Descarga - Buenos Aires Ciudad

Guía de estudio
BIOLOGIA
B
Educación Adultos 2000
0800-999-33822
www.buenosaires.gov.ar/educacion/adultos2000
Material de distribución gratuita
gobBsAs
SECRETARÍA DE EDUCACIÓN
Programa Educación Adultos 2000
Coordinador pedagógico:
Lic. Roberto Marengo
Equipo técnico-pedagógico:
Lic. Valeria Cohen
Lic. Daniel López
Lic. Norma Merino
Lic. Noemí Scaletzky
Lic. Alicia Zamudio
Biología B
Coordinador/a:
Prof. David Aljanati
Prof. Laura Lacreu
Equipo docente:
Prof. Marcela Charbuki
Prof. Javier Clusellas
Prof. Celina Corrado
Prof. Silvia Iglesias
Prof. Julio Manjón
Prof. Adriana Rossi
Prof. Stella Maris San Sebastián
Prof. Alejandro Tonizzo
Asesor de alumnos:
Lic. Clarisa Marzioni
Guía de estudios Biología B
Coordinación de la producción y edición:
Lic. Norma Merino
Lic. Noemí Scaltzky
Especialistas en contenidos:
Prof. David Aljanati
Prof. Laura Lacreu
Procesamiento didáctico:
Lic. Elizabeth Gothelf
Lic. Marisa Najchauz
Supervisión legal:
Dra. Fabiana Leonardo
Diseño gráfico y diagramación:
Juan Carlos Badino
Guía de estudio
BIOLOGIA
B
Educación Adultos 2000
0800-999-33822
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Material de distribución gratuita
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Índice
BIOLOGÍA
PRESENTACIÓN DE LA MATERIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Programa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
¿Cómo estudiar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
¿Qué contiene esta guía? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
¿Cómo utilizar esta guía? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
UNIDAD 1:
LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Las características de la vida . . . . . . . . . . . . . .
Actividades de anticipación . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Los seres vivos, sistemas complejos y abiertos .
1.3. La organización de los seres vivos. . . . . . . . . .
1.4. La composición química de los seres vivos. . . .
1.5. Acerca del origen de la vida. . . . . . . . . . . . . .
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UNIDAD 2:
EL ORGANISMO HUMANO COMO SISTEMA ABIERTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Actividades de anticipación . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Funciones de nutrición en el organismo humano
2.2. Funciones de coordinación y control . . . . . . . . .
Actividades de anticipación . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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UNIDAD 3:
LAS INTERACCIONES ENTRE LOS SERES VIVOS Y EL AMBIENTE . . . . . . . . . . . . . . 91
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Actividades de anticipación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3.1. La ecología: distintos significados para un mismo término . . . . . . . . . . . . . . . 93
3.2. La Tierra concebida como mosaico de ecosistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.3. Estructura de los ecosistemas. Poblaciones y Comunidades . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.4. Las transformaciones de la materia y energía en los ecosistemas . . . . . . . . . . 105
3.5. La Tierra, un planeta cambiante:
los ecosistemas se modifican a lo largo del tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Biología B • PRESENTACIÓN
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Presentación de la materia
BIOLOGÍA
La materia Biología B, propone a los alumnos abordar el estudio de las características de los seres vivos, es decir las funciones, estructuras y relaciones que
les son propias y que permiten diferenciarlos del mundo no vivo.
Así, en la Unidad 1 se estudian las propiedades químicas y estructurales que
comparten todos los organismos, explicando estas características comunes
basándose en el hecho de que todos ellos tienen un origen común y en que
todo ser vivo proviene de otro ser vivo.
En la Unidad 2 se estudia específicamente el organismo humano, centrando
la atención en las funciones de nutrición y de coordinación y control, así
como en los órganos y sistemas asociados a dichas funciones.
Finalmente, la Unidad 3 propone el estudio de las relaciones que establecen
los seres vivos entre sí y con el ambiente. En esta unidad se pone el acento en
comprender a la vida y al planeta como sistemas en permanente interacción
y cambio.
Uno de los conocimientos centrales que atraviesa toda la materia es que los
seres vivos intercambian materia y energía con el ambiente. Por ello, se ha
considerado adecuado abordar los contenidos desde un enfoque sistémico,
que permite analizar a los seres vivos y a sus interacciones recurriendo a la idea
de sistemas abiertos.
Por otra parte, a lo largo de la materia, los alumnos podrán aprender a interpretar información propia de la Biología presentada en distintos formatos:
textos, gráficos, esquemas.
Objetivos de aprendizaje
Se espera que al terminar la materia, los alumnos hayan podido aprender a:
• Interpretar a los seres vivos a través de sus características distintivas:
origen común y evolución, estructura celular, la capacidad de metabolizar y de mantener el medio interno constante.
• Analizar al organismo humano como un sistema abierto integrando las distintas funciones de nutrición en términos de sistemas y subsistemas.
• Analizar al organismo humano como un sistema que se autorregula
frente a un medio interno y externo cambiante.
• Comprender las complejas interacciones que ocurren entre los organismos entre sí y con el ambiente, en términos de las transformaciones
de materia y energía en los ecosistemas.
• Reconocer que los ecosistemas cambian en el tiempo tanto por proceos
naturales como por la intervención humana.
Biología B • PRESENTACIÓN
7
• Interpretar diversos esquemas que modelizan las relaciones entre los organismos y el ambiente.
• Valorar el enfoque sistémico como una herramienta para el estudio de los
seres vivos.
• Interpretar y elaborar distintos tipos de gráficos y cuadros de registros de
datos.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Programa
BIOLOGÍA
UNIDAD 1:
LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS.
1.1. Las características de la vida
Diferencias observables entre lo vivo y lo inerte
1.2. Los seres vivos, sistemas complejos y abiertos
Noción de sistema
Los seres vivos como sistemas
1.3. La organización de los seres vivos.
La célula: unidad básica de los seres vivos
Estructura básica de la célula
Niveles de organización de los seres vivos
1.4. La composición química de los seres vivos.
Las moléculas de la vida
Materia, energía y vida
1.5. Acerca del origen de la vida.
Ideas antiguas acerca del origen de los seres vivos
Ideas actuales sobre el origen de la vida
La Teoría de Oparín sobre el origen de la vida
UNIDAD 2:
EL ORGANISMO HUMANO COMO SISTEMA ABIERTO
2.1. Funciones de nutrición en el organismo humano
El sistema digestivo
El sistema respiratorio
El sistema circulatorio y su relación con los otros sistemas que aportan al metabolismo energético
El sistema excretor: eliminación de desechos y algo más
2.2. Funciones de coordinación y control
El sistema nervioso y sus principales funciones
Las neuronas y el impulso nervioso
El sistema endocrino
UNIDAD 3:
LAS INTERACCIONES ENTRE LOS SERES VIVOS Y EL AMBIENTE
3.1. La ecología: distintos significados para un mismo término
3.2. La Tierra concebida como mosaico de ecosistemas
El ecosistema: un modelo de análisis
Interacciones con el medio
3.3. Estructura de los ecosistemas. Poblaciones y Comunidades
Biología B • PRESENTACIÓN
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3.4. Las transformaciones de la materia y energía en los ecosistemas
Los ecosistemas como sistemas abiertos
Los seres vivos como parte de los ecosistemas: productores, consumidores y degradadores
Las redes alimentarias: la transferencia de materia y energía entre los seres vivos
Los ciclos de la materia y los flujos de energía en los ecosistemas
3.5. La Tierra, un planeta cambiante: los ecosistemas se modifican a lo largo del
tiempo
El impacto de la actividad humana sobre los ecosistemas
Los problemas actuales de la actividad del hombre sobre el medio
Bibliografía
La mayor parte de los contenidos de la materia Biología B están desarrollados
en los siguientes libros:
• Espinoza, Ana María (coord.), “Ciencias Naturales 8”, Ed. Long Seller.
2004.
• Espinoza, Ana María (coord.), “Ciencias Naturales 9”, Ed. Long Seller.
2004.
También podrá consultar:
• Aljanati D., Wolovelsky E. "Biología 1", Ediciones Colihue. 1995
• Aljanati D., Wolovelsky E., Tambussi C. "Biología III", Ediciones
Colihue. 1996
Sugerimos también recurrir a la Guía de estudios de la materia Química A y
la bibliografía utilizada en dicha materia, ya que en varias ocasiones le indicaremos su consulta.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Cómo estudiar
BIOLOGÍA
¿QUÉ CONTIENE ESTA GUÍA?
En esta Guía de estudio se incluyen:
• Actividades de anticipación. Con estas actividades nos proponemos que
usted pueda traer a su memoria todo lo que sabe acerca de un tema,
porque eso le servirá para poder aprender la nueva información. Por eso
las actividades de anticipación se resuelven sin recurrir a la bibliografía.
• Presentaciones de las unidades y temas que las conforman. En ellas
encontrará las ideas fundamentales que necesita para interpretar los
textos y resolver las actividades propuestas.
• Indicaciones específicas para leer la bibliografía.
• Actividades a realizar para trabajar los contenidos de la materia.
• Para tener en cuenta. Son aclaraciones sobre temas importantes que
muchas veces suelen traer confusiones a los estudiantes.
En un cuadernillo aparte se presentan:
• Actividades de autoevaluación, que le brindarán la oportunidad de integrar sus conocimientos y tomar decisiones acerca de su presentación a
examen, la asistencia a consultorías, la vuelta al estudio de algunos contenidos, etc.
• Respuestas a las actividades de autoevaluación, que deberán ser consultadas una vez resueltas las actividades correspondientes. Si usted pudo
resolverlas correctamente, significa que ha aprendido lo fundamental de
la materia.
Le recordamos que su tarea tendrá mejores resultados si realiza todas las lecturas y las actividades propuestas paso a paso y en el orden sugerido. No
olvide, además, que usted cuenta con la posibilidad de acercarse a cualquiera
de las sedes de Adultos 2000 y plantear sus dudas ante un equipo de consultores que lo guiarán en el estudio y controlarán sus avances de acuerdo con sus
necesidades.
¿CÓMO UTILIZAR LA GUÍA?
Para que esta Guía se convierta en una herramienta de trabajo útil, tenga en
cuenta las siguientes recomendaciones:
• Utilice la guía conjuntamente con los textos indicados en la bibliografía
para estudiar los distintos contenidos.
• Respete el orden de presentación de los temas.
• Recurra a la lectura de los textos cada vez que la Guía lo señala.
Biología B • PRESENTACIÓN
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Los textos destacados en letra negrita que irá encontrando en diversas partes
de esta Guía señalan que se trata de un concepto importante o una indicación
que no debe pasar por alto.
Realice las actividades que se le proponen en el momento en que se indican
como parte fundamental de su proceso de estudio. El proceso de comprensión
de los temas requiere de la realización de esas actividades, ya que le permiten
relacionar la información, comparar ideas, analizar ejemplos, aplicar conceptos a situaciones de la vida cotidiana, etc.
En la medida de lo posible trate de reslover, sin interrupciones, todas las actividades que se encuentran debajo de un mismo título. Eso le permitirá relacionar mejor lo que vaya aprendiendo.
La mayor parte de las actividades constan de un texto de presentación en el
que se plantea la situación que se quiere resolver y luego las consignas o preguntas referidas a esa situación.
Las consignas estan indicadas con letra minúscula (a., b., etc). Tenga en cuenta
que todas ellas se relacionan con el texto de la presentación.
Es muy importante que usted escriba textos. Por eso, hay muchas actividades
en que tendrá que hacerlo. Preste especial atención a estas propuestas de actividad porque a escribir correctamente solo se aprende practicando muchas
veces y haciendo correcciones.
Las Respuestas a las Actividades de Autoevaluación le permitirán reflexionar
acerca de la actividad que realizó y analizar cuáles son las ideas que debieron
orientar la elaboración de sus respuestas.
A partir de la lectura de dichas respuestas podrá saber no sólo si contestó
correctamente, sino más bien, si pensó su respuesta teniendo en cuenta los
conceptos e ideas adecuadas.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
1
Las características de los seres vivos
Introducción
El Universo es complejo, podemos distinguir en él millones de objetos formados por diferentes materiales. Con algunos de ellos interactuamos cotidianamente: diarios y libros hechos de papel, infinidad de objetos fabricados con
plásticos o diferentes metales, pequeños "chips" electrónicos fabricados con
silicio y capaces de almacenar y entregar información cuando son adecuadamente ensamblados en nuestras computadoras. Otros objetos están muy alejados de nuestro entorno, como las estrellas de diverso tipo: el sol, los pulsares,
enanas rojas o enanas blancas, todos ellos formados por distintos gases a altísimas temperatura. Existen también materiales radioactivos, confinados y
convenientemente controlados en los reactores nucleares, que nos proveen de
energía eléctrica, etc.
Detrás de esos miles de objetos y materiales diferentes existe una sorprendente
simplicidad: como en un juego para armar, a partir de unas pocas piezas
básicas diferentes, se estructura toda la complejidad del Universo. Cada una
de estas piezas básicas son los llamados átomos. En la naturaleza existen alrededor de 100 átomos diferentes que, combinados entre sí, forman los materiales que conocemos.
Las características de esa infinidad de materiales que nos rodean son el resultado de la combinación de estos relativamente pocos elementos fundamentales. Estas características dependen del tipo, la cantidad, la proporción y
la disposición de los átomos que los forman. De esta forma, los clavos con
los que hacemos nuestros muebles están formados por miles de millones de
átomos de hierro unidos entre sí. El agua que bebemos, está formada por miles
de millones de átomos de hidrógeno y oxígeno combinados de una manera
particular; esos mismos átomos, organizados de otra manera, forman, por
ejemplo el agua oxigenada que usamos para desinfectar nuestras heridas.
A esta conclusión, que puede resultarnos sorprendente y a la vez maravillosa,
no se llegó de un día para el otro. Desde hace siglos hasta el presente, muchos
pensadores se han dedicado a especular, investigar y discutir sobre este asunto,
cuya resolución convocó a filósofos, científicos y sacerdotes de todas las
épocas. No hace tantísimos años (apenas unos 200) se llegó a la conclusión de
que los seres vivos, tan diferentes al resto de objetos que pueblan el Universo,
también estamos formados por la combinación de algunos de estos 100 elementos. Pero los seres vivos tenemos características muy diferentes al resto de
las cosas que carecen de vida.
Biología B • UNIDAD 1
13
UNIDAD 1
UNIDAD
En esta unidad nos proponemos acercarle algunas ideas básicas relacionadas con aquellas características de los seres vivos que los diferencian del
resto de los objetos del Universo.
Profundizaremos los siguientes aspectos:
• Cómo es posible que, siendo los seres vivos un producto de la combinación de los mismos elementos que el resto de los objetos, sean a la vez tan
diferentes de ellos
• Cuáles son las características de los seres vivos que nos permiten diferenciarlos tan claramente del resto de los objetos
• Cómo surgieron los primeros seres vivos
Sugerimos también recurrir a la Guía de estudios de la materia Química A y la bibliografía utilizada en dicha materia, ya que en varias ocasiones le indicaremos su consulta.
Para resolver las actividades propuestas, usted encontrará algunos textos
explicativos en el cuerpo mismo de la guía. Estos textos tienen como objetivo presentarle un primer panorama de los contenidos a estudiar, antes
de que lea esos mismos contenidos en los libros sugeridos en la
Bibliografía. Por esa razón, los textos de la guía no reemplazan la consulta
de los libros recomendados. Para buscar dichos contenidos en los libros,
oriéntese con los títulos de los apartados y consulte el índice general o
temático de los libros.
1.1. Las caracterísiticas de la vida
ACTIVIDADES DE ANTICIPACIÓN
El propósito de estas actividades es que usted recupere conocimientos ya
aprendidos, que le serán de gran utilidad para comprender los temas
nuevos de esta Unidad. Por eso es importante que trate de resolverlas con
lo que ya sabe y corrobore sus conocimientos sólo una vez resueltas.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad de anticipación I
Todos nosotros, a lo largo de nuestra vida, hemos acumulado una experiencia suficiente
como para poder distinguir entre lo vivo y lo no vivo y somos capaces de ubicar cualquier
objeto en uno u otro grupo.
a. Complete un cuadro como el siguiente con ejemplos que usted conozca
Objetos no vivos
Seres vivos
b. Enumere las características que le permiten identificar a los seres vivos y distinguirlos
de lo no vivo.
Actividad de anticipación II
Muchos objetos inanimados parecen compartir algunas características con los seres
vivos, a tal punto que a veces nos provocan confusiones. Veamos un ejemplo:
a. Lea el siguiente texto* y luego resuelva las consignas que se presentan al final.
"Como esa noche había corte de luz, Julia, aburrida, intentaba entretenerse con la llama de
una vela que ardía sobre la mesa. La contempló un largo rato y una idea cruzó por su
mente. Desde lejos, comenzó a soplar suavemente y observó qué hacía la llama.
Tomó una cáscara de mandarina y, acercándola a la llama, la apretó entre sus dedos.
La llama, al recibir el jugo que brotó de la cáscara, inmediatamente respondió con
un chisporroteo.
Cada vez más entusiasmada, decidió aproximarle un papel. Aunque casi provoca un
incendio, se alegró al comprobar que la llama se alimentó con el papel y creció.
Entonces, le aproximó una vela apagada que inmediatamente se encendió. Julia vio
como la llama se reproducía enseguida [..] Por fin, vino la luz, Julia colocó y un vaso
invertido sobre la vela y exclamó: Listo, la maté.
Parece que la oscuridad te alteró los nervios le contestó su hermano mayor
¿Por qué? ¿Acaso no es cierto que la llama estaba viva y la asfixié?"
* Extractado del libro "Ciencias Biológicas 2" de Espinoza y otros (1993). Ed. Santillana
Biología B • UNIDAD 1
15
b. Realice un listado con las características del fuego que se mencionan en el texto.
c. Vuelva a leer las características que usted enumeró para los seres vivos en el punto b.
de la Actividad I y compárelas con las características del fuego que escribió en el
punto b. de esta actividad. ¿Qué similitudes y diferencias encuentra?
d. Imagine una discusión con otras personas sobre el problema de si el fuego es o no un
ser vivo y suponga que usted asegura que no lo es. Escriba los argumentos que les
daría.
e. Busque en los libros de texto las características que se enumeran sobre los seres vivos y que le
permitan afirmar que el fuego no es un ser vivo. Compárelas con los argumentos que usted elaboró
en el punto d.
Probablemente, se haya encontrado con algunas dificultades para definir
con precisión las características que diferencian lo vivo de lo no vivo.
Ocurre que este no es un problema tan sencillo de resolver. El objetivo
central de esta unidad es el de conocer algunas de las respuestas que la
Biología ha intentado formular para este problema. Le recomendamos
que tenga esto presente a lo largo de todo su estudio aunque, probablemente usted encontrará que por momentos, algunos contenidos parecieran apartarse del tema central.
1.2. Los seres vivos: sistemas complejos y
abiertos
Una manera de estudiar a los seres vivos es analizar cada una de las partes que
los componen y luego ver cómo se relacionan entre sí. Otra manera consiste
en imaginarlos como sistemas y estudiar su funcionamiento general sin detenerse, en principio, en cada uno de sus componentes. Este último es el camino
que hemos elegido para comenzar a estudiar las características de los seres
vivos.
NOCIÓN DE SISTEMA
Por lo general, cuando se quiere explicar el funcionamiento de los seres vivos
es común que se los compare con máquinas, empresas, motores, aparatos, etc.
En cualquiera de estos casos se está utilizando un modelo* que considera a los
seres vivos como sistemas.
Partiremos de la idea más sencilla que considera que un sistema es un conjunto de elementos con una cierta organización y que interactúan entre sí
para cumplir una determinada función.
* Para profundizar en la idea de modelo puede consultar la Unidad 1 de Química A.
16
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Le proponemos que comience a familiarizarse con esta idea a través de
ejemplos de sistemas artificiales conocidos. Luego, aprovechará las
nociones aprendidas para imaginar a los seres vivos como sistemas.
Actividad nº 1
Imagine cualquier sistema artificial conocido por usted (una plancha, un lavarropas, una
fábrica de pan, el sistema de abastecimiento de agua de una casa, etc.) y teniendo en
cuenta sus características responda:
a. ¿Cuál es la función principal del sistema que eligió?
b. Elabore una lista de los elementos que componen ese sistema.
c. Represente mediante un esquema la organización del sistema, reflejando los
siguientes aspectos:
- elementos que componen el sistema
- disposición de los elementos en el espacio.
- relaciones entre los elementos
d. Escriba un texto breve para explicar la relación que existe entre la manera que se
organizan los elementos, cómo se vinculan entre ellos y la función que cumple el sistema en su conjunto.
Al final de esta Unidad encontrará el texto "Hablemos de sistemas" en el que se presenta una introducción muy completa sobre la idea de sistema. Es importante que lea
ese texto antes de continuar con la siguiente actividad.
Al finalizar la lectura mencionada es importante que usted retenga los
siguientes conceptos:
• La idea de sistema es útil para estudiar el funcionamiento de diversas
cosas. Para ello, el que estudia, define el sistema que más le conviene
según los fines de su estudio. Por ejemplo, si se quiere estudiar el funcionamiento de una empresa, se puede definir la empresa en su conjunto
como sistema. Pero también se puede analizar el departamento de personal de esa empresa entonces éste es el sistema a estudiar O la relación de la empresa con los proveedores y en este caso el sistema es el
conjunto formado por la empresa y los proveedores. Todo depende del
problema y de lo que se quiera analizar.
Biología B • UNIDAD 1
17
• Las partes que componen un sistema y las relaciones que establecen
entre sí, constituyen la estructura del sistema. Por ejemplo, si quisiéramos describir la estructura de una plancha considerada cómo un sistema, no sólo debemos nombrar sus partes (enchufe, cable, resistencia,
termostato, placa de metal, etc.) sino también describir como se relacionan o interactúan esas partes entre sí: "el enchufe provee energía a la
resistencia a través del cable; con la energía eléctrica la resistencia se
calienta y a su vez calienta a la placa de metal. La resistencia está conectada a un termostato, de manera que cuando aumenta mucho su temperatura el termostato corta la entrada de energía".
• Los sistemas pueden ser más o menos complejos. Un sistema es más
complejo no sólo porque tiene mayor número de elementos sino,
principalmente, porque es mayor la cantidad de relaciones entre los
elementos que lo componen. Para comprender esto se puede comparar,
por ejemplo, un lavarropas manual y uno automático incluyendo las
distintas funciones: llenado, lavado, enjuagado, desagote pensando en
los elementos que participan de esas funciones y sus relaciones en uno y
otro caso.
• Los elementos de un sistema intercambian información. Cuanto más
complejos son los sistemas, mayor es la información que circula por
ellos. Para acercarse a la idea de información, piense que los distintos elementos de un sistema reciben algunas señales que los hacen funcionar.
Esas señales pueden provenir de la persona que opera el sistema o de
algún elemento del mismo (como es el caso del termostato que recibe
información de la temperatura de la plancha y corta la entrada de energía
eléctrica). Otro ejemplo puede ser un lavarropas en el cual, si es manual,
es la persona la que oprime el botón de lavado, luego el de desagote,
luego el de llenado, etc. en cada caso, envía una señal al aparato que responde en consecuencia. En cambio, en un lavarropas automático, todas
estas funciones se programan al principio y son los distintos dispositivos
los que envían las señales correspondientes.
• Los sistemas complejos pueden estar formados por subsistemas.
Cada subsistema puede ser estudiado como un sistema aislado o en
relación con el sistema total. En un lavarropas automático, el reloj que
marca el tiempo de lavado, puede ser considerado un subsistema dentro
del sistema mayor que es el lavarropas. A su vez, el reloj puede ser analizado como un sistema en sí mismo, independientemente del lavarropas.
18
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
• La función de muchos sistemas consiste en transformar materia y
energía: reciben materia y energía del medio, la transforman y devuelven
materia y energía al medio. A los sistemas que intercambian materia y
energía con el entorno se los denomina sistemas abiertos. Los sistemas abiertos funcionan mientras existe un equilibrio entre las entradas
y salidas, de manera que su interior se mantiene relativamente constante.
Actividad nº 2
A continuación le presentamos ejemplos de sistemas abiertos:
• Una fábrica de pan
• El motor de un automóvil
• Un horno a leña
a. Elija uno o dos de ellos e identifique todas las entradas y salidas de materia y/o de
energía de ese sistema y las transformaciones que se producen en el mismo.
b. Piense en qué casos ese sistema podría dejar de funcionar. Identifique qué aspectos
del sistema (entrada, salida, transformación) podrían fallar para provocar ese desequilibrio.
Para tener en cuenta:
Cualquiera sea el ejemplo que haya elegido para analizar como
sistema, es importante que no confunda diferentes aspectos
del sistema estudiado: por un lado está la estructura del sistema, es decir sus partes físicas y las relaciones entre las
partes; por otro lado, usted consideró la entrada de materiales
(y/o energía) al sistema, luego un proceso de transformación
de dichos materiales y finalmente la salida de materiales (y/o
energía) que son producto de dicha transformación.
Para mayor claridad, es conveniente expresar los conceptos
anteriores mediante esquemas.
Los esquemas son representaciones simplificadas que permiten mostrar lo
esencial del sistema que se está estudiando.
Cualquiera de los ejemplos de la actividad anterior podrían representarse
mediante un esquema como el siguiente:
Biología B • UNIDAD 1
19
La flecha de la izquierda representa las entradas al sistema (por ejemplo leña y
oxígeno en el caso de un horno de leña) que pueden escribirse en las líneas
punteadas inferiores. La flecha de la derecha representa las salidas del sistema
(por ejemplo, calor, humo, cenizas) y el círculo interior representa la transformación o el proceso ocurrido en el sistema (en el ejemplo del horno a leña, el
proceso será la combustión de la leña). Si el ejemplo fuera otro, el mismo
esquema serviría para representarlo; solo habría que cambiar lo que entra, lo
que sale y el tipo de proceso.
LOS SERES VIVOS COMO SISTEMAS
Como dijimos al principio de esta sección, la idea de sistema es útil para analizar el funcionamiento de los seres vivos. Desde este punto de vista, consideraremos a los seres vivos como sistemas complejos y abiertos.
Actividad nº 3
Tome como ejemplo de sistema a cualquier ser vivo: una planta, un animal, un ser
humano y responda:
a. ¿Qué argumentos daría para justificar que el organismo que usted eligió es un sistema complejo?
b. Indique, en el ejemplo que eligió, algunos elementos que componen al sistema y las
relaciones entre dichos elementos.
c. Mencione uno o dos subsistemas dentro del sistema completo.
d. ¿Qué argumentos daría para justificar que los organismos vivos son sistemas
abiertos?
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 4
Teniendo en cuenta la noción de sistema abierto, identifique cuál de estos tres sistemas*
representa mejor a un ser vivo. Justifique su respuesta.
Actividad nº 5
El siguiente esquema representa un ser vivo cualquiera considerado como un sistema
abierto:
Piense en algún proceso que ocurre en los seres vivos en el que se produzcan entradas,
salidas y transformación de materia y energía y complete las líneas punteadas del
esquema (entradas, salidas y transformación).
El conjunto de transformaciones de la materia y la energía que realizan los sistemas vivos, se denomina metabolismo. Una de las funciones metabólicas de
los seres vivos es la nutrición. A través de la nutrición intercambian y transforman materia y energía, manteniendo siempre su medio interno relativamente estable, a pesar de las variaciones que pueden existir en el medio
externo. Esta es una característica propia de los seres vivos.
Actividad nº 6
Vuelva a las actividades de anticipación que resolvió al principio de esta unidad. Revise
las características de los seres vivos que usted enumeró en esas dos primeras actividades.
* Los esquemas de esta actividad han sido extractados del libro "Ciencias Biloógicas 3" de Lacreu, Laura y otros. Ed. Santillana.
Buenos Aires. 1994.
Biología B • UNIDAD 1
21
a. Cuáles de esas características se relacionan con la idea de que los seres vivos son:
sistemas complejos
sistemas abiertos
sistemas que intercambian información
sistemas estables
Como ejemplo de resolución les damos una de las respuestas: una característica de los
seres vivos es la irritabilidad, es decir la capacidad de reaccionar frente a estímulos. Esta
característica se relaciona con la idea de que los seres vivos son sistemas que intercambian información.
b. Existen otras características de los seres vivos que no están contempladas al analizarlos
como sistemas complejos y abiertos. ¿Cuáles son?
A lo largo de esta unidad volveremos a estudiar el metabolismo. Le proponemos que busque este tema en la bibliografía y realice una primera
lectura de estas funciones características de los sistemas vivos y trate de
relacionar lo que lee con las actividades planteadas hasta aquí.
Para tener en cuenta
Si bien la idea de sistema es de suma utilidad para comprender la estructura y
el funcionamiento de los seres vivos, es necesario tener presente que se trata de
una analogía con los sistemas artificiales.
Una analogía es una comparación con cosas conocidas que tienen ciertas
características en común con lo que se está estudiando, en este caso los seres
vivos. Las analogías son útiles para comprender algunos aspectos de un fenómeno, pero no su totalidad. Por ejemplo, cuando se dice que el corazón es
como una bomba que impulsa la sangre, se está haciendo una analogía, que
sólo se refiere a la función de succionar sangre y expulsarla, pero que no tiene
que ver ni con los materiales de que está compuesto, ni con el papel del
corazón en la circulación por todo el organismo, ni con los mecanismos que
controlan su funcionamiento.
La principal diferencia entre los seres vivos y los sistemas artificiales es que,
mientras estos últimos han sido diseñados y fabricados con una intención
específica es decir para cumplir con una determinada función, los seres vivos
no obedecen a ningún diseño previo, a ninguna intencionalidad. Desde el
punto de vista científico, los seres vivos no han sido fabricados sino que se
autoconstruyen y son el resultado de un largo proceso natural de organización cada vez más compleja de la materia.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Otra diferencia importante es que los seres vivos, no sólo se autoconstruyen,
sino que también se autoabastecen, mientras que los sistemas artificiales
dependen de algún modo de las personas para obtener materia y energía.
1.3. La organización de los seres vivos
Si se piensa en cualquiera de los organismos que vemos a nuestro alrededor,
no resultará difícil analizarlo como si fuera un sistema complejo formado por
subsistemas relacionados entre sí, todos ellos organizados de algún modo y
cumpliendo determinadas funciones.
Por ejemplo, si imaginamos al organismo humano como un sistema complejo,
podemos reconocer en él varios subsistemas como el sistema circulatorio o el
sistema digestivo.
En cada uno de ellos se reconocen otros subsistemas como los órganos (el
corazón, las venas, las arterias en el primer caso; el esófago, el estómago, el
intestino por nombrar algunos en el segundo). Cada órgano está formado
por distintos subsistemas, que son los tejidos. Finalmente, los tejidos están
formados por células.
Podríamos decir que un sistema como el que acabamos de describir tiene
un alto grado de organización.
Actividad nº 7
Busque en la bibliografía la definición de tejido, órgano y sistemas de órganos.
a. Tomando en cuenta lo que ha estudiado sobre sistemas, justifique por qué se considera que cada uno de ellos son subsistemas.
b. Ordene estos subsistemas de mayor a menor complejidad.
En la organización de los sistemas vivos las células constituyen los subsistemas
de menor complejidad. Las células son la menor expresión de la organización de los sistemas vivos que realizan todas las funciones características
de los seres vivos.
Existen organismos que están constituidos por una sola célula. Estos son los
organismos unicelulares. Los organismos unicelulares son los sistemas vivos
más simples. Más adelante, veremos que existen subsistemas menores que
forman parte de las células, pero éstos ya no son considerados sistemas vivos.
Biología B• UNIDAD 1
23
LA CÉLULA: UNIDAD BÁSICA DE LOS SERES VIVOS
Actividad nº 8
El siguiente esquema representa una célula cualquiera de un organismo humano. Las
flechas indican entradas y salidas. El círculo interior, representa transformaciones.
a. Consulte los libros de texto y - teniendo en cuenta lo que entra, lo que sale y las transformaciones que ocurren en un ser vivo - complete los espacios marcados con líneas
punteadas con los siguientes términos, según corresponda: dióxido de carbono,
digestión, oxígeno, alimento, respiración, agua.
b. Una vez que ha completado este esquema, compárelo con el que usted mismo realizó al resolver la Actividad nº 5. ¿Qué similitudes encuentra entre ambos esquemas?
¿Cómo explicaría esas similitudes?
Seguramente usted ha leído o ha escuchado información sobre qué son las
células y tiene alguna idea formada sobre ellas y también algunas dudas.
Le proponemos que antes de seguir adelante con el estudio realice la
siguiente actividad utilizando para ello los conocimientos que usted ya
tiene:
Actividad nº 9
a. ¿Cuáles de las siguientes cosas están formadas por células?
Marque con una cruz donde corresponda. Si no está seguro indíquelo y trate de
explicar qué dudas se le presentan.
1 - una mesa de madera
si
no
no estoy seguro/a
porque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 - el agua que sale de la canilla
si
24
no
no estoy seguro/a
porque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
3 - el agua de un estanque
si
no
no estoy seguro/a
porque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
no estoy seguro/a
porque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 - la sangre
si
no
5 - la cáscara de una manzana
si
no
no estoy seguro/a
porque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
no
no estoy seguro/a
porque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 - la piel
si
7 - una hoja de papel
si
no
no estoy seguro/a
porque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
b. En cada uno de los casos en que la respuesta fue afirmativa, indique:
- Si piensa que las células están vivas o muertas. Justifique su respuesta.
- Si piensa que "está formado por células" o que sólo "hay células".
- ¿Cuántas células piensa que habrá? ¿Menos de diez, cientos, miles o millones?
c. Busque información en enciclopedias, en internet o consultando con otras personas
sobre cada una de estas cosas para corroborar sus respuestas.
d. Averigüe el tamaño aproximado de las células y compárelo con el tamaño de otras
cosas muy pequeñas que usted conoce.
Si usted no pudo responder alguna de estas preguntas o aún tiene dudas,
no se preocupe. A lo largo de esta unidad irá adquiriendo conocimientos
que lo ayudarán a comprender mejor este tema.
Usted ya ha estudiado que una característica distintiva de los seres vivos es que
están formados por células. ¿Qué significa exactamente esta afirmación?
En el caso de los organismos pluricelulares, todos los sistemas y subsistemas
que los componen están constituidos, a su vez, por esas unidades mínimas de
materia viva llamadas células. La subsistencia del organismo en su conjunto
depende, en última instancia, de la subsistencia de sus células.
Por otra parte, en el caso de los organismos unicelulares, el propio organismo
es la mínima expresión de un ser vivo, puesto que los organismos unicelulares
son, ellos mismos, células.
Biología B• UNIDAD 1
25
Actividad nº 10
Busque en la bibliografía información sobre la Teoría Celular.
¿Cuáles son los principales postulados de esta teoría?
A medida que avance en el estudio que propone esta Guía, tenga en
cuenta estos postulados que acaba de estudiar porque están muy relacionados con los nuevos conocimientos que irá adquiriendo.
ESTRUCTURA BÁSICA DE LAS CÉLULAS
Existe una gran variedad de células. Las células que forman los organismos
pluricelulares no son todas iguales. Por ejemplo las células que forman el tejido
nervioso, las células que forman los músculos o las células de la piel de muchos
animales, son todas muy distintas entre sí.
Las formas y estructuras de las células están muy relacionadas con las funciones que cumplen. Así, si se comparan animales muy diferentes como un
calamar, un elefante, una rana y un humano, se podrá encontrar que las células
nerviosas de todos ellos son muy parecidas entre sí, del mismo modo que las
células musculares de todos estos animales son también bastante parecidas. En
cambio, si se compara una célula nerviosa con una muscular son muy diferentes aunque pertenezcan al mismo animal, ya que las funciones que cumplen son también distintas.
A pesar de la variedad de células que existen, en todas ellas se puede reconocer
un esquema básico:
• la membrana celular, que constituye el límite externo de la célula. A
través de ella se realizan todos los intercambios de materia y energía con
el ambiente
• el citoplasma, que constituye el interior celular, donde ocurre la mayor
parte de los procesos metabólicos.
• el núcleo, que es una zona en el interior del citoplasma delimitada por la
membrana nuclear. Dentro del núcleo se encuentra el material genético
que contiene toda la información relacionada con las características de
cada célula y regula todas las funciones celulares.
Este esquema básico corresponde a un tipo de célula denominada célula eucariota o célula eucarionte (el prefijo eu, significa verdadero y el sufijo carionte,
significa núcleo)
26
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 11
Busque en la bibliografía información sobre las células eucariontes.
a. Observe en el libro los esquemas y lea la descripción de dicha célula. Reconozca en
ellas las estructuras básicas mencionadas en el párrafo anterior (membrana celular,
citoplasma, núcleo).
b. ¿Qué otros componentes celulares se describen en la bibliografía? ¿Cuáles son sus
funciones? Organice la información en un cuadro como el siguiente:
Organoide celular
Funciones que cumple
Los organoides u organellas celulares son subsistemas de un grado de organización inferior al de la célula. Todos ellos están delimitados por membranas,
pero no podrían subsistir por sí mismos. Por esta razón, aunque forman parte
de los seres vivos, no son considerados sistemas vivos.
Este plan básico que describimos para las células eucariontes, es válido tanto
para las células que forman a los animales como para las de los vegetales. Sin
embargo, dicho plan muestras algunas variaciones entre unos y otros.
Biología B• UNIDAD 1
27
Actividad nº 12
Busque en la bibliografía información sobre células vegetales y animales.
a. Compare el plan básico de una célula vegetal cualquiera con el de una célula animal
cualquiera.
b. Organice esta información en un cuadro como el que sigue (complete los componentes que crea necesarios)
Componente
Célula animal
Célula vegetal
Membrana
Sí
Sí
Citoplasma
Sí
Sí
Núcleo
Además de los animales y de los vegetales, algunos organismos unicelulares
responden también a este plan básico de célula eucarionte. A estos organismos
unicelulares formados por una célula eucarionte se los denomina organismos
eucariontes. Un ejemplo de organismo eucarionte es el paramecio.
Sin embargo, existen ciertos organismos unicelulares, más simples aún, denominados organismos procariotas u organismos procariontes (el prefijo pro,
significa primero o anterior). La principal diferencia entre ambos organismos
es que la célula procarionte que forma a los organismos procariotas no posee
ningún tipo de membranas internas ni organoides en el citoplasma.
Actividad nº 13
a. Busque información en la bibliografía y elabore una tabla que le permita comparar el plan básico
de organización de:
Una célula eucarionte
Una célula procarionte
b. Busque ejemplos de organismos unicelulares eucariontes y procariontes.
c. Retomando las ideas sobre sistemas, ¿cómo justificaría que las células procariontes
son menos complejas que las eucariontes?
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS.
A lo largo de esta sección se han mencionado distintos grados de complejidad en la organización de los seres vivos: tejidos, órganos, célula, sistemas de órganos. A continuación estudiaremos en detalle este tema.
Actividad nº 14
Busque información sobre los niveles de organización.
a. Describa brevemente las características de los niveles de organización.
b. Ordene estos niveles en una lista de menor a mayor complejidad.
Usted ha estudiado que existen organismos unicelulares correspondientes al
nivel de organización más simple y otros organismos, como los humanos y
otros mamíferos, que corresponden al más alto grado de organización y complejidad.
En la naturaleza, existe una enorme variedad de seres vivos que presentan
grados de organización y complejidad intermedias entre ambos extremos.
Actividad nº 15
a. Busque en la bibliografía información relativa a los siguientes organismos.
esponjas de mar, paramecios, musgos, bacterias, levaduras, medusas, plantas angiospermas, lombriz de tierra, algas, amebas.
b. Ubíquelos en el nivel de organización correspondiente.
1.4. La composición química de los seres vivos
Hemos estudiado que una de las características distintivas de los seres vivos es
que están formados por células. Otra de las características que permiten distinguir a los seres vivos de otros objetos del Universo es su composición química.
Usted ya ha estudiado, en Quimica A, la estructura de la materia. En esta sección le proponemos algunas actividades que le permitirán recordar ese conocimiento y relacionarlo con el estudio de los seres vivos.
Biología B• UNIDAD 1
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LAS MOLÉCULAS DE LA VIDA
Actividad nº 16
Como usted sabe, los seres vivos están constituidos por los mismos componentes básicos
que el resto de la materia. Muchos de los casi 100 elementos o átomos que componen
la materia no viva, participan también de la composición de los organismos vivos.
Revise sus conocimientos o busque en la bibliografía cuáles son los elementos químicos que se
encuentran en mayor proporción en la materia viva y elabore una lista con ellos.
Actividad nº 17
En la naturaleza existen moléculas que resultan de la asociación de átomos. Algunas
moléculas, como por ejemplo las de agua, se encuentran tanto en los seres vivos como
en el resto de la naturaleza.
Busque en la bibliografía cuáles son las características del agua y cuál es su importancia para la vida.
Realice una síntesis con esa información.
En los seres vivos existe otro tipo de moléculas que son exclusivas y que no se
encuentran en el resto de la naturaleza, a tal punto que si en algún planeta del
sistema solar o en un meteorito venido del espacio se encontrara alguna de
estas moléculas, podríamos suponer que es una prueba bastante cierta de que
existe vida fuera de la Tierra.
A las moléculas que son exclusivas de los seres vivos se las denomina moléculas biológicas o biomoléculas.
Existe una gran variedad de moléculas biológicas y, según sus características,
pueden agruparse en familias: los glúcidos o hidratos de carbono, las proteínas, los lípidos y los ácidos nucleicos.
Actividad nº 18
Busque en la bibliografía de Química o en sus apuntes de Química A, un ejemplo de moléculas correspondientes a cada una de las familias mencionadas.
a. Compare las moléculas seleccionadas teniendo en cuenta la cantidad y tipo de
átomos que las componen.
b. Realice una lista con los distintos átomos que componen estas moléculas
c. Compare esta lista con la que usted mismo realizó en la Actividad nº 16.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 19
Busque información en la bibliografía y complete la siguiente tabla:
Molécula biológica
Importancia para la vida
Al hablar sobre la composición de la materia en esta sección nos hemos referido a los átomos como piezas básicas que se combinan y forman moléculas. Las moléculas son más complejas, ya que una molécula está constituida
por varios átomos (iguales o distintos). Así, la molécula de agua es más compleja que los átomos de oxígeno e hidrógeno que la componen.
A la vez, como usted habrá podido comprobar, las moléculas biológicas son
más complejas que las que componen el resto de los materiales de la naturaleza, porque están formadas por un número de átomos mucho mayor. Otra
característica distintiva de las moléculas biológicas es que todas ellas están
formadas, al menos, por átomos de carbono, de hidrógeno y de oxígeno.
Algunas moléculas biológicas como las prtoeínas o los ácidos nucléicos están
formadas a su vez por otras moléculas. Por eso se dice que las proteinas y los
ácidos nucleícos son macromoléculas.
Podemos hablar entonces, de distintos niveles en la organización de la materia:
un primer nivel, el más básico, que corresponde a los átomos, es el nivel atómico; un segundo nivel, un poco más complejo, que corresponde a las moléculas
formadas por asociaciones de átomos, es el nivel molecular y un nivel más complejo aún, el de las macromoléculas que corresponde al nivel macromolecular.
Biología B• UNIDAD 1
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MATERIA, ENERGÍA Y VIDA
La materia que compone a los organismos vivos, forma parte de su propia
estructura y es utilizada permanentemente ya sea en el crecimiento o en el
reemplazo de partes que se deterioran. Por esa razón, los seres vivos reponen
constantemente materia a su organismo. Además, parte de la materia que
forma los seres vivos es utilizada por ellos como fuente de energía.
Los alimentos proveen la materia y la energía necesarias para la vida.
Actividad n° 20
a Analice distintas etiquetas de alimentos envasados, donde se informa el valor nutricional, y haga una lista con los componentes de cada uno de ellos. Luego complete
la siguiente tabla:
Componenetes biológicos
Componentes no biológicos
b. Si pudiera analizar la composición química de otros alimentos como huevos, carne,
frutas, etc. ¿qué componentes espera encontrar en ellos? Puede corroborar su respuesta consultando en libros de texto u otros relacionados con alimentos y dietas.
c. Teniendo en cuenta la composición y la función de los alimentos, ¿cuál es la razón por
la cual los seres vivos nos alimentamos de otros seres vivos y no sólo de agua, ni tampoco de piedras u otro material inerte?
Los animales, los hongos, y algunos microorganismos, obtienen su alimento
ingiriendo a otros seres vivos. En cambio las plantas fabrican ellas mismas su
propio alimento.
El proceso por el cual las plantas fabrican su alimento se denomina fotosíntesis.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 21
Busque en la bibliografía información acerca del proceso de fotosíntesis y resuelva:
a. ¿Cuál es la función de este proceso en las células vegetales?
b. ¿En qué organoide celular ocurre el proceso de fotosíntesis?
c. Analice la ecuación que representa la reacción de la fotosíntesis:
¿Qué moléculas participan como reactivos?
¿Qué moléculas resultan como producto? ¿Cuál de ellas es una molécula biológica?
d. La fotosíntesis es un proceso que consume energía, ¿cuál es la fuente de energía de
este proceso?
Decíamos al principio que los alimentos aportan al organismo materia y
energía y hemos visto que todos los seres vivos se alimentan, ya sea ingiriendo alimentos de otros seres vivos o fabricándolos mediante el proceso
de fotosíntesis.
Que los alimentos aportan materia es sencillo de entender: como usted ya
ha estudiado, los biomateriales presentes en los alimentos son transformados e incorporados a las células de las distintas partes del cuerpo de los
seres vivos. Queda por estudiar, ahora, el proceso de respiración celular,
mediante el cual los organismos obtienen energía de los alimentos.
Actividad nº 22
Busque en la bibliografía información acerca del proceso de respiración celular y responda las
siguientes preguntas.
a. ¿Cuál es la función de este proceso en las células?
b. ¿En qué organoide celular tiene lugar este proceso?
c. Analice la ecuación que representa la reacción de la respiración:
¿qué moléculas participan como reactivos? ¿cuál de ellas es una molécula biológica?
¿qué moléculas resultan como producto?
d. La respiración es un proceso que libera energía ¿en qué utilizan los seres vivos esa
energía?
Biología B• UNIDAD 1
33
Actividad nº 23
Tanto el proceso de respiración como el de fotosíntesis son procesos metabólicos relacionados con la nutrición.
En esta unidad ya se ha trabajado sobre la idea de metabolismo. Le proponemos que vuelva hacia
atrás y que revise el texto y sus respuestas a las actividades que se encuentran bajo el título "Los
seres vivos como sistemas" así como también la Actividad nº 8 bajo el título "La célula: unidad básica
de los seres vivos". Eso lo ayudará a resolver las siguientes consignas:
A continuación le presentamos dos diagramas. Uno de ellos esquematizan una célula
vegetal y el otro, una célula animal:
Esquema 1
Esquema 2
a. Indique qué tipo celular corresponde a cada esquema. ¿Qué tomó en cuenta para
reconocerlas?
b. Complete en las líneas punteadas, las entradas y salidas que corresponden en cada
caso.
c. ¿Cómo se llama la transformación representada en el esquema 1? ¿Se trata de un
proceso de síntesis o de descomposición? ¿Es una transformación que consume o que
produce energía?
d. ¿Cómo se llaman las transformaciones representadas en el esquema 2? ¿ Cuál de ellas
representa un proceso de síntesis? ¿Cuál representa un proceso de descomposición?
¿Cuál de ellas consume energía y cuál la produce?
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Para tener en cuenta:
El concepto de fotosíntesis suele provocar confusiones al
compararlo con la respiración, fundamentalmente por dos
razones: una de ellas es que, desde el punto de vista químico,
es un proceso inverso a la respiración. Otra de las razones es
que la fotosíntesis es un proceso que ocurre en las células
vegetales y no en la animales. Por estas y otras razones,
muchas veces se comete el error de pensar que la fotosíntesis
es la manera en que respiran las plantas. Sin embargo, el proceso de fotosíntesis es más comparable al de la alimentación
de los animales, ya que es a través del mismo que las plantas
sintetizan su alimento. La diferencia fundamental con la alimentación de los animales es que, mientras que estos
obtienen su alimento de otros seres vivos, las plantas lo
fabrican a partir de sustancias sencillas, como dióxido de carbono y agua, que se encuentran en la naturaleza.
Por otra parte, la respiración es un proceso que ocurre tanto en
las plantas como en los animales (y también muchos microorganismos), ya que es la manera en que los seres vivos obtienen
energía para vivir, a partir de la descomposición de los alimentos
(ya sea que los hayan obtenido por ingestión o por fotosíntesis).
A los seres vivos que obtienen su alimento de las moléculas complejas de otros seres vivos se los denomina organismos heterótrofos (hetero = diferente, distinto de sí mismo, trofos =
alimento) mientras que a los que fabrican moléculas complejas a
partir de otras más simples se los denomina organismos autótrofos (auto = uno mismo, por sí mismo)
1.5. Acerca del origen de la vida
Para terminar esta Unidad, nos centraremos en el estudio del origen de la vida.
De este modo completamos, en Biología B, el conocimiento de las características propias de los seres vivos.
Las teorías que explican cómo se originaron los seres vivos ayudan a entender
también el origen de sus características tan particulares y que los hacen tan diferentes del resto de los objetos que habitan el universo conocido.
A continuación le presentamos un texto extractado del libro "El origen y la
evolución de la vida" de Alexander Oparin* en el que este científico reflexiona
sobre la importancia de este conocimiento.
Aunque pueda resultar complicado en una primera lectura, a medida que se
avance en el estudio de esta sección, podrá volver a leerlo e ir encontrando en
él nuevos significados.
* A. Oparin. "El Origen y la Evolución de la vida". Editorial Curie. Buenos Aires. (1978)
Biología B• UNIDAD 1
35
"Al borde de los arroyos que erosionan las rocas sedimentarias profundas se puede
encontrar piedras compuestas de calcitas, cuya forma original recuerda un dedo
afilado en forma de cono. Los antiguos pensaban que estas formaciones eran el
resultado de un rayo caído en la arena, y su nombre científico, belemnitas, se vincula a esa concepción. Si era así, todo, en su naturaleza, obligaba a clasificarlas
entre las formaciones minerales del mundo abiogenético* inorgánico. Pero se ha
reconocido que en realidad las belemnitas son restos fósiles de los rostros, partes de
conchas internas características de un grupo de moluscos cefalópodos** que
vivieron durante el jurásico y el cretáceo***, y que ya habían desaparecido por
completo al comienzo del terciario. De tal manera, las belemnitas, consideradas
como tales, sin tener en cuenta su origen, carecen por completo de vida. Su composición química y los fenómenos físicos que les son propios obligan a clasificarlas
entre los objetos del mundo inorgánico; pero las belemnitas no pudieron constituirse por la sola acción de las fuerzas minerales. Por ello no podemos entender su
naturaleza sin conocer su origen biológico y la historia de la vida sobre la tierra.
Pues entonces las consideraríamos como misteriosos "dedos del diablo", nombre que
se les da en ciertos países.
[...]
Cuando los liliputienses encontraron el reloj de Gulliver en el bolsillo de su chaleco, se sintieron incapaces de entender de qué se trataba, aunque, según Swift****,
los liliputienses tuviesen grandes conocimientos de matemáticas y mecánica. Luego
de una prolongada discusión, tomaron el reloj por una divinidad de bolsillo que
Gulliver consultaba cada vez que realizaba algo.
Si un "marciano pensante" encontrase un reloj, es posible que pudiese desmontarlo
y volverlo a montar, y sin embargo le resultarían incomprensibles muchas cosas
referentes a dicho reloj. Pero sin hablar de un marciano, es seguro que muchos lectores no sabrán decir por qué el cuadrante de un reloj ordinario tiene doce
números, cuando dividimos un día en 24 horas. Sólo puede responder a esta pregunta si conoce bien la historia de la cultura, y en particular la del reloj.
En forma análoga, el conocimiento de la naturaleza de la vida es imposible si no
se conoce la historia de su aparición. Sin embargo, el origen y la naturaleza de la
vida eran habitualmente considerados, y todavía lo son a menudo, como dos problemas distintos. A fines del siglo último y comienzos del nuestro el problema del
origen de la vida era considerado "maldito", insoluble, y su examen, indigno de un
investigador serio, era visto como una pérdida de tiempo. Se quería conocer la
* Se refiere a los componentes del mundo que no tienen un origen biológico.
** Los moluscos cefalópodos son un grupo de animales invertebrados al cual pertenecen también los pulpos y los calamares.
Aunque estos últimos no poseen concha, sí la poseían algunos de sus antepasados.
*** Jurásico y Cretáceo son nombres con los que se designa a épocas del pasado remoto. Entre ambas cubren un período que va
desde hace unos 200 millones de años, hasta hace unos 60 millones de años.
**** Swift es el autor de las historias sobre Gulliver.
36
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
naturaleza de la vida, contenido esencial de la biología moderna, por un camino
puramente metafísico, como en el pasado, y sin tener en cuenta su origen. Esto
reducía en general, al deseo de desmontar el organismo vivo como un reloj para
tratar de volver a montarlo. [...]
Es evidente que el análisis detallado de las sustancias y de los fenómenos propios de
los seres vivos actuales es de suma importancia, e indispensable para el conocimiento de la vida. Esto es indiscutible, pero el problema consiste en saber si este
análisis es suficiente.
[...]
Se hace cada vez más evidente, en nuestra época, que el conocimiento de la naturaleza de la vida sólo es posible por el conocimiento de su origen. Ese origen ya no
parece enigmático, como lo parecía todavía hace poco. Los caminos reales de la
aparición de la vida en la tierra se vuelven cada vez más comprensibles para nosotros. Esa aparición de la vida sólo pudo producirse como parte integrante de la evolución histórica general de nuestro planeta.
[...]
Así llegamos a la idea que constituye la base de este libro y que, formulada ya por
Heráclito de Efeso, fue retomada luego por Aristóteles: "Sólo se puede conocer la
naturaleza de las cosas cuando se conoce su origen y su evolución"."
IDEAS ANTIGUAS ACERCA DEL ORIGEN DE LOS SERES VIVOS
Las distintas sociedades en diferentes épocas y lugares ofrecen respuestas distintas a la pregunta ¿Cómo se originó la vida? En muchos casos esta respuesta
ha venido de la mano de relatos míticos o creencias religiosas.
Actividad nº 24
Busque en la bibliografía algunas de las explicaciones que distintas sociedades y culturas han
dado al problema del origen de la vida.
Realice una síntesis de la información obtenida.
La mayor parte de estos relatos, plantean la creencia de que la vida tiene origen
en la materia inanimada. En ellos se parte de la base de que en cualquier lugar
donde hubiera materia de origen biológico en descomposición o minerales
dispuestos en condiciones especiales, podrían originarse organismos vivos.
Muchos escritos de la antigua China, Babilonia, la India o Egipto muestran
que las personas creían en la generación espontánea de los organismos vivos.
Biología B • UNIDAD 1
37
Según las teorías de la generación espontánea, algunos organismos vivos
son capaces de originarse repentinamente y por azar, a partir de materia
inerte, sin la necesidad de la existencia de alguna otra forma de vida que
le anteceda.
Esta idea y sus diversas variantes fueron sostenidas desde Aristóteles, en la
Grecia clásica, hasta grandes teólogos de la Edad Media como santo Tomás de
Aquino y por científicos como Isaac Newton.
En las siguientes actividades vamos a discutir estas ideas y a proponer
otras explicaciones más aceptadas actualmente. Pero antes, le proponemos que realice la siguiente actividad sin consultar la bibliografía.
Actividad nº 25
Lea las siguientes situaciones y responda ¿cómo piensa que se formaron los organismos
que se mencionan en cada caso?
• Los gorgojos que aparecen en las cajas o bolsas de arroz herméticamente cerradas.
• Los hongos que se forman en las paredes húmedas.
• Los hongos que aparecen en el pan envasado o cuando queda mucho tiempo
expuesto a la intemperie..
• Los helechos que crecen en algunas paredes agrietadas.
• Los gusanos que aparecen en la carne en descomposición.
El primero en poner en duda la creencia en la generación espontánea fue un
médico italiano del siglo XVII llamado Francisco Redi.
Redi realizó un primer experimento que consistía en poner carne de serpiente
recién muerta en un recipiente abierto y observar qué sucedía al cabo de varios
días. Transcurrido ese tiempo observó que sobre la carne habían aparecido
pequeños gusanos blancos.
Por aquella época, muchos naturalistas explicaban este resultado diciendo que
"la carne se había transformado en gusanos". Pero Redi dudaba de esta explicación y con el propósito de poner a prueba sus ideas, realizó una serie de
experimentos que pueden resumirse como sigue:
38
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
1. tomó varios frascos iguales y colocó carne dentro de ellos
2. dividió los frascos en tres grupos como se muestra en la ilustración
Grupo 1 frascos destapados
Grupo 2 frascos con tapa
Grupo 3 frascos cubiertos
con una malla fina
3. luego de una semana aproximadamente, Redi observó los frascos y
encontró los siguientes resultados:
Frascos del grupo 1: Sobre la carne se observaron gusanos
Frascos del grupo 2: No se observa ninguna variación de importancia
Frascos del grupo 3: No se observan gusanos sobre la carne. Sobre el lienzo
aparecen unos pequeños huevitos blancos.
Actividad nº 26
Antes de seguir adelante con la lectura le proponemos que responda a la siguiente pregunta:
¿Cómo explicaría usted los resultados que obtuvo Redi en cada frasco?
Las moscas, atraídas por el olor de la carne en descomposición, depositan
sobre ella sus huevos, que más tarde desarrollarán en gusanos*. En el caso del
frasco con la malla, las moscas depositaron sus huevos sobre la malla, pero
estos no desarrollaron en gusanos por no tener las condiciones adecuadas (la
humedad que proporciona la carne). En el frasco con tapa, las moscas no
depositaron huevos ya que no percibieron la presencia de carne.
A partir de esta experiencia, Redi trató de mostrar que no es que la carne se
"transforma" en gusanos sino que el origen de los mismos estaba en los huevos
de las moscas depositados sobre los restos de carne o sobre la gasa que cubría
los frascos, según el caso.
* El desarrollo de las moscas es similar al de las mariposas y otros insectos: de los huevos que depositan las hembras, nacen
gusanos que más tarde desarrollan en una mosca adulta.
Biología B• UNIDAD 1
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A pesar de que este experimento parecía significar un duro golpe a la teoría de
la generación espontánea, el propio Redi seguía creyendo que otros seres vivos
diferentes de gusanos y moscas, sí se originaban por generación espontánea.
Redi y otros investigadores de su tiempo, sostenían, por ejemplo, que los
microorganismos sí se originaban espontáneamente.
Para tener en cuenta
El apoyo de la comunidad científica a las ideas de la generación espontánea, sólo iba a concluir, unos cien años más tarde,
debido a los experimentos de Pasteur.
En 1862, por medio de los experimentos que lo harían célebre,
Louis Pasteur demostró que los gérmenes microbianos se
encuentran no sólo en el aire y en el polvo que se respira, sino
también en las manos y en los elementos empleados en los
experimentos, quedando demostrado de manera aparentemente irrefutable que los seres vivos sólo pueden provenir de
vida preexistente.
Los experimentos de Pasteur dieron como resultado uno de
los postulados básicos de la biología que afirma que todo ser
vivo se origina de otro ser vivo.
Actividad nº 27
Busque en la bibliografía los experimentos realizados por Pasteur para refutar las ideas sobre la
generación espontánea.
a. Analice los distintos pasos de los experimentos de Pasteur tratando de comprender el
sentido de cada uno de ellos.
b. Vuelva a la Actividad nº 25 y relea sus respuestas a la misma. ¿Cómo respondería
ahora, con sus nuevos conocimientos, las preguntas sobre del origen de esos organismos? Si lo cree necesario, corrija sus primeras respuestas.
c. Revise su respuesta a la Actividad nº 10 sobre la Teoría celular y compare sus postulados con el postulado de Pasteur. ¿Qué puntos en común encuentra entre ambos?
Los trabajos de Pasteur fueron tan convincentes que condujeron a la aceptación por parte de la sociedad de que la vida sólo se originaba a partir de
vida preexistente. Pero dejaban sin resolver otro problema: ¿Cómo se originaron las primeras formas de vida que alguna vez, hace miles de
millones de años poblaron la Tierra?. Este interrogante será tratado a continuación.
40
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
IDEAS ACTUALES SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA
Actualmente, los científicos sostienen que la vida se originó hace unos 4.000
millones de años, cuando la Tierra era muy distinta que en la actualidad y solo
había materia inanimada.
Se supone que las condiciones ambientales que existían por aquellos remotos
tiempos fueron tales que favorecieron la formación de los primeros organismos vivos, a partir de esa materia inanimada existente. Estos organismos
tenían, seguramente, una apariencia similar a las bacterias actuales. Claro que
este fue un larguísimo proceso que llevó miles de años, pero una vez instalados
estos primeros organismos, nada volvió a ser igual: las condiciones ambientales
cambiaron a tal punto que fue imposible que volviera a generarse vida a partir
de la materia inanimada.
LA TEORÍA DE OPARÍN SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA
Durante los decenios de 1920 y 1930, publicaciones de las más diversas disciplinas científicas formularon una gran cantidad de hipótesis respecto de la
forma en que apareció por primera vez la vida en la Tierra, hace unos 4000
millones de años y abrieron nuevos caminos para la investigación.
A pesar de ello, los científicos no podían encontrar una salida. Los cuestionamientos que por entonces ocupaban a los expertos, recuerdan de alguna
manera la paradoja del huevo y la gallina: ¿Cuál de los dos apareció primero?
Si fue el huevo, ¿quién lo puso? Si fue la gallina, ¿de dónde salió?
Muchos eran los puntos aparentemente irresolubles. Así por ejemplo, si las
sustancias biológicas esenciales hoy son fabricadas exclusivamente por los seres
vivos, ¿cómo aparecieron aquellas antes que éstos?
Fue el bioquímico soviético A. I. Oparin, quien propuso una teoría que contribuyó fuertemente a encontrar un camino para salir del atolladero que
enfrentaba la ciencia en este tema. Oparin publicó sus ideas sobre el origen de
la vida en 1924, pocos antes que el inglés J.B. S. Haldane formulara las suyas.
Para tener en cuenta
Según Oparin y Haldane, lo que la ciencia no había tenido en
cuenta hasta entonces para resolver las cuestiones sobre el
origen de la vida era que las condiciones reinantes en la Tierra
cuando la vida surgió por vez primera, eran totalmente distintas
de las que conocemos hoy y en esas condiciones sí es posible
concebir la formación de vida a partir de materia inerte.
Biología B • UNIDAD 1
41
Actividad nº 28
Indague en la bibliografía la Teoría del origen de la vida de Oparin y Haldane y responda las
siguientes preguntas:
a. ¿Cuáles eran las condiciones reinantes en la Tierra en los tiempos en que se supone
que se formaron las primeras sustancias precursoras de la vida?
b. ¿Qué gases componían a la atmósfera primitiva? ¿Qué sucedía con el oxígeno?
c. ¿ Qué ambiente era el más propicio para que tuviera lugar la formación de las sustancias precursoras de la vida?.
d. ¿Cuáles fueron supuestamente las principales fuentes de energía para la formación
de moléculas complejas?
e. ¿Cuáles fueron esas moléculas? ¿Cuál es su composición química? ¿Se podría decir
que son moléculas biológicas? ¿Por qué?
Actividad nº 29
Vuelva al final de la sección 1.2. (luego de la Actividad nº 6). Allí encontrará un texto cuyo título es
"Para tener en cuenta" referido a la comparación entre los sistemas vivos y los sistemas artificiales.
En ese texto hay un párrafo que se relaciona con lo que usted ha estudiado sobre el origen de la
vida. Léalo completo y resuelva las consignas:
a. Extraiga ese párrafo y cópielo en su cuaderno.
b. ¿Cuál es la relación entre lo que dice ese párrafo y las teorías sobre el origen de la
vida?
Si las hipótesis de Oparin y Haldane eran correctas, se disponía de una posibilidad para describir el probable desarrollo de los fenómenos que condujeron
a la formación de las primeras sustancias precursoras de la vida. ¡Claro que
para ello sería necesario "viajar en el tiempo" hacia unos 4000 millones de
años atrás!.
En la década de 1950 un joven estudiante, S. Miller trabaja en la Universidad
de Chicago bajo la dirección de Harold C. Urey, premio Nobel de Química
en 1934. Guiado por su director, Miller tiene una idea brillante y audaz para
"realizar" semejante viaje... sin moverse de su laboratorio.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 30
Lea en la bibliografía, en el apartado que trata sobre el "origen de la vida", las descripciones del
experimento llevado a cabo por Urey y Miller.
Responda las siguientes preguntas:
a. ¿Qué elementos utilizados en el experimento tuvieron una importancia relevante
para la investigación?
b. ¿ Qué papel cumplía cada uno de los elementos?
c. ¿Cuáles fueron los resultados obtenidos?
d. ¿Cuáles son las críticas que surgieron en los años ochenta al experimento de Miller?
El experimento de Miller fue la primera prueba convincente de cómo la vida
podría haber surgido en la Tierra hace unos 4000 millones de años.
Desde los años de Miller hasta hoy, en el mundillo científico han surgido
muchas voces tanto a favor como en contra del valor de dicho experimento.
Ha sucedido lo mismo con la teoría de Oparin y Haldane.
Hay quienes sostienen que las condiciones reinantes en la Tierra primitiva no
eran tales como Oparin y Haldane supusieron. Están aquellos que consideran
que la vida pudo no haber surgido en pequeños charcos del océano primitivo.
Y aún hay quienes sostienen teorías más audaces, como por ejemplo que los precursores de la vida podrían haber llegado a la Tierra desde el espacio exterior.
No es propósito de esta Guía agotar todas y cada una de las explicaciones
posibles que brindan los científicos sobre el origen de la vida. Tal vez la
teoría que mayores adeptos recoge es la que toma en cuenta los postulados de Oparin y Haldane y los experimentos de Urey y Miller y por ello
es también la que aquí hemos esbozado.
Para concluir en el marco de esta Guía de estudio con la cuestión sobre el
origen de la vida, sólo resta por señalar que aún en medio de las controversias,
los científicos parecen estar de acuerdo en que la vida comenzó sobre la Tierra
de forma muy sencilla; seguramente representada por organismos unicelulares
muy parecidos a las bacterias actuales.
Antes de continuar el estudio lo invitamos a realizar la Autoevaluación de
la Unidad 1.
Las actividades que contiene lo ayudarán a revisar conceptos, corroborar
el aprendizaje que usted ha logrado y le servirán como ejercitación para
el examen de la materia.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
2
El organismo humano como sistema abierto
Introducción
Como vimos en la unidad anterior, una de las características que permiten distinguir a los seres vivos de otros objetos del Universo es su capacidad de autoabastecerse mediante la transformación e intercambio de materia y energía con
el ambiente. Así, definimos como metabolismo energético a todos los mecanismos fisiológicos mediante los cuales los sistemas vivos aprovechan para sí
mismos los aportes de materia y energía provenientes del entorno.
En los organismos unicelulares eucariotas estas funciones son llevadas a cabo
por diversas organelas, tales como la membrana celular, las mitocondrias, los
retículos y vesículas. La entrada de los nutrientes o la salida de los desechos se
realiza a través de la membrana celular que se encuentra en contacto con el
ambiente.
Pero en los organismos multicelulares, las células están formando parte de
tejidos y de órganos y no están directamente en contacto con el medio exterior. A lo largo de la evolución biológica se ha desarrollado una variedad de
estructuras y procesos que aseguran la llegada de nutrientes a cada una de las
células y la salida de desechos de las mismas. El resultado es la existencia de
organismos de un alto grado de complejidad, tanto en cuanto a las funciones
como a las estructuras que las llevan a cabo. Estas estructuras pueden ser analizadas, como ya se estudió en la unidad anterior, como subsistemas incluidos
en otros sistemas mayores.
Así, el sistema digestivo (por ejemplo en los seres humanos) incorpora los alimentos y los transforma en materiales aptos para ser aprovechados por las
células de todo el organismo. Una serie de órganos (boca, esófago, estómago,
intestinos) y de glándulas anexas (salivales, vesícula biliar, páncreas) participan
de estos procesos de transformación. El producto de esta transformación se
incorporará entonces al torrente sanguíneo, que distribuirá estos materiales a
todo el organismo. También, la llegada de oxígeno a todas las células está
mediatizada por los órganos que forman el sistema respiratorio, en conexión
con el sistema circulatorio que transporta el oxígeno a todas las células.
Los tres sistemas de órganos mencionados hasta el momento, sistema digestivo, sistema circulatorio y sistema respiratorio, confluyen en una única función: la nutrición. Además, el sistema excretor cumple una función
fundamental en la eliminación de los desechos resultantes del metabolismo
celular.
Biología B • UNIDAD 2
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UNIDAD 2
UNIDAD
Si bien cada uno de estos sistemas cumple funciones específicas, no lo hacen
de manera aislada, sino que su funcionamiento es coordinado de manera que
todos contribuyen al funcionamiento general del sistema completo. La función de coordinación y control de la actividad de los diversos sistemas está a
cargo, principalmente, de otros dos sistemas en el organismo humano: el sistema nervioso y el sistema endocrino. Cada uno de ellos posee estructuras particulares y llevan a cabo funciones específicas. Sin embargo en muchos casos
ambos sistemas actúan coordinadamente.
En esta unidad nos concentraremos en el estudio de las funciones de nutrición y de coordinación y control. Procuraremos atender a cuestiones como
las siguientes:
• cuáles son los mecanismos principales que cubren las funciones de nutrición y de coordinación y control,
• cuáles son los tejidos, órganos y sistemas de órganos más importantes que
participan en dichas funciones,
• cómo se integran y coordinan las funciones de los diferentes sistemas.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividades de anticipación
A continuación, le proponemos tres actividades para introducirlo en el tema central de
esta Unidad. Le sugerimos realizarlas con los conocimientos que usted tenga, sin consultar bibliografía. En caso de que encuentre dificultades para resolverlas, mantenga los
interrogantes y vuelva a ellas una vez que haya finalizado el resto de las actividades de
la Unidad.
Actividad de anticipación I
Es frecuente que, cuando nos vamos a extraer sangre para hacernos ciertos análisis o
cada vez que concurrimos a donarla, en la cartilla de instrucciones nos digan que
debemos presentarnos con 8 ó 12 horas de ayuno.
" Considerando que los alimentos que ingerimos ingresan al sistema digestivo y la
sangre que donamos es extraída del sistema circulatorio, ¿cuál será la razón del
ayuno solicitado?
Actividad de anticipación II
Cuando por diversos motivos una persona está impedida de ingerir agua y/o alimentos
o se encuentra en un estado crítico de debilidad, se le administra una solución de glucosa o dextrosa (cada uno de ellos es un tipo de azúcar) por vía sanguínea, con el objeto
de mantenerlo alimentado e hidratado.
" ¿Cómo es posible que la administración de azúcares por vía sanguínea suplante el
mecanismo de alimentación habitual (ingesta)?
Actividad de anticipación III
Muchos diagnósticos sobre el estado del organismo se basan en los análisis de la composición de la orina. Por ejemplo, una manera de detectar la diabetes es medir la cantidad de glucosa que aparece en la orina.
a. ¿Por qué razón la glucosa, que ingresa al organismo a través del sistema digestivo,
puede encontrarse luego en la orina?
Volveremos a retomar estos interrogantes en el desarrollo de esta Unidad.
A través de la realización de las actividades y de la lectura de la bibliografía recomendada, usted podrá ir encontrando respuestas a estas y otras
preguntas relacionadas con el organismo humano.
Asimismo a lo largo de esta Unidad usted deberá recurrir, en numerosas
situaciones, a los conocimientos aprendidos en la unidad anterior referidos a los sistemas vivos y a su funcionamiento.
Biología B • UNIDAD 2
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2.1. Funciones de nutrición en el organismo
humano
En la sección "La célula: unidad básica de los seres vivos" de la Unidad 1
decíamos:
"Usted ya ha estudiado que una característica distintiva de los seres vivos es que
están formados por células. ¿Qué significa exactamente esta afirmación?
En el caso de los organismos pluricelulares, esto quiere decir que todos los sistemas y
subsistemas que los componen están constituidos, a su vez, por esas unidades
mínimas de materia viva llamadas células. En este caso, la subsistencia del organismo en su conjunto depende, en última instancia de la subsistencia de sus células".
Efectivamente, en los organismos multicelulares la organización de los sistemas está relacionada con la atención de las necesidades metabólicas de cada
una de las células que los componen. Cuanto más complejo es un organismo
multicelular, mayor será la especialización de los tejidos y órganos que
atienden dichas necesidades.
En los animales vertebrados, por ejemplo, podemos distinguir tres sistemas de
órganos relacionados con las funciones de nutrición e íntimamente relacionados entre sí: el sistema digestivo, el sistema respiratorio y el sistema circulatorio. Cada uno de ellos cumple funciones especializadas en cuanto a asegurar
el aporte de materia y energía a las células.
En esta sección, nos concentraremos en las funciones y estructuras de los
sistemas digestivo, respiratorio y circulatorio en el organismo humano y
en sus interrelaciones. Además, estudiaremos otro sistema, el sistema
excretor, que no sólo participa de la eliminación de productos del metabolismo, sino que también asegura el mantenimiento de la constancia del
medio interno, es decir, la homeostasis del organismo.
EL SISTEMA DIGESTIVO HUMANO
Al realizar la Actividad nº 20 de la Unidad 1, usted ha tenido oportunidad
de aprender que los alimentos están formados por diferentes tipos de
moléculas biológicas, cuyas funciones también ha estudiado al realizar la
Actividad nº 19 de esa misma Unidad.
La incorporación al organismo de las moléculas biológicas de los alimentos
depende de un conjunto de transformaciones, durante las cuales esos componentes se separan y también se degradan en componentes aún más sencillos.
Esta transformación, denominada digestión, se lleva a cabo en los distintos
órganos del sistema digestivo.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
El sistema digestivo humano está formado por una serie de órganos y glándulas anexas, cuya función es procesar el alimento (es decir digerirlo), de
manera que sus componentes puedan ser absorbidos y aprovechados por las
células de todo el organismo. Este sistema tiene una doble conexión con el
exterior, la boca y el ano, que permiten la entrada del alimento y la salida de
los desechos respectivamente. Esquemáticamente se puede pensar en él como
en un tubo abierto en los dos extremos. A la vez, ese tubo puede subdividirse
en distintas secciones, teniendo en cuenta el papel que cumple cada una.
En su conjunto, la función del sistema digestivo es incorporar alimento,
transformarlo en moléculas más sencillas y eliminar aquellos otros materiales que no pudieron ser digeridos ni absorbidos. El proceso de digestión
pasa por distintas etapas, cada una de las cuales se cumple en porciones diferentes del sistema digestivo:
" Captura del alimento
" Deglución o ingestión
" Digestión mecánica
" Digestión química
" Absorción
" Egestión (o eliminación de desechos en forma de materia fecal)
Actividad N° 31
a. Busque en la bibliografía un esquema del sistema digestivo humano e identifique cada una de
sus partes.
b. Lea la información necesaria para completar el siguiente cuadro (como ejemplo, completamos la información relativa a la boca):
Organos del sistema
Etapa de la digestión
digestivo
Glándulas anexas.
Su función
Glándulas salivales:
segregan enzimas que
Boca
Captura del alimento,
degradación mecánica
y química, deglución
degradan algunos
componentes de los
alimentos (almidón y
azúcares)
Componentes y funciones
Lengua: colabora con
la deglución y permite
la gustación.
Dientes: captura y
molienda del alimento.
Labios: colaboran en la
captura del alimento.
Biología B • UNIDAD 2
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Organos del sistema
Etapa de la digestión
digestivo
Glándulas anexas.
Su función
Componentes y funciones
Faringe
Esófago
Estómago
Intestino delgado
Intestino grueso
Ano
c. ¿Qué papel cumplen las enzimas digestivas?
d. Busque información sobre las enzimas digestivas, prestando atención a las siguientes
características:
• las diferentes enzimas digestivas.
• las glándulas anexas que las producen y/o almacenan (hígado, páncreas, bilis, etc.).
• el tipo de "jugo digestivo" (intestinal, gástrico, etc.) donde se encuentra cada una
de ellas
• la acción de cada enzima sobre los alimentos.
• el sitio donde actúa cada enzima (boca, intestino, estómago, etc.).
e. Diseñe un cuadro que le permita registrar toda la información sobre las enzimas averiguada en el punto d.
Para tener en cuenta
Si bien la digestión, ya sea mecánica o química, se realiza en
diversas partes del sistema digestivo (boca, estómago, intestinos), la función de absorción es exclusiva de los intestinos. Es
recién allí donde los componentes de los alimentos, degradados
por la acción combinada de la masticación y de los diferentes
jugos digestivos, pueden ser absorbidos y luego distribuidos a
todo el organismo y aprovechados por las células.
54
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad N° 32
El intestino delgado es un largo tubo (estirado mide unos 7 metros) replegado sobre sí
mismo, lo que da lugar a la formación de gran cantidad de vellosidades que le dan un
aspecto rugoso. Estas vellosidades poseen, a su vez, micro vellosidades formadas por
prolongaciones del citoplasma de las células que tapizan el tubo intestinal. Como resultado de dichos repliegues, la superficie total del intestino en contacto con el alimento
es enorme
Busque en la bibliografía una ilustración que muestre las microvellosidades intestinales.
a. Observe las características mencionadas en el párrafo anterior.
b. Atendiendo a la función del intestino en cuanto a la absorción de componentes de
los alimentos, ¿qué ventaja adaptativa representará para el organismo que el intestino delgado sea un tubo muy largo y con el interior tapizado de pliegues, respecto
de uno corto y liso?
Como resultado de la absorción, las pequeñas moléculas que resultan de la
acción de la digestión de los alimentos abandonan el tubo digestivo e ingresan
en el sistema circulatorio. La sangre es el fluido que transporta estas moléculas
a las células.
Existe una íntima conexión entre el sistema digestivo y el circulatorio: el interior de los intestinos, tanto el delgado como el grueso, está recorrido por vasos
sanguíneos muy delgados que reciben los productos de la digestión y los incorporan al torrente sanguíneo.
El siguiente esquema muestra una pequeñísima porción del intestino delgado
y su vinculación con el sistema circulatorio a través de una red de capilares
sanguíneos. Tenga en cuenta que el tamaño de la ilustración es millones de
veces más grande que el tamaño real de la estructura que aquí se esquematiza.
Microvellosidades
Capilares
Conducto linfático
Músculo liso
Músculo liso
Arteria
Vena
Nervio
Vaso linfático
Músculo liso
Glándulas intestinales
Biología B • UNIDAD 2
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En la sección destinada al sistema circulatorio profundizaremos el estudio
de los vasos sanguíneos.
Para tener en cuenta
Las sustancias nutritivas atraviesan las paredes del intestino y
de los capilares sanguíneos y llegan a la sangre. Esto es
posible porque dichas paredes son extremadamente delgadas.
En particular, los capilares se denominan así porque, a diferencia de otros vasos sanguíneos como las venas o las arterias, son tan finos que se los compara con un cabello.
Teniendo en cuenta la relación estudiada hasta aquí entre los sistemas circulatorios y digestivo le sugerimos que revise sus respuestas a las
Actividades de Anticipación.
EL SISTEMA RESPIRATORIO
El término respiración se utiliza en dos sentidos. El más conocido por todos
se refiere al mecanismo de entrada y de salida de aire en los pulmones, llamado
también respiración mecánica. El otro, estudiado por usted en la unidad anterior, es la respiración celular (que ocurre en las mitocondrias de las células
eucariotas) en la cual la glucosa se combina con el oxígeno y libera energía
dejándola disponible para las células.
Veremos en esta Unidad cómo se relacionan ambos procesos. Para ello
será conveniente que revise lo estudiado al resolver la Actividad nº 22 de
la unidad anterior.
Actividad N° 33
Como usted ya sabe, el aire es una mezcla de gases (fundamentalmente, oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono). Si se analiza la composición del aire que inspiramos y la del
aire que espiramos, se encuentran algunas diferencias. Los siguientes gráficos representan el porcentaje en que se encuentra cada uno de los gases en el aire inspirado y en
el espirado.
Referencias:
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1 Porcentaje de Oxígeno
2 Porcentaje de Nitrógeno
3 Porcentaje de Dióxido de carbono
4 Porcentaje de otros gases
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Gráfico A
Gráfico B
Teniendo en cuenta lo que sucede en la respiración celular, responda:
a. ¿Cuál de los gráficos (A o B) representa la proporción de gases existente en el aire
inspirado? ¿Qué gráfico representa el aire espirado? Justifique su respuesta
b. ¿Cómo explicaría usted la diferencia en los porcentajes de oxígeno y de dióxido de
carbono en la mezcla de gases en el aire inspirado y en el espirado?
Dado que en los organismos pluricelulares, el oxígeno debe llegar a todas las
células y el dióxido de carbono debe ser eliminado de todas ellas, es necesario
un sistema que comunique al conjunto de las células con el ambiente externo.
Ese sistema es el sistema respiratorio.
La función del sistema respiratorio es asegurar la entrada del aire a los
pulmones y el pasaje a la sangre del Oxígeno contenido en el aire.
Una vez en la sangre, el Oxígeno es transportado por el sistema circulatorio y
distribuido a todas las células del organismo. Asimismo, y como veremos más
adelante, la sangre es el vehículo a través del cual tiene lugar la salida del
Dióxido de carbono desde las células hacia los órganos del sistema respiratorio cuya función es eliminarlo al exterior.
El sistema respiratorio humano está formado por los órganos de las vías respiratorias (nariz, faringe, laringe, tráquea y bronquios) y los órganos respiratorios propiamente dichos (pulmones).
La diferenciación entre vías respiratorias y órganos respiratorios se hace en
función de que las primeras conducen el aire y los segundos participan activamente en el proceso de intercambio gaseoso entre el organismo y el ambiente.
Biología B • UNIDAD 2
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Actividad N° 34
Estudie de la bibliografía las diferentes partes que componen el sistema respiratorio humano.
a. Sin mirar el texto, recuerde e identifique en el siguiente esquema las distintas partes
que lo componen, completando los nombres en las líneas punteadas.
b. ¿Cómo llega el aire hasta los alvéolos pulmonares?
c. ¿Qué importancia tienen los capilares que rodean a los alvéolos pulmonares?
Anteriormente mencionamos que el término respiración se aplica a dos mecanismos diferentes: la entrada y salida de aire del organismo o respiración mecánica y el que se produce a nivel de las células o respiración celular.
Como usted puede apreciar, la respiración mecánica se ubica en un nivel de
organización de órganos y sistemas de órganos, ya que intervienen los órganos
del sistema respiratorio. El segundo de los mecanismos, la respiración celular,
se ubica en el nivel de organización celular. Entre ambos niveles, actuando
como intermediario, se encuentra la sangre que podemos ubicar en un nivel
de organización tisular, ya que es el tejido que participa del intercambio y
transporte de los gases respiratorios de y hacia las células.
58
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
De este modo, se pueden reconocer tres momentos diferentes en el proceso de
respiración:
Ventilación pulmonar
Intercambio de gases o hematosis
Respiración celular
A continuación presentaremos algunas actividades para estudiar más a
fondo estos tres procesos.
Ventilación pulmonar
La mecánica del proceso respiratorio se produce de tal manera que hace
posible la entrada y salida de aire hacia y desde los pulmones. A este mecanismo se lo denomina ventilación pulmonar.
Actividad Nº 35
Busque en la bibliografía la información necesaria para responder las siguientes preguntas:
a. ¿Qué músculos participan del proceso de entrada y salida de aire en los pulmones?
b. ¿Cuántas fases pueden diferenciarse en el ciclo respiratorio de la respiración mecánica?
c. ¿Por qué se puede decir que en el ciclo respiratorio hay una fase activa y otra pasiva?
¿A cuál de ellas corresponde la inspiración (o inhalación)?
Actividad Nº 36
Normalmente, el ciclo respiratorio tiene un ritmo parejo que incluye unas 16 inspiraciones y espiraciones por minuto y una entrada de 2,5 litros de aire en los pulmones. Por
el contrario, cuando el ejercicio físico es muy exigente, este ritmo se eleva varias veces y
la entrada de aire llega hasta 5 litros por minuto.
Teniendo en cuenta la función que cumple la respiración en todos los organismos vivos,
¿Qué razones pueden encontrarse para explicar este cambio brusco en el ritmo respiratorio?
Biología B • UNIDAD 2
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Intercambio de gases
Como explicamos anteriormente, el intercambio de gases se realiza a distintos
niveles en el organismo:
A nivel de los pulmones:
El oxígeno presente en el aire alveolar, pasa a la sangre contenida en los vasos
capilares que rodean a los alvéolos. De allí será transportado a todas las células
del organismo.
El dióxido de carbono producido por las diversas células del organismo, llega
a los vasos capilares que rodean a los alvéolo y de allí pasa de la sangre a los
pulmones por donde es expulsado al exterior.
A nivel celular:
El oxígeno transportado por la sangre llega, a través de vasos capilares, a todas
las células. Allí, el oxígeno abandona la sangre y entra a las células.
El dióxido de carbono resultante de la respiración celular, ingresa al torrente
sanguíneo pasando desde las células a los vasos capilares que las rodean.
Tanto a nivel pulmonar como a nivel celular, el intercambio de gases se produce mediante un proceso llamado difusión.
60
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad Nº 37
Busque en la bibliografía los principios de la difusión gaseosa*.
Observe atentamente las siguientes representaciones sobre el intercambio de gases:
• El rectángulo representa un recipiente hermético, cuyas paredes impiden la difusión
de los gases.
• La línea punteada que separa en dos al rectángulo representa una membrana permeable al paso de los gases. Por lo tanto, estos pueden difundir libremente a través
de la misma.
CASO A
Referencias: Oxígeno
CASO B
Nitrógeno
Dióxido de carbono
Basándose en los principios mencionados en la bibliografía, responda las siguientes preguntas:
a. Para el CASO A:
• ¿Cuál o cuáles de los tres gases se moverá de un compartimiento al otro?
• Indique con una flecha cuál será el sentido de este movimiento.
• Justifique sus respuestas.
b. Para el CASO B:
• ¿Cuál o cuáles de los tres gases se moverá de un compartimiento al otro?
• Indique con una flecha cuál será el sentido de este movimiento.
• Justifique sus respuestas.
* En la Guía de Química A, usted encontrará orientaciones para comprender mejor este concepto.
Biología B • UNIDAD 2
61
c. Represente la situación final, luego de que los gases hayan llegado al equilibrio,
tanto para el caso A como para el caso B. Para ello, utilice las referencias de los gases
que presentamos más arriba y ubíquelas en los rectángulos.
CASO A
CASO B
d. Se podría asociar el caso A y el caso B al intercambio de gases entre los pulmones y
la sangre y entre las células y la sangre. Si en ambos casos, el comportamiento de la
derecha representara a la sangre, ¿A cuál de esos intercambios asignaría el caso A y
el caso B? Justifique su respuesta
Para tener en cuenta:
En la actividad anterior usted analizó el movimiento neto de un
gas cuando su concentración es diferente a uno y otro lado de
la membrana, hasta que estas concentraciones se equilibran.
En el equilibrio, todas las moléculas de los diferentes gases
seguirán moviéndose de un lado a otro de la membrana, pero
de forma tal que siempre se mantendrán constantes e iguales
las concentraciones a ambos lados de la misma. Esto es así
porque irán de derecha a izquierda tantas moléculas como las
que se moverán de izquierda a derecha. Este equilibrio se
denomina equilibrio dinámico.
Es importante que usted comprenda que en el proceso de
difusión, el movimiento de los gases no cesa en el equilibrio,
sino que es permanente y en todos los sentidos a través de la
membrana.
En el intercambio de gases que se produce entre el ambiente y los organismos,
los gases ingresan al organismo según el mecanismo de difusión descrito en las
actividades anteriores. Sin embargo, la situación de equilibrio dinámico raramente se produce, ya que el organismo va consumiendo el oxígeno a medida
que este ingresa.
62
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
La concentración del oxígeno en el interior de los tejidos es siempre menor
que en el exterior. Esto asegura el ingreso permanente de este gas. En cambio,
la concentración de dióxido de carbono es mayor en las células que en la
sangre. Esto permite que dicho gas pase siempre de las células a la sangre.
Respiración celular
En la unidad anterior, usted estudió el proceso de respiración celular. La
siguiente actividad le servirá de repaso y también para relacionar ese proceso con lo estudiado en esta sección.
Actividad Nº 38
a. Complete en el siguiente esquema las entradas y salidas correspondientes al proceso
de respiración celular (algunos recuadros ya han sido completados)
6 moléculas
de ................
..................
6 moléculas
de ................
.....................
CÉLULA
1 molécula
de Glucosa
PROCESO DE
RESPIRACIÓN
Energía
6 moléculas
de ................
...................
b. ¿De dónde proviene la glucosa que llega a las células?
c. ¿Cuál es el sistema del organismo humano que posibilita la incorporación de la glucosa al mismo?
d. ¿Cuál es el sistema del organismo humano que posibilita la llegada de la glucosa a
todas las células?
Biología B • UNIDAD 2
63
EL SISTEMA CIRCULATORIO Y SU RELACIÓN CON LOS OTROS
SISTEMAS QUE APORTAN AL METABOLISMO ENERGÉTICO
Estudiaremos ahora algunas características anatómicas y funcionales fundamentales del sistema circulatorio y más adelante retomaremos el tema
para concentrarnos en el estudio de su papel en la nutrición.
Hacia el año 1600, Galileo Galilei arriesgó su vida contra la opinión "oficial"
de la época representada por la Inquisición al afirmar que la Tierra se mueve
permanentemente alrededor del Sol y no al revés, como sostenían los poderosos sacerdotes de la Iglesia de su época. Fue condenado al aislamiento y se
dice que sus palabras, luego de la condena, fueron "Epour si muove" (y sin
embargo se mueve, en latín). La contribución de Galileo fue enorme, particularmente para la ciencia astronómica y también para la ciencia en general. Casi
al mismo tiempo, el médico inglés William Harvey arriesgaba su vida con el
mismo argumento, pero esta vez refiriéndose a la sangre.
La contribución de Harvey fue fundamental para la medicina y la biología
moderna: afirmó que una característica del fluido sanguíneo es el movimiento permanente, que permite que recorra incesantemente todo el organismo. Harvey postuló además, que el sistema circulatorio forma un circuito
cerrado, es decir que el fluido sanguíneo nunca abandona el sistema circulatorio formado por arterias, venas y capilares sanguíneos, como se suponía en
aquella época.
Actividad N° 39
Busque en la bibliografía el esquema del sistema circulatorio humano y responda:
a. ¿Por qué se habla de una circulación mayor y de una circulación menor formando el
sistema circulatorio?
b. ¿Cuál es la razón por la que normalmente la sangre se representa en los esquemas
pintada de colores diferentes (típicamente rojo y azul)?
En la época de Harvey nace una corriente de pensamiento médico y biológico
denominada mecanicismo. El mecanicismo propone describir a los seres vivos
como si fueran máquinas. La influencia de esta forma de pensar a los sistemas
vivos es muy importante para la investigación y aún hoy es dominante.
Según el modelo mecanicista, el corazón se describe como una bomba que
impulsa la sangre logrando que recorra todo el cuerpo.
64
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
La "bomba cardíaca" está formada por cuatro cavidades diferentes: dos aurículas y dos ventrículos. Estas cavidades se llenan y vacían rítmicamente, recibiendo y expulsando la sangre que circula así por todo el cuerpo. Los
movimientos del corazón dependen del músculo cardíaco que lo forma y
existen válvulas de diverso tipo que, al abrirse o cerrarse, habilitan o impiden
que la sangre pase de un compartimento al otro.
Actividad N° 40
Le presentamos un esquema muy simplificado del corazón:
Cabeza
Piernas
(Se ponen las referencias "cabeza" y "piernas" para que usted pueda ubicarse espacialmente en cuál es la orientación del corazón que se dio en el esquema).
a. Identifique en el esquema los ventrículos y aurículas así como las arterias y venas que
están indicadas en el esquema.
b. Coloque flechas que indiquen el sentido de circulación de la sangre en cámaras y
vasos sanguíneos (venas y arterias).
c. Coloree el esquema según la convención de rojo y azul, para señalar el tipo de
sangre (oxigenada o carboxigenada) que circula en cámaras y vasos.
Tanto la estructura del corazón como los circuitos formados por los vasos sanguíneos determinan tres características fundamentales del sistema circulatorio
de aves y mamíferos:
• La circulación es cerrada: porque nunca (salvo cuando se rompen los
vasos por accidente), la sangre sale de los vasos "derramándose" en los
tejidos sino que permanece siempre dentro de las arterias, venas y capilares.
Biología B • UNIDAD 2
65
• La circulación es doble: porque hay una circulación mayor (sistémica o
tisular) y una circulación menor (o pulmonar). Ambas pasan por el
corazón pero forman dos circuitos independientes.
• La circulación es completa: porque la sangre oxigenada y carboxigenada
nunca se "mezclan". Esto se debe a la existencia de tabiques y válvulas
internas del corazón que lo dividen en cuatro cámaras separadas (dos
aurículas y dos ventrículos).
Actividad N° 41
Para responder las siguientes preguntas recuerde que el corazón se asimila a una
bomba. También tenga en cuenta el sentido del recorrido de la sangre en las cámaras
del corazón y en los vasos.
a. ¿Cuál es la porción del corazón que actúa como aspirante y cuál como impelente, en
cada paso del ciclo cardíaco?
b. ¿Cuál de los movimientos del ciclo cardíaco sístole o diástole corresponde a la función impelente y cuál a la aspirante?
Para tener en cuenta:
Muchas veces los estudiantes asignan el nombre de vena a
todo vaso por el que circula sangre carboxigenada y arteria a
los vasos por donde circula la sangre oxigenada. Pero eso es
un error.
Una muestra de que esto no es así es el hecho de que la vena
pulmonar transporta sangre oxigenada, mientras que la vena
cava superior transporta sangre carboxigenada. Otro ejemplo
es que la arteria pulmonar transporta sangre carboxigenada,
mientras que la arteria aorta transporta sangre oxigenada.
Una manera de distinguir venas de arterias es que las venas son los vasos sanguíneos que entran al corazón, mientras que las arterias salen del mismo. Esta
diferencia tiene que ver con la función de cada uno de estos vasos.
Otra diferencia entre venas y arterias es estructural ya que tiene que ver con el
grosor de cada uno y en los tejidos que los componen. Debido a que las arterias tienen una capa "elástica" soporta mayores presiones de fluido que las
venas que carecen de dicha capa.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Revise las diferencias entre las venas y arterias observando atentamente un
esquema del sistema circulatorio en alguno de los libros de la bibliografía
sugerida.
Actividad N° 42
Las arterias y las venas son los vasos sanguíneos de mayor diámetro.
a. Nombre otros vasos sanguíneos de diámetro menor.
b. ¿Cómo se denominan los vasos sanguíneos a través de los cuales se produce el intercambio
gaseoso entre la sangre y las células?
c. ¿Qué características de estos vasos favorecen dicho intercambio?
El fluido sanguíneo
Todos sabemos que la sangre es, a simple vista, un líquido de coloración roja.
También conocemos por experiencia que cuando toma contacto con el aire,
este líquido "coagula", espesándose paulatinamente y formando, finalmente,
un sólido marrón rojizo (la "cascarita").
La sangre, que a simple vista parece homogénea, está formada por diversos
componentes con funciones diferenciadas y complejas.
La sangre es, sin lugar a dudas, uno de los tejidos más importantes y complejos
del organismo, tanto por su estructura como por su función.
Actividad n° 43
Para resolver esta actividad busque en los textos la definición de tejido y su vinculación con
los distintos componentes de la sangre.
a. ¿Por qué siendo un líquido, la sangre es considerada un tejido?
Tanto la porción líquida de la sangre -plasma sanguíneo- como los distintos
tipos celulares que están presentes en ella, determinan las propiedades del
fluido sanguíneo y sus diversas funciones.
Biología B • UNIDAD 2
67
Actividad n° 44
Busque en la bibliografía información sobre el plasma y los diferentes tipos celulares que componen
la sangre y complete el siguiente cuadro:
Nosotros completamos la primera fila del cuadro para ayudarlo en su
tarea con un ejemplo.
Función sanguínea
Transporte de
nutrientes
Componente sanguíneo que
participa
Plasma sanguíneo
Transporte de
Oxígeno
Transporte de Dióxido
de carbono
Función inmunológica
o de defensa
Coagulación sanguínea
Transporte de agua y
sales
Transporte de sustancias tóxicas que deben
ser excretadas
68
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Función en el organismo
Nutrición
La sangre y su función en la nutrición
El fluido sanguíneo cumple, como vimos, una serie muy importante y diversa
de funciones en el organismo. Una de ellas es la función de nutrición celular.
Esta función se cubre desde dos aspectos diferentes:
• Aporte de Oxígeno
• Aporte de alimento
El aporte de Oxígeno es posible debido a la estrecha vinculación entre el sistema circulatorio y el sistema respiratorio (nos referimos a la relación entre
capilares sanguíneos y alvéolos). A su vez, el aporte de alimento está posibilitado a través de la íntima conexión que se establece entre el sistema circulatorio y el sistema digestivo (la conexión entre capilares sanguíneos y micro
vellosidades intestinales).
El Oxígeno que proviene del aire que entra a los pulmones difunde hacia los
capilares sanguíneos y se incorpora a la sangre. Allí se fija en los glóbulos rojos
o hematíes.
Los hematíes contienen una sustancia muy particular, denominada hemoglobina, que les da su color característico
Actividad N° 45
Busque información sobre la hemoglobina y responda:
• ¿Cuál es el papel de la hemoglobina en el proceso de respiración?
Actividad N° 46
La anemia es una enfermedad causada por la disminución en la cantidad de glóbulos
rojos en la sangre respecto del valor normal. Esta enfermedad tiene como síntomas cansancio general, frecuentemente acompañado de somnolencia.
• ¿Cuál será la razón por la que una concentración de glóbulos rojos menor que la
normal produce estos síntomas?
Biología B • UNIDAD 2
69
Para sintetizar los conceptos tratados en esta sección, le presentamos un
esquema en el que se muestran las relaciones del sistema circulatorio con
los sistemas respiratorio y digestivo. Allí se representan también las sustancias transportadas en cada caso y su destino.
Actividad n° 47
Teniendo en cuenta la información que aporta el gráfico anterior:
a. Complete el siguiente esquema que representa al organismo como un sistema
abierto, colocando todos los materiales que entran y los que salen:
70
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
b. Complete el siguiente cuadro colocando los materiales que figuran en el gráfico y los
sistemas a través de los cuales entran, salen o circulan dichos materiales. Si es producto de alguna transformación, también consígnelo. Tenga en cuenta que algunos
casilleros pueden quedar sin completar.
Materiales
Entra por
Es producto de
Sale por
Circula por
Probablemente, al resolver la actividad anterior haya tenido alguna dificultad para ubicar las "sustancias de desecho producidas por las células".
En la próxima sección, aclararemos este punto.
Actividad N° 48
Normalmente, el rítmo cardíaco es aproximadamente de 75 latidos / minuto. Sin
embargo durante un ejercicio físico, o frente a un gran susto, el número de latidos por
minuto puede aumentar a más de 100.
a. Relacione este texto con su respuesta a la Actividad Nº 36.
b. Redacte un texto para explicar por qué aumenta el rítmo cardíaco al aumentar la actividad física.
En esta sección, usted ha estudiado conceptos relacionados con la incorporación, transformación, utilización y eliminación de sustancias en el
organismo humano. Ha aprendido que existe una estrecha relación entre
la estructura de los órganos y la función que cumplen. También, la importancia de la interacción entre diferentes sistemas con distintas funciones
que confluyen en una función más compleja: la obtención de materia y
energía en el organismo, es decir, el metabolismo.
En la próxima sección, analizaremos el proceso de eliminación de desechos
que son producto del metabolismo celular.
Biología B • UNIDAD 2
71
EL SISTEMA EXCRETOR: ELIMINACIÓN DE DESECHOS Y ALGO MÁS...
Una de las condiciones necesarias para la subsistencia de cualquier ser vivo es
que, dentro de determinados rangos, se mantengan constantes las condiciones
del medio interno. Por ejemplo, durante la respiración celular se produce,
constantemente, dióxido de carbono. Si este no fuera eliminado, su concentración aumentaría permanentemente en el organismo, lo cual resultaría extremadamente tóxico.
La eliminación constante de dióxido de carbono a través de los pulmones asegura que se mantenga una mínima concentración de este gas. Desde este
punto de vista, la función del sistema respiratorio contribuye con el mantenimiento del medio interno, aunque esa no sea su función principal.
Algunos sistemas de órganos desempeñan un papel preponderante en el mantenimiento de la homeostasis. Los sistemas encargados de esta importante función son fundamentalmente dos: el sistema excretor y el sistema inmunitario
.
Las funciones del sistema excretor son:
• eliminar los productos finales del metabolismo que son potencialmente
tóxicos
• mantener el equilibrio hídrico (cantidad de agua) del organismo,
• mantener constantes las concentraciones de iones fundamentales para
muchas funciones corporales (tales como los iones de potasio, sodio,
calcio, etc.).
A continuación presentamos un texto en el que se sintetizan los procesos relacionados con el mantenimiento del equilibrio hídrico y de las sustancias
disueltas en el agua dentro del organismo:
"En 1876, el fisiólogo francés Claude Bernard destacó por primera vez la importancia de lo que él denominó medio interno. Estableció que el mismo estaba constituido en lo esencial por los líquidos corporales. Estos líquidos consisten
básicamente en una solución formada por diferentes sustancias como sales y sustancias orgánicas disueltas en el agua. Esta última constituye el disolvente de la
mayor parte de las sustancias corporales y el agente que favorece la realización de
casi todos los procesos biológicos. ¿En qué parte de nuestro organismo se encuentran
estos líquidos?
Fundamentalmente se encuentran distribuidos en tres compartimientos:
a) el compartimiento intracelular (dentro de las células)
b) el compartimiento intercelular o intersticial (rodeando a las células)
c) el compartimiento intra vascular (dentro de los vasos sanguíneos y linfáticos)
72
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
A medida que la sangre circula por los capilares, el agua y los nutrientes pasan, por
diferentes mecanismos de transporte, al líquido que baña las células (el intersticial)
y luego al interior de las mismas proveyéndolas de materiales para sus actividades
metabólicas. Los desechos producidos por las células, así como las sustancias que se
encuentran en exceso, son eliminados siguiendo el mismo camino pero en sentido
inverso, es decir desde el interior celular hacia la sangre o hacia la linfa..
Finalmente, las sustancias en exceso serán eliminadas a través del sistema excretor.
Esto se representa en el siguiente esquema:
"El movimiento del agua y de los solutos entre los distintos compartimentos permite
una regulación constante del volumen y de la composición de los fluidos corporales"
En los vertebrados, incluidos los humanos, los órganos de excreción más
importantes son los riñones. Estos regulan la cantidad de agua en el organismo
y son los responsables de la formación de la orina que consiste en un concentrado de desechos metabólicos (muchos de ellos son tóxicos) y sales de diverso
tipo.
El sistema excretor humano
En la Actividad n° 47 usted debió ubicar en un cuadro las sustancias de
desechos producidas en el metabolismo celular. Estas sustancias, entre
ellas el dióxido de carbono resultante de la respiración celular, pasan a la
sangre y son transportadas hacia los lugares por donde serán eliminados.
Usted ya sabe que el dióxido de carbono es eliminado de la sangre a través
de los pulmones. Pero otros productos del metabolismo, que no son sustancias gaseosas, son eliminados a través de otro sistema: el sistema
excretor o sistema urinario. Veremos a continuación cómo es y cómo funciona este sistema en el organismo humano.
Biología B • UNIDAD 2
73
Actividad nº 49
Busque en la bibliografía información sobre el sistema urinario humano y un esquema que lo represente. Lea las funciones de los distintos órganos que lo componen e identifíquelos en el esquema.
a. Sobre la base de su estudio, complete el siguiente esquema con los nombres de cada
parte:
...................................
...................................
...................................
...................................
b. Elabore un cuadro en el que pueda volcar el nombre de cada uno de los órganos del
sistema urinario y la función que cumple cada uno.
NOTA: Probablemente usted encuentre en algunos libros que sobre los riñones están
ubicados unos órganos denominados "glándulas suprarrenales". Los mismos no tienen
vinculación con el sistema urinario sino que están relacionados con funciones hormonales que no estudiaremos aquí.
Como usted se habrá dado cuenta, el sistema urinario está formado a su
vez por varios órganos que constituyen subsistemas. Cada uno de ellos
cumple funciones específicas que contribuyen a la función general: eliminar sustancias del organismo que se encuentran en exceso.
Centraremos ahora nuestra atención en uno de estos subsistemas, el
riñón, que es donde comienza este proceso, con la formación de la orina.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Estructura y función de los riñones. La formación de la orina
Desde hace algunos años, se ha hecho cada vez más común la práctica médica del
transplante de riñón. Es un error común considerar como órganos vitales al
corazón y al cerebro y otorgar un papel secundario a otros órganos: una alteración en el funcionamiento de los riñones (así como el hígado, la medula ósea y
tantos otros órganos y sistemas) comprometen seriamente la vida de las personas.
Los riñones cumplen un papel fundamental en el mantenimiento del equilibrio homeostático, sin el cual el organismo se descompensa con graves consecuencias para el enfermo incluyendo, dependiendo del daño, la posibilidad de
muerte.
Los riñones están formados, a su vez, por una cantidad de unidades menores
llamadas nefrones. Hay aproximadamente 1.300.000 nefrones en cada riñón
humano.
Los nefrones son los subsistemas básicos del riñón y la función del órgano en
su conjunto es el resultado de la función de cada una de estas unidades donde
ocurre el proceso de formación de la orina.
Los nefrones son las estructuras clave del proceso de excreción porque
conectan el sistema circulatorio que transporta las diversas sustancias con el
sistema urinario encargado de "filtrar" la sangre y formar la orina. Una porción de los nefrones pertenece exclusivamente al sistema urinario y otra pertenece al sistema circulatorio.
Actividad n° 50
a. Busque en la bibliografía el esquema de los nefrones e identifique qué partes pertenecen al
sistema urinario y cuáles al circulatorio.
b. Esquematice la porción del nefrón en la que ocurre la filtración indicando con diferentes colores las partes correspondientes a cada sistema.
c. La formación de orina en los nefrones consiste en tres procesos íntimamente asociados a saber: Filtración, Reabsorción. Complete el siguiente cuadro con la información sobre esos procesos:
¿En qué consiste el proceso?
¿Que sustancias participan?
Filtración
Reabsorción
Biología B • UNIDAD 2
75
Actividad N° 51
La orina es un líquido de desecho que tiene una composición compleja. Un alto porcentaje es agua en la cual se encuentran disueltas una cantidad de sustancias que son producto del metabolismo celular: glucosa, sales como las de potasio o fosfatos, ácidos
como el ácido úrico o láctico, etc. Incluso, una buena parte de los medicamentos (u otras
drogas) que ingerimos se eliminan a través de la orina. Ejemplo de ello son los antibióticos o los psicofármacos.
a. Busque en la bibliografía o en las referencias de un análisis clínico de orina, la lista de sustancias
componentes de la orina y los valores considerados normales de cada una de ella.
b. Investigue cuál podría ser el diagnóstico de un paciente cuyo análisis de orina da
como resultado la presencia de altas concentraciones de glucosa.
c. Revise su respuesta a la Actividad de anticipación nº III y si lo cree necesario corríjala.
d. ¿Por qué razón es posible realizar el control anti dopping a los deportistas realizando
un análisis de orina?
Actividad N° 52
Muchos antibióticos, como la penicilina, pueden administrarse de dos formas básicas:
por vía endovenosa (inyecciones que ingresan el medicamento directamente en la
sangre) o por vía oral (comúnmente en forma de comprimidos o gotas) con el fin de que
se distribuyan por todas las células.
a. Redacte un texto donde reconstruya el recorrido que este medicamento hace desde
su ingreso al organismo por vía oral hasta que es eliminado a través de la orina. Para
ello tome en cuenta:
• Qué sistemas de órganos participan del proceso desde el ingreso del medicamento
hasta su excreción
• Cómo se transfiere la sustancia de un sistema de órganos a otro
b. Pensando en el mecanismo de formación de la orina, ¿qué explicación encuentra al
hecho de que el plasma sanguíneo tenga (aunque en concentraciones diferentes)
prácticamente los mismos componentes que la orina?
c. ¿Cómo se explica que el efecto de un medicamento administrado por vía endovenosa
es más rápido que si es administrado por vía oral?
76
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Para tener en cuenta.
Un error frecuente es pensar que, al beber, el agua que no es
absorbida en el intestino, es eliminada directamente por los
riñones. Incluso hay gente que piensa que existe un tubo que
conecta el estómago con la vejiga adonde va el agua excedente. Este es un gran error, ya que, como usted ha estudiado,
la formación de la orina es un proceso complejo, que resulta
de la filtración del agua contenida en la sangre.
Entonces: la mayor parte del agua que bebemos pasa del intestino grueso a los
capilares sanguíneos y se incorpora a la sangre. Una parte de esa agua es utilizada por las células y la que está en exceso es filtrada en los riñones junto con
otros materiales de desecho y pasa a formar parte de la orina.
2.2. Las funciones de coordinación y control
ACTIVIDADES DE ANTICIPACIÓN
Recuerde que este tipo de actividades tienen como propósito que usted
reflexione sobre lo que sabe antes de recurrir a la información.
Actividad de anticipación I
En la sección anterior usted ha estudiado una serie de procesos biológicos que tienen
lugar en diversos subsistemas del organismo humano y que se ubican en distintos niveles
de organización. A continuación le plantearemos algunas situaciones y preguntas que se
relacionan con dichos procesos:
a. Cuando estamos debajo del agua mucho tiempo, sentimos una sensación de asfixia
que nos obliga a ascender lo más rápido posible para tomar aire. La asfixia se produce por falta de oxígeno.
• -¿Qué mecanismo posibilita que, ante la falta de oxígeno en el nivel celular, nuestro
organismo reaccione moviendo los músculos que posibilitan el ascenso a la superficie del agua?
b. Cuando realizamos ejercicio físico, aumentan los latidos del corazón lo cual favorece
la llegada de oxígeno a las células musculares y la eliminación del dióxido de carbono
de las mismas, a través de la circulación sanguínea.
• ¿Qué mecanismo posibilita que el músculo del corazón (nivel de órganos) "se
entere" de que debe moverse más rápidamente cuando hay un mayor consumo de
oxígeno en el nivel celular?
Biología B • UNIDAD 2
77
c. Cuando tenemos el estómago vacío y sentimos los típicos ruidos que nos "avisan" que
tenemos apetito, solemos realizar alguna acción para calmarlo: ya sea cocinar, ir a
comprar comida hecha o abrir la heladera y comer lo primero que encontramos. En
todos los casos estamos realizando una serie de acciones bastante elaboradas.
•- ¿Qué relación existe entre la falta de comida en el estómago, la sensación de apetito, la decisión de buscar alimento y las acciones destinadas a tal fin?
d. En la Unidad 1, luego de la Actividad Nº 3, se enumeran una serie de conceptos centrales relacionados con los sistemas. Vuelva a leerlos.
•- ¿Cuál de esos conceptos relacionados con los sistemas se relaciona con las preguntas planteadas en esta actividad?
Los organismos multicelulares son sistemas de alta complejidad funcional ya
que desarrollan infinidad de funciones vitales: desde las metabólicas, que
regulan los intercambios de materia y energía con el medio y que son comunes
a todos los organismos, hasta otras como el comportamiento, el aprendizaje y
en el caso de los seres humanos, lo que calificamos como inteligencia.
La realización exitosa de las funciones mencionadas involucra la participación
de distintos sistemas y subsistemas, en los distintos niveles de organización.
Esto requiere de un preciso intercambio de información y de sistemas que
regulen y controlen la circulación de dicha información.
Si bien existen múltiples estructuras y funciones en el organismo humano que
cumplen funciones de coordinación y control, existen dos sistemas que
cumplen específicamente ese rol: el sistema nervioso y el sistema endocrino.
Son estos sistemas los que reciben la información tanto del medio externo
como del interior del organismo. Esta información es procesada y genera respuestas que adecuan las funciones orgánicas a los cambios que se producen o
que restablecen el equilibrio perdido o amenazado.
Los sistemas nervioso y endocrino están estrechamente ligados entre sí.
Mientras que el sistema nervioso se caracteriza por acciones rápidas y de corta
duración, el endocrino se caracteriza por una acción más lenta pero mucho
más persistente en el tiempo.
Sintéticamente, podemos considerar que el sistema nervioso funciona a partir
de señales de tipo eléctrico, mientras que el endocrino supone el envío de
señales químicas, por vía sanguínea, a distintas partes del organismo.
EL SISTEMA NERVIOSO Y SUS PRINCIPALES FUNCIONES
Frente a diversas situaciones solemos decir "me siento nervioso". Esta expresión
alude casi siempre a un sentimiento complejo e indefinido, pero del cual
podemos detectar algunas manifestaciones orgánicas muy distintivas como por
ejemplo, el temblor de las manos o la barbilla, el aceleramiento del corazón,
78
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
cierta picazón en pies y manos, sudoración excesiva, repentinas ganas de orinar,
etc. Atribuimos ese estado a "algo" que esta pasándonos a nivel de nuestro
cerebro: pensamientos inquietantes, emociones fuertes, situaciones de estrés.
El cerebro es considerado por los humanos como el "órgano maestro" que dirige
los sentimientos y pensamientos, incidiendo directamente sobre nuestras
acciones. Además sabemos que una alteración en su funcionamiento normal
puede producir, bajo determinadas circunstancias, cambios notables en el conjunto de nuestro organismo sin que podamos controlarlos fácilmente.
¿Cuáles son los nexos entre el cerebro y el resto del organismo que producen tales efectos? Analizaremos este tema a continuación.
Actividad N° 53
Busque en la bibliografía un esquema general del sistema nervioso humano.
a. Identifique en el esquema los siguientes componentes:
• El cerebro
• La médula espinal
• Los nervios
b. ¿Por qué se denomina Sistema Nervioso Central (SNC) a la parte del sistema nervioso
formada por el cerebro y la médula espinal?
c. ¿Cómo se llama la porción del sistema nervioso formada por los nervios?
d. ¿Qué tipo de nervios existen? ¿En cuáles de sus características se basa su denominación?
e. ¿Es posible afirmar que el sistema nervioso posee una organización jerárquica? ¿Por
qué?
Para tener en cuenta
¡Cuidado! Es frecuente confundir la médula espinal con la
médula ósea. Son dos cosas totalmente distintas. La médula
espinal ubicada en el interior de las vértebras es parte del sistema nervioso y transmite el impulso nervioso desde y hacia
el cerebro. La medula ósea ubicada en los huesos largos, en el
esternón y en algunos pocos huesos más es parte de sistema
sanguíneo. Allí residen las células generadoras de los glóbulos
rojos, glóbulos blancos y plaquetas sanguíneas.
Biología B • UNIDAD 2
79
Actividad n° 54
El Sistema Nervioso Periférico (SNP) controla las respuestas tanto motoras como sensitivas del organismo. La porción motora del SNP depende, a su vez, de dos subsistemas
que se denominan Sistema Nervioso Autónomo y Sistema Nervioso Somático.
a. ¿Qué tipo de funciones cumple cada uno de estos sistemas?
b. ¿En qué partes se subdivide el Sistema Nervioso Autónomo y qué funciones cumple
cada una de estas partes? ¿Por qué se dice que ambas funcionan en forma antagónica?
c. ¿Todas las funciones del sistema nervioso somático controlan los movimientos voluntarios? ¿Qué excepciones puede mencionar?
Actividad n° 55
En el siguiente esquema se integran las distintas partes del sistema nervioso humano.
Busque información en la bibliografía y complete las etiquetas en blanco del esquema con el nombre
de las estructuras correspondientes
80
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad N° 56
Una vez que ha estudiado y comprendido las funciones del sistema nervioso, revise sus
respuestas a la Actividad de Anticipación del apartado 2.2. y complete o corríjalas según
lo crea necesario.
Las neuronas y el impulso nervioso
La estructura general del sistema nervioso que vimos en el punto anterior,
tiene como base estructural y funcional a un tipo celular muy particular: la
neurona.
Una neurona es una célula muy especializada en establecer comunicación a
través de señales eléctricas.
Como toda célula eucariota, las neuronas están rodeadas por una membrana
plasmática, posee un núcleo con el material genético y un citoplasma con
diversas organelas, entre las que se destacan mitocondrias y vesículas de
diverso tipo. Sin embargo, las neuronas tienen una forma muy particular, que
está estrechamente relacionada con la función que cumplen.
Todo el sistema nervioso está constituido por millones de neuronas interconectadas, que transmiten señales químicas y eléctricas desde y hacia el SNC.
Estas señales se conocen como impulso nervioso.
Actividad n° 57
Busque en la bibliografía la estructura básica de una neurona y recuerde los nombres y las funciones
de sus partes. Luego trate de completar el siguiente esquema.
Biología B • UNIDAD 2
81
a. ¿Qué significa que el impulso nervioso es unidireccional?
b. Indique con una flecha debajo del esquema cuál es la dirección de propagación del
impulso nervioso.
Actividad n° 58
Busque en la bibliografía los principios elementales de la conducción nerviosa.
El impulso nervioso es una señal eléctrica que se produce por una diferencia en la concentración de las cargas eléctricas a un lado y otro de la membrana de la neurona.
Aunque no veremos en detalle la forma en que se produce el impulso nervioso, es
importante saber que este tiene lugar de a "saltos". Estos saltos ocurren cuando los
axones están recubiertos por una sustancia grasa aislante de la electricidad llamada mielina.
a. Compare la conducción "a saltos" con la continua.
b. ¿Cuál es la ventaja de la conducción a saltos del impulso nervioso?
Nos queda ahora estudiar cómo se transmite la señal eléctrica que denominamos impulso nervioso de una neurona a otra, y también, como veremos
más adelante, de una neurona a un tejido u órgano determinado.
La transmisión del impulso nervioso se produce a través de lo que se denomina la sinapsis, que es la zona de contacto entre los botones o vesículas terminales del axón y los cuerpos de otras neuronas o sus dendritas.
Actividad n° 59
Busque información sobre la sinapsis y responda:
a. ¿Qué tipos de sinapsis existen?
b. ¿A qué se denomina neurotransmisores y en qué tipo de sinapsis actúan?
c. ¿Cuál es el tipo de sinapsis más común en los seres humanos?
82
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Hasta el momento hemos tomado en cuenta solamente la conexión de unas
neuronas con otras. Estas conexiones forman intrincadas redes por donde
circulan los impulsos nerviosos. Sin embargo las sinapsis no se establecen
solamente entre neuronas. En la siguiente actividad usted investigará cuáles
son los órganos o tejidos que establecen sinapsis con las neuronas.
Actividad n° 60
a. ¿Con qué otros órganos o tejidos establecen sinapsis las neuronas? Dé ejemplos y
relate sintéticamente la acción que promueven estas conexiones.
b. ¿A qué se denomina placa motora?
Algunas reflexiones sobre el sistema nervioso...
Hasta ahora hemos descripto algunas características generales de la organización del sistema nervioso, de las neuronas como la unidad básica de
organización de dicho sistema y del impulso nervioso como la señal que se
transmite de neurona a neurona para enviar o recibir estímulos en los
órganos sensoriales o motores.
Es importante detenernos aquí un momento para hacer una reflexión
sobre los conocimientos y comprensión real que la ciencia tiene sobre el
sistema nervioso, más allá de su descripción.
El impulso nervioso no lleva la información tal cual la recibe el organismo. Es
decir, lo que viaja a través de las neuronas no es ni el sonido, ni el color ni la
textura que percibimos, sino impulsos eléctricos y neurotransmisores.
Tampoco hay diferencia entre un impulso nervioso que lleva, por ejemplo,
información visual de otro que lleva información auditiva, ya que en ambos
casos lo que se transmiten son impulsos eléctricos. Es el cerebro el encargado
de decodificar la información que llega en forma de estos impulsos, interpretarla y procesarla según el tejido u órgano del cual proviene dicho impulso.
Para comprender mejor la manera en que el cerebro interpreta la información
nerviosa, nos permitiremos hacer una analogía con el funcionamiento de una
computadora.
La acción del operador al oprimir la tecla "A" en el teclado de una computadora, no determina que una "A" recorra el cable del teclado hasta el "cerebro"
de la máquina. Lo único que "viaja" a través del cable es un pulso eléctrico.
Biología B • UNIDAD 2
83
El "cerebro" de la máquina interpretará ese pulso en función del lugar del
teclado de donde proviene y, a través de un complejo sistema de decodificación lo "traducirá" como una A. Simultáneamente generará otros pulsos eléctricos que nos mostrarán la letra en la pantalla.
Se sabe que la sinapsis de tipo química es más específica que la eléctrica, en
cuanto a la forma en que se transmite la información. En primer lugar, se han
identificado más de 60 neurotransmisores diferentes, cada uno de ellos con
funciones específicas, que desencadenan a su vez diferentes respuestas del sistema nervioso ante los estímulos.
En segundo lugar, la intensidad del impulso puede variar según la cantidad de
neurotrasmisores que se liberen en la sinapsis. Por ejemplo, la mayor o menor
contracción de los músculos ante un mismo estímulo o la percepción más o
menos intensa del dolor, dependen de la cantidad de neurotransmisores en la
sinapsis.
Finalmente existen neurotransmisores que estimulan una función y otros que
la inhiben. Muchas de las drogas actuales que se utilizan en medicina para
mitigar el dolor, evitar las alucinaciones u otras alteraciones nerviosas, provocar el sueño, etc. se basan en el bloqueo (impiden la acción) o la estimulación de la acción de ciertos neurotransmisores cuyo efecto ya es bien conocido.
Hoy sabemos que el cerebro humano tiene unos cien mil millones de neuronas, cada una de ellas interconectada, al menos, con otras 10. Esta inmensa
red de conexiones es tan compleja que parece escapar a la posibilidad de conocerla estructural y funcionalmente en detalle.
Por lo tanto, la idea general que se tiene hasta el momento sobre la forma en
que los estímulos ingresan al sistema nervioso central, cómo son decodificados
y cómo generan determinadas respuestas, nos explica sólo algunas de las funciones elementales de ese sistema. Sin embargo, estas teorías no han logrado
explicar qué son los sueños, la imaginación, la memoria, el lenguaje, etc. Al
parecer todavía falta mucho para que la neurobiología nos provea una explicación sobre esas complejas funciones humanas.
84
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
EL SISTEMA ENDOCRINO
El cuerpo humano posee una serie de glándulas que secretan diversas sustancias que intervienen regulando muchos de los eventos que ocurren en nuestro
organismo. Algunos de esos eventos son tan "simples" e íntimos, como la
absorción de agua por parte de los riñones y otros tan "delatores" como los
cambios corporales o de la voz a través de los años. Esas sustancias son mensajeros químicos denominados hormonas y su producción está a cargo de una
serie de glándulas que, en conjunto, conforman el sistema endocrino.
Hace más de dos mil años, el filósofo griego Aristóteles observó que la castración de animales machos alteraba muchas de las características visibles de los
mismos. Siglos después (hacia el 1800) otros experimentos demostraron que
los testículos y los ovarios secretaban sustancias que determinaban algunos de
los rasgos característicos del sexo de su portador. Dichas sustancias son las hormonas sexuales.
Actualmente se conocen cerca de una decena de glándulas (glándulas endocrinas) que secretan hormonas con funciones diferentes.
Actividad n° 61
Busque en la bibliografía un esquema del cuerpo humano donde se indiquen la distribución de
las glándulas endocrinas y lea la información sobre su funcionamiento.
a. ¿Cómo llegan las hormonas desde su lugar de origen al denominado "órgano
blanco" donde ejercen su efecto?
b. Nombre por lo menos cinco procesos vitales regulados por hormonas.
La acción de la insulina es un ejemplo de regulación hormonal del metabolismo. Cuando dicha hormona no funciona correctamente ocasiona una enfermedad denominada diabetes.
A continuación presentamos un artículo periodístico que hace referencia
a la diabetes.
Biología B • UNIDAD 2
85
Actividad n° 62
Lea atentamente el siguiente artículo periodístico, aparecido en el diario Clarín y luego
responda las preguntas que se le plantean.
48 • SALUD • CLARIN • Sábado 18 de setiembre de 1999
Diabetes: La padece un
millón y medio de argentinos
L
a hormona insulina es imprescindible
para el cuerpo. Cuando el organismo
no la produce, o no la utiliza como sería esperable, aparece la diabetes...
[Uno de los tipos de diabetes]... afecta a entre
un 5 y un 10 por ciento de los diabéticos, y se
da mayormente en chicos y adultos jóvenes.
Este tipo de diabetes es insulinodependiente,
es decir que los pacientes necesitan inyectarse diariamente insulina para sobrellevar la enfermedad.
dependiente". Se calcula que 20 de cada cien
mil argentinos mueren por causas vinculadas
a la diabetes.
En la Argentina hay un millón y medio de diabéticos, pero no todos saben que la padecen:
un 30 por ciento no ha sido diagnosticado, y
otro 25 por ciento o no se trata o no lo hace
adecuadamente. "Del total de enfermos, menos del 10 por ciento sufre diabetes insulino-
La diabetes se anuncia con cinco síntomas
clave frente a los cuales hay que hacer una
consulta médica: orinar más de lo habitual, tener una sed intensa, presentar un cansancio
general y tener antecedentes familiares de
diabetes y obesidad.
La Organización Mundial de la Salud (OMS)
calcula que, para el año 2025, la diabetes aumentará en un 122 por ciento, y trepará de los
135 a los 300 millones de enfermos. La mayor
cuota del aumento se dará en los países en desarrollo, en donde ya vive el 76 por ciento de
las personas diabéticas.
Busque en la bibliografía información sobre el mecanismo de regulación hormonal de la cantidad de
azúcar en sangre.
Sobre la base de su estudio y teniendo como referencia el artículo del diario, responda
las siguientes preguntas:
a. ¿Cuál es la glándula que secreta la insulina y qué función cumple esta hormona en el
organismo?
b. ¿Qué otras hormonas están relacionadas con la regulación de la cantidad de azúcar
en la sangre?
c. ¿Cuál es el tratamiento que se lleva adelante para superar las dificultades que causa
dicha enfermedad?
d. ¿Cuál sería el efecto además del aumento de azúcar en la sangre o hiperglucemia
sobre una persona insulinodependiente, si no se le administrara la hormona?
86
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Como ya adelantamos, las hormonas no sólo actúan estimulando o inhibiendo procesos químicos dentro del organismo, sino que también tienen su
efecto en la apariencia y el comportamiento del mismo. Un ejemplo es la
acción de las hormonas adrenalina y la noradrenalina.
Dichas hormonas son segregadas por las glándulas suprarrenales ubicadas
sobre los riñones y están directamente vinculadas con el Sistema Nervioso
Central (SNC).
Ciertos estímulos (visuales, táctiles, olfativos o propios del cerebro como evocaciones, sueños o pensamientos) que provocan alarma o pánico, actúan sobre las
glándulas suprarrenales estimulando la liberación de adrenalina y noradrenalina.
Estas hormonas permiten incrementar la actividad corporal, preparando las
condiciones para que ante las situaciones de estrés (como el temor ante un
peligro inminente), el organismo pueda reaccionar (defenderse o huir). Dichas
condiciones fisiológicas se caracterizan por la aceleración del ritmo cardíaco,
la elevación de la presión arterial y de los niveles de azúcar en la sangre.
Actividad n° 63
a. ¿Cómo se relaciona el incremento de azúcar en sangre, la aceleración del ritmo
cardíaco y el aumento de la presión arterial con la posibilidad del organismo de
actuar frente al miedo?
Le sugerimos que antes de responder repase el papel del sistema circulatorio en la función de la
nutrición celular, en las unidades anteriores de esta Guía.
Muchos de los ciclos de la actividad humana (a veces llamado biorritmo)
dependen de la concentración de ciertas hormonas. Una hormona que determina estos ciclos es el cortisol, cuya acción es junto a otra batería de hormonas
como la insulina y la adrenalina regular la cantidad de azúcar en la sangre. El
cortisol promueve la liberación de las reservas de glucosa en la sangre desde su
"depósito" en el hígado.
Actividad n° 64
En el siguiente gráfico se muestra cómo varía la concentración de cortisol en la sangre
de una persona a lo largo del día.
Teniendo en cuenta la acción del cortisol, el papel de la glucosa en el organismo y los
datos que aporta el gráfico, responda las preguntas que siguen:
a. ¿Qué importancia tiene para el organismo la cantidad de glucosa en la sangre?
Biología B • UNIDAD 2
87
b. ¿Qué relación se puede establecer entre la cantidad de cortisol en la sangre y las actividades humanas a lo largo del día?
c. A partir del análisis de este gráfico, fundamente la importancia de tomar un buen
desayuno.
Si bien los estímulos del ambiente impactan sobre el SNC, muchas veces la
respuesta del organismo a dichos estímulos depende de la acción coordinada
e integrada de ambos sistemas. En el siguiente esquema se representa un
ejemplo de integración de dichos sistemas:
Cuando se produce un
sonido fuerte que provoca
alarma,
organismo
nuestro
reacciona
huyendo del posible peligro. En este proceso, el
oído capta el estímulo
sonoro que es transmitido a través de los nervios del SNP hasta el SNC.
El SNC procesa la información y envía señales
en dos sen-tidos: uno es
a través del sistema nervioso a los músculos del
cuerpo que se pon-drán
tensos
y
listos
para
escapar. Otras seña-les
van a órganos del sistema endócrino (en este
caso a la corteza adrenal
y el páncreas) que responden liberando hormonas
que
provocan
cambios en el organismo
que lo disponen para un
alto consumo de energía
relacionado
con
el
posible peligro.
88
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Como dijimos anteriormente los sistemas endocrino y nervioso regulan las
funciones del organismo en forma muy eficiente.
En el ejemplo mostrado en el esquema anterior, una vez pasado el peligro (cese
del estímulo sonoro, identificación del mismo como falto de peligro, huida del
lugar del hecho) las funciones orgánicas vuelven a los valores que tenían previamente al hecho que provocó su alteración. De esta forma, se normaliza la
propagación de los estímulos nerviosos y la secreción de las hormonas implicadas en el proceso, la concentración de azúcar en la sangre, la presión arterial,
los latidos cardíacos y la actividad de la musculatura esquelética vuelven a sus
valores habituales.
Para finalizar con esta parte de la Unidad, diremos que existen dos formas
básicas de regulación de la secreción hormonal. Estas formas básicas responden a lo que se conoce como mecanismos de retroalimentación, que
pueden ser de retroalimentación positiva o de retroalimentación negativa. Usted investigará este tema en la siguiente actividad.
Actividad n° 65
Busque en la bibliografía la explicación sobre los mecanismos de retroalimentación positiva
y negativa.
a. Cada uno de los siguientes esquemas representa uno de los dos tipos de retroalimentación. Indique a cuál corresponde cada uno:
Caso A
Caso B
b. Escriba un ejemplo de cada tipo de mecanismo de retroalimentación.
Biología B • UNIDAD 2
89
Para tener en cuenta
A lo largo de esta Unidad usted ha tenido oportunidad de
estudiar las funciones de nutrición y de regulación y control
del organismo humano. Estas funciones son realizadas por un
conjunto de sistemas y subsistemas que, para ello, interactúan
de manera coordinada.
El estudio de cada una de estas funciones puede realizarse
focalizando la atención en distintos niveles de organización:
desde los órganos que se reúnen en sistemas y cumplen una
función determinada (como podrían ser los vasos sanguíneos
y el corazón que cumplen la función de circulación) hasta los
tejidos que componen a dichos órganos (como pueden ser los
tejidos de las venas y de las arterias y cuyas diferencias nos
permiten entender las diferencias en las funciones de cada
uno de esos vasos sanguíneos).
Cualquiera sea la función que estemos analizando, encontraremos que existe una estrecha relación entre esa función y el
nivel más básico, el sistema vivo más simple: las células que
componen nuestro organismo. Al tratar las funciones de
nutrición, estudiamos que los órganos y sistemas implicados,
actúan en conjunto proporcionando nutrientes a las células y
eliminando sus desechos.
En el caso de los sistemas de regulación y control, hemos visto
cómo el impulso nervioso es transmitido de neurona a neurona e incide ya sea en las células musculares contrayéndolas,
ya sea en las células de una glándula provocando la fabricación y secreción de determinada hormona, ya sea en otras
células del sistema nervioso provocando dolor o distinto tipo
de sensaciones.
Antes de continuar el estudio lo invitamos a realizar la Autoevaluación de
la Unidad 2.
Las actividades que contiene lo ayudarán a revisar conceptos, corroborar
el aprendizaje que usted ha logrado y le servirán como ejercitación para
el examen de la materia.
90
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
3
Las interacciones entre los sere vivos
y el ambiente
INTRODUCCIÓN
Hasta la segunda mitad del siglo XIX, el estudio de los seres vivos tenía un
enfoque fuertemente descriptivo: se coleccionaban animales y plantas, se los
clasificaba, se estudiaban y describían sus partes para comprender su funcionamiento. Pero, aproximadamente a partir de 1850, la Biología dio un vuelco
en su modo de considerar a los seres vivos. Por una parte, las ideas evolucionistas comenzaron a considerar los cambios en los organismos a través del
tiempo y a relacionar estos cambios con los cambios a lo largo de la historia
del planeta. Por otra parte, comenzó a cobrar gran importancia tener en
cuenta ya no a los organismos aislados, sino en su relación con el ambiente
físico con el que interactúan permanentemente.
La ciencia que estudia las interacciones entre los organismos y el ambiente
físico en el que están inmersos es la Ecología, una de las ramas más recientes
de la Biología, que cuenta con "apenas" un siglo de existencia. Los estudios
ecológicos requieren de enfoques diferentes de aquellos más descriptivos de
principios del siglo XIX, ya que se trata de estudiar el conjunto, más que de
analizar cada una de las partes. Un enfoque de este tipo, se vale de la noción
de sistema.
El papel creciente del hombre en la transformación de la naturaleza para su
propio provecho y los perjuicios que estas transformaciones a gran escala
pueden provocar sobre el medio -y por lo tanto sobre las propias condiciones
de vida de la humanidad- han acrecentado aún más la importancia de los estudios ecológicos.
Algunas de las cuestiones que pertenecen al dominio de la Ecología y que se
tratarán en esta unidad son:
• la manera en que los seres vivos dependen de otros organismos y de las
condiciones ambientales
• cómo afectan los cambios en las condiciones ambientales a la subsistencia
de los organismos
• cómo se modifican los seres vivos unos a otros y al ambiente
• la noción de sistema aplicada al estudio de estas interacciones complejas
entre seres vivos y ambiente.
Biología B • UNIDAD 3
91
UNIDAD 3
UNIDAD
A lo largo de esta Unidad, nuestro trabajo se concentrará en conocer los
aspectos más importantes de este modo particular de estudiar la naturaleza y tratar de explicar su funcionamiento.
Actividad de anticipación
A continuación le proponemos una actividad con el fin de introducirlo en
el tema central de esta Unidad. Le sugerimos realizarla con los conocimientos que usted tenga, sin consultar bibliografía. En caso de que
encuentre dificultades para resolverla, mantenga los interrogantes y
vuelva a ellas una vez que haya finalizado el resto de las actividades de la
Unidad.
Actividad de Anticipación I
El término ecología se ha convertido en los últimos años en una palabra muy empleada
en diversos ámbitos: en la publicidad de diversos productos, en la prédica de los políticos, en la práctica de actividades deportivas o turísticas.
Este uso tan extendido y a veces inadecuado del término ecología hace que su significado se vuelva confuso.
a. Confeccione una lista de productos, acciones o actitudes en las que suele emplearse
el sustantivo ecología o bien el calificativo de ecológico. Ponga especial atención en
los dichos o escritos de los medios de comunicación.
b. Explique brevemente qué significado tiene para usted dicho término en cada una de
las expresiones de la lista que elaboró en el punto a.
c. Busque en la bibliografía la definición de ecología y compárela con la respuesta que
usted elaboró en el punto b. Señale las principales diferencias entre las distintas
expresiones del término ecología.
92
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
3.1. La ecología: distintos significados para
un mismo término.
En la Actividad de Anticipación usted ha apelado a su memoria y a sus
conocimientos anteriores a este curso para definir el término ecología.
Luego ha contrastado esas ideas con las definiciones que figuran en la
bibliografía. Tenga presente dichas definiciones, ya que le servirán como
punto de partida para profundizar el tema en las secciones siguientes.
La palabra ecología proviene de la conjunción de dos vocablos griegos: oikos,
que significa "casa", el ambiente en que habitamos y logos: tratado, estudio.
Desde este punto de vista, el significado de ese término sería el estudio del
ambiente en que habitamos.
En 1870 el zoólogo alemán Ernst Haeckel dio a la palabra un significado más
amplio. Según Haeckel la ecología debía entenderse como el estudio del
ambiente natural y de las relaciones de los organismos entre sí y con su
entorno.
La Ecología comenzaba así a transformarse en una disciplina científica
que se ocupa de estudiar cómo interactúan los organismos entre sí y con
el ambiente que los rodea.
El ecólogo inglés Arthur Tansley, en 1930, acuñó el término ecosistema o sistema ecológico para definir la unidad de estudio de la ecología.
El centro del estudio de los ecólogos está puesto en un sistema cuyos componentes principales son los organismos, los factores físicos del entorno,
las interacciones entre los organismos entre sí y entre los organismos y el
entorno.
Actividad nº 66
A continuación le presentamos una definición de ecosistema:
"Definimos como ecosistema al sistema formado por un conjunto de organismos y el
ambiente en que habitan. Estos elementos que forman el conjunto establecen relaciones
complejas entre sí".
a. Busque en la bibliografía otras definiciones de ecosistema y cuáles son sus componentes.
b. Compare esa información con la definición expuesta anteriormente ¿qué tienen en
común?
c. Escriba usted mismo una definición de ecosistema lo más completa posible.
Biología B • UNIDAD 3
93
3.2. La Tierra concebida como un
mosaico de ecosistemas.
EL ECOSISTEMA: UN MODELO DE ANÁLISIS.
En la Unidad 1 introdujimos la idea de sistema como un modelo adecuado
para analizar determinados aspectos del funcionamiento de los seres vivos. En
esa oportunidad lo definimos así:
Un sistema es un conjunto de elementos con una cierta organización, que
interactúan entre sí y cumplen una determinada función.
Ahora profundizaremos un poco más en el concepto de sistema, ya que éste es
uno de los más importantes para caracterizar a los sistemas ecológicos o ecosistemas, que constituyen el objeto principal de estudio de la Ecología.
El siguiente texto lo ayudará a introducirse en esta temática.
El concepto de sistema*
El desencadenamiento de una tormenta, el nacimiento de un ser vivo, la formación de minerales en las entrañas de la Tierra, la formación del arco iris, la descomposición de los alimentos, la oxidación del hierro... son todos fenómenos a los
que llamamos "fenómenos naturales", ya que suceden de manera independiente de
nuestra planificación o voluntad. El conjunto de estos fenómenos constituyen lo que
llamamos "la naturaleza". Esta naturaleza es compleja, muchos de los fenómenos
naturales están relacionados entre sí, y es muy difícil estudiarlos a todos juntos. Por
esta razón, los científicos "recortan" ciertos aspectos parciales del conjunto, y dejan
otros de lado.
Una manera de "recortar" o aislar una porción de la naturaleza para estudiarla,
es definir un sistema. Es importante comprender que cuando hablamos de aislar
o recortar, no nos referimos a una acción física y concreta, sino a una idealización,
a una forma de pensar e imaginar lo que se va a estudiar. De este modo, estos sistemas no existen en la realidad, sólo existen en el pensamiento del investigador, que
al decidir que va a estudiar tal y cual aspecto de la naturaleza, establece los límites
de su sistema, definiendo cuáles objetos y procesos entran dentro del mismo, y cuáles
no. Los objetos y fenómenos que no están dentro de los límites del sistema constituyen el medio o el entorno del mismo.
* Este texto ha sido adaptado del libro "Química 1. Fundamentos" de Aldabe, Aramendía, Lacreu (Ediciones Colihue) 1998.
94
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Veamos un ejemplo:
Un turista que disfruta de este panorama, verá aquí un bello paisaje formado por
diversos objetos como un lago con un témpano, escuchará si tiene suerte la rotura
de parte del témpano y podrá observar el desprendimiento de trozos de hielo que
quedan flotando en el agua. También podrá imaginar otros objetos no visibles,
como pueden ser los organismos que habitan en el agua. Si tiene ciertas inclinaciones científicas podrá, además, detenerse a imaginar la ocurrencia de una serie
de fenómenos: parte del agua sólida se está derritiendo, parte del agua líquida se
está evaporando, algunas sustancias se están disolviendo, etc.
En principio, nada hace pensar que esto sea un sistema. Pero si nos interesa estudiar, por ejemplo, cómo evolucionará este paisaje a lo largo del tiempo, o qué sucederá con los hielos si cambia bruscamente la temperatura de la zona, entonces,
puede resultar conveniente abstraernos del conjunto del paisaje, y concentrarnos
sólo en los aspectos que nos interesa estudiar. Es decir, establecer nuestro sistema de
estudio.
Todo el conjunto puede considerarse un sistema, pero también puede considerarse
un sistema una cierta porción de ese conjunto, como puede ser la porción líquida,
o la zona en que interactúan la porción líquida con la atmósfera. Todo depende de
qué es lo que se quiera estudiar.
En cada caso los límites del sistema serán diferentes. Hay que tener en cuenta que
nos estamos refiriendo a un límite hipotético, imaginario, que no tiene que ver
con los límites físicos que observamos.
Por ejemplo, si lo que nos interesa estudiar es sólo la porción líquida, los límites del
sistema no serán las orillas del lago. El límite de nuestro sistema será lo que separa
al líquido, tanto del suelo como de la atmósfera, de las porciones sólidas y de los
seres vivos que viven en el agua.
Biología B • UNIDAD 3
95
INTERACCIONES CON EL MEDIO
Salvo que estemos en presencia de un sistema totalmente aislado, los sistemas
interactúan con el medio que los rodea. Que un sistema interactúe con el
medio significa que entre ambos existe un intercambio de materia y energía
y que en este intercambio ambos, medio y sistema, se modifican.
Las propiedades de un sistema dependen tanto de las interacciones entre sus
elementos como de las interacciones con el medio.
Cuando se modifican los elementos del sistema, o las condiciones del medio,
se modifican también las propiedades del sistema que estamos analizando.
Así, si el sistema que estamos analizando es el agua sólida, al variar la temperatura o la presión del medio, variará también, por ejemplo, el número de
moléculas en el témpano que pasarán a formar parte del agua líquida.
Actividad nº 67
En esta actividad le proponemos volver a trabajar con el concepto de sistema estudiado en la
Unidad 1.
a. Vuelva a la Unidad 1, lea el punto 1.2 y revise las actividades que usted resolvió.
b. Teniendo en cuenta lo leído en la Unidad 1 y lo que dice el texto "El concepto de sistema" de la página anterior, sintetice los conceptos más importantes asociados a la
idea de sistema.
c. Enumere todas aquellas características de los ecosistemas por las cuales son considerados un sistema.
d. Considerando la definición de ecosistema, ¿por qué razón los sistemas agua líquida,
agua sólida y agua gaseosa no pueden ser considerados como "ecosistemas"?
96
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 68
Observe las siguientes ilustraciones*
1.- Nuestro planeta
2.- Una costa arenosa
3.- Costa atlántica: Península de Valdés
4.- Zona de dunas
5.- Franja de arena bajo el borde de la
pleamar
a. ¿Se puede considerar que lo que muestran las ilustraciones son ecosistemas? ¿En qué
se basa su respuesta?
b. Imagine que usted es un ecólogo que le interesa estudiar las siguientes cuestiones:
• Las consecuencias que tendría un aumento de la temperatura ambiente sobre las
masas de agua del planeta
• El efecto que podría producir el derramamiento de petróleo en el mar, sobre las
poblaciones de ballenas y lobos marinos
• Las consecuencias ecológicas de un descenso permanente de las mareas
• El efecto que sobre los animales de la zona produciría un pesticida aplicado a la
vegetación
Indique cuál de los ecosistemas representados en la ilustración sería más apropiado
definir para realizar cada uno de los estudios mencionados. Para ello coloque el número
de ilustraciones seleccionada, en el recuadro correspondiente.
c.Justifique sus respuestas.
*
Estas ilustraciones han sido extraídas y adaptadas del libro Ciencias Biológicas 3 de Lacreu, L; Rubel, D y otros - Editorial
Santillana. Buenos Aires. 1994.
Biología B • UNIDAD 3
97
Una selva, un desierto y un río son lugares que parecieran estar delimitados
"naturalmente". Pero lo cierto es que los ecosistemas no presentan límites previamente definidos, ni precisos. Consideremos un pastizal que se continúa en
un bosque. Aunque podamos realmente definir la zona donde se produce el
cambio de paisaje, no nos es posible establecer de forma tan clara dónde finaliza y dónde comienza cada ambiente. Es el ecólogo quien establece dichos
límites en función de las necesidades de su trabajo.
Así, por ejemplo, si un investigador se propone realizar un estudio ecológico
sobre el Río de La Plata, puede que incluya en él un análisis de las costas del
río, de sus aguas y aún de las islas que lo conforman, si así lo requiriesen sus
objetivos de investigación.
Pero si en cambio sólo desea estudiar la ecología de la Isla Martín García (ubicada en le Río de la Plata) es posible que no incluya en su estudio el análisis
de la costa de Buenos Aires, ni tampoco de la costa uruguaya del río.
Por lo tanto, es posible considerar como ecosistemas a un río en su conjunto,
sólo a las costas del mismo o únicamente a una de sus islas.
La noción de ecosistema es un concepto abstracto, una manera de pensar
las cosas, de la que nos valemos para explicar, interpretar y analizar las
relaciones de los seres vivos entre sí y con el ambiente en que viven.
Actividad nº 69
El título que encabeza esta sección se refiere a la Tierra como un mosaico de ecosistemas.
a. Busque en la bibliografía la definición de Biosfera.
b. Tomando en cuenta esa definición y lo estudiado hasta aquí, explique por qué cree
usted que hemos elegido ese título.
3.3. Estructura de los ecosistemas.
Poblaciones y Comunidades
Como ya señalamos anteriormente, en el estudio de los sistemas no sólo interesan sus componentes sino también las interacciones que se establecen entre
ellos. El estudio de las interacciones incluye tanto las que establecen los organismos entre sí, como las de los organismos con el ambiente.
Cuanto mayor sea el número de interacciones dentro de un sistema, más
complejo será dicho sistema.
98
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
En el caso de los ecosistemas, el estudio y conocimiento de cómo son esas interacciones, da idea de cómo dependen unos organismos de otros, y del
ambiente en que viven. Esto es de suma importancia, ya que permite prever
cómo se modificará el sistema en su conjunto si se modifica el ambiente o
algunos de sus componentes.
Si bien la unidad de estudio de la ecología es el ecosistema, este último puede
concebirse como formado por subsistemas. Por eso, el estudio que realizan los
ecólogos en un ecosistema puede llevarse a cabo centrándose en algunos de los
subsistemas. Esto dependerá de cuáles sean los intereses y objetivos de la
investigación ecológica que se propongan realizar. A continuación enumeramos algunos estudios ecológicos que responden a objetivos muy diferentes:
Los ecólogos pueden interesarse, por ejemplo, en:
• Analizar las influencias de los cambios temperatura sobre todos los organismos que habitan una región determinada: por ejemplo, los vegetales y
animales que pueblan un bosque.
• Investigar el modo en que la temperatura afecta a una sola especie de
árboles de ese bosque: por ejemplo, a cierta especie de pinos.
• Interesarse por investigar cómo influye la introducción de una especie
nueva: por ejemplo, cómo afecta la introducción de ciertos peces en un
lago, a todas las otras especies de peces que allí habitan.
• Indagar sólo sobre las características de cierta especie en particular, por
ejemplo una especie de pez de interés comercial.
Actividad nº 70
Busque en la bibliografía los conceptos de comunidad y población. Luego, vuelva a leer los ejemplos
del párrafo anterior y responda:
a. ¿En cuáles de los ejemplos anteriores el ecólogo toma como unidad de estudio a una
comunidad, y en cuáles toma a una población?
b. ¿Cuál es la diferencia entre población y especie?
c. ¿Por qué piensa que en el estudio de los ecosistemas se toma como referencia a las
poblaciones y no a las especies?
d. Ordene de mayor a menor complejidad los siguientes sistemas y subsistemas
Población - ecosistema - individuo - comunidad
Biología B • UNIDAD 3
99
Actividad nº 71
Las interacciones entre los organismos pueden estudiarse en dos niveles de análisis: las
relaciones interespecíficas y las relaciones intraespecíficas.
a. Busque en la bibliografía la definición de las relaciones inter e intraespecíficas y ejemplos de cada
una de ellas.
b. Con la información recabada complete el siguiente cuadro:
TIPOS
Relaciones
interespecíficas
Relaciones interespecíficas
TIPOS
EJEMPLOS
EJEMPLOS
Relaciones
Relaciones
intraespecíficas
intraespecíficas
c. ¿A cuál de las unidades de estudio (comunidad o población) corresponde cada uno
de esos ejemplos?
Actividad nº 72
La supervivencia de una población depende, en gran medida, de la manera en que los
individuos que la componen se relacionan con el ambiente en que viven, considerando
al ambiente no sólo al espacio físico sino también a los otros organismos, ya sean los
individuos de su misma especie o de otras poblaciones que forman parte del mismo ecosistema.
a. Investigue en la bibliografía cuáles son los factores que afectan el tamaño de las poblaciones
dentro de un ecosistema.
b. Enumere esos factores y explique cómo afecta cada uno de ellos al tamaño de las
poblaciones.
100
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Para estudiar cómo varía el tamaño de las poblaciones a lo largo del tiempo
debido a los diferentes factores, es muy útil realizar gráficos. Para construir
estos gráficos se procede habitualmente de la siguiente manera:
a. Se construye una tabla como la siguiente:
Nº de individuos
Intervalo de tiempo
La tabla se completa contando el número de individuos que hay en la población en distintos intervalos de tiempo (el intervalo puede ser, por ejemplo, un
mes, un año, las estaciones del año, etc.). Por ejemplo: si se toma como intervalo las estaciones del año, entonces en el primer casillero se colocará el
número de individuos de la población que había a principios del invierno de
2003 y en el primer casillero de la derecha se colocará: "junio/03".
La próxima cuenta se hará a principios de la primavera, el número se coloca
en el segundo casillero de la izquierda y en el de la derecha se coloca
"setiembre/03". Y así hasta completar el estudio que puede prolongarse por un
año o más.*
Nº de individuos
Intervalo de tiempo
450
Junio/03
520
Setiembre/03
590
Diciembre/03
590
Marzo/04
570
Junio/04
480
Setiembre/04
b. Una vez que se tienen todos los datos, se dibujan dos ejes perpendiculares. Cada eje se divide en porciones iguales. En el eje vertical se coloca
el número de individuos y en el horizontal el tiempo transcurrido. En el
caso de la tabla de datos anterior, estos datos se trasladan a los ejes del gráfico, se unen los puntos que resultan y se construye el gráfico.
* Cuando no es posible contar la totalidad de individuos de una población, ese número se "estima" utilizando diversos métodos
estadísticos.
Biología B • UNIDAD 3
101
número de individuos
y
650
600
550
500
450
400
x
J.03
S.03
D.03
M.04
J.04
S.04
Este tipo de gráfico representa la variación en el número de individuos - representado en el eje y (vertical)- a medida que pasa el tiempo - representado en
el eje x (horizontal)-. Su utilidad consiste en que permite visualizar claramente
cómo fue esa variación* . En el caso del ejemplo, se puede decir que esta población creció hasta diciembre del `03, se mantuvo sin variaciones hasta marzo
del `04 y luego comenzó a disminuir.
Actividad nº 73
Observe con atención los siguientes gráficos que representan la variación en el número
de individuos a medida que pasa el tiempo:
Grafico 1
Grafico 2
Nº indiv.
Nº indiv.
y
y
x
tiempo
x
tiempo
*Este tipo de gráficos no sólo es útil para el estudio de las poblaciones. Siempre que se quiere visualizar claramente cómo se modifica un determinado valor en relación con otro se pueden usar gráficos como estos. Por ejemplo, cómo varía la cantidad de lluvia
caída a lo largo de 5 años (en ese caso en el eje y, la cantidad de lluvia se expresa en mm caídos, y en el eje x, el tiempo en años).
Otro ejemplo puede ser graficar cómo varía el peso de un ternero (expresado en gramos, en el eje y) en relación con la cantidad
de leche ingerida (expresada en litros, en el eje x).
102
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
a. Describa con sus propias palabras cómo es la variación de las poblaciones representadas en los gráficos 1 y 2. Escríbalo antes de continuar con la actividad. De este
modo, lo que sigue le servirá para confrontar con lo que usted pensó y analizar si
hubo coincidencias.
b. Lea ahora las siguientes descripciones e indique cuál de ellas está representada por
el gráfico 1 y cuál por el gráfico 2:
• La población tiene un crecimiento acelerado, luego el número de individuos llega
a un valor máximo, en la cual se estabiliza por un tiempo muy breve. Luego la
población disminuye en forma abrupta.
• La población crece durante un determinado tiempo. Luego se estabiliza en un
determinado valor.
c. Vuelva a mirar el gráfico construido en el texto donde se explica cómo se elaboran
estos gráficos, justo antes de esta actividad ¿Qué diferencia encuentra entre la población representada por ese gráfico y la que está representada en el gráfico 1 de esta
actividad?
Actividad nº 74
Lea el siguiente texto:
“No tiene nada de raro el que las plantas se entreguen a una reproducción sexual.
Las plantas se sirven del sexo y las flores son sus órganos sexuales. Desde este punto de
vista, las flores pueden dividirse en dos grupos: aquellas cuya polinización la realizan
agentes físicos -generalmente el viento, pero a veces la lluvia y en raras ocasiones las
corrientes de agua- y aquellas que utilizan a los animales como polinizadores. Por
todo el mundo, abejas, avispas, hormigas, mariposas, moscas, murciélagos e incluso
ratones, son usados por las plantas con flores como inocentes pero bien dispuestas
parejas en el proceso de la polinización. Alentados por alguna recompensa, que puede
ser recoger polen, beberse el néctar o incluso, en el caso de algunas avispas macho, el
incontenible deseo de copular con una orquídea cuya forma y olor corresponden a los
de su compañera, todos esos animales acaban por trasladar el polen a otras flores,
obteniéndose así la fertilización de las plantas.”
a. ¿Cuál es la unidad de estudio que toma el investigador que hace esta descripción?
b. ¿A qué tipo de relaciones entre organismos se refiere?
Biología B • UNIDAD 3
103
Actividad nº 75
Suponga que en un ecosistema conviven una población de víboras, una de sapos, una de
insectos y una de gramíneas (pastos). Las víboras se alimentan de sapos quienes a su vez
se alimentan de insectos. Los insectos se alimentan de pastos. Se quiere estudiar cómo
influye la escasez de agua sobre el tamaño de estas poblaciones.
a. Teniendo en cuenta que tanto los sapos como los pastos dependen totalmente del
agua para su subsistencia, analice el siguiente gráfico:
Nº indiv.
víboras
sapos
insectos
vegetales
1960
1970
1980
1990
tiempo
b. Describa con sus palabras cómo se modifica cada una de las poblaciones a lo largo del
tiempo.
d. ¿En qué período habría ocurrido una sequía importante?
e. ¿Cuáles fueron las poblaciones que se vieron afectadas en primer lugar por la sequía?
¿cómo lo reconoce en el gráfico? ¿a qué se debe su disminución?
f. ¿Por qué disminuye la población de insectos?
g. ¿A qué se debe la disminución de la población de víboras?
Hasta aquí hemos considerado a los ecosistemas como sistemas formados
por organismos y ambiente y analizamos un conjunto de interacciones
que ocurren entre ellos. En la próxima sección centraremos nuestra atención en una de las principales características de los ecosistemas: los intercambios y transformaciones de materia y energía.
104
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
3.4. Las transformaciones de la materia y la
energía en los ecosistemas
Así como la supervivencia de todo ser vivo depende de los intercambios de
materia y energía que realiza con el medio y de sus transformaciones, también
la estabilidad y supervivencia de los ecosistemas depende de estos intercambios
y transformaciones.
El estudio de estos procesos permite conocer el estado actual de un ecosistema
y predecir su posible evolución.
Antes de seguir adelante con esta Guía le sugerimos que relea la sección 1.4. "La composición química de los seres vivos" de la Unidad 1 y recuerde las actividades que realizó en su momento.
LOS ECOSISTEMAS COMO SISTEMAS ABIERTOS
Consideraremos a los ecosistemas como sistemas abiertos*. Por el
momento no nos detendremos a analizar qué sucede dentro de él, sino
sólo lo que puede detectarse desde el exterior. Para ello podemos imaginar el ecosistema como una "caja negra" en la cual sólo nos interesa
conocer lo que entra y lo que sale, y, a partir de allí, imaginar lo que
puede suceder en su interior:
Materia y energía
ECOSISTEMA
Materia y energía
Actividad nº 76
Observe los siguientes esquemas donde el círculo representa un ecosistema y las flechas
indican las entradas y salidas de materia y energía. En estas representaciones tiene
mucha importancia el tamaño de las flechas, ya que es la manera en que se representa
las cantidades de materia y energía entrantes y salientes: cuanto más gruesa es la flecha,
mayor será la cantidad de materia o energía que entra o sale.
* Si hasta el momento no lo ha hecho, le sugerimos que lea el punto 1.2. "Los seres vivos: Sistemas complejos y abiertos" de la Unidad
1, y revise especialmente las actividades 2 a 5.
Biología B • UNIDAD 3
105
Teniendo en cuenta las cantidades de materia y energía entrantes y salientes, responda:
Materia y energía
Materia y energía
Materia y energía
ECOSISTEMA
A
Materia y energía
ECOSISTEMA
B
Materia y energía
ECOSISTEMA
C
Materia y energía
a. ¿Cuál de estos tres ecosistemas consideraría estable? ¿Por qué?
b. ¿Cómo piensa que evolucionarán a lo largo del tiempo los sistemas que usted consideró más inestables? ¿Se desarrollarán cada vez más o tenderán a desaparecer?
Intente resolver esta actividad por su cuenta. Una vez que haya contestado las preguntas
compare sus respuestas con las explicaciones que ofrecemos a continuación.
En un ecosistema donde la cantidad de materia y energía que ingresa es similar
a la que egresa, podemos decir que desde el punto de vista de su balance
energético el sistema está en equilibrio, ya que el resultado neto de las
entradas y salidas es cero. En este caso decimos que el ecosistema es estable.
Se dice que un ecosistema es estable cuando sus componentes se mantienen más o menos constantes a lo largo del tiempo.
Cuando hablamos de componentes que se mantienen constantes nos referimos, por ejemplo a que se mantiene el promedio de lluvia caída a lo largo
de los años, o que las poblaciones no varían demasiado en su número y composición, etc.
Si bien en los ecosistemas estables sus componentes se mantienen relativamente constantes esto no significa que el ecosistema no esté activo. Por el con106
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
trario, la estabilidad es consecuencia de una permanente actividad de intercambio y transformación de materia y energía.
En los otros dos casos, los sistemas no son estables sino que están en proceso
de cambio. En el caso 2, en que pierde más de lo que gana, el cambio lleva a
la pérdida de una parte de sus componentes y por lo tanto disminuye su complejidad. Mientras que en el caso 1, el cambio implica aumento en sus componentes y en la complejidad a lo largo del tiempo.
La noción de equilibrio que se utiliza al describir un ecosistema, no tiene nada
que ver con la situación de equilibrio en una balanza. En una balanza, o en
una pila de bloques, se trata de un equilibrio estático, donde nada se mueve
ni cambia. En un ecosistema, por el contrario, se trata de un equilibrio dinámico, en el cual se están produciendo cambios constantemente, pero la cantidad de "salidas" del sistema es compensada por la cantidad de "entradas" al
mismo.
LOS SERES VIVOS COMO PARTE DE LOS ECOSISTEMAS: PRODUCTORES, CONSUMIDORES Y DEGRADADORES
En este apartado comenzaremos a investigar el interior de la "caja negra",
es decir, lo que ocurre dentro de los ecosistemas. En primer lugar analizaremos sus componentes bióticos y cómo participan en las transformaciones de la materia y de la energía.
Los conceptos que desarrollaremos en este ítem, se relacionan con otros conceptos que usted ha estudiado anteriormente. Son los siguientes:
•
La materia y la energía se incorporan a los seres vivos
a través de los alimentos, los cuales son transformados por ellos.
•
Los organismos heterótrofos son aquellos que
obtienen su alimento ingiriendo otros seres vivos. Los
organismos autótrofos son aquellos que fabrican su
alimento a partir de materiales sencillos del
ambiente.
Consulte la sección 1.4. "La composición química de los seres vivos", apartado
"Materia, energía y vida" de la Unidad 1 de esta Guía.
Biología B • UNIDAD 3
107
Actividad nº 77
El siguiente esquema representa un ecosistema cualquiera:
Materia y energía
ECOSISTEMA
Materia y energía
Suponga que la comunidad de ese ecosistema está formada por las siguientes poblaciones:
1) Pastos
6) Bacterias
2) Gorriones (se alimentan de
insectos)
7) Zorros (se alimentan de liebres)
3) Arbustos
8) Víboras (se alimentan de huevos
de gorriones y otras aves)
4) Liebres (se alimentan de raíces
de arbustos)
9) Aves frugívoras (se alimentan de
frutos)
5) Insectos (se alimentan de hojas
de plantas)
10) Hongos
a. ¿Cuáles de estas poblaciones están formadas por organismos autótrofos?
b. ¿Cuáles están formadas por organismos heterótrofos?
c. ¿Cuál o cuáles de ellas son las que ingresan materia y energía al ecosistema?
Actividad nº 78
a. Busque en la bibliografía el significado de los siguientes términos: productor, consumidor pri-
mario, consumidor secundario, degradador.
b. A continuación complete el cuadro, ejemplificando en los casilleros vacíos con las
poblaciones nombradas en la Actividad nº 77.
Productores
Consumidores
primarios
Consumidores
secundarios
Degradadores
Poblaciones de
organismos
autótrofos
Poblaciones de
organismos
heterótrofos
c.
108
Explique cuál es la importancia de los degradadores en el ecosistema.
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Los organismos pueden clasificarse de diferente manera según lo que se esté
estudiando, es decir, según cuál sea el aspecto en el que se ponga atención.
En el caso de la actividad anterior, si lo que nos interesa es la manera en que
los organismos obtienen su alimento, se los clasifica en autótrofos o heterótrofos.
En cambio, si lo que nos interesa es el papel que cumplen en los intercambios de materia y energía en el ecosistema, se los clasifica como productores, consumidores o degradadores.
Desde este punto de vista, una planta es un productor si sirve de alimento a
algún herbívoro dentro del ecosistema, es decir, si cumple un papel en los
intercambios de materia y energía dentro del mismo. Del mismo modo, un
animal es un consumidor en un ecosistema si en él encuentra de qué alimentarse, de lo contrario, ese animal no cumple ese papel en los intercambios de
materia y energía del ecosistema.
Veamos el siguiente ejemplo:
Consideremos un bosque a orillas de una laguna. Imaginemos una población
de aves que se alimenta de peces de la laguna, y duerme, por las noches en
alguno de los árboles del bosque. Estas aves, cumplen un papel (consumidor
secundario) en el ecosistema de la laguna, pero no en el ecosistema del bosque.
En un estudio del ecosistema del bosque, estas aves no serán tomadas en
cuenta como consumidores, aunque sí podrán ser tenidas en cuenta, ya sea
porque pueden ser presa de otros animales del bosque, porque pueden ser
parasitadas organismos que están en el bosque, y también porque sus desechos
pasan a formar parte del ciclo de la materia del bosque.
Actividad nº 79
Busque en la bibliografía información sobre el proceso de fotosíntesis y responda las siguientes
preguntas:
a. ¿Por qué se dice que la fotosíntesis es un proceso de síntesis?
b. ¿Cuáles son los materiales de partida?
c. ¿Qué obtienen las plantas a través de este proceso? ¿Qué eliminan como desecho?
d ¿Por qué se dice que mediante la fotosíntesis la energía solar se transforma en
energía química?
Biología B • UNIDAD 3
109
Actividad nº 80
Busque en la bibliografía información sobre el proceso de respiración (tanto aerobia como anaerobia). Recuerde que este proceso es prácticamente universal. Esto significa que es la manera en que
la mayoría de los seres vivos (animales, vegetales, hongos, microorganismos) obtienen energía a
partir de los alimentos.
a. ¿Qué significa que los alimentos contienen energía? ¿De dónde proviene dicha
energía?
b. ¿Cuál es el mecanismo por el cual durante la respiración se libera la energía de los alimentos?
c. La respiración, ¿es un proceso de síntesis o de degradación?
En los ecosistemas, las poblaciones de organismos autótrofos, son los responsables del ingreso de la materia y la energía al ecosistema. Estos organismos,
mediante la fotosíntesis, elaboran alimentos que son aprovechados por ellos
mismos y que sirven de alimento a los organismos heterótrofos. Por eso se dice
que estos organismos cumplen la función de productores en el ecosistema.
A la vez, las poblaciones de organismos heterótrofos, cumplen la función de
consumidores en el ecosistema. Ciertos organismos heterótrofos como las
bacterias descomponedoras y los hongos, si bien son consumidores, cumplen
una función muy específica en el ecosistema: la de degradar la materia que
compone a los seres vivos y transformarla en materiales sencillos que son restituidos al ambiente. Por esa razón, se dice que la función de estos organismos
es la de descomponedores o degradadores.
LAS REDES ALIMENTARIAS: LA TRANSFERENCIA DE MATERIA
Y ENERGÍA ENTRE LOS SERES VIVOS.
En el apartado anterior vimos que la materia y la energía ingresan al ecosistema a través de las poblaciones de organismos autótrofos. En el caso
del ejemplo de la Actividad nº 77 éstas eran poblaciones, de arbustos y de
pastos siempre de organismos autótrofos.
Busque en la bibliografía ejemplos de poblaciones de organismos autótrofos en ecosistemas acuáticos.
110
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Las poblaciones de organismos autótrofos, sean de la especie que sean, cumplen un papel fundamental en el ecosistema: ya que constituyen el primer
nivel de entrada de materia y energía. La materia y la energía ingresan al ecosistema en forma de alimento (elaborado por los vegetales) y comienzan a circular a medida que los organismos de las poblaciones ingieren alimento y a la
vez son ingeridos por otros.
Para estudiar esta circulación de materia y energía a través del ecosistema los
ecólogos han definido los distintos niveles de alimentación o niveles tróficos:
productores, consumidores primarios, consumidores secundarios, degradadores.
A través del mecanismo de alimentación, la materia y la energía van circulando
por el ecosistema y pasa de un nivel trófico a otro.
El conjunto de relaciones de alimentación entre las poblaciones que forman
un ecosistema, constituyen las llamadas redes alimentarias o redes tróficas.
Para tener en cuenta
Las redes tróficas son modelos que describen sólo un aspecto
del ecosistema (las relaciones tróficas). Las redes tróficas son
herramientas útiles para representar con claridad dichas relaciones y nos permiten elaborar hipótesis sobre los cambios
que podrían ocurrir en un ecosistema si dichas relaciones
cambiaran.
Actividad nº 81
Los ecólogos representan las relaciones tróficas mediante esquemas cuyos elementos
tienen un significado preciso y que es necesario conocer para comprender esas relaciones.
En las redes alimentarias, las flechas relacionan un organismo con otro (por ejemplo un
organismo A con otro B de la siguiente manera
A
B
En este esquema, la flecha va de A a B y esto se lee: B se alimenta de A, o B es comido
por A.
Biología B • UNIDAD 3
111
La siguiente ilustración representa una red alimentaria en un ecosistema acuático:
1- caballa
2- tiburón
3- camarón
4- bacalao
Complete el siguiente cuadro tomando como referencia la ilustración. Para ello tenga
en cuenta la siguiente información:
a. En cada nivel trófico puede haber más de una población
b. Una misma población puede ocupar más de un nivel trófico
Nivel Trófico
Productores
Consumidores primarios
Consumidores secundarios
Consumidores terciarios
Consumidores cuaternarios
Degradadores
112
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Población
representada
Actividad nº 82
Vuelva a la Actividad nº 77 y relea las poblaciones del ecosistema que allí se mencionan.
Tomando en cuenta dichas poblaciones:
a. Esquematice una red alimentaria. No es necesario que usted dibuje los organismos
como en la Actividad nº 81. Es suficiente que coloque sus nombres en un recuadro y
a partir de allí dibuje las flechas.
b. Complete un cuadro con los niveles tróficos como el de la Actividad nº 81.
Para tener en cuenta
En las dos actividades anteriores usted ha analizado dos ecosistemas diferentes y en cada uno de ellos identificó distintas
poblaciones que pertenecen a cada uno de los niveles tróficos.
Como podrá apreciar, la noción de nivel trófico y las relaciones entre ellos son conceptos generales que pueden ser
aplicados a cualquier ecosistema. Pero en cada ecosistema
cada nivel tráfico está ocupado por las poblaciones que son
propias de ese ecosistema, y la relación que establecen esas
poblaciones entre sí, también son propias de dicho ecosistema.
Actividad nº 83
Busque en la bibliografía la diferencia entre cadena y red alimentaria
a. Compare la red que usted elaboró en la Actividad nº 82 con la que se presenta a continuación. Si lo considera necesario efectúe modificaciones en la suya.
En el esquema siguiente las flechas que muestran la relación con los descomponedores han sido representadas con línea punteada para hacerlo más claro. No olvide
que todos los niveles tróficos son alimento de los descomponedores.
Biología B • UNIDAD 3
113
b. Vuelva a analizar las redes de las Actividades nº 81 y 82 e identifique las distintas
cadenas alimentarias. Recuerde que en las cadenas se representa sólo una población
de cada nivel trófico.
c. ¿Qué representa mejor lo que sucede en un ecosistema: una red o una cadena?
¿Por qué?
Actividad nº 84
a. Vuelva a leer las redes de las Actividades nº 81 y 82. Analice las cadenas individuales
de cada una de las redes y reflexione sobre las consecuencias que tendría la desaparición de alguna de las cadenas para el conjunto de las poblaciones del ecosistema.
Tenga en cuenta sus conclusiones para responder las siguientes preguntas:
b. ¿En cuál de las dos redes analizadas hay mayor variedad de relaciones?
c. ¿Cuál de los dos ecosistemas es más complejo?
d. ¿Cuál de los dos ecosistemas es más estable? ¿Por qué?
Al analizar las relaciones tróficas en un ecosistema, lo que verdaderamente
interesa son las redes, es decir, las múltiples relaciones que establecen las
poblaciones entre sí. No obstante, para poder predecir cómo evolucionará un
ecosistema frente a algún cambio, es útil analizar las cadenas individualmente.
Si prestamos atención a la población de víboras que aparece en la red de la
Actividad nº 83, veremos que ella participa de dos cadenas: arbustos - aves
frugívoras - víboras; y arbustos - insectos - gorriones - víboras. Esto indica que
cualquier cambio que ocurra en la población de víboras (aumento, disminución o desaparición en el número de individuos) va a afectar a todas las poblaciones que se relacionan con las víboras a través de ambas cadenas. También
indica que la población de víboras se verá afectada, a su vez, por cambios que
ocurran en cualquiera de las dos cadenas.
Este análisis permite también hacer suposiciones sobre la estabilidad de un ecosistema. Por ejemplo, si por algún desequilibrio ambiental desaparecieran todos
los individuos de la población de pastos, todas las poblaciones que dependen de
los pastos se verán afectadas, aunque de manera diferente. Las liebres (que sólo
se alimentan de pastos) desaparecerían del ecosistema al igual que los zorros. En
cambio, los insectos, que además se alimentan de arbustos, podrán seguir subsistiendo, y también lo harán los gorriones y las víboras. Así, el hecho de que los
insectos participen de más de una cadena los beneficia, pues compensa la falta
de uno de sus alimentos, pero también beneficia a todo el ecosistema.
114
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
De este modo, aunque algunas de las poblaciones del ecosistema desaparezcan,
éste no necesariamente desaparecerá, sino que experimentará una reorganización en el flujo de la materia y de la energía.
Actividad nº 85
Vuelva a la red trófica de la Actividad nº 83 y resuelva las siguientes situaciones. Para
ello analice cada población implicada y todas las cadenas individuales en las que participa dicha población.
a. ¿Qué efecto podrá tener sobre la población de arbustos la desaparición de la población de pastos? (Tenga en cuenta que sin los pastos los arbustos son el único alimento
de los insectos).
b. Si la población de víboras aumentara excesivamente, ¿cómo se vería afectada la
población de gorriones y las de aves frugívoras? ¿Por qué?
c. ¿Qué consecuencias podría tener el aumento de la población de víboras sobre la
población de insectos?
d. ¿Qué nivel trófico ocupa la población de víboras en cada una de las cadenas de las
que participa?
LOS CICLOS DE LA MATERIA Y LOS FLUJOS DE ENERGÍA EN
LOS ECOSISTEMAS.
Mencionábamos al comienzo que el conocimiento y el estudio de las relaciones que establecen los organismos entre sí y con el ambiente permiten
prever cómo se modificará el sistema en su conjunto, ante una modificación del ambiente o de algunos de sus componentes.
El estudio de las redes y cadenas alimentarias de la sección anterior tuvo
como objetivo ayudarlo a comprender cómo fluye la materia y la energía
a través de los organismos de un ecosistema.
En esta sección estudiaremos nuevamente la ruta de la materia y de la
energía en los ecosistemas, pero con un enfoque más general, sin tener en
cuenta a las poblaciones particulares que participan en los distintos niveles
tróficos.
Biología B • UNIDAD 3
115
Para facilitar la comprensión de este apartado conviene
recordar que:
·
La energía solar se incorpora al ecosistema en forma de
energía química, contenida en los alimentos que son sintetizados por los organismos autótrofos mediante la fotosíntesis.
·
A partir de esta síntesis la materia y la energía circulan por
el ecosistema en forma de alimento.
·
El alimento, sintetizado originalmente por los productores,
va pasando de un nivel trófico a otro.
·
Tanto los productores como los consumidores son alimento
de los descomponedores.
A continuación analizaremos qué sucede con la materia y la energía
cuando pasa de un nivel trófico a otro.
Actividad nº 86
Lea en la bibliografía información relativa a ciclo de la materia y flujo de la energía.
a. ¿Por qué se habla de ciclo de la materia y no se habla de ciclo de la energía?
b. Analice el siguiente esquema que representa la utilización de la materia y la energía
en un determinado nivel trófico (las palabras en color designan las funciones de los
seres vivos relacionadas con las transformaciones de la materia. El grosor de las flechas es equivalente a la cantidad de energía):
Energía disponible
para descomponedores
Energía
incorporada
Energía invertida
en trabajo o pérdidas
como calor
Ingestión
Deyecciones
y/o muerte
Respiración
Crecimiento y/o
reproducción
Energía que pasa al
nivel siguiente
116
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
c. Redacte un texto para explicar el esquema.
d. Si este gráfico representa la energía en una población de consumidores primarios,
¿qué sucederá con la energía en el siguiente nivel trófico? ¿Cómo será el tamaño de
la flecha central en ese nivel: mayor o menor que en el nivel anterior?
e. ¿Cómo se relaciona su respuesta al punto d. con el hecho de que las cadenas tróficas
no pueden tener más de 4 ó 5 eslabones?
Actividad nº 87
Busque información sobre los ciclos del agua y del carbono.
a. Identifique las etapas de los ciclos del agua y del carbono en las cuales intervienen
los seres vivos y las etapas que son puramente físicas.
b. El siguiente esquema representa un pequeño invernadero totalmente cerrado.
En muchos comercios se venden estos pequeños invernaderos. Las plantas en estas condiciones pueden sobrevivir durante mucho tiempo.
Describa el reciclaje de los diferentes materiales (carbono, agua, oxígeno, minerales) en
el invernadero que permite la subsistencia de las plantas.
c. ¿Subsistirán del mismo modo las plantas si están a la luz que si están en oscuridad?
¿Por qué?
d. ¿Qué relación hay entre la luz y el ciclo de la materia?
3.5. La Tierra, un planeta cambiante: los ecosistemas se modifican a lo largo del
tiempo.
En la sección anterior estudiamos a los ecosistemas como sistemas abiertos, es
decir, los intercambios de materia y energía y comenzamos a analizar ciertos
factores que pueden afectar su estabilidad. En esta sección pondremos especial
interés en considerar a los ecosistemas como sistemas que no sólo perduran en
el tiempo sino que también cambian; se transforman.
Biología B • UNIDAD 3
117
Los cambios a los que nos referimos en este apartado no son sólo naturales de
tipo geológicos o climáticos. Cada vez más los hombres tenemos la capacidad
de transformar en gran escala los ecosistemas de nuestro planeta. Pocos lugares
quedan en la Tierra donde no se haga sentir el papel transformador de las
acciones humanas. Estas transformaciones de la naturaleza realizadas en
nuestro propio provecho (económico mayormente) pueden provocar graves
perjuicios inmediatos y futuros sobre determinados ecosistemas y la biosfera
en su conjunto.
La siguiente actividad tiene como propósito introducir la idea de que los
ecosistemas tienen una estabilidad relativa en el tiempo, es decir, que los
ecosistemas cambian, evolucionan, ya sea por causas naturales o por la
acción humana sobre el medio.
Actividad nº 88
En la Unidad 1 caracterizamos a los ecosistemas como sistemas relativamente estables.
Esto significa que perduran en el tiempo, siempre y cuando el "balance" de materia y
energía entrante y saliente mantenga un cierto equilibrio. También mencionamos que
el equilibrio que caracteriza a los ecosistemas no es estático, como el de una balanza,
sino dinámico.
a. Busque en la bibliografía disponible una analogía con un mecanismo eléctrico, hidráulico o de otro
tipo para ilustrar la idea de equilibrio dinámico.
b. Imagine un ambiente natural donde hay una marcada diferencia entre las estaciones:
inviernos muy fríos y poco soleados, de días cortos, noches largas y veranos cálidos,
soleados y de días largos y noches cortas.
Si esto se repite año tras año y el ecosistema se mantiene estable ¿Cómo se modificarán las entradas y las salidas de materia y energía en cada una de las estaciones?
Piense principalmente en cuáles serán las condiciones en que se encuentran los organismos productores del ecosistema en cada una de las estaciones.
El equilibrio dinámico que se manifiesta en los ecosistemas está relacionado
con la forma en que se establecen los flujos de energía y ciclos de materia a
través de las redes alimentarias. En el estudio de estos ciclos de materia y flujos
de energía, los ecólogos definen ciertos parámetros que pueden medirse y permiten predecir más o menos acertadamente el futuro de un ecosistema.
118
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 89
Existen dos parámetros muy importantes para los estudios ecológicos:
• Producción o productividad primaria del ecosistema.
• Biomasa total del ecosistema.
Busque en la bibliografía la definición de dichos parámetros.
Actividad nº 90
Calculando la biomasa de un ecosistema en cada nivel trófico se pueden construir gráficos como el que sigue*:
El gráfico anterior se denomina "Pirámide de Biomasa". La superficie de cada uno de los
niveles tróficos es equivalente al valor de la biomasa del mismo. Cuanto mayor sea la
superficie representada, mayor es la biomasa.
¿Por qué razón en las pirámides de biomasa, la "base" está formada por los productores
del ecosistema y la "cúspide" por los consumidores del nivel más alto (en el caso representado, los consumidores terciarios) y no a la inversa?
Para responder a esta pregunta, piense en la cantidad de eslabones de
una cadena alimentaria en relación con los ciclos de materia y los flujos de
energía estudiado en la sección anterior.
* Imagen tomada de: Aljanati, D; Wolovelsky, E., La vida en la Tierra, ed. Colihue. Buenos Aires. 1996
Biología B • UNIDAD 3
119
En ecosistemas de climas extremos, como el que se ejemplifica en la Actividad
nº 88 parte b., suele suceder que poblaciones enteras de organismos, por
ejemplo aves o ciervos, migren durante los inviernos muy lejos del ecosistema
al que pertenecían. A su vez, los vegetales pierden sus partes verdes o mueren
y por lo tanto se reduce mucho su capacidad fotosintética. Tanto las migraciones de animales como la muerte o la pérdida de las partes verdes de los
vegetales alteran fuertemente las redes alimentarias, reduciéndolas en algunos
casos a su mínima expresión.
El ecosistema pasa entonces por períodos en los cuales se reducen mucho la
producción primaria y la biomasa. Cuando vuelven las condiciones favorables,
se restablecen las redes originales.
En general podemos decir que existen períodos en los cuales disminuye la productividad del ecosistema (pierde más materia y energía que la que ingresa) y
períodos que se caracterizan por una alta productividad (ingresa más materia
y energía que la que egresa). En estos casos, durante este período de mayor
productividad la materia orgánica es almacenada (en los órganos de reserva) y
compensa los períodos de baja producción.
Actividad nº 91
En muchos ecosistemas se alternan a lo largo del año dos temporadas: una lluviosa y otra
seca. El siguiente esquema representa un ecosistema de este tipo, en temporada lluviosa.
Partiendo del esquema anterior:
a. Identifique los productores, consumidores primarios, consumidores secundarios y
degradadores que interactúan en el ecosistema en la temporada lluviosa.
120
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
b. Imagine ese mismo ecosistema, pero durante la temporada seca. En estas nuevas condiciones los pastos se secan, los arbustos conservan una actividad fotosintética
mínima, el agua para beber escasea y los antílopes emigran. Vuelva a graficar la red
alimentaria. De manera que represente las nuevas condiciones.
• ¿Que pasará con la población de leones?
• ¿Qué ocurrirá con el resto de las poblaciones de consumidores del ecosistema?
c. Represente comparativamente las pirámides de biomasa del ecosistema en cada una
de las temporadas y explique las diferencias entre ambos esquemas.
Le sugerimos ver el video documental "El Kalahari" de National Geographic. En
nuestra opinión, este video, además de ayudarlo a comprender el tema, vale la pena
por su alto valor estético y cultural. En e Centro de Recursos Multimediales de la sede
de Díaz Velez de Adultos 2000 encontrará una copia. Asimismo se puede alquilar en
muchos videoclubs.
Las variaciones estacionales que ocurren en muchas regiones como las estudiadas hasta ahora se caracterizan por su "regularidad". Son periodos alternados -siempre similares en extensión temporal y condiciones- de sequía y
lluvias o de intenso frío y calor.
Sin embargo, existen situaciones únicas, catastróficas, que no responden a
ciclos naturales y que pueden transformar profundamente los ecosistemas.
Veamos un ejemplo en la siguiente actividad.
Actividad nº 92
Pensemos ahora en una situación diferente. Nos ubicamos imaginariamente en una
zona montañosa y selvática, rica en numerosas poblaciones de productores, consumidores y degradadores. Las redes alimentarias que se establecen son muy complejas y han
bastado para mantener sin alteraciones este ecosistema durante miles de años. La selva
parece cada año más impenetrable.
Un mal día, el volcán que hace milenios que no mostraba actividad, estalla. La tierra
tiembla, se agrieta. Ríos de lava bajan por sus laderas incendiando la selva, matando a
los animales que no alcanzan a huir y finalmente -al enfriarse- cubriendo de roca lo que
antes era un vergel. La atmósfera se cubre de polvo y gases venenosos.
Poco a poco, el volcán vuelve a la inactividad, pero el paisaje se ha transformado dramáticamente. Todo es ahora un terrible desierto, como nunca se vio por esos lugares.
a. ¿Qué diferencias puede identificar entre la situación planteada aquí y la situación del
item b. de la Actividad nº 91?
Biología B • UNIDAD 3
121
b. Estime los fenómenos que podrían suceder en esta zona con el correr del tiempo y
fundamente sus hipótesis.
c. Busque en la bibliografía el tema sucesión ecológica y compare con su respuesta al punto b.
los ejemplos sobre sucesiones ecológicas posteriores a catástrofes similares a la erupción de un
volcán .
Los cambios en los ecosistemas a lo largo del tiempo, fueron investigados principalmente en aquellos lugares donde se produjeron catástrofes naturales o
transformaciones artificiales profundas y se analizó la evolución natural posterior en dichos terrenos durante largos períodos de tiempo.
En estas condiciones, se definieron diferentes etapas, que van desde ecosistemas muy simples, formados en los primeros momentos posteriores a la catástrofe, hacia ecosistemas cada vez más complejos que evolucionaron con el
correr del tiempo.
Las primeras etapas de una sucesión ecológica se caracterizan por el establecimiento de "especies pioneras", que preparan el terreno para que otras comunidades se vayan estableciendo paulatinamente en ese espacio.
Actividad nº 93
Busque en la bibliografía los siguientes conceptos:
• Etapas serales
• Etapa climax
• Especies pioneras
a. ¿Cuál es la etapa climax más probable correspondiente a una región como la que se
planteó en la Actividad nº 92? ¿Por qué?
b. Escriba un texto en el que se relacione el concepto de etapas serales y los de complejidad y estabilidad de los ecosistemas.
Los primeros estudios sobre sucesiones ecológicas fueron realizados por el
naturalista norteamericano Frederic Clemens hacia el año 1916. Clemens era
un ecólogo estudioso de las comunidades vegetales.
Clemens realizó una serie de observaciones que lo llevaron a concluir que,
cuando se produce una regresión en los ecosistemas, con el paso del tiempo se
suceden una serie de etapas -que llamó etapas serales- desde las primeras, de
menor estabilidad, hasta la última -etapa climax-, de máxima complejidad y
estabilidad.
122
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
La máxima complejidad posible de los ecosistemas de una región que se
alcanza en la etapa climax depende de las condiciones más generales del
medio físico: la composición del suelo, el régimen de lluvias, las temperaturas medias, etc.
Así, según la idea original de Clemens, partiendo de una zona selvática que fue
desmontada para explotar la madera, ocurriría lo siguiente*:
Selva tropical
Nuevo crecimiento
de la selva
Tierra desmontada
Sotobosque selvático
Actividad nº 94
Recuerde el concepto de etapas serales: "Etapas transitorias y sucesivas que culminan en
una etapa climax de máxima estabilidad y de mayor duración que las anteriores" y responda las preguntas:
a. ¿Qué condiciones determinan que en el norte del África la etapa climax se corresponda con un desierto habitado por muy pocas poblaciones?
b. ¿Qué condiciones determinan que la etapa climax del norte del Brasil sea la densa
selva amazónica?
Clemens pensaba que a cada región le correspondía un tipo particular de
climax y que cada etapa seral estaba caracterizada por ciertos organismos que,
poco a poco, iban preparando las condiciones para la última etapa. Hoy se
sabe que esto no siempre ocurre: puede haber diferentes climax para una
misma región y no necesariamente los ecosistemas evolucionan hacia una
etapa climax determinada.
* Imagen tomada de: Aljanati, D; Wolovelsky, E., La vida en la Tierra, Ed. Colihue. Buenos Aires. 1996
Biología B • UNIDAD 3
123
Las condiciones más generales del medio y la intensidad de la perturbación
ocasionada sobre el ecosistema definen cuál es la etapa climax posible.
Actividad nº 95
Lea con atención el siguiente texto:
"Hace exactamente sesenta y cinco millones de años nuestros antepasados eran los
mamíferos menos atractivos de todos: seres con el tamaño y la inteligencia de topos o
musarañas arbóreas... La Tierra estaba llena entonces de lagartos de pesadilla; terribles, los dinosaurios, seres de inmenso éxito que llenaban todos los nichos ecológicos.
Había reptiles que nadaban, reptiles que volaban y reptiles que tronaban sobre la faz
de la Tierra. Algunos tenían cerebros bastante grandes, una postura erecta y dos
pequeñas piernas frontales bastante parecidas a manos que utilizaban para cazar
mamíferos pequeños y rápidos -probablemente, entre ellos, a nuestros distantes antepasados- para hacer una cena con ellos... Pero los dinosaurios no sobrevivieron. Todos
ellos y muchas otras especies de la Tierra, quizá la mayoría, quedaron destruidos en
un acontecimiento catastrófico. Sea cual fuere el desastre que eliminó a los dinosaurios del escenario mundial, eliminó también la presión sobre los mamíferos. Nuestros
antepasados ya no tuvieron que vivir a la sombra de los reptiles voraces... Una de
*
estas líneas evolucionó y se convirtió en nosotros."
Ahora, responda las siguientes preguntas:
a. ¿Qué tipo de relaciones interespecíficas (predación, simbiosis, competencia, etc.) se
establecían entre algunos grupos de dinosaurios y los mamíferos, según este texto?
b. ¿Por qué razón la extinción de los dinosaurios eliminó la presión sobre los mamíferos?
c. ¿Por qué se puede suponer que la eliminación de la presión que ejercían los dinosaurios sobre los mamíferos fue determinante para que una línea de mamíferos haya
evolucionado hasta el hombre?
Actividad nº 96
La desaparición de los dinosaurios se produjo -según las últimas teorías - como consecuencia del choque de un enorme meteorito sobre la superficie terrestre. Debido a ese
choque se levantó una nube de polvo capaz de ocultar el Sol durante tanto tiempo, que
se produjo un cambio climático global y, como resultado, la muerte de la mayor parte
de los enormes árboles y arbustos de esas épocas.
Teniendo en cuenta las condiciones descriptas, responda:
a. ¿Cuál es la razón por la cual la desaparición de los grandes bosques puede haber
afectado la supervivencia de los dinosaurios?
b. Los ecosistemas en que prosperaron los mamíferos, ¿eran más complejos o menos
complejos que aquellos en los que vivieron los dinosaurios?
* Texto extraído del libro "Cosmos" de Carl Sagan, Editorial Planeta, Barcelona 1998.
124
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
EL IMPACTO DE LA ACTIVIDAD HUMANA SOBRE LOS ECOSISTEMAS.
Muchas veces se resalta como un hecho negativo el que las actividades humanas
destruyen ecosistemas naturales y lo sustituyen por otros "artificiales". Pero los
hombres no substituyen los ecosistemas naturales por simple capricho. En
muchas ocasiones, las necesidades económicas de los habitantes son las que
provocan el avance de la "civilización" sobre los ambientes naturales.
Esto es lo que sucede con la tala de los bosques con el objetivo de "ganar"
terrenos para el cultivo. De esta manera, los agricultores alteran las condiciones
del medio de tal forma que complejos ecosistemas son reemplazados por otros
mucho más simples y por lo tanto más inestables ya que en ellos solo se desarrollarán las especies deseadas de cultivo, y algunas pocas poblaciones de otras
especies que no interfieran en el desarrollo del mismo.
Como sabemos, si el agroecosistema fuera abandonado, se irían sucediendo
diversas etapas, hasta restablecer una etapa climax de máxima estabilidad para
la región, probablemente un bosque similar al original. Por esa razón, los agricultores deben intervenir permanentemente sobre el agroecosistema para mantener las especies deseadas y eliminar las no deseadas.
Tomemos como ejemplo un campo de cultivo que se estableciera sobre lo que
antes fue un denso bosque. En el ecosistema natural domina un bello paisaje
de árboles de gran porte, habitados por infinidad de aves y otros animales que
encuentran refugio y alimento.
Si se quisiera transformar ese bosque en una zona de cultivo, será indispensable
talar los árboles para que pueda trabajarse la tierra. También habrá que desmalezar, alejar las aves que pudieran alimentarse del cultivo, fumigar para eliminar
posibles parásitos, fertilizar el suelo, etc. Todas estas acciones necesarias para
evitar que el ecosistema natural "avance" sobre el artificial, requieren una
enorme inversión de energía humana.
Actividad nº 97
Suponga que un grupo de agricultores quiere extender la zona de cultivo de maíz. Para
ello se proponen transformar una región boscosa en una zona económicamente productiva. El primer paso será la tala del bosque y la limpieza del terreno.
a. ¿Cuál es la población que los agricultores se proponen favorecer por sobre todas las
otras?
b. ¿Cuáles son las razones por las cuales los agricultores deberían reducir a su mínima
expresión la cantidad de poblaciones que conviven en la zona productiva? (Piense en
el uso intensivo de pesticidas, herbicidas, espantapájaros, etc.)
Biología B • UNIDAD 3
125
c. La acción de los agricultores sobre ese ambiente natural determina el establecimiento de un ecosistema artificial (agroecosistema en este caso) mucho más inestable
que el original.
• ¿Qué rasgos del agroecosistema permiten pensar que es más inestable que el ecosistema original?
• ¿Por qué razón se dice que esta estabilidad precaria deberá ser "pagada" luchando
contra la sucesión ecológica?
Actividad nº 98
Responda las siguientes preguntas utilizando los conocimientos que ha aprendido sobre
las sucesiones ecológicas.
a. ¿Por qué, para mantener "en condiciones" un jardín ornamental, es necesario desmalezar constantemente el terreno?
b. ¿Por qué se dice que el jardinero libra una lucha contra la sucesión ecológica para
mantener su jardín?
Pese a que frecuentemente las actividades humanas tienden a eliminar a las
comunidades animales y vegetales de una región, para reemplazarlas por ecosistemas más simples (como en los casos que se refieren en las Actividades nº
96 y 97), esto no siempre es así. A veces intereses económicos, estéticos o de
otro tipo, determinan que se introduzcan nuevas especies en lugares donde
nunca hubieran prosperado. De esta forma, se crean ecosistemas artificiales
mucho más complejos que los que corresponden a las condiciones de la
región.
Actividad nº 99
En ciertas zonas de nuestro planeta viven personas cuya vida es muy dura, debido a las
condiciones climáticas y territoriales. Por ejemplo, aquellas poblaciones que habitan en
zonas desérticas, no tienen grandes posibilidades de producir su propio alimento y deben
importarlo. Desde hace varios años, los esfuerzos de investigación agrícola y la aplicación
de nuevas tecnologías han logrado crear nuevas condiciones en estas regiones. Partiendo
de ecosistemas muy simples y de baja productividad, como los desiertos, se ha logrado su
transformación para que allí puedan producirse alimentos, flores para la exportación e
incluso hermosos jardines para que sus habitantes los disfruten.
126
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Responda las siguientes preguntas y justifique sus respuestas teniendo en cuenta la definición de ecosistema y los conceptos de sucesión y regresión ecológicas.
a. ¿Se puede considerar que la colonización de un desierto implica la destrucción de un
ecosistema al igual que la tala de un bosque?
b. La introducción de especies vegetales y animales en regiones desérticas, ¿proveen
más estabilidad a los ecosistemas de dicha región?
c.. ¿Hacia qué etapa climax cree usted que conducirá la sucesión ecológica si se abandona el "vergel" en que fue convertida la zona desértica por la actividad del
hombre?
Es posible pensar en las ciudades y su crecimiento continuo y desmesurado
como un reemplazo permanente de las condiciones naturales del terreno por
condiciones artificiales, donde el asfalto, el cemento y, de vez en cuando,
algunas plantas ornamentales, transforman el paisaje hasta hacerlo irreconocible respecto de la zona rural que lo rodea.
Sin embargo, sucede a veces que por diversas causas, entre las cuales la más
común es el abandono, en zonas urbanas se restablecen los paisajes naturales.
La siguiente actividad nos muestra uno de estos casos, bastante cerca del lugar
donde usted está leyendo esta Guía.
Actividad nº 100
Lea el siguiente texto:
Una comunidad en las orillas de la ciudad de Buenos Aires.
La ciudad de Buenos Aires presenta sobre la ribera sur del Río de la Plata una comunidad muy especial: la llamada Reserva Ecológica de Costanera Sur.
¿Sabe usted cómo surgió la reserva Costanera Sur?
La Reserva Ecológica de la Costanera Sur constituye un área arrinconada entre el
Río de la Plata y la zona sur del puerto de la Ciudad de Buenos Aires. Antiguamente
fue un balneario muy concurrido. En esta zona se proyectó armar una ciudad satélite donde funcionarían oficinas del gobierno. Para esto rodearon aproximadamente
350 hectáreas con un terraplén y se rellenó su interior con materiales del dragado
proveniente del lecho del río, al que posteriormente se le agregaron escombros de las
viviendas que se demolieron para construir la Autopista 25 de Mayo.
Cambios en los planes de gobierno hicieron que se interrumpiera el proyecto de construcción de la "ciudad gubernativa" en el área, y entonces, en 1984 se paralizaron
las obras de relleno.
¿Qué sucedió entonces? Poco a poco plantas y animales invadieron la zona.
Biología B • UNIDAD 3
127
Primero, especies vegetales pioneras "fundaron" las primeras poblaciones y sirvieron
de refugio a otras poblaciones de animales. Más tarde algunos árboles se establecieron
terrenos ya "colonizados" por pastos y arbustos.
Hoy la Reserva Ecológica de la Costanera Sur cuenta entre las poblaciones vegetales
más comunes: bosques de alisos y sauces criollos, totorales, pastizales y plantas acuáticas diversas en sus lagunas. Entre los animales más comunes se observan poblaciones
de aves tales como el macá, la gallareta, el cisne de cuello negro o la garza mora.
Otros animales tales como culebras, serpientes yarará, carpinchos, coipos, diferentes
especies de peces o tortugas de laguna le fueron dando al área un aspecto típico de la
zona del Delta del Paraná.
a. ¿De dónde provienen las especies que se fueron estableciendo en la Reserva de
Costanera Sur?
b. Justifique por qué puede ser considerada una sucesión ecológica.
c. ¿Considera usted que este ecosistema ya se encuentra en la etapa climax? Justifique
la respuesta.
d. Elabore un esquema de una posible red alimentaria de la zona tomando en cuenta
las especies mencionadas en el texto.
Una sugerencia: Nos parece una buena idea que, para responder con
mayor profundidad este cuestionario y, de paso, para realizar un agradable paseo, usted visite la Reserva. Allí hay guías que le acompañarán
durante el recorrido, a la vez que le contarán mayores detalles sobre la
flora y la fauna de la reserva, así como sobre su historia.
También puede recurrir al Centro de Recursos Multimediales de la sede
Diaz Velez de Adultos 2000 y consultar la "Guía Ilustrada de la Reserva
ecológica de Bs. As".
En la zona donde se estableció la Reserva Ecológica Costanera Sur el arrastre
de sedimentos por el río permitió que se formara una capa de suelo fértil capaz
de sostener especies vegetales típicas de la zona del Delta del Paraná. De esta
forma, el relleno de escombros urbanos se fue cubriendo de humus y las semillas arrastradas por el río, llevadas por el viento o "sembradas" por aves y otros
animales, fueron determinando una comunidad vegetal rica y variada que
sirvió de refugio y alimento a distintas especies animales.
No siempre esto es posible. Hay zonas donde la actividad humana deja huellas tan profundas en los paisajes que, aunque dichas zonas fueran abandonadas durante cientos de años, no se logra restablecer el ecosistema original.
128
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 101
La llanura chaqueña es una zona inhóspita: el calor es insoportable y es difícil conseguir
un lugar bajo la sombra. Sin embargo, alguna vez, la zona estuvo cubierta por frondosos
bosques de algarrobo y quebracho así como otras especies consideradas "maderas preciosas" por su alto valor comercial.
Es en los montes chaqueños donde se asentó una rica industria de la madera: la famosa
empresa de capitales ingleses denominada La Forestal. Famosa tanto por la crudeza en el
trato a sus obreros como por la tala indiscriminada de dichos bosques y la despreocupación
por reforestar la región. De allí se obtenía tanino (utilizado en la curtiembre de cueros y
otras actividades industriales), madera para construcciones y millones de "durmientes" para
el trazado de las líneas de ferrocarril, también en manos de capitales ingleses.
La tala fue salvaje. Cuando estas especies desaparecieron, la llanura fue aprovechada
para la ganadería y la agricultura hasta que también los campos dejaron de rendir.
Entonces fueron abandonados.
Como resultado del abandono, no sólo no se restableció el bosque natural, sino que se
transformó en un desierto donde lo único que crece son arbustos achaparrados en un
suelo ya estéril.
a. Estudie en la bibliografía de referencia las causas de la desertificación a partir de la tala indiscriminada de los bosques originales.
b. Busque otros ejemplos de desertificación en nuestro país y en el mundo.
c. Investigue cuáles son las técnicas que pueden revertir el proceso de desertificación devolviendo
a las regiones afectadas sus anteriores características.
Si le interesa, usted puede encontrar información sobre la desertificación en revistas
de organizaciones medio-ambientalistas, tales como las de la Fundación Vida
Silvestre o Green Peace. También puede consultar en organismos oficiales tales como
Parques Nacionales o el INTA.
LOS PROBLEMAS ACTUALES DE LA ACTIVIDAD DEL HOMBRE
SOBRE EL MEDIO.
Las actividades humanas impactan de diversa forma sobre el ambiente. En
el apartado anterior de esta Guía, hicimos referencia a la deforestación
como una de las actividades que impactan negativamente sobre el
ambiente, debido a que pueden conducir a procesos de desertificación.
También nos referimos a otro tipo de actividades humanas que podemos
juzgar positivas para las personas, tales como la transformación de zonas
desérticas en zonas productivas.
Biología B • UNIDAD 3
129
La idea de que nuestras acciones pueden ser positivas o negativas, en cuanto a
su impacto ambiental, toma en cuenta principalmente las maneras en que
estas acciones afectan a las posibilidades de subsistencia y desarrollo de las
sociedades humanas. No obstante, también se le da importancia al valor
económico y/o estético de las diversas especies animales y vegetales, como una
razón importante para promover su preservación.
Un conjunto de actividades humanas impactan fuertemente sobre el ambiente.
Este impacto muchas veces no es sólo local, sino que puede contribuir a la
transformación global de las condiciones físicas y químicas del planeta.
Muchas actividades industriales generan subproductos de desecho que se
"vuelcan" al ambiente, ya sea en la atmósfera, el suelo o las aguas. Entre las
consecuencias de este accionar, se destacan el efecto invernadero, las lluvias
ácidas, el adelgazamiento de la capa de ozono atmosférico y la acumulación de productos tóxicos para la vida.
Actividad nº 102
La Tierra tiene un clima que podemos considerar "moderado" en comparación con el de
otros planetas. El clima moderado permitió el surgimiento y la evolución de los seres
vivos. Esta característica del clima terrestre se debe, en gran parte, a lo que se conoce
como "efecto invernadero": la composición de la atmósfera terrestre impide que el calor
que proviene del Sol escape hacia el espacio.
Sin embargo, hay una cantidad de investigaciones que pronostican un incremento peligroso del "efecto invernadero" debido a la liberación de determinados tipos de gases
a la atmósfera, como consecuencia de las actividades humanas. Como resultado de ello,
se predice un aumento gradual de la temperatura media del planeta que podría tener
severas consecuencias sobre las condiciones de vida.
a. Investigue en qué consiste el efecto invernadero y cuáles son los gases que lo provocan.
b. ¿Qué tipo de problemas podría crear un incremento de la temperatura del planeta
para los seres vivos en general y para la población humana en particular?
c. ¿Por qué se usa muchas veces la expresión "cambio climático global" para referirse a
las consecuencias del efecto invernadero?
d. ¿Qué propuestas se han formulado para reducir la emisión de gases invernadero?
e. ¿En qué sentido podemos afirmar que la responsabilidad por la emisión de gases
invernadero no es la misma para todos los habitantes de la Tierra ni para todos los
países?
130
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Para responder esta pregunta, busque en la bibliografía un "mapa mundial" de emisiones de gases invernadero.
Existe una gran cantidad de investigaciones que parecen evidenciar que se está
produciendo un adelgazamiento continuo de la capa del gas ozono en la alta
atmósfera. La producción de cierto tipo de gases industriales y su liberación a
la atmósfera parece ser una de las causas más importantes de la desaparición
de grandes cantidades de ozono atmosférico. Sin embargo, todavía no existe
una gran certeza de que esto sea así, ya que algunas opiniones contrarias
admiten la posibilidad de que el adelgazamiento de la capa de ozono sea consecuencia de ciclos naturales cuya causa desconocemos. No obstante, desde
hace algunos años sigue creciendo la preocupación por la posible responsabilidad humana en este fenómeno y la búsqueda de formas de evitar que
empeore.
Actividad nº 103
Los medios masivos de comunicación suelen expresar en forma alarmista que ciertas
zonas de la Tierra están afectadas por el "agujero de ozono".
a. Investigue en la bibliografía, así como en periódicos y revistas, cuáles son las propiedades del
ozono atmosférico que favorecen el desarrollo de la vida en el planeta y cuáles los peligros que
acarrea su disminución.
b. ¿Por qué la expresión "agujero" de ozono es inadecuada?
c. ¿En qué sentido se habla a veces de "escudo de ozono"?
d. ¿Cuáles son los gases responsables de la destrucción del ozono atmosférico? ¿Son
sólo derivados de las actividades humanas o también se producen por procesos naturales?
Actividad nº 104
a. Busque una definición de contaminación o contaminante.
b. Busque información en la bibliografía y en otras fuentes para elaborar una lista de los contaminantes más importantes por su efecto negativo sobre el ambiente.
c. Complete el siguiente cuadro agregando cuatro contaminantes y completando la
fuente, el tipo, área donde contamina y el efecto (se incluyen como ejemplo dos contaminantes muy comunes):
Biología B • UNIDAD 3
131
Contaminante
Fuente
Tipo
Contaminación
Efecto
DDT
Plaguicidas
Sólido
Plantas y
animales
Intoxicación
Dióxido de
carbono
Combustiones
y deforestación
Gaseoso
Atmósfera
Intensificación
del efecto
invernadero
Hemos llegado al final de la guía. Al igual que en las unidades anteriores,
le proponemos que realice las Actividades de Autoevaluación, con el fin
de revisar conceptos y corroborar el aprendizaje logrado.
132
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología