Ciencias Cruzadas.
Las diferencias entre las disciplinas de
las Ciencias Naturales no siempre son marcadas, y estas "ciencias
cruzadas" comparten un gran número de campos. La Física juega un papel
significativo en las otras Ciencias Naturales, dando origen, por ejemplo, a la Astrofísica, la Geofísica, la Química Física y la Biofísica. Asimismo, la Química está representada por
varios campos, como la Bioquímica, la Geoquímica y la Astroquímica.
Un ejemplo particular de disciplina científica que
abarca múltiples Ciencias Naturales es la ciencia del medio
ambiente. Esta materia estudia las interacciones de los componentes
físicos, químicos y biológicos del medio, con particular atención a los efectos
de la actividad humana y su impacto sobre la biodiversidad y
la sostenibilidad. Esta ciencia también afecta a
expertos de otros campos.
Una disciplina comparable a la anterior es la Oceanografía,
que se relaciona con una amplia gama de disciplinas científicas. La
Oceanografía se subdivide, a su vez, en otras disciplinas cruzadas, como la Biología
Marina. Como el ecosistema marino es muy grande y diverso, la
Biología Marina también se bifurca en muchas subdivisiones, incluyendo
especializaciones en especies particulares.
Hay también un grupo de campos con disciplinas
cruzadas en los que, por la naturaleza de los problemas que abarcan, hay
fuertes corrientes contrarias a la especialización. Por otro lado, en algunos
campos de aplicaciones integrales, los especialistas, en más de un campo,
tienen un papel clave en el diálogo entre ellos. Tales campos integrales, por
ejemplo, pueden incluir la Nanociencia,
la Astrobiología y complejos sistemas
informáticos.
Astrofísica.
Se refiere al estudio de la física del universo. Si bien se usó originalmente para denominar la parte teórica de dicho estudio, la necesidad de dar explicación física a las observaciones astronómicas ha llevado a cabo que los términos astronomía y astrofísica sean usados en forma equivalente. Una vez que se comprendió que los elementos que forman parte de los "objetos celestes" eran los mismos que conforman la Tierra, y que las mismas leyes de la física se aplican a ellos, había nacido la astrofísica como una aplicación de la física a los fenómenos observados por la astronomía. La astrofísica se basa pues en la asunción de que las leyes de la física y la química son universales, es decir, que son las mismas en todo el universo.
La mayoría de los astrónomos (si no todos) tienen una sólida preparación en física, y las observaciones son siempre puestas en su contexto astrofísico, así que los campos de la astronomía y astrofísica están frecuentemente enlazados.
Fisicoquímica.
La fisicoquímica, también llamada química física, es una subdisciplina de la química que estudia la materia empleando conceptos físicos y químicos.
Según el renombrado químico estadounidense Gilbert Lewis, "la fisicoquímica es cualquier cosa interesante", con lo cual probablemente se refería al hecho de que muchos fenómenos de la naturaleza con respecto a la materia son de principal interés en la físicoquímica.
La fisicoquímica representa una rama donde ocurre un cambio de diversas ciencias, como la química, la física, termodinámica, electroquímica y la mecánica cuántica donde funciones matemáticas pueden representar interpretaciones a nivel molecular y atómico estructural. Cambios en la temperatura, presión, volumen, calor y trabajo en los sistemas, sólido, líquido y/o gaseoso se encuentran también relacionados a estas interpretaciones de interacciones moleculares.
El físico estadounidense del siglo XIX Cardillar Gibbs es también considerado el padre fundador de la fisicoquímica, donde en su publicación de 1876 llamada Substances (Estudio sobre el equilibrio de sustancias heterogéneas) acuñó términos como energía libre, potencial químico, y regla de las fases, que años más tarde serían de principal interés de estudio en esta disciplina.
Geoquímica.
La geoquímica es una especialidad de las ciencias naturales, que sobre la base de la geología y de la química estudia la composición y dinámica de los elementos químicos en la Tierra, determinando la abundancia absoluta y relativa, distribución y migración de los elementos entre las diferentes partes que conforman la Tierra (hidrosfera, atmósfera, biósfera y geósfera) utilizando como principales testimonios de las transformaciones los minerales y rocas componentes de la corteza terrestre, con el propósito de establecer leyes o principios en las cuales se basa tal distribución.Los elementos geoquímicos son en una escala de mayor a menor abundancia: oxigeno, silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio y magnesio.
Los objetivos de la geoquímica son:
- Determinar la abundancia absoluta y relativa de los elementos y sus especie.
Biofísica.
La biofísica es la ciencia que estudia la biología con los principios y métodos de la física. Se discute si la biofísica es una rama de la física o de la biología. Desde un punto de vista puede concebirse que los conocimientos y enfoques acumulados en la física "pura" pueden aplicarse al estudio de los sistemas biológicos. En ese caso la biofísica le aporta conocimientos a la biología, pero no a la física, sin embargo, le ofrece a la física evidencia experimental que permite corroborar teorías. Ejemplos en ese sentido son la física de la audición, la biomecánica, los motores moleculares, comunicación molecular, entre otros campos de la biología abordada por la física.
Otros estudiosos consideran que existen ramas de la física que deben desarrollarse a profundidad como problemas físicos específicamente relacionados con la materia viviente. Así, por ejemplo, las polímeros biológicos (como las proteínas) no son lo suficientemente grandes como para poderlos tratar como un sistema mecánico, a la vez que no son lo suficientemente pequeños como para tratarlos como moléculas simples en solución. Los cambios energéticos que ocurren durante una reacción química catalizada por una enzima, o fenómenos como el acoplamiento químico-osmótico parecen requerir más de un enfoque.
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Bioquímica.
La Bioquímica es una ciencia que estudia la composición química de los seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células y las reacciones químicas que sufren estos compuestos (metabolismo) que les permiten obtener energía (catabolismo) y generar biomoléculas propias (anabolismo). La bioquímica se basa en el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en general las moléculas biológicas están compuestas principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.
Es la ciencia que estudia la base química de las moléculas que componen las células y los tejidos, que catalizan las reacciones químicas del metabolismo celular como la digestión, la fotosíntesis y la inmunidad, entre otras muchas cosas.
Podemos entender la bioquímica como una disciplina científica integradora que aborda el estudio de las biomoléculas y biosistemas. Integra de esta forma las leyes químico-físicas y la evolución biológica que afectan a los biosistemas y a sus componentes. Lo hace desde un punto de vista molecular y trata de entender y aplicar su conocimiento a amplios sectores de la Medicina (terapia génica y Biomedicina), la agroalimentación, la farmacología.
Constituye un pilar fundamental de la biotecnología, y se ha consolidado como una disciplina esencial para abordar los grandes problemas y enfermedades actuales y del futuro, tales como el cambio climático, la escasez de recursos agroalimentarios ante el aumento de población mundial, el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles, la aparición de nuevas formas de alergias, el aumento del cáncer, las enfermedades genéticas, la obesidad.
La bioquímica es una ciencia experimental y por ello recurrirá al uso de numerosas técnicas instrumentales propias y de otros campos, pero la base de su desarrollo parte del hecho de que lo que ocurre en vivo a nivel subcelular se mantiene o conserva tras el fraccionamiento subcelular, y a partir de ahí, podemos estudiarlo y extraer confusionismo teórico profundo que de una evaluación biológica.
La astroquímica es
la ciencia que se ocupa del estudio de la composición química de los astros y
el material difuso encontrado en el espacio interestelar, normalmente
concentrado en grandes nubes
moleculares. La astroquímica representa un campo de unión entre las
disciplinas de la astrofísica y de la química.
La molécula más abundante en el Universo, el hidrógeno (H2)
no presenta un momento bipolar eléctrico, por lo que no
es fácilmente detectable. En su lugar es mucho más fácil estudiar el material
difuso en moléculas como el CO. Los astroquímicos han conseguido identificar cientos de
tipos de moléculas algunas tan complejas como aminoácidos o fulerenos.
La investigación moderna en astroquímica incluye también el estudio de la
formación e interacción de estas moléculas complejas en medios tan poco densos
pudiendo tener implicaciones en la comprensión del origen de la
vida en la Tierra.
Astroquímica.
La astroquímica se solapa fuertemente con la
astrofísica ya que esta última describe las reacciones nucleares que ocurren en
las estrellas enriqueciendo el medio interestelar en elementos pesados.. Los astroquímicos han conseguido identificar cientos de
tipos de moléculas algunas tan complejas como aminoácidos o fulerenos.
La investigación moderna en astroquímica incluye también el estudio de la
formación e interacción de estas moléculas complejas en medios tan poco densos
pudiendo tener implicaciones en la comprensión del origen de la
vida en la Tierra.
La astroquímica se solapa fuertemente con la
astrofísica ya que esta última describe las reacciones nucleares que ocurren en
las estrellas enriqueciendo el medio interestelar en elementos pesados.
