticos que generan hipótesis que permiten definir estrategias de investigación empírica para confirmarlas o rechazarlas, lo que permite generar nuevo conocimiento. A veces, el nuevo entendimiento se construye sobre el conocimiento sólido que ha generado una hipótesis y se convierte en una teoría. En otras ocasiones, se elimina una parte del conocimiento que no pasó la prueba de la confirmación y se vuelve a investigar-¬experimentar con base en nuevas hipótesis.

De esta manera, es claro que la investigación científica no se desarrolla de forma lineal y cada investigador debe buscar formas para avanzar. Para que esto ocurra, solamente aquellos que hacen preguntas profundas y complejas pueden aspirar a tener un impacto en el desarrollo de la ciencia a través de la generación de nuevo conocimiento que pueda ser útil para poder entender a la naturaleza. El insigne doctor Carl Sagan dijo en su libro Cosmos: “Hacemos a nuestro mundo significativo por la convicción de nuestras preguntas y la profundidad de nuestras respuestas”.

¿Qué es la oxidación?

La oxidación es un proceso químico que ocurre de forma natural, tanto en la materia inorgánica como en los seres vivos, y es uno de los mecanismos a través de los cuales la energía se transfiere de un sistema a otro; en otras palabras, la oxidación transforma elementos y compuestos químicos, y del proceso se obtiene energía.

El oxígeno molecular (O2) apareció como producto de desecho de las formas de vida temprana y contribuyó a hacerla más compleja y diversa. En su momento, fue un residuo de los organismos fotosintéticos oxigénicos, pero  pronto algunas especies adquirieron la capacidad para usarlo. Tema de una futura entrega será analizar la forma en la que la selección natural favoreció la fotosíntesis oxigénica a través del  uso del agua y no de otros posibles agentes como sulfuro de hidrógeno (H2S) o hierro ferroso (FeO).

A pesar de no poder ver los átomos oxidándose, sí percibimos el producto de la oxidación. Todos hemos observado la forma en la que un pedazo de hierro, comúnmente llamado fierro, reacciona con la humedad y el oxígeno del aire; pronto aparece el producto de la oxidación: el óxido de hierro (Fe2O3·H2O) o herrumbre rojiza; tal proceso también se llama corrosión electroquímica.

Este es un ejemplo muy obvio, pero no el único. Oxidación también ocurre cuando el gas de la cocina, o un pedazo de madera, ambos contienen carbono, reaccionan con el oxígeno del aire y producen dióxido de carbono (CO2). En estos casos se demuestra que la combustión libera energía en forma de calor.

Otro ejemplo es la oxidación de los alimentos que ingerimos para obtener la energía que nos permite realizar nuestras actividades vitales cotidianas. Los organismos respiradores, como el humano, oxidamos los nutrientes de los alimentos que hemos ingerido por estar hechos de carbono y como producto de desecho generamos CO2 que eliminamos al expeler el aire de los pulmones. El proceso ocurre en las células por una serie de reacciones químicas que llevan al oxígeno a formar agua (H2O). El obscurecimiento del plátano, la manzana y el aguacate son también oxidación.

Siguiente entrega: Oxígeno y potencial redox.

* El doctor Fernando Luis García Carreño es investigador del Programa de Ecología Pesquera en el Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (Cibnor) y miembro nivel III del Sistema Nacional de Investigadores (SNI). Correo de contacto: fgarcia@cibnor.mx.

 

Nota del editor. Crédito de la imagen. Wikimedia Commons


Inicio | ¿Quiénes Somos? | Contacto | Ligas de interés

Instituto Politécnico Nacional 195, Playa Palo de Santa Rita Sur. 23096 La Paz, B.C.S. México
Tel: (52) (612) 123-8484 Ext: 3931

www.mexicoesciencia.com