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DESARROLLO CIENTIFICO, TECNOLOGICO Y SU INFLUENCIA EN LOS CAMBIOS SOCIOECONOMICOS Y CULTURALES A NIVEL MUNDIAL. M.Sc. CARMEN ELSI URREGO TORRES. CORPORACION INIVERSITARIA DEL CARIBE CECAR. La ciencia moderna comienza a principios del siglo XVI con:
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DESARROLLO CIENTIFICO, TECNOLOGICO Y SU INFLUENCIA EN LOS CAMBIOS SOCIOECONOMICOS Y CULTURALES A NIVEL MUNDIAL M.Sc. CARMEN ELSI URREGO TORRES CORPORACION INIVERSITARIA DEL CARIBE CECAR
La ciencia moderna comienza a principios del siglo XVI con: Nicolás Copérnico (1473-1543), astrónomo polaco, cuyas observaciones astronómicas y matemáticas demostraron el doble movimiento de los planetas sobre si mismos y alrededor del sol. Se considera que sus aportes fueron críticos, innovativos y sintéticos (redujo la compleja y caótica interpretación del universo a una elegante simplicidad). Tycho Brahae (1546-1601), astrónomo danés, que midió las posiciones planetarias y estelares con mayor precisión (antes de la invención del telescopio). Johannes Kepler (1571-1630), astrónomo alemán, en las leyes que llevan su nombre describió el movimiento de los planetas alrededor del sol. Galileo Galilei (1564-1642), matemático, físico y astrónomo italiano, descubrió la ley de la caída de los cuerpos, enunció el principio de la inercia, inventó la balanza hidrostática, el termómetro y construyó el primer telescopio astronómico. REVOLUCION CIENTIFICA
Isaac Newton (1642-1727), matemático, físico, astrónomo y filósofo inglés, descubrió las leyes de la gravitación universal y de la descomposición de la luz. Creo el cálculo infinitesimal (inventado simultáneamente por el alemán Gottfried Leibniz). El resultado “Los Principios Matemáticos de la Filosofía Natural” usualmente conocidos como los “Principios” apareció en 1687. El apogeo de la Revolución Científica se marca con la creación de dos sociedades científicas nacionales, la Real Sociedad de Londrespara la Promoción del Conocimiento de la Naturaleza (1662) y la Academia de Ciencias de Paris (1666). REVOLUCION CIENTIFICA
La publicación de los Principios marca la culminación del movimiento comenzado con Copérnico, que se toman como el símbolo de la revolución científica. En los mismos años de las extensas publicaciones de Copérnico, apareció la “Anatomía sobre la Fábrica del Cuerpo Humano” llamado “De Fábrica”de Andrés Vesalius (1514-1564), anatomista flamenco, crítico de la Anatomía de Galeno, al igual que Newton una centuria después, enfatizó en los fenómenos, por ejemplo, la segura descripción de los factores naturales. Sus trabajos culminaron con el descubrimiento de la circulación sanguínea por William Harvey (1578-1657) médico inglés cuyo “Un Anatómico ejercicio concerniente al movimiento de la sangre y el corazón en animales” publicado en 1628, fue el principio de la fisiología que estableció a la fisiología y a la anatomía como ciencias por su propio derecho. Harvey mostró que los fenómenos orgánicos pueden ser estudiados experimentalmente y que son procesos orgánicos que pueden ser reducidos a sistemas mecánicos. REVOLUCION CIENTIFICA
Por mucho tiempo se ha dicho que el surgimiento de la Ciencia Moderna (1500) y la Revolución Industrial (1750-1900) estuvieron cercanamente conectadas. Sin embargo, es difícil mostrar un efecto directo de los descubrimientos científicos sobre el surgimiento de los textiles o aun de la industria metalúrgica en Gran Bretaña, el hogar de la Revolución Industrial, pero ciertamente hubo una similitud en las actitudes encontradas en la ciencia y en la industria naciente. La observación cercana y la cuidadosa generalización que llevan a una utilización práctica fueron similarmente en el siglo XVIII, características de industriales y experimentadores. LA CIENCIA Y LAREVOLUCION INDUSTRIAL
La cantidad de descubrimientos desde entonces y el torrente de innovaciones tecnológicas provocadas por los descubrimientos son ciertamente notables. La teoría atómica de la materia, desarrollada en las dos primeras décadas del siglo XIX, hizo posible el brote de la industria química, que después heredaría el siglo XX. La electricidad y el magnetismo fueron comprendidos como diferentes aspectos del mismo fenómeno, y como consecuencia de ello las ciudades de todo el mundo pueden estar debidamente iluminadas. La mecánica de Newton (a la que se le puso el rigor científico de muchos matemáticos franceses y alemanes durante dos siglos) parece describir completamente el comportamiento del mundo mecánico, y la teoría de Darwin de la evolución de las especies mediante selección natural describe tanto la complejidad de los seres vivientes como su diversidad. LA CIENCIA Y LAREVOLUCION INDUSTRIAL
El término revolución industrial es un concepto histórico más conveniente que preciso. Conveniente debido a que la historia requiere divisiones en períodos para propósitos de entendimiento e instrucción y a causa de que en el siglo XVIII y XIX han habido numerosas innovaciones, para justificar su escogencia. Sin embargo, el término es impreciso, a causa de que la Revolución Industrial no tiene claramente definido su comienzo o su final. El término Revolución Industrial es usado para describir los primeros 150 años de este período de tiempo, previos al desarrollo del siglo XX. REVOLUCION INDUSTRIAL(1750-1900)
La Revolución Industrial se caracterizó por el uso de: A-Tecnología del Poder • Turbina de viento • Ferrocarril de vapor • Electricidad • Ferrocarril de combustión interna • Petróleo B-Desarrollo Industrial: • Metalurgia (hierro y acero, minerales de bajo grado) • Ingeniería mecánica • Textiles • Químicos • Agricultura • Ingeniería civil • Transporte (locomotora y buque de vapor, ferrocarril) • Comunicaciones (imprenta y teléfonos) • Tecnología militar. REVOLUCION INDUSTRIAL(1750-1900)
1816 Nace el Estetoscopio creado por Renato Laënnec 1846 Primera gran operación con el éter como anestésico. 1851 Se inventan la jeringa hipodérmica y el oftalmoscopio. 1853 Desormeaux construye el primer endoscopio. 1854 Se registran las pulsaciones gracias al esfigmógrafo. 1867 Nace el termómetro clínico y se inicia la antisepsia. 1882 Robert Koch descubre el bacilo de la tuberculosis. 1885 Louis Paster vacuna a un ser humano contra la rabia. 1886 Se utiliza la asepsia gracias a Von Bergmann. 1895 Wilhem Conrad Roentgen descubre los rayos X. 1896 Se crea un brazalete para medir la presión sanguínea. 1897 Foveau de Cornuelles emplea la palabra radioterapia. 1899 Se lanza al mercado en forma de polvos, la aspirina. APLICACION DE LACIENCIA Y LA TECNOLOGIA EN MEDICINA(1750-1900)
Las siguientes décadas después de 1900 hubo una mayor cantidad de avances sobre un amplio rango de actividades que la totalidad de lo realizado en las épocas anteriores. La Economía Tecnológica se caracterizó por: • Combustible y Poder (turbina de gas de locomotora, petróleo, electricidad, poder atómico) • Industria e Innovación (mejoramientos en hierro y acero, materiales de construcción, plásticos, fibras sintéticas, hule sintético) • Tecnología farmacéutica y médica • Alimentos y Agricultura • Ingeniería Civil • Transporte • Comunicaciones • Tecnología Militar ECONOMIA TECNOLOGICA SIGLO XX (1901-1945)
Conocida como la “EDAD DE LA TECNOLOGÍA DEL ESPACIO”, se ha desarrollado bajo la sombra de una guerra nuclear. Aunque las bombas no hayan sido usadas en una guerra desde esa época, las armas han tenido un gran desarrollo: la bomba de fisión de 1945 fue precedida en 1950 por la bomba de fusión mas poderosa en 1950, y antes de 1960 los cohetes eran capaces de transportar esa bombas a través de miles de millas. Esta nueva tecnología militar ha tenido un incalculable efecto en las relaciones internacionales, porque contribuyó a la polarización de dos poderes mundiales, que se esforzaron por ser precavidos. ECONOMIA TECNOLOGICASIGLO XX (1946-2000)
Adicionalmente al poder nuclear, hubieron avances en ingeniería, química y tecnología médica, transporte, y comunicaciones. El rápido desarrollo de la ingeniería electrónica creó un nuevo mundo de tecnologías de computadoras, control remoto, minutarización, y comunicación instantánea. Aún mas expresivo de la caracterización de esta época ha sido la exploración espacial. Las técnicas de los cohetes, primero aplicadas en las armas, fueron desarrolladas para lanzar satélites y sondas lunares y planetarias, lo que eventualmente llevó al primer hombre a pisar la superficie de la luna en 1969 y regresarlo con seguridad a la tierra. Esta carrera espacial fue estimulada en parte por la rivalidad ideológica internacional entre la Unión Soviética y los Estados Unidos. Esto justifica que al período se le conozca como laedad de la tecnología del espacio. ECONOMIA TECNOLOGICASIGLO XX (1946-2000)
Esta edad se caracterizó por el Poder de combustibles fósiles alternativos: Energía nuclear de fusión del hidrógeno del agua Energía solar • Turbina de gas (aviones a reacción; barcos, locomotoras de ferrocarril, y automóviles) • Materiales (nuevos usos para viejos materiales, plásticos, fibras de vidrio, fibras de carbono, cerámicas resistentes a altas temperaturas) • Automatización y Computadoras (ingeniería de control, automatización, y computación) • Producción de Alimentos (métodos rápido de secado en frío, y de irradiación para preservar alimentos; mecanización de granjas; pesticidas y herbicidas; acuacultura e hidroponía) • Ingeniería Civil (técnicas de ingeniería de control, maquinaria excavadora y removedora de tierra, construcción de apartamentos en bloque, equipos del hogar) ECONOMIA TECNOLOGICASIGLO XX (1946-2000)
Transporte (aeroplano, aviones a propulsión) Comunicaciones (televisión, transistor, nuevas técnicas de impresión, nuevos dispositivos ópticos -lentes zoom-, técnicas físicas como el laser; uso de ondas electromagnéticas para explorar el espacio) Tecnología Militar (reestructuración radical de las estrategias por el invento de las armas nucleares, que pueden ser liberadas por misiles balísticos intercontinentales; helicoptero y una amplia variedad de vehículos armados) Exploración Espacial (Sputnik primer satélite artificial puesto en el espacio por la Unión Soviética en 1957, que inició la carrera del espacio y una innumerable cantidad de vehiculos espaciales, Vostok (URSS) con Yuri Gagarin en 1961, Programa Apolo (USA) que puso en la luna el 20 de julio de 1969 a Neil Armostrong y Edwin Aldrin; hasta la reparación de los lentes del Telescopio Espacial Hubble. ECONOMIA TECNOLOGICASIGLO XX (1946-2000)
1901 Se descubren varios grupos de sangre humana. 1903 Willem Enthoven desarrolla el electrocardiógrafo. 1921 Se utiliza el microscopio en una operación. 1929 Nace el pulmón de acero y la electroencelfalografía. 1940 Los enfermos de guerra son tratados con penicilina. 1942 Se utiliza el riñon artificial para la diálisis. 1947 Se empieza a poner en práctica el desfribilador. 1949 Se emplean los ultrasonidos en el diagnóstico. 1952 Paul M. Zoll implanta el primer marcapasos. 1953 James Watson y Francis Crick presentan el modelo de la doble hélice del ADN. 1954 Se realiza el primer transplante renal. 1956 Nace la cámara de rayos gamma. 1964 Nace la Medicina Nuclear con máquinas construidas por KHUL y Edwars. 1967 Primer transplante de corazón entre humanos. 1968 Se descifra el código genético. 1973 Godfrey Hounsfield crea un escáner de rayos X. 1975 Descubrimiento de los anticuerpos monoclonales por Milstein y Köhler. 1977 Uso de la tecnología de Resonancia Magnética Nuclear. 1979 Godfrey Hounsfield Premio Nobel de Medicina por su trabajo sobre Tomografía Axial Computarizada. 1998 Descubrimiento de vacunas de ADN desnudo por Jon Wolf APLICACION DE LA C&T EN MEDICINA(1901-2000)
Stan Davis y Christopher Meyer expertos para la innovación en los negocios del Centro Ernest & Young con sede en Cambridge (Massachusetts), consideran que la “economía tecnológica” ha finalizado su ciclo de vida(gestación, crecimiento, madurez y decadencia). Actualmente nos movemos en el mundo de la “economía de información”, que tuvo su gestación y crecimiento con las industrias de los semiconductores y el software, y actualmente con Internet como acontecimiento central de la madurez y cuya etapa final se espera para el 2020 caracterizada por el uso generalizado de chips de bajo costo y de la tecnología inalámbrica que conectará todo. ECONOMIA DE INFORMACION(1947-2020)
Se considera que la “Bioeconomía”, ha iniciado su gestación en 1953 con James Watson y Francis Crick cuando identificaron la estructura de doble hélice del ADN y marcará la finalización de la gestación el completar y publicar el mapa descodificado del genoma humano. De manera fundamental, las cuatro primeras industrias en beneficiarse de la bioeconomía serán la farmaceútica, la de salud, la agrícola y la alimenticia. BIOECONOMIA (1953 en adelante)
Dentro de este campo el más importante es el Proyecto del Genoma Humano iniciado en 1990 y que fue previsto para el 2007, e involucra cientos de científicos alrededor del mundo. La meta de este proyecto es la identificación de los aproximadamente 100,000 genes humanos y 3 mil millones de pares de bases (pb), para leer la inscripción genética total que se espera se concluya en el año 2002. Ha sido diseñado para dar a los científicos las herramientas que les permitan encontrar rápidamente los genes responsables de las enfermedades. Una vez esté completa la secuenciación del genoma humano, los investigadores pueden mover su enfoque del hallazgo de genes, el cual puede ser manejado a través de la base de datos de la computadora, hacia el entendimiento de la función de dichos genes. GENOMICA
El cromosoma humano 22 (el más pequeño), con 545 genes identificados (aunque no se descarta que pueda haber más) lo que significaría menos del 2 por ciento de genes del genoma humano, según Ian Dunham, del Centro Sanger en Cambridge, coordinador del proyecto. Hay unos 33,4 millones de pares de bases (pb) en el cromosoma 22 y alrededor de 3.000 millones en todo el genoma humano. Hay varios genes del cromosoma 22 de interés para médicos e investigadores del campo de la medicina. Entre ellos se encuentra una secuencia que supuestamente interviene en la esquizofrenia y también están los genes de desórdenes poco comunes como el Síndrome de DiGeorge, que provoca anormalidades faciales y problemas cardíacos, y un desorden del movimiento llamado ataxia espinocerebral. Además, una docena de desórdenes de origen genético están ligados a este cromosoma. Secuenciacion de cromosoma 22
La Revista Nature de Mayo de 2000 (vol. 408), informa del mapeo de la secuencia de ADN del cromosoma número 21, cuya copia extra causa el Síndrome de Down, que afecta a 1 de cada 700 nacimientos. El cromosoma 21 representa alrededor del 1 % del genoma humano y contiene 33.5 millones de pb, pero menos del 1% de genes del genoma humano, con 127 genes conocidos, 98 genes predichos y 59 pseudogenes (secuencias no funcionales similares a genes), esto es 225 genes comparado con los 545 del cromosoma 22. Mutaciones en 14 genes conocidos han sido identificados como causa de desórdenes monogenéticos (un gen) incluyendo una forma de enfermedad de Alzheimer, esclerosis amiotrófica lateral, enfermedad poliglandular autoinmune, homocistinuria, y epilepsia mioclónica progresiva. En adición ha sido identificado el locus (sitio en el cromosoma) para la predisposición a leucemia, sordera no sindrómica recesiva 10 y 8, Síndrome de Usher Tipo 1E, Síndrome de Knobloch, y holoproencefalía Tipo 1. Secuenciacion de cromosoma 21
Bill Richardson, Secretario de Energía de los E.E.U.U. anunció en abril de 2000, que investigadores del Departamento de Energía, del Joint Genome Institute en Walnut Creek, California, han descodificado en forma de borrador la información genética de los cromosomas humanos 5, 16 y 19. Los cromosomas contienen un estimado de 10-15.000 genes Los tres cromosomas secuenciados contienen más de 300 millones de pares de bases (pb), o un estimado del 11 por ciento del genoma humano total. Cromosoma 5 (estimado de 194 millones de pb, o cerca del 6% del genoma humano); los genes ligados a enfermedades en este cromosoma incluyen aquellos para el cáncer colorectal, carcinoma de la célula basal, leucemia mielógena aguda, hipertensión sal-resistente y un tipo de enanismo. Cromosoma 16 (98 millones de pb o cerca de 3 % del genoma humano); los estudios en este cromosoma han implicado genes en el desarrollo del cáncer de pecho y de la próstata, la enfermedad de Crohn y la enfermedad policística del riñón del adulto, que afecta a un estimado de cinco millones de personas en todo el mundo (la mitad de la gente afectada requiere de diálisis o trasplante del riñón. Cromosoma 19 (60 millones de pb, o cerca del 2% del genoma humano); contiene genes implicados en la reparación de la ADN dañado, así como los asociados con la diabetes mellitus y la ateroesclerosis. Secuenciacion cromosomas 5, 16 y 19
El genoma de la “mosca de la fruta” Drosophila melanogaster, ha sido secuenciado en su totalidad como es descrito en Science el 24 de marzo de 2000. D. melanogaster tiene 250 millones de pb en su genoma, arreglado en cinco cromosomas; 80% del genoma es localizado en los cromosomas más grandes, nominados 2 y 3. La secuencia del genoma de esta “mosquita” es importante, si se tiene en cuenta que en un juego de 289 genes humanos implicados en enfermedades, 177 genes son cercanamente similares a los de esta “mosquita”, incluyendo genes implicados en canceres, riñón, sangre, enfermedades neurológicas y metabólicas y desordenes del sistema inmune. Genómica de la Drosophila
Organos de otras especies -cerdos y otros animales- se han convertido en una fuente promisoria para donar órganos para humanos. Esta práctica es llamada Xenotransplantación. El obstáculo más significativo para los xenotransplantes es el sistema inmune del cuerpo humano de protección contra las infecciones. Cuando tejidos no reconocidos como humanos son introducidos en el cuerpo, ocurre un rechazo hiper agudo -el cuerpo corta el flujo de sangre al órgano donado-, el cual se torna negro y necrótico en menos de cinco minutos (ISB News Report, Apr 2000). Xenotransplantes
El 14 de marzo de 2000, PPL Therapeutics Inc. anunció el nacimiento de cinco cochinitas como resultado de transferencia nuclear usando células de cerda adulta. Las cochinitas fueron nombradas: Milli (la cerdita del milenio) Alexa y Carrell (por Alex Carrell, premio Nobel 1912 por investigaciones sobre trasplantes) Christa (por Christian Bernard, primer trasplante de corazón humano-humano) Dotcom (por que la afiliación en Internet tiene un efecto positivo en la valoración de una compañía).Los cerdos pueden ser ahora genéticamente modificados de una manera específica usando la tecnología del gene blanco (acción dirigida a un gen predeterminado), para agregar genes humanos o suprimir genes específicos, de manera tal que los órganos y células de estos animales modificados se pueden trasplantar en seres humanos sin el riesgo del rechazo del sistema inmune humano (ISB News Report, Apr 2000). Cerdos clonados para xenotransplantes
En 1997, científicos británicos de la Universidad de Bath reportaron, haber creado con relativa facilidad embriones de rana sin cabeza, manipulando ciertos genes, que suprimen el desarrollo de la cabeza de los renacuajos, el tronco y la cola. Jonathan Slack, profesor de embriología de la Universidad de Bath cree que el descubrimiento se podría aplicar a los embriones humanos porque los mismos genes realizan funciones similares en ranas y seres humanos, y "en vez de crecer un embrión intacto, genéticamente se podría reprogramar el embrión para suprimir el crecimiento en todas las partes del cuerpo excepto aquellas que se desea más un corazón y la circulación de la sangre". PRODUCCIÓN DE EMBRIONES PARA TRANSPLANTES
En 1999, Science, una de las dos principales publicaciones científicas del mundo, eligió los cultivos de células madre humanas como el principal avance científico del año. Estas células, obtenidas de embriones humanos, pueden mantenerse indefinidamente en el laboratorio, para después ser forzadas a diferenciarse en cualquier tipo de tejido. Los experimentos originales que describían cómo obtener células madre humanas se dieron a conocer en noviembre de 1998, pero a lo largo de 1999 varios grupos de científicos han logrado importantes avances sobre las formas de provocar, controladamente, su diferenciación en distintos tipos de tejidos. La técnica consiste en tomar el núcleo de una célula del paciente adulto y transferirlo a un óvulo humano cuyo núcleo se ha eliminado previamente. El resultado sería un embrión humano clónico (un clon del paciente). Sin embargo, el embrión no se implantaría en una mujer (lo que daría lugar a un hijo clónico del paciente). Sólo se le dejaría desarrollarse unos días. Luego se le destruiría para obtener de él las células madre. (El País Digital, Madrid, Dic. 99). CULTIVO DE CELULAS MADRES
En el futuro, la biotecnología transformará radicalmente la atención médica, donde el paradigma basado en la cura del enfermo será sustituido por el de la predicción y la prevención. Actualmente la industria de la salud es, en realidad, la industria de la enfermedad. En la bioeconomía, se espera que la atención médica funcionará de manera preventiva, y generará ingresos ayudando a la gente a evitar tener que ir al hospital. Se podrán producir: Alimentos modificadas genéticamente, con mejor calidad: tomate con tres veces y medio de beta-caroteno, arroz fortificado con hierro. Con vacunas incorporadas: frijol de soya con anticuerpos que protegen contra el virus 2 de Herpes simplex (HSV); tabaco con anticuerpos que previenen la caries dental producida por Streptococcusmutans; papa con la vacuna que previene la insulina dependencia de la diabetes mellitus 100 veces más poderosa que la actual vacuna; papa con la sub-unidad B antigénica de la enterotoxina del Vibrio cholerae causante del cólera). QUE SE ESPERA DE LA BIOTECNOLOGIA
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