Biología 1 http://blogs.kalipedia.com/temas/vida Conocer para querer Es posible conocer la vida y explicarse sus principales fenómenos analizando los organismos en forma aislada? Por qué comparar a los seres vivos con máquinas ya no es la mejor forma de entenderlos? Qué importancia tiene el ambiente, donde los elementos como el clima y el relieve interactúan con la acción de poblaciones de las más variadas especies? Qué tipo de relaciones se dan? Cuánto del futuro de la humanidad y de la vida en general se juega en el conocimiento de estos temas y en la educación de las sociedades para que sean protagonistas y sensibles a los cambios? Estas son algunas de las preguntas que marcan los contenidos de este capítulo de biología. Como verás, no se trata solamente de estudiar información sino de pensar sobre ella y desarrollar el fundamental sentido de la crítica y la interrogación permanente. Antes y después Conversa con tus compañeros acerca de si están de acuerdo con estas afirmaciones y expliciten por qué. Registra las respuestas. Luego de trabajar con el capítulo vuelve a leer las preguntas y las ideas que tenías en un comienzo. Cambiaron? Por qué? Los ecosistemas se mantienen equilibrados y estables a lo largo de los años. Hay ecosistemas más importantes que otros, si se tiene que cuidar alguno, es necesario darles prioridad a aquellos que están más extendidos en el planeta. El ser humano incide en los ecosistemas. Lo que debe hacer es estudiar y cuidar las consecuencias sobre ellos. Temas: Los seres vivos y el ambiente. Para entender la vida hay que ver cómo se relaciona con el ambiente que se desarrolla. Estos vínculos complejos y cambiantes son muy interesantes de conocer. Lo hacemos juntos? Cuestiones de energía. Los seres vivos necesitan energía para desarrollar todos sus procesos. Conozcamos algunos de los elementos más importantes. La célula: aquí hay vida. La célula es un modelo que explica la unidad básica de la vida. Veamos las características generales y algunas particularidades. 7
1. Los seres vivos y el ambiente Los distintos ambientes Barrancas de San Gregorio en San José, en la costa platense (terrenos limosos). Qué paisajes de nuestro país conoces? Al recorrer el territorio podrías encontrar praderas, lagunas, ríos y arroyos con sus montes naturales, bañados, sierras y zonas marítimas. En cada uno seguramente habita una gran diversidad de seres vivos que encuentran allí todo lo que necesitan para vivir: suelo, aire, luz, agua, etcétera. Además, encuentran otros seres vivos con los que se relacionan. Podemos decir entonces que una laguna o un monte constituyen el ambiente de los seres vivos que allí habitan. Los ambientes se pueden dividir en dos grandes tipos: los ambientes acuáticos y los terrestres. El tipo de ambiente determina qué seres vivos pueden desarrollarse en él. En los ambientes acuáticos hay mayor disponibilidad de agua, pero menor cantidad de oxígeno y de luz que en los ambientes terrestres. Entre los ambientes acuáticos también hay diferencias entre sí. Los de agua dulce tienen condiciones diferentes a los ambientes marinos y los seres vivos de aguas dulces no podrían vivir en aguas saladas. Los ambientes terrestres también presentan una gran diversidad. La diversidad de formas de vida es una característica del ambiente natural. Si viajas al interior de nuestro país identificarás a la pradera como ambiente preponderante. Qué seres vivos habitan en ella? Las plantas predominantes son pastos de varias clases (gramíneas, leguminosas), arbustos como carquejas, y parches aislados de árboles. Con respecto a los animales, encontrarías el ñandú, la mulita, la liebre, la perdiz, el tero, etcétera, asimismo diversos grupos de reptiles y todo tipo de invertebrados. Arañas y gusanos viven con los verdaderos «dueños» de la pradera por su abundancia y diversidad: los insectos. Solamente de hormigas encontrarías una gran cantidad de especies. Cómo se relacionan los seres vivos que habitan un ambiente determinado? Por ejemplo, los pastos de la pradera utilizan la luz del sol, el dióxido de carbono del aire y el agua y los minerales del suelo para producir su alimento. Hay insectos que se alimentan de las plantas, y aves que se alimentan de insectos o de frutas. Laguna, es un ambiente que se encuentra en nuestro país. 8
Poblaciones y comunidades Un curioso habitante de la pradera es la mulita, con su caparazón formado por bandas móviles, cola con placas córneas y orejas largas inclinadas hacia atrás. La mulita excava cuevas, donde se esconde durante el día y sale al oscurecer en procura de alimento. Su alimentación es omnívora: brotes, raíces y animales pequeños, principalmente insectos. Una población es un conjunto de individuos de la misma especie que viven lo bastante cerca unos de otros como para poder cruzarse. Son ejemplos de poblaciones las mulitas que habitan una zona de pradera, las nutrias que comparten una laguna o los murciélagos del cerro Arequita. Los individuos que forman una población tienen diferencias entre sí a pesar de pertenecer a la misma especie. Una población está compuesta por individuos de diferentes sexos y edades. La proporción de individuos de distintos sexos y edades es la estructura de la población y el tamaño poblacional es el número de individuos que componen una población en un momento determinado. Estas diferencias interesan especialmente a los estudiosos de las poblaciones. Existen científicos que se dedican al estudio de las poblaciones de seres vivos. Les interesa saber: cómo cambian las poblaciones en el tiempo, cómo se relacionan los individuos que las componen, qué factores del ambiente influyen en el crecimiento o la disminución en cantidad de individuos, etcétera. A partir del estudio de poblaciones naturales se sabe que algunas conservan un tamaño bastante estable a lo largo del tiempo. Otras, en cambio, varían debido a la cantidad de nacimientos (natalidad) o a la cantidad de muertes (mortalidad). El tamaño de una población depende de diversos factores. Por ejemplo: En el caso de insectos como mosquitos y moscas, donde cada hembra produce una gran cantidad de huevos, si todos llegaran a la etapa adulta, en poco tiempo una población determinada alcanzaría a tener varios millones de integrantes. Pero muy pocas poblaciones crecen tanto, ya que dependen de otros factores como los alimentos disponibles, la presencia de depredadores, las condiciones ambientales y las características de cada especie. Mosca. A diferencia de las moscas, los elefantes pueden tener una sola cría cada dos años; además tardan varios años en llegar a la edad reproductiva. Elefante con su cría. En los ambientes naturales, diversas poblaciones comparten el espacio y los recursos. Las poblaciones de plantas, aves, insectos, hongos y microorganismos comparten un ambiente y se relacionan de diversas formas. El conjunto de poblaciones de un determinado ambiente forma una comunidad. 9
Selva del Amazonas. Qué es un ecosistema? Se define como ecosistema a una comunidad de seres vivos que se relacionan y comparten los recursos de un mismo ambiente. Si pensamos en la pradera, allí hay ratones de campo que se alimentan de insectos y semillas. Cuando la primavera (época en que se reproducen) se presenta con temperaturas moderadas y lluvias, las poblaciones crecen rápidamente al disponer de abundante alimento. Al crecer la población de roedores también aumenta el número de lechuzas. Por qué te parece que ocurrirá esto? Estos son ejemplos de relaciones alimentarias entre los individuos de una comunidad. Además, los animales y las plantas respiran el oxígeno del aire y las plantas utilizan el dióxido de carbono y la energía del sol para fabricar sus nutrientes. El suelo aporta agua y minerales a las plantas y recibe los desechos de los seres vivos que allí habitan. Las relaciones entre las poblaciones y con el ambiente son las que caracterizan un ecosistema. Un ecosistema está integrado por componentes vivos o factores bióticos: organismos unicelulares y pluricelulares y sus desechos o restos; y por componentes inertes, como la humedad, el aire, los minerales del suelo, la radiación solar, denominados factores abióticos. Entonces, cuando hablamos de un ecosistema nos referimos a una unidad de estudio integrada por los factores bióticos y abióticos y todas las interacciones entre ellos. El ecosistema es un nivel de organización biológico complejo, caracterizado por la forma en que sus componentes intercambian materia y energía. La energía es un elemento fundamental en todos los ecosistemas y una forma de clasificarlos es teniendo en cuenta de dónde proviene la energía para su funcionamiento. Hay ecosistemas naturales sostenidos por la energía solar, como las praderas naturales, las selvas o los lagos. La agricultura o la acuicultura son ecosistemas humanos que además de energía solar reciben otros suministros de energía aportados por el hombre. La ciudad es un tipo de ecosistema humano impulsado por combustibles, que depende de los ecosistemas naturales para el suministro de alimento y combustible. Paisaje de cultivo. Vista panorámica de Montevideo. 10
Estudiando poblaciones Aunque una característica de los seres vivos es reproducirse, hay factores del ambiente que impiden que las poblaciones crezcan indefinidamente. Los factores limitantes pueden ser varios tipos: un depredador que elimina individuos, escasez de alimento, factores climáticos, etcétera. Realiza tu propio experimento para estudiar el crecimiento de una población. Necesitas: 1 dos recipientes de distinto tamaño, pero de altura parecida (pueden ser dos fuentes, boles o asaderas), 2 algunas plantas acuáticas, por ejemplo, repollitos de agua. Qué haces? Coloca agua y la misma cantidad de repollitos en cada uno. Déjalos en un lugar iluminado. Mantenlos durante un tiempo y periódicamente cuenta y registra la cantidad de individuos en cada recipiente. Qué puedes decir sobre el crecimiento de tus poblaciones de repollitos? El crecimiento de las poblaciones El crecimiento y el tamaño de una población de seres vivos pueden representarse con diferentes tipos de gráficos. Los gráficos son una forma de relacionar los datos sobre el sistema en estudio, en este caso una población. Hay dos ejes sobre los que se colocan los datos. En el eje horizontal la variable es el tiempo y en el eje vertical la variable es la cantidad de individuos. Te presentamos este gráfico para analizar. Pregunta: Aquí se representa el crecimiento de una población de águilas doradas a partir de un solo par de crías (un macho y una hembra). La línea roja representa una población en donde estos animales tienen descendencia a partir de los cuatro años de edad. La línea verde representa una población de águilas en la que los animales tienen cría cuando alcanzan los seis años de edad. 1. Cuántas águilas habrá en cada caso a los 20 años? Y a los 25 años? 2. Cuál crece más rápidamente y por qué? 35
Cómo analizar un ecosistema Las lagunas son ecosistemas de agua dulce, donde es posible observar diversas especies de vertebrados einvertebrados. En la siguiente imagen se muestran algunos de los habitantes de ese ecosistema. 1. Identifica cuáles son vertebrados y cuáles invertebrados. 2. Busca información sobre el alimento de algunos de esos individuos. Con esa información, cuáles son consumidores primarios?, y secundarios? Arma una cadena trófica. 3. Cuáles serían los organismos productores en ese ecosistema? 4. Y los descomponedores? Coipo Pato Bagre Camarón Pulga de agua Pejerrey Rana Caracol Cangrejo de río La influencia del ambiente Los diferentes ecosistemas se caracterizan por las relaciones entre sus componentes. A pesar de que el medio abiótico y la comunidad de seres vivos se influyen y modifican mutuamente, las condiciones ambientales determinan qué seres vivos pueden vivir en determinados lugares. Investigan un pasto de la Antártida para fabricar protectores solares 1. De qué se trata la noticia? 2. Por qué se está estudiando esta planta antártica? 3. Qué características tiene la planta que le permiten vivir en ese lugar? 4. Cómo se relaciona esta noticia con los temas que viste en la sección? En las extremas condiciones climáticas de la Antártida, animales y vegetales consiguen vivir y reproducirse sin mayores inconvenientes. Una de estas interesantes criaturas es una planta, muy similar al pasto de nuestro jardín, pero que, increíblemente, es capaz de resistir las bajas temperaturas y la intensa radiación solar que recibe el continente blanco. Su nombre científico es Deschampsia antarctica, y en la actualidad está recibiendo gran atención por parte de muchos científicos que buscan descubrir los secretos de sus extraordinarias capacidades de resistencia. Los investigadores esperan poder identificar las sustancias que le dan protección. La intención es poder utilizar estas sustancias para producir, por ejemplo, lociones que prevengan el daño producido por la exposición solar. La loción disminuiría las quemaduras y el envejecimiento de la piel que sufren muchas personas. 36
La importancia de una definición El concepto de especie ha resultado un concepto clave para la biología en este último tiempo. Como se ve en el texto, hay dos grandes líneas que la definen según qué es lo que se prioriza: las características externas o la forma de reproducción. La doctora Ivanna Tomasco, investigadora de la Facultad de Ciencias de la Universidad de la República, sostiene que la definición de Ernst Mayr referida a la reproducción es la que los biólogos suelen utilizar en sus trabajos de investigación. (Recuerda: «Las especies son grupos de poblaciones naturales que son real o potencialmente capaces de entrecruzarse, y que están aislados reproductivamente de otros grupos de igual carácter».) La palabra especie en latín significa apariencia y los biólogos hoy saben que las diferencias en la apariencia no siempre implican que se trate de poblaciones de especies diferentes y viceversa. En la investigación biológica también ha habido cambios en este punto. Ya no es tan sencillo decir, ante un individuo que parece no estar caracterizado, si se trata o no de una especie nueva y por eso es necesaria una definición de especie operativa y funcional. Por otro lado es importante tener claro que las especies se componen de individuos y que estos comparten atributos con los otros individuos de la especie. Pero cada uno es único y por tanto tienen sus particularidades. Teniendo en cuenta estas ideas: 1. Analiza con tus compañeros la expresión «los seres vivos nacen, crecen, se reproducen y mueren». Será que esto les ocurre a las especies o a los individuos? 2. Busca ejemplos que ayuden la justificación. Ambientes en problemas Cuando las aguas de un río, un lago o un embalse se enriquecen con nutrientes, sufren un proceso conocido como eutrofización. La eutrofización disminuye drásticamente la calidad de las aguas. El siguiente texto presenta una forma de disminuir los efectos tan graves de ese proceso. Plantas acuáticas para limpiar residuos La recuperación de las aguas residuales urbanas, industriales o agrícolas es uno de los problemas más importantes de la sociedad. Actualmente se están construyendo estanques artificiales con ciertas plantas acuáticas que funcionan como un filtro y permiten reducir o eliminar sustancias contaminantes presentes en el agua. Pueden utilizarse diferentes especies de plantas: repollitos de agua, camalotes, totoras o juncos. En este último caso, los desechos cloacales desembocan en una gran plantación de juncos que absorben los nutrientes del agua, los «atrapan» y los utilizan para su crecimiento. Los microorganismos son el aspecto más importante del tratamiento, ya que se alimentan de los compuestos presentes en el agua. La actividad de los microorganismos se ve influenciada por los juncos, que logran sobrevivir en agua estancada, ya que pueden obtener oxígeno directamente del agua y lo transfieren a sus raíces. Este oxígeno también es utilizado por los microorganismos existentes en el estanque, y así plantas y microorganismos se ocupan de la limpieza de las aguas. 1. Busca más información sobre la eutrofización. 2. Según el texto, qué se puede hacer para disminuir el vertido de nutrientes a las aguas? 37
Página de inicio Compartir Informar sobre mal uso Siguiente blog» Cuidar el medioambiente, responsabilidad de todos Siguientes blogs biología Muchas veces habrás escuchado que todos somos responsables del cuidado del medioambiente. Y eso es muy cierto. Pequeñas acciones cotidianas son de un enorme valor para el planeta y, sobre todo, te ayudan a ser consciente a ti y a quienes te rodean de que nadie puede quedar fuera de la solución. Junto a estas acciones individuales o familiares hay otra dimensión del problema, tan importante que, si no se considera, cada esfuerzo que realicemos en lo personal queda disminuido y quizá hasta sea inútil. Hablamos de las políticas públicas en el cuidado del medioambiente. Es aquí donde los organismos internacionales y especialmente los Estados juegan un rol fundamental: controlando las acciones de empresas, ordenando los espacios urbanos y rurales para el mejor aprovechamiento del suelo, el agua y el conjunto de recursos, favoreciendo el uso de tecnologías no contaminantes y tomando decenas de decisiones más. Qué hacen los países que mejor cuidan su medioambiente? Compartimos contigo algunos puntos fundamentales: Educan y sensibilizan a la población. Solo es posible construir un medioambiente saludable con el compromiso de todos. Controlan que se cumplan las reglamentaciones. Industrias, familias, actividades agrícolas, turismo, entre otros, deben cumplir con leyes y decretos que sancionan clara y gravemente a quienes contaminan. Promueven que la sociedad también controle y tenga capacidad de decisión en temas fundamentales. La instalación de empresas con poder contaminante, la asignación de recursos y la creación de normas que tienen que ver con el medioambiente son temas que cada vez preocupan más a diversas personas organizadas en comisiones (barriales, zonales y hasta nacionales) y otras organizaciones no gubernamentales. Investigan y crean conocimiento. Destinan recursos a universidades e institutos para que a través de la ciencia y el estudio sistemático apliquen inteligencia y creen soluciones adecuadas. Se promocionan formas de vida menos contaminantes. Cada día se extiende con más fuerza que la idea clave para cuidar el medioambiente está esencialmente en la modificación de hábitos de vida y consumo. Algunos sitios de interés: http://www.redes.org.uy/ http://www.mvotma.gub.uy/ http://www.reduambiental.edu.uy/ Biología Cuidar el medioambiente, responsabilidad de todos Química Conociendo más sobre un nuevo estado de la materia Física Energía limpia. Un viejo anhelo que se hace presente Astronomía El futuro del universo Geología Pasos para descubrir un yacimiento donde pueda haber restos fósiles Deja tus comentarios 44