Asignatura: Comprensión del Medio Natural Nivel/Curso: NB4, 6to Básico. Nombre de la Unidad: Energía en el medioambiente Objetivo de aprendizaje: Analizar los efectos de la actividad humana sobre las redes alimentarias. Objetivos de Aprendizaje Transversales Identificar, procesar y sintetizar información de diversas fuentes y organizar la información relevante acerca de un tópico o problema. Proteger el entorno natural y sus recursos como contexto de desarrollo humano. Eje: Ciencias de la vida Marco referencial. Las cadenas alimentarias indican qué seres vivos se alimentan de otros que habitan el mismo ecosistema. Estas relaciones que se establecen entre los diversos organismos en su ambiente natural tienen dos consecuencias de gran importancia: el flujo de energía y la circulación de la materia. Flujo de energía Este flujo va desde los organismos autótrofos (por lo general, organismos que realizan fotosíntesis) hacia otros que se alimentan de ellos y que corresponden a herbívoros. A su vez, los herbívoros son presas de otros animales: los depredadores. Se constituye así una verdadera cadena para la vida, donde cada eslabón corresponde a un ser vivo. Circulación de materia Ésta se traspasa de eslabón a eslabón en la cadena alimentaria, a través de las interacciones que se establecen entre los organismos que la conforman. Aquí ya podemos definir en propiedad una cadena alimentaria, y podemos decir que es aquella sucesión en la cual las agrupaciones de organismos (cada uno representando un eslabón) establecen interacciones de manera tal que los primeros son alimento de los segundos traspasándose sucesivamente materia y energía de un eslabón al siguiente. El primer eslabón, o primer nivel trófico, de cualquier cadena alimentaria siempre está representado por los productores, organismos autótrofos, los vegetales, que son capaces de transformar la energía lumínica del Sol en un tipo de energía que puede ser utilizado por plantas, bacterias, animales, etc. Entonces, podemos decir que productores son aquellos organismos fotosintéticos que “producen” energía útil para todos los seres vivos. La vida en el planeta se mantiene en una cadena alimentaria, gracias a estos organismos fotosintéticos. El segundo eslabón, o segundo nivel trófico, lo ocupan los consumidores, organismos incapaces de utilizar la energía lumínica del Sol, y que para conseguir la energía necesaria para vivir deben alimentarse de otros organismos. A los consumidores se les denomina heterótrofos, ya que el término significa: hetero = otro, diferente y trofos = alimentación. Se distinguen diferentes tipos de consumidores, según sea el nivel de la cadena en que aparecen. Consumidores primarios o de primer orden son los organismos que se alimentan directamente de los productores. Consumidores secundarios o de segundo orden son los organismos que se alimentan de los consumidores primarios. En general, el nombre de los consumidores estará determinado por el nivel trófico en que aparezcan. Sin embargo, no es posible encontrar cadenas con más de cinco niveles, porque la cantidad de energía que se va traspasando de un nivel trófico al siguiente va disminuyendo de manera importante. Otro grupo de organismos que son de gran relevancia para el flujo normal de materia y energía, a través de una cadena alimentaria, son los denominados descomponedores. Descomponedores son los microorganismos que habitan en el suelo y son los encargados de degradar y descomponer organismos muertos o restos de ellos. Ejemplo de descomponedores son los hongos y las bacterias. Esto determina que la materia que formaba parte de los seres vivos sea "devuelta" al ambiente, específicamente al suelo, donde puede volver a ser utilizada por otros organismos Red trófica terrestre. como los productores, los que a su vez los transmitirán a los consumidores de primer orden y así sucesivamente a lo largo de la cadena. El hecho de que los descomponedores actúen sobre restos de organismos muertos puede hacer pensar que siempre actúan en el último nivel trófico. Sin embargo, los descomponedores pueden actuar en cualquier nivel trófico. En la naturaleza, sin embargo, no se da el hecho de que un consumidor primario se alimente sólo de un tipo específico de planta, o que un consumidor secundario se alimente sólo de un tipo de presa. En realidad, las poblaciones establecen interacciones de alimentación o interacciones tróficas, bastante más complejas que lo que representa una cadena. Se habla de Redes tróficas o Redes alimentarias para señalar un conjunto de cadenas que se interconectan en algunos niveles tróficos. De esta forma, un productor, como la hierba de un prado, puede ser pastoreado por más de un herbívoro o consumidor primario, como, por ejemplo, una cabra, una vaca, un conejo, etc.; a su vez, la cabra, lo mismo que la vaca, puede ser presa para dos o más consumidores secundarios. Se aprecia entonces lo difícil que es representar estas complejas interacciones en forma lineal. Más bien se obtiene una malla de flechas que sugieren el flujo de materia y energía, que se da entre las poblaciones interactuando entre sí. Las redes tróficas corresponden a la representación de varias cadenas, que se interconectan en diferentes niveles alimenticios. Flujo de la energía en el ecosistema La estructura y función trófica, o flujo de energía, pueden representarse gráficamente mediante pirámides ecológicas en las que el nivel de los productores forman la base y en los niveles subsiguientes se hallan los consumidores, desintegradores o saprótrofos. Del total de energía solar que llega a la tierra, sólo el 0,1 por ciento se ocupa en la fotosíntesis. Se observa que la energía fluye unidireccionalmente desde los productores a los consumidores y descomponedores, con pérdida de energía en cada paso. A partir de este hecho, encontramos que las pirámides ecológicas pueden ser de tres tipos generales: 1.- En toda trama alimentaria la masa total de los organismos de cada nivel trófico disminuye progresivamente desde los productores a los consumidores, estableciendo la pirámide de la biomasa, en la cual se representa el peso seco total, valor calorífico o cualquier otra medida de la cantidad de materia viva. 2.- En toda trama alimentaria la energía total de los organismos de cada nivel trófico disminuye en forma progresiva, constituyendo la pirámide de la energía, la cual representa el flujo de energía, la productividad en niveles tróficos sucesivos o ambas cosas. 3.- En toda trama alimentaria el número de individuos de cada nivel trófico disminuye progresivamente desde los productores a los consumidores, constituyendo la pirámide de número, que representa entonces el número de organismos individuales. 4.- Mientras más larga es una cadena trófica, menos eficiente es en cuanto a energía utilizable debido a que la pérdida de energía es mayor. Así como la energía fluye unidireccionalmente por el ecosistema, la materia en el ecosistema pasa de un ser vivo a otro y de estos al medio ambiente, formando ciclos. Estos ciclos oscilan entre el medio abiótico y biótico. Es decir, se incorpora a los seres vivos mediante los productores y vuelve al mundo abiótico mediante los descomponedores. Estos ciclos, conocidos como biogeoquímicos, son, por ejemplo, el ciclo del agua, del O2 , del nitrógeno y del carbono. Las pirámides de biomasa y de número pueden ser invertidas, donde la base puede ser más pequeña que uno o más escalones superiores, si los organismos productores son más pequeños en promedio que los individuos consumidores. Por el contrario, la pirámide de energía siempre tiene la base en la parte inferior más amplia y los otros escalones se van reduciendo, esto responde a que según vamos pasando de un nivel a otro, la energía disponible es cada vez menor porque gran parte de esta se disipa en forma de calor. Tramas alimentarias Las flechas indican la relación “es comido por”: 1 Productor - 2 Ratón Consumidor primario - 3 Comadreja Consumidor secundario - 4 Zorro Consumidor terciario - 5 Hongos y bacterias - 6 Descomponedores La mayoría de los animales de un ambiente tienen una alimentación muy variada, comen distintos tipos de organismos. Así, es posible agregar a la cadena alimentaria otros productores y consumidores, formando redes alimentarias. Las redes representan las diferentes relaciones alimentarias que se establecen en un ecosistema. 1 Conejo - 2 Ardilla - 3 Zorro - 4 Ratón - 5 Langosta - 6 Mantis religiosa - 7 Gorrión 8 Sapo - 9 Serpiente - 10 Águila. Definiciones Carnívoro: Literalmente, son organismos que comen carne. La mayoría de los carnívoros son animales, pero existen algunos organismos del reino fungi, plantas y protistas que también lo son. Carroñero: Que se alimenta de carne en descomposición. Ejemplo: cóndor, hiena. Detrívoro: un detrívoro es un organismo que come restos muertos de otros organismos (detritus), obteniendo la mayoría de sus nutrientes de los detritos del ecosistema. Ejemplo de detrívoros incluyen cangrejos, moscas, buitres y hienas. Saprófitos: organismos que comen animales en proceso de muerte o descomposición, por lo que cumplen la función de recicladores de nutrientes en el ecosistema. Fungi y Bacterias son dos grupos con importantes saprófitos. Putrefactores: son aquellos que se alimentan de organismos que están en descomposición. Planificación clase (15) Clase N°15 Objetivo Tiempo (desglose OA) Planificar y 90 min ejecutar estudios de manera autónoma. Representar la transferencia de energía y materia en el ecosistema Habilidades Actividad de aprendizaje Desempeño observable Inicio – Motivación (15 minutos) Será evaluado a través de Ilustrar una escala de apreciación Identificar Pregunte a sus estudiantes Aplicar acerca de los organismos que Inferir pueden observar en la página Adjunto tabla. 94. Pregunte sobre la relación que establecen los organismos al alimentarse y las distintas funciones que cumplen en un ecosistema. Señale a los alumnos que la temática que revisarán durante esta clase tendrá relación con la existencia de niveles, cadenas y redes alimentarias. Desarrollo – Actividades (45 minutos) Lea el primer párrafo y pida que anoten en sus cuadernos las características de una cadena alimentaria y de los niveles tróficos. Solicíteles que en parejas lean las páginas 94 y 95 y desarrollen las siguientes actividades: - Responder las siguientes preguntas: ¿cuáles son los niveles tróficos que aparecen en la cadena alimentaria?, ¿cuál es el primer nivel trófico de una cadena alimentaria?, ¿qué importancia tienen los productores y los descomponedores en la cadena alimentaria? - Elaborar una tabla comparativa con los niveles tróficos: productores, consumidores y descomponedores, y explicitar al menos dos criterios de comparación. Revise junto con los estudiantes la página 95 y compárenla con la imagen de la página 94. Luego, pida reconocer la dirección del flujo de energía y de materia y las relaciones entre los organismos. Enfatice que las cadenas tróficas se entrecruzan en la naturaleza formando organizaciones más complejas, que se denominan redes o tramas alimentarias. Pida a los estudiantes que en parejas desarrollen la sección Practica y resuelve propuesta en la página 96. Revise cada una de las actividades con la participación voluntaria de los estudiantes. Pida a su alumnos completar la sección Sintetiza de la página 96. Y a partir de eso elaborar una red conceptual que resuma la clase, enfatizando la relación entre organismos, los niveles tróficos y la circulación de materia y energía. Cierre – Actividades (30 minutos) Finalmente pida a los estudiantes que en forma individual desarrollen las secciones Ponte a prueba de la página 97 y ¿Cómo vas? de las páginas 98 y 99. Estas dos actividades permitirán evaluar lo aprendido en el módulo 2. Recuerde que la evaluación intermedia ¿Cómo vas? está disponible en formato digital, en www.casadelsaber.cl en la sección Editor de evaluaciones del ambiente Sala de profesores. Revise de manera grupal cada una de las respuestas. Criterio Identifican las características de una cadena alimentaria. Caracterizan los niveles tróficos de una cadena alimentaria. Identifican las relaciones que se establecen entre los organismos y el flujo de materia y energía. Si No Explican el papel que cumplen los productores, consumidores y descomponedores en un ecosistema. Planificación clase (16) Clase N°16 Objetivo (desglose OA) Reconocer algunos efectos que pueden alterar las redes alimentarias. Tiempo Habilidades 90 min Identificar Reconocer Predecir Actividad de aprendizaje Desempeño observable Inicio – Motivación (10 minutos) Pida a los estudiantes observar la imagen central de la página 100. Señale que, en un ecosistema, es común reconocer varias relaciones de alimentación entre los organismos. Pregunte: ¿qué relaciones alimentarias se muestran en esta red trófica?; ¿qué sucedería en esta red si desaparecieran los zorros?, ¿esta desaparición afectaría a los demás organismos de esta red alimentaria? Revise las respuestas y aclare dudas. Desarrollo – Actividades (60 minutos) Lea el último párrafo de la página 100 y pídales anotar en sus cuadernos Será evaluado a través de una escala de apreciación Adjunto tabla. que las redes alimentarias pueden verse alteradas por factores de origen natural o provocadas por la actividad humana. Independiente de la causa estas alteraciones pueden ser tan graves que ocasionen la desaparición de un ecosistema. Pida a sus alumnos que abran su libro en la página 113, explíqueles que se revisará una estrategia para responder las preguntas de alternativa tipo Simce . En primer lugar, pida a los estudiantes que respondan las preguntas y den a conocer los pasos que siguieron para hacerlo. Luego, lea con ellos lo pasos que se proponen en ¿Cómo puedo responder esta pregunta? Solicíteles que lean la página 101, se organicen en parejas y elaboren un cuadro comparativo de las diferentes causas naturales que pueden dañar las redes alimentarias y sus efectos en el ecosistema. Revise el cuadro en la pizarra, con el aporte de todos los grupos de trabajo. Lea el cuadro ¿Qué significa? y pida que anoten los conceptos de migración y extinción en sus cuadernos. Invítelos a ejemplificar cada concepto. Cierre – Actividades (20 minutos) Finalmente pida anotar lo que aprendieron respecto de las causas naturales que alteran las redes alimentarias. Enfatice que estas alteraciones pueden provocar la muerte de muchos animales y plantas, dañando las cadenas y las redes alimentarias en las que participan. Tabla: Criterio Caracterizan los factores de origen natural o proveniente de la actividad humana, que pueden alterar un ecosistema. Analizan los efectos de la actividad humana sobre las redes alimentarias. Definen los términos migración y extinción. Si No