Lista de problemas no resueltos en biología - List of unsolved problems in biology

Parte de una serie sobre
Biología
Ciencia de la vida
Índice Esquema Glosario Historia ( línea de tiempo )
Componentes clave Teoría celular Ecosistema Evolución Filogenia Propiedades de la vida Adaptación Procesamiento de energía Crecimiento Pedido Regulación Reproducción Respuesta al medio ambiente Dominios y reinos de la vida Arqueas Bacterias Eukarya ( animales , hongos , plantas , protistas )
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Este artículo enumera notables problemas no resueltos en biología .

Biología general

Evolución y orígenes de la vida

• Origen de la vida . ¿Exactamente cómo y cuándo se originó la vida en la Tierra? ¿Cuál de las muchas hipótesis, si es que hay alguna, es correcta? ¿Cuáles fueron las vías metabólicas utilizadas por las primeras formas de vida?
  • Orígenes de los virus . ¿Exactamente cómo y cuándo se originaron los diferentes grupos de virus?
  • Vida extraterrestre . ¿Es posible que la vida que no se origina en el planeta Tierra se haya desarrollado también en otros planetas? ¿Podría esta vida ser inteligente?
• Evolución del sexo . ¿Qué ventajas selectivas impulsaron el desarrollo de la reproducción sexual y cómo se desarrolló?
  • Homosexualidad . ¿Cuál es la causa de la homosexualidad, especialmente en la especie humana?
• Desarrollo y evolución del cerebro. ¿Cómo y por qué evolucionó el cerebro? ¿Cuáles son losdeterminantes moleculares del desarrollo cerebral individual?
• Origen de los eucariotas ( simbiogénesis ). ¿Cómo y por qué se combinaron las células para formar la célula eucariota? ¿Uno o más eventos aleatorios condujeron a las primeras células eucariotas, o puede explicarse la formación de células eucariotas por principios físicos y biológicos? ¿Cómo se sincronizó el ciclo de la mitosis de las mitocondrias con su célula huésped? ¿Se desarrollaron primero las mitocondrias o el núcleo en los eucariotas?
• Último antepasado común universal . ¿Cuáles fueron las características del último antepasado común universal de arqueas, bacterias y eucariotas? ¿Archaea y Eukaryotes evolucionaron fuera del dominio Bacteria o para cladearse basal a él? ¿Las arqueas y los eucariotas comparten un ancestro común anterior o posterior a las bacterias?

Bioquímica y biología celular

• ¿Qué hacen todas las proteínas desconocidas? Casi dos décadas desde que se secuenciaron los primeros eucariotas, todavía se desconoce el "papel biológico" de alrededor del 20% de las proteínas. Muchas de estas proteínas se conservan en la mayoría de las especies eucariotas y algunas se conservan en bacterias, lo que indica un papel fundamental para la vida.
• Determinantes del tamaño celular . ¿Cómo determinan las células hasta qué tamaño crecer antes de dividirse?
• Aparato de Golgi . En teoría celular , ¿cuál es el mecanismo de transporte exactopor el cual las proteínas viajan a través del aparato de Golgi ?
• Mecanismo de acción de las drogas. Los mecanismos de acción de muchos fármacos, incluidos el litio , la talidomida y la ketamina , no se comprenden completamente.
• Plegado de proteínas . ¿Qué es el código de plegado? ¿Qué es el mecanismo de plegado? ¿Podemos predecir la estructura nativa de una proteína a partir de su secuencia de aminoácidos? ¿Es posible predecir la estructura secundaria, terciaria y cuaternaria de unasecuencia polipeptídica basándose únicamente en la secuencia y la información ambiental? Problema de plegamiento inverso de proteínas: ¿Es posible diseñar una secuencia polipeptídica que adopte una estructura determinada en determinadas condiciones ambientales? Esto se logró para varias proteínas globulares pequeñas en 2008. En 2020, se anunció que AlphaFold de Google, una red neuronal basada enla inteligencia artificial DeepMind , es capaz de predecir la forma final de una proteína basándose únicamente en su cadena de aminoácidos con una precisión de alrededor del 90% en una muestra de prueba de proteínas utilizadas por el equipo.
• Cinética de la enzima : ¿Por qué algunas enzimas exhiben una cinética más rápida que la difusión?
• Problema de plegamiento del ARN : ¿Es posible predecir con precisión la estructura secundaria, terciaria y cuaternaria de una secuencia de ácido polirribonucleico en función de su secuencia y entorno?
• Diseño de proteínas : ¿Es posible diseñar enzimas altamente activas de novo para cualquier reacción deseada?
• Biosíntesis : ¿Se pueden producir moléculas deseadas, productos naturales o de otro tipo, con alto rendimiento mediante la manipulación de la vía biosintética?
• ¿Cuál es el mecanismo de las transiciones alostéricas de las proteínas ? Los modelos concertados y secuenciales han sido hipotetizados pero ninguno ha sido verificado.
• ¿Cuáles son los ligandos endógenos de los receptores huérfanos ?
• ¿Qué sustancia es el factor hiperpolarizante derivado del endotelio ?

Otro

• Consistencia de movimiento . ¿Cómo podemos movernos de manera tan controlable, aunque los impulsos nerviosos motores parezcan fortuitos e impredecibles?
• ¿Cómo crecen los órganos hasta alcanzar la forma y el tamaño correctos? ¿Cómo se forman de forma tan fiable la forma y el tamaño finales de los órganos? Estos procesos están controlados en parte por la vía de señalización del hipopótamo .
• ¿Pueden los sistemas biológicos en desarrollo indicar la hora? Hasta cierto punto, este parece ser el caso, como lo muestra el gen CLOCK .
• ¿Por qué los bebés nacen con tan poca frecuencia con cáncer?

Biología humana

• Mano derecha : no está claro cómo se desarrolla la mano derecha, para qué sirve, por qué la mano derecha es mucho más común y por qué existe la mano izquierda.

• Risa : aunque en general se acepta que la risa evolucionó como una forma de comunicación social, no se comprende bien el proceso neurobiológico exacto que lleva a los humanos a reír.

• Bostezar : Aún no se ha establecido cuál es el propósito biológico o social del bostezo.

• ¿Por qué los humanos tenemos huellas dactilares ? La función de las crestas epidérmicas en los dedos humanos (huellas dactilares) no se comprende bien. La teoría de que las huellas dactilares ayudan a mantener el agarre ha sido refutada. Es probable que las huellas dactilares desempeñen algún papel en la percepción de la textura, pero esto aún no se ha probado.

• Disminución del recuento de espermatozoides masculinos: no está claro qué está causando la disminución constante del recuento de espermatozoides en todo el mundo desde el siglo XX.

• Disminución de la temperatura corporal humana promedio desde el siglo XIX: los datos médicos sugieren que la temperatura corporal promedio ha disminuido 0,6 grados centígrados desde el siglo XIX. La causa no está clara, aunque se ha sugerido que tiene alguna relación con la reducción de la inflamación por la reducción de la exposición a los microorganismos.

• ¿Por qué hay tipos de sangre ? No está claro cuál es el origen y el propósito de tener grupos sanguíneos. Se cree que la sangre O puede ser una adaptación a la malaria y que diferentes tipos de sangre responden a diferentes enfermedades, pero esta hipótesis aún no se ha probado. ¿Por qué se desarrollaron estos antígenos en primer lugar? ¿Qué explica las diferencias en el tipo de sangre? ¿Qué tan antiguas son las diferencias en los tipos de sangre? ¿Qué explica la gran cantidad de tipos de sangre raros no ABO? ¿Qué papel tienen los tipos de sangre en la lucha contra las enfermedades?

• Efecto de estornudo fótico : ¿Qué causa el efecto de estornudo fótico? ¿Por qué es tan común pero no universal?

• Feromonas sexuales humanas : Existe evidencia contradictoria sobre la existencia de feromonas humanas. ¿Existen realmente y, de ser así, cómo afectan el comportamiento?

• Existencia del punto de Grafenberg ( punto G): ¿Existe realmente el punto G? Si es así, ¿está presente en todas las mujeres? ¿Qué es exactamente?

Neurociencia y cognición

Neurofisiología

Cognición y psicología

Biología no humana

Ecología, evolución y paleontología

Los problemas no resueltos relacionados con las interacciones entre organismos y su distribución en el medio ambiente incluyen:

• Paradoja del plancton . La gran diversidad de fitoplancton parece violar el principio de exclusión competitiva .

• Explosión cámbrica . ¿Cuál es la causa de la aparente y rápida diversificación de la vida animal multicelular alrededor del comienzo del Cámbrico , que resultó en la aparición de casi todos los filos animales modernos ?

• Gradiente de diversidad latitudinal . ¿Por qué aumenta la biodiversidad al ir de los polos hacia el ecuador?

• El abominable misterio de la botánica / plantas de Darwin . ¿Cuál es la historia evolutiva exacta de las flores y cuál es la causa de la aparición aparentemente repentina de flores casi modernas en el registro fósil?

• Forma adulta de Facetotecta . La forma adulta de este animal nunca se ha encontrado en el agua, y sigue siendo un misterio en qué se convierte.

• Origen de las serpientes . ¿Las serpientes evolucionaron a partir de lagartos excavadores o lagartos acuáticos? Existe evidencia para ambas hipótesis.

• Origen de las tortugas . ¿Las tortugas evolucionaron de anápsidos o diápsidos? Existe evidencia para ambas hipótesis.

• Biota ediacárica . ¿Cómo se debe clasificar la biota de Ediacara? Incluso no está claro a qué reino pertenecen. ¿Por qué fueron desplazados de manera tan decisiva por la biota cámbrica?

Etología

Los problemas no resueltos relacionados con el comportamiento de los animales incluyen:

• Homing . Aún no se ha encontrado una explicación satisfactoria de los mecanismos neurobiológicos que permiten el alojamiento en animales.

• Flocado (comportamiento) . No se comprende completamente cómo las bandadas de pájaros y murciélagos coordinan sus movimientos con tanta rapidez. El propósito de las grandes bandadas tampoco es como el de los estorninos, que parecen invitar a los depredadores en lugar de protegerlos.

• Migración de mariposas . ¿Cómo logran eventualmente los descendientes de la mariposa monarca en todo Canadá y los Estados Unidos, después de migrar durante varias generaciones, regresar a unos pocos lugares relativamente pequeños para pasar el invierno?

• Ballena azul . No hay muchos datos sobre la sexualidad de la ballena azul.

• Avispa de las agallas . Se desconoce en gran medida cómo las avispas de las agallas inducen la formación de agallas en las plantas; Se han discutido los desencadenantes químicos, mecánicos y virales.

Órganos y biomoléculas no humanos

Los problemas no resueltos relacionados con la estructura y función de órganos, procesos y biomoléculas no humanos incluyen:

• Alcaloides . Se desconoce la función de estas sustancias en los organismos vivos que las producen.
• Korarchaeota (arqueas). Los procesos metabólicos de este filo de arqueas no están claros hasta ahora.
• Rotífero . ¿Cuál es la función del órgano retrocerebral de los rotíferos ( animales pseudocoelomados )?
• Cuerpo de glucógeno . Se desconoce la función de esta estructura en la médula espinal de las aves.
• Problema de cabeza de artrópodo . Una disputa zoológica de larga data sobre la composición segmentaria de las cabezas de los diversos grupos de artrópodos y cómo se relacionan evolutivamente entre sí.
• Ovarios de tiburones peregrinos . Solo el ovario derecho en las hembras de tiburón peregrino parece funcionar. Se desconoce el motivo.
• Huevos de aves de colores brillantes. Se desconoce qué proceso evolutivo llevaría a las aves a tener huevos de colores brillantes dada la mayor visibilidad de los depredadores.
• Osteodermos / escudos de estegosaurio . Existe un debate de larga data sobre si la función principal de los osteodermos / escudos de los estegosaurios es la protección contra los depredadores, la exhibición sexual, el reconocimiento de especies, la termorregulación u otras funciones.

Ver también

• Lista de problemas no resueltos en neurociencia

Referencias