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eso
Biología
y Geología
Santillana
Biología y Geología
4
4
eso
Santillana
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7:31
Página 2
Guía y
recursos
Índice
TAREAS
UNIDAD
Nuestro planeta cambiante
1. El modelado
del relieve
terrestre
PANORAMA:
El relieve y los procesos
que lo modelan
¿Cómo se ha formado
el paisaje actual?
La meteorización
y el suelo
Los procesos
fluviotorrenciales
PANORAMA:
Investigando
lo inaccesible
La litosfera se mueve
¿Por qué se mueven
las placas?
Terremotos y volcanes
PANORAMA:
Reconstruir el pasado
de la Tierra
El Precámbrico
El Paleozoico
El Mesozoico
Página 8
2. Dinámica interna
de la Tierra
Página 32
3. Historia
de la Tierra
y de la vida
Página 50
Las bases de la Biología
4. La célula
Página 70
5. La herencia
PANORAMA:
La célula. Unidad
estructural y funcional
de la vida
Anatomía de la célula
La nutrición celular.
Metabolismo
La reproducción celular.
Mitosis y meiosis
PANORAMA:
Conceptos básicos
de Genética
¿Qué investigó Mendel?
¿Dónde están
los factores
hereditarios?
La transmisión
de los caracteres
en el ser humano
PANORAMA:
¿Por qué sabemos que
los seres vivos
evolucionan?
Teorías sobre
la evolución.
Teoría de Lamarck
La teoría de DarwinWallace
El neodarwinismo
y la teoría sintética
Página 88
6. Evolución
Página 106
Cómo funciona la naturaleza
7. Biomas
y ecosistemas
PANORAMA:
Biomas y ecosistemas
¿Cómo condiciona
el ambiente a los seres
vivos?
Los ecosistemas
y su composición;
los biomas
Los cambios
en los ecosistemas
PANORAMA:
Integración
del ecosistema
La Cibernética
en la Ecología
Las agrupaciones
interespecíficas (I)
Las agrupaciones
interespecíficas (II)
PANORAMA:
Materia en ciclos,
energía en flujos
Materia y energía
en las reacciones
químicas de los seres
vivos
Los intercambios
de materia entre
biotopo y biocenosis
Los ciclos ecológicos
de la materia
Página 124
8. Interacciones en
los ecosistemas
Página 140
9. Ciclos y flujos
en los ecosistemas
Página 158
2
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21:10
Página 3
Guía y
recursos
TEMAS
TRANSVERSALES
Los procesos marinos.
El modelado litoral
Los procesos eólicos
y bióticos
La formación
de las cordilleras
Estructuras tectónicas:
pliegues y fallas
Modelado kárstico
y modelado glaciar
Sistemas
morfoclimáticos
Salvar el delta del Ebro
Los volcanes en España
El Cenozoico
¿Una nueva gran
extinción?
Las funciones
de relación en la célula
Los virus
¿Qué son las
mutaciones?
Aplicaciones
de la Genética
¿Cómo se originan
las especies?
El problema
de la evolución
en la sociedad
Desarrollo sostenible
y protección del medio
ambiente
Las interacciones
entre organismos
de una especie
¿Qué hacer
con los residuos?
El flujo de energía
Sólo pueden usarse
los excedentes
naturales
3
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Página 4
Guía y
recursos
Esquema de unidad
Cada unidad consta de cuatro partes bien diferenciadas:
• La Página inicial.
• Las Tareas.
• Las páginas de Actividades.
01 El m
odelado
del relieve
terrestre
• Las páginas de Temas transversales.
¿QUÉ DEB
ES
SABER?
Concep
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vios de
Geología
1. La estru
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o.
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an la litosf está
era.
Corte
1
km
Las funciones de la doble Página inicial son
explorar y detectar los conocimientos previos
de los alumnos y las alumnas, y proporcionar
una motivación inicial. Incluye la observación
de una o más fotografías, asociada a la detección de las ideas previas; un apartado de
trabajo con las dudas más comunes de los
alumnos y, por último, un resumen de los conocimientos previos que los alumnos deben
tener antes de afrontar el estudio del tema.
Conten
idos
F
Núcleo
G
EXPRES
A LO QU
E SABES
1. PAN
ORAMA:
El relieve
y
que lo moldlos procesos
ean.
2. ¿Cóm
o se
el paisaje ha formado
actual?
3. La met
eori
y el suel zación
o.
4. Los
procesos
fluviotor
renciales
5. Los
.
procesos
El modelad marinos.
o litoral.
6. Los
procesos
eólicos
y bióticos.
7. Mod
elado
y modelad kárstico
o glaciar.
8. Siste
mas
morfocli
máticos.
MEDIO
AMB
EN EL AUL IENTE
• Salvar A
el delta
del Ebro
1. Observa
las foto
grafías
• ¿Qué
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se pued
e a las preg
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• Sedimen
o.
tación.
• Transpor
• Excavació
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• Meteori
• Viento.
zación.
• Seres
• Erosión.
vivos.
• Olas.
• Mares.
• Aguas
•
Ríos
salvajes.
.
• Dunas.
• Torrente
s.
• Cárcavas
• Loess.
.
• Cordón
• Albufera
litoral.
.
• Playas.
8
Radio terre
stre:
FG
6.371 km
Manto:
2.900 km
LA PÁGINA INICIAL
G
1
F
G F
za
Litosfera:
75
2. Las roca
s y los mine
rales
Las roca
s son los
compone
de la corte
ntes básic
za
os
por un solo terrestre. Están
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Los mine
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3. La acció
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La acció
n de
y la de otros los ríos, del mar,
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9
2
TAREA 1.1: PANORAMA
El relieve y los procesos que lo modelan
1. Concepto de relieve
3. Los procesos geológicos que modifican la superficie terrestre
Llamamos relieve a las rugosidades y deformaciones presentes en la corteza terrestre. Forman parte del relieve las grandes estructuras geológicas,
como las cordilleras, y también formaciones que
son pequeñas a escala planetaria, como las playas
y los acantilados.
Las diferencias en el relieve de las distintas zonas de
la Tierra se deben a numerosos factores. Estos factores del modelado del relieve son los siguientes:
2
• Factores litológicos: se refieren a las rocas que
forman el terreno en un lugar concreto. Las características de las rocas influyen en las formas del
relieve del lugar: así, por ejemplo, las rocas muy
blandas, fácilmente erosionables, dan lugar a relieves suaves, mientras que las duras suelen originar relieves más agrestes, en los que predominan
las formas angulosas.
LAS TAREAS
• Factores estructurales: las estructuras geológicas iniciales de una zona influyen también en el
modelado del relieve. Así, por ejemplo, en una
costa alta se pueden formar acantilados por la erosión debida a la acción de las olas, mientras que
en una costa baja aparecen formas como las playas, los cordones litorales, etc., asocidas a la sedimentación. En el caso de los ríos, la fuerte pendiente de las montañas hace que la corriente sea
fuerte, con lo que su poder erosivo es mayor. En
cambio, en zonas más llanas, las pendientes suaves hacen que la corriente sea menos intensa, predominando entonces el transporte y la sedimentación.
Las páginas siguientes son las que denominaremos Tareas. En este proyecto los contenidos se han organizado en dobles páginas
que se conciben como unidades de aprendizaje, con objetivos y contenidos específicos
de «saber» y «saber hacer». En cada doble
página se desarrolla una tarea concreta a través de información, observaciones, experiencias y actividades.
• Factores dinámicos: son los que están relacionados con los procesos que construyen el paisaje. El resultado de la actuación de los diversos agentes externos (ríos, mares, viento, etc.) e internos
da lugar a paisajes diferentes.
• Factores climáticos: las diferentes condiciones
climáticas influyen también poderosamente en el
relieve. De ahí que existan muchas diferencias entre el relieve típico de las zonas desérticas y el de
las zonas templadas. Esto se debe a que, en cada
tipo de clima, actúan con más intensidad unos u
otros agentes externos modeladores del relieve:
así, por ejemplo, en el desierto es mucho más importante la acción del viento que la del agua, y
esto da lugar a relieves característicos.
Las formas actuales del relieve se deben a la interacción
de factores litológicos, estructurales, dinámicos, climáticos
y antrópicos.
Procesos externos. La interacción de la parte rocosa
del planeta con la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera
produce continuas transformaciones de la superficie
terrestre, mediante la meteorización, la erosión,
el transporte y la sedimentación de los materiales. Por su
acción transformadora, estos procesos se suelen considerar
destructores de las formas preexistentes en el relieve.
• Factores antrópicos: relacionados con la acción
humana. Esta acción no es demasiado intensa si
la comparamos con otros factores, pero puede
producir cambios importantes a nivel local. Un
ejemplo es la voladura de partes de montañas para
la construcción de carreteras, o la creación de embalses. Ambas acciones tienen un efecto a medio
plazo sobre el relieve, pues alteran la actuación de
los otros agentes externos.
Procesos internos. La dinámica interna de la Tierra aporta
de manera intermitente nuevos materiales a la corteza
terrestre o deforma los preexistentes. Se manifiesta,
principalmente, por la actividad volcánica, la actividad
sísmica y la actividad tectónica. Estos procesos se suelen
considerar constructores, ya que dan origen a las grandes
estructuras geológicas del planeta, como las cordilleras.
LOS PROCESOS INTERNOS
Actividad
Permite la salida directa de materiales magmáticos al exterior de la corteza terrestre. Los magmas son masas de
rocas fundidas, muy ricas en gases, que se encuentran a
temperaturas entre los 700 y los 1.200 °C. La erupción de
un volcán es la culminación de un lento proceso de formación y ascenso de un magma desde la base de la corteza o del manto superior, y es la prueba más evidente de
actividad volcánica. De la misma manera, también se denominan volcanes los materiales geológicos que testimonian la existencia de antiguas erupciones.
Sísmica
Se debe al hecho de que en determinadas zonas de la corteza terrestre se producen tensiones o fricciones entre
conjuntos rocosos rígidos. Cuando la energía acumulada
durante un tiempo determinado se libera de manera instantánea, se produce un terremoto. Las ondas sísmicas
transmiten esta energía elástica a través del planeta y pueden deformar los materiales existentes.
Tectónica
Determina que la parte externa de la Tierra está continuamente sometida a un lento movimiento que desplaza los conjuntos rocosos. Grandes fragmentos, llamados placas tectónicas, que forman la litosfera, se
mueven separándose, acercándose o rozándose lateralmente. La evolución de estas placas a lo largo de la
historia de la Tierra permite explicar, entre otros fenómenos, la formación de los océanos, la movilidad de los
continentes o la aparición de algunas cordilleras. En
los límites entre las placas tectónicas se localiza la mayor parte de la actividad sísmica y volcánica del planeta.
2. Los cambios en el relieve
terrestre y la energía
Ya sabemos que los procesos geológicos que modifican la superficie terrestre se suelen denominar
internos o externos. Esta diferenciación no se basa
en el hecho de que afecten al interior o al exterior
de las capas rocosas del planeta, sino en la localización de las fuentes de energía que producen los
cambios.
Los procesos internos se desencadenan, básicamente, a causa de la energía interna almacenada en
el interior del planeta. Los procesos externos
tienen su origen en una distribución desigual de la
energía solar sobre la superficie terrestre. En ambos
casos los procesos están sometidos a la influencia
del campo gravitatorio de la Tierra.
ACTIVIDADES
Procesos que lleva a cabo
Volcánica
10
Recordar
1. Haz un cuadro que resuma los
principales factores que influyen
en el modelado del relieve.
Incluye los ejemplos que se citan
en el texto.
Explicar
2. Responde a las preguntas.
• ¿Por qué, en la Luna, los procesos
externos son casi inapreciables?
• ¿Por qué denominamos
destructores a los procesos
externos y constructores
a los internos, si ambos tipos
de procesos geológicos pueden
destruir y construir?
• ¿Por qué puede tener influencia
en el relieve la creación
de un embalse? ¿Qué sucede
con el río embalsado?
• ¿Cómo influyen en el modelado
del paisaje los terremotos
y las erupciones volcánicas?
11
TAREA
1.5
Los proc
esos m
arinos.
El mod
elado lit
1. Un aca
oral
En función de los conceptos tratados en cada
tarea, la adquisición del aprendizaje se realiza
por tres vías: textos breves y estructurados,
observaciones dirigidas y experiencias o investigaciones sencillas. Esta manera de plantear las tareas rompe con los sistemas habituales de información más actividades.
OBSERVA
CIÓN
ntilado
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La primera tarea de cada unidad, llamada Panorama, ofrece una visión en conjunto de los
diversos contenidos tratados en ella. Además, tras la última tarea, un Resumen y un
Mapa de conceptos recogen toda la información relevante que aparece en la unidad.
18
La erosión
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El vaivén
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651313 PAGS. INICIALES.qxd
5/2/03
12:01
Página 5
Guía y
recursos
3
Actividad
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Las páginas finales de Actividades tienen por
objetivo integrar los conocimientos adquiridos en las distintas tareas que componen la
unidad, permitiendo así comprobar si los
alumnos y alumnas establecen las relaciones
pertinentes y adquieren una visión global de
los temas tratados.
Se presentan cuatro grandes categorías de
actividades. Bajo el epígrafe Test de conocimientos se incluyen todas las actividades relacionadas con la comprensión de los conceptos de la unidad. El Test de capacidades
reúne actividades procedimentales. El Test de
responsabilidad permite sondear las ideas y
actitudes de los alumnos y alumnas. Por último, la Experiencia ofrece el guión básico de
una o varias prácticas de laboratorio.
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29
4
Salvar el delta del Ebro
MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
Un espacio singular
El delta del Ebro es un gran depósito de
sedimentos, cuya parte emergida ocupa
una superficie de aproximadamente 320 km2.
Es suficientemente grande para destacar
en el perfil de todos los mapas de la península
Ibérica y para verse con claridad en las imágenes
captadas por los satélites artificiales. De la
existencia del delta y de su equilibrio depende
el mantenimiento de unos ambientes acuáticos
de gran interés ecológico.
La actividad agrícola, que ocupa más del 75 %
de la superficie del delta, también es muy
importante. En el delta se cultiva el arroz,
hortalizas y frutales.
La evolución del delta
Figuras de protección
El esquema de abajo muestra la evolución del delta
del Ebro desde el siglo IV hasta la actualidad. En los
dibujos se puede ver que los depósitos sedimentarios (en color naranja) han aumentado, de manera
que han ido añadiendo una lengua de tierra al litoral rocoso hasta llegar a formar el delta tal como lo
conocemos hoy. El mantenimiento de este frágil espacio natural depende, sobre todo, de que el río siga aportando sedimentos al delta. Si éstos faltan, la
acción erosiva del mar, del viento y del mismo río
pueden hacer que el delta desaparezca.
La importancia del delta como espacio natural ha sido ampliamente reconocida. En 1984, el Consejo de
Europa lo declaró zona de especial interés para la
conservación de la vegetación halófila (plantas de
ambientes salinos). Se ha incluido en la lista Ramsar
de las zonas húmedas de importancia internaciones,
y catalogado como zona de especial protección de
las aves. Dieciocho hábitats del delta se han incluido en la directiva relativa a la conservación de hábitats naturales y de la flora y fauna silvestres de la
Unión Europea. De estos hábitats, dos figuran en
la lista de hábitats de protección prioritaria y ocho están amenazados o muy
amenazados.
Los recursos naturales y ambientales también
son aprovechables de otras muchas formas:
piscifactorías, explotaciones de sal, turismo, etc.
s. IV
La señal de alerta
s. XIV
s. XV
Algunos estudios científicos recientes han dado la
señal de alerta: el delta del Ebro podría desaparecer.
El delta sufre en la actualidad una regresión alarmante. Es decir, es erosionado progresivamente por
la acción de las ondas y de las corrientes marinas,
ya que los sedimentos que antiguamente transportaba el río, ya no llegan a la desembocadura en la
misma proporción que antes. Esto se debe a que las
presas que se han construido a lo largo del río, que
permiten regular su caudal, retienen los sedimentos.
s. XVII-XVIII
s. XVIII-XIX
4
Los ambientes halófilos (de suelo salino), que eran muy abundantes originalmente, hoy son mucho más escasos. En la actualidad sólo quedan unas
2.000 hectáreas de marismas, 500 de
las cuales están desprotegidas y amenazadas de transformación por las actividades humanas.
En las últimas páginas de cada unidad se proponen programas específicos de los temas
transversales más importantes en el área de
Ciencias.
2002
INVESTIGACIÓN
Pero, ¿el delta siempre ha estado ahí? ¿Podríamos
prevenir su destrucción y evitarla?
• Algunos estudios afirman que la tala abusiva de
bosques pudo contribuir al aumento de la erosión del suelo de las montañas y al crecimiento
del delta del Ebro en los siglos XV y XVI. ¿Crees
adecuado adoptar otra vez esta medida para frenar la regresión del delta? ¿Por qué?
Evolución y futuro del delta
Escribe un informe sobre la evolución y el posible
futuro del delta del Ebro. Busca información y responde a las preguntas siguientes.
El Ebro tiene una cuenca de unos 83.000 km2. Representa una sexta parte de la superficie de España.
También es el río más caudaloso de la península Ibérica. Se cree que el Ebro comenzó a vertir sus aguas
al Mediterráneo hace unos seis millones de años.
• ¿Cuáles son los factores naturales que han podido influir en la formación y en el aspecto actual
del delta? ¿Qué factores lo amenazan?
• Las páginas tituladas Medio ambiente en
el aula desarrollan contenidos de Educación Ambiental.
• ¿Qué papel han tenido la acción del mar, del viento, del ser humano y, sobre todo, del mismo río
en la formación del delta?
Aunque la parte sumergida del delta puede tener
unos 10.000 o 15.000 años, los datos históricos parecen demostrar que la mayor parte de la llanura deltaica emergida es de formación muy reciente, desde el punto de vista geológico. Se puede haber
desarrollado a lo largo de los últimos 1.500 años,
aunque su crecimiento más importante se produjo
entre los siglos XV y XIX.
• Las presas del Ebro permiten regular su caudal,
aprovechar el agua para usos domésticos, agrícolas e industriales, y evitar las inundaciones. Sin
embargo, también impiden que los sedimentos
lleguen a la desembocadura del río. ¿Crees que
es posible resolver este problema? ¿Por qué?
Actividad humana en el delta. Arriba cultivos de arroz.
Abajo, el delta visto desde Sant Carles de la Ràpita.
30
31
• Las páginas de Salud en el aula contemplan cuestiones de Educación para la Salud.
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• Las páginas de Ciencia, Técnica y Sociedad
incluyen aspectos de las relaciones entre
los tres ámbitos y permiten introducir más
temas transversales: Educación para la Paz,
Educación del Consumidor, Educación
Vial, etc.
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DEBATE
Todas estas páginas proponen debates e investigaciones libres y activas, que permiten a
los alumnos y alumnas desarrollar estrategias
en la búsqueda de información y de comunicación.
5
651313 Bloque I.qxd
5/2/03
11:59
Página 6
I Nuestro planeta cambiante
Un río se abre paso
hacia el mar
Paisajes similares
al de esta fotografía aparecen
en muchos lugares
de nuestro planeta. Se trata
de los últimos metros
en el recorrido de un río,
donde sus aguas se mezclan
con las del mar. Pero los ríos
no son sólo simples corrientes
de agua. También
son importantes agentes
transformadores del relieve.
CLAVES DE LOS TEMAS DEL BLOQUE
TEMA 1. El modelado del relieve terrestre
TEMA 2. Dinámica interna de la Tierra
La construcción del relieve terrestre
se debe a la actuación conjunta de procesos
internos y externos. Los primeros son
los que configuran los grandes bloques del paisaje.
Los segundos, los que los modelan, los alteran
y modifican. El paisaje, tal y como hoy podemos
apreciarlo, no siempre ha sido el mismo.
El interior de nuestro planeta se encuentra a muy
alta temperatura. Su capa más externa, la litosfera,
se encuentra fragmentada en grandes placas
que se mueven, colisionando y separándose.
Estos hechos causan numerosas manifestaciones
externas.
El modelado del relieve es un largo proceso debido
a la actuación de diversos agentes. Los procesos
fluviotorrenciales, eólicos, bióticos, glaciares
y kársticos han dado lugar a multitud de paisajes
distintos.
Nuestro planeta ha cambiado mucho desde su
formación, hace unos 5.000 millones de años, hasta
la actualidad. Algunos de los cambios más notables
son los referentes a la flora y fauna de los distintos
períodos geológicos.
6
TEMA 3. Historia de la Tierra y de la vida
651313 Bloque I.qxd
5/2/03
11:59
Página 7
¿QUÉ SABES YA?
1. Recuerda y responde:
a) ¿Qué es el relieve? ¿Por qué
decimos que el relieve cambia por
la acción de numerosos agentes?
b) ¿Qué es una cordillera?
¿Han existido las grandes
cordilleras de nuestro planeta
desde su formación?
c) ¿Qué es un terremoto?
¿Qué es un volcán?
2. Lee el texto inicial y responde:
a) Aparte del agua,
¿qué otros materiales llevan los ríos
hasta el mar? ¿Qué sucede
con esos materiales?
b) ¿Cómo actúan los ríos sobre
las rocas en el curso alto?
¿Cómo se llama esta actuación?
El gigante dormido
En la imagen, el cráter de un volcán que se encuentra extinguido
o en período de reposo. Los volcanes son una de las muchas
manifestaciones externas de la energía del interior de nuestro planeta.
Los muchos volcanes activos que hay en la Tierra expulsan materiales
procedentes del interior: lava, bombas volcánicas, cenizas, gases...
Los volcanes no se encuentran en todas partes. Cuando estudiemos
la estructura de la litosfera terrestre veremos cómo hay zonas
con mucho mayor riesgo volcánico y sísmico. Esto nos lleva a pensar
que, en dichas zonas, sucede «algo» que no ocurre en otros lugares
más estables.
c) ¿Qué es un valle? ¿Qué forma
tienen los valles de los ríos?
¿Son iguales en el curso alto
y en el curso bajo de los ríos?
ANALIZA UN EJEMPLO
3. Observa la fotografía
del volcán y responde:
a) ¿Qué es el cráter de un volcán?
b) ¿De dónde procede la lava
que sale de los volcanes durante
las erupciones?
SABER HACER
c) ¿Por qué decimos que los volcanes
son manifestaciones de la dinámica
interna de nuestro planeta?
Al finalizar el estudio del bloque habrás adquirido
las siguientes capacidades:
• Identificar en el entorno evidencias de los cambios
que se producen en nuestro planeta.
• Describir la acción geológica de algunos de los agentes
externos más importantes.
• Explicar la distribución de los fenómenos volcánicos
y sísmicos en nuestro planeta.
• Predecir dónde estarán los actuales continentes en el futuro,
y cuál será su forma aproximada.
• Reconocer algunos fósiles importantes.
• Describir cómo era la Tierra en el pasado.
7
d) ¿En qué estado físico
se encuentran las rocas
de la corteza terrestre?
¿Y las del manto?
e) En muchas regiones de la Tierra
coinciden las manifestaciones
volcánicas con frecuentes
movimientos sísmicos.
¿Crees que están relacionados
los fenómenos sísmicos
y los volcánicos? ¿Qué tienen
de especial esas regiones
para que sean tan activas
volcánica y sísmicamente?
651313 Tema 01.qxd
5/2/03
11:52
Página 8
01 El modelado del relieve terrestre
Contenidos
1. PANORAMA:
El relieve y los procesos
que lo moldean.
2. ¿Cómo se ha formado
el paisaje actual?
3. La meteorización
y el suelo.
4. Los procesos
fluviotorrenciales.
5. Los procesos marinos.
El modelado litoral.
6. Los procesos eólicos
y bióticos.
7. Modelado kárstico
y modelado glaciar.
8. Sistemas
morfoclimáticos.
EXPRESA LO QUE SABES
1. Observa las fotografías y responde a las preguntas.
• ¿Qué se puede apreciar en estas fotografías? ¿En qué se diferencian
los dos paisajes?
• Estos paisajes, ¿por qué tienen esas formas y no otras?
¿Cuáles son los factores que han actuado para que esos dos lugares
tengan actualmente este aspecto?
• ¿En cuál de los dos lugares puede tener más importancia la acción
del viento como agente modelador del paisaje? ¿Por qué?
2. Indica cuáles de las siguientes palabras
están relacionadas, de alguna manera,
con el paisaje y su modelado.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
MEDIO AMBIENTE
EN EL AULA
• Salvar el delta del Ebro
8
Sedimentación.
Transporte.
Meteorización.
Seres vivos.
Olas.
Aguas salvajes.
Dunas.
Cárcavas.
Cordón litoral.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Excavación.
Viento.
Erosión.
Mares.
Ríos.
Torrentes.
Loess.
Albufera.
Playas.
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¿QUÉ DEBES SABER?
3. La acción geológica de los ríos,
el mar y el viento
Conceptos previos de Geología
La acción de los ríos, del mar, del viento
y la de otros agentes hace que el paisaje cambie.
1. La estructura de la Tierra
Recuerda que nuestro planeta está formado
por tres capas que, de la superficie de la Tierra
al centro, son: la corteza, el manto y el núcleo.
A lo largo de centenares y de miles de años,
estos agentes actúan sobre las rocas preexistentes
y las fragmentan, arrancando pequeños
fragmentos y transportándolos a otros lugares,
donde se acumulan. El resultado de esta acción
es el cambio gradual del paisaje, y la aparición
de unas formas geológicas características.
La corteza y la parte superior del manto, que está
en contacto con la anterior, forman la litosfera.
FG
Radio terrestre: 6.371 km
Manto:
2.900 km
Conceptos previos de Física
y Química
1. La dilatación anómala del agua
Al contrario que otras sustancias, cuando el agua
se congela aumenta de volumen. Este hecho tiene
una gran importancia en muchos procesos. Desde
el punto de vista de los cambios que se producen
en el paisaje, nos interesa porque, como veremos
más adelante, puede causar la fragmentación
de las rocas.
G
Núcleo
G
La acción geológica de estos agentes comprende
tres procesos: la erosión, el transporte
y la sedimentación.
F
F
G F
Corteza
Litosfera: 75 km
2. Las rocas y los minerales
Las rocas son los componentes básicos
de la corteza terrestre. Están formadas
por un solo mineral o por varios.
2. Los precipitados
Decimos que el soluto de una disolución
ha precipitado cuando se vuelve sólido
y se deposita. Esto sucede, por ejemplo,
cuando en una disolución acuosa tiene lugar
una reacción química y, como resultado, se forma
un compuesto que no se puede disolver en agua:
aparece una nueva sustancia que forma lo
que se llama un precipitado.
Los minerales se diferencian de las rocas
porque, mientras que la composición química
de éstas es variable (dentro de ciertos márgenes),
la composición de los minerales
es siempre la misma,
sea cual sea
el lugar de
la Tierra
del cual
provienen.
PIENSA Y RESPONDE
• La muestra de la fotografía corresponde
a la pirita. Sabemos que la pirita está formada
por una sustancia denominada sulfuro de hierro.
Cuando examinamos muestras de pirita
procedentes de lugares distintos, comprobamos
que todas están formadas por ese compuesto.
Entonces, ¿se trata de un mineral o de una roca?
Formación
de un precipitado.
Tras una reacción
química, en la
disolución aparece
un compuesto
no soluble.
9
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TAREA 1.1: PANORAMA
El relieve y los procesos que lo modelan
1. Concepto de relieve
Llamamos relieve a las rugosidades y deformaciones presentes en la corteza terrestre. Forman parte del relieve las grandes estructuras geológicas,
como las cordilleras, y también formaciones que
son pequeñas a escala planetaria, como las playas
y los acantilados.
Las diferencias en el relieve de las distintas zonas de
la Tierra se deben a numerosos factores. Estos factores del modelado del relieve son los siguientes:
• Factores litológicos: se refieren a las rocas que
forman el terreno en un lugar concreto. Las características de las rocas influyen en las formas del
relieve del lugar: así, por ejemplo, las rocas muy
blandas, fácilmente erosionables, dan lugar a relieves suaves, mientras que las duras suelen originar relieves más agrestes, en los que predominan
las formas angulosas.
• Factores estructurales: las estructuras geológicas iniciales de una zona influyen también en el
modelado del relieve. Así, por ejemplo, en una
costa alta se pueden formar acantilados por la erosión debida a la acción de las olas, mientras que
en una costa baja aparecen formas como las playas, los cordones litorales, etc., asociadas a la sedimentación. En el caso de los ríos, la fuerte pendiente de las montañas hace que la corriente sea
fuerte, con lo que su poder erosivo es mayor. En
cambio, en zonas más llanas, las pendientes suaves hacen que la corriente sea menos intensa, predominando entonces el transporte y la sedimentación.
• Factores dinámicos: son los que están relacionados con los procesos que construyen el paisaje. El resultado de la actuación de los diversos agentes externos (ríos, mares, viento, etc.) e internos
da lugar a paisajes diferentes.
• Factores climáticos: las diferentes condiciones
climáticas influyen también poderosamente en el
relieve. De ahí que existan muchas diferencias entre el relieve típico de las zonas desérticas y el de
las zonas templadas. Esto se debe a que, en cada
tipo de clima, actúan con más intensidad unos u
otros agentes externos modeladores del relieve:
así, por ejemplo, en el desierto es mucho más importante la acción del viento que la del agua, y
esto da lugar a relieves característicos.
10
Las formas actuales del relieve se deben a la interacción
de factores litológicos, estructurales, dinámicos, climáticos
y antrópicos.
• Factores antrópicos: relacionados con la acción
humana. Esta acción no es demasiado intensa si
la comparamos con otros factores, pero puede
producir cambios importantes a nivel local. Un
ejemplo es la voladura de partes de montañas para
la construcción de carreteras, o la creación de embalses. Ambas acciones tienen un efecto a medio
plazo sobre el relieve, pues alteran la actuación de
los otros agentes externos.
2. Los cambios en el relieve
terrestre y la energía
Ya sabemos que los procesos geológicos que modifican la superficie terrestre se suelen denominar
internos o externos. Esta diferenciación no se basa
en el hecho de que afecten al interior o al exterior
de las capas rocosas del planeta, sino en la localización de las fuentes de energía que producen los
cambios.
Los procesos internos se desencadenan, básicamente, a causa de la energía interna almacenada en
el interior del planeta. Los procesos externos
tienen su origen en una distribución desigual de la
energía solar sobre la superficie terrestre. En ambos
casos los procesos están sometidos a la influencia
del campo gravitatorio de la Tierra.
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3. Los procesos geológicos que modifican la superficie terrestre
Procesos externos. La interacción de la parte rocosa
del planeta con la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera
produce continuas transformaciones de la superficie
terrestre, mediante la meteorización, la erosión,
el transporte y la sedimentación de los materiales. Por su
acción transformadora, estos procesos se suelen considerar
destructores de las formas preexistentes en el relieve.
Procesos internos. La dinámica interna de la Tierra aporta
de manera intermitente nuevos materiales a la corteza
terrestre o deforma los preexistentes. Se manifiesta,
principalmente, por la actividad volcánica, la actividad
sísmica y la actividad tectónica. Estos procesos se suelen
considerar constructores, ya que dan origen a las grandes
estructuras geológicas del planeta, como las cordilleras.
LOS PROCESOS INTERNOS
Actividad
Volcánica
ACTIVIDADES
Procesos que lleva a cabo
Permite la salida directa de materiales magmáticos al exterior de la corteza terrestre. Los magmas son masas de
rocas fundidas, muy ricas en gases, que se encuentran a
temperaturas entre los 700 y los 1.200 °C. La erupción de
un volcán es la culminación de un lento proceso de formación y ascenso de un magma desde la base de la corteza o del manto superior, y es la prueba más evidente de
actividad volcánica. De la misma manera, también se denominan volcanes los materiales geológicos que testimonian la existencia de antiguas erupciones.
Sísmica
Se debe al hecho de que en determinadas zonas de la corteza terrestre se producen tensiones o fricciones entre
conjuntos rocosos rígidos. Cuando la energía acumulada
durante un tiempo determinado se libera de manera instantánea, se produce un terremoto. Las ondas sísmicas
transmiten esta energía elástica a través del planeta y pueden deformar los materiales existentes.
Tectónica
Determina que la parte externa de la Tierra está continuamente sometida a un lento movimiento que desplaza los conjuntos rocosos. Grandes fragmentos, llamados placas tectónicas, que forman la litosfera, se
mueven separándose, acercándose o rozándose lateralmente. La evolución de estas placas a lo largo de la
historia de la Tierra permite explicar, entre otros fenómenos, la formación de los océanos, la movilidad de los
continentes o la aparición de algunas cordilleras. En
los límites entre las placas tectónicas se localiza la mayor parte de la actividad sísmica y volcánica del planeta.
11
Recordar
1. Haz un cuadro que resuma los
principales factores que influyen
en el modelado del relieve.
Incluye los ejemplos que se citan
en el texto.
Explicar
2. Responde a las preguntas.
• ¿Por qué, en la Luna, los procesos
externos son casi inapreciables?
• ¿Por qué denominamos
destructores a los procesos
externos y constructores
a los internos, si ambos tipos
de procesos geológicos pueden
destruir y construir?
• ¿Por qué puede tener influencia
en el relieve la creación
de un embalse? ¿Qué sucede
con el río embalsado?
• ¿Cómo influyen en el modelado
del paisaje los terremotos
y las erupciones volcánicas?
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TAREA 1.2
¿Cómo se ha formado el paisaje actual?
3. Los agentes y los flujos
de energía
OBSERVACIÓN
1. Un valle de alta montaña
Los procesos externos necesitan unos agentes y unas
fuentes de energía para poder actuar.
Observa esta fotografía y responde a las preguntas que se plantean a continuación.
Un agente externo es un cuerpo material capaz de
producir cambios sobre los materiales geológicos
como consecuencia de una entrada de energía. Los
agentes geológicos externos más activos son el agua,
en todos sus estados (hielo, líquido y vapor) y el aire;
pero tampoco podemos dejar de lado la acción constructiva y destructiva de los seres vivos (y del ser
humano).
Los agentes por sí mismos, como elementos estáticos,
no podrían producir transformaciones importantes.
Hace falta «que actúen». Su dinamismo se debe a las
modificaciones que experimentan cuando reciben o
pierden energía. La principal fuente de energía que
alimenta los cambios externos de la Tierra es la radiación solar, que actúa sobre la atmósfera y la hidrosfera. Con una influencia menor, también puede
producir cambios la fuerza de la atracción gravitatoria de la Luna y del Sol, por medio de las mareas.
• El paisaje de este valle, ¿siempre ha tenido el mismo aspecto o ha cambiado a lo
largo de los siglos? ¿Por qué?
• ¿Cuáles pueden haber sido los procesos responsables de la forma que tiene el valle actualmente?
• ¿Qué otros ejemplos conoces de formas del
relieve que hayan sido modeladas por procesos externos?
Por otra parte, la gravedad es muy importante. El
campo gravitatorio de la Tierra hace que los objetos
tiendan a desplazarse continuamente desde posiciones elevadas a posiciones más bajas. El aire frío
baja por los valles desde las cimas, los ríos fluyen desde el nacimiento hasta la desembocadura, las piedras caen desde las cimas de las montañas hasta los
fondos marinos, etc.
2. El modelado del paisaje
Las montañas, los valles, los acantilados y las playas
que podemos ver en algunos lugares de nuestro planeta no siempre han tenido el aspecto con el que les
vemos hoy en día. También serán diferentes dentro
de diez, cien, mil o un millón de años.
De manera similar al proceso de construcción de un
edificio que no terminase nunca, podríamos imaginar que los procesos internos son los principales responsables de los grandes rasgos de la arquitectura
del paisaje. Ayudan a situar los cimientos, los pilares,
los «bloques en bruto» de los grandes conjuntos rocosos. Los procesos externos son los que modifican
estas piezas y modelan el relieve, en una actuación
constante desde el origen de la Tierra.
12
Cascada. ¿A qué es debido el movimiento
del agua de los ríos?
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4. Los procesos, los factores y las formas
Agentes geológicos
externos
Se llaman procesos el conjunto de fenómenos, estados y formas
que resultan de la acción geológica de los distintos agentes.
Los procesos se suelen agrupar en función del agente principal que los produce. Así, hablamos de procesos eólicos, cuando los origina el movimiento del aire (el viento); fluviotorrenciales, cuando son el resultado de la acción de las aguas dulces
sobre los continentes; marinos, cuando son producidos por la
acción de las aguas de mares y océanos sobre las costas; glaciares, cuando derivan de la acción de las grandes masas de hielo; bióticos, cuando los causan los seres vivos; y antrópicos, si
son el resultado de la actividad humana.
I
Aire, agua, hielo,
seres vivos
⫹ energía
⫹ gravedad
Procesos geológicos Eólicos, fluviotorrenciales,
marinos, glaciares,
externos
bióticos...
Factores
condicionadores
I
Formas del relieve
De acumulación
y de erosión
Esquema de la actuación de los agentes
y los procesos hasta originar unas
determinadas formas del relieve.
A veces, los procesos se conocen por el lugar geográfico en el
que actúan los agentes: procesos litorales, fluviales, etc. También se pueden clasificar según el fenómeno que predomina: procesos de alteración, de erosión, de transporte, etc. La
mayoría de los procesos comportan un transporte de materia
asociado con la acción de un agente, y pueden producir, indistintamente, formas de erosión o de acumulación.
El clima, la composición y la estructura de las rocas, se consideran factores condicionadores, porque determinan la efectividad de la actuación de los agentes y de los procesos, y
favorecen o dificultan la formación de un determinado relieve.
AGUA ATMOSFÉRICA
▲
Un ciclo es un modelo teórico que esquematiza las diferentes
fases y cambios que experimenta la materia. El ciclo del agua o
los ciclos de erosión y de formación de relieves son algunos ejemplos muy conocidos.
La velocidad y la intensidad con que se producen los procesos
también son factores a tener en cuenta para comprenderlos.
• Algunos fenómenos y cambios son rápidos en la escala de
tiempo humana (una inundación, la erosión de una playa…);
otros son casi imperceptibles (la formación de un valle).
• Algunos procesos actúan casi constantemente, otros lo hacen
de manera brusca sólo en determinados momentos.
13
▲
I
▲
▲
Podemos considerar la Tierra como un sistema, en el que todos los elementos naturales y los fenómenos establecen relaciones de dependencia. Los procesos geológicos son un ejemplo más de esta interacción entre factores que implican un flujo
constante de materia y energía. Nuestro planeta es un sistema
cerrado por lo que respecta a la materia (ésta no entra ni sale)
y abierto en lo referente a la energía (entra la energía procedente del Sol). Resulta útil, a veces, utilizar el concepto de ciclo
para entender el funcionamiento de algunos procesos.
Suelo
P
▲
E
Ríos, lagos,
glaciares
P
Mares
▲
I
E
▲
▲
Plantas
▲
E
▲
5. La dinámica de los procesos
P
▲
T
▲
▲
Acuíferos
(aguas subterráneas)
Esquema simplificado del ciclo del agua.
T = transpiración; P = precipitación;
E = evaporación; I = infiltración.
ACTIVIDADES
Recordar
1. Explica qué es un proceso,
qué es un agente y qué son
los factores condicionadores.
2. Haz una lista de las fuentes
de energía naturales que, en mayor
o menor grado, permiten la acción
de los agentes geológicos externos
en la Tierra.
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TAREA 1.3
La meteorización y el suelo
3. La meteorización física
OBSERVACIÓN
Se habla de meteorización física de una roca cuando ésta se fragmenta, se disgrega o se pulveriza por
la acción de procesos mecánicos. En este caso, la
transformación de la roca consiste en un simple desmenuzamiento, sin que tenga lugar ninguna transformación mineral.
1. Un suelo sobre rocas calizas
Observa la fotografía y responde.
• ¿Cómo es la zona donde están las raíces de
las plantas? ¿En qué se diferencia de la zona
inferior? ¿Qué procesos hacen que se fragmenten las rocas de la fotografía?
Entre las fuentes de esfuerzos mecánicos más comunes de la meteorización física están las variaciones
de presión, temperatura y humedad.
Uno de los ejemplos más conocidos es la fragmentación de las rocas a causa del crecimiento de
cristales de hielo. Tiene lugar en zonas donde las
variaciones de temperatura permiten que el agua
líquida, que ha penetrado en los poros o las grietas de la roca, se hiele y se deshiele repetidamente. Como el agua, cuando se congela, aumenta de
volumen, actúa como una cuña y rompe la roca.
4. La meteorización química
La meteorización química de una roca tiene lugar
cuando los agentes atmosféricos, hidrosféricos o biológicos actúan sobre las rocas y transforman los minerales que las forman. La alteración química es el
resultado de reacciones químicas que hacen aparecer otras formas minerales estables bajo las nuevas
condiciones ambientales.
2. La meteorización
Pese a su aspecto inerte, las rocas no son inalterables.
Es fácil imaginar que pueden cambiar si pensamos
que, normalmente, se originan en unas condiciones
físicas y químicas muy diferentes de las que existen
en la superficie de la Tierra o en sus proximidades.
El agua es el vehículo más importante de la meteorización química, tanto por su gran poder disolvente como por la elevada reactividad de las sustancias
que arrastra. Los gases del aire y algunos compuestos orgánicos segregados por los seres vivos, también pueden alterar las rocas.
La meteorización es un ejemplo de alteración de
las rocas. Se produce cuando los agentes externos
actúan fragmentando o descomponiendo las rocas
casi sin desplazar los residuos que resultan de esa alteración. La meteorización facilita la acción erosiva
de otros procesos. La presencia mayoritaria, en la superficie continental del planeta, de una capa de suelo de grosor variable, es una prueba evidente de los
procesos de alteración de las rocas.
Un ejemplo
de meteorización
física.
Meteorización
causada por
el proceso
de congelación
y fusión del agua.
1 El agua se infiltra
en las grietas
de las rocas.
Entre las reacciones de meteorización química más
frecuentes están la hidratación, la disolución, la hidrólisis, la carbonatación y la oxidación.
2 De noche, el agua
se hiela y aumenta
de volumen.
14
3 Se producen
fracturas
en las rocas.
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5. El suelo
El suelo es un agregado natural más o menos grueso que recubre la superficie terrestre y que permite el sostenimiento de
una presencia vegetal y animal. Suele ser un material suelto y
poroso compuesto por partículas de origen mineral, materia orgánica y por agua y gases que ocupan los espacios libres.
Horizonte A
Horizonte B
Los suelos no son simples acumulaciones de sedimentos. Se forman muy lentamente, bajo la influencia de cinco factores:
Horizonte C
• La roca madre, material geológico original sobre el cual se
forman los suelos. A veces se originan a partir de la meteorización de rocas compactas; en otros casos derivan de sedimentos poco compactados (gravas, arenas o arcillas). La
roca madre aporta al suelo sus componentes minerales.
Roca madre
Esquema de un suelo
bien desarrollado, dividido
en horizontes.
• El clima influye en el proceso de formación del suelo. El agua
aportada por las precipitaciones y la temperatura son los elementos climáticos más importantes. Ambos factores facilitan
la alteración de las rocas, permiten la vida de los animales y
de las plantas y la descomposición de la materia orgánica. En
zonas de climas muy fríos, como los polos, o muy áridos, como
los desiertos, difícilmente se forman suelos bien desarrollados.
• Los seres vivos desempeñan un papel fundamental. Los animales del suelo (lombrices, insectos, pequeños roedores, microorganismos, etc.) y las raíces de las plantas ayudan a mezclar los materiales y colaboran a airearlos. El humus es la
materia orgánica parcialmente descompuesta que contienen
los suelos, y también proviene de los restos de animales y de
plantas. La capa vegetal protege el suelo de la erosión.
ACTIVIDADES
• La posición en el paisaje en que se forman los suelos también influye en su evolución. Es más fácil que se acumulen
materiales en el fondo de un valle que en una ladera.
2. Explica por qué se fragmentan
las rocas a causa del hielo
que se forma en sus grietas.
• El paso del tiempo también hace cambiar los suelos. El proceso de formación de un suelo puede ser muy largo (hasta
cientos de años). Como si fuera un ser vivo, se puede hablar
de nacimiento, juventud, madurez y vejez de un suelo.
El agua que se infiltra en los suelos tiene el papel de medio de
transporte. A veces arrastra hacia abajo sustancias de los niveles superiores; otras veces, la evaporación facilita su subida.
La diferente composición original de los materiales y la acumulación de las sustancias en determinadas zonas permiten que se
formen diversos tipos de suelos y que éstos, muy frecuentemente, se presenten divididos en capas, llamadas horizontes.
La actividad humana puede influir en las características de los
suelos y modificar su estructura y composición. Los trabajos agrícolas intentan evitar la erosión de los suelos y mejorar su fertilidad. No obstante, a veces, la acción humana también puede
afectar negativamente en las características de los suelos.
15
Recordar
1. Indica cuáles son las diferencias
entre la meteorización física
y la química.
Comprender
3. Responde a las preguntas.
• ¿La meteorización física puede
afectar a las rocas a causa
del crecimiento de cristales
de hielo en un lugar
permanentemente helado,
como los polos?
• ¿Por qué el arado de la tierra en
el campo, la aportación razonable
de abono y la rotación de cultivos
favorecen la fertilidad del suelo?
• ¿Puede ser contraproducente
el riego excesivo de una planta en
una maceta o de un cultivo
en el campo? ¿Por qué?
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TAREA 1.4
Los procesos fluviotorrenciales
1. Las aguas salvajes
Las aguas superficiales procedentes de las precipitaciones se denominan aguas salvajes cuando corren
sin curso fijo, como una lámina difusa. Cuando van
por regueros pequeños o por canales, se llaman
aguas de arroyada. Tienen un curso muy variable.
La acción erosiva de estas aguas es importante, si afecta a suelos poco consolidados o a materiales rocosos
blandos, sobre todo en laderas inclinadas que no están protegidas por una capa de vegetación. Esto es
habitual en zonas áridas y en lugares deforestados.
La erosión por aguas salvajes y de arroyada es un
grave problema ambiental, aunque da lugar a paisajes pintorescos: cárcavas y chimeneas de hadas.
• Las cárcavas (badlands) son zonas abruptas donde conjuntos de surcos en «V» de diversa profundidad que canalizan las aguas de arroyada, afectan a materiales erosionables.
• Las chimeneas de hadas (dames coiffées) son
formas cónicas, en las que es frecuente que un material resistente situado en la parte superior haya
protegido de la erosión a los materiales más blandos que tiene por debajo.
Ejemplo
de erosión
fluvial.
El río corre
encajado
entre las rocas
y las erosiona.
3. La acción de las aguas fluviales
Los ríos son cursos naturales de agua que circulan
por un cauce estable, más o menos continuamente.
Son las principales vías de desagüe hacia el mar de
las superficies continentales. Las variaciones de su
caudal dependen de la lluvia, de la fusión del hielo
y la nieve o de la aportación de aguas subterráneas.
Aunque es habitual relacionar los cursos alto, medio y bajo de los ríos con los procesos de erosión,
transporte y sedimentación, respectivamente, estos
procesos se pueden producir en cualquier punto del
recorrido. Que se produzca un proceso u otro depende, fundamentalmente, de la velocidad del agua.
La erosión fluvial
Cárcavas en Kashgar, China (a la izquierda),
y chimeneas de hadas en Goreme, Turquía (a la derecha).
2. Acción geológica de los torrentes
Los torrentes son corrientes de agua de curso fijo y
corto, situados en zonas de pendientes pronunciadas
y con actividad generalmente estacional. Pueden deberse al deshielo, a las precipitaciones, o a ambos.
La acción del torrente varía en cada parte de su curso. En la cuenca de recepción predomina la erosión,
en el canal de desagüe, la erosión y el transporte,
y en el cono de deyección, la sedimentación.
16
Los cursos fluviales erosionan el cauce o sus márgenes si la velocidad del agua aumenta hasta alcanzar un valor que le permite arrastrar las partículas. Esta capacidad erosiva del agua también depende
del efecto de fricción que le aportan los sedimentos que transporta, y de la turbulencia del flujo. Según la inclinación del cauce y las características
geológicas de los terrenos, los ríos dan lugar a formas de erosión diferentes:
• Las gargantas y los desfiladeros son encajamientos más o menos profundos del cauce del río.
• Las cascadas son caídas de agua que aparecen
cuando la corriente encuentra o modela un salto
vertical o muy inclinado. Si la pendiente es menor,
pero se mantiene un desnivel que hace que el agua
circule a gran velocidad, se habla de rápidos.
• Los meandros son curvaturas del cauce comunes
en el curso medio. Son formas mixtas de erosión
y sedimentación. En el margen cóncavo de un
meandro se produce erosión, mientras que en el
convexo hay sedimentación. La sinuosidad de los
meandros evoluciona con el paso del tiempo.
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El transporte fluvial
Las partículas que transporta el agua de los ríos se mueven de
maneras diferentes: disueltas, flotando en la superficie, suspendidas, o bien saltando, rodando o arrastrándose por el
fondo del cauce. El tipo de transporte depende del tamaño y
del peso de los materiales, y también de la velocidad del agua.
1
6
2
3
4
El transporte de una partícula comienza en el momento en que
el agua la disuelve o la erosiona, y acaba cuando se produce la
sedimentación.
5
La sedimentación fluvial
Corriente del río
La sedimentación de las partículas de diferente tamaño que
transportan los ríos se produce cuando disminuye la velocidad
del agua. Esto es debido a diversos factores: el descenso del caudal, la disminución de la pendiente o el aumento del volumen de
sedimentos transportados. Aunque el destino final de los sedimentos sea la desembocadura, a lo largo del curso fluvial son
muchos los lugares donde se puede producir su depósito. Las
acumulaciones de sedimentos fluviales reciben el nombre de
aluviones y las formas más habituales en las que se presentan
son las llanuras aluviales, las terrazas fluviales y los deltas.
• Las llanuras aluviales son extensos depósitos de materiales
que rellenan el fondo de los valles. Se forman a partir de sucesivos episodios de inundación. La superficie plana, la fertilidad y la disponibilidad de agua para el riego les hace muy
adecuados para el uso agrícola, dando lugar a las vegas.
• Las terrazas fluviales son capas de aluvión situadas a más
altura que el lecho actual del río. Se formaron en épocas pasadas, en las que los procesos de erosión y sedimentación tenían mayor intensidad.
• Los deltas son acumulaciones de sedimentos que aparecen
en las desembocaduras de algunos ríos si los depósitos se acumulan en zonas de aguas tranquilas y poco profundas.
Transporte de partículas por un río.
1. Disueltas en el agua.
2. Suspendidas.
3. Rodando.
4. Saltando.
5. Arrastrándose por el fondo.
6. Flotando en la superficie.
ACTIVIDADES
Recordar
1. Responde a las preguntas.
• ¿Qué es una cárcava?
• ¿Qué es una chimenea de hada?
• ¿Qué es una llanura aluvial?
2. Explica en qué partes de un río
se produce erosión, transporte
y sedimentación, y de qué factores
depende que predomine uno
de estos procesos sobre los otros.
Explicar
3. Piensa y responde a las preguntas.
• ¿Por qué es recomendable
arar los suelos con surcos
perpendiculares a las pendientes?
• ¿Por qué, en el curso bajo
de los ríos, predomina la
sedimentación de los materiales
que transportan?
Imagen del río Ebro y su delta, tomada desde un satélite artificial.
17
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TAREA 1.5
Los procesos marinos. El modelado litoral
3. La erosión marina
OBSERVACIÓN
La erosión marina se produce, principalmente, a causa del oleaje. El vaivén del agua contra el litoral
rocoso origina presiones y descompresiones que afectan a la parte emergida y la sumergida, y rompen las
rocas por los lugares más débiles. La erosión del
oleaje sobre el litoral rocoso se llama abrasión marina y es reforzada por el «ametrallamiento» que
ejercen las partículas arrastradas por el agua.
1. Un acantilado
Observa el acantilado de la foto y responde
a las preguntas.
Las formas de erosión propias de las costas rocosas
son los acantilados y las plataformas de abrasión.
• Los acantilados son escarpamientos abruptos excavados sobre rocas duras por el socavamiento
progresivo de la base y por el derrumbamiento de
las zonas altas. El diferente comportamiento frente a la erosión de algunas zonas de un acantilado
puede dar lugar a formas caprichosas: grietas o
cuevas marinas, arcos marinos, islotes rocosos...
• ¿Por qué tienen paredes tan verticales y escarpadas los acantilados? ¿Se podría formar un acantilado en una costa baja?
2. La acción de las aguas marinas
Los mares y los océanos no son masas de agua en
reposo. Su dinámica responde a las diferencias de
insolación y a la atracción de la Luna y del Sol.
La acción geológica del mar es muy importante, ya
que las aguas marinas ocupan más del 71% de la
superficie del planeta, y sus efectos se hacen notar
en toda la extensión de la costa.
• Las plataformas de abrasión son superficies rocosas planas o ligeramente inclinadas hacia el mar,
producidas por el retroceso gradual hacia tierra
del frente de un acantilado. Cuando una bajada
permanente del nivel del mar o una oscilación debida a las mareas deja la plataforma de erosión en
posición emergida, se habla de rasa costera.
Arco marino
Islote rocoso
La erosión, el transporte y la sedimentación marinos
son debidos a los movimientos del agua, que pueden ser de tres tipos: olas, mareas y corrientes.
• Las olas son movimientos del agua superficiales y
ondulatorios, causados, en general, por el viento.
• Las mareas son ascensos y descensos regulares
del agua que se suceden en periodos de unas seis
horas. El ascenso o flujo tiene un máximo en la
pleamar; y el descenso o reflujo, un mínimo en
la bajamar. Se deben a la atracción gravitatoria
de la Luna y, en menor medida, a la del Sol.
• Las corrientes son desplazamientos de agua en
la masa general del mar. Sus causas son variadas:
la acción de vientos constantes, las diferencias de
temperatura o salinidad en las distintas zonas del
océano, etc.
18
Plataforma
de abrasión
sumergida
Cueva marina
Socavamiento
basal
Rasa
costera
Formas características de una costa escarpada.
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Costa alta
4. El transporte y la sedimentación del mar
El agua del mar transporta las partículas disueltas, suspendidas,
flotando, rodando o arrastrándose, impulsadas por el oleaje, las
mareas y las corrientes.
En la franja litoral, las acumulaciones de sedimentos evolucionan con cierta rapidez y su disposición da lugar a playas, cordones litorales, tómbolos y albuferas.
• Las playas se forman en el interior de las bahías, entre dos
salientes rocosos o en los sectores del litoral donde las
olas pierden fuerza. Los sedimentos que las forman
son depositados en la costa y pueden tener diversos
tamaños según la velocidad del flujo de agua que los
ha transportado. Estos sedimentos comprenden desde la arena fina hasta los guijarros. Están compuestos
por una mezcla de partículas de minerales, rocas y diversos restos de seres vivos (fragmentos de conchas,
caparazones calcáreos de algas microscópicas, etc.).
• Las barras o cordones litorales son depósitos semejantes a
las playas, pero que no están totalmente unidos a la costa.
Tienen forma alargada y se pueden encontrar emergidos o
sumergidos. Se llaman restingas o flechas cuando se unen
a la costa por uno de sus extremos; islas barrera, cuando no
están unidos al litoral, y tómbolos, cuando enlazan la costa
con un islote próximo. Una albufera es una laguna litoral
cerrada por una barra de arena.
Aunque las acumulaciones más visibles de sedimentos procedentes de los ríos o de la erosión litoral se encuentran cerca
de la costa, su destino final son las zonas estables del fondo marino, donde forman depósitos sedimentarios de gran extensión y mucho espesor. Grandes depósitos de gravas, arenas y
arcillas se acumulan en las zonas deltaicas y en otros lugares deprimidos (cuencas marinas).
Isla barrera
Albufera
Acantilado
Playa
Restinga
o flecha
Costa baja Tómbolo Cordón litoral sumergido
Formaciones características de la costa.
ACTIVIDADES
Recordar
1. Explica qué son los acantilados
y las plataformas de abrasión.
2. Describe las formaciones más
características de las costas bajas.
Comprender
3. Responde a las preguntas.
• ¿Cuál es el origen de las playas?
• ¿Cuál es el origen de las olas?
Explicar
4. Piensa y responde.
En algunas playas se observa la sedimentación (el depósito de arena)
y también grandes rocas, testigos de cómo era la costa antes
de ser erosionada por el mar.
19
• ¿Puede haber playas en una isla
que no tenga ningún río?
¿De dónde proviene la arena
en este caso?
• ¿Por qué la construcción
de un espigón o un puerto puede
hacer variar la disposición
de las acumulaciones
de sedimentos en una costa?
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TAREA 1.6
Los procesos eólicos y bióticos
1. La acción geológica del viento
La acción geológica del viento es muy activa en las
zonas áridas, tanto en las cálidas como en las frías.
También se hace notar en zonas costeras arenosas
que no están protegidas por vegetación. Los procesos eólicos se manifiestan mediante fenómenos de
erosión, transporte y sedimentación.
La erosión eólica
El aire en movimiento tiene dos tipos de acción erosiva: la deflación y la corrasión.
• La deflación es el arrastre selectivo por el viento
de las partículas de dimensiones reducidas, quedando las más grandes sobre el terreno. Los campos empedrados resultantes se denominan regs.
• La corrasión o abrasión eólica es el desgaste
causado en las rocas por el impacto repetido de
las partículas que transporta el aire.
La erosión eólica sobre las rocas puede producir, de
forma aislada, cavidades o alvéolos, así como superficies pulidas por la acción abrasiva del viento.
Tempestad de arena.
En los desiertos áridos
son habituales las
nubes de partículas
finas arrastradas
por el viento, que
reciben el nombre
de tempestades
de arena.
La sedimentación eólica
Las formaciones más típicas de la sedimentación
eólica son las dunas y el loess.
Dunas. Las dunas vivas o activas son acumulaciones
de arena que se desplazan sobre el suelo a causa del
viento. Se pueden presentar aisladas o formando
campos de dunas o ergs. La duna típica tiene una
pendiente suave por el lado que recibe el viento, en
la dirección en la que sopla, y una pendiente más
fuerte en el lado opuesto. Según su forma, se distinguen varios tipos de dunas: barjanes, en forma
de media luna, con los cuernos apuntando en la dirección del viento; parabólicas, también en forma
de media luna, pero opuestas al sentido del viento;
transversales, cuando forman alineaciones perpendiculares al movimiento del aire, y longitudinales, si son paralelas a la dirección del viento.
Depósitos de loess. Las partículas finas que se mantienen en suspensión y recorren grandes distancias,
finalmente se depositan al perder fuerza el viento o
al llegar a zonas húmedas. Se originan así depósitos
de arcilla y limo, que dan lugar a suelos fértiles.
Campo empedrado en el desierto del Sinaí (Egipto).
¿Cuál es el origen de esta formación geológica?
1
2
El transporte eólico
Las partículas que arrastra el viento pueden ser transportadas, según el peso que tengan y la fuerza del
viento, por reptación (cuando las partículas son
arrastradas sin perder contacto con la superficie del
terreno), por saltación (cuando son elevadas ligeramente y vuelven a estar en contacto con el suelo
en intervalos breves) y por suspensión (cuando las
partículas, pequeñas y ligeras, se mantienen sin contacto con el suelo durante mucho tiempo).
20
Dirección y sentido en que sopla el viento
3
4
Tipos de dunas.
1. Barján.
2. Parabólica.
3. Transversales.
4. Longitudinales.
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2. Procesos bióticos
La acción geológica de los seres vivos puede ser constructiva y
destructiva.
La acción destructiva de los seres vivos puede ser, al mismo
tiempo, de dos tipos: mecánica y química.
• La acción mecánica, principalmente disgregante, la realizan
sobre todo las raíces de las plantas y los animales que viven
en ambientes subterráneos. Las raíces de las plantas se introducen como cuñas en el suelo y rompen el terreno. Los
animales como los ratones, los conejos, los topos y las lombrices horadan la tierra.
• La acción química es causada por microorganismos, como
algunas bacterias, y por los hongos. Estos seres utilizan la materia orgánica para su metabolismo y la descomponen, liberando en este proceso productos que pasan a formar parte
del suelo.
La acción constructiva de los seres vivos también es muy importante. Por ejemplo, lo que origina las llamadas rocas sedimentarias orgánicas son seres vivos. Unas veces son los componentes orgánicos los que, cuando se transforman, dan lugar
a yacimientos de petróleo y carbón. Otras veces son los componentes inorgánicos de seres vivos los que dan lugar a formaciones geológicas, como los arrecifes.
La construcción de los arrecifes de coral se debe a las colonias
de pólipos coralinos que aparecen en aguas claras, agitadas, poco profundas y con temperatura de unos 20 ºC. Cada pólipo
de una colonia tiene un exoesqueleto de material calcáreo.
A medida que la colonia crece, los pólipos abandonan los exoesqueletos y forman otros sobre los anteriores. Así, se depositan
capas sucesivas de esqueletos calcáreos y se forma el arrecife.
Por último, las actividades constructivas y destructivas de la especie humana también pueden modificar el paisaje.
Conejo. Numerosos animales llevan a cabo
una continua excavación del terreno,
que causa la progresiva disgregación
del suelo.
ACTIVIDADES
Recordar
1. Explica los tipos de actividad
erosiva debidos al viento.
2. Describe las formaciones
más típicas debidas
a la sedimentación eólica.
Comprender
3. Haz un resumen de la actividad
geológica de los seres vivos.
Explicar
4. Busca información y responde
a las preguntas.
La Gran Barrera
de Coral australiana
es el arrecife coralino
más grande
del mundo. Tiene
2.000 km de longitud.
21
• Los términos reg y erg tienen
un origen sahariano.
¿Qué significan?
• El coral es un organismo que
vive en aguas poco profundas.
¿Por qué, a veces, forma atolones
en zonas donde el océano
circundante es muy profundo?
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TAREA 1.7
Modelado kárstico y modelado glaciar
1. El modelado kárstico
El modelado kárstico es un caso especial de formación de relieve debido a la acción del agua, es decir,
por procesos fluviotorrenciales. Su nombre se debe
a la región del Karst, en Croacia, donde este tipo
de modelado ha originado paisajes espectaculares.
El modelado kárstico aparece en zonas ricas en calizas, especialmente en las zonas llanas donde este
tipo de rocas forma grandes masas horizontales. En
este caso, el agua, que, generalmente, procede de
la lluvia, actúa disolviendo las calizas. La disolución de las rocas origina formas típicas: las más conocidas son las simas y las cavernas.
La formación de un karst
Llamamos karst a toda región en la que se ha producido el modelado kárstico y aparece el relieve característico de este tipo de modelado. En su formación podemos distinguir varias etapas.
• En primer lugar, durante las primeras etapas de
desarrollo del karst, el agua circula por la superficie de una masa rocosa de calizas. La lámina de
agua recorre la superficie de esta masa rocosa, y
se infiltra en el terreno por algunas zonas donde
las rocas tienen grietas. En esas zonas de infiltración el agua se acumula y, con el tiempo, disuelve las calizas y llega a formar una depresión de
forma circular. Esta depresión se llama dolina.
1
Dolinas
2
• A medida que el agua profundiza, comienza a excavar conductos por los que puede recorrer el
interior del macizo rocoso. Se forman así las cavernas, que son conductos horizontales, y las
simas, conductos verticales. Las cavernas y las simas se forman cuando el agua, que se filtra por
las grietas, va ampliando éstas hasta hacer grandes conductos. Las simas frecuentemente aparecen por el hundimiento de una dolina.
• Cuando el agua sigue profundizando, hay cavernas que quedan por encima de la corriente principal de agua. En estas cavernas se filtra, gota a
gota, agua cargada de carbonato cálcico, sustancia que forma la roca caliza. Esta sustancia se va
depositando y forma las llamadas estalactitas (en
el «techo» de la caverna) y estalagmitas (en la
base). A veces, una estalactita y la estalagmita que
tiene por debajo se unen y forman una columna.
• El agua continúa erosionando las calizas hasta que,
al profundizar, encuentra una capa de roca impermeable. Finaliza así su excavación y se forma
una corriente estable de agua, que sale del macizo kárstico y aflora a la superficie. El punto de salida del agua se denomina surgencia.
El modelado kárstico es bastante habitual en zonas
de clima templado donde abundan las calizas. En
la península Ibérica, muchas de las zonas con cuevas se han formado por este tipo de modelado.
Dolinas
3
Surgencia
Calizas
Roca
impermeable
Caverna
Sima
Estalactita
22
Estalagmita
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2. El modelado glaciar
Los glaciares son grandes masas de hielo que se encuentran en
constante movimiento, descendiendo por valles desde zonas
elevadas hasta niveles donde se produce el deshielo. En la actualidad, están restringidos a las zonas más frías del planeta,
pero sus efectos sobre el paisaje se pueden observar en lugares
más templados que, en el pasado, estuvieron surcados por glaciares.
Tipos de glaciares
El circo glaciar es una
depresión rodeada
de montañas, donde
se acumula la nieve y,
por compresión,
se transforma
en hielo glaciar.
La lengua
es la masa
de hielo
que se desliza
por el valle.
Los glaciares más típicos son los de tipo alpino, que corresponden a la descripción habitual de «río de hielo». Su nombre
deriva de la cordillera de los Alpes. En este tipo de glaciares, que
tienen una larga lengua, el hielo se desplaza aproximadamente un metro al día.
Los glaciares de tipo pirenaico son similares, pero no llegan a
tener lengua, ya que las montañas en las que aparecen son menos altas que los Alpes.
En zonas polares aparecen los glaciares de casquete, formados por inmensas masas heladas, con numerosas lenguas que
terminan en el mar. El hielo procedente de estos glaciares, al
romperse, origina los icebergs. El desplazamiento del hielo es
muy lento (10-30 cm diarios).
El valle
glaciar
es el cauce por
el que el glaciar
se desliza.
Acción erosiva de los glaciares
La erosión ejercida por los glaciares se debe a la fricción, producida por el desplazamiento del hielo y de los materiales
rocosos que éste transporta, sobre el fondo y las paredes del valle glaciar (el que recorre la lengua). Los cantos rocosos más duros que transporta el glaciar rayan las paredes del valle y dan lugar a rocas o cantos estriados, que son formas típicas del
modelado glaciar.
Una característica propia de los valles originados por glaciares
es que su perfil transversal tiene forma de «U», a diferencia de
los valles fluviales, que tienen forma de «V».
Transporte y sedimentación en los glaciares
El transporte y la sedimentación producidos por los glaciares se
puede apreciar en los depósitos llamados morrenas. Éstas son
acumulaciones de cantos rocosos que pueden estar dispuestas
en las zonas laterales del glaciar, en el fondo del mismo o en el
frente de avance.
Marcas estriadas en las rocas, debidas
a la erosión causada por un glaciar (arriba)
y valle glaciar, con la forma
característica de «U» (abajo).
23
Partes de un glaciar alpino.
Las morrenas
son acumulaciones
de rocas
arrastradas
por el glaciar.
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TAREA 1.8
Sistemas morfoclimáticos
1. ¿Qué es un sistema
morfoclimático?
2. Sistemas morfoclimáticos
de zonas templadas
Ya hemos visto que el modelado del relieve se debe,
principalmente, a la acción de toda una serie de agentes impulsados por la energía externa, la procedente del Sol, y por el desigual reparto de esta energía
por el planeta.
Sistema morfoclimático templado húmedo
Debido precisamente a las diferencias climáticas entre las regiones, en algunos lugares predomina la actuación de un agente (por ejemplo, el agua o el viento) y en otros tienen mayor influencia agentes
distintos. El resultado es la aparición de formas del
relieve distintas, propias de cada una de las zonas
climáticas. El concepto de sistema morfoclimático
expresa esa relación entre clima y relieve. Llamamos
sistema o dominio morfoclimático a una región
más o menos extensa de la Tierra, en la que existe
un tipo de clima determinado y unas formas de
relieve características, asociadas a los agentes modeladores más activos en ese clima.
Los principales sistemas morfoclimáticos
Existen ocho sistemas morfoclimáticos, que se clasifican en cuatro grupos, según su localización.
• En las zonas más frías del planeta encontramos el
sistema glaciar y el periglaciar. El glaciar corresponde a las zonas cubiertas permanentemente de
hielo, y el periglaciar, al territorio que rodea al dominio anterior, y que no siempre está helado.
• En las zonas templadas encontramos el sistema
templado húmedo y el sistema continental seco.
El primero corresponde a las zonas próximas a las
costas, con un clima suave y abundantes precipitaciones. El segundo, a las zonas del interior, con
clima más riguroso, y mayores diferencias de temperatura y precipitación entre invierno y verano.
• En las zonas desérticas podemos encontrar el sistema árido y el sistema semiárido.
• En las zonas tropicales distinguimos el dominio de
la selva y el de la sabana. La selva aparece en las
zonas con mayores precipitaciones, mientras que
la sabana se encuentra en lugares con una estación húmeda y una seca bastante prolongada.
Además, en las montañas podemos encontrar un
clima particular, con un relieve característico, independientemente del lugar en que se encuentren.
24
En el dominio templado húmedo podemos encontrar un relieve muy variado, que depende de las condiciones locales de vegetación, clima y topografía.
Es un medio muy humanizado, por lo cual también
es frecuente que la acción humana tenga un gran
impacto en el relieve.
En este dominio, el agua es un agente de la máxima
importancia en el modelado del relieve. Los ríos modelan el terreno, excavando valles y evacuando materiales que se acumulan en las llanuras y en los deltas. Es frecuente encontrar también zonas con
modelado kárstico.
La acción del viento es casi inapreciable, y la del hielo se concreta sólo a las zonas de montaña con glaciares.
También tiene gran importancia la meteorización,
tanto la mecánica (en zonas frías) como la química,
debido a la disolución de las rocas por el agua.
Sistema morfoclimático continental seco
Este sistema es muy similar al anterior, si bien las diferencias meteorológicas entre el verano y el invierno se hacen notar en el relieve. Así, es frecuente encontrar que el modelado fluvial se ve afectado por
la existencia de una época seca, durante la cual los
ríos llevan mucha menos agua. También se aprecia
que la meteorización puede ser más intensa, especialmente durante el invierno.
3. Sistemas de zonas áridas
En el sistema morfoclimático árido, el principal
agente modelador del paisaje es el viento. Éste es la
causa de la erosión y del transporte de materiales,
dando lugar a formaciones como los campos empedrados y los campos de dunas.
En zonas menos áridas encontramos el sistema morfoclimático semiárido. En este dominio, el viento
sigue teniendo cierta importancia, pero son las aguas
de arroyada, las que configuran el relieve característico. Estas aguas dan lugar a paisajes típicos, como
las cárcavas y las chimeneas de hadas. Frecuentemente aparecen valles (llamados uadis) por los que
sólo circula agua tras las tormentas.
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4. Formas típicas del relieve en las zonas
templadas
Sólo en las más altas
montañas aparecen
glaciares.
En zonas de calizas puede
aparecer el modelado
kárstico.
Las pedrizas son acumulaciones
de rocas debidas
a la meteorización mecánica.
En algunas zonas
montañosas hay valles con
forma de «U» originados
Valle fluvial. Los ríos son
por modelado glaciar,
los principales agentes
debido a glaciares
modeladores del paisaje
que ya no existen.
en las zonas templadas.
Llanura. El aporte de materiales
arrastrados por el río crea, en su curso
medio, extensas llanuras muy fértiles.
La acción humana
es muy importante,
ya que estas zonas son
las más pobladas.
5. Formas típicas del relieve en las zonas
áridas
Uadi. Por estos valles sólo corre agua tras
las escasas precipitaciones, que suelen
ser torrenciales. El agua de arroyada
da lugar a la formación de cárcavas.
Desierto rocoso. El viento golpea
en las rocas produciendo pequeñas
cavidades y estrías. Aparecen
formaciones debidas a la erosión eólica.
En algunas zonas afloran
aguas subterráneas,
permitiendo la vida
vegetal y la instalación
de comunidades humanas.
Son los oasis.
Campo empedrado (reg).
Se debe a la retirada por
parte del viento de los
materiales más ligeros.
25
Desierto de arena (erg).
Causado por la
sedimentación eólica.
La acción humana en este medio
es menos importante.
Las poblaciones se instalan sólo
en la costa o bien en los oasis.
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RESUMEN DE LA UNIDAD
El relieve de nuestro planeta se encuentra sometido a continuo cambio. Se originó debido a la actuación de diversos agentes, algunos internos y otros
externos. En las diferentes zonas del planeta, actúan con más intensidad agentes distintos, lo que
da lugar a que podamos distinguir varios dominios
o sistemas morfoclimáticos: los de zonas frías, templadas, áridas y tropicales.
• Los ríos, los torrentes, las aguas salvajes, los mares y los océanos, el viento, el hielo y los seres vivos son los principales agentes que causan los
cambios en el paisaje. Su acción produce formaciones geológicas características, como los valles, los deltas, las llanuras aluviales, las playas,
los acantilados, las cárcavas, los campos de dunas y los arrecifes de coral.
• Las montañas, los valles, los acantilados o las playas que podemos ver en algunos lugares del planeta no siempre han tenido el mismo aspecto actual. También serán diferentes dentro de cien, mil
o un millón de años. Los procesos internos sitúan
los «cimientos» del relieve, los grandes conjuntos
rocosos. Los procesos externos los modifican y modelan el relieve. La fuente de energía más importante que alimenta los cambios externos de la
Tierra es la radiación solar. La gravedad también
es muy importante en estos cambios.
• La meteorización se produce cuando los agentes
externos fragmentan o descomponen las rocas casi sin desplazamiento de los residuos que resultan
de esta alteración. Hablamos de meteorización
física de una roca cuando ésta se fragmenta, se
disgrega o pulveriza por la acción de procesos mecánicos. La meteorización química tiene lugar
cuando los agentes atmosféricos, hidrosféricos o
biológicos actúan sobre las rocas y transforman los
minerales que las forman. Es el resultado de reacciones químicas.
Ahora que sabes cómo actúan los procesos y los agentes
modeladores del relieve, ¿podrías explicar cómo se
pueden originar formaciones tan espectaculares como
el Gran Cañón del Colorado (EE.UU.).
Completa el mapa del tema
LOS PROCESOS
QUE MODELAN EL PAISAJE
fluviotorrenciales
se deben
a
producen
formas
como
glaciares
se deben
a
producen
formas
como
marinos
se deben
a
26
producen
formas
como
eólicos
se deben
a
producen
formas
como
bióticos
se deben
a
producen
formas
como
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Actividades
Test de conocimientos
1
¿Cuáles son las principales fuentes de energía que dinamizan los procesos externos?
2
Busca un esquema, tan completo como sea
posible, del ciclo del agua y cópialo.
3
Explica en qué se diferencian los siguientes
conceptos.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
4
8
Observa la representación de un torrente que
figura a continuación. Después dibuja en tu
cuaderno de manera esquemática un reloj de
arena, y, a su lado, copia el esquema del
torrente. Indica las partes principales en cada dibujo. ¿Qué similitudes observas?
9
Piensa y responde.
Aguas salvajes y de arroyada.
Suelo y humus.
Playa y cordón litoral.
Deflación y abrasión eólicas.
Valle fluvial y valle glaciar.
Glaciar alpino y glaciar de casquete.
Sima y caverna.
Barján y duna parabólica.
Estalactita y estalagmita.
Sistema morfoclimático y clima.
Copia y completa el siguiente cuadro sobre
los principales procesos externos.
Tipos
de procesos
Principales
formas
de erosión
Principales
formas de
sedimentación
Fluviotorrenciales
a) ¿Por qué los procesos externos pueden significar un riesgo para las personas?
Marinos
Eólicos
b) Las arenas recién depositadas a la orilla
de un río, ¿se pueden considerar como un
suelo? ¿Por qué?
Glaciares
Bióticos
5
6
c) El delta de un río, ¿es una forma de sedimentación fluvial o marina? ¿Por qué?
Sintetiza con un esquema los principales
agentes externos y el nombre de los procesos que resultan de su acción geológica.
10
a) En algunos lugares del planeta podemos
encontrar tillitas, que son depósitos de piedras, muchas de ellas con fuertes estrías
en su superficie. Si encontramos uno de
estos depósitos en el fondo de un valle actual, por el que corre un río, ¿qué podemos decir del pasado de este valle?
b) Observa el dibujo del glaciar que aparece
en la tarea 7. ¿En qué zona del glaciar alpino es más intensa la erosión? ¿En qué
zona será más importante la sedimentación? ¿Por qué? ¿Qué sucederá en el circo, se producirá erosión, transporte o sedimentación, o ninguno de estos procesos?
Responde a las preguntas.
a) ¿Cuáles son las tres fases de la acción del
viento como agente modelador del relieve?
b) ¿Cómo se produce cada una de estas tres
fases?
7
AMPLIACIÓN. Lee y responde.
Piensa y resuelve el problema.
Los corales tienen un esqueleto externo mineral, que es el responsable de su acción
constructiva. Pero, ¿de dónde provienen los
minerales que forman este esqueleto?
27
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Actividades
Test de capacidades
1
2
Interpretar el diagrama de Hjulstrom.
Un arroyo de sección triangular tiene una anchura de 3 m y una profundidad máxima en
el centro del cauce de 50 cm. El agua circula a
una velocidad media de unos 3,33 cm/s. ¿Cuál
es el caudal del arroyo, expresado en litros por
segundo? Hay que utilizar unidades equivalentes. La fórmula para calcular el caudal es la
siguiente:
Q⫽A⭈v
donde Q es el caudal, A es el área de la superficie ocupada por el agua en una sección
determinada y v es la velocidad media del
agua.
En un momento determinado, el caudal es un
valor constante. Pero, ¿qué pasaría si el río pasara bajo un puente en el que la sección útil
para el paso del agua quedase reducida a la
mitad? Haz el cálculo de la velocidad del agua
en este momento y explica el cambio que se
produce.
El diagrama de Hjulstrom relaciona la velocidad de un flujo de agua (fluvial o marino) con
la capacidad que tiene para erosionar, transportar o sedimentar las partículas de diferentes diámetros.
Limos
Gravas
▲
500
Arenas
A
EROSIÓN
▲
100
50
▲
Velocidad de la corriente (cm/s)
Arcillas
10
5
B
TRANSPORTE
SEDIMENTACIÓN
1
0,5
0,001
0,01
0,1
1
10
100
500
Diámetro de las partículas (mm)
Diagrama de Hjulstrom. A: torrentes; B: curso medio de los ríos y corrientes marinas.
A partir del esquema del diagrama de Hjulstrom, responde:
Calcular el caudal de un río.
3
Interpretar imágenes.
Observa la imagen del paisaje del desierto de
Wadi Rum (Jordania) que aparece a continuación, y responde a las preguntas.
a) La velocidad de un río que transporta arenas de 1 mm de diámetro es de 10 cm/s.
¿A qué velocidad ha de disminuir la
corriente de agua para que las arenas comiencen a sedimentar?
b) Una crecida de un río produce un aumento progresivo de la velocidad de la corriente.
Un depósito de sedimentos de diversos diámetros formado a la orilla del río en una
inundación anterior comienza a ser erosionado. ¿Qué partículas serán retiradas en
primer lugar por el río, las arcillas, los limos, las arenas o las gravas?
c) ¿A qué velocidad ha de bajar el agua de
un río para que se sedimenten las arcillas
que lleva en suspensión? ¿En qué lugares
y en qué momentos se alcanza ese valor?
d) Una playa está formada por arenas que
tienen granos de 1 mm de diámetro. Cuando llegan olas suaves, la velocidad del agua
empuja la arena con una velocidad suficiente para transportarla unos metros. ¿Por
qué sedimenta la arena otra vez?
28
a) ¿Qué agente o agentes han intervenido en
el modelado de esta formación?
b) ¿Son formas de acumulación o de erosión?
c) ¿Cómo han influido los procesos internos,
el clima o el tipo de roca en el modelado?
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Test de responsabilidad
El ser humano y el relieve
Desde el punto de vista de las interacciones, los sistemas y el medio ambiente, razona y explica cómo
los procesos externos pueden ser afectados por las
actuaciones humanas. Valora en cada caso los pros
y los contras de cada uno de los ejemplos siguientes:
• La construcción de una presa.
• La extracción de arenas y gravas de cursos fluviales para utilizarlas en construcción.
• La regeneración artificial de las playas.
• La explotación abusiva de aguas subterráneas en
las zonas áridas.
• El abuso de fertilizantes agrícolas.
• La deforestación de las selvas tropicales.
¿Cómo puede afectar al relieve
la retención del agua en embalses?
Experiencia
Arena
Modelos experimentales de dinámica fluvial
En cursos anteriores hemos realizado la experiencia
de simular con una cubeta, arena y un chorro de
agua, los efectos de un río sobre el paisaje. En este
curso proponemos realizar una experiencia similar,
pero con un montaje un poco más elaborado.
Cubeta
Bomba de agua
Se trata de construir una maqueta sobre una estructura metálica que nos permita regular la inclinación de una cubeta de plástico de una anchura de
unos 25 o 30 cm y una longitud de unos 2 m. La alimentación de agua se consigue con un simple grifo
que alimenta la parte alta del canal. Podemos construir un sistema cerrado utilizando un sistema de recolección del agua que escurre, conectado a una
bomba de agua (de las de acuario), que vuelve a impulsar el agua hacia la parte alta de la cubeta. En
este caso hay que instalar algún sistema de filtro
para que no se atasque la bomba.
Trata de observar los siguientes aspectos con la maqueta: variación de la velocidad del agua en función
de la pendiente, relación entre la velocidad y los procesos de erosión, transporte y sedimentación, estudio de la formación de meandros y conos de deyección, encajamiento del sistema fluvial, etc.
Simulación
de meandros
Simulación
de encajamiento
del sistema fluvial
Esquema del montaje y de dos de los posibles
resultados del experimento.
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Salvar el delta del Ebro
Un espacio singular
El delta del Ebro es un gran depósito de
sedimentos, cuya parte emergida ocupa
una superficie de aproximadamente 320 km2.
Es suficientemente grande para destacar
en el perfil de todos los mapas de la península
Ibérica y para verse con claridad en las imágenes
captadas por los satélites artificiales. De la
existencia del delta y de su equilibrio depende
el mantenimiento de unos ambientes acuáticos
de gran interés ecológico.
La actividad agrícola, que ocupa más del 75 %
de la superficie del delta, también es muy
importante. En el delta se cultiva el arroz,
hortalizas y frutales.
Los recursos naturales y ambientales también
son aprovechables de otras muchas formas:
piscifactorías, explotaciones de sal, turismo, etc.
La señal de alerta
Algunos estudios científicos recientes han dado la
señal de alerta: el delta del Ebro podría desaparecer.
El delta sufre en la actualidad una regresión alarmante. Es decir, es erosionado progresivamente por
la acción de las ondas y de las corrientes marinas,
ya que los sedimentos que antiguamente transportaba el río, ya no llegan a la desembocadura en la
misma proporción que antes. Esto se debe a que las
presas que se han construido a lo largo del río, que
permiten regular su caudal, retienen los sedimentos.
Pero, ¿el delta siempre ha estado ahí? ¿Podríamos
prevenir su destrucción y evitarla?
El Ebro tiene una cuenca de unos 83.000 km2. Representa una sexta parte de la superficie de España.
También es el río más caudaloso de la península Ibérica. Se cree que el Ebro comenzó a vertir sus aguas
al Mediterráneo hace unos seis millones de años.
Aunque la parte sumergida del delta puede tener
unos 10.000 o 15.000 años, los datos históricos parecen demostrar que la mayor parte de la llanura deltaica emergida es de formación muy reciente, desde el punto de vista geológico. Se puede haber
desarrollado a lo largo de los últimos 1.500 años,
aunque su crecimiento más importante se produjo
entre los siglos XV y XIX.
Actividad humana en el delta. Arriba cultivos de arroz.
Abajo, el delta visto desde Sant Carles de la Ràpita.
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MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
La evolución del delta
Figuras de protección
El esquema de abajo muestra la evolución del delta
del Ebro desde el siglo IV hasta la actualidad. En los
dibujos se puede ver que los depósitos sedimentarios (en color naranja) han aumentado, de manera
que han ido añadiendo una lengua de tierra al litoral rocoso hasta llegar a formar el delta tal como lo
conocemos hoy. El mantenimiento de este frágil espacio natural depende, sobre todo, de que el río siga aportando sedimentos al delta. Si éstos faltan, la
acción erosiva del mar, del viento y del mismo río
pueden hacer que el delta desaparezca.
La importancia del delta como espacio natural ha sido ampliamente reconocida. En 1984, el Consejo de
Europa lo declaró zona de especial interés para la
conservación de la vegetación halófila (plantas de
ambientes salinos). Se ha incluido en la lista Ramsar
de las zonas húmedas de importancia internacional,
y catalogado como zona de especial protección de
las aves. Dieciocho hábitats del delta se han incluido en la directiva relativa a la conservación de hábitats naturales y de la flora y fauna silvestres de la
Unión Europea. De estos hábitats, dos figuran en
la lista de hábitats de protección prioritaria y ocho están amenazados o muy
amenazados.
s. IV
s. XVII-XVIII
s. XIV
s. XVIII-XIX
s. XV
Los ambientes halófilos (de suelo salino), que eran muy abundantes originalmente, hoy son mucho más escasos. En la actualidad sólo quedan unas
2.000 hectáreas de marismas, 500 de
las cuales están desprotegidas y amenazadas de transformación por las actividades humanas.
2002
INVESTIGACIÓN
• Algunos estudios afirman que la tala abusiva de
bosques pudo contribuir al aumento de la erosión del suelo de las montañas y al crecimiento
del delta del Ebro en los siglos XV y XVI. ¿Crees
adecuado adoptar otra vez esta medida para frenar la regresión del delta? ¿Por qué?
Evolución y futuro del delta
Escribe un informe sobre la evolución y el posible
futuro del delta del Ebro. Busca información y responde a las preguntas siguientes.
• ¿Cuáles son los factores naturales que han podido influir en la formación y en el aspecto actual
del delta? ¿Qué factores lo amenazan?
• ¿Qué papel han tenido la acción del mar, del viento, del ser humano y, sobre todo, del mismo río
en la formación del delta?
• Las presas del Ebro permiten regular su caudal,
aprovechar el agua para usos domésticos, agrícolas e industriales, y evitar las inundaciones. Sin
embargo, también impiden que los sedimentos
lleguen a la desembocadura del río. ¿Crees que
es posible resolver este problema? ¿Por qué?
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2 Dinámica interna de la Tierra
Contenidos
1. PANORAMA:
Investigando
lo inaccesible.
2. La litosfera se mueve.
3. ¿Por qué se mueven
las placas?
4. Terremotos y volcanes.
5. La formación
de las cordilleras.
6. Estructuras tectónicas:
pliegues y fallas.
EXPRESA LO QUE SABES
1. Observa las fotografías y responde.
• ¿Qué se puede apreciar en las fotos?
• ¿Qué fenómeno se está produciendo en la fotografía de arriba?
¿Qué materiales salen del volcán?
• ¿De dónde proceden los materiales que surgen de un volcán
como el de la fotografía?
• ¿Cómo se forman las inmensas masas rocosas de las cordilleras?
¿Qué procesos deben estar relacionados con su formación?
2. Responde.
• ¿Por qué en algunas zonas
del mundo hay volcanes
y en otras no?
• Es habitual que en algunas
regiones de la Tierra
se produzcan con cierta
frecuencia terremotos
y erupciones volcánicas.
Los fenómenos sísmicos,
¿están relacionados con
la actividad volcánica?
MEDIO AMBIENTE
EN EL AULA
• Los volcanes en España.
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¿QUÉ DEBES SABER?
3. Los procesos internos y los procesos externos
Conceptos previos de Geología
Recuerda que en nuestro planeta actúan diversos
procesos que son los responsables del modelado
del paisaje. Unos son externos, como los
que hemos estudiado en la unidad anterior,
y son debidos, básicamente, a la energía solar
y a la gravedad. Pero también hay procesos
internos, causados por la energía interna
del planeta.
1. La litosfera y la corteza
Recuerda que en cursos anteriores hemos insistido
en la distinción entre corteza y litosfera.
La corteza es la capa externa sólida del planeta.
La litosfera, en cambio, es el conjunto formado
por la corteza y la parte superior del manto
que está en contacto con ella.
Se suele decir que los procesos internos
son los grandes constructores del paisaje,
los que forman los grandes bloques del relieve.
En cambio, los procesos externos modelan
estos bloques preexistentes, con una acción
tanto destructiva como constructiva, y configuran
el paisaje tal y como lo vemos actualmente.
La litosfera tiene un grosor de entre 70 y 150 km.
Es más fina en las zonas oceánicas y más gruesa en
las continentales, donde se encuentran
las grandes cordilleras.
2. Las rocas ígneas y el magma
El magma es material fundido proveniente
del interior terrestre. Es el material a partir del cual
se forman las rocas ígneas.
Conceptos previos de Física
y Química
Las rocas ígneas plutónicas se forman a grandes
profundidades. Masas de magma solidifican
y forman enormes bloques de roca. Un ejemplo
de roca plutónica es el granito.
1. Las fuerzas y la energía
Muchas manifestaciones externas de la dinámica
interna de la Tierra se explican con los conceptos
de fuerza y de energía. Tal y como estudiaremos,
el movimiento de grandes masas de la litosfera
terrestre produce unas fuerzas de gran magnitud
sobre los conjuntos rocosos. Estas fuerzas son,
por ejemplo, las causantes de los terremotos.
En los volcanes activos se puede producir la salida
de material magmático del interior de la Tierra.
Cuando el magma solidifica, se forman
rocas ígneas volcánicas (extrusivas).
Un ejemplo de roca volcánica
es el basalto.
El origen de los movimientos de las partes
de la litosfera se halla en la energía interna de
la Tierra. El interior del planeta se encuentra
a muy alta temperatura. Esta energía térmica
es la causante de muchos de los fenómenos
que veremos en esta unidad.
PIENSA Y RESPONDE
• Las muestras de estas fotografías corresponden
a dos rocas ígneas: el granito (izquierda)
y el basalto (derecha). ¿Qué diferencias encuentras
entre una y otra? ¿Cuál está formada,
visiblemente, por más de un mineral? El tamaño
de los cristales que forman estas rocas,
¿es el mismo en una roca y en la otra?
Efectos de un terremoto. ¿A qué se debe
que se produzcan fenómenos tan impresionantes
y destructivos como los terremotos?
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TAREA 2.1: PANORAMA
Investigando lo inaccesible
1. Estudiar el interior de la Tierra
2. Las ondas sísmicas
Las minas más profundas que se excavan en el subsuelo sólo llegan a los 10 km de profundidad. No
obstante, la imposibilidad de acceder de manera directa o por medio de sondeos al interior de la Tierra,
no ha representado un problema insalvable para poder estudiar su interior. La mayoría de las investigaciones se basan en procedimientos indirectos que
se pueden llevar a cabo desde la superficie.
La energía que se libera durante los terremotos o en
explosiones controladas se transmite en forma de
ondas elásticas, que producen diversos tipos de vibraciones en las rocas. Los dos tipos principales de
vibración en el interior de la Tierra son las ondas primarias (P) y las ondas secundarias (S). Cuando las
ondas P y S llegan a la superficie o a una zona de
cambio brusco de materiales, producen ondas superficiales del tipo Love (L) o Rayleigh (R). Observa en estos esquemas la dirección y el sentido de
propagación y vibración de las ondas.
Los más utilizados son los métodos geofísicos, basados en principios de la física y en cálculos complejos a partir de los datos que proporcionan instrumentos muy sensibles. De una manera similar a lo
que sucede cuando se realiza una radiografía del
cuerpo humano, estos métodos permiten detectar
los cambios de características de las rocas del subsuelo sin que haga falta verlos directamente.
Dirección y sentido
de las ondas
Dirección y sentido
de la propagación
Ondas
P
Los métodos geofísicos más utilizados son:
• Los métodos eléctricos, basados en la evaluación de los cambios en el comportamiento de la
electricidad cuando ésta se transmite a través de
las rocas. Aunque existe un campo eléctrico natural, muchas veces se aplican descargas eléctricas pequeñas provocadas artificialmente.
• Los métodos geotérmicos, que miden las anomalías de temperatura en las rocas de la superficie terrestre originadas por el flujo de calor proveniente del interior del planeta, cuando este flujo
se propaga por los diferentes conjuntos rocosos.
• Los métodos magnéticos, que registran las leves
variaciones locales de la intensidad del campo magnético terrestre, ya que afecta a cada tipo de material geológico de una forma distinta.
• Los métodos gravimétricos, que comparan el valor del campo gravitatorio registrado en cada punto de la superficie, para detectar los cambios de
densidad de los conjuntos rocosos.
• Los métodos sísmicos, basados en la propagación en el interior de la Tierra de las ondas sísmicas producidas por los terremotos. También se
pueden producir estas ondas con explosiones controladas.
Las superficies que separan los distintos conjuntos
rocosos que forman el interior terrestre se llaman
discontinuidades. Éstas se denominan con el nombre de los científicos que las descubrieron.
34
Ondas
S
Ondas
L
Ondas
R
Las ondas sísmicas son muy eficaces para obtener información de las capas más profundas de la Tierra.
0°
Foco sísmico
Llegan
ondas S y P
Llegan
ondas S y P
Núcleo
externo
Núcleo
interno
103°
No llegan
ondas
P ni S
142°
No llegan
ondas
P ni S
Llegan ondas P
Interpretación de la estructura interna de la Tierra basada
en la propagación de las ondas sísmicas. Las ondas S no se
transmiten a través de materiales líquidos. Por eso, su
propagación se interrumpe cuando llegan al núcleo externo.
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3. La estructura interior del planeta
Los estudios sísmicos permiten afirmar que nuestro planeta
está formado por unas capas concéntricas de composición diferente: la corteza, el manto y el núcleo.
Corteza continental
Corteza oceànica (25-70 km)
Discontinuidad
(6-12 km)
de Mohorovicic
75 km
Astenosfera
Manto
superior
⬃1.000 km
LAS CAPAS DE LA TIERRA
Discontinuidad Manto
de Gutenberg inferior
Capas
Partes
La corteza. Es la capa más superficial
y más fina de la Tierra. Aunque tiene
un volumen y una masa insignificantes si los comparamos con los del resto del planeta, desempeña un papel
fundamental en la dinámica de la Tierra y en el sostenimiento de la biosfera. En ella se distinguen dos conjuntos de espesor y composición
diferentes: la corteza oceánica y la
continental.
La corteza oceánica se encuentra en
el fondo de las zonas más profundas
de los océanos. Cubre el 53 % de la
superficie del planeta. Su espesor oscila entre los 6 y los 12 km, y su estructura y composición son muy uniformes.
El manto. La capa que se denomina
manto está situada bajo la corteza
y se extiende hasta el interior de la
Tierra. Tiene un grosor aproximado
de 2.865 km. Este conjunto rocoso
representa el 84 % del volumen del
planeta y el 69 % de la masa total. En
el manto se pueden distinguir dos partes: el manto superior y el manto inferior.
El manto superior tiene un espesor
aproximado de 1.000 km. Se supone
que la mayoría de las rocas que lo
componen se encuentran en estado
sólido, excepto en un tramo situado
entre los 75 y los 400 km de profundidad. Esta franja tiene un comportamiento más plástico y se llama astenosfera, del griego asthenos, que
significa «suave» o «débil».
La corteza continental cubre el 47 %
de la Tierra y la encontramos, al mismo tiempo, en zonas emergidas del
planeta y en las zonas sumergidas de
algunos continentes. Su grosor oscila entre los 25 y los 70 km. Es más
profunda bajo las grandes cordilleras.
Tiene una estructura y una composición muy complejas.
El manto inferior parece tener una
composición más homogenea. Por su
densidad, se cree que su composición
es equivalente a la de algunos meteoritos ricos en silicio, hierro y magnesio.
El núcleo. Es la parte más interna del
planeta. Se extiende desde los
2.900 km hasta el centro de la Tierra,
situado a 6.371 km de profundidad
media. El núcleo representa el 16 %
del volumen terrestre y el 31 % de su
masa. Su composición química se deduce de la elevada densidad, y parece que en ella predominan el hierro y
el níquel. Las ondas sísmicas nos informan de que está dividido en dos
partes: núcleo externo e interno.
El núcleo externo se sitúa entre los
2.900 y los 5.120 km de profundidad
y se interpreta que se encuentra en
estado líquido.
El núcleo interno es sólido y su densidad aumenta hasta llegar a los
13 g/cm3.
35
2.900 km
Discontinuidad Núcleo
de Lehman externo
5.120 km
6.371 km
Núcleo
interno
Esquema de la estructura interna de la Tierra.
ACTIVIDADES
Recordar
1. Haz un resumen
de los procedimientos indirectos
más importantes que sirven
para conocer la composición y la
estructura del interior terrestre.
Explicar
2. Responde.
• ¿Por qué no es posible hacer
sondeos hasta el centro de la
Tierra?
• Si los océanos cubren el 70 %
de la superficie terrestre,
¿por qué la corteza oceánica sólo
representa el 53 %?
• ¿Cómo se pueden producir
artificialmente ondas sísmicas
para estudiar el interior terrestre?
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TAREA 2.2
La litosfera se mueve
1. La deriva de los continentes
2. La tectónica de placas
Al comienzo del siglo XX, el científico alemán Wegener presentó la teoría de la deriva continental,
un antecedente histórico de la actual teoría de la tectónica de placas. En esta teoría, Wegener afirma que
los continentes actuales estuvieron unidos hace unos
200 millones de años y que constituían una unidad,
el supercontinente Pangea. A consecuencia de grandes rupturas, la Pangea se dividió sucesivamente en
fragmentos (los continentes actuales) que se fueron
separando. Al cabo del tiempo, algunos de los
continentes a la deriva colisionaron y originaron las
grandes cordilleras. Para elaborar su teoría, Wegener se basó en una serie de datos geográficos, paleontológicos y tectónicos.
El progreso del conocimiento geológico nos permite asegurar hoy que los continentes emergidos no
son los que se desplazan sobre la superficie de nuestro planeta. La teoría de la tectónica de placas establece que la parte sólida más externa de la Tierra
está formada por un número reducido de placas rocosas que se mueven continuamente.
• Datos geográficos. Wegener observó que los
contornos actuales de los continentes, sobre todo
los de África y los de América del Sur, encajan
como las piezas de un rompecabezas.
• Datos paleontológicos. Los fósiles indican que
hace unos 350 millones de años la fauna y la flora de África, de América del Sur, de la India y de
Australia eran las mismas: eso quiere decir que, en
aquella época, estos continentes estaban unidos.
• Datos geológicos y tectónicos. En los dos lados
del océano Atlántico coinciden las grandes unidades geológicas y los ejes de plegamiento de las
cadenas montañosas. Eso indica que los continentes estaban unidos: África estaba unida a América del Sur y Europa, a América del Norte.
Las placas no estan formadas únicamente por la corteza terrestre, sino que también incluyen una parte
del manto superior. Este conjunto se llama litosfera y constituye una unidad que tiene entre 70
y 150 km de grosor y que se desplaza lentamente
como un bloque rígido sobre la astenosfera.
Actualmente se reconocen ocho grandes placas y
otras más pequeñas o microplacas. Las grandes placas son la africana, la antártica, la eurasiática, la indoaustraliana, la pacífica y la placa de Nazca.
Según la estructura que tienen, se distinguen dos
tipos de placas litosféricas: las continentales o mixtas y las oceánicas.
• Las placas continentales o mixtas presentan corteza continental y oceánica. Comprenden los continentes y una parte de los fondos oceánicos.
• Las placas oceánicas presentan corteza oceánica y se encuentran sólo sobre fondos oceánicos.
Litosfera
Astenosfera
Manto
Placa
Núcleo
Corteza
continental
Corteza oceánica
Parte del manto superior
Astenosfera
Grabados de Wegener sobre el desplazamiento
de los continentes.
Corte de la Tierra que muestra las capas que la forman
y ampliación de una placa litosférica mixta.
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4,5
PLACA NORTEAMERICANA
PLACA EUROASIÁTICA
2,3
3,7
PLACA DE
LAS ISLAS
KURILES
5,5
3,0
PLACA
DEL CARIBE
5,6
PLACA DE LAS
ISLAS FILIPINAS
3,4
PLACA DE LA
ISLA DE COCOS
PLACA
ARÁBIGA
PLACA
AFRICANA
2,5
11,7
PLACA PACÍFICA
2,0
3,0
6,0
2,0
10,5
7,2
PLACA
7,1
18,3
INDOAUSTRALIANA
PLACA
DE NAZCA
2,5
PLACA
SUDAMERICANA 1,1
6,2
1,7
7,4
10,3
7,3
7,2
3,7
1,3
7,7
5,7
Línea de colisión de placas
3,3
PLACA ANTÁRTICA
Línea de origen (dorsal) y dirección del desplazamiento
1,8 Velocidad de desplazamiento de las placas (en cm/año)
3. Los límites de las placas
Los límites entre las placas son muy importantes porque en ellos
tienen lugar la mayor parte de los procesos internos de la Tierra (volcanes, terremotos, formación de cordilleras, etc.). El movimiento entre las placas tiene velocidades de entre 1 y 12 cm
por año. El sentido del desplazamiento origina diversos fenómenos y permite distinguir tres tipos de límites: convergentes,
divergentes y transformantes.
Límite convergente:
obducción
En los límites divergentes se produce separación entre placas,
facilitando la ruptura de los continentes y la formación de océanos. También se llaman límites constructivos porque el ascenso de material rocoso fundido construye corteza oceánica nueva.
6
37
6
6
En los límites transformantes tiene lugar un desplazamiento
lateral entre las placas, que produce una fuerte fricción y actividad sísmica.
Límite convergente:
subducción
6
En los límites convergentes se produce acercamiento entre las
placas. También se llaman límites destructivos porque provocan colisiones que transforman la litosfera. El movimiento de
aproximación entre dos placas puede ser de dos tipos: de subducción y de obducción. La subducción se produce cuando una
placa litosférica se introduce por debajo de otra. La fricción entre las placas es el origen de algunos terremotos, y el aumento
progresivo de la temperatura permite la fusión de las rocas y
la aparición de actividad volcánica. La obducción consiste en la
aproximación de dos placas continentales tras un proceso de
subducción, que origina la formación de una cordillera.
6
6
Límite transformante
Corteza
continental
Corteza
oceánica
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TAREA 2.3
¿Por qué se mueven las placas?
1. La expansión de los fondos oceánicos
En los fondos oceánicos hay unas estructuras fundamentales para explicar el movimiento de las placas: las dorsales oceánicas.
Dorsal oceánica
Las dorsales son cordilleras enormes de miles
de kilómetros dispuestas a lo largo de las
zonas centrales de los océanos. La parte
más alta de una dorsal está formada por
una doble cresta en cuyo eje central
Expansión
Expansión
hay una fosa profunda, que es una
del fondo marino
del fondo marino
abertura por donde emerge material
del manto. El material que surge por la
Generación
fosa es basáltico y forma a los dos laAstenosfera
de corteza oceánica
dos extensas coladas, más finas a medida que se alejan de la dorsal. Este material basáltico, cuando Dorsal oceánica y expansión de los fondos
se enfría, se transforma en corteza oceánica. Las dorsales son oceánicos.
puntos de creación de corteza a partir de material del manto.
La salida de material a las dorsales provoca la expansión del fondo oceánico, lo que provoca la separación de los continentes.
Fosa oceánica
2. La destrucción de corteza oceánica
En los márgenes de los continentes y de algunos archipiélagos
hay grandes fosas oceánicas: largas depresiones que pueden
tener diez kilómetros de profundidad y miles de longitud. Aquí
se destruye la corteza oceánica por subducción de una placa por
debajo de otra.
Plano
de Benioff
(plano
de deslizamiento
de las placas)
Subducción
3. El motor de las placas
El movimiento de las placas litosféricas se debe a la energía interna de nuestro planeta. Los materiales del interior de la Tierra
están a temperaturas muy altas. Además de mover las placas,
esta energía geotérmica causa muchos fenómenos que se observan en la superficie, como por ejemplo el vulcanismo.
Destrucción
de la corteza oceánica
Fosa oceánica y subducción.
Se han propuesto dos modelos de motor de las placas:
• El segundo modelo plantea que las placas se mueven por las
fuerzas que se ejercen en los límites entre ellas. La salida de
materiales en una dorsal crea un impulso que provoca el deslizamiento de las placas a ambos lados de la dorsal.
Ninguno de estos modelos es satisfactorio. Se admite que el movimiento de las placas se debe a una combinación de los dos.
38
Corriente
horizontal
Dorsal
Corrientes
ascendentes
Zona de
subducción
Placa
➤
• Según el primer modelo, las placas se mueven a causa de
corrientes de convección del fluido de la astenosfera. Estas
corrientes se producen en cualquier fluido que está en contacto
con un foco de calor, como cuando se calienta agua en una
olla. El calor hace que los materiales suban, que se trasladen
horizontalmente cerca de la superficie y que bajen al enfriarse.
Así se forma una corriente cíclica que empuja las placas.
Manto
Corrientes descendentes
Corrientes de convección del manto
y movimiento de las placas.
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4. Las pruebas del movimiento de las placas
Hay una serie de hechos que confirman la teoría de la tectónica de placas: la distribución de los volcanes y de los terremotos,
la edad de la corteza oceánica y el paleomagnetismo.
Distribución de la actividad volcánica
y sísmica
Tanto los volcanes como los terremotos son más
frecuentes en los océanos, en los arcos insulares
de Asia oriental y meridional, y en los márgenes de
los continentes. Estos hechos indican que los terremotos y el vulcanismo se producen en las dorsales y en las zonas de contacto entre dos placas.
La edad de la corteza oceánica
Cuando se estudia, por métodos radiactivos, la
edad del basalto desde las dorsales hasta las fosas
submarinas, se observa que esta roca es más antigua a medida que nos alejamos de las dorsales.
Por otra parte, el grosor de la capa de sedimentos
que hay sobre el basalto es muy pequeño cerca de
las dorsales y mucho más grande cerca de las fosas submarinas.
Eso indica que en la zona cercana a las fosas ha habido mayor
tiempo de sedimentación que en las dorsales.
Ambas observaciones indican que la corteza basáltica se forma
en las dorsales y que se destruye en las fosas oceánicas. La edad
máxima del basalto, de unos 200 millones de años, indica que
éste es el tiempo que transcurre entre la creación y la destrucción de corteza oceánica.
Erupción del volcán Stromboli (Italia).
La distribución de los volcanes en el planeta
nos da una idea de dónde se producen
contactos entre placas.
ACTIVIDADES
Recordar
El paleomagnetismo
Cuando se forma un mineral de hierro a partir de lava que se
solidifica, las partículas se mantienen orientadas según los
polos magnéticos de la Tierra. En los minerales de hierro que se
encuentran en las coladas basálticas de los costados de las dorsales o en el interior de los continentes se mantiene esta orientación magnética y se denomina paleomagnetismo.
A lo largo de la historia de la Tierra, los polos magnéticos se han
invertido varias veces. Esto quiere decir que el polo norte magnético ha ocupado, a veces, la posición del polo sur magnético
actual. Además, los polos también se han desplazado ligeramente en el transcurso del tiempo: actualmente tienen una posición diferente de la que tenían, por ejemplo, hace 500 millones de años. Estos hechos hacen que la orientación magnética
de los minerales de hierro sea muy diferente según su antigüedad. Por eso, el estudio del paleomagnetismo permite reconstruir la situación de los continentes en el pasado.
39
1. Indica cómo se produce
la expansión del fondo oceánico
en las dorsales.
2. Localiza en el dibujo de la fosa
oceánica el plano de Benioff
y explica qué es.
Comprender
3. Responde a las preguntas.
• ¿Qué es la convección?
¿Qué experimento podríamos
hacer en una cocina
para observarla?
• ¿En qué partes de la Tierra se
producen con más frecuencia
fenómenos sísmicos y volcánicos?
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TAREA 2.4
Terremotos y volcanes
1. La actividad sísmica y volcánica: causas
LA ESCALA DE RICHTER
En la mayor parte de los casos, la actividad sísmica y volcánica
se puede explicar por el movimiento de las placas litosféricas.
La intensidad de los terremotos se
mide en grados de la denominada
escala de Richter. A continuación
se citan algunos ejemplos.
La actividad sísmica se debe a las tensiones importantes que
se producen en las zonas de contacto entre placas a nivel de la
corteza, a causa de la subducción, la fricción (desplazamientos
laterales) o la presión originada por el choque de placas. Cuando las tensiones se descargan, se producen terremotos. El vulcanismo también es importante en estas zonas por las fracturas que se pueden producir en la litosfera, que permiten la salida
de materiales magmáticos de las partes más profundas.
• 3,5 grados. Terremoto débil que
sólo se percibe en los pisos altos
de los edificios.
• 4,5 grados. Tiemblan las ventanas, los muebles y los vehículos
estacionados.
• 5,5 grados. Caen algunos árboles y se producen ciertos destrozos.
• 6,5 grados. Se producen daños
en algunas estructuras y el desmoronamiento de muros.
• 7,3 grados. Se destruyen un gran
número de edificios y se hunden
los puentes.
• Más de 8,1 grados. Terremotos
que producen la destrucción
total y levantamientos de la corteza terrestre.
2. Los terremotos
Cuando en el interior de la Tierra la energía elástica acumulada
por los conjuntos rocosos se libera de manera instantánea, la
perturbación se propaga y da lugar a movimientos del terreno.
Estos movimientos se denominan terremotos o seísmos. En la
localización de los terremotos son importantes dos puntos: el
hipocentro y el epicentro.
El hipocentro es el punto del interior de la Tierra donde se origina el terremoto. Desde el hipocentro se propagan dos tipos
de ondas sísmicas: las longitudinales y las transversales.
La escala de Richter es abierta. Esto
quiere decir que, aunque hasta
hoy no se ha registrado ningún terremoto de magnitud superior a 9,
es posible se pueda producir alguno que supere los 10 grados.
• Las ondas longitudinales producen una vibración de las partículas paralela a la dirección de propagación de la onda. Son
las ondas más rápidas y, por eso, las primeras que detectan
los sismógrafos. Se denominan ondas principales o P.
• Las ondas transversales producen una vibración de las partículas perpendicular a la dirección de propagación de las ondas. No se transmiten en medios fluidos y son más lentas que
las P. Por eso se denominan ondas secundarias o S.
El epicentro es el punto de la superficie terrestre más próximo
al hipocentro. Es donde se producen las ondas sísmicas superficiales u ondas L, que se transmiten por las capas superficiales de la Tierra y son las que provocan las catástrofes.
Según la profundidad a la cual se origina un terremoto, se
pueden distinguir tres tipos: superficiales (hipocentro entre 10
y 20 km de profundidad), intermedios (entre 20 y 70 km) y
profundos (hasta 700 km por debajo de la superficie terrestre).
Superficie
Interior de la Tierra
Ondas P
Hipocentro
Epicentro
Ondas S
Ondas L
40
Elementos de un terremoto.
En el hipocentro se originan
ondas P y S; y, en el epicentro,
ondas L, que son las que
producen las catástrofes.
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3. Los volcanes
Un volcán es la salida al exterior de material magmático del interior de la Tierra a través de aberturas en la corteza terrestre.
Según la forma de la abertura, son puntuales o fisurales.
Volcán fisural
• Los volcanes puntuales son los volcanes típicos, con chimenea, cráter y cono, y una abertura más o menos circular.
• Los volcanes fisurales tienen como abertura una grieta o fisura de gran longitud. Un ejemplo de volcán fisural es el que
provocó las grandes coladas de lava en el Décan (India).
Los materiales expulsados por un volcán en una erupción se clasifican según el estado físico en que salen al exterior. Los productos sólidos son porciones de magma (materiales fundidos
del interior de la Tierra) que han solidificado mientras ascendían
por la chimenea volcánica o que se enfrían rápidamente en contacto con el aire. Estos fragmentos se denominan cenizas cuando son finos y tienen aspecto pulverulento, lapilli si tienen las
dimensiones de la grava y bombas o bloques volcánicos si son
más grandes. Las bombas volcánicas tienen forma redondeada,
y los bloques, formas angulosas.
Volcán puntual
vulcaniano
Volcán puntual
peleano
Los productos líquidos se llaman lava, y están formados por
el magma sin gases. Cuando solidifican forman rocas volcánicas. Los productos gaseosos son variados, como vapor de agua,
hidrógeno, nitrógeno, monóxido y dióxido de carbono, etc.
Volcán puntual
hawaiano
ACTIVIDADES
Tipo de erupciones volcánicas
Las erupciones son muy diferentes según el tipo de volcanes.
Así, en un volcán pueden predominar las efusiones gaseosas;
en otros, las explosiones con salida brusca de productos sólidos,
y en otros, la emisión lenta de lava. Por eso, los volcanes se
clasifican en tres tipos: vulcanianos, peleanos y hawaianos.
• Los volcanes vulcanianos, como el Vesubio (Italia), tienen la
lava muy viscosa y en la erupción producen explosiones fuertes y nubes de cenizas.
• Los volcanes peleanos, como el de Montagne Pelée (isla de
la Martinica), tienen una lava muy viscosa que forma un tapón
sobre el cono y el cráter.
• Los volcanes hawaianos, como el Kilauea (Hawai), producen
una lava muy fluida que forma extensas coladas.
Recordar
1. Responde a las preguntas.
• ¿En qué parte de la Tierra
se producen más erupciones
volcánicas? ¿Por qué?
• ¿Qué materiales expulsan
los volcanes cuando entran
en erupción?
• Busca información y responde.
¿Se puede producir un terremoto
en el océano? ¿Cómo se llama
este tipo de fenómeno?
¿Puede tener consecuencias
en la costa?
2. Piensa y responde.
El vulcanismo atenuado
Durante las fases de reposo, muchos volcanes conservan algunas
manifestaciones de vulcanismo atenuado, como las fumarolas,
los géiseres y las aguas termales. Las fumarolas son emisiones
de gases a través de grietas. Los géiseres son emisiones intermitentes de vapor de agua. Las fuentes termales son masas
de agua caliente que suele llevar sales disueltas.
41
• ¿Qué ondas sísmicas producen
catástrofes? ¿Dónde se originan?
• Un terremoto cuyo epicentro
se localiza a 500 km bajo
la superficie, ¿es superficial,
intermedio o profundo?
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TAREA 2.5
La formación de las cordilleras
1. Las grandes cordilleras
Los Alpes y los Pirineos (en Europa), el Himalaya (en
Asia) y los Andes (en América) son ejemplos de cordilleras. Entre sus características geológicas más importantes destaca la presencia de rocas plegadas o
muy fracturadas. También son comunes las rocas
volcánicas, las plutónicas y las sedimentarias, que, a
veces, contienen fósiles marinos a miles de metros
sobre el nivel actual del mar.
La estructura geológica compleja de las cordilleras y
la existencia de sedimentos depositados originariamente en las cuencas oceánicas permiten imaginar
que la génesis de las cordilleras se debe a deformaciones intensas de la corteza terrestre, en los límites
donde colisionan las placas litosféricas.
2. El ciclo de Wilson: apertura
y cierre de los océanos
En el marco de los descubrimientos de la tectónica
de placas, hacia el año 1966 el geólogo canadiense
Wilson propuso un modelo que esquematizaba la
apertura y el cierre de las cuencas oceánicas según
un proceso cíclico compuesto de fases. Se denomina
ciclo de Wilson al conjunto de estados de la litosfera en los cuales un supercontinente se fragmenta
y se dispersa para volverse a unir sus fragmentos al
cabo de centenares de millones de años.
Se han podido observar ejemplos de este proceso en
muchos lugares del planeta. La formación de una
cordillera representa uno de los estadios finales del
ciclo y cumple el papel de zona de sutura entre dos
placas antiguamente separadas.
Litosfera
oceánica
1. Formación
de una cuenca
oceánica
➤
Margen pasivo
2. Aparición
de una dorsal
Litosfera
continental
Cuenca
➤
Dorsal
➤
Margen pasivo
Cuenca joven
➤
Expansión
3. Expansión
oceánica
➤
42
5. Formación
de cordilleras
➤
6. Comienza
el cierre
de la cuenca
oceánica
➤
➤
En otros casos, la cordillera se origina por el choque
entre placas, con la etapa final de cierre de una cuenca oceánica. Éste es el caso del Himalaya, donde la
subplaca índica colisionó con la placa eurasiática.
➤
➤
A veces, el mecanismo dominante en la formación
de una cordillera es el ascenso progresivo de magmas en la zona donde una placa se introduce por
debajo de otra. Éste es el caso de los Andes, donde
la placa de Nazca se mete por debajo de la placa
suramericana. En este tipo de cordilleras se produce una actividad volcánica muy intensa.
4. Aparición
de zonas
de subducción
➤
La velocidad de formación de una cordillera es imperceptible en la escala de tiempo humana. La elevación de la cordillera se produce en el transcurso de
millones de años, por el movimiento de choque de
dos placas que provocan la elevación de la corteza
terrestre. La palabra orogenia se utiliza para denominar el proceso de formación de una cordillera.
➤
Nuevas zonas de subducción
7. Cierre de la
cuenca y
aparición de
una cordillera
Sutura
Esquema del ciclo de Wilson.
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Fosa
3. Movimientos que forman montañas
Generalmente se distinguen dos tipos de movimientos que
intervienen en la génesis de las montañas: los movimientos
orogénicos y los movimientos epirogénicos.
• En los movimientos orogénicos, el desplazamiento preferente de las masas rocosas se produce de forma horizontal a causa de la fricción o choque entre placas. En este caso, es importante el concepto moderno de geosinclinal, entendido
como una zona oceánica deprimida cerca de los márgenes
continentales donde se acumula una gran cantidad de sedimentos. La colisión entre las placas puede elevar estos depósitos sedimentarios hasta integrarlos en la futura cordillera.
• En los movimientos epirogénicos, el desplazamiento preferente se produce en el plano vertical. Estos movimientos se
dan, por ejemplo, por la erosión de una montaña. La pérdida de materiales produce una disminución del peso, con lo
que se origina un movimiento de las rocas hacia arriba. Este
hecho se explica según la teoría que indica que los bloques
rocosos flotan en la astenosfera, y que se hunden más cuanto
más pesan. Si disminuye el peso de un bloque, éste asciende
hasta que se recupera el equilibrio. Ejemplos de estos movimientos epirogénicos se encuentran en las zonas polares, donde la fusión de los casquetes de hielo produce una descarga
del peso de los continentes y favorece su levantamiento.
Si bien los movimientos orogénicos son más lentos, son los responsables de la aparición de las grandes cordilleras. Los movimientos epirogénicos, en cambio, son rápidos, pero de transcendencia escasa en la formación de relieves. Estos movimientos
son especialmente constatables en las zonas litorales, donde pequeñas oscilaciones en el nivel relativo del mar pueden tener
consecuencias muy evidentes en la línea de la costa.
Corteza
continental
Subducción
Corteza
oceánica
1. Cierre de una cuenca oceánica
I
Sedimentos
2. Océano estrecho
I
3. Colisión. Formación de una cordillera
I
4. Sutura
Movimientos orogénicos.
ACTIVIDADES
Recordar
Explicar
1. Explica los mecanismos dominantes
en los procesos de formación
de las cordilleras.
4. Piensa y responde a las preguntes.
• ¿En qué lugares del mundo se producen
actualmente procesos formadores
de cordilleras?
2. Describe las características geológicas
más importantes de las cordilleras.
• ¿Qué es un movimiento orogénico?
¿Qué es un geosinclinal?
Comprender
• ¿Qué es un movimiento epirogénico?
¿Cuándo se producen estos movimientos?
¿Dónde son especialmente constatables
y por qué?
3. Responde la pregunta.
• ¿Cuál es el origen de las dorsales oceánicas?
43
Margen
estable
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TAREA 2.6
Estructuras tectónicas: pliegues y fallas
1. Las deformaciones de la corteza
A causa de la dinámica del interior de la Tierra, los materiales de
la corteza se deforman. Estas alteraciones en la disposición normal de las rocas se deben a las fuerzas de compresión y distensión a que están sometidas. Los pliegues y las fallas son deformaciones de la corteza terrestre.
2. Los pliegues
Los pliegues son curvaturas a manera de ondas en las cuales se
alternan concavidades y convexidades. Desde el punto de vista
geométrico, las concavidades se denominan sinclinales, y las
convexidades, anticlinales.
Los flancos son los planos
laterales del pliegue.
La charnela es la parte
de máxima curvatura
del pliegue.
El plano axial
es el plano que une
las charnelas de todos
los estratos concéntricos
del pliegue.
Diversas
capas de
rocas.
Sinclinal
Los pliegues rectos tienen
el plano axial vertical
y los flancos con el mismo
buzamiento.
Pliegues en materiales de los Picos de Europa,
en León.
Anticlinal
El buzamiento
es el ángulo que forma
un flanco con un plano
horizontal.
Sinclinal
Los pliegues inclinados tienen
el plano axial inclinado
y cada flanco con
un buzamiento diferente.
Los pliegues tumbados
tienen el plano axial
horizontal
o casi horizontal.
Asociaciones de pliegues
En la naturaleza, los pliegues están asociados. Las asociaciones
más sencillas son el isoclinorio, el anticlinorio y el sinclinorio.
Un isoclinorio es una
asociación de pliegues
con los planos axiales
paralelos.
Un sinclinorio es una
asociación de pliegues
cuyos planos axiales
convergen hacia arriba.
Un anticlinorio está formado
por pliegues cuyos planos
axiales confluyen
en profundidad.
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3. Las fallas
Una falla es una fractura de materiales, acompañada siempre
de desplazamiento entre dos bloques. Las fracturas sin desplazamiento no se denominan fallas, sino diaclasas. En las fallas
se distinguen las partes siguientes:
Los labios de falla son los dos bloques que se desplazan.
El cuerpo rocoso que se desplaza hacia arriba es el bloque
superior; el otro es el bloque inferior.
El salto de falla es el valor
del desplazamiento entre
los dos bloques.
El plano de falla es la superficie a lo largo de la cual se produce
la fractura y el desplazamiento de los bloques.
Falla vertical o recta.
El plano de falla es vertical.
Falla normal o directa.
El plano está inclinado en la
dirección del labio hundido.
Falla inversa. El plano de falla Falla horizontal. Sólo
está inclinado hacia el bloque hay desplazamiento
elevado.
horizontal de los bloques.
Asociaciones de fallas
Pilar tectónico
El caso más frecuente es que las fallas aparezcan asociadas, formando pilares tectónicos y fosas tectónicas. Este modelo de asociación de fallas se origina a gran escala por grandes esfuerzos
de distensión.
4. Los mantos de corrimiento
Estas formaciones se producen por combinación de pliegues y
fallas. En un pliegue muy tumbado puede producirse una fractura (una falla) gracias a la cual los materiales que quedan por
arriba deslizan sobre los que están por debajo. La estructura tectónica que se produce así se denomina manto de corrimiento. En ella es fácil observar discordancias en los estratos y las
rocas, así como signos de la intensa fricción entre materiales.
45
Fosa
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RESUMEN DE LA UNIDAD
• Los estudios sísmicos permiten afirmar que nuestro
planeta está formado por unas capas concéntricas
de composición diferente: la corteza, el manto
y el núcleo.
• La teoría de la tectónica de placas establece que
la parte sólida más externa de la Tierra está formada por un número reducido de placas rocosas
que se mueven continuamente unas respecto de
otras. Las placas están formadas por la corteza terrestre y una parte del manto superior. Este conjunto recibe el nombre de litosfera, y se desplaza lentamente sobre la astenosfera.
• La energía del interior terrestre y el movimiento de
las placas litosféricas explican la actividad sísmica y
volcánica en el exterior de la Tierra, los procesos de
formación de cordilleras y las deformaciones de los
materiales de la corteza (los pliegues y las fallas).
• La mayor parte de los procesos internos de la Tierra (los volcanes, los terremotos, la formación de
cordilleras, etc.) se producen en los límites (convergentes, divergentes y transformantes) entre placas.
• Las dorsales oceánicas son básicas para explicar
el movimiento de las placas: son cordilleras de miles de kilómetros dispuestas a lo largo de las zonas
centrales de los océanos. La salida de material en
las dorsales provoca la expansión del fondo oceánico.
• En los márgenes de los continentes y también de
algunos archipiélagos hay grandes fosas oceánicas, largas depresiones que llegan a tener dos kilómetros de profundidad y miles de longitud, donde se destruye la corteza oceánica por subducción
de una placa por debajo de otra.
La falla de San Andres, en California (EE.UU.), es la zona
de encuentro de dos grandes placas: la norteamericana
y la pacífica. En esta falla se produce el deslizamiento de
las dos placas, hacia el sur la norteamericana y hacia
el norte la pacífica. ¿Qué fenómenos produce en la zona
este contacto entre placas? ¿De qué tipo de límite se trata?
Completa el mapa del tema
DINÁMICA INTERNA
DE LA TIERRA
la litosfera terrestre
está dividida en
en la superficie
se manifiesta por
las placas se mueven
por medio de
el movimiento
de las placas explica
fenómenos como
mecanismos
que son
y contactan
en límites
como
y
como
46
que producen
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Actividades
Test de capacidades
Test de conocimientos
1
1
Responde a las preguntas.
a) ¿Cuáles son las principales manifestaciones de la actividad interna de la Tierra?
b) ¿Dónde se producen?
c) ¿Qué efectos tienen en la superficie?
d) ¿Qué cambios producen a largo plazo en
el planeta?
2
Observa el mapa de las placas litosféricas y
responde a las preguntas.
a) ¿En qué lugares del planeta pueden aparecer grandes cordilleras por colisión entre placas al cabo de millones de años?
b) ¿Se puede producir en el futuro la fractura de algún continente? ¿De cuál? ¿Por
qué zona se rompería?
Indica las diferencias que hay entre estos conceptos.
c) Describe la evolución posible de los continentes en el futuro, de acuerdo con el
movimiento actual de las placas.
a) Corteza y litosfera.
b) Manto y astenosfera.
c) Placa continental y placa oceánica.
3
4
2
Dorsal oceánica.
Zonas de intensa actividad volcánica.
Movimiento epirogénico.
Movimiento orogénico.
Sinclinal.
Sinclinorio.
Copia este cuadro de las grandes placas
litosféricas y complétalo.
Placas
Situación
geográfica
Tipo de placa
(continental
o oceánica)
5
Explica los efectos que se producen en los límites entre placas, convergentes, divergentes y transformantes.
6
Explica y haz esquemas.
a) ¿Qué procesos típicos de la tectónica de
placas se representan en este esquema?
¿En qué lugares se producen estos procesos? Pon algunos ejemplos, observando el
mapa de las placas litosféricas.
b) Explica por qué en la zona representada
por el esquema hay una alta actividad sísmica y volcánica. Señala, en cada zona, los
puntos donde los terremotos podrían ser
más frecuentes e intensos.
a) ¿Cómo se produce el movimiento de las
placas, según el modelo de las corrientes
de convección del manto?
b) ¿Cómo se mueven las placas, según el modelo del impulso en las dorsales?
7
Interpretar esquemas.
Observa el esquema y responde.
Define, explica y dibuja los procesos o las estructuras siguientes.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Interpretar mapas.
3
Haz un esquema como los que figuran en el
texto para explicar la formación de las cordilleras según el ciclo de Wilson. Explica las
seis fases del ciclo.
47
Las ondas sísmicas de los terremotos se pueden detectar con los sismógrafos y permiten calcular la distancia a la cual se ha producido el epicentro. Busca un mapa de
Europa e intenta localizar, dibujando los círculos correspondientes, el epicentro de un
terremoto situado a 890 km de Barcelona,
570 km de Zurich (Suiza) y 730 km de Budapest (Hungría).
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Los volcanes en España
También tenemos volcanes
Las imágenes de una erupción volcánica son
un espectáculo fascinante. Cuando las vemos
en un documental, es posible que nos
maraville la visión de la piedra convertida
en fuego y también que nos sorprenda
la impotencia de la humanidad ante tanta
energía desbordada.
Ahora bien, el vulcanismo, ¿es un fenómeno
que sólo se produce en zonas muy alejadas
de nosotros?
Imagen de la erupción del volcán Teneguía
(La Palma, año 1971)
La actividad volcánica en la península Ibérica
y en las islas Canarias ha sido un fenómeno
habitual en los últimos tiempos geológicos
(considerando que el tiempo geológico hay
que contarlo por miles o millones de años).
Ninguna de estas zonas muestra actualmente
señales de actividad volcánica. Un caso
diferente es el de las islas Canarias, un
archipiélago de origen claramente volcánico,
en el que se encuentra el mayor volcán
de España (el Teide), y en el que se produjo
la última erupción volcánica de España, la
del volcán Teneguía, que entró en erupción
en el año 1971.
En el territorio peninsular encontramos
zonas volcánicas en Girona, en el Campo de
Calatrava (Ciudad Real), en algunos lugares
del País Vasco y en el entorno del Cabo de
Gata (Almería).
Una zona volcánica en Cataluña
En la comarca de la Garrotxa (Girona) se encuentra la zona volcánica más conocida de Cataluña y de la península Ibérica. Allí se pueden reconocer más de una treintena de conos volcánicos
y más de veinte grandes coladas de lava. Los científicos creen que el magma que surgió durante
las erupciones provenía de profundidades superiores a los 30 km.
La actividad de los volcanes de la Garrotxa ha sido
la más reciente que se ha producido en Cataluña. Las erupciones tuvieron lugar desde hace
300.000 años hasta hace unos 10.000 años. La
«juventud» de los materiales volcánicos de la
zona permite estudiarlos muy fácilmente.
A pocos metros de la pista del aeropuerto de Girona-Costa Brava se encuentra la Closa de Sant
Dalmai, el cráter volcánico más grande de la península Ibérica. Se trata de una colina de pendientes suaves en cuyo centro destaca un enorme cráter de unos 1.200 metros de diámetro. Se
cree que este cráter debió producirse por una explosión muy violenta, originada por el contacto
del magma en ascenso con una bolsa de agua
subterránea.
Formaciones volcánicas en Girona. Arriba, el pueblo
de Castellfollit de la Roca, situado sobre un gran farallón
volcánico. Abajo, la Closa de Sant Dalmai.
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MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
Canarias, tierra de volcanes
Afloramientos volcánicos
El territorio volcánico por excelencia en España es
Canarias. Las islas están formadas por volcanes. De
hecho, son sólo la parte superior, emergida, de enormes montañas volcánicas submarinas. Estas montañas alcanzan, en varias islas, altitudes de 1.500 a
2.500 m. El Teide, situado en la isla de Tenerife, es
el punto más alto del territorio español, con 3.718
metros sobre el nivel del mar.
Los geólogos llaman afloramientos a los lugares de
la superficie donde se pueden observar los materiales geológicos que forman el subsuelo. La mayoría
de los afloramientos volcánicos corresponden a tres
tipos de manifestaciones: edificios volcánicos, coladas de lava y chimeneas.
Los edificios volcánicos son las construcciones que
se originan en las proximidades del punto de emisión a partir de la acumulación sucesiva de materiales volcánicos sólidos y líquidos. La mayoría tienen
forma de cono. Muchos de ellos se distinguen en la
actualidad por la acumulación de bloques rocosos,
las bombas volcánicas.
Las islas no se formaron al mismo tiempo. Las más
antiguas son Lanzarote y Fuerteventura, que tienen
unos 20 millones de años de antigüedad. Ambas islas estuvieron unidas hasta hace 18.000 años. Gran
Canaria tiene 14 millones de años, y Tenerife, La Palma y La Gomera, unos 10 millones. La más «joven»
en términos geológicos es El Hierro, formada hace
sólo 750.000 años.
Las coladas de lava corresponden a la emisión de
productos líquidos de un volcán. Las lavas pueden
brotar desde el cráter o desde la base de un edificio
volcánico, deslizándose por las pendientes y avanzando por los fondos de los valles. En algunos volcanes de la Península, las coladas llegan a más de
10 km del punto de emisión.
Hay varias teorías que explican el origen de las islas.
Una de ellas considera que existe un punto caliente bajo la placa africana, una zona del manto que
alcanza una gran temperatura y que provoca el ascenso del magma y la formación de las islas volcánicas. Las primeras que se habrían formado serían
Lanzarote y Fuerteventura. Puesto que la placa africana se desliza de este a oeste, se habrían ido formando el resto de las islas en diferentes puntos de
la placa, mientras que las primeras que se formaron
se alejarían del punto caliente y se irían enfriando.
Las chimeneas volcánicas se forman por la solidificación de la lava en el interior de grietas por las que
brotaba el magma. Es frecuente que en los volcanes
muy antiguos la erosión haya borrado todo rastro de
los edificios y las posibles coladas, y que únicamente
las chimeneas queden preservadas como pequeños
afloramientos volcánicos.
Esta teoría tendría mucho sentido si no fuera porque hay evidencias de actividad volcánica reciente
en las islas más antiguas, que deberían estar ya lejos del punto caliente. Por eso, algunos geólogos
piensan que las islas se formaron sobre fracturas existentes en la corteza, por las que podría ascender
magma.
ACTIVIDADES
Análisis
• Haz una lista de las zonas de España en las que
hay evidencias de erupciones volcánicas en el
pasado, que han configurado el paisaje de dichas regiones.
• ¿Por qué se habla en el texto de «juventud» de
los volcanes de Girona, por contraposición con
algunos de los existentes en Canarias?
• Define los términos afloramiento volcánico, edificio volcánico, colada de lava y chimenea volcánica.
Informe
• Busca datos en distintas fuentes y haz un informe de los nombres y las principales características de los volcanes más conocidos de Canarias.
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03 Historia de la Tierra y de la vida
EXPRESA LO QUE SABES
1. ¿Cómo se formó este paisaje y las estructuras que ves en él?
Contenidos
1. PANORAMA:
Reconstruir el pasado
de la Tierra.
2. El Precámbrico.
3. El Paleozoico.
4. El Mesozoico.
5. El Cenozoico.
MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
• ¿Una nueva gran extinción?
• El análisis de la composición de las rocas de la foto
nos indica que son calizas, pero además podemos ver
en ellas unas impresiones a simple vista que se han
ampliado para observar los detalles. ¿Qué son
estas impresiones? ¿Cómo se originaron?
• Observa los estratos de los que se han obtenido.
¿Cuál de los tres es más antiguo? ¿Cuál es más reciente?
¿Por qué?
• ¿Qué nos indican estas impresiones? ¿Podemos
utilizarlas para estudiar la historia de la Tierra y de la vida?
Explica tu respuesta.
• ¿Ha sido el clima terrestre siempre como el actual?
Cita algunos ejemplos.
• Haz una relación de los cambios biológicos
que se han producido en la Tierra desde su origen.
¿Cuáles son las causas de estos cambios?
• ¿Pueden producir los seres vivos cambios en las condiciones físicas
y químicas del planeta? Explica tu respuesta.
50
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¿QUÉ DEBES SABER?
Conceptos previos de Geología
Conceptos previos de Biología
1. Sedimentación y rocas sedimentarias.
1. Fósiles.
Recuerda los procesos que ocurren en una cuenca
sedimentaria:
• Precipitación de materiales disueltos.
• Sedimentación de materia precipitada
y de la que estaba disuelta.
• Disposición en capas de los sedimentos
y formación de las rocas sedimentarias.
• A una capa de sedimento que se ha compactado
y cementado formando una capa de roca
se le llama estrato.
• A un grupo de estratos dispuestos en contacto
unos con otros se le llama serie estratigráfica.
• El estudio de las series estratigráficas
nos descubre el pasado y nos cuenta hechos
ocurridos durante la historia de la Tierra.
• Para ordenar temporalmente estos hechos
se utiliza una escala de tiempo geológico
cuya unidad es un millón de años (1 M.a.).
Observa que en algunos de los estratos de la foto
anterior hay impresiones cuyas figuras
nos recuerdan a algunos seres vivos actuales.
En la cuenca en la que se formaron estos estratos
vivían plantas y animales. Si tenían partes duras
que no se descompusieron cuando el animal o la planta
murió, ¿qué fue de ellas? ¿tienen alguna relación
con las impresiones de los estratos?
Compara la respuesta que has dado a esta cuestión
con el proceso que aparece en la siguiente figura,
en la que se observa cómo se mineralizan los restos
de los seres vivos durante la formación de un fósil.
PIENSA Y RESPONDE
• Observa la foto de la página anterior.
¿Cuántos estratos puedes identificar?
Numéralos en el orden en que se han depositado.
2. El tiempo geológico.
Esforcémonos un poco para intentar percibir
la duración en la escala de tiempo geológico
y encontrarnos con la dificultad que presenta
esta percepción.
• ¿Cuándo celebraste el último cumpleaños?
Recuérdalo y percibe el tiempo
que ha transcurrido.
• ¿En qué año naciste? Intenta percibir
este período de tiempo.
• ¿En qué año nacieron tus abuelos? Pregúntalo
e intenta percibir ese período de tiempo
hasta la actualidad.
• Busca ahora las fechas de diferentes
acontecimientos históricos y sitúalas
con los nombres de los mismos en una escala
temporal. Utiliza un papel milimetrado en
el que representes cien años de historia
en un centímetro.
• ¿Cuántos metros necesitarán para situar
el origen de la célula eucariótica (1.500 millones
de años?), de la fotosíntesis (2.500 millones de
años), el origen de la vida (3.800 M.a.)
o de la Tierra (4.500 M.a.).
Los fósiles son restos estructurales de seres vivos,
huellas y otros restos orgánicos
(como los excrementos), que se mineralizaron
durante la formación de la roca sedimentaria
en la que están incluidos. La forma y estructura
de un fósil nos puede indicar las características
del ambiente al que estaba adaptado.
mar
3
Afloramiento
del resto
fósil.
1
Muerte
del animal.
51
2 Deposición
de sedimentos, formación
de roca sedimentaria.
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Página 52
TAREA 3.1: PANORAMA
Reconstruir el pasado de la Tierra
Principio del actualismo. Actualmente podemos
observar cómo se originan las rizaduras por el oleaje
suave en una playa. Cuando los geólogos observan
estas formaciones en rocas de épocas pasadas, suponen que actuó la misma causa. En 1778, James
Hutton afirmó que las causas de los procesos naturales han actuado de manera uniforme durante el
tiempo geológico.
1. Edad de la Tierra y sus materiales
La Tierra se originó hace unos 4.600 millones de
años. Desde entonces quedaron «registrados» en
las rocas muchos de los acontecimientos que se sucedieron durante su historia. Uno de los objetivos
de la Geología es la interpretación de estos «registros», de tal forma que se pueda «leer» en ellos la
historia de la Tierra. Y una de las principales preguntas que se plantea esta ciencia en relación a la
historia del planeta es: ¿cuál es la edad de los materiales que lo forman?
3. Calcular la edad absoluta
La edad absoluta es la edad aproximada de una
roca expresada en años. Para calcular esta edad, los
geólogos utilizan métodos paleontológicos, como
la presencia de fósiles, y métodos físicos basados en
la descomposición radiactiva de algunos minerales.
• Ante una serie estratigráfica podemos responder
indicando cuál de los estratos se formó antes
y cuál es el más reciente clasificándolos todos
según un orden de formación. Así podemos establecer la edad relativa de un estrato concreto
al compararlo con los demás.
• En cambio, si respondemos a esta pregunta con
una fecha aproximada, en millones de años, entonces hemos calculado la edad absoluta.
Si conocemos el período de tiempo en el que vivió
un fósil encontrado en una roca, podemos presuponer que ésta se originó en el mismo período. Decimos entonces que el fósil es un fósil guía en
cuanto nos indica la edad aproximada de la roca
en la que lo encontramos.
2. Conocer la edad relativa
Un fósil es un buen indicador de la edad cuando
cumple las siguientes características:
La estratigrafía estudia la naturaleza y la disposición de las rocas sedimentarias que constituyen los
estratos. Esta ciencia utiliza varios principios para
deducir la edad relativa de los estratos:
• Que haya vivido durante un período de tiempo
corto. Si una especie fosilizada ha vivido desde
hace 150 millones de años hasta la actualidad
difícilmente podríamos atribuir una fecha aproximada de formación a la roca en la que lo encontremos.
• Que haya tenido una gran dispersión geográfica,
lo que permitirá encontrar los mismos fósiles en
rocas de diversas localidades.
• Que haya sido muy abundante y de fácil fosilización.
• Que haya estado bien adaptado a diferentes medios, con lo cual lo encontraremos en diferentes
tipos de rocas.
Principio de la superposición normal de un estrato (Steno, 1669). Afirma que cuando la serie no
ha sufrido deformación ni accidente geológico, los
estratos están superpuestos en el mismo orden en
el que se depositaron sus materiales. Comparando
estratos de zonas próximas se puede ver que algunos faltan. Cuando estamos analizando una serie
para ver lo que nos «cuenta», estas interrupciones
suponen lapsus de tiempo de los que no tenemos
registro, y de los que no podemos descubrir acontecimientos, al menos en esta serie. A esta interrupción se le llama discontinuidad estratigráfica.
En cuanto a los métodos físicos, se puede medir la
descomposición de algunos elementos químicos
llamados isótopos radiactivos.
Principio de la sucesión biológica (Smith, 1779).
Si un estrato se forma en un período de tiempo determinado y entre sus materiales se encuentran fósiles, se deduce lógicamente que los seres vivos que
fosilizaron vivieron en ese mismo período. Por esto,
si al analizar uno o varios estratos diferentes encontramos en todos el mismo fósil, podemos concluir
que se formaron en el mismo período de tiempo,
aquel en el que vivió el ser vivo que fosilizó.
4. La historia de la Tierra
Utilizando todos estos métodos de datación se ha
definido una escala cronológica que divide la historia de la Tierra desde su origen en una serie de eras
y períodos (página siguiente).
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Eras
Períodos
Duración
(m. a.)
Edad
(m. a.)
CENOZOICO
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Cuaternario
1,6
G Actualidad
G 1,6
Terciario
63,4
G 65
MESOZOICO
Cretácico
Extinciones masivas y
otros acontecimientos
Desarrollo
de la especie
humana
Extinción (fin del cretácico)
80
Las angiospermas
dominan la flora
G 145
Jurásico
63
Triásico
37
G 208
G 245
Pérmico
Aparecen
los dinosaurios
Extinción (fin del pérmico)
45
G 290
Carbonífero
65
PALEOZOICO
G 355
Devónico
Extinción (fin del devónico)
Grandes bosques
de helechos
53
G 408
Silúrico
31
G 439
Ordovícico
Extinción (fin del ordovícico)
71
Primeros
vertebrados (peces)
G 510
Cámbrico
60
Época de
los trilobites
G 570
1.930
La atmósfera
ya es rica
en oxígeno
PRECÁMBRICO
Eón
Proterozoico
G 2.500
Eón
Arcaico
1.300
Origen de la vida.
Atmósfera rica en H2
G 3.800
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TAREA 3.2
El Precámbrico
Este proceso originó la corteza terrestre primitiva y
ocurrió hace unos 4.500 millones de años, aproximadamente, pero la gran intensidad de los procesos tectónicos y erosivos primitivos destruyeron las
primeras rocas. Entre las conocidas, las más antiguas están muy metamorfizadas, por lo que se dispone de muy poca información de este período de
la historia de la Tierra.
1. La era del origen de la Tierra
El Precámbrico abarca desde hace aproximadamente 3.800 M.a. hasta hace unos 570 M.a., y se divide en dos periodos: Arcaico, desde hace
3.800 M.a. hasta hace 2.500 M.a., y Proterozoico,
desde el anterior hasta el final del Precámbrico.
El sistema Solar se formó hace aproximadamente
unos 5.000 millones de años por la contracción de
una nube de gas y polvo cósmico en la Vía Láctea,
y en este proceso se originó la Tierra.
Sin embargo, existen indicios de que hubo tres
continentes en el hemisferio Norte y dos en el Sur
que se desplazaron acercándose hasta colisionar
y formar un único continente llamado Pangea I.
En su origen, la Tierra fue tan caliente que sus materiales estaban fundidos. Las causas de este calor
fueron los procesos radiactivos de sus materiales
y la colisión de meteoritos, cuyos materiales se incorporaban a los planetas produciendo el crecimiento de los mismos y un ligero aumento de su
temperatura por la energía del choque.
3. La atmósfera en el Precámbrico
El Arcaico, primer período del Precámbrico, fue
una época de una gran actividad volcánica que
arrojó a la atmósfera muchos gases procedentes
del magma. En el período Arcaico se originó una
atmósfera formada por los gases procedentes de
los magmas incandescentes. Esta atmósfera estaba
constituida por una combinación de dióxido de
carbono (CO2), nitrógeno, amoniaco (NH3), metano
(CH4) y vapor de agua.
En estas condiciones, la fluidez de los materiales
de la Tierra permitió que se separaran según sus
densidades por la acción de la gravedad. Los más
pesados se dirigieron al centro del planeta y los
más ligeros hacia el exterior, constituyendo la corteza terrestre actual.
Con esta composición, y la ausencia total de oxígeno, la atmósfera era reductora. Además, al no tener oxígeno no se pudo formar ozono, por lo que
la radiación ultravioleta llegaba en su totalidad
hasta la superficie terrestre.
2. La corteza terrestre
en el Precámbrico
Pasadas las primeras etapas de la formación de la
Tierra, el descenso de la temperatura produjo la
solidificación de materiales en el exterior de la Tierra y las primeras rocas.
En cuanto al clima, éste fue frío y húmedo durante
todo el Precámbrico.
Pantalasa
(océano)
PANGEA I
La Tierra, hace
650 millones de años.
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4. La vida en el Precámbrico
Los restos más antiguos de seres vivos se han encontrado en rocas del período Arcaico. La transformación metamórfica de las rocas en esta era
destruyó muchos de los restos orgánicos de los
seres vivos, que ya eran escasos y de una estructura simple y poco fosilizable, por lo que se han
encontrado muy pocos fósiles.
Los fósiles más antiguos están constituidos por
restos de bacterias y se han encontrado en rocas
de hace 3.500 M.a.
Los primeros indicios de actividad fotosintética
se encuentran en rocas que se originaron hace
2.800 M.a. Se trata de capas de calizas precipitadas por algas verde-azules, los primeros organismos fotosintetizadores conocidos. Estas algas
son procariotas y en su actividad retiran anhídrido carbónico del agua, provocando la precipitación del carbonato cálcico que constituye las capas conocidas como estromatolitos fósiles. A la
vez expulsan oxígeno al medio. La actividad fotosintética fue enriqueciendo de oxígeno a una
atmósfera reductora, que se transformó progresivamente en una atmósfera oxidante, rica en
oxígeno, como la actual.
Las primeras células eucarióticas se originaron hace unos
1.500 M.a., y en rocas de finales del Proterozoico se han encontrado restos de algas multicelulares y huellas fósiles de animales de cuerpos blandos que no fosilizaron, porque no tenían
partes duras en su cuerpo.
Fósiles de la fauna de Ediacara. Estos restos
fósiles, atribuibles a invertebrados,
son algunas de las escasas evidencias
que datan de finales del Precámbrico
y comienzos del Paleozoico.
ACTIVIDADES
mecánicos, que resultan de la erosión
mecánica y del transporte fluvial y glaciar,
pero no son tan abundantes los precipitados
químicos originados por evaporación.
¿En qué condiciones climáticas se originaron
estos materiales? ¿Qué tipo de clima
predominó en el Precámbrico?
Recordar
1. Describe el medio ambiente del Precámbrico,
es decir, las condiciones de clima, atmósfera,
etc., en las que apareció la vida.
2. Explica por qué existen muy pocos fósiles de
seres del Precámbrico.
• Las primeras poblaciones de microorganismos
vivían en una atmósfera sin oxígeno
y estaban adaptados a ella. El oxígeno
es oxidante y, por otra parte, su acumulación
en la atmósfera originó la capa de ozono.
¿Qué consecuencias tuvo para los seres vivos
el aumento de oxígeno en la atmósfera?
Comprender
3. Da una respuesta a los siguientes problemas.
• En los materiales del Precámbrico son muy
abundantes los restos sedimentarios
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TAREA 3.3
El Paleozoico
1. La era paleozoica
A finales del Paleozoico colisionan los continentes
del hemisferio Norte entre sí y con el continente
Austral, originando Pangea II. Debido a esta colisión se produjo la orogenia Hercínica, que afectó a
muchos terrenos de Europa y, entre ellos, a los de
la meseta central de la península ibérica.
El Paleozoico comenzó hace unos 570 M.a. y duró
hasta hace 245 M.a. Este nombre significa «antiguo animal» y se le puso a esta era porque en sus
rocas son muy abundantes los fósiles de animales.
Las rocas del Paleozoico constituyen la base o zócalo
en la que se asientan las rocas de las eras posteriores. Son rocas que han sido muy metamorfizadas
por las dos orogenias que se produjeron en esta era.
En sus primeros períodos se originaron areniscas,
cuarcitas y pizarras, dominando el color oscuro en
todas ellas. Posteriormente, en los períodos medios
y finales, se originaron varios tipos de calizas y estratos intercalados de carbón vegetal.
2. El clima del Paleozoico
El clima fue muy variable durante el Paleozoico. La
abundancia de arrecifes coralinos en los mares del
primer período indican un clima cálido, pero posteriormente se encuentran restos transportados por
glaciares que indican la acción de un período glacial. De esta manera alternaron períodos cálidos y
templados con períodos glaciares.
El continente Pangea I comienza a fragmentarse en
el primer período del Paleozoico y los bloques continentales se separan progresivamente, originando los
continentes Noratlántico, Europeo y Angara (Asia),
en el hemisferio Norte, y el continente Austral, en
el hemisferio Sur.
Al final de la era, los restos glaciares encontrados
en Sudamérica, India y Australia son indicio de glaciaciones en el continente Austral, y la desaparición
de la flora en los continentes del norte lo son del
clima cálido y desértico en este hemisferio.
Posteriormente, y todavía durante esta era, los diferentes bloques continentales se acercan de nuevo
hasta colisionar. La primera colisión se produce entre Norteamérica y Europa, afectando a ambos
continentes y originando las cordilleras correspondientes a la orogenia Caledoniana. Entre las zonas
afectadas se encuentran Europa Central, Escocia,
Inglaterra y Norteamérica.
3. Flora del Paleozoico
La era paleozoica se caracteriza por la producción
súbita de una gran diversidad de especies de seres
pluricelulares, tanto en la flora como en la fauna.
Las algas multicelulares, ya presentes al final del
Precámbrico, se diversifican considerablemente durante el Paleozoico. Se encuentran fósiles de psilofitales, que son una de las primeras plantas que
desarrollan tejidos conductores y se reproducen
por esporas. Viven semisumergidas, con un ciclo de
vida y una estructura intermedios entre algas, musgos y plantas vasculares sin semillas.
Océano
Pantalasa
Laurentia
Gondwana
PANGEA II
También se encuentran fósiles de plantas vasculares
relacionadas con los helechos actuales. Entre ellos
está el grupo de los licopodios, muchas de cuyas
especies tuvieron porte arbóreo. Los licopodios
y los equisetos, también arborescentes, fueron muy
abundantes al final de esta era y sus restos contribuyeron a formar los depósitos de carbón vegetal
encontrados en sus estratos.
En el último período de la era paleozoica surgieron
los helechos actuales y las plantas con semillas desnudas o gimnospermas, entre las que se encuentran
las coníferas, antepasadas de los actuales pinos
y abetos.
La Tierra en el Ordovícico (arriba) y a finales
del Paleozoico (abajo).
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Fósiles del Paleozoico.
Izquierda y abajo,
trilobites. En el centro,
un helecho
del Carbonífero.
4. Fauna del Paleozoico
En el Paleozoico surgieron muchos grupos de animales, la mayoría de los cuales se extinguieron durante esta era. Algunos
fueron muy abundantes y se utilizan como fósiles guías de los
diferentes períodos del Paleozoico. Entre los invertebrados se
pueden encontrar los siguientes grupos:
• Moluscos. Fueron muy abundantes dos grupos de moluscos
cefalópodos: los nautiloideos, con concha tabicada y de
los que queda actualmente el género Nautilus, y los goniatites, con una concha cónica enrollada en espiral.
• Braquiópodos. Invertebrados con concha formada por dos
valvas, una dorsal y otra ventral, con un orificio por el que
sale un pedúnculo musculoso para fijarse al fondo del mar.
• Graptolites. Fueron organismos coloniales que flotaban
a la deriva en los mares. No hay representantes actuales.
• Artrópodos. Entre los animales de este grupo fueron muy
abundantes los trilobites, y constituyen unos fósiles guías
muy buenos para esta era. Tuvieron el cuerpo dividido en tres
lóbulos: un escudo cefálico con dos antenas, un tórax muy
segmentado, y un lóbulo posterior formado por la unión de
varios segmentos terminales. También se han encontrado
en rocas de este período los primeros fósiles de escorpiones,
arañas, miriápodos e insectos. Algunos de ellos fueron los
primeros animales que colonizaron las tierras emergidas.
Entre los vertebrados se encuentran los fósiles de los primeros
peces, muchos de ellos con el cuerpo cubierto de placas óseas,
por lo que se les llama peces acorazados. Algunos no tenían
mandíbulas. La mayoría de estas formas primitivas se extinguieron y de ellas sólo quedan las lampreas como grupo representante de los peces sin mandíbula. También surgieron en esta
era los primeros peces óseos, mayoritarios en la actualidad.
A finales del Paleozoico se originaron los primeros anfibios, algunos de gran tamaño, y los primeros reptiles, que, con su
epidermis cubierta de escamas y una cubierta impermeable,
consiguieron independizarse del agua y colonizar la tierra.
57
ACTIVIDADES
Explicar
1. ¿Por qué no colonizaron
los anfibios las zonas emergidas
áridas? ¿Qué otro grupo
de vertebrados las colonizaron?
¿Cómo solucionaron los problemas
adaptativos planteados
por la escasa humedad?
2. El análisis de materiales de la actual
Escandinavia demuestra
que el ecuador pasaba por allí hace
unos 400 M.a. Además, en rocas
de la misma antigüedad recogidas
en Alemania se han encontrado
restos de palmeras. ¿Cómo era
el clima en el norte de Europa
en aquella época?
3. ¿A qué causa o causas atribuyes
el cambio a la situación actual?
a) Movimiento de placas tectónicas.
b) Movimiento del eje de la Tierra.
c) Cambios de la atmósfera.
d) Todos los anteriores.
e) Otros. ¿Cuáles?
En cualquier caso, explica
tu respuesta.
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TAREA 3.4
El Mesozoico
1. La era mesozoica
2. Flora y fauna del Mesozoico
El Mesozoico comenzó hace 245 M.a. y finalizó
hace 65 M.a. El nombre de esta era significa «animales intermedios».
El clima cálido favoreció el desarrollo de grandes
masas vegetales. Los equisetos y helechos que se
originaron en la era anterior se expandieron en
ésta formando grandes bosques. Posteriormente lo
hicieron las coníferas, desplazando a los bosques
de helechos en esta misma era. A finales del Mesozoico se originaron las angiospermas, plantas
con sus semillas protegidas en un fruto, lo que les
va a permitir una gran dispersión.
Sus rocas han sufrido la influencia de la orogenia
alpina, más suave que la del Paleozoico, por lo que
no están tan deformadas y conservan mejor el carácter sedimentario. Son de colores más claros
y variados que los de la era anterior. Abundan las
rocas detríticas, areniscas, calizas y margas.
Aunque en esta era tuvo una gran importancia la expansión de las plantas vasculares y vertebrados por
las tierras emergidas, los fósiles más característicos
y más utilizados como
guías son invertebrados
marinos. Sobre todo los
ammonites y belemnites, que fueron moluscos con una concha externa tabicada.
Continentes y mares
Al comienzo de la era, Pangea II se fragmenta en
dos continentes, uno al norte, Laurasia, y otro al
sur, Gondwana, separados por el mar de Tetis. Posteriormente, se separa la India de Gondwana y comienza a desplazarse hacia el norte.
Se fragmenta totalmente Laurasia, separándose
Eurasia y Norteamérica, y entre ambos continentes
se forma el Atlántico Norte, mientras que en el sur se
termina de fragmentar Gondwana y comienzan
a separarse el resto de los continentes, Sudamérica,
Australia, África, India y Arabia.
Las colisiones entre los continentes producen la orogenia Alpina, en la que se originan numerosas
cordilleras, como los Alpes, los Pirineos, los Apeninos, el Himalaya, las Montañas Rocosas y las Béticas.
Fósiles del Mesozoico.
Arriba, un ammonite.
A la izquierda, hojas
fósiles de una de las
primeras angiospermas.
Entre los vertebrados, proliferaron los peces con
esqueleto óseo.
La Tierra a finales del Mesozoico.
Los grupos de anfibios desaparecieron, dejando su
lugar a los anfibios modernos (anuros y urodelos).
Clima del Mesozoico
Pero, entre los vertebrados, lo más característico en
este período fue la expansión de los reptiles, entre
cuyos fósiles se encuentran algunas formas de tortugas muy parecidas a las actuales y dos grupos de
reptiles marinos, plesiosaurios e ictiosaurios. En el
medio aéreo se extendieron los pterosaurios, que
fueron reptiles voladores predadores.
El clima fue cálido durante la mayor parte de la era,
con un aumento progresivo de la humedad, lo que
permitió que se desarrollara una flora subtropical.
Al final del período se produjo un enfriamiento del
clima debido a la elevación de los terrenos producida por la orogenia Alpina.
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3. La era de los dinosaurios
Entre los reptiles del Mesozoico adaptados al medio terrestre
son muy conocidos los dinosaurios. Lo característico de este
grupo, como lo de cualquier otro grupo adaptado a muchos
medios diferentes durante una época determinada, es su diversidad de formas y comportamiento. Los hubo de pequeño
tamaño y más grandes, herbívoros, como el pico de pato y el
diplodoco, y carnívoros, como el tiranosauro.
Si se tiene en cuenta la estructura de la cintura pélvica de los
dinosaurios, lo que nos indica su posición en la marcha, se
pueden clasificar en dos grandes grupos:
• Saurisquios. Dinosaurios con cintura pélvica constituida por
tres huesos. Se pueden distinguir a la vez dos grupos, los terópodos, dinosaurios bípedos carnívoros, como el Tyranosaurus, y los saurópodos, que fueron cuadrúpedos y herbívoros, como el Apatosaurus.
• Ornitisquios. Con cintura pélvica tetrarradiada similar a la de
las aves. Fueron todos herbívoros, algunos bípedos, como el
Iguanodon, y otros cuadrúpedos, como el Triceratops.
Fósil de un dinosaurio, Scipionyx (izquierda),
y reconstrucción del animal (derecha).
Huellas fósiles
(icnitas)
de dinosaurio.
ACTIVIDADES
4. Aves y mamíferos
También se han encontrado en rocas de mediados del Mesozoico los primeros fósiles de aves, con esqueletos que recuerdan mucho a los de los dinosaurios. En algunos de estos fósiles se observan rasgos de ambos grupos, como en Archaeopterix, fósil con
unas mandíbulas alargadas, con dientes y con el cuerpo cubierto de plumas. Otros grupos de reptiles más primitivos, los terápsidos, que se expandieron a principios del Mesozoico, tienen
rasgos esqueléticos que recuerdan a los de los mamíferos, y en
los fósiles de algunos de ellos se han encontrado restos que demuestran que tenían pelos en la epidermis. Los primeros fósiles
de auténticos mamíferos se encuentran a finales del Mesozoico.
El final de este período está definido, entre otras cosas, por
una gran extinción en la que desaparecieron muchos de los
grupos de seres vivos que lo caracterizaron. Entre ellos, los dinosaurios.
59
Explicar
1. En materiales del secundario
de Logroño y Burgos
se han encontrado huellas
de dinosaurios de diferentes
edades. Las huellas corresponden
a individuos de la misma especie
y se imprimieron en el fango
al mismo tiempo.
¿Cuáles son tus conclusiones?
2. ¿Qué te sugiere la presencia
en algunos dinosaurios de rasgos
intermedios entre las aves,
los mamíferos y los reptiles?
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Página 60
TAREA 3.5
El Cenozoico
1. La era cenozoica
Clima del Cenozoico
Esta era comenzó hace 65 M.a. y dura hasta la actualidad. Se divide en dos períodos, el Terciario,
que va desde el inicio del Cenozoico hasta hace
1,8 M.a. y el Cuaternario, desde entonces hasta el
presente. El comienzo del Cuaternario está definido
por cambios climáticos y desde un punto de vista
antropocéntrico, por el origen de los homínidos y la
extinción de muchas especies de mamíferos, asociada a cambios climáticos y a la actividad humana.
Durante el Terciario, se produjo un calentamiento
de la Tierra, y se acentuaron las diferencias estacionales. El clima se mantuvo cálido todo el período.
Entre los materiales del Terciario y del Cuaternario
son muy frecuentes las formaciones continentales,
como las series sedimentarias depositadas en lagos,
las formaciones deltaicas (conglomerados, areniscas,
margas, salinas y lignitos) y las de regiones neríticas
(marinas cercanas a la costa, poco profundas y muy
iluminadas). Los materiales del Cuaternario están
constituidos por restos detríticos de diferentes tamaños, aluviones y restos transportados por glaciares.
2. Fauna y flora del Cenozoico
Al final del Terciario comenzó un enfriamiento progresivo que culminó en una glaciación. Durante el
Cuaternario se alternaron cuatro épocas glaciares
con otras cuatro épocas interglaciares más cálidas.
Actualmente vivimos en una época interglaciar.
Las angiospermas se expandieron y en muchas
zonas predominaron sobre las gimnospermas. Los
bosques de árboles de hoja caduca adquirieron
más desarrollo. Se originaron y expandieron las
plantas herbáceas, formando praderas de las que
se alimentaban grandes manadas de herbívoros.
Desaparecieron los ammonites y los belemnites, y
predominaron los moluscos nautiloideos. Entre los
artrópodos, se desarrollaron muchos insectos, que
se alimentaban del polen de las flores.
El Cenozoico
Entre los vertebrados siguieron originándose especies y expandiéndose los diferentes grupos de peces
óseos actuales. De los anfibios, se extinguieron
muchas de las especies grandes y quedó una fauna
residual formada por los actuales anuros y urodelos. Los reptiles, tras la extinción de finales del Mesozoico, quedaron representados por los grupos
actuales (quelonios, cocodrilos, ofidios y lagartos).
El mundo en el Cenozoico.
Las aves y los mamíferos se expandieron mucho en
esta era, ocupando todos los hábitats. Entre los mamíferos se desarrollaron formas de gran tamaño.
Los continentes siguen separándose durante esta
era hasta adoptar las posiciones que tienen en la
actualidad, si bien éstas aún están cambiando.
África se sigue rompiendo por el Rift, el océano
Atlántico se continúa desplazando a razón de unos
dos centímetros por año, aproximadamente.
Al principio del Cenozoico sigue la orogenia Alpina,
pero su actividad disminuyó durante el Terciario.
Durante la era cenozoica se completa la colisión
entre Europa y África, y, por esta causa, se hunde
el eje que unía a las cordilleras Béticas con el Atlas
de Marruecos, abriéndose la fosa entre la Península
y Marruecos, y originándose el estrecho de Gibraltar.
En América se formó el istmo de Panamá. La India,
que se separó de Australia en el Mesozoico y comenzó a desplazarse hacia el norte, colisionó con
Eurasia hace 37 M.a., aproximadamente.
Restos fósiles de un mamut, animal característico
de la época fría del Cuaternario.
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3. La evolución
de la especie humana
Los primeros restos del hombre actual datan de finales del Terciario, tienen una antigüedad aproximada de
unos 4 M.a. y son fósiles de varias especies del género Australopithecus
encontrados en África. En este mismo continente se originó después el
Homo habilis, una de las especies
más antiguas del género Homo, que
coexistió con Australopithecus. Posteriormente se expandieron varias especies del género Homo por Asia
y Europa.
Excavación en Atapuerca (Burgos).
Género
y especie
Homo sapiens.
(Hombre
de Cro-Magnon
y actuales).
Homo
neanderthalensis.
(Hombre
de Neandertal).
Homo erectus.
Homo
habilis.
Australopithecus.
Origen y extinción
expresado en años.
Biogeografía
Desde hace
35.000 años.
Todo el planeta.
100.000 hasta
30.000 años.
Europa.
1,5 M.a.300.000 años.
Asia
y Centroeuropa.
2,2-1,4 M.a.
África.
4-1,4 M.a.
África.
Anatomía
y comportamiento
Comenzaron a cultivar plantas
y a criar ganado.
Practican enterramientos.
La habilidad en el uso del fuego
y la complejidad de las herramientas va aumentando progresivamente hasta alcanzar el desarrollo técnico y artístico actual.
Muy parecido a los hombres actuales.
Utilizaban herramientas muy elaboradas.
Habitaban en cuevas, usaban el
fuego y practicaban enterramientos.
Primeras manifestaciones artísticas (pinturas rupestres).
Estaban mejor adaptados a la
postura bípeda.
Sus rasgos tienen características
intermedias entre H. habilis y
H. neanderthalensis.
Utilizan herramientas más complejas y usan el fuego.
Eran mayores que los Australopithecus, con los que coexistieron.
Utilizaban piedras talladas como
herramientas.
De pequeño tamaño, aspecto de
simio y marcha erguida.
Manejo de herramientas rudimentarias.
61
ACTIVIDADES
Explicar
1. ¿Qué cordillera se originó durante
la colisión de la India con Eurasia?
¿En qué orogenia se engloba
esta cordillera?
2. En la flora se observa un aumento
de especies de árboles de hoja
caduca. ¿Qué conclusiones
podemos sacar sobre la variación
anual climática?
3. El crecimiento de las plantas
gramíneas (hierbas),
que comenzaron a expandirse
durante el Terciario, se produce
a partir de los tejidos situados
entre la raíz y el tallo,
y no de las yemas apicales
como en otras plantas.
En estas praderas terciarias también
se desplazaban grandes manadas
de herbívoros pastando
sobre aquellas hierbas.
¿Existe alguna relación entre
la forma de crecimiento
de estas plantas y la forma
de comer de los herbívoros?
Explica tu respuesta.
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RESUMEN DE LA UNIDAD
Duración
Era
M.a.
1,6
63,4
C
E
N
O
Z
O
I
C
O
Período
CUATERNARIO
TERCIARIO
CRETÁCICO
80
Continentes
y Orogenias
Sigue la separación de los
continentes.
OROGENIA ALPINA
Se fragmenta Pangea II y
se separan los continentes.
M
Clima
Seres vivos
Calentamiento paulatino
durante el Terciario. El clima
se enfría al final de esta era
y comienza una alternancia
de períodos glaciares e interglaciares que dura hasta la actualidad.
• Origen del hombre.
• Expansión de praderas de herbáceas
y manadas de grandes herbívoros.
• Expansión de los mamíferos.
• Desarrollo de bosques de árboles
hoja caduca.
• Expansión de las angiospermas e insectos polinizadores.
Cálido durante la mayor parte de la era y enfriamiento
al final.
• Primeras aves y mamíferos.
• Primeras plantas con flores.
E
63
S
O
• Expansión de los reptiles.
• Proliferan los peces con esqueleto
óseo.
JURÁSICO
OROGENIA
ALPINA
Z
• Desaparecen los grandes anfibios y
quedan los actuales anuros y urodelos.
O
I
37
C
O
• Extinción de grandes reptiles.
• Ammonites y belemnites como invertebrados característicos.
TRIÁSICO
• Expansión de bosques de helechos y
equisetos, y desplazamiento posterior por los bosques de coníferas.
45
PÉRMICO
Colisión de continentes al
final.
CARBONÍFERO
PANGEA II
DEVÓNICO
OROGENIA
HERCÍNICA
SILÚRICO
Se fragmenta Pangea I en
el primer período y se separan los continentes.
P
65
A
L
E
53
O
Z
31
71
O
I
C
O
ORDOVÍCICO
CÁMBRICO
60
Alternancia de períodos cálidos y templados con épocas glaciares en toda la era,
que termina con glaciaciones en el continente Austral y clima cálido y desértico en el norte.
• Expansión de invertebrados: nautiloideos, braquiópodos, graptolites,
trilobites.
OROGENIA
CALEDONIANA
Frío y húmedo.
R
E
PROTEROZOICO
• Origen de los helechos y de las gimnospermas.
• Primeros peces.
P
1.930
• Primeros anfibios y reptiles.
• Algas multicelulares y animales de
cuerpo blando.
OROGENIA
HURONIANA
• Primeras células eucarióticas.
C
Á
M
• Origen de la fotosíntesis.
B
Desplazamiento de continentes hasta colisionar.
R
1.300
I
C
ARCAICO
• Primeras bacterias.
PANGEA I
O
• Origen de la vida.
62
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Actividades
Test de conocimientos
1
• Suponiendo que la duración de los grupos durante esta era fue la misma, ¿a cuál
de ellos elegirías como el mejor fósil guía
para el Paleozoico? Explica tu respuesta.
Indica en qué era localizarías cada uno de
los siguientes fósiles.
4
Realiza un cuadro con los grupos de plantas
descritas en el tema. Compáralas y busca
un criterio para relacionarlas. Haz lo mismo
con los animales.
5
Indica a qué era pertenecen los siguientes
períodos y cuál fue su duración.
•
•
•
•
•
•
6
2
Resume los cambios en la Tierra durante su
larga historia. Céntrate en los siguientes
puntos:
• Evolución de los continentes.
• Cambios en el clima.
• Diferentes floras y faunas y las grandes
extinciones.
3
En el análisis de unas rocas del Paleozoico
se han identificado 3.000 especies de animales distribuidas en los siguientes grupos
según las proporciones indicadas:
Grupos
% del total de especies
Braquiópodos
30
Trilobites
45
Paleoscifizoos
15
Otros
10
63
Proterozoico.
Cretácico.
Cuaternario.
Jurásico.
Pérmico.
Ordovícico.
Indica a qué era corresponde cada uno de
los siguientes mapas de los continentes.
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Actividades
Test de capacidades
Resolver problemas
1
Explica los siguientes hechos.
• En las depresiones continentales y en algunos márgenes continentales del Carbonífero se desarrollaron bosques de grandes
helechos arborescentes, como se puede
deducir de los restos fósiles que se han encontrado en los materiales de este período
del Paleozoico. ¿Qué nos indican estos fósiles sobre el clima del Carbonífero?
• Los fósiles de los primeros invertebrados
terrestres que colonizaron tierras emergidas tenían sobre su epidermis una cutícula
de quitina, que es un material impermeable. ¿Cómo interpretas este rasgo?
• Stockmansella es una de las primeras plantas gimnospermas subacuáticas. Su delgada epidermis tenía aberturas para la respiración, y el eje del tallo tenía un haz
conductor central para el transporte de
fluidos. ¿Cómo interpretas estos rasgos?
• Entre Polonia y Alemania se han encontrado materiales del Pérmico formados por
nichos arenosos que se depositaron en una
depresión. En las zonas centrales de esta
depresión sedimentaron arcillas rojas y en
sus orillas se han encontrado caparazones
de pequeños crustáceos y huellas de cuadrúpedos impresas sobre fango blando.
¿Cómo era el medio ambiente de la zona
en la época en la que se formaron dichos
depósitos?
• Estas plantas eran derribadas por las tormentas, que eran muy frecuentes en ese
período, y muchos de sus restos quedaron
en el subsuelo en ausencia de oxígeno.
¿Qué material de origen orgánico, y característico de este período, se formó en
aquellas condiciones a partir de los restos
de vegetales enterrados? Describe el proceso de formación del mismo.
• En estratos de finales del Paleozoico son
muy frecuentes las piedras calcáreas, formadas por precipitación química, y los depósitos de sales. ¿Cómo se han originado?
¿En qué condiciones climáticas?
• El análisis del polen encontrado en materiales sedimentarios del Cuaternario de Europa Central y del Norte nos indica que en
la vegetación se ha producido una alternancia periódica entre formaciones vegetales con especies adaptadas a temperaturas bajas (tundra y praderas) y formaciones
constituidas por plantas termófilas, adaptadas a clima cálido (bosques de pinos robles y abedules). ¿Qué características climáticas del Cuaternario produjeron estos
cambios de vegetación?
• Los arqueociátidos eran animales que, en
algunos casos, vivían en colonias, como los
corales actuales. Tenían un esqueleto originado por la precipitación química del
carbonato cálcico que estaba disuelto en el
agua del mar. ¿De qué tipo de clima son
buenos indicadores estos fósiles?
Granos de polen, observados al microscopio
electrónico de barrido.
Arqueociátido
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Test de responsabilidad
Los fósiles, un patrimonio a conservar
Encontrar fósiles en el campo no es sencillo. Una
excursión con el objetivo de recoger fósiles normalmente no tendrá éxito, salvo que sepamos con
certeza el lugar donde existe un yacimiento. Hay
lugares donde los fósiles son muy abundantes. Pero, a pesar de esto, hay que reflexionar sobre el impacto de nuestra actuación al recoger estos preciados restos de épocas pasadas. Tomar muestras en el
campo siempre produce un impacto. Esto es evidente en el caso de los seres vivos, pero también en
los seres inertes como las rocas o los fósiles, más aún
si para recogerlos hay que realizar una excavación.
Al hablar de fósiles, existe también una cuestión
científica de gran importancia. Un fósil proporciona una valiosa información, en ocasiones única,
sobre la vida en el pasado. Su valor científico puede
ser muy alto, porque nos muestra una especie desconocida o que no se relacionaba con una época o
una zona concreta. Pero fuera del lugar donde se
encontró, el fósil pierde todo su valor científico si
no se ha realizado una cuidadosa toma de datos.
• ¿Qué piensas sobre este tema? ¿Por qué hay que
tomar una serie de datos antes de recoger un fósil? ¿Tiene valor científico un fósil si no se sabe
de dónde procede y en qué rocas se encontraba?
• ¿Conoces algún yacimiento de fósiles? ¿Está protegido o se permite que cualquier persona realice
en él tareas de búsqueda y recogida de muestras?
Experiencia
Simulación de una cuenca sedimentaria
Utiliza una bandeja de plástico transparente grande (como las que venden en los supermercados para
guardar mantas bajo la cama) para simular una
cuenca de sedimentación. Haz varios agujeros en
su fondo para evacuar el agua.
Consigue varias muestras de grava, arena de grano
medio y arena fina con agua. Utiliza también arcilla de modelar.
Coloca una tabla de madera sobre la última capa
de mezcla, y varias piedras o cualquier objeto pesado. Deja el conjunto así durante dos o tres días.
Al cabo del tiempo, corta una sección del material
contenido en la cubeta y observa los estratos que
han aparecido. El proceso que has seguido es bastante similar al que sucede en la naturaleza.
En un recipiente de plástico pequeño mezcla arcilla, grava y agua, hasta que consigas un material
más o menos homogéneo, de consistencia pastosa.
Vierte este material en la bandeja de plástico, prestando atención a recoger el agua que escapa por
los agujeros del fondo. Realiza la misma mezcla
sustituyendo la grava por la arena de grano medio
y la arena fina.
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¿Una nueva gran extinción?
¿Por qué se producen las grandes
extinciones?
En general, desde que la vida se originó se han
extinguido el 90 % de las especies. Sin embargo,
el número de especies conocidas en la actualidad
es de 1,5 millones aproximadamente y se supone
que el número real de especies existente puede
estar entre 4 y 80 millones. Todas se originaron
en algún momento de esta historia, incluso
las que se extinguieron.
sucedido. Simplemente podrían haberse debido
a la acumulación de factores que, por separado,
serían insignificantes, pero que actuando juntos
pondrían a la flora y fauna existente en
una situación que podría provocar su extinción.
A lo largo de la historia de la Tierra
se han producido dos grandes extinciones,
la de finales del Pérmico y la de finales
del Cretácico. En esta última, como sabes,
desaparecieron los dinosaurios. Pero hubo
muchas más extinciones masivas.
Tradicionalmente se considera que estas grandes
extinciones se debieron a importantes
catástrofes. En el caso de los dinosaurios,
fue un gran meteorito que chocó con el planeta
y provocó un cambio catastrófico
de las condiciones ambientales.
En la actualidad son muy frecuentes las noticias
sensacionalistas sobre el riesgo de la extinción
de nuestra especie por posibles catástrofes
naturales, y no sería un hecho atípico
en la historia de la vida dada la frecuencia
de las extinciones a lo largo de ella. Pero,
que sepamos, lo que sí puede ser una novedad
es la participación consciente de una especie,
con conocimiento previo de esta historia,
en la regulación de su medio
y de su comportamiento en él para disminuir
tales riesgos en lo posible.
Sin embargo, existen ciertas teorías
que mantienen que las extinciones son
inevitables y que se hubieran producido
aunque estos hechos catastróficos no hubieran
Analicemos uno de ellos, el efecto invernadero debido a la acumulación de dióxido de carbono en la
atmósfera. El contenido de CO2 se ha medido desde
el año 1850, comienzo de la revolución industrial:
Factores «cotidianos» que podrían
producir una extinción en el futuro
Para muchos científicos que rechazan las teorías
catastróficas para explicar las extinciones, existen
numerosos factores que aparentemente no tienen
tanta importancia como, por ejemplo, la caída de
un gran meteorito, pero pueden producir un efecto «en cascada». Así, arrastrando a otros factores,
pueden generar de forma gradual una situación
catastrófica para la especie.
Año
Contenido en CO2 en ppm (partes por millón)
1850
270
1957
345
1999
368
Actualmente, el aumento de la concentración es
de 4,8 ppm al año. Se cree que el rápido aumento de
la concentración de CO2 se debe al desarrollo industrial, a la combustión de la madera de los bosques que se queman en los incendios y, de manera
indirecta, a la disminución de la absorción de este
gas por una vegetación que cada día es más escasa.
Muchos de estos factores son «cotidianos». Nos
relacionamos con ellos día a día y de alguna forma,
podemos intervenir en ellos. Algunos de estos factores son:
• Efecto invernadero y cambio climático.
• Disminución de la Ozonosfera.
• La lluvia ácida.
• Pérdida de la biodiversidad.
• Agotamiento de recursos.
Este factor puede producir un importante cambio en
los ecosistemas. Pero, si sumamos éste a los otros problemas medioambientales, el efecto es aún mayor.
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MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
Soluciones desde la actuación
humana: el desarrollo sostenible
• La tendencia de la sociedad y economía a satisfacer las necesidades básicas de la mayoría.
• Que la ayuda que prestan los países más desarrollados a los menos desarrollados facilite la autosuficiencia y autonomía de éstos, y no su dependencia de aquellos de los que reciben ayuda.
La especie humana es responsable de muchos de
los cambios que hemos comentado y que, en un
futuro, podrían causar una gran extinción. Se plantea, entonces, un cambio de conducta que permita
frenar la situación de deterioro del planeta.
• Educar desde la infancia para favorecer todo lo
anterior.
En 1987, la Comisión Mundial del Medio Ambiente
y del Desarrollo definió el desarrollo sostenible
como «el desarrollo que satisface las necesidades
de la generación presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer
sus propias necesidades».
Entre sus propuestas se pueden citar:
• El control de la población para conseguir una población mundial estable o en equilibrio con el
medio y con sus recursos.
La educación
ambiental
es una de las
claves para
el futuro
desarrollo
sostenible en
nuestro
planeta.
• El uso de un tipo de agricultura, ganadería y recursos energéticos tales que no los agote ni deteriore el medio.
• El reciclaje y reutilización de los materiales.
DEBATE
INVESTIGACIÓN
La humanidad, «contra las cuerdas»
La superpoblación
Recuerda algunos ejemplos de guerras, situaciones
de hambruna, epidemias, oleadas de emigración, etc.,
que han sucedido a lo largo de la historia de la humanidad.
Busca la información necesaria y responde a las siguientes cuestiones.
• La población humana, con el consumo medio
anual actual, necesita aproximadamente 0,4 hectáreas de tierra cultivable por persona. Calcula la
cantidad total de hectáreas que necesita la población mundial. ¿Será la misma que necesitará dentro de 50 años si las características de la población
siguen siendo las mismas? ¿Dispondremos de la
misma cantidad y calidad de tierras cultivables si
mantenemos el mismo tipo de explotación que
venimos llevando? ¿Por qué?
• ¿Es posible que perdure el desarrollo de la humanidad si ésta mantiene un equilibrio con su medio
ambiente?
• Los chinos conocen un refrán muy antiguo que
propone «no regalar pescado sino enseñar a pescar». ¿Qué relación tiene este refrán con el desarrollo sostenible?
• Discute con tus compañeros y compañeras. ¿Qué
efectos han tenido situaciones como éstas? ¿Ponen
en peligro el futuro de la especie humana? ¿Qué
soluciones se pueden dar al origen de esas crisis?
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II Las bases de la Biología
Dos generaciones
Una hembra de orangután
grita, tratando de ahuyentar
a un intruso. Aunque
los orangutanes son animales
tímidos y tranquilos, se vuelven
menos amistosos cuando
tienen crías, como en este caso.
La cría tiene muchos rasgos
en común con su madre,
y el parecido se irá acentuando
conforme vaya creciendo. Esto
es un hecho común en todos
los seres vivos. Existen
mecanismos celulares que
garantizan el mantenimiento
de las características
de una especie de generación
en generación, aunque
también permiten una cierta
variabilidad. Esta capacidad
de variación es la que posibilita
mejorar la adaptación
al medio.
CLAVES DE LOS TEMAS DEL BLOQUE
TEMA 4. La célula
TEMA 6. La evolución
No se pueden entender las claves de la Biología
si previamente no conocemos bien la célula,
su estructura y su funcionamiento.
La célula es la unidad básica de la vida, la estructura
viva más simple y diminuta.
La evolución, es decir, los cambios que han sufrido
las especies de seres vivos desde que se originaron,
y que han dado lugar a la aparición
de una inmensidad de formas, es uno de los puntos
centrales de la Biología. Se han propuesto
numerosas teorías para explicar estos cambios.
La más importante es la de Darwin y Wallace,
que considera que las variaciones aparecen al azar
y que la naturaleza ejerce un proceso de selección
natural, que favorece a los individuos mejor
adaptados al medio. Millones de años de selección
natural habrían originado las especies actuales.
TEMA 5. La herencia
En el siglo XX se desarrolló la Genética, ciencia
que explica cómo se heredan las características
de la especie de padres a hijos. Esta herencia se basa
en la información almacenada en los núcleos de
nuestras células, organizada en los llamados genes.
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¿QUÉ SABES YA?
1. Recuerda y responde:
a) ¿Qué es una célula? ¿Cuáles son
sus partes principales?
b) ¿Son todas las células iguales?
¿Hay seres vivos con una sola
célula? En un ser pluricelular,
¿todas las células son idénticas?
c) ¿Qué hay en el interior del núcleo
de una célula de nuestra piel?
¿Y de una célula de nuestro
cerebro?
2. Lee el texto inicial y responde:
a) ¿Cómo es posible que, en general,
los hijos sean tan parecidos
a los padres?
Nada que ver con el original
Los claveles silvestres son menos
vistosos que sus parientes cultivados.
Sólo tienen cinco pétalos, y sus flores
son de un color mucho menos intenso.
Las diferencias entre las variedades
silvestres y las cultivadas no se deben al azar.
Han aparecido como consecuencia
de un proceso de selección, realizado
por las personas. A lo largo de cientos de años,
los floricultores han seleccionado aquellos
ejemplares con mejor aspecto.
Así, las variedades actuales han ganado
pétalos, tienen colores muy diversos y resisten
más tiempo cuando se cortan.
La naturaleza lleva a cabo un proceso de
selección similar, en el que aparecen variaciones
al azar, y se mantienen si son ventajosas.
SABER HACER
Al finalizar el estudio del bloque habrás adquirido
las siguientes capacidades:
• Reconocer las partes más importantes de una célula y
describir sus principales funciones.
• Explicar qué papel tienen en la vida de la célula
los diferentes principios inmediatos.
• Reconocer que la información genética está almacenada
en el ADN del núcleo celular.
• Predecir el aspecto de los descendientes en un cruce.
• Identificar algunas posibles evidencias de la evolución
de las especies de seres vivos.
• Explicar las principales teorías de la evolución.
69
b) Los hijos de un hombre
y una mujer ¿son todos iguales
entre sí e idénticos
a los progenitores? ¿Qué tienen
en común? ¿Qué características
son las que cambian?
c) Un hombre y una mujer morenos
¿pueden tener un hijo rubio?
ANALIZA UN EJEMPLO
3. Observa la fotografía
del clavel y responde:
a) ¿En qué se diferencia el clavel
cultivado del silvestre?
b) ¿En qué ha consistido la selección
que han realizado los horticultores,
a lo largo de los años?
¿Qué cambios ha producido
esta selección en las razas
de claveles? ¿Cómo es posible
que, simplemente seleccionando
los claveles que se van a cultivar,
se consiga aumentar el número
de sus pétalos y mejorar su color?
c) ¿Cómo podría llevar a cabo
la naturaleza un proceso
de selección como
el de los claveles? Si en una especie
aparece una variación que mejora
su adaptación al medio,
¿por qué se mantiene esa variación
y se transmite a la descendencia,
mientras que las variaciones
no ventajosas se pierden?
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Guía y
recursos
04 La célula
1
Contenidos
1. PANORAMA:
La célula. Unidad estructural
y funcional de la vida.
2. Anatomía de la célula.
3. La nutrición celular.
Metabolismo.
4. La reproducción celular.
Mitosis y meiosis.
5. Las funciones de relación
en la célula.
SALUD EN EL AULA
• Los virus.
2
EXPRESA LO QUE SABES
1. Observa detenidamente
las fotografías y responde:
• ¿Qué te sugieren las fotos?
• ¿Podría estar formado un niño
por sólo un tipo de células?
• ¿Recuerdas qué otros tipos de células
podrían formar parte de este individuo?
2. Observa a continuación las fotos microscópicas y responde:
• ¿Son todas las células iguales?
• ¿Qué piensas que tienen en común todas ellas?
• Intenta clasificar las mismas y explica el criterio que has usado.
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¿QUÉ DEBES SABER?
3. Tamaño y unidades
Conceptos previos de Biología
Unidades de uso
en microscopía
1. La célula.
La célula es la estructura más pequeña dotada
de vida. Por ello:
• Las células son capaces de realizar las funciones
propias de todos los seres vivos: nutrición,
reproducción y relación.
• Todos los seres vivos están formados por células.
Los seres vivos y, por tanto, las células están
formados por elementos (los bioelementos)
y compuestos químicos constituidos por ellos.
Estos compuestos pueden ser:
• Compuestos inorgánicos: agua y sales minerales.
• Compuestos orgánicos: glúcidos, lípidos,
proteínas, ácidos nucleicos.
Ejemplos
1 nm (nanómetro) ⫽
⫽ 10⫺6 mm ⫽ 19⫺9 m
Virus (100 nm)
1 ␮m (micra) ⫽
⫽ 10⫺3 mm ⫽ 10⫺6 m
Bacterias (longitud
del orden de 1 ␮m)
Hematíes: diámetro
de 10 ␮m
Paramecio: longitud
de 100 ␮m
1 mm ⫽ 10⫺3 m
Tejidos
2. Los tipos de células.
Existen diferentes tipos de células. Básicamente
debes recordar los siguientes:
• Células procariotas y eucariotas.
• Células animales y vegetales.
Además, dependiendo de la función
que desempeñe, cada célula tiene una estructura
y forma determinadas.
RECUERDA Y RESPONDE
• Como ya sabes, existe una gran diversidad de células.
Nuestro propio cuerpo está formado por varios
centenares de tipos diferentes, representado
cada uno de ellos por varios billones de ejemplares:
células sanguíneas, neuronas, células musculares, etc.;
sin embargo, todas ellas tienen una serie de
características comunes. Realiza un resumen
de todas estas similitudes.
RECUERDA Y RESPONDE
• El tamaño de las células es muy variable.
En la mayoría de los casos no se pueden observar
a simple vista. ¿Qué instrumentos se utilizan
para poder ver las células? ¿Qué unidades
de longitud se utilizan en el estudio de las células?
¿A cuántos metros equivalen dichas unidades?
71
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TAREA 4.1: PANORAMA
La célula. Unidad estructural y funcional de la vida
1. La teoría celular
3. Tipos de células
Históricamente, el descubrimiento de la célula se
remonta al año 1677, cuando Hooke, examinando
con un microscopio rudimentario una fina lámina
de corcho, observó que estaba perforada y llena de
poros como un panal que denominó «células» (celdillas). En 1838, Schleiden y Schwann postulan que
todos los seres vivos están formados por células
e inician el desarrollo de la teoría celular, cuyos
aspectos básicos podemos resumir de la siguiente
manera:
Atendiendo a su diversidad podemos distinguir dos
tipos básicos de células: procariotas y eucariotas.
• Las células procariotas son muy sencillas y pequeñas. No presentan un núcleo bien diferenciado,
separado del resto de la célula por una envoltura
nuclear y carecen de la mayoría de los orgánulos
citoplasmáticos. Tan sólo forman organismos
unicelulares como, por ejemplo, las bacterias.
• Las células eucariotas son mucho más complejas
y mayores que las anteriores. Presentan un núcleo
bien diferenciado con una membrana nuclear
que encierra al material genético. Pueden formar
organismos unicelulares y pluricelulares.
• Todos los seres vivos están formados por células: los más sencillos, por una sola célula y se denominan unicelulares; y los más complejos, por
infinidad de ellas y se denominan pluricelulares.
• Las células son las unidades más pequeñas
de los seres vivos dotadas de vida propia
y han de realizar, por tanto, las funciones propias
de todos los seres vivos: nutrición, reproducción
y relación.
• Toda célula procede de otra célula.
Dentro de las células eucariotas y atendiendo a
la naturaleza de los seres vivos, podemos distinguir dos tipos: animales y vegetales. Aunque
presentan una estructura y organización muy similares, se observan algunas diferencias.
2. Las funciones de la célula
En el esquema siguiente puedes observar el resumen de las funciones celulares y el intercambio de
materia y energía de una célula con el medio.
Materia
orgánica
(heterótrofos),
luz
(autótrofos)
1. Función
de nutrición
Dióxido
de carbono
Agua
Oxígeno
G
Productos
de desecho
Respuestas ante
estímulos
Células animales, observadas al microscopio electrónico.
2. Función
de relación
Célula vegetal
3. Función
de reproducción
72
Célula animal
Presentan una pared celular
de celulosa que recubre
la membrana plasmática.
Sólo presentan la
membrana plasmática.
Tienen plastos
en su citoplasma.
Carecen
de plastos.
Tienen un sistema
de vacuolas
muy desarrollado.
Sólo presentan
pequeñas vesículas.
Carecen de centriolos.
Tienen centriolos.
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Esquema
de una célula
vegetal
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Núcleo
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Pared celular
Membrana plasmática
Vacuola
Cloroplasto
Célula vegetal, observada
al microscopio electrónico.
Mitocondria
ACTIVIDADES
Aparato
de Golgi
Retículo
endoplasmático
rugoso
Esquema
de una célula
animal
Membrana plasmática
Núcleo
Retículo
endoplasmático
liso
Retículo
endoplasmático
liso
Aparato
de Golgi
Comprender
1. Durante muchos siglos
se ha admitido la teoría de la
generación espontánea de la vida.
A la vista de la teoría celular,
¿se puede admitir la generación
espontánea? ¿Por qué?
2. Realiza un mapa conceptual
con los siguientes términos:
célula procariota, célula eucariota,
célula animal, célula vegetal,
nutrición, relación, reproducción,
unidad de vida, organismos
unicelulares, organismos
pluricelulares.
EXPLICAR
3. Piensa y responde:
Mitocondria
Retículo
endoplasmático
rugoso
Centriolo
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Para expresar las dimensiones
de una célula se utiliza como
unidad la micra, que equivale
a 10⫺6 metros. Una célula de la piel
puede medir unas 15 micras
de longitud. ¿Cuántas células de
este tipo cabrían en un milímetro?
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TAREA 4.2
Anatomía de la célula
Aparato de Golgi. Formado por una serie de
vesículas que se apilan entre sí, denominadas dictiosomas, rodeadas de otra serie de vesículas de
menor tamaño (las vesículas de secreción), formadas a partir de los propios dictiosomas.
Su función es almacenar sustancias procedentes
del retículo endoplasmático que generalmente van
a ser secretadas al exterior de la célula.
Un tipo especial de vesícula procedente del dictiosoma son los lisosomas, que contienen enzimas
especializadas en la digestión intracelular.
1. La membrana plasmática
Es una fina lámina formada por una doble capa de
fosfolípidos y proteínas que separa el interior y exterior celular. Se encarga de regular todo el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior
celular, proteger a la célula e identificarla frente a
otras células.
Las células vegetales tienen además una pared celular dura de celulosa, que cubre la membrana.
Pared celular
Centriolo. Es un orgánulo exclusivo de las células
animales. Es una estructura cilíndrica próxima al
núcleo, que interviene en la división celular.
Proteína
Fosfolípidos
Cilios y flagelos. Son prolongaciones de la membrana plasmática. Los cilios son numerosos y cortos, y los flagelos, muy largos y se presentan en
menor número. En la base de estas prolongaciones
se encuentran estructuras similares a los centriolos.
Están relacionados con el movimiento celular.
Membrana
plasmática
Membrana plasmática y pared de una célula vegetal.
2. El citoplasma
Vacuolas. Son bolsas más o menos grandes limitadas por una membrana que acumulan en su interior sustancias de reserva o de desecho. El sistema
de vacuolas está mucho más desarrollado en las células vegetales (ocupan la mayor parte de citoplasma de las células adultas) que en las animales.
Es la zona situada entre la membrana plasmática
y la membrana nuclear. Está ocupada por un fluido, el hialoplasma, donde están los orgánulos
citoplasmáticos, y una serie de filamentos de proteínas que dan forma a la célula, el denominado
citoesqueleto. En el hialoplasma se producen numerosas reacciones químicas metabólicas.
Mitocondrias. Tienen forma ovoide, más o menos
alargada. Están limitadas por una doble membrana,
una exterior lisa y otra interior que forma pliegues
hacia dentro denominados crestas mitocondriales.
Dentro queda un espacio, la matriz.
Las mitocondrias son esenciales para las células, ya
que en ellas se producen la mayor parte de las
reacciones metabólicas destinadas a la obtención
de energía para la actividad celular.
Los orgánulos más importantes son los siguientes:
Ribosomas. Son partículas esféricas formadas por
dos subunidades de diferentes tamaños que se
pueden encontrar en gran número en el citoplasma o asociadas a membranas. Son los orgánulos
encargados de la síntesis de las proteínas.
Retículo endoplasmático. Es un conjunto de
membranas que limita a cavidades, tubos y cisternas comunicadas entre sí, con la membrana plasmática y con la nuclear. Existen dos tipos:
• Retículo endoplasmático rugoso, próximo al
núcleo y en contacto con su envoltura, que tiene
ribosomas adosados a sus membranas.
• Retículo endoplasmático liso, más alejado del
núcleo y sin ribosomas.
Plastos. Son orgánulos de formas y tamaños variables, generalmente ovoides, presentes únicamente
en células vegetales. Los más importantes son los
cloroplastos, que contienen la clorofila y en ellos
se produce la fotosíntesis.
Los cloroplastos están formados por una doble
membrana: la membrana exterior es lisa y la interna forma láminas y sacos aplanados, llamados tilacoides. Estos sacos se pueden apilar formando
acúmulos que se llaman grana. La clorofila se encuentra en la membrana de los tilacoides. Al espacio interior del cloroplasto se le llama estroma.
La función del retículo endoplasmático es el transporte de sustancias, especialmente de las proteínas
fabricadas por los ribosomas de su membrana.
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Centriolo
Matriz Cresta
Microtúbulos
Vesículas
aplanadas
Mitocondria
Grana
Aparato de Golgi
Tilacoide
Cloroplasto
Ribosomas
Flagelo
Retículo
endoplasmático
rugoso
ACTIVIDADES
Corte
Recordar
3. El núcleo
Es la estructura más grande y fácilmente observable de la célula. Está rodeado por una membrana nuclear y su interior está
ocupado por una sustancia, el nucleoplasma, donde se encuentran inmersos la cromatina y el nucléolo.
• La membrana nuclear es doble y está perforada por poros.
Comunica con el retículo endoplasmático rugoso. Su función es regular el intercambio de sustancias entre núcleo
y citoplasma.
• Nucléolo. Es una estructura esférica sin membrana formada
por ácidos nucleicos y proteínas.
• Cromatina. Es una sustancia amorfa que ocupa la mayor
parte del núcleo. Está formada por ADN asociado a proteínas.
Estas cadenas de ADN contienen la información genética de
la célula.
Durante la división celular, la cromatina se condensa, formando estructuras más cortas, gruesas y visibles, los cromosomas.
Núcleo
Cromatina
2. ¿Qué es la cromatina?
¿Qué son los cromosomas?
Comprender
3. Indicar en qué estructuras celulares
se desempeñan las siguientes
funciones.
• Fotosíntesis.
• Control del intercambio
de sustancias con el exterior.
• Contener la información genética.
• Síntesis de proteínas.
• Respiración celular.
• Transporte intracelular.
• Digestión celular.
4. Las células del páncreas humano
tienen muy desarrollado el aparato
de Golgi. ¿Qué explicación
encuentras para explicar
esta propiedad? Comenta
la respuesta con tus compañeros.
Nucléolo
Cromosoma
durante
la división
celular
1. Haz un resumen de las distintas
partes de la célula
y de sus funciones, indicando
aquellas que son exclusivas
de las células animales
y de las células vegetales.
Membrana
nuclear
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TAREA 4.3
La nutrición celular. Metabolismo
1. La nutrición de las células
3. Tipos de nutrición celular
La célula necesita energía para realizar sus actividades y materia para construir sus componentes. La
nutrición celular asegura el intercambio de materia y energía entre la célula y el medio.
Las células se pueden nutrir de formas diferentes,
dependiendo del tipo de materia y energía que utilizan. Cuando incorporan materia orgánica e inorgánica, decimos que la nutrición es heterótrofa,
mientras que, si incorporan sólo materia inorgánica, la nutrición es autótrofa.
La nutrición celular tiene tres fases:
• Entrada de materia y energía en la célula.
• Transformaciones de la materia y la energía en el
interior de la célula.
• Salida de materia y energía al medio externo.
Las células heterótrofas utilizan la energía química
almacenada en los enlaces de la materia orgánica
que incorporan. Por ello, en estas células la ingestión de materia y energía se da conjuntamente. Las
células autótrofas generalmente utilizan energía luminosa que, mediante la fotosíntesis, transforman
en energía química utilizable por las mismas. Todos
los animales, protozoos, hongos y muchas bacterias
están formados por células heterótrofas. Las plantas
verdes, las cianobacterias y un grupo importante
de bacterias están formadas por células autótrofas.
2. El intercambio de sustancias
La entrada y salida de materia en las células está
controlada por la membrana plasmática, y se puede
realizar de varias formas:
Ósmosis. Es la forma habitual
de intercambio de agua. Ésta
pasa por ósmosis de una disolución más diluida a otra más
concentrada, separadas por
una membrana semipermeable
(como las celulares), que deja
pasar el agua pero no las sustancias disueltas.
4. Metabolismo celular
La materia y la energía que entran en las células sufren complejas transformaciones químicas que en
su conjunto reciben el nombre de metabolismo
celular. Todas estas reacciones están controladas
por unas proteínas llamadas enzimas.
Difusión. Las moléculas pequeñas y las solubles en agua,
como los iones minerales y gases como el O2 y CO2, atraviesan la membrana por difusión
de donde hay más concentración a donde hay menos, sin
gasto de energía.
El metabolismo celular tiene dos partes:
• Catabolismo. Es el conjunto de reacciones químicas mediante las cuales las células degradan
las moléculas más complejas, liberando energía
útil para la célula.
• Anabolismo. Es el conjunto de reacciones mediante las cuales las células sintetizan sus propios
componentes o sustancias para ser secretadas.
Esta síntesis se realiza a partir de moléculas sencillas y, para ello, la célula debe consumir energía
química.
Transporte activo. Se realiza
con moléculas de mayor tamaño o cuando éstas pasan de la
zona de menor concentración a
otra de mayor concentración.
Este transporte requiere energía y la participación de proteínas transportadoras de la membrana plasmática.
Construcción
de la propia
materia celular
Moléculas
complejas
Endocitosis y exocitosis. Este
tipo de intercambio se produce con partículas y moléculas
de gran tamaño, que se engloban en vesículas. La endocitosis es la entrada de sustancias, y la exocitosis la salida.
CATABOLISMO
Moléculas
simples
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ENERGÍA
ANABOLISMO
Moléculas
simples
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METABOLISMO EN CÉLULAS HETERÓTROFAS
Glucosa y otras
moléculas
5. El metabolismo en las células heterótrofas
Energía
Las células heterótrofas utilizan la materia orgánica que obtienen del medio para obtener energía, mediante las reacciones
del catabolismo. La molécula más utilizada para obtener
energía es la glucosa. Ésta es sometida a diversas reacciones
químicas en el interior celular, hasta que es degradada completamente y convertida en dióxido de carbono (CO2).
Gracias a las reacciones del catabolismo, la célula obtiene
energía. Esta energía se invierte en producir una sustancia, el
ATP (adenosín trifosfato), que es la forma de energía química
que utilizan las células. Esta molécula almacena energía en sus
enlaces, de tal forma que se puede descomponer en ADP
(adenosín difosfato) y ácido fosfórico, liberando dicha energía.
Por ello, cuando la célula produce energía, fabrica ATP a partir
de sus componentes ADP y P, y cuando necesita esta energía,
degrada el ATP en sus componentes.
Una vez obtenida la energía, ésta se aprovecha en los procesos
anabólicos, por los que la célula produce la materia de sus propios componentes. El proceso anabólico más importante que
se produce en una célula es la síntesis de proteínas.
Formación de ATP
(almacén
de energía)
Reacciones
del
catabolismo
Dióxido de carbono
Agua
Moléculas sencillas
Energía
Reacciones
del
anabolismo
Conversión
de ATP en ADP
(liberación
de energía)
Materia celular
6. El metabolismo en las células autótrofas
Las células autótrofas pueden transformar la energía luminosa
en energía química (ATP). Este proceso del anabolismo tiene
lugar en los cloroplastos. La energía obtenida así la utilizan para sintetizar sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas del tipo del agua, CO2 y sales minerales. Éste es el proceso que se denomina fotosíntesis.
Una parte de estos compuestos orgánicos sintetizados por las
células autótrofas son utilizados por las mismas para obtener
energía mediante el catabolismo, y otra parte se utiliza para el
anabolismo, la síntesis de sustancias más complejas componentes de las estructuras celulares.
METABOLISMO EN CÉLULAS
AUTÓTROFAS
Agua
Glucosa
Agua
Glucosa y otras
moléculas
sencillas
Materia
celular
ENERGÍA
LUMINOSA
(Radiación
solar)
ACTIVIDADES
Comprender
1. Responde:
• ¿Cómo almacenan las células
la energía química que obtienen
durante el catabolismo,
al degradar la materia orgánica
que obtienen del medio?
• ¿Qué son las enzimas
y qué función realizan?
Explicar
Otras
reacciones
del
anabolismo
Catabolismo
FOTOSÍNTESIS
Energía
química
(ATP)
Energía
química
(ATP)
Oxígeno
Moléculas
orgánicas
sencillas
Dióxido
de carbono
Dióxido
de carbono
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2. ¿Qué diferencias y similitudes
encuentras entre los siguientes
conceptos?
• Anabolismo y catabolismo.
• Metabolismo autótrofo
y heterótrofo.
• Energía luminosa y energía solar.
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TAREA 4.4
La reproducción celular. Mitosis y meiosis
1. ¿Para qué sirve la reproducción
celular?
3. El material genético
y los cromosomas
Mediante la reproducción celular, las células se dividen formando nuevas células. En los organismos
pluricelulares esta división es imprescindible para el
crecimiento y para reponer las células que van muriendo en los tejidos. En el caso de los organismos
unicelulares, la división celular es la forma normal
de reproducción.
Cuando una célula entra en división, experimenta
una gran cantidad de transformaciones que afectan tanto al núcleo como al citoplasma. Pero, sin
lugar a dudas, las más espectaculares son las que
afectan al material genético.
El ADN que en un núcleo interfásico se encuentra
en forma de cromatina, se duplica antes de iniciarse la división. Cuando ésta se va a iniciar, las
fibras de cromatina con su ADN, ya duplicado, empiezan a plegarse sobre sí mismas y se transforman
en unas estructuras mucho más gruesas y cortas,
que son visibles al microscopio óptico. Estas estructuras son los cromosomas.
2. El ciclo celular
Durante el período de vida de una célula se pueden
diferenciar varias fases. De ellas, las más importantes son dos:
• La interfase es la fase en que la célula desarrolla
su actividad normal. Crece hasta alcanzar un tamaño determinado, y al final de este período se
prepara para dividirse.
• La fase de división celular es el período en el
cual la célula se divide para formar dos células hijas. La división celular se denomina mitosis,
y consta de dos fases: la cariocinesis o división
del núcleo, con el reparto del material genético
entre las células hijas, y la citocinesis o división
del citoplasma.
Cromatina
Cromosomas
La duración de las diferentes fases del ciclo celular
varía mucho de unas células a otras. Así, por ejemplo, existen células muy especializadas, como las
neuronas, que nunca se dividen y están siempre en
interfase. Otras, sin embargo, están siempre en división, con interfases prácticamente inexistentes,
como ocurre con las células de los tejidos de crecimiento vegetales.
Al principio de la división, los cromosomas aparecen separados en dos partes denominadas cromátidas, unidas entre sí por un punto llamado
centrómero, pero al final de la división ambas cromátidas se separan, de forma que cada una de las
cromátidas de un cromosoma va a una de las células hijas.
El número de cromosomas de las células de una especie siempre es constante: por ejemplo, las células
de la especie humana tienen 46 cromosomas. En la
mayor parte de las especies este número es par
(2n) y por ello se las denomina células diploides.
Esto se debe a que poseen dos series de cromosomas iguales dos a dos. A los cromosomas de cada
pareja se les denomina homólogos.
Período de división celular
F
Aumento
de tamaño
de la
célula
Existen otras células que sólo presentan una serie
de cromosomas y, por tanto, la mitad (n); a estas
células se las llama haploides. Generalmente, en
las especies con células diploides estas células haploides son los gametos o células reproductoras
que se originan en la reproducción sexual.
Período
de interfase
Fases
del ciclo
celular.
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4. La mitosis
Centríolos
La mitosis es el proceso de división celular que se da en la reproducción de los organismos unicelulares y en el crecimiento
de los organismos pluricelulares. Se trata de una división celular
conservadora, ya que las células hijas que se forman conservan
el número de cromosomas y la información genética de la
célula que la origina. Es decir, las células hijas son idénticas
entre sí e idénticas a la célula madre.
Membrana
nuclear
Cromatina
condensándose
PROFASE
La primera parte de la mitosis es la cariocinesis o división del
núcleo. Esta etapa tiene cuatro fases, denominadas profase,
metafase, anafase y telofase.
1. Profase. Comienza con la aparición de los cromosomas,
que empiezan a hacerse visibles al microscopio óptico. Los
centríolos comienzan a separarse y a emigrar a los polos de
la célula. Desaparece el nucléolo y la membrana nuclear se
desorganiza y termina por desaparecer también.
2. Metafase. Durante esta fase, los cromosomas están perfectamente formados. Aparece el huso acromático, un
conjunto de fibras de proteínas que une los dos centríolos.
Los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial de la
célula, y se unen a las fibras del huso.
3. Anafase. Los cromosomas se rompen por el centrómero
y se dividen en sus dos cromátidas. Cada cromátida se dirige
hacia un polo opuesto de la célula.
4. Telofase. Finaliza la emigración de las cromátidas. En cada
polo de la célula las cromátidas comienzan a desaparecer
(se desenrollan las fibras de cromatina que las formaban).
Se forman las membranas nucleares de los dos nuevos núcleos y aparecen los nucléolos.
Huso
acromático
Cromosomas
PRINCIPIO DE LA METAFASE
METAFASE
Separación
de las
cromátidas
Con la telofase finaliza la cariocinesis y comienza la citocinesis,
es decir, la división de la célula en dos nuevas células hijas. Ésta
se puede realizar de dos maneras:
ANAFASE
• Estrangulamiento. Aparece un surco en la zona ecuatorial de
la célula que se va acentuando, hasta terminar dividiendo a la
célula en dos. De esta forma se dividen las células animales.
• Tabicación. Se va creando una membrana plasmática en la
zona ecuatorial que finalmente divide a las dos células. Ésta
es la forma de división típica de las células vegetales.
Estrangulamiento
Cromatina
TELOFASE
Células
hijas
Célula
animal
Tabicación
Célula
vegetal
CITOCINESIS
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TAREA 4.4
La reproducción celular. Mitosis y meiosis
5. La meiosis
La meiosis es otro tipo de división celular. Es una división muy
especial, que sólo la pueden experimentar células diploides
y está relacionada con la reproducción sexual. Sucede, por
ejemplo, durante la formación de los gametos en los individuos que tienen células diploides.
El resultado de la meiosis es no sólo la creación de células hijas,
sino la división del material genético, de forma que a partir de
una célula madre diploide aparecen cuatro células hijas haploides, es decir, exactamente con la mitad de cromosomas que la
célula inicial.
La meiosis consta de dos divisiones sucesivas:
• Primera división meiótica. Es una división muy semejante
a la mitosis, pero con una importante diferencia: en la anafase, los cromosomas no se rompen en sus cromátidas, sino
que emigran enteros a los polos, de tal forma que, si un cromosoma emigra a un polo, su homólogo lo hace al opuesto.
Como consecuencia de ello, en esta fase tiene lugar la reducción del número de cromosomas a la mitad.
• Segunda división meiótica. Es una mitosis normal, sin ninguna diferencia significativa con la ya descrita anteriormente.
Recordar
1. En el supuesto de una célula
diploide de 26 cromosomas,
responde a las siguientes
cuestiones:
Primera
división
Profase I
Metafase I
Anafase I
Telofase Icitocinosis
Segunda
división
Telofase IIcitocinosis
ACTIVIDADES
Anafase II
Metafase II
Profase II
Como consecuencia de la meiosis, a partir de una célula diploide se forman cuatro haploides, distintas entre sí y distintas de
la célula madre. Por ello, la meiosis es una fuente importante
de variabilidad genética en los organismos con reproducción
sexual.
Mitosis
Célula inicial
2n cromos.
2 células con
2n cromos.
Meiosis
Célula inicial
2n cromos.
4 células con n cromosomas
80
• ¿Cuál sería su número haploide
de cromosomas?
• ¿Cuántos pares de cromosomas
homólogos tendría? ¿Por qué?
• ¿Cuántos cromosomas tendría
al final de la primera división
meiótica?
• ¿Cuántos cromosomas tendría
al final de la meiosis?
Comprender
2. ¿Por qué crees que una célula
haploide no puede experimentar
nunca una meiosis?
3. Elabora con plastilina unos modelos
de dos pares de cromosomas
homólogos y realiza con ellos
una simulación de lo que ocurriría
en las diferentes fases de la mitosis
y meiosis, comparando
los resultados finales
de ambos procesos.
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TAREA 4.5
Las funciones de relación en la célula
1. Las células se relacionan
con el medio
Las células se relacionan con el medio que las rodea. Reciben una serie de estímulos que les permiten conocer las condiciones físico-químicas del medio externo. Estos estímulos son de naturaleza muy
variable: químicos, luminosos, térmicos, etc. Dependiendo de los estímulos que reciben, las células
responden de una forma adecuada. El conjunto
de respuestas de las células tiene como objetivo
asegurar su supervivencia.
Movimiento
flagelar
Movimiento
ciliar
Las respuestas de las células a los diferentes estímulos pueden ser muy diferentes y pueden manifestarse en cambio de forma, movimiento, cambios
en el metabolismo, secreciones, etc. Las respuestas de movimiento se denominan tactismos, que
pueden ser positivos o negativos dependiendo de
si se acercan o alejan del estímulo. Así podemos
hablar de fototactismo, quimiotactismo, termotactismo, etc.
Movimiento ameboide
(mediante pseudópodos)
El movimiento celular se realiza de tres formas: mediante pseudópodos (por ejemplo, en las amebas),
por flagelos (en los protozoos flagelados) y mediante cilios (en los protozoos ciliados, como el paramecio).
ACTIVIDADES
Recordar
En algunas ocasiones, cuando las condiciones ambientales son muy adversas, las células se enquistan, recubriéndose de una pared protectora dura
y resistente y reduciendo al mínimo su actividad
metabólica.
1. Explica:
• ¿En qué consisten las respuestas
que muestran las células frente
a los estímulos del medio?
• ¿Cómo reaccionan las células,
en algunas ocasiones,
ante circunstancias ambientales
muy adversas?
En los organismos pluricelulares, las células se unen
para formar tejidos, estableciendo conexiones entre ellas para asegurar el funcionamiento integral
y coordinado de tejidos y órganos. El control de las
funciones de todas estas células se logra mediante
los complejos sistemas de coordinación e integración que estudiamos en cursos anteriores.
Comprender
2. ¿Qué ocurriría en un organismo
pluricelular si las células que lo
forman no fueran sensibles?
¿A qué tipo de estímulos serán
sensibles los siguientes tipos
de células humanas?
Ameba.
• ¿Qué se puede decir sobre la función
de relación de este protozoo,
una célula de vida libre?
• Células de los ovarios sensibles
a determinados tipos
de hormonas sexuales femeninas.
• Los conos y bastones de la retina
del ojo.
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RESUMEN DE LA UNIDAD
• Las células pueden dividirse de dos formas diferentes: por mitosis y por meiosis. La mitosis es la
forma más normal de división celular en los organismos diploides. Mediante esta división se mantienen constantes el número de cromosomas y la
información genética de las células. Es, pues, una
división conservadora. La meiosis se produce en
los organismos diploides para formar los gametos en la reproducción sexual. En esta división celular se reduce a la mitad el número de cromosomas y no se mantiene la información genética.
• Las células son las estructuras más pequeñas que
existen dotadas de vida. Por ello son capaces de
realizar las funciones propias de todos los seres
vivos: nutrición, reproducción y relación.
• Todos los seres vivos están formados por células;
los más sencillos por una sola y los más complejos por infinidad de ellas.
• Existen diferentes tipos de células. Por su complejidad, podemos diferenciar dos tipos: procariotas y eucariotas. Según el tipo de organismo,
podemos distinguir células animales y vegetales.
• Las células son capaces de responder de formas
muy diversas ante los estímulos ambientales.
• Las células eucariotas están formadas por una membrana plasmática, un citoplasma y un núcleo. Dentro del citoplasma y el núcleo hay una gran cantidad de orgánulos con funciones muy diferentes.
• Mediante la nutrición, las células son capaces de
intercambiar materia y energía con su entorno.
En su interior se producen una serie de reacciones químicas muy complejas que constituyen el
metabolismo celular.
• Existen dos tipos básicos de reacciones metabólicas: el anabolismo (de síntesis) y el catabolismo
(de degradación).
• La nutrición en las células puede ser autótrofa y heterótrofa, dependiendo del tipo de materia y energía que utilicen para la misma.
Sección transversal del tallo de una planta. Se aprecia el
característico aspecto poligonal de las células vegetales
Completa el mapa del tema
LAS CÉLULAS
son la unidad
mínima
de la vida
realizan las
tres funciones
según
la teoría
celular
obtienen materia
y energía
mediante
que tiene dos partes
82
se dividen por
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Actividades
Test de conocimientos
1
•
•
•
•
•
•
•
•
•
2
4
Define los siguientes orgánulos, partes de
células y sustancias, e indica dónde se encuentran en las células.
Retículo endoplasmático rugoso.
Cromatina.
Membrana plasmática.
Membrana nuclear.
Tilacoide.
Ribosomas.
Aparato de Golgi.
Nucleoplasma.
Cresta mitocondrial.
Identifica los siguientes orgánulos. Escribe
sus nombres y los de las partes que se indican en cada uno de ellos.
El dibujo siguiente muestra un cariotipo
humano, perteneciente a una mujer. Responde a las preguntas que se plantean a
continuación:
• ¿Pertenece a una célula haploide o diploide? ¿Por qué?
• ¿Por qué están los cromosomas ordenados por parejas?
• ¿Son todas las parejas de cromosomas idénticas en los cariotipos de hombres y mujeres?
• ¿Por qué crees que puede existir alguna
diferencia en algún par de cromosomas?
5
De las siguientes reacciones metabólicas di
cuáles son anabólicas y cuáles catabólicas.
Justifica tu respuesta.
•
•
•
•
6
3
F 2 Ác. Pirúvico ⫹ Energía.
Glucosa
F Proteínas.
Aminoácidos ⫹ energía
F ADP ⫹ Ác. fosfórico ⫹ Energía.
ATP
F Glucosa.
6 CO2 ⫹ 6 H2O ⫹ Energía
Realiza un cuadro en el que puedas comparar
la mitosis y la meiosis. Después responde:
• ¿Cuál es la diferencia fundamental en el
resultado de los dos distintos procesos de
división celular?
• Si la primera división meiótica es similar a
una mitosis, ¿en qué punto de dicha división está la clave de que las células hijas tengan la mitad de la dotación cromosómica
de la célula madre? ¿Por qué sucede esto?
• En la especie humana, la meiosis se produce
únicamente en la formación de gametos.
¿Qué sucedería si no se produjese la meiosis durante la gametogénesis? ¿Qué sucedería si se produjera, en cambio, durante
el crecimiento de un tejido no sexual?
Todas las células de un organismo pluricelular proceden de una misma célula huevo
que se divide infinidad de veces por mitosis. Responde a las siguientes preguntas:
• ¿Por qué son genéticamente idénticas todas estas células?
• ¿Por qué, si todas estas células son idénticas genéticamente, existe esa gran diversidad de formas y funciones en las células
de los organismos pluricelulares?
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Actividades
Test de capacidades
Interpretación de imágenes
1
Elaboración e interpretación de esquemas
Observa esta fotografía de una célula vista
al microscopio electrónico e identifica todos
los orgánulos celulares que veas en ella.
¿Qué tipo de célula crees que es: animal o
vegetal? ¿Por qué?
3
El presente esquema muestra una reacción
química que corresponde a un proceso comentado en el texto. Analízalo y responde.
ATP
ADP
P
Energía
• ¿A qué proceso se refiere? ¿Cuál es la molécula inicial? ¿Cuáles son las moléculas finales?
• ¿Qué función cumple la primera molécula
en las células?
4
2
Copia y completa el siguiente esquema sobre el metabolismo. Después, responde a las
cuestiones que se plantean.
Las fotografías siguientes muestran diferentes tipos de células. Obsérvalas detenidamente
y contesta a las siguientes preguntas:
• ¿Cuáles de estas células pertenecen a organismos unicelulares y cuáles a pluricelulares?
• ¿Cuáles son procariotas?
• ¿Cuáles son autótrofas y cuáles heterótrofas?
Catabolismo
Anabolismo
Energía
(ATP)
• ¿Por qué se dice que, en todos los seres vivos, el catabolismo y el anabolismo están,
de alguna forma, acoplados?
• ¿Qué se obtiene en el catabolismo, imprescindible para la realización del anabolismo, en los seres heterótrofos?
• ¿Podrías decir si el esquema muestra las
reacciones metabólicas que se producen en
una célula autótrofa o en una heterótrofa?
¿Por qué? ¿Qué habría que añadir al esquema para que representase las reacciones
que suceden en las células de las hojas de
una planta?
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Test de responsabilidad
Experiencia
El cáncer, una enfermedad celular
Observación de células epidérmicas
de distintos tipos de hojas
En el organismo humano se producen constantemente divisiones celulares por mitosis, a la vez que
diversas células mueren de una forma controlada
(proceso llamado apoptosis). Cuando se altera el
equilibrio entre la división celular y la muerte de
células, aparece una proliferación celular descontrolada y, como consecuencia de ello, un cáncer. En
este complejo proceso están implicados múltiples
factores, entre los que podemos destacar dos:
• Factores externos. Son agentes físicos o químicos
que alteran los ciclos de división celular. Entre
ellos están la nicotina del tabaco, las radiaciones
ultravioleta, los rayos X, las radiaciones iónicas, la
radiactividad, etc.
• Factores internos. En la aparición del cáncer están implicados genes que, en conjunto, se llaman oncogenes. Destaca el oncogén «p53», que
se encuentra alterado o ausente con mucha frecuencia en los tumores humanos malignos.
La acción de ambos factores es complementaria, ya
que en la mayor parte de los casos los factores externos son agentes mutagénicos que actúan a nivel
celular alterando estos oncogenes.
Piensa en lo que sabes sobre el cáncer y responde.
1. ¿Cómo crees que actúan los factores ambientales en la proliferación del cáncer?
2. ¿Por qué crees que personas con antecedentes
familiares en algunos tipos de cáncer son sometidas a controles periódicos para la detección
temprana de los mismos? ¿Crees que el cáncer
es una enfermedad hereditaria? ¿Por qué?
3. ¿Qué productos que se consumen habitualmente en nuestra sociedad son reconocidos como
agentes cancerígenos? Cita al menos uno.
4. ¿Qué acciones consideras fundamentales en la
lucha contra el cáncer?
Material
•
•
•
•
•
Microscopio óptico.
Portaobjetos y cubreobjetos.
Pinza y aguja enmangada.
Laca para uñas transparente.
Hojas de diversas plantas. Es conveniente que su
superficie sea lo más lisa posible (seleccionar diferentes tipos de hojas).
Método
• Limpiar con cuidado la superficie de las hojas
y cubrirla con la laca transparente de uñas.
• Esperar unos minutos para que se seque perfectamente.
• Separar la fina película de laca que se ha formado
con las pinzas y la aguja. Esta capa es una copia
exacta de la superficie de las hojas.
• Poner esta película sobre el portaobjetos y tapar
con el cubreobjetos.
• Observar la preparación al microscopio. Primero
con pocos aumentos y posteriormente realizar
una observación a 500 o 600 aumentos.
Resultados
Células cancerosas observadas al microscopio electrónico.
Se deben observar perfectamente las células epidérmicas de las distintas hojas y en las muestras se
podrán apreciar las diferencias entre las células
epidérmicas de las plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas. También se podrán observar los estomas de las epidermis y las diferencias de los mismos
entre estos dos grupos de plantas.
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Los virus
En la frontera de la vida
Como has estudiado en esta unidad,
las estructuras más pequeñas que existen dotadas
de vida son las células. Sin embargo, existen
unas partículas acelulares (que no son células
ni están constituidas por ellas) con ciertas
propiedades muy cercanas a la vida
y que se denominan virus. Estas partículas son
estructuralmente muy sencillas; las más simples
están formadas por una envoltura de proteínas
que protege a su material genético, un ácido
nucleico que puede ser una corta cadena
de ADN o ARN.
Modelo informático del virus del sida.
infectada se pone al servicio del virus
y, una vez acabada la síntesis
de sus componentes, muere.
Los virus no pueden nutrirse ni dividirse
por ellos mismos, por eso deben parasitar células
que realizan estas funciones vitales para ellos.
Por ello, son parásitos intracelulares obligados.
Entran en las células y manipulan
su metabolismo para que fabriquen
los componentes de nuevos virus. La célula
La acción de los virus no sólo provoca la muerte
de las células. En el organismo infectado,
la presencia de los virus suele provocar
enfermedades, trastornos diversos e incluso
puede provocar la muerte.
La diversidad de los virus
Cuando hablamos de virus, normalmente pensamos en los que afectan a las personas, como el de
la gripe, el del sarampión o el del sida. En realidad,
los virus afectan a todos los seres vivos. Hay algunos especializados en parasitar a los seres humanos, otros afectan a los animales, los hay que parasitan exclusivamente plantas y otros que afectan
sólo a las bacterias. La mayoría muestran una especificidad muy alta: es decir, afectan a una especie
de ser vivo y sólo a esa especie. Por ejemplo, el virus del mosaico del tabaco causa esta enfermedad
únicamente en las plantas de tabaco.
Virus del mosaico del tabaco, fotografiado con un
microscopio electrónico.
Existen virus muy simples, formados exclusivamente
por una cápsula proteica y el ácido nucleico: éstos
son, por ejemplo, algunos de los virus que infectan
bacterias. Otros, en cambio, son considerablemente
más complicados. Su cubierta proteica es compleja,
e incluso tienen una envoltura adicional que los hace
más resistentes. Es el caso del virus de la gripe.
nos no nos vuelve a infectar aunque estemos en
contacto con personas enfermas de sarampión. Esto
sucede porque nuestro sistema inmunitario ha estado en contacto con el virus y lo conoce, sabe cómo
luchar contra él. En cambio, en el caso de la gripe,
podemos contraer la enfermedad año tras año. Esto
es así porque el virus cambia. Cada año el virus es
ligeramente diferente al del año anterior y produce
la enfermedad porque nuestro sistema inmunitario
no lo reconoce.
Una característica común a muchos virus es su capacidad de cambiar. Habrás observado que algunos virus nos afectan una sola vez en la vida: por
ejemplo, el virus del sarampión nos produce esta
enfermedad una vez, pero después de recuperar86
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SALUD EN EL AULA
Algunas enfermedades
causadas por virus
ningún problema, pero en el pasado era una enfermedad mortal. Muchas veces la muerte no se debía al virus, sino a bacterias que aprovechaban la
debilidad de la persona griposa para infectarla,
causando enfermedades más graves.
Sin duda, la enfermedad más habitual de todas las
que tienen origen vírico es el resfriado común. Se
debe a un virus muy cambiante, tanto que a lo largo
de un año nos puede infectar tres o cuatro veces.
Los síntomas son conocidos por todos: inflamación
de las mucosas nasal y faríngea, malestar general y,
en algunas ocasiones, fiebre. No existe ningún remedio contra la enfermedad, salvo quizá algunos
fármacos que atenúan los síntomas. Los médicos
recomiendan exclusivamente el reposo y beber mucha agua. El virus se contagia por vía nasal y bucal,
pero puede resistir un cierto tiempo expuesto al aire, por lo que puede transmitirse también al dar la
mano a una persona enferma y luego tocarse la cara. Una forma de evitar el contagio es extremar la
higiene y lavarnos las manos con frecuencia.
El virus del herpes es bastante conocido por su molesta aparición, que frecuentemente se manifiesta
en forma de erupción o de calentura. Este mismo
virus produce la varicela, enfermedad infantil que
provoca la aparición de vesículas por todo el cuerpo, con intenso picor y fiebre alta. En los niños, la
enfermedad es leve y cursa en cuatro o cinco días.
En los adultos la erupción es más intensa y molesta, la fiebre más alta y el período de recuperación
mayor. Por otra parte, puede provocar la aparición
de otros trastornos, en ocasiones peligrosos.
La gripe también es una enfermedad vírica, que habitualmente se confunde con el catarro, pero que
es más grave. Produce fiebre alta, decaimiento general, sensación de cansancio y a veces fuertes dolores musculares. Su único remedio es guardar cama unos días. En la actualidad, una gripe no es
Por último, el sida se debe a un virus complejo, que
ataca a células del sistema inmunitario humano, los
linfocitos, dejando por tanto al organismo indefenso ante el más leve catarro y produciendo, en muchos casos, graves alteraciones y la muerte. En la
actualidad, el tratamiento del sida ha avanzado
tanto que muchos enfermos viven con la enfermedad sin apenas trastornos, como cualquier enfermo
crónico.
DEBATE
INVESTIGACIÓN
Seres vivos, ¿sí o no?
Enfermedades víricas
Debido a su simplicidad e incapacidad de poder vivir
de una forma autónoma, en la comunidad científica existe la controversia de si se puede o no considerar seres vivos a estas partículas, sin que hasta el momento exista un consenso total sobre dicho tema.
Investiga sobre las enfermedades que causan los virus. Haz una lista de las más comunes, marcando las
que tú o alguien de tu familia o amigos ha contraído
en alguna ocasión. Si es posible, anota los síntomas.
A continuación, busca información en fuentes diversas y responde.
• ¿Qué opinas sobre la controversia de si los virus son
o no seres vivos? Da algunas razones a favor y en
contra.
• Como sabes, una de las enfermedades más frecuentes causadas por un virus es la gripe. ¿Recuerdas qué tipo de medicación te prescribe tu médico
cuando contraes esta enfermedad? ¿Suelen estar
incluidos en esta prescripción los antibióticos? ¿Por
qué?
• ¿Existe alguna forma de prevenir el contagio de las
enfermedades víricas? Infórmate sobre las medidas
preventivas que se suelen tomar, especialmente sobre la vacunación. Haz una lista de las vacunas que
has recibido.
Imagen del virus
del Ébola al microcospio
electrónico.
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Guía y
recursos
05 La herencia
EXPRESA LO QUE SABES
1. Observa las fotografías y responde.
Contenidos
1. PANORAMA:
Conceptos básicos
de Genética.
2. ¿Qué investigó Mendel?
3. ¿Dónde están
los factores hereditarios?
4. La transmisión
de los caracteres
en el ser humano.
5. ¿Qué son
las mutaciones?
SALUD EN EL AULA
• Aplicaciones
de la Genética.
• ¿Por qué es tan variada la coloración de los perros?
¿De qué depende?
• ¿Por qué crees que los cromosomas adquieren el aspecto
de la fotografía durante la división celular?
• ¿Qué significa que una enfermedad es genética?
2. De las siguientes características, señala
las que se transmiten de padres a hijos y
explica las que no lo hacen.
• Color de los ojos
• Musculatura de atleta
• Número de huesos del
cuerpo
• Inteligencia
• Color del pelo
• Tatuajes
• Posición de las orejas
• Obesidad
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¿QUÉ DEBES SABER?
Conceptos previos de Biología
3. Reproducción de los seres vivos.
Recuerda que existen dos tipos de reproducción:
• Asexual, en la que un ser es capaz de producir
otro igual a sí mismo sin necesidad
de una pareja.
• Sexual, en la que es necesaria una pareja
de individuos de distinto sexo para producir
otro nuevo.
1. Las partes de la célula.
Recuerda que las partes que forman las células
de los seres eucariotas son:
• La membrana celular, que mantiene a la célula
separada del exterior al mismo tiempo que actúa
como una «aduana» permitiendo el paso
de sustancias en ambos sentidos.
• El citoplasma, donde se encuentran
los orgánulos celulares y los componentes
del citoesqueleto que dan la forma a la célula.
• El núcleo, en cuyo interior se encuentra
la cromatina y que durante la mitosis
se transforma en cromosomas.
• La cromatina y los cromosomas llevan toda
la información necesaria para la vida de la célula.
Conceptos previos
de Matemáticas
1. Cálculo de proporciones y porcentajes.
Recuerda que:
• Proporción es una forma de expresar
una cantidad en relación con otra total;
se escribe en forma de fracción
o quebrado (1/4).
• Porcentaje es aquella proporción cuya cantidad
total es 100; su símbolo es % (25 %).
2. La reproducción celular.
Recuerda que existen dos formas de reproducción
celular:
• La mitosis es un proceso por el que una célula
madre se divide en dos células hijas idénticas.
• La meiosis es un proceso por el que una célula
madre se divide generalmente en cuatro células
hijas con la mitad de cromosomas cada una.
2. Cálculo de probabilidades.
Recuerda que la probabilidad de que ocurra
un suceso es la relación entre los casos favorables
y los casos posibles.
C. favorables
P ⫽ ᎏᎏ
C. posibles
MITOSIS
Centriolos
Cromosomas
Profase
(La probabilidad de que nazca una niña será 1/2,
ya que hay un caso favorable, «niña»,
frente a dos casos posibles, «niño o niña».)
Metafase
Formación
de células
hijas
Anafase
Telofase
PIENSA Y RESPONDE
• ¿Se pueden dividir todas las células de los seres
vivos por mitosis?
• ¿Y por meiosis?
• ¿Se pueden fecundar dos células cualesquiera
de dos seres vivos?
Una manada de caballos está formada por 160 caballos
de color castaño y 8 de color blanco. Calcula:
• ¿En qué proporción se encuentran?
• ¿Qué porcentaje hay de caballos blancos?
• Al coger uno al azar, ¿qué probabilidad existe
de que sea castaño? ¿Y de que sea blanco?
89
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TAREA 5.1: PANORAMA
Conceptos básicos de Genética
1. Vocabulario
2. Esquemas de Genética
Estos términos te serán de gran ayuda en la comprensión de los conceptos que vas a ir trabajando
a lo largo de este tema. Recurre a ellos cada vez
que lo creas necesario.
• Genética. Es la parte de la Biología que estudia
la transmisión de las características de un individuo a sus descendientes.
• Carácter o factor hereditario. Es cada una de
las características que se heredan de padres a hijos (color de ojos, número de dedos, etc.).
• Gen. Cada trozo del ADN del núcleo de la célula
en el que está localizada la información para un
carácter; hay siempre una pareja de genes para
cada carácter (se les simboliza con letras A, a, B,
b, C, c, etc.).
• Alelo. Cada uno de los genes de la pareja que
da información sobre un carácter en la célula.
• Alelo dominante. Es el gen que impide la expresión de su compañero (se le simboliza con letras
mayúsculas: A, B, C, etc.).
• Alelo recesivo. Es el gen que deja de expresarse
si su compañero es dominante (se le simboliza
con letras minúsculas: a, b, c, etc.).
• Homocigótico o de raza pura. Es el individuo
que tiene para un carácter determinado los dos
alelos iguales (se le simboliza con parejas de letras
iguales: AA, aa, BB, bb, etc.).
• Heterocigótico o híbrido. Es el individuo que
tiene para un carácter determinado los dos alelos
distintos (se le simboliza con parejas de letras una
mayúscula y otra minúscula: Aa, Bb, Cc, etc.).
• Gameto. Es cada una de las células sexuales que
se unirán con las del otro sexo en la fecundación
para dar lugar a un nuevo individuo. Los femeninos son los óvulos y los masculinos, los espermatozoides. Cada gameto lleva la mitad de la información de una célula tipo. Para cada carácter
lleva un solo alelo.
• Cigoto. Es la primera célula del nuevo individuo;
es el resultado de la unión de los dos gametos.
Vuelve a tener para cada carácter una pareja de
alelos.
• Genotipo. Es el conjunto de genes que lleva un
ser vivo en cada una de sus células.
• Fenotipo. Es el conjunto de características que
se expresan o se manifiestan en un ser vivo.
En este tema se emplean unos esquemas a modo
de herramientas muy útiles para la resolución y la
ilustración de problemas.
Hijos (F1) Gametos Padres (P)
• Cruce. Simboliza la unión sexual de una pareja
y la descendencia probable. Primero se colocan
los padres indicando sus fenotipos y sus genotipos, separados por un aspa (⫻). Después se indican los gametos que produce cada uno con sus
genotipos y porcentajes. A continuación se combinan mediante flechas cada gameto del padre
con cada uno de la madre, y viceversa, para obtener las combinaciones posibles. Por último se
indican los hijos resultantes con sus genotipos,
fenotipos y porcentajes de ambos.
⫻
Fenotipos
Genotipos
Normal
Aa
A
50 %
a
50 %
Aa
Genotipos
Fenotipos
Albino
aa
aa
Normal
50 %
a
100 %
Albino
50 %
• Cuadro de Punnet. A veces, la obtención de los
genotipos de los hijos no es tan sencilla al tener
muchos más gametos posibles; en ese caso es
necesario fabricar una tabla de doble entrada.
Colocamos en la primera columna los gametos
del padre; en la primera fila, los de la madre, y en
las casillas, los genotipos de los hijos obtenidos.
Los fenotipos se pueden poner aparte, así como
los porcentajes que les corresponden a cada uno
en el cruce de que se trate.
b
AB
Ab
aB
ab
AB
AABB
AABb
AaBB
AaBb
Ab
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
aB
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
ab
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
a
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Hombre
Mujer
I
1
Pareja
2
Pareja
cosanguínea
II
1
2
3
4
5
6
1
2
3
Hermanos representados
por orden de nacimiento
III
1
2
3
4
5
6
7
Gemelos
Afectados de
una enfermedad
IV
1
2
3
4
5
Portadores de
la enfermedad
• Árboles genealógicos. Son esquemas en los que se representan las personas de varias generaciones que están emparentadas entre sí. Se utilizan símbolos sencillos para distinguirlos, también se indican las relaciones que unen a los
componentes de la familia. Las generaciones estudiadas se
representan con números romanos (I, II, III, IV, etc.) y los individuos, dentro de la misma generación, con números arábigos (1, 2, 3, etc.). Los árboles genealógicos deben ser claros
y contener el mayor número de individuos para ser útiles. Se
emplean para estudiar las enfermedades hereditarias, su
comportamiento y su probabilidad de aparición en futuros
individuos.
Muertos
ACTIVIDADES
Recordar
PIENSA Y RESPONDE
• En muchos cuadros
que representan
a las familias reales
europeas podemos
observar la herencia
de algunos caracteres.
En la foto, ¿qué rasgos
que se transmitan
de padres a hijos
puedes apreciar?
• ¿Cómo se puede predecir
una enfermedad
hereditaria dentro
de una familia
que suele padecerla?
• ¿Se pueden seguir
los rasgos no hereditarios
de varias generaciones
de personas haciendo
un árbol genealógico?
¿Por qué?
91
1. De las palabras del vocabulario
de la página anterior elige
aquellas que se simbolizan
con letras e intenta diferenciarlas.
2. Haz una lista de los pasos
que se deben seguir para hacer
un cruce correctamente.
3. Haz un árbol genealógico sencillo
de tu familia.
Comprender
4. Responde:
• ¿Por qué el cuadro de Punnet
tiene doble entrada?
• ¿Qué significa que en un cruce
entre dos individuos hay un 50 %
de probabilidades de que nazcan
descendientes albinos?
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TAREA 5.2
¿Qué investigó Mendel?
Al cruzar una planta homocigótica de semillas
amarillas con otra también homocigótica, pero de
semillas verdes, las plantas resultantes sólo producían semillas amarillas. La planta AA sólo produce
gametos A y la planta aa sólo gametos a.
OBSERVACIÓN
1. Los guisantes
1. Busca en libros de texto o en una enciclopedia información sobre la forma de la
planta de los guisantes, cómo se reproduce,
sus variedades y las que utilizó Mendel.
Lo que ocurría era que de alguna manera el color
verde de uno de los padres no aparecía en la descendencia. Se habla entonces de dominancia: el carácter «color de la semilla» se hereda mediante una
pareja de alelos, uno dominante, que corresponde
a «amarillo» (A), y otro recesivo, que corresponde a
«verde» (a); los padres eran homocigóticos AA y aa
(amarillo y verde), lo que hace que los hijos sean
heterocigóticos Aa y amarillos porque el alelo dominante no deja expresarse al recesivo.
• Describe los pasos desde que se planta una
semilla hasta que se producen nuevas semillas.
• ¿Por qué utilizó Mendel plantas de guisantes
y no otros vegetales o incluso animales?
2. Organiza la información.
• Haz una lista de los caracteres (factores hereditarios) de los guisantes que utilizó Mendel.
3. Segunda ley de Mendel
(o de la segregación
independiente)
Cuando Mendel publicó sus investigaciones, en
1866, pasaron desapercibidas. En 1900, Hugo de
Vries, Correns y Tschermak por separado, realizaron investigaciones que les llevaron a las mismas
conclusiones que a Mendel. Reconocieron su mérito dándole su nombre a las tres leyes fundamentales de la Genética.
Cuando Mendel cruzó entre sí a los descendientes
obtenidos (F1) para comprobar si se comportaban
como sus padres y, por lo tanto, eran homocigóticos, comprobó que en la segunda generación (F2)
aparecían dos tipos de semillas, tres amarillas por
cada una verde (3:1). Las semillas verdes volvían a
aparecer, lo que significaba que las F1, a pesar de
ser amarillas, llevaban la información para el color
verde.
2. Primera ley de Mendel
(o de la uniformidad)
Lo primero que descubrió fue que si se cruzaban
dos individuos diferentes pero homocigóticos
(de razas puras), su descendencia era uniforme
(todos iguales).
En efecto, las semillas de la generación F1 eran heterocigóticas (Aa) y producen gametos de dos tipos
A y a. Los dos factores hereditarios que informan sobre un mismo carácter no se fusionan,
y durante el proceso de formación de los gametos se segregan, o sea, se separan.
Para asegurarse de que una planta era homocigótica, Mendel la cruzaba consigo misma y vigilaba
que sus descendientes fueran iguales a la progenitora.
⫻
F1
⫻
P
Fenotipo
Amarillo
Verde
Genotipo
AA
aa
Gametos
A
100 %
a
100 %
Genotipo
F1
Fenotipo
Fenotipo
Amarillo
Amarillo
Genotipo
Aa
Aa
Gametos
A
50 %
a
50 %
A
50 %
Genotipo
Aa
Aa
Aa
a
50 %
F2
Aa
Amarillo
Fenotipo
100 % descendientes amarillos
92
75 % amarillos
aa
25 % verdes
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⫻
P
Amarillo liso
AABB
Página 93
Gametos
F1
5. Codominancia
⫻
F1
Verde rugoso
aabb
AaBb
Los resultados que obtuvo Mendel se explican porque coincidió que eligió caracteres que se transmiten de forma independiente, lo que no siempre
ocurre, y que eran alelos dominantes completos
frente a los alelos recesivos.
AaBb
AB Ab aB ab
25 % 25 % 25 % 25 %
100 % AaBb amarillo liso
F2
Gametos
AB
AB
Ab
aB
ab
AABB
AABb
AaBB
AaBb
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
AaBb
AaBb
aaBB
aaBb
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
A veces, un alelo no domina sobre su alelo complementario, al que llamamos recesivo, sino que ambos alelos expresan su información y el resultado es
un fenotipo nuevo y de características intermedias
entre ambos. Diremos que entre ellos hay codominancia.
Ab
aB
ab
Amarillo liso
Verde liso
Amarillo rugoso
Verde rugoso
WW
rojo
F2
4. Tercera ley de Mendel (o de
la combinación independiente)
Ww
rosa
Al estudiar el comportamiento de dos caracteres al
mismo tiempo, como el color (amarillo o verde) y la
textura de la superficie (lisa o rugosa), Mendel encontró que, si partía de homocigóticos amarillos y
lisos (AABB) y verdes y rugosos (aabb), en la primera generación obtenía una descendencia uniforme
de color amarillo y textura lisa (AaBb), pero en la segunda generación obtenía todas las combinaciones
posibles de fenotipos en las siguientes proporciones:
Ww
rosa
Ww
rosa
ww
blanco
F1
•
•
•
•
⫻
F1
⫻
P
WW
Ww
Ww
ww
ACTIVIDADES
Recordar
1. Escribe el enunciado de las tres leyes
de Mendel y explícalas utilizando tus palabras.
Pon un ejemplo de cada una.
2. Haz un esquema del cruce necesario
para deducir si un individuo es homocigótico.
9/16 amarillos y lisos
3/16 amarillos y rugosos
3/16 verdes y lisos
1/16 verdes y rugosos
Comprender
3. Responde:
Al comprobar por separado los caracteres vio que
había 12/16 de amarillos frente a 4/16 de verdes
y 12/16 de lisos frente a 4/16 de rugosos, lo que
significaba el 75 % y el 25 % (3:1) como ya sucedía
según la ley de la segregación independiente. Por
lo que dedujo que, cuando varios caracteres se
combinaban entre sí, se heredan de forma independiente y las proporciones de los fenotipos
eran debidas a la dominancia del color amarillo y
de la textura lisa frente al color verde y la textura
rugosa.
• ¿A qué cruce debe corresponder
un resultado de 3.210 semillas rojas
y 1.070 marrones?
• ¿Cómo serán los descendientes
de una gallina blanca y un pollo negro,
ambos homocigóticos, si nos dicen
que hay codominancia?
• ¿Cómo serán los descendientes de la primera
generación entre un ratón AAbb
y otro aaBB? ¿Cómo serán los de la segunda
generación?
93
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Página 94
TAREA 5.3
¿Dónde están los factores hereditarios?
OBSERVACIÓN
1. Los cromosomas
Cromosoma
Enrollamiento
1. Busca en libros de texto o en una enciclopedia información sobre los cromosomas,
sus tipos, su forma, su situación, el número
correcto, etc.
• Busca el significado de la palabra cromosoma.
• ¿Qué instrumento deberíamos utilizar para observar los cromosomas?
• ¿De qué están hechos los genes?
ADN
2. Organiza la información.
PIENSA Y RESPONDE
• ¿Cómo crees que se puede leer la información
que hay en un cromosoma?
• Ordena por tamaños los conceptos siguientes:
gen, cromosoma, cariotipo y cromátida.
2. El material hereditario
3. Número de cromosomas
Cuando Mendel hizo sus descubrimientos no se
conocía el lugar en el que se encontraba la información genética, ni la materia que la llevaba. Hoy
se sabe que está en el núcleo de las células eucariotas, concretamente en el ácido desoxirribonucleico o ADN (en algunos virus en el ARN). Estas
moléculas son larguísimas fibras formadas por la
combinación de nucleótidos de cuatro tipos distintos, de forma que su secuencia determina una información, de manera análoga a la escritura de un
libro (una larga fila de letras que podemos leer).
El número de cromosomas de una célula debe permanecer constante, así como también el de todas
las células de los individuos de la misma especie
(excepto los gametos, que tendrán la mitad).
Los cromosomas se pueden contar durante la metafase porque es entonces cuando se individualizan. Se pueden colorear con técnicas específicas
para diferenciarlos entre sí.
Podremos ver que estos cromosomas metafásicos
están formados por dos bastoncitos unidos por un
punto que les da el aspecto de una X, a cada uno de
los cuales se le llama cromátida, por lo que parece
que cada cromosoma posee dos cromátidas, pero
en realidad estamos viéndolos en un momento crucial, pues se han duplicado para poder dividirse.
En el núcleo de las células, las moléculas de ADN
son prácticamente invisibles durante el período de
interfase debido a su pequeño grosor. Sin embargo, durante la mitosis cada una de las moléculas de
ADN se enrolla sobre sí misma varias veces y se
combina con proteínas, de manera que se convierte
en una estructura llamada cromosoma, haciéndose visible mediante la microscopía (igual que un hilo en la acera no se ve desde un quinto piso, pero sí
se ve si lo enrollamos en un ovillo).
Los cromosomas se encuentran por parejas: siempre
hay un número par de cromosomas en cada núcleo.
Al número total se le denomina diploide y se le simboliza con 2 n, y al número de parejas, haploide
y se le simboliza con n. A los que forman pareja se
les llama cromosomas homólogos.
En cada cromosoma se sitúan varias informaciones
una a continuación de otra; son los llamados genes, o unidades de información genética, cada uno
de los cuales lleva la información necesaria para
fabricar una proteína concreta que realizará una
función determinada en el organismo (de forma
análoga a las recetas de un libro de cocina o a las
canciones de una cinta magnetofónica).
Según lo dicho, las células de una planta de guisantes son diploides y tienen 2 n ⫽ 14 cromosomas,
excepto los gametos (los granos de polen y los óvulos) que son haploides con n ⫽ 7 cromosomas.
Al conjunto de todos los cromosomas de una célula diploide de un ser se le llama cariotipo y en ellos
se encuentra toda la información de ese ser vivo.
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NÚMERO DE CROMOSOMAS DE VARIAS ESPECIES
Organismo
N.º de crom.
Organismo
N.º de crom.
Gato
38
Maíz
20
Conejo
44
Guisante
14
Caballo
64
Tomate
24
Ser humano
46
Manzana
34
Asno
62
Cebolla
16
Toro
60
Arroz
24
Rana
26
Calabaza
40
PIENSA Y RESPONDE
• ¿Qué tienen en común los seres vivos de la tabla y, en general,
todos los seres vivos eucariotas, según puedes deducir de los datos?
4. Genes y alelos
Cuando en la fecundación se forma el cigoto, éste recibe n cromosomas del padre y n de la madre, o sea, n ⫹ n ⫽ 2 n; por
eso, el cigoto es diploide y a partir de él todas las células del
futuro ser también lo serán. Pero además tendrán dos copias
de cada cromosoma o, lo que es lo mismo, dos copias de cada
gen. Es decir, habrá dos alelos para cada gen.
PIENSA Y RESPONDE
• ¿A qué especie corresponde el cariotipo
de la fotografía? ¿Cómo lo deduces?
Los alelos están situados exactamente en el mismo lugar en los
cromosomas homólogos. Cuando se formen los gametos, los
cromosomas se repartirán y cada gameto sólo tendrá un juego
de cromosomas, con un juego de alelos.
Debido a la compleja organización del material hereditario en
genes distribuidos en los cromosomas del cariotipo, podremos
distinguir dos tipos:
• Genes independientes. Son los que se encuentran en cromosomas distintos, por lo que se heredan de forma independiente y cumplen las proporciones de las leyes de Mendel.
• Genes ligados. Son los que se encuentran en el mismo cromosoma, por lo que se heredan juntos como una unidad,
de modo que no cumplen las leyes de Mendel.
Los cromosomas de Drosophila
ACTIVIDADES
Recordar
1. Diferencia entre un cromosoma
metafásico y otro interfásico.
2. Haz un esquema de un cromosoma
y sitúa los genes ligados A, b y C.
Mosca
Drosophila
Comprender
Núcleo en división
4 parejas de cromosomas
A B C D E
F
3. Responde:
G H
Gametos
a
b c d e f
g h
PIENSA Y RESPONDE
• Los genes de este cromosoma perteneciente a la mosca Drosophila,
¿se heredan de forma independiente? ¿Por qué?
95
• ¿Cuántos cromosomas tendrá
un grano de polen de manzano?
¿Y una célula de una hoja?
• ¿Por qué no pudo Mendel
dar una explicación celular
a los hechos que estudió?
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TAREA 5.4
La transmisión de los caracteres en el ser humano
1. La herencia del sexo
2. Herencia ligada al sexo
El nacer niño o niña viene determinado por la información genética que se recibe con los cromosomas
de los padres. El ser humano tiene 46 cromosomas que se pueden reunir en 23 parejas. Los cromosomas de estas parejas no son todos iguales; hay
una pareja con cromosomas diferentes, los cromosomas sexuales o heterocromosomas, y los demás
cromosomas son iguales y se les llama autosomas.
En los cromosomas sexuales está toda la información para determinar el sexo del individuo, pero además hay otros genes que se expresan y permiten el
correcto desarrollo del ser humano. Esto hace que
todos los genes del cromosoma Y estén ligados al
sexo masculino y los del cromosoma X al sexo femenino.
Sin embargo, hay una diferencia importante: un gen
que se encuentre en el cromosoma X de la mujer
tendrá, como todos, un par de alelos, porque la mujer tiene dos cromosomas X y el fenotipo será el resultado de la dominancia entre ellos; pero, si se encuentra en el X de un hombre, no tendrá otro alelo
porque no hay otro cromosoma X, y el fenotipo será siempre la expresión de este gen aunque sea recesivo. Con el cromosoma Y ocurre algo parecido,
la mujer nunca podrá expresar un gen del cromosoma Y, porque no lo tiene, mientras que el hombre
expresará todos los del Y.
Las mujeres tienen una pareja de heterocromosomas iguales entre sí y con la típica forma de X durante la metafase, por lo que se dice que las hembras son XX. Sin embargo, los hombres tienen uno
de ellos muy pequeño al que se le llama Y, de modo
que los varones son XY.
A veces se escribe 44 ⫹ XX para referirse al cariotipo de una mujer, y 44 ⫹ XY para el cariotipo de
un hombre.
Los gametos (haploides) se fabrican por meiosis a
partir de células específicas (diploides) de las gónadas, de manera que se reparte la dotación cromosómica 2 n en dos partes iguales al azar. Por consiguiente, en cada óvulo de una mujer habrá 22 ⫹ X,
pero en cada espermatozoide de un hombre habrá
22 ⫹ X o 22 ⫹ Y. Los óvulos siempre llevan un cromosoma X, pero los espermatozoides pueden llevar
uno X o uno Y.
Algunas enfermedades que padece la especie humana se deben a la presencia de un gen defectuoso en
algún cromosoma; si ese gen está en un cromosoma
sexual, la enfermedad a que dé lugar se heredará ligada al sexo. El daltonismo y la hemofilia son enfermedades determinadas por genes en el cromosoma X, que se heredarán ligadas al sexo.
• Daltonismo. Es una incapacidad para distinguir
ciertos colores (lo más habitual es no distinguir
el rojo del verde). Impide realizar alguna profesión
(ferroviaria, naval). La sufren sobre todo los varones, entre un 2 y un 8 %.
Esto hace que, dependiendo del espermatozoide
que intervenga en la fecundación del óvulo, el futuro individuo será varón o hembra.
PADRE
Padres
(P)
Fenotipos
Varón
Hembra
Genotipos
44 ⫹ XY
44 ⫹ XX
Gametos Porcentajes
50 %
50 %
Genotipos 22 ⫹ X
Hijos
(F1)
MADRE
22 ⫹ Y
• Hemofilia. Esta enfermedad dificulta la coagulación de la sangre. Las personas afectadas carecen
de algún factor que interviene en las reacciones de
la coagulación. Puede ser muy grave (un pequeño
hematoma se convierte en un derrame interno). La
enfermedad afecta a los hombres, las mujeres pueden transmitirla pero no la padecen.
100 %
22 ⫹ X
Genotipos
44 ⫹ XX
44 ⫹ XY
Fenotipos
Hembra
Varón
Porcentajes
50 %
50 %
Si llamamos X al cromosoma normal y X d al que lleva el gen defectuoso, una mujer XX será normal, una
X dX será portadora de la enfermedad pero no la sufrirá y una X dX d será daltónica, mientras que un hombre XY será normal y uno X dY será daltónico.
En el estudio de estas enfermedades se utilizan los
árboles genealógicos para deducir quién transmite
la enfermedad y quién podrá padecerla.
Como ves, la probabilidad de que en una fecundación se produzca un niño o una niña es la misma.
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Reina Victoria
Eduardo III
Rey de
Inglaterra
Príncipe Alberto
Leopoldo
de Albania
Princesa
Alicia
Princesa
Beatriz
Nicolás II
Zar de Rusia
Mauricio
de Battenberg
Princesa
Alicia
Princesa Federico AlejanIrene de Hesse
dra
Victoria
Eugenia
Alfonso XIII Leopoldo
de España
de Battenberg
Ruperto
Waldemar
de Prusia
Enrique
de Prusia
Mujeres
Alfonso Príncipe
Jaime
Príncipe
de Asturias
Alejandro
Zarevitch
de Rusia
Varones
Princesa
Beatriz
Princesa MerCristina cedes
Príncipe
Juan
Rey Juan Carlos I
de España
Príncipe
Gonzalo
Reina Sofía
Varones
hemofílicos
Mujeres
portadoras
Felipe
3. Herencia poligénica
A veces un fenotipo no está determinado por una sola pareja
de genes, sino por varias. Es el caso del color de la piel humana. Todos sabemos que hay una importante gradación de colores desde personas muy negras hasta muy blancas. Esto es
debido a que tenemos al menos seis parejas de genes cuyos
alelos dominantes añaden oscuridad a la piel. Si fueran sólo
dos parejas, tendríamos los siguientes genotipos y fenotipos:
NNNN (negro), NNNn (moreno), NNnn (mulato), Nnnn (claro)
y nnnn (blanco).
P Genotipos
Fenotipo A
A0
Cristina
Fenotipo B
B0
Gametos
A
0
B
0
F1 Genotipos
Fenotipos
AB
AB
A0
A
B0
B
00
0
ACTIVIDADES
4. Herencia multialélica
En ocasiones, un gen puede tener varios alelos; el caso más
conocido es el de los grupos sanguíneos, donde tenemos tres
alelos: A, B y 0. Entre el A y el B hay codominancia y ambos
dominan sobre 0, que es recesivo.
Recordar
Tenemos cuatro grupos o fenotipos: A, B, AB y 0.
2. Representa un cruce entre
un hombre daltónico y una mujer
normal.
Los genotipos posibles serán seis, que dan lugar a los cuatro
grupos sanguíneos:
GRUPOS SANGUÍNEOS EN LA ESPECIE HUMANA
Genotipos
Fenotipos
AA
Grupo sanguíneo A
A0
Grupo sanguíneo A
BB
Grupo sanguíneo B
B0
Grupo sanguíneo B
AB
Grupo sanguíneo AB
00
Grupo sanguíneo 0
1. Diferencia entre un carácter ligado
al sexo de otro que no lo está.
Comprender
3. Responde:
• ¿Qué probabilidad tendrá
una pareja de que sus dos
primeros hijos sean niñas?
• ¿Puede una persona tener
sangre del tipo A si su padre
es 0 y su madre es AB?
¿Y si su madre fuera B?
97
Elena
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TAREA 5.5
¿Qué son las mutaciones?
Las mutaciones de forma natural aparecen ocasionalmente, pero su frecuencia puede aumentar muchísimo por la acción de productos químicos o radiaciones que las inducen. A estos factores se les llama
agentes mutágenos.
OBSERVACIÓN
1. Los individuos mutantes
1. Busca en libros de texto o en una enciclopedia información sobre los lunares de la
piel, la pantera negra y el gorila albino.
Responde:
• ¿Qué significa la palabra mutante?
• ¿Se puede predecir la aparición de una mutación en un ser vivo?
• ¿Cómo será la descendencia de una célula
mutante?
Lo más común es que la mayoría de las roturas que
sufre nuestro ADN puedan ser reparadas por nuestras células sin consecuencia; pero, a medida que
se envejece, la frecuencia de aparición de mutaciones aumenta, lo que explica, por ejemplo, el desarrollo de ciertos tipos de cáncer a edad avanzada.
Cuando aparece un ser diferente de los de su especie porque presenta una mutación le llamamos
mutante.
2. Organiza la información.
• Haz un esquema de las sustancias o agentes
que pueden producir mutaciones.
• En algunas guerras se utilizaron estos productos. ¿En cuáles?
Las mutaciones pueden ocurrir en cualquier célula
del ser vivo.
• Mutación somática. Si la mutación sucede en
una célula cualquiera del cuerpo, no se transmitirá a los descendientes de ese ser vivo, pero sí a
las células que procedan de ella. Un lunar es el
resultado de la proliferación de una primera célula a la que una mutación le obligó a fabricar
más pigmento que a sus vecinas.
• Mutación gamética. Sin embargo, si la mutación ocurre en los gametos, o en el cigoto, todas
las células del nuevo ser llevarán la mutación y al
mismo tiempo la transmitirán a su descendencia.
2. La mutación
Una mutación es un cambio en el ADN de una
célula, que se produce espontáneamente y al
azar.
En este tema hemos hablado de guisantes amarillos y verdes, pero ¿han existido desde siempre estos colores? Si eran todos amarillos en un principio,
¿cuándo y por qué apareció el primero de color
verde? La solución a estas preguntas es difícil, pero
si pensamos que el color lo determina un gen y en
una duplicación el ADN sufre un error y se deteriora, las células que desciendan de ella estarán incapacitadas para fabricar dicho
pigmento y mostrarán el
verde de la clorofila como el resto de la planta.
Según el efecto que produzca en el ser vivo, podremos clasificar las mutaciones en cuatro tipos:
• Indiferente. La mutación no influye en el desarrollo normal de la célula o del individuo y pasa
desapercibida. Por ejemplo, un lunar en la piel.
• Beneficiosa. La mutación permite el desarrollo
de nuevas o mejores características para la vida
del individuo, ser más veloz, estar mejor camuflado, etc. Estas mutaciones serán el motor que
impulse la evolución de las especies.
• Perjudicial. Provoca una enfermedad en el individuo que la tiene, pero le permite vivir. En la especie humana la medicina permite que seres con
deficiencias puedan desarrollarse y vivir una larga vida (miopes, diabéticos, etc.), mientras que
en el medio natural un ser enfermo muere antes
de llegar a la edad adulta.
• Letal. La mutación es grave y el mutante muere
si afecta a la formación o funcionamiento de un
órgano vital: el corazón, el cerebro, etc.
Un tigre albino mantiene
las bandas oscuras
características
de su especie,
pero su color general
es blanco.
¿Pertenece este animal
a una especie diferente
de la de sus padres?
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5 6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Delección
1 2 3 4 7 8 9 10
Translocación
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 7 8 9 3 4 5 6 10
11 12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Inserción
1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 10
Mutaciones estructurales en los cromosomas.
El color rojo de los ojos de la mosca Drosophila
se debe a una mutación.
3. Clases de mutaciones
4. Agentes mutágenos
Podemos distinguir dos clases de mutaciones:
Son los causantes de inducir mutaciones en grandes cantidades.
• Numéricas. Son las que afectan al número de
cromosomas, que aumenta o disminuye. El número de cromosomas en las células de los seres
de la misma especie debe permanecer constante; cuando esto no ocurre, el individuo sufre una
serie de alteraciones y de síntomas que reciben
el nombre de síndrome. Los más conocidos son
los síndromes de Down o trisomía 21 (un cromosoma 21 extra), Klinefelter (44 ⫹ XXY), Turner
(44 ⫹ X0), trisomía 13 y trisomía 18.
• Estructurales. Son las que afectan a porciones de
un cromosoma; son llamadas génicas cuando afectan a un solo gen. A veces un cromosoma se parte en dos trozos y uno de ellos se pierde, o se vuelve a unir en un lugar o de una forma equivocada,
en otras ocasiones un trozo se duplica, etc.
Anomalía génica
Enfermedad
Gen
Anemia
falciforme
Hemoglobina anormal
Recesivo
Fibrosis quística
Obstrucción de los bronquios.
Recesivo
Infecciones respiratorias
E. de Huntington Degeneración del S.N.
Dominante
Fenilcetonuria
Falta de desarrollo del S.N.
Recesivo
Galactosemia
Incapacidad de metabolizar
galactosa
Recesivo
Falta de pigmento en piel,
ojos, cabello
Recesivo
Albinismo
Desde que, en 1927, Müller demostrara que los rayos X producían mutaciones en la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster), se han descubierto
una serie de radiaciones y sustancias que las producen. Su peligrosidad reside en un uso indiscriminado y en la ausencia de síntomas inmediatos.
AGENTES INDUCTORES DE MUTACIONES
Químicos
Físicos
Rayos X
Gas mostaza (perita)
Rayos ␥
Agua oxigenada
Rayos ␣
Pesticidas
Rayos ␤
Productos industriales
Luz ultravioleta
Nicotina
Ultrasonidos
Cafeína
Choques térmicos
Fármacos
Traumatismos repetitivos
Drogas
ACTIVIDADES
Recordar
Diabetes mellitus Carencia de insulina
Recesivo
Sordomudez
Sordera
Recesivo
Polidactilia
Más de cinco dedos
Dominante
Sindactilia
Dedos unidos
Dominante
1. Diferencia entre una mutación numérica
y otra estructural.
2. Haz un esquema de todas las clases
de mutaciones que se citan en el texto.
Comprender
3. Responde:
Algunas de estas enfermedades, si se detectan a
tiempo, se pueden evitar con un tratamiento adecuado, como la fenilcetonuria, con un simple cambio en la dieta del recién nacido hasta los 7 años.
• ¿Por qué es más probable la aparición
de ciertas enfermedades en las personas
mayores?
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RESUMEN DE LA UNIDAD
La Genética es la parte de la Biología que estudia
la herencia de los caracteres de los seres vivos.
De los descubrimientos de Mendel se derivan las
tres leyes básicas de la Genética:
• Ley de la uniformidad. Si se cruzan dos individuos diferentes pero homocigóticos, su descendencia es uniforme.
• Ley de la segregación. Los dos factores hereditarios que informan sobre el mismo carácter no
se fusionan y durante la formación de los gametos se segregan independientemente.
• Ley de la combinación. Cuando varios caracteres se combinan entre sí, se heredan de forma independiente.
Las mutaciones son cambios en el ADN de una célula que se produce espontáneamente y al azar.
Pueden ser numéricas si se altera el número normal de cromosomas, o estructurales si afecta a un
cromosoma pero no a su número. Existen una serie
de agentes (físicos y químicos) que pueden causar
mutaciones: son los agentes mutágenos.
El material hereditario está formado por largas moléculas de ADN que durante la mitosis se hacen visibles y llamamos cromosomas. Sobre estas moléculas se alinean los genes. Los genes que están en
un mismo cromosoma y, por lo tanto, se heredan
juntos, están ligados.
Los gametos tienen un número n de cromosomas distintos, son haploides, mientras que las
demás células tienen el doble o n parejas, 2 n, son
diploides. El sexo de un individuo está determinado por una pareja de cromosomas, XX en la mujer, o
XY en el hombre.
Explica el motivo por el que en una misma familia
haya miembros muy parecidos entre sí
y otros poco parecidos.
Completa el mapa del tema
LOS CARACTERES HEREDITARIOS
se transmiten según las
se encuentran en
los genes pueden
cambiar por
mutaciones
que se organiza en
1.ª ley
2.ª ley
3.ª ley
cromosomas
que contienen
100
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Página 101
Actividades
Test de conocimientos
1
Busca en esta sopa de letras diez palabras
relacionadas con la Genética.
M
A
C
I
G
O
T
O
J
2
U
R
E
C
E
S
I
V
O
T
H
G
E
N
O
M
A
F
A
F
E
N
O
T
I
P
O
C
A
N
D
T
E
R
E
L
I
B
G
W
I
M
A
Y
E
O
Z
A
Q
P
A
D
N
L
N
E
T
U
O
G
I
A
A
6
Completa las frases siguientes en tu cuaderno:
a) Un ser es
un carácter dos
A
M
O
S
O
M
O
R
C
cuando tiene para
iguales.
b) Una célula con un número 2 n de
es
.
c) Los genes
cuentran en
d) Las
nan
7
son los que se endistintos.
estructurales se denomisi afectan a un solo gen.
Rellena el siguiente cuadro con el tipo de
herencia en cada caso:
Explica en qué se diferencian:
a)
b)
c)
d)
e)
Carácter
Genotipo y fenotipo.
Gen y alelo.
Dominante y recesivo.
Homocigótico y heterocigótico.
Diploide y haploide.
Tipo de herencia
Color de la piel humana
Hemofilia
Grupo sanguíneo
Lunar cutáneo
Color del guisante
3
Haz un resumen de las leyes de Mendel.
4
Resuelve los siguientes problemas:
Color de las flores
del dondiego de noche
a) En un cruce entre un conejo blanco homocigótico y una coneja heterocigótica
de color marrón, el alelo dominante es el
marrón. ¿Cómo será la descendencia?
b) El alelo R determina el color rojo de las carpas, y domina sobre el r, que determina el
color amarillo. Realiza un cruce entre dos
individuos rojos heterocigóticos para obtener la F1. ¿Cuántos genotipos y fenotipos se obtienen? ¿En qué proporciones?
c) Si los grupos sanguíneos de una pareja
son AA y BB, ¿cómo serán los grupos sanguíneos de sus nietos si su hijo se une a
una mujer AB?
d) ¿Cómo será la descendencia de un hombre daltónico y una mujer portadora de
daltonismo?
5
Explica las siguientes afirmaciones:
8
AMPLIACIÓN. Piensa y responde.
En el texto hemos citado los experimentos
de Mendel con guisantes amarillos y verdes.
• ¿Por qué comemos guisantes verdes si los
dominantes son los amarillos?
• ¿Cómo se puede conseguir una raza pura
de color verde partiendo de guisantes
amarillos?
A veces podemos
observar que las
flores de una planta no son de color
uniforme: unas son
rojas, otras blancas,
pero algunas son
blancas y rojas a
trozos.
• ¿Se puede hablar
en este caso de
herencia mendeliana?
• El cromosoma metafásico tiene la información genética doble.
• Los cromosomas sexuales de la mujer son
cromosomas iguales.
• Las enfermedades ligadas al cromosoma
X las sufren sobre todo los varones.
• Plantea una hipótesis para explicar este hecho.
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Página 102
Actividades
Test de capacidades
1
3
Interpretar tablas de datos.
En la siguiente tabla se muestra el número
de nacidos con el síndrome de Down por cada
mil recién nacidos vivos y se ponen en relación con la edad de la madre en el momento
del nacimiento:
Edad materna
Nacidos S. Down (‰)
Menos de 20
0,58
20-24
0,83
25-29
1,13
30-34
2,74
35-39
4,94
40-44
16,26
Más de 44
31,25
a) Representa en tu cuaderno una gráfica
con estos datos.
b) ¿De qué depende el aumento del riesgo de
que nazca un niño con síndrome de Down?
c) Plantea una hipótesis para explicarlo.
2
AMPLIACIÓN. Interpretar esquemas.
a) El siguiente esquema es el cariotipo de un
ser humano. Estudia los cromosomas que
lo forman, deduce su sexo y si presenta alguna enfermedad genética.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
b) En este árbol genealógico se representa a
una familia con daltonismo. Deduce qué
individuos pueden ser portadores.
1
Copia y completa el siguiente cuadro de
Punnet:
Mn
Mn
mn
mn
MMnn
MmNn
MmNn
Mmnn
2
II:
MmNN
mmNN
Afectados
de ceguera
para el color:
sombreados.
No afectados:
vacìos.
I:
Completar un esquema.
MMNN
X
1
2
3
4
5
Mmnn
mmNN
mmNn
III:
1
Una vez deducido el cuadro anterior, completa el esquema de la producción de los gametos del cuadro.
2
3
4
5
6
7
8
c) Este esquema pertenece a los cariotipos
de la mosca Drosophila melanogaster:
Progenitor 1
Gametos
XY
Macho
Progenitor 2
XX
Hembra
• ¿Qué diferencia al macho de la hembra?
• ¿Cuántos cromosomas hay en una célula
de la mosca?
• ¿Cuántos cromosomas habrá en un espermatozoide de la mosca?
Gametos
102
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Página 103
Test de responsabilidad
El proyecto genoma humano
Antes de lo previsto, se ha completado la lectura de
la totalidad de la información genética de la especie humana. Este hito científico permite localizar en
nuestros cromosomas los lugares exactos en los que
se encuentran los genes que almacenan la información de los caracteres anatómicos y fisiológicos. Además, se pueden localizar aquellos que producen enfermedades hereditarias y otras enfermedades
graves, como algunos tipos de cáncer.
• ¿Crees que debe haber confidencialidad en los
datos genéticos?
• Si a una persona se le descubre la posibilidad de
padecer una grave enfermedad, ¿piensas que
debe ser informada de ello?
• ¿Sería ético practicar un aborto al conocer que el
futuro ser padecerá una deficiencia grave? Debatid en clase sobre esto.
Este conocimiento permitirá, mediante técnicas de
terapia génica, sustituir genes defectuosos por genes normales.
Hoy en día, el conocimiento del genoma ya se utiliza, en ambientes policiales, para identificar mediante
pruebas de ADN a los sospechosos de hechos delictivos.
Sin embargo, aunque parece magnífico poder conocer de antemano las posibilidades que tiene un
ser de sufrir una enfermedad o si es portador de una
enfermedad genética con vistas a una prevención
o curación de la misma, hay quien opina que esta información utilizada de forma inadecuada puede ser
perjudicial. Las empresas podrían solicitar informes
genéticos de sus trabajadores para contratarlos o no,
las aseguradoras aumentarían las primas a sus asegurados propensos a sufrir cáncer, etc.
Investigador examinando una prueba realizada con ADN
durante la fase de secuenciación del proyecto genoma
humano. El esfuerzo conjunto de cientos de científicos
ha permitido conocer la secuencia de genes de nuestros
cromosomas, aunque aún serán necesarios varios años
de investigación para encontrar aplicaciones prácticas
importantes.
Experiencia
Las huellas dactilares (dermatoglifos)
En cada huella se pueden distinguir estas formas:
Vamos a estudiar nuestras huellas dactilares. En las
yemas de los dedos de las manos y de los pies tenemos unas marcas que nos diferencian de otros individuos de nuestra especie desde el nacimiento, están determinadas genéticamente y ni siquiera los
gemelos las tienen iguales.
• Trirradios. Puntos de reunión de los sistemas de
surcos con forma aproximada de Y.
a
b
• Arcos. Los sistemas de surcos no tienen trirradios.
• Asas. Los surcos tienen un solo trirradio a un lado.
• Torbellinos o vórtices. Los sistemas de surcos tienen dos trirradios.
c
Procedimiento:
Trirradio
d
Torbellino
e
Ejemplos de dermatoglifos.
f
Asas
1. Mancha con tinta la yema de tu pulgar derecho
y marca su huella sobre una hoja de papel. Compara tu huella con los tipos de la figura.
2. Reúne la información de tu huella con la de los
compañeros en una tabla de datos y realiza un histograma. ¿Qué porcentaje representa cada tipo?
3. Repite en casa la experiencia con tu familia y fabrica un árbol genealógico con las huellas.
103
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Página 104
Aplicaciones de la Genética
Manipulación genética
Desde que el hombre descubrió la agricultura
y la ganadería se propuso obtener grandes
cosechas y rebaños productivos. Para ello utilizó
el cruce entre especies y el cultivo selectivo.
En la actualidad se sigue el proceso
pero la técnica ha cambiado radicalmente.
En la actualidad se utiliza la ingeniería genética,
que consiste en la manipulación del material
genético de las células o virus para conseguir
dos objetivos:
Ratón transgénico
comparado
con uno normal.
La alteración genética
del primero se concreta
en un crecimiento
mucho mayor.
• Prevención y tratamiento de enfermedades.
• Desarrollo de microorganismos, plantas
y animales nuevos para fabricar antibióticos,
que sean resistentes a herbicidas, o tengan
un crecimiento más rápido.
Las plantas y animales obtenidos
por manipulación genética se llaman
transgénicos. Se puede introducir en el ADN
de un ratón un gen humano cancerígeno
para estudiar el desarrollo del cáncer
sin comprometer a un ser humano.
Las bacterias obtenidas por estos métodos
se denominan recombinantes. Es posible
introducir un gen humano en su interior para
que la bacteria fabrique, por ejemplo, insulina.
Plantas transgénicas
Animales transgénicos
La ingeniería genética en plantas persigue dos objetivos:
Los objetivos que se persiguen con los animales
transgénicos son muy variados:
• Aumento del rendimiento del ganado.
• Producción de animales con enfermedades humanas para investigación.
• Producción de fármacos y de otras sustancias de
interés médico.
• Conseguir plantas cultivadas con mejores rendimientos (resistentes a plagas, maduración de frutos controlada, semillas de alto valor nutritivo, etc.).
• Producción de sustancias con aplicaciones farmacológicas.
En los últimos años se han conseguido producir
animales clónicos, como ovejas, cerdos, cabras,
etcétera. Los animales clónicos son idénticos a un
animal progenitor. Cuando se producen numerosos clónicos se puede investigar sobre ellos con la
seguridad de que sus diferencias de metabolismo y
fisiología no interferirán en los resultados.
Se han conseguido plantas transgénicas resistentes
a enfermedades producidas por virus, bacterias
o insectos. Estas plantas son capaces de producir
antibióticos, toxinas y otras sustancias que atacan
al causante de la plaga. Esto repercute en un ahorro
económico al no necesitar utilizar plaguicidas y obtener una mayor cosecha.
También se han conseguido plantas transgénicas
que den frutos de maduración controlada muy
lenta, lo que permite su transporte hasta el consumidor sin alterar sus características de calidad.
En la actualidad, ya se emplean en los laboratorios
ratones transgénicos portadores de genes cancerígenos humanos, para estudiar en ellos cuándo y
dónde se activan estos genes y cómo se desarrolla
la enfermedad.
Desde el punto de vista médico, las plantas transgénicas permiten fabricar fármacos y sustancias
de difícil obtención, como anticuerpos, proteínas de
la sangre y hormonas del crecimiento.
Se emplean también ovejas para producir medicamentos en grandes cantidades. Una de estas
sustancias obtenidas de ovejas transgénicas es el
factor VIII de la coagulación sanguínea.
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SALUD EN EL AULA
Prevenir enfermedades hereditarias
Inserción del gen humano
normal en virus
del resfriado común
Gen
humano
normal
Terapia génica
La información genética
de los virus se incorpora
a la de las células
pulmonares. Éstas
adquieren
así el gen
normal.
Cuando una enfermedad es debida a un solo gen,
sería posible curarla introduciendo el gen normal
en la persona enferma.
Esta terapia está en fase de experimentación y se
basa en que las células sólo leen los genes que necesitan, de modo que se podría introducir el gen
normal sólo en las células de un órgano concreto
para que frente al gen defectuoso (recesivo) expresara su información. De esta forma se podrían curar numerosas enfermedades que, en último término, se deben a la carencia de una sustancia
(normalmente una proteína) que debería producir
el gen defectuoso.
Inhalador
Cultivo de
los virus
Los virus
llegan
a los
pulmones
Gracias a los avances en el conocimiento del genoma humano, se pueden prevenir las enfermedades
hereditarias de dos formas:
• Prevención primaria. Consiste en el estudio genético de la pareja y sus respectivas familias antes de la concepción de un nuevo ser. Es lo que
se denomina consejo genético, con este estudio se pueden deducir las posibles enfermedades
hereditarias y aconsejar su prevención.
• Prevención secundaria. Hay enfermedades que
sólo se pueden diagnosticar en el nuevo ser ya formado. Para ello se han desarrollado técnicas que
permiten analizar con mucha precisión el ADN del
feto y descubrir en él las posibles enfermedades.
DEBATE
INVESTIGACIÓN
Los alimentos transgénicos
Terapia génica
Desde que aparecieron estos alimentos, hay una
gran polémica sobre su uso.
Los que están a favor piensan que serán la salvación
y terminarán con el hambre del Tercer Mundo. Además, se están produciendo alimentos transgénicos
recomendados en dietas especiales para enfermos.
Y en cuanto a su peligrosidad, opinan que son los
que más controles sufren hasta ser autorizados.
Los que están en contra dicen que se producen reacciones alérgicas que no existían hasta ahora y facilitan la aparición de resistencias a los antibióticos. Se
han fabricado plantas estériles, lo que obliga a sufrir
el monopolio de las empresas para adquirir cada año
las semillas nuevas.
Busca información sobre ella y relaciónala con las
terapias actuales (vacunación, sueroterapia, psicoterapia, electroterapia, hidroterapia, fisioterapia, quimioterapia, radioterapia, etc.).
• Debatid en clase sobre este tema. Proponed leyes
reguladoras.
Empaquetado de maíz transgénico.
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Guía y
recursos
06 Evolución
F
F
EXPRESA LO QUE SABES
1. Observa la fotografía y responde.
• ¿Cuántas especies y cuántas
poblaciones puedes identificar
en la figura?
• ¿Cómo se originaron esas especies?
• En la actualidad, de las especies
fósiles (F) sólo encontramos
sus restos; no observamos
ejemplares vivos. Las otras especies
existen en el planeta
aproximadamente desde hace
65 millones de años, o épocas
posteriores, pero no se han
encontrado restos de ellas en épocas
anteriores. Explica estos hechos.
Contenidos
1. PANORAMA:
¿Por qué sabemos
que los seres vivos
evolucionan?
2. Teorías sobre
la evolución.
Teoría de Lamarck.
3. La teoría de
Darwin-Wallace.
4. El neodarwinismo
y la teoría sintética.
5. ¿Cómo se originan
las especies?
¿Han permanecido siempre
con esas características
o se han transformado?
Explica tu respuesta.
CIENCIA, TÉCNICA
Y SOCIEDAD
• El problema
de la evolución
en la sociedad.
2. Expón tu opinión sobre el tema:
• ¿Cuál de las siguientes frases
es la verdadera? ¿Por qué?
a) La evolución biológica no existe.
b) La evolución es una teoría.
c) La evolución es un hecho.
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¿QUÉ DEBES SABER?
3. La célula y los genes.
Conceptos previos de Biología
Recuerda que en el núcleo celular, entre otros
componentes, se encuentra el ADN, y que un gen
es un «trozo» de ADN.
1. La diversidad de los seres vivos. Clasificación.
Recuerda la gran diversidad de seres vivos
que habitan en el planeta. Durante la historia de
la ciencia, los naturalistas han empleado diferentes
métodos para clasificarlos. Actualmente,
las clasificaciones se hacen siguiendo el sistema
de clasificación natural desarrollado por Linneo
(1707-1778). Este naturalista se basó
en las relaciones de parentesco, y buena parte
del trabajo de los taxónomos actuales consiste
en descubrir esas relaciones.
2. Cambios en la diversidad durante la historia
de la vida.
ADN de una bacteria. ¿Existe alguna relación
entre los rasgos estructurales que se pueden observar
en los seres vivos y la información contenida en el ADN?
Explica tu respuesta.
• A partir del estudio de los fósiles, podemos
relacionar muchas especies que vivieron
en el pasado con otras actuales. Y si lo hacemos
siguiendo criterios de semejanza
en las estructuras anatómicas, entonces
las relaciones serán de parentesco.
4. Conceptos de especie y población.
• Una especie es un conjunto de seres vivos
que tienen características comunes
y las intercambian durante la reproducción
generando una descendencia fértil.
• Una población es un conjunto de individuos
de la misma especie que vive en la misma zona
geográfica durante un período de tiempo
determinado.
Conceptos previos de ciencia
en general
RECUERDA Y RESPONDE
• Utiliza los conocimientos asimilados en la unidad
anterior y responde. ¿Qué es un fósil?
¿Qué es una teoría científica?
En el conocimiento científico, una teoría científica
se origina cuando generalizamos una explicación de
un hecho o fenómeno natural concreto, de tal manera
que se puedan hacer predicciones muy aproximadas.
No existe ningún método para hacer teorías científicas,
pero sí existe un método científico, y de seguimiento
riguroso, para probar una teoría científica.
Este método consiste en:
a) Diseñar experimentos teniendo en cuenta
las conclusiones que se deducen de esta teoría.
b) Analizar los resultados de estos experimentos
para ver si concuerdan o contradicen
las predicciones de la teoría.
c) Utilizar la teoría para explicar racionalmente nuevos
descubrimientos, y comprobar su eficacia
en la predicción de sucesos naturales.
Equus
(caballo moderno)
Merychippus
(hace 5 millones de años)
Echippus
(hace 54 millones de años)
PIENSA
• Observa la figura. ¿Crees que existe alguna relación
de parentesco entre los individuos fósiles
y los caballos actuales? ¿Por qué? ¿Qué diferencias
aprecias entre ellos?
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TAREA 6.1: PANORAMA
¿Por qué sabemos que los seres vivos evolucionan?
1. Las teorías de la evolución
3. La anatomía y las relaciones
de parentesco
A la pregunta ¿cómo se originan las especies? se
han dado muchas respuestas, normalmente condicionadas por la cultura en la que se produjo. En las
páginas siguientes recogemos algunas de las respuestas que los filósofos y científicos han dado a
esta pregunta, desde la antigüedad hasta nuestros
días. A pesar de su gran diversidad, podemos agrupar estas respuestas en dos líneas.
La forma externa de las estructuras de los organismos refleja su adaptación funcional al medio
en el que viven. Un topo (mamífero) y un grillotopo (insecto) tienen extremidades anteriores en
forma de palas excavadoras adecuadas a su actividad excavadora. A los órganos que tienen la
misma forma y la misma función pero una estructura interna diferente se les llama órganos análogos.
• Aquellas que consideran que las especies se crearon tal como las conocemos actualmente y son
formas de vida fijas desde entonces. Con sus diferentes matices, todas son explicaciones creacionistas y fijistas del origen de las especies. Están basadas en la transmisión de un mito o en la
interpretación literal de un libro. No contemplan
la posibilidad de ser probadas ni modificadas.
Por esto no se utilizan en la actividad científica.
• Las que consideran que las especies se han transformado y se siguen transformando durante la
historia de la vida. El origen de las diferentes especies estaría causado por la acumulación progresiva de estas transformaciones. Son las teorías
evolucionistas.
Por otro lado, existen órganos que tienen cierta
semejanza en su anatomía interna, aunque se diferencien en su morfología y desempeñen distintas funciones. La aleta de un delfín y el ala de un
murciélago tienen formas diferentes: una se utiliza para nadar y la otra para volar, como corresponde a dos animales que viven en medios tan
distintos. Pero las dos, y las otras del mismo grupo
de animales, parecen seguir un mismo plan estructural. En este caso están soportadas por un
esqueleto óseo basado en los huesos húmero, cúbito, carpo, metacarpo y dedos, con ligeras modificaciones que parecen responder al problema
planteado por el desplazamiento en el medio en
el que viven. A estos órganos que siguen un mismo plan estructural, a pesar de sus diferencias externas y de sus diferentes funciones se les llama
órganos homólogos.
2. Las pruebas de la evolución
Ninguna de las teorías que afirman que los seres vivos cambian con el tiempo surgió de la nada. Todas
se basaron en la observación de una serie de hechos
naturales, fenómenos y regularidades observables
en la naturaleza que no tienen explicación si no es
bajo la perspectiva de que existe un proceso o una
serie de procesos que hacen que los seres vivos evolucionen, es decir, que las formas existentes cambien
y desaparezcan y aparezcan formas nuevas.
Topo (mamífero)
Grillotopo
(insecto)
ÓRGANOS
ANÁLOGOS
Estos hechos se llaman pruebas de la evolución.
Entre todas ellas destacaremos cuatro: las relaciones de parentesco basadas en la anatomía, los fósiles, la biogeografía y las pruebas bioquímicas.
Sin embargo, todas estas pruebas naturales nos
muestran que la evolución es un hecho, pero no
explican cómo procede. Las diferentes teorías de
la evolución se formularon en un intento de explicar este proceso y sus causas. Como son teorías, se
tienen que demostrar experimentalmente y deben
dar explicación a los nuevos descubrimientos, por
lo que son siempre revisables.
Murciélago
(mamífero)
Delfín (mamífero)
ÓRGANOS
HOMÓLOGOS
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Linneo hizo su sistema de clasificación natural basándose en criterios de semejanza anatómica y, a
pesar de ser creacionista en su explicación del origen de las especies, estableció relaciones de parentesco entre diferentes especies.
5. Biogeografía
Los mamíferos de América del Norte han estado
aislados de los de América del Sur hasta hace relativamente poco tiempo. En la fauna de mamíferos
de América del Sur aparecen marsurpiales, como
en Australia, precisamente el continente con el que
más tiempo estuvo unida. Estos datos nos sugieren
que la mayor parte de las especies de estos dos
continentes se originaron y evolucionaron a partir
de los mismos antepasados, diversificándose sobre
la estructura básica del marsupial.
Para muchos naturalistas posteriores a Linneo, las
relaciones de parentesco que se deducen de los órganos homólogos son un indicio de que las especies dotadas de dichos órganos tuvieron un antepasado común y se originaron a partir de él al
adaptarse a medios diferentes. A este proceso se le
llama divergencia evolutiva o radiación adaptativa.
6. Pruebas bioquímicas
Por otro lado, la adaptación progresiva de grupos
taxonómicos a un mismo ambiente puede originar
especies con órganos análogos, en respuesta al
problema adaptativo planteado por el mismo ambiente. En este caso se ha producido una convergencia adaptativa.
Todos los seres vivos (móneras, algas, hongos,
plantas y animales) tienen su información genética
en el ADN. En todos se usa el mismo código genético para producir proteínas, combinando sólo
veinte aminoácidos. Esta uniformidad bioquímica
sugiere que las diferentes formas actuales tienen
antepasados comunes. Además, la similitud de una
molécula presente en varias especies es mayor
cuanto más estrechas sean las relaciones de parentesco entre dichas especies.
Caballo
Delfín
Pato
Murciélago Pez
Delfín
ACTIVIDADES
Recordar
Antepasado común
Antepasados diferentes
DIVERGENCIA
EVOLUTIVA
CONVERGENCIA
EVOLUTIVA
1. Enumera las pruebas de la evolución.
Incluye ejemplos.
Comprender
2. Lee y obtén conclusiones:
4. Los fósiles y sus relaciones
con las especies actuales
El citocromo c es una proteína presente
en todos los seres vivos. En la tabla se indican
las diferencias entre los citocromos c
de varios vertebrados.
Los fósiles nos muestran la existencia de especies
que vivieron en el pasado y se extinguieron posteriormente. El registro fósil no es muy completo,
pero, a pesar de ello, podemos comparar los rasgos
anatómicos de los fósiles con los de especies actuales, encontrando en muchos casos que comparten
el mismo plan estructural.
Especie
Los paleontólogos han utilizado este método para
describir muchas series filogenéticas (que muestran
relaciones evolutivas entre diferentes especies),
como la del caballo.
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Número de
Aminoácidos
aminoácidos
diferentes respecto
del citocromo al citocromo humano
Hombre
104
–
Chimpancé
104
0
Mono rhesus
104
1
Caballo
104
11
Atún
104
21
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TAREA 6.2
Teorías sobre la evolución. Teoría de Lamarck
«Puesto que no hay
especies nuevas,
puesto que un ser
dado produce siempre un ser similar,
puesto que en toda
especie hay una
unidad que preside
el orden, debemos
atribuir, necesariamente, esta unidad
progenitora a cierto
Karl von Linneo (1707-1778).
Ser Todopoderoso y
Omnisciente; es decir, Dios, cuya obra se llama creación.» Linneo (1707-1778).
1. Opiniones sobre la evolución
a través del tiempo
Después Ea, el sabio, creó a la humanidad. […] Enbilulu-Gugal, … que proporciona el mijo, y hace
aparecer la cebada. Poemas babilónicos (1890 a
1594 a.C., aprox.).
Dijo [Dios] luego: «haga brotar la tierra hierba verde, hierba
con semillas, y
árboles frutales
cada uno con
su fruto, según
su especie, y
con su simiente
sobre la tierra».
Génesis 1, 11.
Dijo luego Dios:
«Brote la tierra
seres animados
según su especie, ganados, reptiles y bestias de la tierra según su
especie». Gén 1, 24 (1000 a 900 a.C., aprox.).
«Nada más notable que el producto de los hábitos
de los mamíferos herbívoros [...] El hábito de permanecer sobre cuatro patas, durante la mayor parte del día, para pastar, hizo nacer el casco espeso
que envuelve la extremidad de los dedos de sus pies.»
«... todo cambio adquirido en un órgano por un hábito sostenido [...], se conserva en seguida por la generación...» Lamarck (1744-1829).
«Al considerar el origen de las especies se concibe
perfectamente que un naturalista, reflexionando
sobre las afinidades mutuas de los seres orgánicos,
sobre sus relaciones embriológicas, su distribución
geográfica, sucesión geológica y otros hechos semejantes, puede llegar a la conclusión de que las especies no
han sido independientemente
creadas, sino que han descendido, como las variedades, de otras
especies. Sin embargo, esta conclusión, aunque estuviese bien
fundada, no sería satisfactoria
hasta tanto que pudiese demostrarse cómo las innumerables
especies que habitan el mundo se
han
modificado...»
Darwin
(1809-1883).
Los primeros animales se generan de lo húmedo,
circundado por cortezas espinosas, y que, al avanzar
en edad, llegaron a lo más seco, y al desgarrarse la
corteza, vivieron poco tiempo de
modo distinto. Anaximandro
(500 a.C., aprox.).
«Y las razas de todos los animales
se diversificaron de acuerdo con la
cualidad de sus mezclas: algunas
poseen un natural impulso hacia
el agua, otras –aquellas que poseen mayor cantidad de fuego– a
volar por el aire, las más pesadas,
en cambio, a ir por la tierra, y las
que poseen igual proporción de
partes en su mezcla armonizan
con todas las regiones.» Empédocles (490 a.C., aprox.).
Charles Darwin (1809-1883).
«Las especies son las unidades
reales de evolución en cuanto encarnación temporal de complejos de genes bien integrados. Y la especiación, la producción de nuevos complejos de
genes capaces de desplazamientos ecológicos
constituye el método por el que la evolución progresa.» E. Mayr (n. 1904).
«Del todo se separó un torbellino de formas diversas...» Así se expresa Demócrito (460-370 a.C.),
y aunque no dice cómo ni por qué causa, parece
indicar que el torbellino se genera por espontaneidad y al azar.
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Como puedes observar, se dieron explicaciones de diversos tipos en épocas y culturas diferentes. Las explicaciones evolucionistas no son recientes, pero las más antiguas eran especulaciones, a veces lógicas, pero nunca probadas científicamente.
Actualmente, la explicación más aceptada en el ámbito del conocimiento científico considera que la evolución es un hecho
que se deduce de la observación de la naturaleza.
Antepasados
de las
jirafas
Jirafas
con el cuello
más largo
2. La teoría de Lamarck
Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829) propuso la primera teoría consistente sobre la evolución de las especies. En ella considera que las especies no son fijas, sino que proceden unas de
otras por transformación, en un proceso en el que los cambios
de los organismos se originan como respuestas adaptativas a
los cambios del ambiente.
Jirafas
actuales
Las causas de esta transformación se pueden resumir en las siguientes premisas:
• Las especies están esforzándose continuamente para adaptarse al medio en el que viven, y el uso que hace de los órganos en este esfuerzo es la causa de la transformación progresiva de los mismos. Los órganos transformados por el uso
aumentan las posibilidades que tiene la especie de sobrevivir
y reproducirse en ese medio. Los que no se usan se atrofian.
• Estas nuevas características adquiridas por el uso y el desuso
de los órganos son heredables, de manera que se transmiten a la descendencia. El uso que ésta sigue haciendo de tales órganos sumará nuevas modificaciones en esa línea de
transformación progresiva.
Uno de los ejemplos que utilizó Lamarck para ilustrar su teoría
es el crecimiento gradual del cuello de las jirafas. Los antepasados de las jirafas actuales no tenían el cuello tan largo, pero
cuando el alimento escaseaba en el suelo y en las ramas bajas
de los árboles, se esforzaban frecuentemente para alcanzar
las hojas de las ramas más altas, produciendo un pequeño aumento en la longitud de su cuello. Los descendientes de esta
población nacieron con el aumento de longitud adquirido por
sus progenitores, y con su nuevo esfuerzo sumaron un poco
más a la longitud anterior. Esta causa, actuando generación
tras generación ante un estímulo ambiental permanente, produjo la longitud actual del cuello de la jirafa.
Pero, a pesar de su consistencia lógica, Lamarck no aportó resultados experimentales convincentes ni pruebas basadas en
hechos naturales, y no resistió la crítica de otros naturalistas.
Algunas de sus premisas, tan imprescindibles como la de la herencia de los caracteres adquiridos, no sólo no se han demostrado, sino que se contradicen con los resultados de los experimentos que se han hecho para probarla.
111
ACTIVIDADES
Recordar
1. Lee el texto sobre Lamarck
y responde.
• ¿Cuáles son las causas de
la transformación de las especies
para este naturalista?
• Busca algunos hechos naturales
que permitan apoyar la teoría de
Lamarck. Pistas: puedes encontrar
información en la ganadería,
agricultura, control del medio
ambiente y las culturas
de las poblaciones humanas.
2. Relaciona los textos. ¿Cuáles
de ellos son explicaciones fijistas?
¿Cuáles son evolucionistas?
3. Recuerda las condiciones que
cumplen las teorías científicas
y responde.
• ¿Cuál o cuáles de estas
explicaciones dadas a los cambios
en los seres vivos son útiles para
desarrollar una teoría que
se pueda probar con el método
científico? ¿Por qué?
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TAREA 6.3
La teoría de Darwin-Wallace
1. Una teoría basada
en la observación de los cambios
Darwin sabía, por la lectura de la obra de Malthus
Un ensayo sobre el principio de la población, que
las poblaciones crecen más rápidas que los recursos de los que se alimentan. En estas circunstancias, aquellas variedades que tienen más posibilidades de sobrevivir hasta alcanzar el período
reproductivo, transmitirán los nuevos rasgos a su
descendencia.
En el año 1858 se leyó en Londres un comunicado
que resumía las conclusiones de los trabajos de
Charles Darwin y Alfred R. Wallace. En él se exponía una teoría del origen de las especies basada en
la selección natural de variaciones producidas al
azar, teoría que ambos investigadores desarrollaron al mismo tiempo de forma independiente, aunque decidieron publicarla conjuntamente. Un año
después, en 1859, Darwin publicó su obra El origen de las especies, en la que explicaba esta teoría
probándola con numerosas observaciones naturales hechas por él mismo y por otros naturalistas.
El papel del medio es diferente en la teoría de Darwin. Para Lamarck las poblaciones que se esfuerzan en vivir en un medio cambian al adaptarse a él.
Según Darwin, los cambios se producen espontáneamente, al azar, y el medio selecciona a las poblaciones que explotan mejor los recursos, dejando
más descendientes con las características seleccionadas positivamente. Cuando la acción selectiva
del medio permanece, la acumulación de pequeñas
variaciones producirá una transformación gradual
de la población, pero no por una tendencia que se
desarrolla, sino por la acción selectiva del medio en
un sentido permanente. Por ejemplo, ante un cambio climático que produzca un aumento progresivo
de la temperatura, el medio seleccionará gradualmente, y a medida que aumente la temperatura, a
las poblaciones que desarrollen mecanismos de regulación térmica cada vez más eficaces entre todas
las variantes producidas al azar.
Muchos de los datos que Darwin utilizó los recogió
entre los años 1831 y 1836, en los que formó parte de una expedición científica a bordo del barco
Beagle.
Los pinzones de las islas Galápagos
Alimentación
Herbívoros
Granos y frutos
Insectos
Darwin conocía la teoría de Lamarck, pero no encontró en sus observaciones pruebas de la misma.
En las islas Galápagos encontró numerosas especies de pinzones que se diferencian unas de otras
por pequeñas variaciones de un rasgo común, lo
que le sugirió que, a pesar de las diferencias, tuvieron antepasados comunes. Además, cada una de
ellas tenía unos rasgos adecuados a su forma de
vida y tipo de alimentación. Ninguna era más perfecta que la otra. Este ejemplo y muchos otros le
llevaron a la conclusión de que en la vida se producen cambios constantemente, generando variedad, y de que estos cambios se producen al azar,
sin tendencias. Estos cambios tienen lugar entre los
individuos de una población.
¿Cómo se explicarían, según la teoría de Darwin-Wallace,
los cambios producidos en el cuello de las jirafas
a lo largo de sucesivas generaciones?
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2. El ejemplo de la jirafa, desde el punto
de vista de Darwin y Wallace
En el ejemplo de la evolución de la jirafa, si la escasez de vegetales permanece como una característica ambiental, la acumulación progresiva de pequeñas variaciones en el aumento
de la longitud del cuello permitirá a las jirafas con el cuello
más largo alimentarse de hojas situadas en las ramas más altas y menos ramoneadas, por lo que, mejor alimentadas, tendrán más posibilidades de reproducirse y de transmitir a su
descendencia aquellas variaciones. Es decir, que la selección
natural habría dado ventaja, entonces, a los individuos de
cuello más largo.
3. Los puntos clave de la teoría
de Darwin y Wallace
Antepasados
(cuellos largos y cortos)
La selección
elimina
a las jirafas
de cuello
corto
DIBUJO
JIRAFAS según Darwin
Jirafas
actuales
La teoría de la evolución de Darwin y Wallace se puede resumir
en tres principios:
• Principio de la variación. En todas las poblaciones, se producen continuamente cambios al azar de las características
de sus individuos.
• Principio de la herencia. Los individuos de una especie se
parecen a sus progenitores porque heredan de ellos sus características.
• Principio de la selección. El medio va seleccionando a
aquellos individuos que acumularon las variaciones ventajosas. Mediante la herencia, estas variaciones se extienden por
la población durante sucesivas generaciones, produciendo
el cambio de la misma.
Darwin utilizó su teoría explicando satisfactoriamente muchas
de sus observaciones naturales, operaciones de selección artificial en ganadería y agricultura, así como los resultados de algunos experimentos que él hizo.
Sin embargo, no planteó una hipótesis satisfactoria para explicar la herencia de las variaciones. Consideró que la mezcla de
las características de los progenitores era semejante a una
mezcla de líquidos que contienen partículas que determinan
aquellos caracteres heredables. Pero en este caso fue la lógica
la que rechazó esa hipótesis. Si una variación aporta ventajas a
un individuo, se diluiría en un 50 % al mezclarse con la del otro
progenitor durante la reproducción. Como el proceso de dilución continúa en cada generación, la variación desaparecería
al cabo de unas pocas generaciones.
En aquella época, Mendel había hecho ya sus experimentos
sobre la herencia de los caracteres, iniciando así la ciencia de la
Genética, pero Darwin no conoció sus resultados.
113
ACTIVIDADES
Recordar
1. Explica brevemente cuáles son
los puntos clave de la teoría
de Darwin-Wallace.
2. Define «selección natural».
Pon un ejemplo.
Comprender
En el siguiente texto, Lamarck explica
las causas de la evolución de las patas
de las aves acuáticas.
¿Cómo lo explicaría Darwin?
El pájaro al que la necesidad atrae
al agua para encontrar allí la presa
que le permita vivir, separa los dedos
de las patas cuando quiere batir
el agua y moverse por su superficie.
La piel que une esos dedos por la base
adquiere, por ello, el hábito
de extenderse. Así, con el tiempo,
se forman, tal como las vemos,
las grandes membranas que unen
los dedos de los patos, las ocas, etc.
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Página 114
TAREA 6.4
El neodarwinismo y la teoría sintética
Los estudios sobre las poblaciones de una especie,
que han seguido paralelos a los avances de la genética y la biología molecular, han demostrado que
la evolución tiene lugar por los cambios producidos
en el conjunto de genes de una población.
1. La genética aporta nuevos datos
a la teoría de Darwin-Wallace
A principios del siglo XX se descubrieron los resultados de los trabajos de Mendel y comenzó el desarrollo de la genética moderna.
El neodarwinismo o teoría sintética de la evolución
reúne las explicaciones de la teoría clásica de Darwin con las aportaciones recientes de la genética y
el estudio de las poblaciones. Se puede resumir en
los siguientes puntos:
La hipótesis que planteó Darwin para explicar las
causas de la herencia de los caracteres no tenía coherencia lógica. Por este motivo no fue aceptada
en el medio científico y, en parte, fue responsable
de que su teoría se dejara un poco de lado en los
mismos años en los que comenzaron las investigaciones genéticas que demostraron que los caracteres observados, y utilizados para definir las especies, se deben a la expresión de los genes.
• En las poblaciones se producen constantemente
cambios accidentales en el acervo hereditario, es
decir, mutaciones en los genes.
• Algunas de estas mutaciones son letales o desfavorables. Los individuos portadores de estas mutaciones tendrán una descendencia menos numerosa en el transcurso de las generaciones, e
incluso desaparecerán.
• Sin embargo, ciertas mutaciones tienen efecto favorable y permiten a su portador vivir mejor, más
tiempo y reproducirse con más eficacia: sus descendientes serán más numerosos y las poblaciones
de la especie tenderán, por tanto, a estar constituidas fundamentalmente por individuos portadores de las variedades genéticas favorables.
Posteriormente se llevó a cabo una síntesis uniendo
las explicaciones de Darwin sobre las selección de
variaciones al azar con los resultados de las investigaciones genéticas sobre la herencia.
La variaciones se producen por cambios en la composición genética de la especie. A estos cambios se
les llama mutaciones. Durante la reproducción, los
individuos dejan sus genes a su descendencia, así
que ésta hereda aquellas mutaciones. De esta forma explica el neodarwinismo el antiguo problema
de la herencia de las variaciones.
Como podemos ver en la descripción de esta teoría, el concepto de especie está tan ligado al de población que los podemos reunir al definir de nuevo
la especie como un grupo de poblaciones que poseen un conjunto de genes comunes, el genoma
de la especie, y que pueden intercambiarlo entre
sí originando nuevas combinaciones dentro del
mismo genoma.
Las mutaciones ventajosas se propagan por la población generación tras generación por el intercambio genético que acaece durante la reproducción.
Así, lo que se selecciona no son los individuos, sino
el conjunto de genes de una población.
Ciervo con mutación
favorable: patas largas
2. Una aplicación directa:
la evolución de la mariposa
del abedul
La mariposa del abedul, Biston betularia, común en
Europa, se posa de día sobre la corteza del abedul,
que normalmente está cubierta de líquenes grisáceos. Tiene las alas de color blanco grisáceo, por lo
que se confunde fácilmente con la corteza del árbol.
Pero a mediados del siglo XIX empezaron a observarse ejemplares de color oscuro. En observaciones
realizadas en Manchester, se vio el primer ejemplar
oscuro en 1849. En 1895 eran oscuras el 95 % del
total de mariposas, y en 1898 lo eran el 99 %.
Población de patas
largas
Población
de ciervos
de patas cortas
Ciervo con mutación
desfavorable:
visión imperfecta
Muere sin
dejar
descendencia
114
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1850
Sin contaminación los
abedules tienen el tronco claro. Hay sólo alguna mariposa oscura, que
es presa fácil de los depredadores (se ven con
mucha facilidad sobre el
tronco claro).
Evolución de la población de la mariposa
del abedual tras la aparición de mutantes
oscuros. La presencia predominante
de una u otra forma de mariposa depende
directamente del color de los troncos
de los abedules.
1900
La contaminación oscurece los troncos de los
árboles. Las mariposas
oscuras pasan desapercibidas.
ACTIVIDADES
Explicar
1950
Contaminación en aumento. Ahora son las
mariposas claras las que
escasean.
1. Analiza los datos sobre la mariposa
del abedul y responde.
2000
Mejora la calidad ambiental. Con los troncos
de abedules más claros,
las mariposas oscuras
vuelven a ser más escasas.
Se hicieron algunos experimentos y observaciones en el medio
para explicar este cambio de poblaciones.
– La proporción de mariposas negras era tanto mayor cuanto
más extensa era la zona industrial.
– Al alimentar a las orugas de mariposas claras con hojas contaminadas con hollín, para ver si era la contaminación lo que
provocaba la producción de mariposas oscuras, se comprobó
que las mariposas seguían siendo claras.
– Al utilizar métodos mendelianos clásicos para ver cómo se
heredaba el color de las alas, se comprobó que los colores
se producían por la expresión de dos genes, uno determinaba el color claro y otro el oscuro. Además, el gen dominante
era el que producía la pigmentación oscura.
– Al observar la vida de las mariposas en ambientes contaminados de zonas industriales, y en ambientes no contaminados,
se vio que los pájaros cazaban las mariposas claras que vivían
sobre los árboles cubiertos de hollín en las zonas contaminadas, y las mariposas oscuras cuando cazaban en zonas no
contaminadas.
115
• Si la pigmentación oscura se debe
a la expresión de un gen
dominante, ¿por qué eran más
frecuentes las mariposas claras
antes de la revolución industrial?
• ¿Por qué aumentó la proporción
de mariposas oscuras a medida
que crecía la contaminación
ambiental y son hoy más
abundantes en las zonas
industriales?
• Entre las observaciones anteriores
¿existe alguna que permita
probar la teoría de Lamarck?
¿Y la teoría neodarwinista?
Explica tu respuesta
en cada caso.
• ¿Qué conclusiones sacarías
si al alimentar a las orugas
de mariposas claras con hojas
contaminadas con hollín, durante
varias generaciones,
se desarrollaran al final
de la metamorfosis mariposas
con alas oscuras?
• En cualquier caso, ante el cambio
ambiental imprevisible que
supuso la contaminación por
hollín, ¿qué ha resultado más
ventajoso para la especie Biston
bitularia, la presencia de un solo
gen para ese carácter o la
diversidad genética actual?
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TAREA 6.5
¿Cómo se originan las especies?
1. La aparición de nuevas especies
2. Causas del aislamiento
reproductivo
Observando la naturaleza podemos descubrir frecuentemente individuos de una misma especie
viviendo en diferentes zonas geográficas. Son individuos de diferentes poblaciones y seguirán formando parte de la misma especie mientras sigan
intercambiando genes durante la reproducción,
de manera que el conjunto de genes (genoma) de
cada una de estas poblaciones no esté aislado del
de las otras.
Una de las causas de separación entre poblaciones
es la presencia de una barrera geográfica entre
ellas.
Si por algún motivo una población queda aislada
y deja de intercambiar su genoma con las otras poblaciones, las mutaciones que se produzcan en
ellas, y que perduren como adaptaciones seleccionadas por el medio, la diferenciarán progresivamente de las demás.
Testudo elephantopus darwini
Isla Marchena
T. elephantopus
abingdoni
Isla Pinta
T. elephantopus
chathamensis
Isla San Cristóbal
T. elephantopus
becki
Isla Isabela
Población de focas en una isla. ¿Cuál es la barrera
geográfica que produce en este caso la separación
de poblaciones de seres vivos?
Pero existen diversos mecanismos por los cuales
pueden quedar biológicamente aisladas dos o más
poblaciones de la misma especie aunque vivan en
la misma zona geográfica:
Aislamientos que impiden la unión sexual
y la fecundación entre individuos
de diferentes poblaciones
Hay muchas situaciones que impiden la reproducción sexual entre individuos de poblaciones diferentes. Por ejemplo, dos plantas de la misma especie que florezcan en estaciones diferentes no intercambiarán genes por polinización cruzada. Dos
perros de variedades diferentes con grandes diferencias de tamaño no pueden cruzarse. Dos animales de la misma especie, pero de variedades diferentes, no se reconocen por diferencias de color,
forma o comportamiento a la hora del cortejo.
Puede existir también la incompatibilidad de los gametos: en este caso, los individuos de diferentes
sexos se reconocen y copulan, pero no tiene lugar
la unión de los gametos.
T. elephantopus
phantastica
Isla Fernandina
T. elephantopus
guntheri
Isla Isabela
T. elephantopus
hoodensis
Isla Española
T. elephantopus
porteri
Isla Pinzón
Caparazones de las tortugas de las islas Galápagos.
Como observó Darwin, en las distintas islas
del archipiélago viven diferentes especies de tortugas.
¿Por qué se produjeron estas diferencias, que dieron lugar
a la diversificación de especies?
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Aislamientos reproductivos después
de la fecundación
• Inviabilidad del cigoto. Se produce la fecundación pero el
huevo no inicia o no termina el desarrollo. Un carnero puede fecundar a una cabra, pero el embrión no se desarrolla
completamente y muere antes de nacer.
• Esterilidad de la descendencia en la primera o en posteriores generaciones. En estos casos, el desarrollo sí se
completa, pero los descendientes adultos son estériles.
Un mulo es un descendiente estéril de la unión de caballo y
burro. Se ha obtenido en cautividad un descendiente de
león y tigre, el tigrón, del que sólo se ha comprobado la fertilidad de las hembras.
Todos estos procesos impiden parcial o completamente el intercambio genético entre dos o más poblaciones de la misma
especie, y pueden originar un proceso de diferenciación gradual que transformen a las poblaciones en especies.
Pato cuchara
hembra
Pato cuchara
macho
ACTIVIDADES
Recordar
No hay respuesta
al cortejo
AISLAMIENTO
PRERREPRODUCTIVO
Macho de otra especie
AISLAMIENTO POR INVIABILIDAD DEL CIGOTO
2. Cita ejemplos de situaciones
que impidan la reproducción entre
seres de poblaciones diferentes:
Carnero
Cabra
AISLAMIENTO POR ESTERILIDAD
DE LOS DESCENDIENTES
Asno
El cigoto
no es viable
y muere en
el útero
de la cabra
No hay
descendientes
(los híbridos
son estériles)
Yegua
Mulo
1. Define con tus propias palabras
lo que significa «aislamiento
reproductivo» entre individuos
de poblaciones diferentes.
Mula
117
• Que eviten la reproducción
sexual.
• Que supongan el aislamiento
reproductivo tras la reproducción.
Explicar
3. De acuerdo con lo estudiado,
resume:
• ¿Cómo y por qué se produce
la aparición de nuevas especies
de seres vivos? Utiliza la teoría de
Darwin-Wallace para explicar
por qué unas formas prevalecen
sobre otras y la teoría sintética
para justificar la aparición
de nuevas variedades.
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RESUMEN DE LA UNIDAD
• La evolución de los seres vivos y el origen de las
especies por transformación de otras en este proceso está hoy ampliamente aceptado. Son muchas, y cada vez más, las observaciones y las
pruebas experimentales que muestran el hecho
de la evolución.
• Para explicar cómo procede la evolución se
han desarrollado diferentes explicaciones durante la historia. Las más lógicas y coherentes las
elaboraron algunos naturalistas durante los siglos XVIII y XIX, y de forma paralela al desarrollo
de los métodos de observación y experimentación; métodos que se utilizaron para probar las
diferentes hipótesis con el objetivo de construir
con ellas teorías científicas demostrables.
• Lamarck expuso la primera teoría científica considerada coherente por la mayoría de los biólogos. El uso y el desuso de los órganos durante la
vida del individuo causaba la transformación del
órgano, y este cambio se transmitía a su descendencia. Aunque la explicación que daba con su
teoría era lógica, la herencia de los caracteres adquiridos en la vida de un individuo, una de sus hipótesis esenciales, no se ha demostrado.
• Darwin y Wallace presentaron posteriormente
una teoría del origen de las especies basada en la
selección ambiental de variaciones producidas al
azar. Sus hipótesis explican muchas de las observaciones descritas por Darwin en su obra, así
como los resultados de numerosos experimentos
llevados a cabo por él mismo, algunos de sus
contemporáneos y biólogos actuales. Sin embargo, su hipótesis sobre la herencia de las variaciones no es lógica.
• El descubrimiento de los trabajos de Mendel y el
desarrollo de la biología molecular y de la genética de poblaciones durante el siglo XX proporcionaron una explicación lógica, y demostrable
experimentalmente, al problema de la causa y
herencia de las variaciones. Son las mutaciones
de los genes las que originan las variaciones observables cuando se expresan, y la herencia de las
mismas se produce por la transmisión a la descendencia de estos genes mutados.
• El neodarwinismo combina, en una teoría sintética, la teoría de Darwin-Wallace con las hipótesis
proporcionadas por la biología actual.
• Lo que evoluciona es la especie como conjunto de
poblaciones que intercambian genes entre sí, cuando sus individuos se reproducen. Si por alguna causa una o varias poblaciones quedan aisladas, dejan de intercambiar genes y las
variaciones acumuladas por
ellas las van diferenciando
gradualmente
hasta
transformarlas en especies diferentes.
Completa el mapa del tema
ORIGEN DE LAS ESPECIES
Creación
Evolución
Poblaciones
Genes
Pruebas
Teorías
Mutación
Neodarwinismo
118
Adaptación
Variaciones
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Actividades
Test de conocimientos
1
existen más de 200 especies de insectos resistentes al DDT. Se ha demostrado experimentalmente que la resistencia a este insecticida está determinada genéticamente, y
por tanto es heredable.
Responde resumiendo la información del
tema.
• ¿Qué es la evolución? ¿Por qué se admite
actualmente que es un hecho?
• ¿Qué observaciones se pueden hacer en
la naturaleza que permitan deducir que
las especies de seres vivos evolucionan?
• ¿Cómo interpretaría Lamarck esta adaptación? ¿Cómo la interpretaría Darwin?
¿Y un neodarwinista?
• ¿Cómo se originan las especies?
2
Compara brevemente las ideas de Linneo,
Lamarck y Darwin:
5
Piensa y responde.
• Cuando seleccionamos animales y plantas
para obtener mejores rendimientos, llevamos a cabo una selección artificial con una
finalidad. ¿Podemos decir lo mismo de la
selección natural? Explica tu respuesta.
¿Cómo se originan las especies?
Linneo
Lamarck
6
Darwin
3
Lee y responde.
El genoma humano se ha descifrado recientemente y, a medida que se va analizando,
se encuentran cada vez más genes que no se
expresan, que no tienen ninguna función y
permanecen «mudos» en nuestras células.
• ¿A cuál de las dos teorías más conocidas
sobre la evolución apoya este descubrimiento, a la lamarckista o a la darwinista?
Explica tu respuesta.
7
El insecto hoja tiene tal morfología que se
confunde fácilmente con las ramas de los
vegetales en los que se posa. Además, su inmovilidad ante los predadores acentúa su
mimetismo, por lo que pasa inadvertido.
a) ¿Cómo interpretaría Lamarck esta adaptación?
b) ¿Cómo la interpretaría Darwin?
c) ¿Y un neodarwinista?
4
Analiza el siguiente hecho y responde a las
cuestiones que se plantean.
Cuando comenzó a utilizarse el insecticida
DDT, la mortandad en las poblaciones de insectos fumigadas era alta. Pero en 1947 se
comprobó que una población de mosca común se había hecho resistente al DDT, y hoy
119
Piensa y responde.
Una revista médica ha anunciado la aparición
de una bacteria que causa una grave enfermedad. Hasta ahora, esta enfermedad se trataba con el antibiótico amoxicilina. Pero la
nueva bacteria es resistente a este fármaco
y, por tanto, urge buscar otro tratamiento.
a) ¿Qué significa que la bacteria es resistente a los fármacos?
b) ¿Existían las bacterias resistentes antes
del uso de los antibióticos? Explícalo.
c) ¿Cómo explicaría Lamarck el origen y la
expansión de estas bacterias resistentes?
¿Cómo lo explicaría Darwin?
e) Una de las causas de la proliferación de
las bacterias resistentes es la toma de dosis menores que las recomendadas y durante menor número de días. Explica lo
que ocurre en estas condiciones entre
bacterias sensibles y resistentes al antibiótico usado incorrectamente. ¿Cómo
se puede evitar la expansión de bacterias
resistentes a los antibióticos?
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El problema de la evolución en la sociedad
La polémica teoría de Darwin
La publicación de la obra de Darwin El origen de las especies por
la selección natural suscitó un violento debate entre creacionistas
y evolucionistas. La obra de Darwin tuvo una importante difusión,
y llegó a las manos de personas bastante influyentes que
consideraban inaceptable el hecho de que una teoría científica
explicase la diversidad biológica sin que se tuviera en cuenta
la intervención divina.
El debate se intensificó con la publicación de la siguiente obra
de Darwin, El origen del hombre, en el que, aplicando sus propias
teorías sobre la evolución de las especies por causa de la selección
natural, el biólogo relacionaba evolutivamente a la especie
humana con el resto de los primates. El hecho de que un científico
postulara abiertamente que «el hombre desciende del mono»
era más de lo que podía soportar la sociedad de la época. Darwin
tuvo entonces que soportar una importante campaña de
difamación y se vio ridiculizado en numerosos artículos de prensa,
acompañados de dibujos cómicos en los que se expresaba
su relación con los simios.
La ciencia dio la razón a Darwin, gracias sobre todo al desarrollo
de la genética. Pero la polémica suscitada tardó en apagarse,
tanto que aún hoy en día resurge de cuando en cuando.
toda la teoría y proponer como teoría alternativa y
verdadera el creacionismo científico o ciencia de
la creación.
El creacionismo sigue vivo
En 1925, el profesor norteamericano John Scopes
fue juzgado en Tennessee (EE.UU.) por haber violado una ley estatal que prohibía la enseñanza
de la evolución, y condenado a pagar una multa de
cien dólares por el delito. El juicio tuvo un gran eco
en la prensa y causó un importante debate en todo
el país.
En 1980, al pedirle su opinión sobre la teoría de la
evolución, Ronald Reagan respondió:
Bueno, es una teoría, sólo una teoría científica, que
recientemente el mundo de la ciencia ha puesto en
tela de juicio y ahora la comunidad científica no la
tiene por todo lo infalible que otrora se tuvo.
Pero si se debe enseñar en las escuelas, creo que
también habría que enseñar la teoría bíblica de la
creación, que no es una teoría, sino el relato bíblico
de la creación.
Este juicio sucedió en una época en la que la teoría
de la evolución de Darwin estaba plenamente
aceptada, así como el hecho de que las especies
cambian y las formas actuales son el resultado de
millones de años de transformaciones. No obstante, en algunos países (y, en el caso de Estados Unidos, sólo en algunos estados) las convicciones creacionistas aún estaban firmemente implantadas en
la sociedad.
Esta opinión resume alguno de los procedimientos
utilizados por los creacionistas: consideran el creacionismo como teoría, la soportan, en parte, en las
dificultades de la teoría de la evolución, y como
prueba a favor presentan el relato del Génesis, que
es incuestionable.
Como vimos anteriormente, son muchas las pruebas que avalan la evolución de las especies. Pero
como toda teoría científica, el neodarwinismo sigue revisando alguna de sus hipótesis. Las dificultades presentadas por estas hipótesis han sido utilizadas por los creacionistas actuales para rechazar
¿Es lo mismo una teoría que un relato?
Recuerda cómo procede el método científico para probar
una teoría. ¿Es posible probar lo incuestionable?
Explica tus respuestas.
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CIENCIA, TÉCNICA Y SOCIEDAD
ran cruzando entre sí todos los miembros de esta
familia de ratones, y anotó las longitudes de las colas durante varias generaciones. Resumió los resultados de su experimento en el siguiente texto:
Así pues, cinco generaciones de padres privados
artificialmente de cola, alumbraron 901 crías, de
las que ninguna presentó una cola rudimentaria, ni
tan siquiera una anomalía en la misma. Es más,
una medición exacta ha demostrado que no se
produjo la más mínima disminución en el tamaño
de la cola.
La actividad científica continúa
Al mismo tiempo que surgen esporádicas polémicas
y se mantienen algunas de las creencias antievolucionistas, la actividad de los científicos en torno a
la evolución se mantiene, trabajando tanto en nuevas teorías, a la luz de los últimos descubrimientos,
como en las más antiguas, aplicándoles a éstas los
razonamientos, métodos y datos de la ciencia actual.
Algunos de estos científicos vuelven incluso sobre las
teorías que, como la de Lamarck, se encuentran hoy
desterradas en virtud de los datos experimentales
y la imposibilidad de probar sus postulados.
Uno de los experimentos relacionados con las teorías antiguas fue el de Weismann, realizado en
1987. Este investigador diseñó una experiencia
para probar la hipótesis de la herencia de los caracteres adquiridos, base de la teoría de la evolución
de Lamarck. Cortó la cola a siete hembras de ratón
y a cinco machos el 17 de octubre de 1987, y el 16
de noviembre nacieron las primeras camadas constituidas por un total de 18 crías. Todas tenían las
colas normales, con una longitud comprendida entre 11 y 12 milímetros. Weismann dejó que se fue-
Los recientes avances en ingeniería genética, por los cuales
se consigue crear especies «a medida», ¿apoyan o no
la teoría de la evolución de Darwin? ¿Por qué?
INVESTIGACIÓN
La evolución en la Biblia
b) Las especies se transforman según la teoría
darwinista.
c) Las especies se transforman según la teoría lamarckista.
Como has podido observar en la tarea 2 del tema, la
Biblia contiene numerosas referencias sobre el origen
y la diversidad de las especies. Una muy interesante
aparece en la historia de Jacob (Génesis 30, 37-39):
«[...] Puso después las varas, así descortezadas, en los
canales de los abrevaderos adonde venía el ganado
a beber, y las [cabras] que se apareaban a la vista de
las varas, parían crías rayadas y manchadas».
• Lee en la Biblia la historia de Jacob y responde:
¿contradice su actividad como ganadero su fe en la
tradición religiosa
de su pueblo? Explica tu respuesta.
Este texto se basa en una antigua creencia, según la
cual lo que ve una madre antes de concebir aparece
reflejado en las características de sus crías. Jacob
pretendió introducir un cambio en los rasgos externos de las cabras, mostrándoles varas verdes con
franjas descortezadas, para que el ganado viera líneas verdes y blancas y sus crías nacieran rayadas.
• Piensa y responde:
¿dónde está la confusión de fundamentalistas religiosos y de algunos
científicos que enfrentan literalmente teorías científicas con relatos de
textos religiosos y mitológicos?
• ¿Con qué tipo de explicación concuerda la acción
de Jacob?
a) Las especies no se han transformado desde
que se crearon.
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III Cómo funciona la naturaleza
Vientos de guerra
Ha llegado la época de celo
de las cebras. Dos machos
jóvenes pelean por el privilegio
de aparearse con las hembras.
Son luchas no demasiado
cruentas, pero sorprendentes
en una especie tan apacible
como las cebras.
Las cebras, los ñúes
y los antílopes son ejemplos
de animales de la sabana,
que forman grandes manadas.
La vida en grupo les favorece.
Proporciona una mejor defensa
contra los depredadores,
y les ofrece más oportunidades
de reproducirse. Su ambiente
les permite vivir en grupos
grandes, ya que su alimento
(la hierba de la sabana) nunca
escasea.
CLAVES DE LOS TEMAS DEL BLOQUE
TEMA 7. Biomas y ecosistemas
TEMA 9. Ciclos y flujos en los ecosistemas
En las distintas regiones de la Tierra encontramos
diferentes ecosistemas. Estas variaciones se deben
fundamentalmente a las diferencias climáticas,
de forma que si comparamos un mapa de climas
con uno de ecosistemas, podemos encontrar
una clara correlación.
Los ecosistemas son sistemas cerrados para
la materia y abiertos para la energía. Esto quiere
decir que la materia no entra ni sale,
se reaprovecha, pasa de un ser a otro
y de éstos al medio, y vuelve a ser utilizada.
En resumen, la materia forma parte de ciclos
en la naturaleza.
TEMA 8. Interacciones en los ecosistemas
La energía, en cambio, fluye en el ecosistema.
Llega de una fuente externa, el Sol, y puede ser
aprovechada directamente sólo por los organismos
autótrofos. El resto debe alimentarse de éstos
para obtener la energía necesaria
para su supervivencia.
En la naturaleza, los recursos son limitados y hay que
compartirlos. Este hecho obliga a muchas especies
a interaccionar. Se pueden establecer relaciones
dentro de una misma especie, pero también entre
especies muy distintas.
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¿QUÉ SABES YA?
1. Recuerda y responde:
a) ¿Qué es un ecosistema?
¿Qué es el biotopo? ¿Qué es
la biocenosis?
b) En un ecosistema, ¿los seres vivos
están relacionados?
Pon un ejemplo claro de relación
entre seres vivos de un mismo
ecosistema.
c) ¿Pueden existir ecosistemas
en los que no haya organismos
autótrofos?
2. Lee el texto inicial y responde:
a) ¿Qué ventajas pueden obtener
las cebras de su vida en manada?
b) Frecuentemente, las grandes
manadas de la sabana son mixtas.
Están formadas por cebras, ñúes,
antílopes y, a veces, avestruces.
Esta coexistencia ¿beneficia
o perjudica a dichas especies?
Si fuera perjudicial, ¿se mantendría
esta relación?
La vida al límite
En ambientes como el desierto, sobrevivir es una ardua tarea.
Las plantas tienen muy pocas opciones para resistir las duras
condiciones del clima: o bien tienen unas profundas raíces
que les permitan captar el agua subterránea, o almacenan la escasa
agua que consiguen. Hay algunas plantas del desierto que tienen
un ciclo de vida extremadamente corto, que comprende
la germinación, el desarrollo, la floración y la formación de nuevas
semillas en sólo unos días, aprovechando las precipitaciones
ocasionales.
SABER HACER
Al finalizar el estudio del bloque habrás adquirido
las siguientes capacidades:
• Identificar algunos de los ecosistemas más importantes
de nuestro planeta y describir las condiciones ambientales
a las que están asociados.
• Explicar las ventajas e inconvenientes de algunas relaciones
entre seres vivos en un ecosistema.
• Definir parasitismo, simbiosis, comensalismo, amensalismo
y otras relaciones entre especies.
• Explicar el ciclo del carbono en la naturaleza.
• Comprender cómo fluye la energía en los ecosistemas
y cómo se organizan éstos energéticamente.
123
ANALIZA UN EJEMPLO
3. Observa la fotografía
del desierto y responde:
a) ¿Qué estrategias tienen las plantas
para sobrevivir en zonas tan áridas
como la de la fotografía?
b) Si existen plantas que sólo viven
cuando llueve, es decir,
que aparecen casi de repente
cuando el suelo se moja, ¿dónde
se encuentran cuando no llueve?
¿Aparecen espontáneamente?
¿De qué forma sobreviven durante
la época seca?
c) ¿Se te ocurre algún otro ejemplo
de ecosistema con condiciones
límite? En este caso,
¿cuál es el factor que condiciona
la vida, es decir, el que hace
que los organismos tengan
que estar adaptados para
soportarlo?
d) ¿Puede haber ecosistemas
en zonas donde no llega la luz
del Sol? Piensa y pon un ejemplo.
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07 Biomas y ecosistemas
Guía y
recursos
EXPRESA LO QUE SABES
1. Relaciona estas peculiaridades con alguna de las dos fotografías.
• Viento fuerte, grandes cambios de temperatura, muchos seres
vivos, suelo fértil, nevadas, suelo húmedo.
2. Identifica estos términos con «biomas», «ecosistemas»
o «agrupaciones»:
Contenidos
1. PANORAMA: Biomas
y ecosistemas.
2. ¿Cómo condiciona
el ambiente
a los seres vivos?
3. Los ecosistemas
y su composición;
los biomas.
4. Los cambios
en los ecosistemas.
MEDIO AMBIENTE
EN EL AULA
• Desarrollo sostenible
y protección
del medio ambiente.
•
•
•
•
•
Desierto
Encinar
Estepa
Enjambre
Matorrales
•
•
•
•
•
Bosque
Laguna
Arrecife de coral
Depredación
Oasis
3. Una plaga de orugas está dañando un bosque. Si pudieras
evitarlo, ¿cuál de estas investigaciones te parece que sería
más útil? Ordénalas de mayor a menor interés y explica
por qué lo haces así.
•
•
•
•
Cómo se reproducen dichos insectos.
La fotosíntesis en los pinos.
Cómo afecta la temperatura al crecimiento de las orugas.
La existencia de aves que se alimentan de orugas.
124
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¿QUÉ DEBES SABER?
Conceptos previos de Biología
3. Las influencias entre los seres vivos
y el biotopo.
1. ¿Qué es un ecosistema y cuáles son sus
componentes?
• Las plantas necesitan tomar agua
y otras sustancias del suelo; por ello dependen
de que sea adecuado y no todos lo son
por igual. Asimismo, los demás organismos
dependen de él directa o indirectamente.
• El clima (temperatura, precipitaciones, viento...)
también provoca que sólo ciertos seres puedan
vivir en cada zona.
• Muchos seres vivos modifican algunas
condiciones del ambiente.
Recuerda que la naturaleza está formada
por grupos de elementos en funcionamiento
que se llaman ecosistemas. En cada uno existe:
• Una biocenosis, conjunto de seres vivos
(vegetales, animales, hongos
y microorganismos).
• Un biotopo, conjunto de condiciones
no bióticas (clima, suelo, corrientes de agua...).
• Influencias y relaciones entre todos ellos.
Boquerón
2. Las dependencias dentro de la biocenosis.
• Las cadenas y redes tróficas expresan
las relaciones alimentarias entre organismos;
unos son autótrofos (los vegetales) y otros
heterótrofos (animales, hongos).
• Los seres vivos están en contacto: existen
agrupaciones para beneficiarse o para excluirse
entre ellos y otras resultan indiferentes.
Zooplancton
Atún
Plancton vegetal
Hierba
Conejo
Zorro
ECOSISTEMA
PIENSA
• ¿Por qué son necesarios los vegetales
en los ecosistemas?
Conceptos previos de Física
y Química
1. Propiedades físicas de la materia.
• La temperatura es una propiedad relacionada
con la cantidad de calor que adquiere o cede
cada cuerpo. Por ejemplo, un lagarto expuesto
al sol está elevando su temperatura, capta
energía.
• El calor y la luz son dos formas de energía
que tienen mucho que ver con los seres vivos.
La luz es captada por las plantas y utilizada
para fabricar sustancias complejas a partir
de otras sustancias sencillas.
2. Mezclas y disoluciones.
BIOTOPO
El aire es una mezcla de varios gases; entre ellos,
oxígeno (indispensable para animales y plantas)
y dióxido de carbono (para los vegetales). Un lago
contiene sustancias disueltas: por ejemplo, sales
minerales en distintas concentraciones; sucede
algo parecido en el agua que hay entre
las partículas del suelo.
BIOCENOSIS
RECUERDA Y RESPONDE
• Diferencia comensalismo, parasitismo, simbiosis
y depredación. ¿Qué significa que las plantas
son autótrofas y los animales heterótrofos?
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TAREA 7.1: PANORAMA
Biomas y ecosistemas
1. La organización de la naturaleza
2. Los ecosistemas cambian
Las condiciones ambientales
Igual que un organismo, también cualquier ecosistema pasa de joven a adulto en meses o pocos
años; la mayoría de ellos, sin embargo, no mueren
sino que se suelen mantener durante mucho tiempo una vez alcanzada su fase clímax. Tal proceso
de cambios es la sucesión ecológica. Las variaciones que van sufriendo y el aspecto final de un ecosistema son siempre muy parecidos en zonas de similares condiciones.
La Tierra ofrece una gran variedad de climas y suelos de los polos al ecuador; la cercanía de los mares atempera el clima; el cambio de altitud en las
montañas diversifica aún más las condiciones.
Existen grandes zonas donde se mantienen los rasgos generales de clima y suelos; son los biomas.
Los biomas y sus ecosistemas
Las actividades humanas alteran las sucesiones:
Cada bioma contiene conjuntos de seres vivos característicos. No obstante, dentro de cualquiera de
los biomas se pueden precisar diversos ecosistemas,
porque cada uno de sus lugares concretos presenta
caracteres algo diferentes de los demás, porque los
seres vivos no son exactamente los mismos en
todas las zonas y porque se coordinan de maneras
distintas según las características del lugar.
• Las transforman completamente, creando ecosistemas no naturales (un trigal, una ciudad, etc.).
• Alteran sólo algunos componentes o relaciones
dentro del ecosistema (arar el suelo).
• Impiden su avance, manteniéndolas en fases iniciales (regresiones ecológicas).
• Las aceleran, favoreciendo algunos cambios en
lugar de otros (transformar una laguna en pantano, por ejemplo).
A pesar de toda esa gran mezcla de ambientes
y organismos, los biólogos reconocemos modelos
y formas de funcionar comunes a todas las zonas
del planeta. Por ejemplo, existe una relación entre
la forma y el tamaño de las hojas de cada planta
y el clima, para permitir sólo un cierto grado de
pérdida del agua interna.
En la etapa final se pueden reconocer señales que
han quedado, tras el paso del tiempo, como rasgos
de otras épocas: orlas de vegetación en las orillas
de lagunas, estratos superpuestos de plantas y animales, etc.
Se pueden delimitar algunos tipos de biomas (desierto, sabana, bosque tropical, bosque mediterráneo, bosque caducifolio, estepa, taiga, tundra)
y diversos ecosistemas dentro de cada bioma (en el
bosque mediterráneo, por ejemplo, encontramos
encinares, prados, lagunas, rocas soleadas...).
Sucesión
en un ecosistema
acuático
y en uno terrestre.
Estanque nuevo
Componentes de los ecosistemas
F
Cada ecosistema tiene unos elementos, territorio
y forma de funcionar propios; se le puede conocer
a través del estudio de sus seres vivos (biocenosis
o comunidad), de los factores abióticos existentes
(biotopo) y, sobre todo, de los tipos de influencias:
Estanque viejo
• Entre sus organismos.
• Entre los seres vivos y los factores abióticos (y viceversa).
• Entre las propias condiciones abióticas.
Pradera
Los biomas y los ecosistemas intercambian materia
(agua, seres vivos) y energía (por ejemplo, la energía química almacenada en biomoléculas); forman
un todo conjunto: la biosfera.
F
Bosque clímax
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150° 80°
180°
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60°
90°
120°
30°
OCÉANO
0°
60°
30°
GLACIAL ÁRTICO
90°
120°
80°
150°
180°
60°
60°
OCÉANO
PACÍFICO
40°
40°
150°
20°
OCÉ AN O
120°
Trópico de Cáncer
20°
OC ÉANO
VEGETACIÓN
Selva
PACÍ F IC O
ATLÁNT ICO
Sabana
Ecuador
0°
0°
OCÉANO
ÍNDICO
Desierto
Estepas y praderas
20°
20°
Meridiano de Greenwich
Bosque mediterráneo
Bosque de hoja caduca
Vegetación de montaña
40°
Taiga
Tundra
60°
90°
30°
Trópico de Capricornio
40°
0°
30°
60°
90°
3. Biomas y ecosistemas de la Tierra
ACTIVIDADES
Observa en el mapa la distribución de los principales biomas
terrestres. A este conjunto de grandes ecosistemas hay que
sumarle el bioma más extenso: el marino.
Recordar
Relaciones con el clima
La temperatura aumenta desde los polos hacia el ecuador; lo
mismo sucede también desde las montañas hasta los valles.
Junto con la variedad de suelos, ésta es la causa principal de
que los biomas y ecosistemas estén distribuidos así.
Pradera de cumbre
Matorral
Pinar
Robles
Encinas
Pisos de vegetación en una
montaña. La altitud condiciona el
clima y, por tanto, influye en los
ecosistemas que se instalan en las
montañas.
Observa el mapa
de los biomas (arriba) y el
esquema de los pisos de
vegetación de la montaña.
• De acuerdo con lo
anterior, piensa dónde
y por qué podrían
desarrollarse mejor los
siguientes seres vivos:
– Árboles de hojas grandes.
– Animales de pilosidad
escasa.
– Plantas suculentas.
– Grandes herbívoros.
– Hierbas de desarrollo
anual.
• ¿Encuentras similitudes
entre el bioma de taiga
y el pinar de la montaña?
¿Y entre desierto y
roquedos de montaña?
¿En qué consisten?
127
120°
150°
1. Cita algunas condiciones
del ambiente en ecosistemas
acuáticos y en otros terrestres.
2. Desarrolla un cuadro-resumen
con los principales biomas
que encontrarías en un viaje
hipotético en línea recta desde
Mozambique hasta Noruega,
ayudándote de un mapa.
Explicar
3. Aclara cómo influyen unos en otros
los elementos siguientes:
• El agua del suelo y las plantas
que viven en él.
• La temperatura del aire y los
insectos.
• La luz solar y el agua del mar.
• Los zorros y los conejos.
4. Observa atentamente los dibujos
anteriores y describe los cambios
que se producen en el medio
ambiente físico-químico
y en los seres vivos
de ambas sucesiones.
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TAREA 7.2
¿Cómo condiciona el ambiente a los seres vivos?
hay más que observar el éxito biológico de los gorriones, que son aves con hábitos poco especiales.
OBSERVACIÓN
1. Las relaciones entre los factores
abióticos y los seres vivos
El conjunto de influencias ambientales no bióticas
de un ecosistema es su biotopo: el clima y el suelo,
principalmente, pero también las corrientes de agua,
su temperatura, las sustancias químicas del aire, etc.
1. Asómate a una ventana con cuidado y haz
lo siguiente.
• Dibuja un esquema del paisaje, señalando árboles, animales, matorrales, hierbas… que observes; añade otros elementos sin vida (muros,
rocas, agua…).
• Piensa cómo influyen unos sobre otros y describe algunos ejemplos.
EXPERIENCIA
3. El desarrollo
de los seres vivos
En esta gráfica se representa cómo crecen
cinco plantas de judía iguales en macetas regadas con diferentes volúmenes de
agua, desde 300 ml/día hasta 1.500 ml/día.
Responde:
2. Completa con flechas el cuadro de relaciones entre columnas.
•
•
•
•
•
•
Crecimiento de raíces
Floración
Caída de hojas
Actividad de insectos
Emergencia de setas
Cantidad de algas
•
•
•
•
•
•
Duración del día
Dureza del suelo
Lluvia
Temperatura
Viento
Profundidad
• ¿Cuál es la mínima cantidad de agua necesaria para que crezca una planta de judía?
• Con 750 ml, ¿cuánto crecerá?
• ¿Por qué un riego excesivo conlleva menor
crecimiento?
7,5
Crecimiento (cm/mes)
2. Las influencias ambientales
en los seres vivos
Todos los seres vivos, desde los microorganismos
hasta los vegetales y animales más grandes, dependen del medio externo. De él consiguen la materia
y energía que necesitan para vivir, directamente
–los autótrofos– o, en dependencia de éstos, indirectamente, los heterótrofos. Por eso están supeditados a él: sólo se desarrollan y reproducen bien en
los lugares donde las condiciones ambientales son
adecuadas.
5
2,5
1
2
3
4
Plantas
5
4. Mínimo, tolerancia y óptimo
Los seres que están más ligados a las características
del ambiente son las plantas y los animales acuáticos inmóviles; los demás animales, por poder moverse, tienen capacidad de encontrar sitios con mejores condiciones, pero también dependen de él al
estar obligados a vivir cada uno en ciertos tipos de
vegetación.
Para que un ser vivo, como la planta de judía anterior,
se desarrolle y reproduzca, aunque sea en poca medida, necesita que todas las condiciones de su ambiente estén mínimamente a su favor; si una sola no
lo está, ese ser no sobrevive. Cuando esto sucede,
los biólogos dicen que dicho factor es limitante.
Se llama valor óptimo de las condiciones ambientales el que permite el máximo desarrollo posible de
un ser vivo. Sin embargo, la planta de judía, como
cualquier otro ser viviente, soporta unas condiciones no óptimas, en cuyo caso se desarrolla por debajo del máximo posible.
No obstante, ningún ser vivo es totalmente estricto: unos toleran mejor las variaciones ambientales
que otros (eurioicos y estenoicos, respectivamente). Los primeros tienen una gran ventaja: sobreviven en más ambientes diferentes. Por ejemplo, no
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Lirón careto
Herbívoro. Vive
en los árboles.
Helecho
Autótrofo. Vive en las zonas
oscuras y húmedas del bosque.
Lagarto ocelado
Carnívoro. Vive
en los roquedos y matorrales.
Oso
Omnívoro. Vive en todo
el bosque pero se refugia
en la espesura.
Liquen
Autótrofo. Vive sobre troncos
de árboles y rocas,
expuesto al sol.
ACTIVIDADES
Recordar
1. Define qué es un factor o recurso
limitante y aclara la idea de hábitat.
2. Haz un esquema de los recursos
bióticos y abióticos que forman
parte del nicho ecológico
de una rana en una laguna.
Observa la imagen de esta araña y piensa:
¿qué recursos vivos constituyen su nicho alimentario?
Comprender
5. Hábitat, nicho y recursos
Por tanto, cada organismo sólo puede vivir y reproducirse en
un lugar determinado dentro del ecosistema; éste es su hábitat. Cada ser usa y, a la vez, está influido únicamente por
algunos elementos del biotopo; necesita ciertas fuentes de
alimento, tolera rangos diferentes de cada condición ambiental, se relaciona con otros seres vivos de su propia biocenosis...
A este conjunto de factores influyentes se le denomina nicho
ecológico del organismo.
Los recursos de un ecosistema son los elementos abióticos
y bióticos que pueden ser utilizados por los organismos que
viven en él.
129
3. Cada cría de gorrión requiere 50 mg
de proteína y 70 ml de agua diarios
y una temperatura media
de 22-24 °C; una cría de paloma,
75 mg, 100 ml y 21-22 °C.
Un descenso de la temperatura
ambiental súbito debido
a una helada, ¿para cuál de las dos
especies resultará ser limitante?
¿Y la escasez de alimento?
4. Explica por qué un exceso
de alimentación con leche materna
podría llegar a producir menor
crecimiento en los niños lactantes.
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TAREA 7.3
Los ecosistemas y su composición; los biomas
OBSERVACIÓN
1. Componentes
de un ecosistema
1. ¿Qué especies observas
en la biocenosis del medio
marino?
2. Indica los principales
elementos del biotopo
en este ecosistema.
3. Explica algún ejemplo
de relaciones dentro
de la biocenosis (1),
en el biotopo (4)
o entre ambos (2 y 3).
¿Cuál de estas clases
de relación existe cuando
un gusano busca nutrientes
en el fondo marino?
➀
➃
➁
BIOCENOSIS
BIOTOPO
➂
2. La composición de un ecosistema
3. Las poblaciones de especies
Un ecosistema es un conjunto de elementos naturales integrados, interdependientes unos de otros,
ubicados en un espacio territorial concreto y sometido a cambios en el tiempo.
La biocenosis de un ecosistema incluye seres vivos de
distintas especies; el grupo de organismos de cada
especie de un ecosistema se denomina población.
Como ya sabes, existen muchas influencias entre los
organismos. Son interespecíficas, si afectan a
organismos de especies diferentes (por ejemplo, el
parasitismo entre las garrapatas y los zorros); son
intraespecíficas, si intervienen organismos de la misma especie, de la misma población (la competencia
por conseguir sales minerales del suelo entre hierbas
iguales de una pradera).
Su biocenosis o comunidad está formada por los
seres vivos (animales, vegetales, microorganismos,
hongos) de diversas especies. En cierta forma, se
consideran unidades básicas en el funcionamiento
de la naturaleza, situadas en un nivel de complejidad intermedio entre las poblaciones de seres vivos
de cada especie y los biomas (con diversos ecosistemas). Las características del suelo en la tierra y del
clima o las condiciones acuáticas constituyen el
biotopo.
La abundancia de ejemplares
en toda población podría
aumentar indefinidamente si no fuera
porque otros seres
vivos y los factores limitantes
del biotopo lo
impiden.
Ambos son la parte más fácilmente observable,
pero lo que caracteriza realmente a cada ecosistema son las influencias existentes entre sus elementos, que son de cuatro clases:
• Entre seres vivos.
• De una condición abiótica sobre los seres vivos
del ecosistema.
• De los seres vivos sobre las condiciones ambientales.
• Entre los factores ambientales.
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Reg
Desierto de piedra
Erg
Desierto de arena
Montañas
Oasis
Dentro de un bioma, sus ecosistemas se ordenan en el territorio
de acuerdo con las condiciones ambientales. ¿Cómo crees que varían
desde el centro hasta la periferia del desierto?
4. Ecosistemas en biomas
Exceptuando los contactos entre agua y tierra, no existen separaciones muy visibles entre los ecosistemas; además, muchos intercambian organismos y factores inertes entre ellos;
por ejemplo, los buitres consiguen el alimento en los prados
situados entre los bosques, aunque nidifican en los cantiles
rocosos. Se recurre a estudios de biodiversidad para localizar
las zonas de separación entre ecosistemas; son los ecotonos:
en ellos existe mayor riqueza de especies diferentes.
Un bioma es un conjunto de ecosistemas cercanos que comparten parecidas condiciones de clima y suelo en áreas geográficas grandes.
Ecosistemas y biomas en España
En la península Ibérica existe un cambio gradual de temperatura
y precipitaciones desde el sur hasta el norte; montañas, ríos,
actividades humanas en los suelos, etc., todo esto provoca una
gran variedad de hábitats y de ecosistemas. De forma general,
se describen tres grandes dominios o conjuntos de ecosistemas:
• Los bosques mixtos húmedos y de coníferas del norte,
parecidos al bioma de bosque caducifolio centroeuropeo y a
la taiga, respectivamente.
• Los bosques mediterráneos, como encinares y quejigares,
que forman ese bioma y aparecen en la Península y Baleares.
• Estepas de influencia humana, similares a las del centro de
Eurasia.
En las islas Canarias, la situación es diferente, ya que los fuertes
cambios de altitud y la proximidad del desierto sahariano condicionan mucho sus ecosistemas; se puede hablar en ellos de semidesiertos volcánicos y de pinar canario y laurisilva húmeda.
También en un mismo sistema montañoso aparecen ecosistemas ordenados según las variaciones del clima, en forma de
cliseries; desde los valles hasta la cima de las montañas, cada
piso corresponde a un ecosistema semejante a los de un bioma determinado.
131
ACTIVIDADES
Recordar
1. Define «biocenosis o comunidad»
y «población».
¿En qué se distinguen?
¿Cuál o cuáles relacionas con
el concepto de especie biológica?
2. Cita dos ecosistemas
de estos biomas: bosque
mediterráneo, desierto, bosque
templado de hoja caduca.
Explicar
3. Representa dos gráficas sobre
el crecimiento de la población
de saltamontes de un prado,
a partir de los datos. Explica
cómo influye el factor limitante
(la cantidad de hierba).
Días
Ejemplares
(1)
Ejemplares
(2)
0
10
10
10
108
109
20
314
221
30
623
386
40
1.788
417
(1) Datos teóricos, con capacidad máxima
de reproducción.
(2) Datos reales, en una investigación.
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TAREA 7.4
Los cambios en los ecosistemas
OBSERVACIÓN
1. La sucesión
y la regresión
1. Compara las fotografías
y piensa:
• ¿Cómo han cambiado los vegetales
de este ecosistema?
• ¿Quién o qué ha impulsado
las modificaciones de plantas?
• ¿Qué debe haber sucedido
con la temperatura media
a nivel del suelo? ¿Por qué?
• Busca dos especies animales
que vivan en cada fase.
2. Piensa en el proceso
contrario regresivo,
descartando la caída
de rayos. ¿Sería posible
de forma natural? ¿Por qué?
Bosque recién quemado.
Bosque en regeneración.
Bosque totalmente recuperado.
2. La sucesión ecológica
3. Tipos y ejemplos de sucesiones
Los ecosistemas cambian en el tiempo, como si
fuesen organismos. Comienzan a existir, crecen, se
desarrollan, envejecen, pero, a diferencia de ellos,
no mueren si no sucede una catástrofe; incluso dirigen y propician la formación de otros parecidos
a ellos, ampliando su territorio.
Estas modificaciones se desarrollan espontáneamente en la naturaleza. Son los propios organismos los que van transformando elementos de su
biotopo, haciéndolo más adecuado para otros nuevos. Por ejemplo, las raíces de los arbustos retienen
partículas de suelo aumentando la profundidad de
éste; así podrán crecer grandes árboles más tarde.
También las interacciones entre factores abióticos
van cambiando poco a poco.
Se denomina sucesión ecológica al proceso de
cambio en el tiempo de un ecosistema; existen fases sucesionales iniciales, de juventud y de madurez. Incluso se pueden reconocer rasgos de etapas
pasadas que quedan visibles en el ecosistema maduro (como sucede en la cara de una persona adulta, en la que se mantienen algunos detalles de
cómo era de niño y de joven).
Son sucesiones primarias aquellas en las que no
interviene el hombre; son naturales. Es el caso de la
colonización de suelos volcánicos, la sucesión en
lagunas no contaminadas o las variaciones en las
dunas costeras.
Las sucesiones duran tiempos muy variables: a veces,
requieren días o meses hasta alcanzar la madurez
del ecosistema; otras, décadas, hasta 150-200 años.
Todo depende de cómo sea el ecosistema inicial
y, en parte, de cómo se vaya desarrollando.
El ser humano puede construir ecosistemas sencillos (un campo de cereales, por ejemplo) o, al menos, interferir en una sucesión natural (contaminando el agua...), acelerándola o frenándola. En
estos casos, se habla de sucesiones secundarias.
Pero, iniciándose desde un mismo ecosistema, en
sitios similares y bajo condiciones iguales, los cambios son muy parecidos siempre y terminan en comunidades análogas.
Otros ejemplos de sucesiones son: la regeneración
del bosque después de un incendio, la colonización
de un meandro fluvial, el avance del bosque manglar sobre las costas tropicales, etc.
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4. Las fases clímax
Dos áreas parecidas que tengan condiciones ambientales análogas desarrollan ecosistemas similares con el tiempo. La fase
clímax es el último aspecto y composición que adquiere un ecosistema tras pasar por todos los cambios sucesionales. Si bien
pueden existir variaciones entre dos fases clímax de un mismo
tipo de ecosistema, son poco importantes: algunas especies accesorias, pequeños cambios en algún factor abiótico...
En un ecosistema clímax se pueden reconocer señales del devenir del tiempo:
a) Los estratos vegetales de un bosque (costráceo, herbáceo,
arbustivo, arbóreo) contienen especies análogas a las de
otras tantas fases sucesionales pasadas (líquenes y musgos,
gramíneas, matorrales y árboles), desde las más antiguas
a las modernas.
b) Las orlas de vegetación concéntricas que se establecen a partir de las orillas de una laguna corresponden a otras tantas
fases sucesionales, de manera que las más alejadas del agua
han tardado más en formarse.
El brezal con helechos comunes es una
de las fases de sucesión del robledal.
¿Qué indica la existencia de esta vegetación?
¿Hubo en la zona un robledal o se formará
con el tiempo?
ACTIVIDADES
Comprender
Juncos
Responde:
Espadañas
1. Imagina cómo algunos organismos
modifican las condiciones
de su propio medio abiótico.
Orlas de
vegetación
2. ¿En qué se diferencia una sucesión
ecológica primaria de otra
secundaria? Describe algunos
ejemplos de ambas, mediante
fotografías.
Laguna
Carrizos
Arbustos
(Tarajes)
Explicar
Piensa y deduce:
Una fotografía de un ecosistema clímax es un resumen de toda
su vida; no hay más que saber interpretarla.
5. Tendencias generales
En todos los ecosistemas y sucesiones se cumplen las siguientes tendencias en el tiempo:
• Aumenta la complejidad del ecosistema: más especies y más
ejemplares.
• Aumentan peso y volumen de sus organismos (su biomasa).
• Se perfeccionan los mecanismos de autocontrol que impiden la desaparición de especies.
• Los organismos aprovechan mejor los recursos del ambiente.
• El ecosistema se hace más resistente a los cambios.
133
3. Intenta dibujar las fases
de una sucesión ecológica
a partir de una charca
recién formada.
4. Si un bosque queda destruido
dos veces, ¿se regenerará hasta
un estado final en ambos casos?
¿Por qué?
5. ¿Qué fase sucesional ocupará
en el futuro el espacio en el
que actualmente está la orla
vegetal más cercana a la orilla
de una laguna?
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RESUMEN DE LA UNIDAD
La naturaleza está bien ordenada; no es un simple
conjunto de organismos y seres inanimados. Las relaciones e influencias entre todos ellos producen una
gran organización interna, que intentamos comprender a partir de unas unidades de funcionamiento llamadas poblaciones, ecosistemas y biomas.
Dentro de cada ecosistema existen cuatro tipos de
interrelaciones, que se establecen entre:
Las sucesiones ecológicas son procesos de cambio
temporal que afectan a todos los integrantes de un
ecosistema. Terminan en las fases clímax, perdurables en el tiempo, a las que se llega siguiendo unas
tendencias generales que siempre se cumplen. Hay
sucesiones totalmente naturales (primarias) y otras
influidas por el hombre (secundarias).
• Los propios seres vivos (biocenosis, 1).
• Factores abióticos y seres vivos, o viceversa (2 y 3).
• Los factores abióticos (biotopo, 4).
Cada grupo de organismos reacciona ante las condiciones ambientales según los principios ecológicos del mínimo, tolerancia y óptimo, que indican
cuánto deben desarrollarse y reproducirse. Utilizan
sólo ciertos recursos de su ambiente, constituyendo
los hábitats y nichos ecológicos.
Los ecosistemas están agrupados en unidades mayores, los biomas. Se distribuyen en el planeta de
acuerdo con los factores climáticos y edafológicos,
sobre todo; otras condiciones abióticas diversifican
la naturaleza. Por ello, existen ecosistemas representativos de muchos biomas dentro de territorios
pequeños, como en una cliserie montañosa.
Reflexiona sobre la idea de que la humanidad, con todo
su gran potencial atómico, pudiera destruir la naturaleza.
¿Es cierto? Considera el concepto de sucesión ecológica.
Mapa del tema
La organización
de la naturaleza
Biomas y ecosistemas
Tipos de relaciones
Desarrollo de seres vivos
Condiciones
ambientales
Mínimo, tolerancia y óptimo
Hábitat, nicho, recursos
BIOMAS
Y ECOSISTEMAS
Biotopos y biocenosis
Composición
de ecosistemas
Integración
Poblaciones de especies
Cambios
en los ecosistemas
Ecosistemas y biomas
En España
Sucesión ecológica
Tipos y ejemplos
Fases clímax
Regresiones
Tendencias
134
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Página 135
Actividades
Test de conocimientos
1
5
Completa el esquema de los componentes
de un ecosistema.
Completa las frases siguientes e indica si
son verdaderas o falsas:
a) A través de la
, los seres vivos de un ambiente van cambiando poco
a poco, sustituyéndose unos a otros, a la
vez que también el
se va haciendo más adecuado para la supervivencia de las nuevas
.
b) Desde lo más alto de cualquier montaña,
se puede observar una serie de
cambiantes hacia abajo; es debido a que
la temperatura va
y la cantidad de precipitaciones en forma de lluvia también. En lo más alto, el
y la
impiden que se desarrollen
grandes
.
c) Al igual que una persona, los ecosistemas tienen un comienzo, un
y una fase de madurez o
y terminan por desaparecer a los pocos años.
2
Ecosistema.
Integración.
Comunidad.
Bioma.
e)
f)
g)
h)
Biotopo.
Nicho ecológico.
Factor abiótico.
Hábitat.
3
Indica cómo localizarías los límites de un
bosque de robles ayudándote de un dibujo
que simule un mapa del terreno.
4
Teniendo en cuenta el concepto de población, explica por qué no es correcto aplicárselo a:
a)
b)
c)
d)
Los delfines.
Los árboles de un jardín.
Los insectos de un bosque.
Las rocas de granito.
Explica en qué se notarían las diferentes fases sucesionales por las que ha atravesado
un bosque a través de una fotografía realizada en su momento clímax. ¿Y en otra
imagen de una laguna? ¿Por qué?
7
AMPLIACIÓN.
Hoy día, la protección de la biodiversidad
en los ecosistemas es uno de los objetivos
más trascendentales de los responsables
administrativos y de los científicos. Es fácil
percatarse de esto al pensar en los grandes
árboles o en animales; pero, ¿por qué los
pequeños, como los insectos o los hongos,
por ejemplo, también lo son?
Define con claridad los términos siguientes:
a)
b)
c)
d)
6
Setas en el suelo del bosque.
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Página 136
Actividades
Test de capacidades
1
b) ¿Cuál es la cantidad mínima de alimento
indispensable para que pueda reproducirse la especie número 1? ¿Y la 2?
c) Describe sus dos grados de tolerancia a la
cantidad de alimento.
d) ¿Cuál es el valor óptimo de factor ambiental para la especie 1? ¿Y para la 2?
Pensar y describir mediante un mapa.
Dibuja el mapa de España (Península y archipiélagos) e indica la distribución aproximada de:
a) Los bosques de encinares mediterráneos.
b) Los bosques de laurisilva húmeda.
c) Los bosques mixtos húmedos y los bosques
de coníferas.
d) Las grandes estepas influidas por las actividades humanas.
e) Ayúdate de una enciclopedia para contestar a esta pregunta: ¿Cómo varían las precipitaciones y la temperatura desde el
norte al sur y en las islas, en términos generales?
Deduce.
¿Por qué es más fácil encontrar mayor número de huellas de zorros en los ecotonos de los
bosques que en interior de los mismos?
Interpreta el gráfico siguiente y después explica lo que se pregunta.
Dos especies diferentes de mosca Drosophila,
muy utilizada en experimentos de Genética,
pueden reproducirse en cautividad fácilmente dentro de recipientes semicerrados, con
algo de humedad y temperatura templada.
Necesitan nutrirse con una papilla alimenticia en cantidades concretas, de manera que
cada día eclosiona determinada cantidad de
pupas en razón de la comida disponible.
4
Dibuja y explica.
Se trata de que hagas en tu cuaderno dos
bocetos simulando las diversas fases por las
que atraviesa:
a) Un bosque de robles en recuperación después de haberse quemado.
b) Una laguna que se ha formado en un
meandro abandonado de un río, hasta
llegar a su fase clímax definitiva.
Mosca 1
Nuevos ejemplares diarios
2
3
Mosca 2
100
5
50
150
25
50
75
100
Alimento (g)
125
a) Describe las gráficas en una redacción de
cinco o seis líneas. ¿Qué factor ambiental
influye aquí sobre la reproducción?
136
AMPLIACIÓN. Busca información.
Los ecosistemas de tu Comunidad Autónoma.
Dibuja un mapa que indique la distribución
geográfica de todos ellos, señalando la posición de las montañas, los ríos, las costas..., si
los hubiera. ¿Cómo cambian las condiciones
del clima (temperaturas y precipitaciones) y de
los suelos (profundos, poco desarrollados...)?
Considera los riesgos más importantes que
existen en cada ecosistema de los encontrados en el ejercicio anterior (incendios, contaminación, desertización, etc.).
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Test de responsabilidad
Experiencia
Las consecuencias globales
El suelo y los vegetales de las orillas
de un río o laguna
El gran orden de la naturaleza constituye un buen
seguro contra las destrucciones ocasionadas por las
actividades humanas, en muchas ocasiones. No
obstante, la sociedad tiene capacidad de dañarla,
sobre todo en determinados biomas, que incluyen
ecosistemas muy sensibles. Es el caso de los bosques tropicales y de las zonas templadas, en una de
las cuales estamos. Reflexiona sobre el tema y escribe tus ideas.
Durante una salida de campo de una mañana entera se puede realizar un sencillo experimento, con el
que se consigue correlacionar varios factores ambientales con la distribución espacial de las plantas.
• Dibuja un plano del terreno (25-30 m2 ) en la orilla de una laguna o río, consignando en él con
precisión el sitio que ocupa cada planta herbácea, según la distancia de su tallo principal hasta
el agua. No es indispensable reconocer las especies; basta con identificarlas con símbolos.
• Recoge en bolsas muestras de suelo (aproximadamente 500 g) para llevarlas al laboratorio. Allí
pesaremos una cantidad concreta y valoraremos
la proporción de gravas, arenas y arcillas, midiéndolas en una probeta grande con agua.
• Mide la profundidad del nivel de agua en el subsuelo, cavando tres o cuatro hoyos en línea perpendicular a la orilla.
• Extrae las raíces enteras de varias plantas de los
hoyos para medirlas.
Piensa y realiza
a) Cita las condiciones del biotopo que se estudian
en la experiencia.
Deforestación de la selva del Amazonas a causa
de la construcción de la carretera transamazónica.
Este tipo de actuaciones, así como la construcción
de grandes presas, causan un importante impacto
en un ecosistema como el bosque tropical, que, a pesar
de las apariencias, es muy sensible a las agresiones.
• ¿Qué piensas que sucedería con la composición
química natural en gases de la atmósfera, si todos los bosques españoles llegasen a desaparecer
por la actividad humana?
b) Anota todos los resultados en tablas y descríbelas con los gráficos siguientes, relacionando
cada factor ambiental con las plantas:
• Longitud de las raíces, según la separación de
las orillas.
• Porcentaje de arena al distanciarnos de la orilla.
• Profundidad del nivel de agua subterránea en
cada agujero.
c) ¿Cómo varía la longitud de las raíces según los
cambios de cada una de esas condiciones ambientales?
• ¿Podría afectar este hecho al resto de los ciudadanos europeos? ¿Cómo y por qué?
• ¿Qué pasaría si los insecticidas químicos exterminasen a todas las especies de insectos polinizadores?
Laguna
1
1
• ¿Existiría algún efecto sobre la producción de oxígeno en el planeta si la construcción de grandes
embalses anegase parte de la selva amazónica?
3
1
2
2
1
3
• ¿Y sobre otros gases de la atmósfera? Explícalo.
Razona por qué la protección de la naturaleza es
una necesidad imperiosa para nuestra propia supervivencia y no tanto para la de la naturaleza
misma en su conjunto.
4
4
1
3
3
4
4
4
5
6
6
137
5
5
6
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Desarrollo sostenible y protección del medio ambiente
La supervivencia de la especie
humana depende
de la naturaleza
En esta unidad didáctica hemos intentado
explicar y comprender que la naturaleza está
sometida a unos principios de funcionamiento
que aseguran su permanencia.
Bosque denso
A no ser que acaezca una catástrofe natural o
que el hombre intervenga de alguna manera, los
ecosistemas suelen mantenerse en su etapa
clímax.
Cuando acontece alguna alteración, los
ecosistemas sufren regresiones.
Bosque talado
Muchos recursos de los ecosistemas son
utilizados también por el hombre; de hecho,
casi todas las materias que necesitamos están
en ellos, bien como tales o bien
transformándolas en nuestras industrias.
Es decir, dependemos completamente
de la naturaleza. Y esto es así porque,
en realidad, somos parte de ella; compartimos
muchos ecosistemas a la vez. Por ejemplo,
obtenemos el papel de la madera del bosque
o la sal de los ecosistemas marinos costeros.
Lagunas con agua abundante
Así que lo que le suceda a los ecosistemas
termina afectando a la sociedad humana.
Reflexionemos un poco más. Si extraemos
algunos recursos naturales en exceso,
sin darles tiempo para que se regeneren,
descomponemos ecosistemas, interrumpimos
su funcionamiento y, antes o después,
no existirán dichos recursos en cantidad
suficiente.
Laguna seca
Por tanto, resulta imprescindible
que los humanos nos percatemos de que somos
parte de los ecosistemas, aunque hayamos
construido ciudades y pueblos que,
aparentemente, son muy diferentes del entorno
natural. Nuestro desarrollo futuro es,
en realidad, el futuro de la naturaleza.
Hoy día existen recursos suficientes
para mantener incluso a una especie
tan abundante como la humana; lo importante
es aprender a no derrochar esos recursos
y a repartirlos adecuadamente.
Suelos limpios, no contaminados
La producción excesiva de desechos, basura
y contaminantes por parte de las poblaciones
humanas puede terminar envenenándolo todo:
desde los ecosistemas hasta nuestra propia
civilización.
Suelo contaminado
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MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
• Cambios en los biomas terrestres: deforestación
masiva, incremento de la desertización, contaminación de suelos...
• Acumulación de materiales radiactivos de larga
duración, contaminación sonora y térmica...
Los impactos ambientales
en España
Tareas de limpieza de una marea negra en la costa francesa.
Nuestro territorio está situado en una zona templada del planeta; sus características climáticas muy
variables le hacen sensible a las alteraciones de origen natural y humano.
Problemas ambientales globales
Los daños que nuestras industrias y costumbres están
infligiendo a la naturaleza son muchos y muy variados.
Casi todos son reversibles, hasta el momento; pueden
solucionarse por sí mismos o con ayuda de nuestra tecnología. Pero si este mal continúa, la intensidad de las
regresiones ecológicas podría ser excesiva.
• Cambios en la atmósfera: aumento del efecto invernadero que calienta el aire, disminución de la
capa protectora de ozono, contaminación por gases tóxicos...
• Cambios en la hidrosfera: contaminación de los
mares y de las aguas subterráneas, interferencias
en la dinámica natural de los ríos...
• Deforestación desde hace varios siglos, que acelera la desertización en el sur y este, sobre todo.
• Contaminación de aguas superficiales subterráneas y costeras; accidentes en las rutas marítimas.
• Desecación de ecosistemas de humedal, lagunas, charcas y ríos, debido al derroche de agua.
• Contaminación de suelos por desechos industriales.
• Abandono de tierras de cultivo y huertas, debido
a la masiva emigración desde los pueblos hacia
las ciudades…
DEBATE
INVESTIGACIÓN
¿Desarrollo o subdesarrollo?
Los incendios forestales en España
Juego de simulación
Busca información sobre los aspectos siguientes relacionados con los incendios forestales en España y
sus consecuencias:
Dos países, representados por sendos grupos de alumnos, son juzgados ante un tribunal internacional por
un delito ecológico: aumentar la concentración de CO2
en el aire. Se conocen los datos siguientes de ambos:
País A
a) Evolución del número de incendios forestales
y superficie quemada en España durante los últimos años.
País B
Árboles talados
6
1,5 10
104
Nuevos pastos (ha)
2,5 105
103
Carne de vaca (tm)
106
104
Industrias nuevas
60
893
Renta per cápita ($)
631
3.740
b) Tipos de incendios forestales que se producen
(clasificados por su origen, impacto, extensión
afectada...).
c) Efectos inmediatos y a largo plazo sobre los ecosistemas
d) Efectos sobre las construcciones y bienes humanos.
e) Técnicas de prevención y control que se están
aplicando actualmente.
• Se trata de averiguar de quién es la responsabilidad penal mayor, qué relaciones existen entre los
datos de ambos países y la contaminación del aire,
y qué soluciones podrían plantearse.
Reflexiona en grupo: ¿Por qué nuestro país es uno
de los más afectados en todo el mundo?
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08 Interacciones en los ecosistemas
EXPRESA LO QUE SABES
1. Indica varias ventajas e inconvenientes que obtienen
las especies animales fotografiadas. ¿Cuál es la causa
de la relación en cada una de las imágenes?
2. Define brevemente qué entiendes por:
• Parasitismo.
• Depredación.
• Colonia.
• Sociedad.
• Competencia.
• Simbiosis.
3. Piensa y responde:
Contenidos
1. PANORAMA: Integración
del ecosistema.
2. La Cibernética en la Ecología.
3. Las agrupaciones interespecíficas (I).
4. Las agrupaciones interespecíficas (II).
5. Las interacciones entre organismos
de una especie.
MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
• ¿Qué hacer con los residuos?
• Muchos grandes mamíferos africanos coexisten
en medio de las hierbas de la sabana,
alimentándose en los mismos lugares juntos.
¿Por qué están juntos? ¿Obtienen algún beneficio
o se roban la comida?
• El lince ibérico, un gran carnívoro en peligro
de extinción, se nutre de conejos, liebres
y roedores. ¿Te imaginas lo que sucedería
si se extinguiesen los linces? ¿Habría consecuencias
sobre los vegetales? ¿Y sobre los conejos, liebres
y roedores?
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¿QUÉ DEBES SABER?
Conceptos previos de Biología
4. Niveles y cadenas alimentarias.
Los organismos que comparten un mismo tipo
general de alimentos (hierba, otros animales...)
pertenecen a un mismo nivel trófico. Una cadena
trófica es una forma de representar las relaciones
alimentarias entre seres vivos de diferentes niveles.
Cuando un animal ingiere otro, adquiere tanto
sus materias (átomos y moléculas) como su energía
(uniones químicas entre átomos).
1. Los ecosistemas y sus componentes.
Deberías saber definir sin dudas qué
es un ecosistema y conocer que todos ellos
están formados por la biocenosis o comunidad
biológica, el biotopo o conjunto de condiciones
ambientales y las influencias entre unos
y otros. Tienes que reconocer algunos ejemplos
de cada elemento.
2. Las influencias entre el biotopo
y los seres vivos.
Los diversos factores abióticos sostienen
el desarrollo y la supervivencia de los organismos.
El clima, el suelo y las peculiaridades del medio
acuático permiten o impiden que cada ser vivo
pueda establecerse en los ecosistemas.
Pero también muchos seres son capaces
de transformar y cambiar el medio inerte
haciéndolo más adecuado a sus actividades.
DEDUCE
• ¿Qué ha sucedido con los pinos pequeños y otros
vegetales? ¿Por qué no han crecido en la sombra?
• ¿Tiene algún efecto la hojarasca caída desde
los pinos grandes?
RECUERDA Y RESPONDE
• Diferencia comensalismo, parasitismo, simbiosis
y depredación. ¿Qué significa que las plantas
son autótrofas y los animales heterótrofos?
EXPLICA
• ¿Cuáles son los efectos de la actividad de las lombrices
sobre las condiciones del suelo y cómo favorecen
a las plantas?
3. Las influencias dentro de la biocenosis.
Los organismos se concentran en determinados
lugares debido a los factores del ambiente
y también porque los demás seres vivos así
se lo imponen. Los vegetales y animales inmóviles
deben adecuarse mucho al biotopo; el resto
están sometidos a la distribución de los anteriores,
los cuales les obligan con intensidad.
EXPLICA
• ¿Cuál es la misión ecológica de las bacterias
y de los hongos descomponedores
en el mantenimiento de cualquier ecosistema?
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TAREA 8.1: PANORAMA
Integración del ecosistema
1. La Ecología es la ciencia
de las interacciones
2. Los mecanismos de control
en los ecosistemas
La naturaleza no es estable, inalterable; sus ecosistemas son unidades dotadas de vida y cambios. Estar vivo significa, ante todo, mantener un orden de
relaciones entre partes diversas. Un ecosistema no
es un simple conjunto de seres vivos y seres inanimados, sino un conjunto de influencias entre todos
ellos. Interacciones que se establecen dentro de su
biocenosis (seres vivos), dentro de su biotopo (factores ambientales) y también entre ambos.
Para mantenerse vivo, cualquier ecosistema u organismo está obligado a asegurar el éxito en la lucha
constante contra la tendencia universal hacia el
desorden, lo que supondría su destrucción. Así
como una máquina al funcionar produce vibraciones que desajustan los tornillos y tienden a descomponerla, también las fluctuaciones ambientales
en los números de seres vivos de un ecosistema
provocan que éste no siempre funcione con la misma precisión. Cuando una parte se desajusta, se
ponen en marcha mecanismos automáticos que
corrigen los errores y malos funcionamientos. Son
los métodos de retroalimentación por autocontrol
natural, que permiten a los ecosistemas mantenerse en el tiempo. Necesitan energía para conseguirlo: alguna fuerza debe manipular el destornillador;
si no, no hay ajustes. Por eso, también hay quien se
ocupa en los ecosistemas de captarla; son los vegetales, mediante la fotosíntesis.
La Ecología es la ciencia que trata de explicar tales
interacciones de la naturaleza. Dispone de algunos
conceptos que ha tomado de otra ciencia parecida
(la Cibernética), como la idea de qué es un sistema,
de cómo son los sistemas naturales abiertos o en
qué consisten los mecanismos dinámicos de autocontrol. A los ecólogos les interesa conocer cómo
afecta el medio ambiente a los seres vivos, pero
también cómo influyen unos sobre otros. Las condiciones del medio obligan a los seres vivos (vegetales, sobre todo) a situarse sólo en determinadas
ubicaciones, permitiendo o no su desarrollo y reproducción. A su vez, las plantas también obligan a
muchos animales a depender de ellas, a distribuirse
en el espacio cerca de ellas y los animales herbívoros hacen lo mismo con los carnívoros. Más sitios
disponibles tienen los hongos y microbios, porque
son descomponedores de los abundantes restos de
otros seres vivos.
Reflexiona, según las ideas anteriores,
sobre las similitudes y las diferencias entre las máquinas,
como las de ambas figuras, y los organismos
de los ecosistemas:
• ¿Qué elementos constituyen la locomotora
y el ordenador?; cita cuatro o cinco de cada uno.
• ¿Qué elementos forman parte de un organismo animal?
¿Y de un bosque de encinas?
• ¿Qué tipos de energía requieren la locomotora,
el ordenador, un vegetal y un animal?
• ¿Qué les mantiene ordenados y en buen
funcionamiento?
Parque Nacional Amboseli (Kenia).
Pon ejemplos de situaciones entre los seres vivos
en un ecosistema como la sabana africana.
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ACTIVIDADES
3. Las agrupaciones intraespecíficas
Muchas especies animales y vegetales mantienen a sus organismos cercanos bien porque proceden de los mismos progenitores, bien porque se reúnen por su propia actividad. La
agrupación suele tener efectos favorables para unos y otros,
pero a veces resulta perjudicial. Cuando se establece entre seres
vivos de la misma especie, se habla de grupos intraespecíficos. Unos son sociales, siempre que se cumplan ciertas condiciones, y otros no. De estos últimos existen muchas clases distintas: colonias, enjambres, gregarismos, coincidencias..., todos
favorecedores de la supervivencia de la especie. Otros son desfavorables: la competencia intraespecífica, por ejemplo. Los organismos incluso entablan relaciones de varios tipos a la vez
en algunas situaciones. Los seres humanos constituimos un buen
ejemplo: somos una especie social pero a la vez competitiva.
4. Las agrupaciones interespecíficas
Recordar
1. Configura una tabla con los cuatro
tipos de interrelaciones que existen
en todos los ecosistemas y pon un
ejemplo de cada uno de ellos.
2. Cita tres ejemplos de agrupaciones
intraespecíficas y otros tres
de interespecíficas.
3. ¿Qué tipo de asociación
es una colmena?
4. ¿En qué clase de interacción
localizarías una ciudad?
¿Y un gallinero? ¿Por qué?
Explicar
En la naturaleza, todo es muy intrincado: no sólo se agrupan
entre sí organismos de la misma especie, sino que a la vez establecen relaciones con otros diferentes. Por ejemplo, los lobos, muy sociales entre ellos, son depredadores de los ciervos.
Cuando intervienen seres de diferentes especies, se habla de
agrupaciones interespecíficas. Las hay de muchos tipos: depredaciones, competencias interespecíficas, parasitismos, simbiosis... También algunas son beneficiosas para unos y otros,
pero en otros casos sólo le favorecen a una parte de ellos.
Los organismos tratan de organizarse utilizando al máximo los
recursos que les brindan los ecosistemas y estorbándose lo
menos posible. Y, por supuesto, todo en ello es inconsciente,
no premeditado, aunque haya resultado así después de millones de años de evolución en este planeta.
5. Aclara qué entiendes en la frase
«la Ecología es la ciencia
de la integración».
6. Explica en qué consiste algún caso
que conozcas donde se produzca
una agrupación social. ¿Existen
sociedades entre los vegetales?
¿Qué característicias deberían
cumplir para serlo?
7. ¿En qué fase del ciclo
de un celentéreo se forma
una agrupación intraespecífica?
Medusa
Saco con esporas
Reproducción
sexual
Reproducción
asexual
Células del alga
Pólipo
joven
Colonia
de
pólipos
Plánula
Hifas del hongo
Raicillas
Corte de un liquen, simbiosis de alga
y hongo (agrupación interespecífica).
Ciclo vital de un celentéreo, organismo
colonial (agrupación intraespecífica).
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TAREA 8.2
La Cibernética en la Ecología
EXPERIENCIA
OBSERVACIÓN
1. El termostato y la temperatura
Conexión
termostato
➞
➞
Calefacción
T
T
➞
➞
T ideal
T
T
Desconexión
termostato
Desconexión
calefacción
T ⴝ temperatura
3. Depredadores y presas
Este aparato doméstico
sirve para controlar que
la temperatura de una
estancia se mantenga
cerca de cierto valor seleccionado. Si hace demasiado calor, al llegar a
una temperatura máxima el termostato desconecta la calefacción; y al
contrario, si la temperatura desciende hasta un
mínimo. Mira el termostato de casa cada 15 minutos en un día invernal
y anota cuánto marca y
si los radiadores están
fríos o calientes.
En una caja de 25 ⫻ 50 ⫻ 25 cm al menos,
simulando un ambiente natural, introduce
una araña con puesta de huevos, fácil de
conseguir en telarañas o entre la hojarasca.
A los pocos días habrán emergido las crías;
es sencillo contarlas. Mete 20 moscas del vinagre (Drosophila), que habrás conseguido
antes, en frascos de cultivo. Cada 10 días
controla cuántas arañas y moscas sobreviven,
durante 45 días, al menos. Haz una tabla con
esos datos y una gráfica doble a partir de
ella. ¿Observas alguna dependencia de unas
sobre otras? ¿Cómo se influyen mutuamente?
4. Los sistemas naturales funcionan
por sí mismos
La Cibernética, ciencia que estudia relaciones de
todo tipo, nos ha cedido algunas buenas ideas:
2. La naturaleza es cambiante,
dinámica
Un sistema es un conjunto de elementos iguales
o diferentes que dependen unos de otros para conseguir que funcione el grupo. Sistemas son la locomotora o el ordenador; también, los ecosistemas
naturales o cualquier organismo en solitario. Una
máquina deja de funcionar cuando falla alguna de
sus partes, sin que las demás puedan arreglarla o
sustituirla; un animal deja de vivir por el mismo
motivo, igual que un bosque. Se vive porque todo
funciona según un orden correcto.
La forma de percibir el transcurso del tiempo para
los humanos no facilita que nos percatemos de que
la naturaleza siempre está variando, como la temperatura de la casa. Cada organismo dispone de
sus propios ritmos de variaciones; un chopo, por
ejemplo, tarda diez meses en volver a echar sus hojas; ya es demasiado para que la gente le otorgue
importancia. Nada en la naturaleza es exactamente
igual que minutos antes o después, incluidos nosotros (mide tu temperatura a lo largo del día, por
ejemplo). Sin embargo, cada ser vivo parece siempre igual, aunque sólo sea aproximadamente.
Los ecosistemas necesitan adquirir energía para vivir, igual que un ordenador no funciona si no dispone de electricidad. Los elementos del ecosistema
encargados de obtenerla son las plantas, normalmente. La energía química de los enlaces entre átomos y moléculas que forman los cuerpos vivos es
usada por ellos mismos para moverse, reproducirse,
crecer... Es decir, para
vivir. Cuando un
pájaro ingiere una
mosca, se apropia de su
energía química y de sus materias.
Hay algo que no nos permite a los seres vivos alejarnos demasiado de nuestro típico aspecto y forma de comportarnos. A la hierba se la comen las
vacas, pero vuelve a crecer. Los insectos son cazados
por murciélagos, pero siempre vuelve a haber... La
temperatura puede descender, pero el termostato
activa la calefacción y vuelve a hacer calor.
Son las propias relaciones entre unos organismos
y otros lo que controla que los ecosistemas siempre
se mantengan como son, consiguiéndolo no con
exactitud, sino por aproximación.
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Radiaci ón so
lar
Oxígeno
(O2)
Dióxido
de carbono
(CO2)
Complejo
fotosintético
Agua
Energía
Metabolismo
Glucosa
(alimento)
Piensa en cómo funciona una antena
y para qué sirve.
• ¿Qué son las señales de TV o radio?
• ¿Cómo las capta o transmite el receptor?
• ¿Qué parecidos observas con las
funciones de los vegetales?
ACTIVIDADES
Recordar
5. El autocontrol de la naturaleza
La calefacción se regula mediante un termostato. Si un ordenador sufre la infección de un virus informático, otro programa «antivirus» puede trabajar para eliminarlo; si no hay papel en la impresora, una parte del sistema operativo informa
del error para corregirlo; todo con el fin de que la máquina
siga funcionando. En los ecosistemas, sucede igual: si llegasen muchas langostas africanas a una pradera, las aves insectívoras tendrían más crías y terminarían controlando la plaga,
antes de que pudiese destruir la pradera; o si durante una
buena primavera, el excesivo número de conejos pudiera terminar con la hierba, los zorros se reproducirían más y eliminarían el excedente.
Existen relaciones entre unos elementos y otros que consiguen
mantener el número de organismos entre máximos y mínimos.
No hay siempre una cantidad exacta de conejos, sino que es
posible un cierto dinamismo. Tales influencias se denominan
mecanismos de retroalimentación; sirven para impedir la destrucción de cada ecosistema asegurando su funcionamiento
constante.
145
1. Define qué se entiende
por sistema y aclara por qué
lo es una pradera.
2. ¿Por qué se dice que
los mecanismos de autocontrol
naturales no son exactos,
sino que funcionan
por aproximación?
Comprender
3. ¿Quién controla a quién: las arañas
a las moscas o al revés?
Comenta brevemente las ventajas
de que existan presas
y depredadores.
4. Realiza un esquema de
«cajas y flechas» que explique
el modelo de control mutuo
entre langostas africanas
y aves insectívoras.
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Página 146
TAREA 8.3
Las agrupaciones interespecíficas (I)
OBSERVACIÓN
160
1. Las agrupaciones, mecanismos
de control
Liebre
140
■■■■■
Lince
120
Millares
Observa la gráfica de la derecha, que representa
cómo fluctúan las poblaciones de conejos y zorros en un ecosistema. Señala los límites máximos y mínimos de zorros y conejos. ¿Qué les
impide ser excesivamente abundantes? ¿Por
qué no coinciden en el tiempo máximos y mínimos de ambas especies? Relaciona estas observaciones con las de la página anterior referentes
al termostato.
100
80
60
40
20
1845
2. Mecanismos de retroalimentación
1855
1865
1875
1885
1895
Años
1905
1915
1925
1935
3. Agrupaciones de control
ecológico
Seres de dos o más especies se pueden agrupar, resultando de ello perjuicios para unos y beneficios
para otros. Esto sucede de forma no premeditada,
pero con el tiempo, la relación se convierte en indispensable para la supervivencia de todos.
Son agrupaciones interespecíficas aquellas en
las que toman parte organismos de diversas especies. De ellas constituyen modelos de retroalimentación las que producen beneficio para unos y perjuicio para otros, permitiendo así mantener estable
la abundancia de organismos de un ecosistema.
Las más conocidas son: depredación, competencia, parasitismo, comensalismo y amensalismo.
Otras,como la simbiosis y las cooperaciones, no
cumplen dicho objetivo, sino que tienden a aumentarla constantemente; es así porque todas las
especies resultan beneficiadas.
La depredación
En este tipo de relación, se denominan presas los
seres perjudicados y predadores (o depredadores)
los beneficiados. Superdepredadores son
los organismos que cazan otros depredadores.
Por ejemplo, observamos cómo la necesidad de los
zorros de alimentarse de conejos hace que éstos no
puedan reproducirse excesivamente, en un número
tan grande que hubieran podido terminar con la hierba y, por consiguiente, acabar con ellos mismos.
La abundancia de unos y otros fluctúa
rítmicamente, repitiéndose con bastante
precisión los ciclos de aumentos y disminuciones; por
ello se puede predecir
cuántos habrá en un ecosistema en un momento
determinado.
Los zorros, aparentemente «contrarios» a los conejos, resultan ser la causa de su propia supervivencia.
Éste es un mecanismo de retroalimentación
negativa. Pero si se llegase a superar uno de los límites máximos o mínimos de una especie por algún motivo, ambas especies entrarían en un proceso imparable de desaparición (retroalimentación
positiva). Algunos tipos de agrupaciones interespecíficas constituyen controles de funcionamiento
de la naturaleza.
Todas las serpientes, sean
o no sean venenosas, son
depredadores.
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Página 147
La competencia y el principio
de exclusión de nichos
Ya debes saber que los seres vivos se distribuyen en el medio
para utilizar los recursos ambientales lo mejor posible; le sacan
el máximo provecho. Sin embargo, a veces sucede que varios
organismos parecidos pero de especies distintas coinciden en
una misma área geográfica, por lo que compiten para conseguir
las mismas fuentes alimenticias, por ejemplo. Se están estorbando mutuamente; es esta una forma de regular sus poblaciones,
las cuales, de otro modo, podrían llegar a ser excesivamente
abundantes. Suele suceder que la especie menos apta sea
eliminada por las demás. Por ejemplo, debajo de los grandes
pinos no crecen otras plantas porque no consiguen suficiente
luz (competencia) y porque las acículas de los pinos caídas al
suelo le confieren características inadecuadas para otros vegetales (amensalismo).
Acículas de pinos. ¿Cómo modifican el suelo
estas hojas? ¿Qué efecto tiene
esta modificación sobre el ecosistema?
Lo mejor es que cada especie sea lo bastante distinta a las demás como para que nunca utilicen los mismos recursos. Esto
es así con el tiempo, en ecosistemas maduros, clímax.
El parasitismo
Algunos organismos viven a costa de otros, a los que producen
serios daños, son los parásitos; los hay tanto del reino animal
como del vegetal (plantas, hongos) y otros microorganismos
(bacterias, virus); al elemento perjudicado se le suele conocer
como hospedador. No desempeñan caza activa ni terminan
con la muerte de éste, normalmente.
Existen exoparásitos, que viven en el exterior del cuerpo del
hospedador y suelen ser temporales (piojos, chinches, garrapatas...), y endoparásitos, que se introducen dentro de su cuerpo (lombrices intestinales, tenias, plasmodio del paludismo,
royas y tizones del trigo y maíz...). Los parásitos más eficaces no
dañan excesivamente al patrón, para no ponerse en peligro ellos
mismos.
El parasitismo también es un mecanismo ecológico de autocontrol, ideal para evitar aumentos demográficos desmesurados.
ACTIVIDADES
Recordar
1. Define las diversas agrupaciones
interespecíficas y pon algunos
ejemplos de depredadores, presas,
parásitos y hospedadores.
2. Observa la gráfica de la página
anterior, ¿cuántos linces y liebres
existían en 1885 y en 1930?
¿Dónde localizarías los valores
máximos y mínimos de estabilidad
en la abundancia de ambos?
Explicar
3. Explica por qué las agrupaciones
son beneficiosas, aunque algunos
organismos resulten eliminados.
Cochinillas
(un tipo de insectos)
sobre una chumbera.
¿Qué tipo de relación
interespecífica
muestra esta
fotografía? ¿Qué ser
se beneficia y cuál
sale perjudicado?
147
4. ¿Qué sucedería con la población
de conejos si un cazador furtivo
matase demasiados zorros?
Explícalo según el modelo gráfico
anterior. ¿Sería este un mecanismo
de retroalimentación positiva
o negativa? ¿Y si el cazador matase
conejos solamente? Represéntalo
en dos gráficas superpuestas.
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TAREA 8.4
Las agrupaciones interespecíficas (II)
El amensalismo o antibiosis
El comensalismo y el inquilino
Es otra agrupación entre especies que desempeña
misiones de control dentro de los ecosistemas. En
este caso, una especie no se desarrolla ni se reproduce si está en presencia de otra, sin que ésta última obtenga ningún beneficio ni daño por ello.
Los organismos «comensales» aprovechan los restos de alimentos de otros. Por ejemplo, alrededor
de un cadáver de vaca se organizan los buitres negros, leonados, cuervos, grajas y urracas en este orden, de manera que los primeros van abriendo el
cadáver por su mayor fortaleza; o los peces rémora
de los tiburones.
En la mayoría de los casos se debe a que algunos
seres vivos producen y segregan sustancias normales para ellos pero tóxicas para otros. Por ejemplo,
muchas bacterias (como las del yogur) no viven cerca de ciertos hongos que fabrican sustancias antibióticas (penicilina, estreptomicina...); ya nos hemos referido a otro ejemplo, el de los pinos, cuyas
acículas caídas cambian el suelo impidiendo el desarrollo de otras plantas; o como los arbustos aromáticos de Salvia o Artemisia, que inhiben el desarrollo de hierbas cerca de ellos, porque acumulan
alcanfor venenoso en sus hojas caídas.
Antibiograma
Pastilla de antibiótico
Los animales «inquilinos» dependen de la vegetación o de otros animales para ocultarse de depredadores, encontrar cobijo, nidificar o acercarse a
sus presas. Por ejemplo, algunos peces pequeños
se introducen en las holoturias como defensa, sin
causar molestia alguna.
Plagas y epidemias
Sin embargo, sucede a veces que todos estos mecanismos reguladores no son suficientes; fallan
porque se han superado sus márgenes de funcionamiento inevitablemente. Por algún motivo extraordinario, el número de organismos de una especie
aumenta o disminuye bruscamente y provoca que
otras influidas por ella sufran las consecuencias.
Entonces, el ecosistema se descontrola; sucede
cuando aparece una plaga, como la de langostas
africanas o la del alga asiática Caulerpa taxypholia,
que está asolando la costa noroccidental del mar
Mediterráneo por falta de animales que la coman.
Zona con
crecimiento
bacteriano
Zona
sin crecimiento
bacteriano
PIENSA
• Relaciona el tratamiento médico de infecciones
con el amensalismo. ¿Qué efectos podrían tener
las grandes cantidades de antibióticos que se vierten
al medio ambiente?
Las epidemias de microbios parásitos, como los virus de la gripe, también son ejemplos de pérdidas
de control natural; si se desarrollan, las poblaciones
de hospedadores entran en procesos de destrucción progresiva, retroalimentaciones positivas.
EXPERIENCIA
Coloca encima del yogur los tres discos separados. Mantén el plato a temperatura cálida (37 °C)
durante 2-3 días y observa los
«halos» que se forman alrededor de los discos.
Mídelos con una regla.
Un antibiograma
Los antibióticos son sustancias producidas por
hongos, si bien muchos se fabrican hoy día en laboratorio. Seguramente tienes algunos en casa;
asegúrate de que lo son leyendo los prospectos.
Disuelve tres de ellos en 20 ml de agua y alcohol (1:1) por separado, anotando sus cantidades.
Impregna tres discos de 1 cm de papel poroso.
Puedes repetir la experiencia usando una pequeña muestra de moho verde de fruta en
lugar de los antibióticos.
Extiende una capa delgada de puré de patata en
un plato y enfríalo; sobre ella dispón una ligera
capa de yogur natural con un palillo.
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4. Agrupaciones de beneficio mutuo
También se observan en la naturaleza otras interacciones de
vegetales, animales o microbios que mejoran su supervivencia
sin producir perjuicios a otros. No son mecanismos de control;
tienden a aumentar peligrosamente el número de organismos
beneficiados, con lo que, de no existir además otras influencias
negativas sobre ellos, podrían producir excesos de población.
Liquen. ¿Qué organismos componen un liquen?
¿Qué beneficios obtienen de su unión?
Peces payaso. Este tipo de peces vive siempre en asociación
con una anémona, animal que tiene unos tentáculos urticantes
que lo hacen bastante peligroso para otros peces. ¿Qué beneficio
obtienen los peces payaso de esta asociación?
La simbiosis o mutualismo
ACTIVIDADES
Dos seres de especies distintas conviven obteniendo beneficio
mutuo, mejorando su capacidad de alimentación y defensa. Ninguno podría sobrevivir solo; la interacción comienza en el primer momento de sus vidas.
Comprender
Los líquenes son dos organismos simbiontes juntos, un alga y un
hongo; aquél cede al hongo parte de los nutrientes que fabrica,
puesto que es fotosintética, pero necesita protección y humedad que consigue gracias a las hifas del hongo, las cuales, a modo de red, retienen el rocío que pueda quedar encima de una
roca, por ejemplo. De esta manera, la colaboración le permite
colonizar tan exigentes nichos ecológicos sacándoles partido.
Otras simbiosis son las micorrizas de las raíces de pinos, hayas,
orquídeas, leguminosas... formadas por hongos y bacterias, que
viven en simbiosis con dichas plantas; el cangrejo ermitaño, de
frágil abdomen, y la inmóvil actinia, ambos agrupados en la concha de un caracol marino muerto, etc. En todos los casos se trata de asociaciones que benefician a ambos participantes.
1. Define amensalismo-antibiosis.
En la experiencia propuesta,
¿cuál es la especie perjudicada
y por qué?
2. Distingue entre comensalismo
e inquilinismo aclarando en qué
consisten los beneficios/perjuicios
con ejemplos.
3. Diferencia entre simbiosis
o mutualismo y cooperación
y explícalos, analizando algunos
ejemplos.
Explicar
La cooperación
4. ¿Por qué aparecieron los «halos»
alrededor de los discos
de antibióticos?
Se denominan así las interacciones no indispensables de beneficio general. Por ejemplo, las garcillas o las urracas suelen
capturar insectos entre los pelos de vacas, caballos... desparasitándoles, o los pájaros limpiadores de la boca de cocodrilos.
5. ¿Cuál de los tres antibióticos es más
tóxico para las bacterias del yogur?
¿Cómo lo deduces?
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TAREA 8.5
Las interacciones entre organismos de una especie
3. Características de los grupos
sociales
OBSERVACIÓN
1. Los grupos sociales
Una manada de lobos, una colmena de abejas, los
hormigueros o las familias de ballenas, como la
propia humanidad, son sociedades. Tres peculiaridades se detectan en todos:
• Jerarquización. Aunque todos los organismos
pertenecen a la misma especie, unos utilizan su
mejor aptitud biológica para dominar; comen
antes, escogen las mejores hembras, quedan
más protegidos dentro del grupo. Por ejemplo,
dentro de un gallinero, el macho dominante y las
hembras más fuertes disponen de los sitios para
descanso más alejados de la entrada, más defendidos contra depredadores.
1. Analiza la fotografía y contesta:
¿Por qué se reúnen los lobos para cazar? ¿Qué
ventajas y perjuicios les acarrea hacerlo?
¿Son todos los lobos exactamente iguales? Señala algunos detalles de su anatomía que les diferencien. Describe qué señales ves que indiquen
jerarquía entre los lobos.
• División de tareas. Conseguir alimento, limpiar
el habitáculo, reproducirse, defender a los demás... Es mejor para el conjunto de la sociedad si
el trabajo es desempeñado por animales especializados. Piensa en las obreras, zánganos y reina
de las abejas.
2. Busca en una enciclopedia una descripción de las costumbres de los lobos y cópiala
en tu cuaderno.
• Especialización anatómica y funcional. Tal reparto de labores ha producido que los cuerpos
de los animales hayan cambiado en la evolución,
mejorando para conseguir realizarlas bien. Las
hormigas obreras, por ejemplo, poseen fuertes
mandíbulas y no así sus reinas; esta otra casta
dispone de un aparato reproductor mucho más
desarrollado.
2. ¿Por qué existen grupos
de organismos semejantes?
Bien sea porque los descendientes hermanos se
mantengan juntos durante su vida, bien porque
otros se reúnen durante su estado adulto, lo cierto
es que muchos seres vivientes encuentran ventajas
al vivir agrupados. Ventajas que consisten en estar
más protegidos, conseguir alimentos más fácilmente o tener más éxito reproductor. Estos conjuntos
de organismos se denominan intraespecíficos.
En algunos casos, sólo obtienen dichas ventajas
mientras dura la circunstancia ambiental que los
produce, pero en la mayoría, formar grupo se ha
transformado en una necesidad imperiosa: fuera
de él, los animales no sobrevivirían. Algunas especies incluso constituyen sociedades, más eficaces
en la supervivencia que las demás agrupaciones.
También hay relaciones negativas en los grupos intraespecíficos; por ejemplo, aparece competencia intraespecífica o incluso canibalismo en ciertas especies si sus grupos constan de demasiados ejemplares.
Banco de sargos. ¿Cómo beneficia a estos peces
vivir en grupos tan grandes?
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4. Otros grupos intraespecíficos
No todas las especies han conseguido desarrollar sociedades a
lo largo de la evolución. Muchos animales no se ayudan mutuamente de forma tan eficaz, aunque sí logren algunos beneficios.
En las agrupaciones gregarias, como los rebaños de cabras,
las manadas de ciervos o de elefantes y las piaras de jabalíes, diversos animales (machos, hembras, crías) conviven, se alimentan, defienden y trasladan juntos colaborando.
Los gregarismos migratorios son unas de las interacciones más
interesantes. Bastantes aves (tordos, jilgueros, patos, garzas...)
se reúnen todos los años en grandes bandadas para viajar buscando condiciones de mejor clima para reproducirse; se trasladan millones de ejemplares desde África hasta Eurasia (primavera) y al revés (otoño) siguiendo a un guía cada bandada,
manteniéndose en formación «punta de flecha» gracias a señales sonoras y reconociendo el terreno sin extraviarse.
Coral blanco, un ejemplo de organismo colonial.
ACTIVIDADES
Recordar
1. ¿Qué nombre recibe
cada subgrupo de animales
dentro de una sociedad?
Sociales
Formación
de gansos
«en punta
de flecha».
Tipos
Grupos
intraespec.
También migran muchos animales terrestres, como los renos,
los caballos cimarrones o los lemmings, y otros acuáticos,
como las truchas, los salmones, las ballenas o los pequeños
crustáceos «krill» de los mares antárticos.
Además de estas agrupaciones intraespecíficas tan conocidas,
existen otras muchas en la naturaleza: los enjambres (avispas,
murciélagos...) transitorios, en puntos de apoyo cambiantes;
las colonias (corales); grupos pseudosociales (bandadas de pingüinos, en las que no se conoce si existe o no jerarquía); coincidencias (lagartijas colilargas al sol sobre una roca, sin necesidad de estar juntas), etc.
Los grupos intraespecíficos no son mecanismos de control por
retroalimentación negativa, ya que tienden a favorecer la superpoblación de sus especies. Por el contrario, llegado un momento en que la abundancia de ejemplares es excesiva para
los recursos ambientales disponibles, suelen aparecer competencias y depredaciones entre ellos; así se restablecen los equilibrios naturales normalmente.
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Características
2. Completa el cuadro adjunto.
Comprender
3. Describe las tres características
sociales analizadas en la especie
humana.
4. Deduce y expresa por qué
en una colmena de abejas
puede desarrollarse también
una interacción de competencia.
5. Después de ver algún documental
sobre las migraciones de aves,
piensa y responde ¿por qué es tan
importante mantener muchos
Parques Nacionales y Naturales en
buenas condiciones?
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RESUMEN DE LA UNIDAD
Muchos grupos de seres vivos constituyen controles
dinámicos en los sistemas naturales, para lo cual
necesitan relacionarse entre ellos manteniendo sus
abundancias dentro de ciertos límites máximos y
mínimos; éstos son los mecanismos de retroalimentación. Se desarrollan unas veces entre distintas especies, como son la depredación, la competencia
y los parasitismos, que son algunos tipos de agrupaciones de autocontrol natural.
Otras veces, ciertos grupos interespecíficos (simbiosis y cooperaciones) permiten conseguir beneficios
mutuos, por lo cual podrían originar superpoblaciones, si no fuera porque los anteriores mecanismos
negativos de control se ponen en marcha cuando
se llega a tales excesos.
Observa esta fotografía, que muestra la hoja de un árbol
afectada por un insecto. Reflexiona sobre
lo imprescindibles que son los insectos parásitos
de los árboles para mantener en buen funcionamiento
el ecosistema del bosque. Piensa en los mecanismos
de retroalimentación.
Elementos importantes que contribuyen a mantener
el orden existente en toda la naturaleza son las agrupaciones de animales, vegetales y microorganismos.
La Ecología estudia cómo se integran todas ellas con
el fin de conseguir el mejor funcionamiento posible
de los ecosistemas.
También interaccionan entre sí organismos de la
misma especie, formando agrupaciones intraespecíficas. Miles de años de evolución han ido mejorando
las relaciones entre unos y otros para beneficio común hasta que apareció la forma de agrupamiento
más eficaz: la sociedad; se observan tres peculiaridades entre sus miembros: jerarquía, división de
trabajos y especialización anatómica y funcional.
Otros grupos de animales de la misma especie, menos eficaces en la colaboración, son los gregarismos
de nutrición, defensa o migración, las colonias, los
enjambres, las epibiosis...
Completa el mapa del tema
Integración
del ecosistema
Naturaleza cambiante
Cibernética
y Ecología
Sistemas
Autocontrol
INTERACCIONES
BIOLÓGICAS
Mecanismos
de retroalimentación
Interespecíficas
De control ecológico
De beneficio mutuo
¿Qué y por qué?
Interespecíficas
Sociales
No sociales
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Actividades
Test de conocimientos
1
Clasifica las siguientes agrupaciones de seres
vivos según intervengan o no como mecanismos de control en los ecosistemas:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
Distingue entre simbiosis, mutualismo y
cooperación: ¿cuáles de estas interacciones
biológicas son mecanismos de retroalimentación positiva?
3
Completa el esquema sobre las peculiaridades de todos los grupos sociales. Explica en
qué consiste cada uno de ellos, refiriéndote
a una manada de lobos; ¿y según la sociedad humana?
Rellena el siguiente cuadro de relaciones
entre causas y efectos o consecuencias y
después explica su funcionamiento en una
redacción.
Aumentan
conejos
y zorros
Disminuyen
conejos
y zorros
.................
de conejos
y zorros
Conejos
y zorros
.................
7
AMPLIACIÓN. Piensa y responde.
Abundancias
........................
Imagina que un ecosistema maduro y estable lleva funcionando adecuadamente muchos años. La abundancia de ejemplares de
cada especie oscila entre números máximos
y mínimos sin sobrepasarlos. En cierto momento, una catástrofe artificial, por ejemplo un vertido masivo de antibióticos desde
una fábrica, provoca el exterminio de todos
los microbios que estaban afectando hasta
entonces a los animales herbívoros.
• ¿Qué sucedería a partir de entonces con
la abundancia de plantas herbáceas de
ese ecosistema?
.................
de conejos
y zorros
• ¿Y con los carnívoros depredadores?
Represéntalo en gráficas, situando el tiempo
en el eje horizontal de abscisas y la
abundancia de ejemplares en
el vertical (ordenadas).
Conejos
y zorros
.................
(Nota: los puntos suspensivos indican palabras ocultas.)
5
Aplica el concepto de sistema abierto a un
automóvil y a un ecosistema de pradera, explicando sus semejanzas y diferencias.
Depredación.
Antibiosis.
Enjambres.
Epibiosis.
Parasitismo.
Plagas.
Colonias.
Competencias.
2
4
6
¿Qué diferencias existen entre la competencia por la luz establecida entre pinos de
un mismo bosque y la que existe entre liebres y conejos por alimentarse de las mismas hierbas?
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Actividades
Test de capacidades
Interpretación de gráficos
1
Presentación de datos
Entiende el significado de la siguiente gráfica y contesta después a las preguntas.
Dos especies de microorganismos conviven en
la misma zona de un charco. Uno de ellos
(especie A) se alimenta de ejemplares del otro
(especie B), siendo éste un autótrofo.
3
Haz un cuadro-resumen que contenga los diferentes tipos de agrupaciones interespecíficas e intraespecíficas que se han tratado en
esta lección.
Análisis de esquemas
4
Analiza el siguiente mapa de interacciones y
describe cómo funciona, contestando después
a las preguntas.
Ejemplares
Ratón
de campo
Águila
Tiempo (días)
Cazador
furtivo
a) Describe en una redacción lo que observas
en cada una de las gráficas por separado
y después conjuntamente. ¿A qué tipo de
interacción biológica corresponden? ¿Por
qué?
b) ¿Cuál de las dos gráficas representa al depredador y cuál a la presa? ¿Por qué lo
deduces así?
c) Ha ocurrido un cambio ambiental importante en el momento señalado por la flecha sobre el eje de abscisas. ¿Cuál/es de las
causas propuestas a continuación es/son
las que mejor explican los datos representados en las gráficas?:
• Envenenamiento del agua.
• Desaparición del heterótrofo.
• Desaparición del autótrofo.
• Ausencia total de luz.
• Desarrollo de un depredador.
d) Supón que comienza a desarrollarse y reproducirse un tercer microorganismo (el
depredador) en el charco. Representa gráficamente cómo cambiarían las tres poblaciones en el tiempo.
2
Semillas
Explica por qué no coinciden en el tiempo
los valores máximos y mínimos de las poblaciones de microbios del ejercicio anterior.
154
Guarda
forestal
a) ¿Qué efectos tienen los cazadores furtivos
sobre la abundancia de ratones de campo?
b) ¿Por qué la siembra de semillas podrá favorecer la reproducción del águila?
c) ¿Qué clase de interacciones tienen lugar
entre águilas y ratones o entre cazadores
y águilas?
Investigación
5
Interésate por los métodos de lucha biológica contra las plagas. Entiende en qué consisten, cuál es su relación con los mecanismos
de retroalimentación y piensa en sus posibles
efectos secundarios sobre los ecosistemas, de
no ser utilizados correctamente.
6
AMPLIACIÓN.
Busca información sobre el
funcionamiento
de un hormiguero. Copia las
funciones de cada casta y dibuja los distintos
ejemplares.
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Test de actitudes
La destrucción de controles naturales
En muchos núcleos de la costa española, el desarrollo turístico incontrolado está produciendo graves
daños ambientales, que terminan repercutiendo
también en la propia economía de los pueblos.
Ejemplos abundantes y notorios son las desecaciones de lagunas costeras y marismas a fin de conseguir terrenos donde construir urbanizaciones o, a
veces, la eliminación de su fauna de insectos mediante tratamientos químicos prolongados.
La destrucción de cañaverales y otros ecosistemas de
ribera conlleva eliminar depredadores, que son los
mecanismos naturales de control de plagas, y, a la
vez, de toda posibilidad de autodepuración de los
contaminantes.
Urbanización costera en Denia (Alicante).
Resultado: se consigue construir, pero gastando
grandes presupuestos en depuradoras y productos
químicos, en el mejor de los casos.
• ¿Por qué aparecen «malos olores» cerca de las
urbanizaciones construidas en antiguas lagunas?
• Señala en el mapa de la costa mediterránea española las zonas turísticas donde existen o existían ecosistemas de humedal.
• ¿Cuál es el futuro cercano del Mar Menor en
Murcia, dado este proceso de destrucción en sus
riberas?
• ¿En qué criterios debería basarse el creciente (y
positivo) desarrollo turístico para que pueda continuar de forma sostenible en los próximos años?
Espacio urbanizado en las marismas de Santoña
(Cantabria).
Experiencia
El hormiguero artificial y los depredadores
Podemos construir un hormiguero artificial con dos
vidrios o placas de metacrilato paralelos y separados 1 cm por masilla o silicona. Se llena con una
mezcla de arena y arcilla algo húmeda y, antes de
que se seque, hacemos algunos corredores en su
seno con varillas o ramas para que las hormigas sigan excavando a partir de ellos.
En un hormiguero natural, se buscan varias obreras
y puestas de huevos, que se transportarán al nuestro. Una vez dentro, se les suministra fragmentos
de hojas depositándolos en la superficie y se tapa
todo con papel de aluminio para mantenerlo oscuro varios días. Poco después podemos observar las
tareas del hormiguero destapándolo brevemente,
y dibujar un esquema de su funcionamiento.
Cuando observes que el hormiguero funciona establemente, busca algunos insectos carnívoros e introdúcelos. Obsérvalo dos o tres veces al día y anota lo que suceda. Vuelve a dibujar la estructura del
hormiguero, posiciones de huevos, crías, reina.
Después de 10 días, ¿qué ha sucedido finalmente?
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¿Qué hacer con los residuos?
El problema de los residuos
urbanos e industriales
Los peces de una pecera necesitan un suministro
diario de alimentos; también, que se les cambie
el agua de vez en cuando, porque
va contaminándose con sus propias deyecciones.
De hecho, fallecen más por tal
autoenvenenamiento que por inanición.
Y esto mismo le sucede a cualquier organismo,
incluso al ser humano. Hasta hace 40 o 50 años
se tenía la idea de que la contaminación
era sólo una molestia a tolerar, una inevitable
consecuencia de la vida urbana ligada
a la prosperidad; pero se ha demostrado
que los efectos de la contaminación
no son simples molestias, sino que influyen
en la salud humana y en el funcionamiento
de la naturaleza. No se puede sobrepasar
la capacidad de autopurificación que tienen
los ecosistemas, porque se producen
modificaciones irreversibles en el ambiente
que perturban la vida y causan
mal funcionamiento y muerte.
La superpoblación humana, el crecimiento
urbano y el desarrollo industrial incontrolados
están generando cantidades enormes
de residuos; son «nuestros venenos», principal
amenaza para la supervivencia de muchos seres,
incluidos nosotros. Residuos que vertemos
al ambiente en forma sólida (basura), líquida
o gaseosa. No obstante todo ello, debemos
mantener un ritmo alto pero controlado
de desarrollo social humano, respetando
los principios elementales de no despilfarro de
los recursos naturales, reciclado y reutilización
de materiales y depuración de los residuos.
¿Qué se puede hacer con la basura?
Tres son las formas de gestionar los residuos sólidos:
a) Disminución en origen. Se trata de que todos,
desde las personas hasta las grandes industrias,
modifiquemos comportamientos y técnicas de
producción para generar menos. No derrochar
y reaprovechar parte de los residuos, recuperar
la fracción útil en otras fábricas distintas y reciclarlos para su reutilización. La separación de los
diferentes tipos de residuos en los propios domicilios es un factor clave.
Vertedero de basuras.
b) Transformación de las basuras para producir
energía y otros productos útiles. Una de las técnicas a usar es el compostaje, degradación de la
materia orgánica (restos de alimentos, excrementos...) por medio de microorganismos.
c) Eliminación de residuos no reutilizables o transformables, o bien almacenarlos en depósitos de
seguridad.
Contenedores para la recogida selectiva de basuras.
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Página 157
MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
o duros» (estaciones depuradoras) aplican técnicas
físicas, químicas y biológicas para concentrar o
transformar los contaminantes del agua, para que
puedan ser eliminados o reducidos; asimismo, se
producen desde ellos biogás combustible, electricidad y compost o mantillo agrícola.
La descontaminación del aire
Se trata de devolver el agua al medio natural, una
vez restituidas sus características físicas, químicas
y biológicas normales casi por completo, para que
sean los propios mecanismos naturales de autodepuración los que terminen. Existen unos sistemas
de depuración «natural o blanda» (lagunaje, sobre
todo) que imitan los procesos naturales bajo condiciones especiales, con pocos gastos de instalación
y mantenimiento. Otros métodos, los «tecnológicos
La naturaleza es especialmente lenta eliminando
estos tóxicos. Por ello, debemos aplicar medidas
drásticas de corrección y prevención contra este
grave problema. Las más eficaces son la información
y educación ambiental, la planificación de usos del
territorio y la reglamentación y persecución legal
de las actividades contaminantes. Ahorrar combustible en calefacción es una medida excelente de
prevención, por ejemplo. Existen varios métodos
directos que limitan las fuentes de emisión de gases
tóxicos, aerosoles y partículas en suspensión, a través de diversos filtros y procesos físico-químicos
instalados en las industrias, chimeneas, máquinas
y tubos de escape de los automóviles.
DEBATE
INVESTIGACIÓN
Los peligros del progreso
La contaminación atmosférica
Retomar la siguiente discusión entre alumnos de otra
clase de ciencias, acerca de lo «malo» y lo «bueno»
del progreso de la Humanidad.
Redacta una investigación sobre las posibles causas
de la contaminación atmosférica y de las variaciones en la concentración de los contaminantes.
ALBERTO: Me parece que la tecnología y la ciencia son
buenas porque permiten conocer los problemas y las
repercusiones negativas sobre el medio ambiente que
pueden ocasionar las industrias.
ALFONSO: La investigación no llegará a tiempo para evitar los desastres mundiales de la contaminación.
SARA: ¡Ya lo creo!, porque aunque se puedan conocer, eso no significa que sirvan para dar solución a
todo eso.
GUILLERMO: Algunos creen que el desarrollo y la riqueza
de una parte de la sociedad son malos para los países pobres y que nos conducirá a la destrucción total.
TERESA: No creo que haya que ser tan pesimista, porque también todos nosotros deberíamos exigir a los
responsables y gobernantes que controlen a los que
contaminan.
IRENE: Yo pienso que se puede seguir progresando sin
necesidad de desencadenar desastres ecológicos.
Puedes realizar una clasificación de los contaminantes según sus características físicas y químicas. ¿Qué
es la lluvia ácida? ¿Qué contaminantes pueden generarla? ¿Cuál presenta una mayor incidencia según
los datos? Describe algunos efectos en el hombre,
en otros seres vivos y en los ecosistemas,
por
ejemplo del tipo
repercusiones de
la muerte de vegetales sobre los
animales.
Depuradora de aguas.
La depuración
del agua contaminada
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09 Ciclos y flujos en los ecosistemas
EXPRESA LO QUE SABES
1. Contesta a las siguientes preguntas, que están
relacionadas con las fotografías:
• Una vez terminada la cocción en el recipiente, ¿se
mantienen dentro las mismas materias? ¿Cuáles no?
• ¿Qué ha sucedido con los materiales iniciales del
guiso?
• Explica el efecto del fuego en las transformaciones
acontecidas durante la cocción. ¿Por qué es
indispensable el calentamiento?
Contenidos
1. PANORAMA:
Materia en ciclos, energía en flujos.
2. Materia y energía en las reacciones
químicas de los seres vivos.
3. Los intercambios de materia
entre biotopo y biocenosis.
4. Los ciclos ecológicos de la materia.
5. El flujo de energía.
MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
• Sólo pueden usarse los excedentes
naturales.
2. Compara los resultados de la cosecha, es decir, esos
grandes troncos de árboles, con el guiso preparado
finalmente en la olla. ¿Qué las ha hecho crecer
durante meses a esas plantas? ¿A partir de qué
materiales se han ido construyendo ellas mismas?
3. Expresa qué entiendes por reacción química y pon
algunos ejemplos explicativos de reacciones químicas
en los vegetales y en los animales. Ciertos
microorganismos, como las levaduras, transforman
azúcares en alcohol liberando calor hacia su exterior.
¿De dónde procede esa energía?
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¿QUÉ DEBES SABER?
Conceptos previos de Química
• Los factores ambientales, el biotopo
de un ecosistema, también está constituido
por materias químicas (oxígeno del aire, sales
del suelo...) y energía en diversas
manifestaciones (luz, calor, electricidad...).
1. ¿Qué es una reacción química
y cómo se lleva a cabo?
• En una reacción cambian tanto los materiales
como la energía.
2. Reacciones biológicas endergónicas
y exergónicas.
• Es un tipo de transformación en la que
unos átomos o moléculas se reordenan
entre sí de forma diferente de como lo estaban
antes de producirse.
• Las reacciones químicas que absorben energía
para producirse se llaman endergónicas.
Por ejemplo, en las hojas de las plantas tienen
lugar las reacciones químicas de la fotosíntesis,
las cuales necesitan energía solar que procede
de su exterior. Al contrario, las reacciones
químicas exergónicas son las que liberan
energía. Por ejemplo, los músculos de las piernas
se calientan al correr porque en sus células
se están produciendo reacciones químicas
que liberan energía calorífica.
• Las reacciones químicas son posibles
porque las fuerzas que mantienen unidas
a las materias iniciales dejan de existir durante
un corto espacio de tiempo para permitirlas
reorganizarse entre sí; al final, otras nuevas
fuerzas dan solidez a los productos recién
construidos.
sa
ino
lum
a
í
rg
Ene
Conceptos previos de Biología
1. ¿De qué están compuestos los ecosistemas?
• En los ecosistemas no hay nada distinto
químicamente del resto de la materia,
aunque sí con distintas propiedades.
CO2
A
B
C
A
C
O2
H2O
B
D
A
B
C
D
C
Principios
inmediatos
A
B
D
PIENSA
• ¿Cómo es la energía que absorben los vegetales?
¿Dónde está exactamente toda esa energía dentro
de los productos finales de la fotosíntesis
(por ejemplo, dónde está en el interior
de un fragmento de nueva hoja fabricada)?
D
C
B
A
D
D
A
Sales
B
C
3. Los seres vivos intercambian tanto materia
como energía.
RECUERDA Y RESPONDE
• Diferencia reacción química de cambios físicos
de estado y de disolución.
• Cuando un ser vivo ingiere otro, se apropia
de sus materiales químicos y de su energía;
se «adueña» de ambas.
• Sólo los vegetales («fotoautótrofos»)
y los organismos denominados
«quimioautótrofos» (algunos microbios)
son capaces de conseguir energía a partir
del medio abiótico.
• La biocenosis es una entidad material formada
por los organismos de seres vivos. Cada cuerpo
vivo es un conjunto de materiales (elementos
químicos y moléculas) y fuerzas de unión
entre todos ellos.
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TAREA 9.1: PANORAMA
Materia en ciclos, energía en flujos
1. Materia y energía en los seres
vivos
3. Intercambios de energía y materia
entre biotopo y biocenosis
No hay casi nada de química especial en los seres
vivos: estamos constituidos por los mismos átomos
que forman parte del mundo no vivo; no obstante,
están ordenados dentro de nosotros en moléculas
propias (principios inmediatos y otras). Sí que somos algo especiales en el sentido de que nuestras
células realizan reacciones químicas muy peculiares
entre diversas moléculas, mediante las cuales utilizamos energía en provecho nuestro.
En cualquier ecosistema hay dos actividades vitales
imprescindibles: la fotosíntesis (quimiosíntesis, excepcionalmente) y la descomposición-degradación.
Mediante la primera, se consigue incorporar materia y energía desde el biotopo hacia la biocenosis.
Los seres vivos de una biocenosis somos verdaderos expertos en captar dichos materiales y energías
del exterior para usarlos y transferirlos a los que los
necesiten. Las biocenosis ecológicas son, por tanto,
sistemas naturales abiertos, ya que intercambian
energía con su exterior.
2. ¿Cómo utilizan los ecosistemas
la materia y la energía?
Un ecosistema es uno de los métodos de este planeta que sirve para captar energía, y para utilizarla
en las reacciones químicas de los seres vivientes.
Gracias a esta energía, los organismos viven, es decir, son capaces de desarrollar todas las reacciones
químicas que intervienen en las funciones de relación, reproducción, nutrición... Piensa que cada actividad vital consiste en unas reacciones químicas
desarrolladas dentro de las células; cambios de ordenamiento entre sus materiales, en definitiva. La
mayor parte de ellos (los átomos y moléculas de los
seres vivos y del biotopo) se mantienen permanentemente dentro de cada ecosistema, con escasas
pérdidas o ganancias.
Se dice que la energía fluye entre los seres vivos
de un ecosistema porque se reutiliza una vez que
alguno de aquéllos la ha usado en sus reacciones
químicas. Cuando esto sucede, la energía se degrada, pierde utilidad transformándose en calor.
Pensando en la idea de que la energía se mueve
en un solo sentido desde las plantas hasta
los descomponedores dentro de cada ecosistema,
responde:
• ¿Qué tipo de energía útil entra en ellos?
• ¿Qué otro tipo se desprende por no ser ya útil?
• ¿Qué organismos se encargan de uno y otro proceso?
• ¿Podrías descartar alguno de los elementos
señalados por no ser indispensable
en los ecosistemas? ¿Por qué?
Por el contrario, los elementos químicos materiales
siempre son útiles: son transferidos de unos a
otros, reutilizados una y otra vez por todos y en el
propio biotopo de cada ecosistema; se dice que siguen ciclos biogeoquímicos, algunos de los cuales describiremos en esta lección. Los ecosistemas
son sistemas casi cerrados para la materia.
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Fotosintetizadores
Energía-luz
(útil)
Fotosintetizadores
o productores
Descomponedores
Descomponedores
Consumidores
Consumidores
ACTIVIDADES
Energía-calor
(inútil)
Los organismos descomponedores transfieren la materia desechada por los seres vivos (cadáveres, excrementos, fragmentos...) hacia el biotopo de su ecosistema y se aprovechan de
los últimos restos de energía que queda en ellos. Como deducirás, los vegetales y los microorganismos desintegradores son
indispensables en esas «máquinas naturales» que llamamos
ecosistemas. Los animales no lo son; de hecho, existen y existieron antes ecosistemas sin ellos. Un símil que puede ayudarte
a comprenderlo es éste: si un ecosistema fuera como una fábrica de latas de sardinas en conserva, los vegetales se encargarían de ordenar las sardinas (materia y energía) y cerrar las
latas; los animales, de abrirlas y sacarlas para comérselas y los
microbios descomponedores recogerían las latas usadas con
restos de sardinas para reciclarlas.
Recordar
1. Define en qué consiste un organismo
fotoautótrofo y otro heterótrofo.
¿En cuál de esas dos categorías
incluirías a los animales herbívoros?
¿Y a los hongos?
2. Haz un dibujo alusivo al ejemplo
de la fabricación y consumo de
sardinas en lata, señalando
en él dónde correspondería situar
a los vegetales, animales
y descomponedores.
3. Describe la importancia de la función
fotosintética de las plantas
en los ecosistemas terrestres. ¿Qué
organismos desempeñan el mismo
papel en los ecosistemas marinos?
Comprender
4. Imagina un ecosistema situado
en una fosa abisal submarina,
donde no hay luz solar.
¿Existirán vegetales? ¿Por qué?
¿De dónde obtienen los organismos
la energía para sobrevivir?, es decir,
¿qué comen? ¿Son necesarios
los descomponedores allí?
¿Qué sucedería si no existieran?
5. Piensa en otro lugar del planeta
donde hay ecosistemas
sin organismos fotosintetizadores.
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TAREA 9.2
Materia y energía en las reacciones químicas de los
EXPERIENCIA
OBSERVACIÓN
1. Una reacción química sencilla
3. La actividad de las levaduras
Deposita en un matraz 10 ml de agua y una pequeña cantidad de caliza (CaCO3) y añade con
precaución ácido sulfúrico. En el matraz tiene
lugar la reacción química siguiente:
CaSO4 ⫹ CO2 ⫹ H2O
CaCO3 ⫹ H2SO4
Explica:
• ¿Qué le ha sucedido a la caliza?
• ¿De qué son las burbujas que observas?
• Toca el fondo del matraz y describe lo que
notas.
• ¿Dónde está el sulfato de calcio?
• Si el calor es una forma más de energía, ¿de
dónde procede? ¿Dónde estaba dicha energía
antes de comenzar la reacción?
Pon en dos tubos de ensayo pequeñas cantidades de levadura natural de pan, que puedes
encontrar en cualquier horno. Obsérvalas al
microscopio.
Æ
Después añade a uno de los tubos un poco de
glucosa y tapa con papel aluminio. Calienta ambos a 36-38 ºC durante 5-15 minutos.
Observa de nuevo al microscopio una muestra
del fondo de ambos tubos, después de eliminar el líquido.
• ¿En cuál de los dos ha saltado el tapón?
¿Por qué?
• ¿Qué relación existe entre los gases y la
glucosa?
• Haz un dibujo de las células de levadura
antes y después de calentar los tubos y resalta las diferencias.
• Aplica tus conocimientos y explica: ¿por
qué crece la masa de pan cuando se está
cociendo?
2. Reacciones químicas, materia
y energía
Una reacción química es una reordenación de átomos o grupos de átomos en la que interviene energía, sin la cual no se desencadenaría. En la experiencia anterior, las fuerzas de unión entre el calcio
y el grupo («anión») bicarbonato, o entre el hidrógeno y el sulfato han desaparecido momentáneamente, permitiendo que esos cuatro materiales
químicos se reorganicen de otra forma como sulfato cálcico, dióxido de carbono y agua.
4. La actividad biológica se basa
en reacciones bioquímicas
Todas las funciones de cualquier ser vivo se desarrollan mediante reacciones químicas en sus células: la reproducción, la propia nutrición o la relación con el medio externo. Otro ejemplo es la
actividad muscular durante un ejercicio físico. El
músculo necesita captar algunas sustancias complejas para liberar la energía de los enlaces entre
sus átomos, transformándolas en otras con menos
carga energética y reordenando sus átomos en
nuevas moléculas. Durante las reacciones químicas
musculares se pierde parte de la energía en forma
de calor, algo que es fácilmente constatable.
La energía que estaba contenida en tales fuerzas
de unión se ha desatado y por eso han podido
reaccionar ambos sustratos iniciales. Parte de dicha
energía se ha reconvertido en las nuevas fuerzas de
unión, pero otra parte se ha transformado en calor.
Este ejemplo de transformación química no es propio de los seres vivos, pero existen muchos otros
que sí lo son.
La segunda experiencia muestra una de ellas: las células vivas de levadura, que es un hongo, son capaces de cambiar una sustancia química, el azúcar glucosa, en alcohol, dióxido de carbono gaseoso y agua,
fabricando otra más complicada, llamada ATP. De
este modo consiguen que la energía contenida en
las fuerzas de unión de los átomos (C, H, O) de la
glucosa se reconvierta en nuevas fuerzas de unión
dentro de otras sustancias que necesitan para vivir.
Cuando un pez ingiere a otro menor, se adueña de
sus materiales químicos y de la energía que contienen las fuerzas de enlace entre ellos. En seguida,
sus células reorganizarán los componentes químicos del cuerpo capturado a su gusto, fabricando
con ellos nuevas células de su propio organismo.
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seres vivos
Energía química
de enlace
Energía
solar
ACTIVIDADES
Fotosíntesis
Comprender
1. Repite el esquema anterior de la
fotosíntesis y aclara su importancia
para el ecosistema.
Observa el esquema y haz otros dos en los que se ilustre el papel
bioquímico de los consumidores y de los descomponedores.
5. Las biocenosis, conjuntos bioquímicos
Si sigues haciendo esta escalada mental, te darás cuenta de
que los grandes grupos de seres vivos, las biocenosis, son
grandes conjuntos de reacciones bioquímicas funcionando
coordinadamente. Unos seres se encargan de construir nuevos
materiales químicos con enlaces cargados de mucha energía
(los vegetales o productores) y otros seres realizan lo contrario,
aprovechando las materias y energía que les proporcionan los
anteriores. Las plantas son «fábricas de conservas» en las que
las sardinas serían las nuevas materias (azúcares, por ejemplo)
que contienen mucha energía; «enlatan» energía solar. Los
animales consumidores abrirían los recipientes utilizando la
energía solar conservada en forma de fuerzas de agrupación de
las sardinas, y los microbios descomponedores se encargarían,
siguiendo el símil, de devolver a la fábrica los restos de latas reutilizables y de aprovechar lo poco que quedara en los residuos.
Así como todo está calculado para no perder ninguna materia
dentro de un ecosistema, no sucede lo mismo con la energía.
Cuando un ser vivo usa la energía de un enlace químico, ésta
pierde su utilidad y se transforma en una energía conocida
como «calor». Poco a poco, todo el trabajo que las plantas se
toman en hacer «conservas de energía» es destinado a permitir
la vida de los demás seres. Los vegetales reciben energía solar
útil que, finalmente, es eliminada como energía calorífica inútil.
163
2. ¿Podría existir un ecosistema
dotado sólo de organismos
autótrofos? ¿Y sólo de
descomponedores? Razónalo.
3. Explica por qué el reciclaje de
basura ahorra gastos a la sociedad.
4. Relaciona estos términos
explicando tus argumentos.
• Vegetal
• Exergónico
• Construcción
• Animal
• Endergónico
• Destrucción
Explicar
5. ¿Cuál o cuáles de estas entidades
liberan energía calorífica?
Pon algunos ejemplos
de sus funciones que lo demuestren:
• Un atleta
• Un árbol
• El agua del mar
• Un ordenador
• La basura
• Un bosque
6. De los casos anteriores,
¿cuál o cuáles captan energía
no calorífica del exterior
y la utilizan para desarrollar
reacciones químicas?
¿Cuáles son seres vivos?
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TAREA 9.3
Los intercambios de materia entre biotopo y biocenosis
OBSERVACIÓN
EXPERIENCIA
1. ¿Invernaderos espaciales?
3. Experimento de Van Helmont
(siglos XVI-XVII)
Los problemas principales de las largas estancias
extraterrestres radicarán en mantener buena oxigenación del aire y en alimentar naturalmente
a los astronautas. Se podrían solucionar con invernaderos autosuficientes. Pero, para lograrlo,
necesitarían disponer de algunos recursos en su
medio ambiente: suelos para vegetales, agua,
dióxido de carbono y energía solar. ¿De dónde se
obtendrían en la Luna o en Marte? ¿Piensas que
sería posible? Analiza los inconvenientes de un
viaje espacial según estas necesidades.
Seca 1 kg de suelo en el horno y colócalo en
una maceta. Humedécelo con agua destilada
y planta un poto de peso exacto conocido.
Cubre la superficie del suelo y riégalo durante un mes, al menos. Pasado este tiempo, extrae la planta completa, pésala y valora de
nuevo el total de suelo que queda, una vez
desecado en el horno.
Calcula el aumento de peso de la planta y la
disminución de suelo. Compáralos y deduce
de dónde procede el excedente de biomasa
vegetal. A continuación responde:
• ¿Por qué se necesita cubrir la maceta? Van
Helmont pensó que la planta debía crecer
sólo a partir del agua. ¿Estás de acuerdo?
• ¿Para qué le ha servido a la planta su propia fotosíntesis?
4. Desde el biotopo hacia los seres
vivos
El experimento anterior demuestra que una planta,
para sobrevivir, necesita suelo y agua; ya habrás deducido que también son indispensables aire y luz.
Alimentos de los astronautas.
La fotosíntesis es el principal proceso bioquímico
que consigue pasar materiales desde el biotopo a la
biocenosis de un ecosistema. Una vez incorporados
como parte de los organismos autótrofos, los heterótrofos (por ejemplo, los animales) sólo tienen que
aprovecharse de aquéllos; si le añades pequeñas cantidades de agua, todo está preparado para que el
ecosistema entero comience a funcionar. Además,
siempre habrá animales depredadores, carnívoros,
que seguirán aprovechando los materiales de otros.
2. Sistemas abiertos y cerrados
Cualquier conjunto de elementos integrados (recuerda la idea de «sistema») puede o no intercambiar materia y/o energía con su exterior mientras funcione. Un ordenador, por ejemplo, es un sistema
abierto para la energía y la materia, puesto que recibe electricidad y expulsa luz, calor, sonido...; recibe papel limpio y lo devuelve escrito. Los ecosistemas naturales también son abiertos respecto a la
energía: adquieren luz que devuelven como calor íntegramente al exterior. No obstante, casi todos ellos
están bastante cerrados en lo relativo a la materia,
ya que casi no reciben ni expulsan nada de ella, sustancias químicas desde o hacia fuera de ellos. Valga
otro símil: una casa cerrada herméticamente sólo
recibe luz solar y devuelve calor, pero no se intercambia ninguna materia.
Hay ecosistemas excepcionales (por ejemplo, las
profundidades marinas) que carecen de vegetales
productores porque no disponen de luz. Los encargados de conseguir materia a partir del biotopo
son los microorganismos quimioautótrofos. Lo
logran gracias a que consiguen desprender energía
desde las fuerzas de enlace químico que existen en
ciertas sustancias abundantes en su entorno.
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5. Desde los restos de seres vivos
hacia el biotopo: la desintegración
Los vegetales podrían terminar con los recursos del suelo al
cabo de cierto tiempo; además, los cadáveres, excrementos,
residuos, etc., podrían ir envenenando poco a poco el ecosistema. Éstas son dos dificultades que los ecosistemas deben resolver para perdurar. Disponen de un buen método: la existencia de organismos descomponedores, especialmente en sus
suelos, pero también en el agua o en los fondos.
Descomponer es desintegrar, desordenar las uniones entre
átomos y moléculas existentes en los restos de organismos. Al
desorganizarlos, quedan libres y pasan de nuevo a ser parte
del suelo, recuperándose así para un nuevo uso. Los hongos
son algunos de ellos.
Los procesos de descomposición les proporcionan además cierta cantidad de energía, liberada al romperse dichas uniones entre átomos, la cual es suficiente para que vivan esos microbios.
Existen otros muchos que no necesitan el oxígeno para vivir, sino
que descomponen la materia orgánica (restos de seres vivos) en
su ausencia; se les denomina anaerobios fermentadores. Por
ejemplo, las bacterias del yogur o del queso son de este tipo.
Se cierran así los ciclos de uso de todos los elementos químicos
que forman parte de los seres vivos de los ecosistemas. Prácticamente, toda la materia se recicla dentro de ellos. No se necesitan nuevas materias, porque tampoco se pierden. Es un constante trasiego desde el biotopo hasta la biocenosis y viceversa.
Sólo una intervención extraña, como los incendios o ciertos trabajos humanos, puede alterar dichos ciclos, provocando pérdidas
químicas que empobrecen los ecosistemas hasta destruirlos. La
contaminación, por ejemplo, es un sobreabastecimiento excesivo de sustancias químicas, tanto que los descomponedores disponibles no son suficientes para eliminarlas adecuadamente.
Energía solar
(útil)
Productores
BIOCENOSIS
Materia
BIOTOPO
Descomponedores
Energía calor
(inútil)
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Los pelos
absorbentes
de las raíces
se encargan
de captar
agua y sales
minerales
del suelo
transfiriéndolas
al interior
de la planta.
Piensa
qué sucedería
si en la parte
interna de la raíz
hubiera más agua
que en el suelo.
ACTIVIDADES
Recordar
1. Define qué son sistemas naturales
abiertos y cerrados.
¿Cómo es un bosque respecto
a la materia y energía?
2. Explica en detalle por qué
un automóvil es otro sistema
abierto para la materia y energía.
3. Reflexiona sobre si una célula
interna de un animal es un sistema
natural abierto. ¿En qué formas
recibe y expulsa materia y energía?
Comprender
4. ¿Qué sucedería en una laguna
si dejasen de vivir microbios
descomponedores? ¿Por qué?
¿Cuáles son sus seres autótrofos?
Pon ejemplos.
5. Piensa en cómo se realizan
las siguientes transferencias
de materia entre biotopo
y biocenosis:
• El agua, hacia la atmósfera;
• El dióxido de carbono,
hacia las plantas;
• El oxígeno, hacia los animales;
• El cloruro sódico, hacia el suelo;
• El dióxido de carbono,
desde el agua del mar.
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TAREA 9.4
Los ciclos ecológicos de la materia
OBSERVACIÓN
1. El ciclo ecológico del agua
Compara las tres fotografías y piensa dónde
y en qué estado físico está el agua en ellas.
• ¿Dónde debe ser más abundante, si consideras el conjunto de todo el planeta?
• Explica las posibles transferencias de agua entre esas tres fases de su ciclo, en todos los sentidos de que seas capaz.
• Describe otras situaciones y ubicaciones del
agua en cualquier ecosistema, por ejemplo,
un encinar. ¿Cómo captan agua las plantas?
• Haz un esquema con flechas que enlacen estas
localizaciones del agua. ¿Cómo puede volver
el agua al suelo desde un vegetal o un animal?
2. Ciclos ecológicos locales
y globales
3. Un ejemplo de ciclo
biogeoquímico: el ciclo del carbono
Ya hemos descrito cómo y por qué los organismos
productores y los descomponedores son indispensables en la naturaleza, ya que se encargan de intercambiar las materias entre los seres vivos de los
ecosistemas y sus biotopos en ambos sentidos.
Pero todo es algo más complicado una vez que
han entrado en los ecosistemas.
Describimos a continuación algunos de los cambios
que pueden afectar al carbono. Este elemento químico es almacenado en la atmósfera. Las plantas
absorben dióxido de carbono y lo combinan con el
agua que procede del suelo para formar nuevo material vegetal.
Si la planta muere, queda enterrada y con el tiempo puede formar parte de un yacimiento de carbón
y éste podrá ser quemado liberando de nuevo dióxido de carbono al aire. La planta también puede
ser ingerida por un animal, que la digiere y desintegra en su tubo digestivo, pasando el carbono a formar parte del cuerpo del animal.
En la observación anterior, se deduce que los elementos químicos son traspasados de unas situaciones a otras para su uso múltiple. Cada átomo y
molécula sigue un camino muy complejo de transmisiones, pero siempre sin perderse del ecosistema; se dice que se mueven en ciclos biogeoquímicos cerrados. Cada materia química, sea cual sea,
siempre está almacenada en gran cantidad en
algún sitio de cada ecosistema para su uso.
El carbono abandonará al animal en sus excrementos,
o volviendo a la atmósfera al ser exhalado, como
CO2. Y también cuando muera, con su cadáver.
Si la reserva de una sustancia
es la atmósfera (como sucede con
el oxígeno o el dióxido
de carbono), su ciclo de uso será
global o atmosférico;
si se almacena en el suelo
o en el fondo
marino, será local
o sedimentario
(como las sales minerales).
Excrementos y cadáveres alimentan a los organismos descomponedores y así el carbono pasa a formar parte de sus cuerpos. Durante las reacciones
químicas de descomposición, parte de los átomos
pasarán al suelo y otra parte irá de nuevo a la atmósfera. También el carbono pasa a formar parte
de las semillas de la planta, que crecerán y aumentarán formando una nueva planta. Como todos los
vegetales respiran, igual que los animales, también
eliminan CO2 hacia el aire a través de las hojas.
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Estos cambios constituyen un ciclo cerrado atmosférico. No
hemos descrito todos los ciclos atmosféricos que existen.
Los demás elementos químicos, tales como el nitrógeno o el oxígeno, también resultan transferidos constantemente de unas situaciones físicas y seres vivos a otros
para serles de utilidad como parte de sus cuerpos o interviniendo en sus actividades. Si tienes curiosidad, piensa cómo es el ciclo del nitrógeno, sabiendo que su principal almacén también es la atmósfera.
4. La alimentación de algunos seres vivos
y su composición química
Se puede seguir el rastro de los átomos y moléculas en los
ciclos biogeoquímicos sabiendo de qué se alimentan los diferentes seres vivos implicados en ellos y cuáles son sus composiciones químicas. Por ejemplo, a partir de una dieta humana
equilibrada, se sabe que nuestro organismo contiene 63 %
de hidrógeno (H), 25,5 % de O, 9,5 % de carbono (C)...
En las células de la bacteria Escherichia coli hay 70 % de agua
(H2O), 15 % de proteínas, 3 % de hidratos de carbono... En la
corteza terrestre hay 47 % de oxígeno (O), 28 % de silicio (Si),
0,19 % de carbono (C) ...
También se puede conocer el funcionamiento de los ciclos utilizando isótopos de ciertos átomos, ya que su radiactividad se
mide fácilmente. Por ejemplo, podemos averiguar cuánto C
asimilan las plantas mediante fotosíntesis, sin más que conseguir una atmósfera artificial con CO2 de C radiactivo, cerrada
en un recipiente en el que se colocan plantas controladas; con
el tiempo, ese C marcado se habrá incorporado a los azúcares
producidos en la fotosíntesis, que serán parte del propio organismo vegetal.
ACTIVIDADES
Comprender
1. Dibuja un esquema de «cajas
y flechas» que incluya todos
los cambios del ciclo del carbono
descritos en el texto.
2. ¿Cuáles de los siguientes elementos
siguen ciclos biogeoquímicos
globales y cuáles no?:
•
•
•
•
•
Nitrógeno
Azufre
Potasio
Hidrógeno
Cobre
•
•
•
•
Carbono
Calcio
Oxígeno
Yodo
3. ¿Qué nombre reciben los procesos
vitales que intervienen
en las siguientes actividades?:
• El paso de C desde un animal
al aire.
• La transferencia de N
desde una hoja al suelo.
• La incorporación de O desde
el aire a un animal y a un vegetal.
• La transmisión de H desde
el suelo hasta los vegetales.
Explicar
4. ¿Por qué la cantidad de CO2
aumenta en el aire durante
la noche y disminuye durante
el día, en un experimento
con plantas como el que
se ha descrito en el texto?
Corte de una hoja, observado al microscopio óptico. En el centro se
aprecia un estoma, estructura que permite a la planta el intercambio
de gases con el medio.
167
5. Si los organismos de una especie
animal, por ejemplo, la langosta,
contienen un 27 % de proteínas,
¿cómo habrá de ser su régimen
alimenticio? ¿Por qué? Imagina
que su dieta es pobre en proteínas.
¿Qué sucedería con la composición
química de sus excrementos?
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TAREA 9.5
El flujo de energía
Es como si cada ser vivo fuera abriendo una lata de
conservas cada vez más pequeña (recuerda el
ejemplo). Pero no toda la energía que recibe un ser
vivo puede pasársela al siguiente en una forma química que éste pueda aprovechar, ya que una buena fracción se necesita para realizar sus propias
funciones vitales. Por término medio, cada eslabón
de estas cadenas sólo transmite al siguiente un 1015 % de la energía que recibió; el resto es energía
que se ha usado y transformado en calor. Por
eso, un kilogramo de hierbas no se transforma en un kilogramo de carne de la vaca
que las come, sino en mucho menos.
EXPERIENCIA
1. Transferencia de energía
El valor energético de los alimentos se puede
calcular sabiendo la proporción de cada materia nutriente y la cantidad de
energía que desprenden
como calor cuando
se queman completamente en un
horno.
En este ejercicio práctico vas a valorar qué proporción de la energía inicialmente contenida en
alimentos vegetales utiliza realmente un
conejo, para después compararla con ese mismo dato relativo a un zorro que sólo ha comido un conejo de 2 kg; su dieta alimentaria
está en la tabla. Si el zorro no ha engordado
nada durante esos dos meses, ¿cuánta energía en forma de calor habrá desprendido en
sus actividades?
Los seres vivos no disponemos de ningún mecanismo que nos permita reutilizar el calor; no es útil y sale de todos
nosotros hacia fuera de los ecosistemas. Esto responde a dos principios generales de Física:
• La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.
• Todos los sistemas naturales utilizan energía
continuamente; esta energía, al final del proceso, se transforma en calor, que es una de sus formas degeneradas. La energía solar es usada ampliamente por los ecosistemas.
VALORES MENSUALES
Hierbas
15
Zanahorias
conejos
Agua
1
zorro
Carne
de conejo
Carne
de zorro
Total
ingerido
(kg)
Valor
energético
(kcal/kg)
Total
(kcal)
234,70
240
56.228
011,25
360
4.050
090,00
0
.0
015,00
950
14.250
–
800
–
3. Las redes tróficas
Cuantos más organismos intervengan en las
cadenas alimentarias (tróficas), más se aprovechará la energía química inicial. O dicho de otra
forma: los organismos superdepredadores, carnívoros de carnívoros, deben ser muy activos cazando
porque sus presas contienen una proporción muy
pequeña de la energía que fijó la fotosíntesis de un
ecosistema.
La red trófica es una forma de representar y comprender las transferencias de energía y materia que
tienen lugar en su seno. La constituyen cadenas
tróficas en cada una de las cuales figura un ser vivo de cada nivel trófico: un vegetal productor (fotosintético), un consumidor primario (animal herbívoro), un consumidor secundario (carnívoro),
quizá un superdepredador (consumidor de tercer
orden) y, siempre, un descomponedor (hongos,
bacterias). Estos tipos de seres vivos se denominan
niveles tróficos: son los conjuntos de seres de una
biocenosis que comparten una misma fuente general de energía.
2. La degradación continua
de la energía
Ya has visto en las tareas anteriores que la materia,
los átomos y moléculas van pasando desde el biotopo a los vegetales y después a los diferentes animales y organismos descomponedores para volver
al biotopo finalmente. Cada vez que se realiza una
de estas transferencias, también se cede al siguiente eslabón de la cadena una cierta cantidad de
energía que el segundo ser aprovechará gracias al
funcionamiento de sus propias reacciones químicas.
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Luz
Productores
Energía
solar
Calor
Superdepredadores
Calor
Consumidores
secundarios
Descomponedores
Consumidores
primarios
Calor
Consumidores
secundarios
RESIDUOS
ACTIVIDAD
Consumidores
primarios
Calor
Productores
ACTIVIDADES
Recordar
4. Pirámides ecológicas
La degradación continua de la energía obliga a que en las cadenas alimentarias se precisen grandes cantidades de productores
para mantener una comunidad regular de animales herbívoros;
y éstos sólo pueden sostener a unos pocos carnívoros. Cuanto
más largas sean las cadenas, mayores serán las pérdidas de
energía hasta llegar al último nivel trófico.
Si se representan las cantidades correspondientes a cada eslabón de todo el ecosistema, se obtiene una figura de pirámide, normalmente apuntada hacia arriba, que da idea de la
constitución de la biocenosis. Existen pirámides de números
de ejemplares, de sus biomasas (suma de sus pesos) y de las
energías que almacenan en el conjunto de sus organismos. Las
pirámides de energía no pueden estar invertidas, ya que nunca
un nivel trófico superior puede contener más energía que los
inferiores; esto significaría que, por ejemplo, algunos animales
consumidores podrían captar energía externa (ya debes saber
que sólo los seres autótrofos –vegetales, por ejemplo– pueden
conseguirlo).
1. Define qué son los niveles tróficos
y de qué está formado cada uno
de ellos. Pon ejemplos explicativos.
2. Compara los esquemas de las tareas
1 y 5, señalando sus semejanzas
y diferencias.
3. ¿Para qué sirven las pirámides
ecológicas? ¿Por qué los ecólogos
manejan tres tipos diferentes?
4. Indica y dibuja una red trófica
localizada en una laguna, con todos
los elementos que la integran.
Explicar
5. Representa gráficamente la cadena
trófica de la experiencia
de la página anterior, señalando
el valor de las transferencias
energéticas entre sus integrantes.
¿Qué proporción de la energía
inicial total en los vegetales
aprovecha realmente el zorro?
¿Por qué se pierde tanta?
6. Explica en qué consisten los dos
principios de la Física
termodinámica en un caso concreto,
por ejemplo, la actividad de los
músculos.
7. ¿Podrías imaginar alguna situación
o momento de un ecosistema
en el que una pirámide de números
pudiera quedar invertida?
¿Y una de biomasa?
169
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RESUMEN DE LA UNIDAD
Como sistemas en funcionamiento que son, los
ecosistemas necesitan energía y materia para
mantenerse en orden. Comprender cómo y por
qué, hace necesario descender hasta las reacciones
químicas que se desarrollan en las células de todos
sus seres vivos: en cualquiera de ellas se desligan
átomos que forman moléculas iniciales para reordenarse entre ellos como nuevas moléculas que necesiten. Cada una de estas reorganizaciones tiene lugar con ayuda de energía.
Algunos seres son los encargados de construir las
primeras moléculas de los organismos de un ecosistema: son los autótrofos, productores capaces de
captar y usar energía luminosa (normalmente) y sustancias propias del biotopo, transformándolas en
nuevas fuerzas de enlaces químicos entre átomos.
La fotosíntesis es un conjunto de reacciones que
fabrican nuevos materiales químicos (los principios
inmediatos) de los propios cuerpos vegetales.
Una vez construidas estas «latas de conservas químicas» de energía, los animales consumidores
pueden aprovecharlas para su actividad vital. Los
descomponedores culminan los ciclos devolviendo
al biotopo los mismos materiales que utilizaron anteriores organismos y evitando así su empobrecimiento y la acumulación de sustancias tóxicas.
Nada material se pierde en los ecosistemas. Casi
todas las sustancias se reutilizan gracias a su trans-
Piensa sobre la importancia de la fotosíntesis
en los grandes bosques tropicales y los efectos mundiales
que tiene su deforestación en la composición química
de la atmósfera.
ferencia entre biotopo y biocenosis y entre los propios seres vivos siguiendo ciclos biogeoquímicos.
Unos son globales y otros locales, según que el elemento químico se almacene en el aire, en el suelo
o en el fondo marino.
La energía solar captada en forma de energía química de enlace se transforma en calor y, a medida
que va siendo usada por los organismos, va perdiendo utilidad para ellos.
La energía atraviesa cada ecosistema fluyendo
a través de ellos en sentido único: los organismos no pueden reciclar energía.
Completa el mapa del tema
la materia
se transmite en
la energía
se transmite en
en un ecosistema
pasa de unos seres a otros
la energía
se utiliza en los seres mediante
CICLOS Y FLUJOS
EN LOS ECOSISTEMAS
tras las cuales la energía
no es utilizable, es decir
la materia
las cadenas
tróficas
pasa del biotopo a la biocenosis
y se transmite en ésta siguiendo
productores
constan de
en ellas los organismos
se organizan en
170
que son
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Actividades
Test de conocimientos
1
Explica qué es una reacción bioquímica y en
qué consisten sus cambios de materiales.
2
¿Cuál es la misión de la energía en el interior
de una molécula biológica?
3
¿Qué tipo de organismos son los encargados
de transformar la energía de la luz haciéndola útil para el resto de los seres vivos? Define qué entiendes por:
a) Autótrofo.
b) Heterótrofo.
c) Fotosíntesis.
8
Describe partes de redes tróficas hipotéticas
en cada uno de estos ecosistemas:
a)
b)
c)
d)
Bosque de encinas.
Rías gallegas.
Matorrales de alta montaña.
Fondos marinos.
d) Quimiosíntesis.
e) Productor.
f) Descomponedor.
4
Completa un esquema simbólico de una hoja en el que quede detallado el papel ecológico de la fotosíntesis.
Diseña otro análogo relativo al funcionamiento de los organismos heterótrofos.
5
¿Por qué son indispensables los organismos
descomponedores en todos los ecosistemas?
Explica al menos dos razones de su existencia en relación con los elementos químicos.
6
Distingue entre ciclos biogeoquímicos locales y globales; cita algunos elementos químicos que siga cada uno de ellos.
7
Rotula el siguiente esquema:
9
AMPLIACIÓN. Sin saberlo, los agricultores
procuran que las plantas reciban y retengan
la mayor cantidad posible de energía solar
y, cuanto más tiempo, mejor. Según esta idea
de ciencia ecológica, explica las razones por
las que realizan las siguientes tareas (aunque ellos actúen inconscientemente):
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Energía-luz
(útil)
Eliminación de hierbas grandes.
Abonado de sus campos.
Riegos abundantes.
Eliminación de insectos fitófagos.
Cultivo en invernaderos.
Eliminación de animales grandes herbívoros.
• ¿Crees que los complejos bosques naturales lo consiguen mejor o peor que los cultivos artificiales? Razónalo.
171
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Actividades
Test de capacidades
Representa gráficamente en un par de ejes
cartesianos (abscisa y ordenada) cómo varía
la cantidad de calor liberado a lo largo de los
diferentes niveles tróficos de cualquier ecosistema. Dedúcelo a partir de lo explicado en
esta lección.
2
¿Qué sucedería en un ecosistema si una parte de la energía solar captada inicialmente
no se expulsase de él en forma de calor?
¿Puedes imaginarte este problema en alguna situación ocasionada por el hombre?
3
Interpreta y explica en qué consiste cada uno
de los procesos indicados mediante flechas en
el boceto adjunto.
Atmósfera
5
Interpreta los resultados del siguiente experimento y contesta a las preguntas que siguen.
La concentración del gas dióxido de carbono
en el aire cercano a las hojas en un campo de
hierba alta cambia en el transcurso de un día
cualquiera. En la gráfica están representados
los resultados de un análisis del aire a ciertas
horas (mayo de 1961, Nudfield).
Concentración de CO2 en el aire
1
400
350
335
300
250
0:00
6:00
12:00
18:00
Hora del día
Productores
a) Describe las variaciones que observes. ¿A qué
horas hay más CO2 en el aire próximo a las
hierbas? ¿Cuándo menos? ¿Por qué?
b) ¿Qué otro factor ambiental debe influir
en los datos representados en la gráfica?
Consumidores
• ¿Hay algún error? ¿Por qué?
4
Describe una red trófica a partir de la imagen
aneja que representa un encinar mediterráneo; necesitarás informarte previamente sobre lo que comen los animales siguientes, que
están en la figura: águila real, zorro, conejo,
culebra de escalera, gorrión, caracol, avutarda, mariposa, abeja, saltamontes.
172
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Test de actitudes
1
¿Qué influencias crees que ejercen las actividades humanas siguientes en los ciclos naturales de la materia existentes en los ecosistemas? Explícalas.
a)
b)
c)
d)
e)
2
No reciclar los residuos sólidos urbanos.
Derrochar papel en los centros educativos.
Abonar demasiado los campos de cultivo.
No aprovechar los transportes públicos.
Calentar las casas demasiado en el invierno.
¿Qué repercusiones podría tener la deforestación de los grandes bosques tropicales
sobre las hambrunas en África? ¿Por qué?
Dedúcelo considerando las ideas sobre energía en los ecosistemas.
Experiencia
Composición de
los residuos (en kg)
La generación de basuras domésticas
1953
Todas las semanas se tiran a los contenedores unas
60.000 tm de basura por término medio aproximado
en cada ciudad europea importante. Otras 50.000 tm
de desechos son eliminadas por las oficinas, colegios
y otras instalaciones públicas. Pero esto sólo es menos de la mitad del total, porque las industrias, hospitales, etc., suman mucha más cantidad de residuos
sólidos. Como valor comparativo, piensa que un automóvil pesa de 1 a 1,5 tm aproximadamente.
1982 Actual.
Polvo
y cenizas
11,1
0,4
Papel
y cartón
1,2
2,5
Vidrio
0,9
1,0
Las cantidades y composiciones de los cubos de la
basura de cada hogar han variado en el tiempo, según se detalla en la tabla.
Metales
0,6
0,7
a) Calcula las cantidades de cada tipo de residuo
que se generan en tu propio domicilio en una
semana, pesándolos diariamente en una báscula
doméstica; añade tus resultados a la tabla.
Comida
y desechos
0,4
3,8
b) Construye tres gráficos de barras superpuestas
representando las cantidades de residuos y estudia qué componentes han cambiado de 1953 a
1982 y desde este año hasta ahora.
Trapos
y ropa
0,2
0,3
c) Propón causas que han podido influir en estos
cambios temporales.
Plásticos
0,0
0,5
No
clasificables
0,6
0,8
15,0
10,0
d) ¿Cuáles de estos desechos podrían ser reciclados?
Total semanal
173
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Sólo pueden usarse los excedentes naturales
Las sociedades humanas
son «sumideros» de materia
y energía
Todos los ecosistemas son autosuficientes,
es decir, disponen de bastante materia y energía
para funcionar indefinidamente. De hecho,
a muchos incluso les sobran recursos
y capacidades para sobreponerse a daños
de poca intensidad. La sociedad humana puede
(y debe) aprovechar mejor esos excedentes,
siempre y cuando no los expoliemos en demasía;
si fuéramos capaces de conseguirlo, viviríamos
integrados en la naturaleza, respetando
sus límites, y podríamos seguir desarrollando
nuestros avances técnicos y sociales
de una forma sostenible en el futuro.
Piensa que no debería existir el hambre
en el mundo, ya que tales sobras
de la naturaleza son suficientes para mantener
a todos los humanos.
Sin embargo, no lo hacemos.
No nos conformamos con el uso de los recursos
naturales sobrantes, sino que robamos materias
y energía que necesitan los ecosistemas
para ellos mismos. Por ejemplo, muchas presas
no dejan discurrir un caudal mínimo ecológico
que necesitan los ecosistemas fluviales.
Algunas formas sencillas de ahorrar
Proteger la naturaleza no comporta «volver a las cavernas»
perdiendo nuestro nivel de bienestar. Antes bien, supone conocer qué y cuánto podemos utilizar de ella, lo cual implica
no derrochar los materiales y la energía que le extraemos.
Existen muchos ejemplos de ello. ¿Sabías que casi la mitad del
calor de calefacción se pierde por malas instalaciones en los
edificios? Ventanas y puertas que no ajustan bien, sin burletes
de aislamiento; cristales muy grandes orientados al norte; techos y paredes que no tienen un aislamiento térmico interior;
calderas encendidas en invierno mientras tenemos las ventanas
abiertas; temperaturas excesivas; radiadores situados en los
tabiques exteriores o debajo de ventanas; tubos de calefacción sin protección...
Te sugerimos que averigües cuáles de estos principios se cumplen en tu centro educativo y en tu casa. Toda la energía que
gastamos para calentar las casas procede, en última instancia
de la naturaleza, sea cual sea su fuente.
174
Paneles solares. La instalación de este tipo de
sistemas que aprovechan las energías «limpias»
es muy interesante, pero también tenemos que
pensar en optimizar nuestro consumo energético mediante sencillas medidas de ahorro.
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MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
char: energía solar, eólica, geotérmica, mareomotriz, etc. Estos recursos son poco contaminantes.
Bien entendido que nadie propugna una sustitución radical, sino más bien su uso complementario,
disminuyendo los gastos de los recursos no renovables. Un país, comunidad o pueblo debe mantener
y mejorar sus condiciones de vida diversificando las
fuentes de energía y materia al máximo, lo cual significa no superar los límites que impone la naturaleza para su y nuestra supervivencia.
Recursos naturales alternativos
En la actualidad, el petróleo es nuestra principal
fuente energética, un recurso natural agotable y
cuyo uso genera enormes cantidades de contaminantes. Ha sido la propia industria la que ha ido seleccionándolo en el siglo XX; pero no es el recurso
más idóneo. Existen otros mucho más abundantes
y menos peligrosos; sólo se necesita impulsar más la
tecnología que permita usarlos, la cual existe desde
hace mucho tiempo. La naturaleza dispone de estas
otras fuentes en abundancia, con grandes excedentes que no necesita y que podemos aprove-
DEBATE
INVESTIGACIÓN
La contaminación y sus efectos
Las crisis del petróleo y el desarrollo
de energías alternativas
Cualquier contaminante que entra en un ecosistema
tiene un efecto acumulativo. El producto tóxico se
concentra progresivamente en los organismos a medida que se transfiere entre ellos de unos niveles tróficos a los siguientes.
En la tabla de datos adjunta quedan registradas las
concentraciones de un insecticida en algunos organismos de la Albufera de Valencia (1972), tomando
como unidad la cantidad que hay en el agua; observarás que su concentración puede ser más de 1.000 veces mayor en algunos peces. Propón una explicación
que justifique este efecto acumulativo. Busca información de los efectos que pueden producir diversos
contaminantes en los seres vivos y discútelos en clase. Plantea soluciones alternativas a estos problemas.
DDT
Agua
Plancton
Plantas acuáticas
Mujil
1
50
100
En 1973, gobiernos de la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP) decidieron incrementar mucho el precio del barril de crudo. En la década de los ochenta y en el año 2000 ha vuelto a
suceder. Tres importantes «crisis del petróleo» que
han tenido una influencia trascendental en todo el
mundo, siendo tan grande la dependencia del petróleo en los sistemas sociales. Extrae algunas deducciones comparando el funcionamiento de una ciudad, como sistema que es, con un ecosistema. Valora
la trascendencia y posibilidades de cada una de las
fuentes alternativas de energía.
DDT
Anguila
1.050
Pato cuchara
1.800
Focha
600
1.100
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Dirección de arte: José Crespo
Proyecto gráfico: Pep Carrió / Sonia Sánchez
Equipo de diseño: Rosa Marín, Rosana Naveira, Rosa Barriga y Javier Tejeda
Dibujos: David Menéndez, David Cabacas, José M.ª Valera, Carlos Aguilera y Domingo Benito
Mapas: Ana Isabel Calvo
Coordinación artística: Pedro García
Dirección técnica: Ángel García
Coordinación técnica: Francisco Moral
Composición, confección y montaje: Fernando Calonge, Luis González y Francisco Moral
Corrección: Gerardo Z. García y Ángeles San Román
Cartografía: José Luis Gil
Documentación y selección fotográfica: Nieves Marinas
Fotografía: A. Domenech Alberdi; A. Viñas; Algar; Arthur McNichol; C. Jiménez; D. Brusi i Belmonte;
D. Lezama; F. Morera; F. Ontañón; F. Po; GARCÍA-PELAYO / Juancho; I. Rovira; J. C. Martínez; J. C. Muñoz;
J. J. Balbuena; J. Jaime; J. L. G. Grande; J. L. Gamazo Fernández; J. L. Potenciano; J. M. Barres; J. Merino;
J. Segarra; J. V. Resino; Krauel; L. Olivenza; L. Valenciano; M. G. Vicente; M. Blanco; M. Izquierdo;
M. Montes; M. Moreno; Michele di Piccione; O. Torres; P. Esgueva; P. López; PUIGDENGOLAS. FOTOGRAFIA;
R. Vela; S. Cid; T. Gatti; A. G. E FOTOSTOCK; A. G. E FOTOSTOCK / David Parker; CONTIFOTO / François Merlet,
Yann Arthus-Bertrand; COVER / SYGMA; COVER / SYGMA / Alain Nogues, Allan Tannenbaum,
Christian Simonpietri, Dejean Christophe, Diego Goldberg, F. Soltan, J. Guichard, John Hyde,
John Van Hasselt, Liz Gilbert, M. Attar, O. Baumgartner, Paul Romane, Philippe Eranian, R. Bossu,
Stéphane Compoint, Yves Forestier; COVER / SYGMA / J. M. C. P.; COVER / SYGMA / VECTOREFLEX;
CONTIFOTO / UPPA; CONTIFOTO / VISA REPORTAGE / H. Hugues; DIGITAL BANK; DIGITALVISION;
EFE / AP PHOTO / Keith Weller; EFE / EPA PHOTO; EFE / EPA PHOTO / DPA / Andreas Altwein;
EFE / EPA PHOTO AFP / OREGON STATE UNIVERSITY; EFE / SIPA IMAGE / Klein, Mark Newman;
EFE / SIPA SANTÉ / F. Durand; EFE / SIPA-PRESS / C. Burmester, Dan Dancer, Decobecq, Dirk Heinrich,
F. Durand, Ledoux, Mark Gamba, Olivier Jobard, Olympia, Patrice Lecoq, Probio America, Savino,
Thomas Haley, Tony Lopez; EFE / SIPA-PRESS / BGPLC / Howie Garber; EFE / SIPA-PRESS / CHRISTIE'S;
EFE / SIPA-PRESS / H. H. A.; EFE / SIPA-PRESS / HONOLULU STAR; FOTOGRAFÍA F3; JOHN FOXX IMAGES;
KEYSTONE-NEMES; LOBO PRODUCCIONES / C. SANZ; MARGEN FOTOGRAFÍA / T. Arias; MICROS / J. M. Blanco;
PHOTODISC; SABENA PHOTO; SAFI 2000; STOCKBYTE; TAVISA; THE BRIDGEMAN ART LIBRARY /
this is the ape of form Love´s Labour´s Lost, Act V, scene II, Charles Darwin (1809-72) as an ape,
1861 (colour litho) by English; BIBLIOTECA NACIONAL, MADRID / Laboratorio Biblioteca Nacional;
C. Brito / J. Núñez; CENTRO NACIONAL DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA / MINISTERIO DE FOMENTO /
DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL; CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES
CIENTÍFICAS; Dra. Mercedes Durfort Coll / FACULTAD DE BIOLOGÍA DE BARCELONA; FUNDACIÓN
CONJUNTO PALEONTOLÓGICO DE TERUEL; IBERDROLA, S. A.; INSTITUTO TECNOLÓGICO GEOMINERO, ESPAÑA;
J. Cerezo; MATTON-BILD; MUSEO NACIONAL DE HISTORIA Y ANTROPOLOGÍA, MÉXICO; NATURAL HISTORY
MUSEUM, LONDON; REAL ACADEMIA DE BELLAS ARTES DE SAN FERNANDO; SERIDEC PHOTOIMAGENES CD;
DIGITAL/VISION; THE METROPOLITAN MUSEUM OF ART, NEW YORK; ZEISS; ARCHIVO SANTILLANA
© 2003 by Santillana Educación, S. L.
Torrelaguna, 60. 28043 Madrid
PRINTED IN SPAIN
Impreso en España por
ISBN: 84-294-8343-8
Depósito legal:
Queda prohibida, salvo excepción prevista en la ley, cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública y transformación de esta obra sin
contar con la autorización de los titulares de la propiedad intelectual. La infracción de los derechos mencionados puede ser constitutiva de delito contra la propiedad intelectual (artículos 270 y siguientes del Código Penal).
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4
eso
Biología y Geología
El libro Biología y Geología para 4.º de ESO es una obra
colectiva concebida, diseñada y creada por el Departamento
de Biología y Geología de Santillana.
En su realización han intervenido:
David Brusi
Luis Miguel Aguilera
Fernando Chaves
Francisco Vives
Arturo Majadas
Dirección editorial
José Manuel Cerezo
Santillana
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eso
Guía y recursos
Biología y Geología
Guía y recursos de Biología y Geología para 4.º de ESO
es una obra colectiva concebida, diseñada y creada
por el Departamento de Ciencias de la Naturaleza
de Santillana.
En su realización ha intervenido:
Francisco Javier Santos
Dirección editorial
José Manuel Cerezo
Santillana
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Contenidos
Biología y Geología 4.o ESO
Págs. del Libro del alumno
Unidad
didáctica
Págs. de la Guía didáctica
TAREAS
Tema
transversal
Bloque I. NUESTRO PLANETA CAMBIANTE
Unidad 1.
El modelado
del relieve
terrestre
1.1. PANORAMA: El relieve y los procesos que lo modelan. 1.2. ¿Cómo se ha
formado el paisaje actual? 1.3. La meteorización y el suelo. 1.4. Los procesos
fluviotorrenciales. 1.5. Los procesos marinos. El modelado litoral.
1.6. Los procesos eólicos y bióticos. 1.7. Modelado kárstico y modelado
glaciar. 1.8. Sistemas morfoclimáticos. 1.9. Salvar el delta del Ebro.
Salvar
el delta
del Ebro
32
Unidad 2.
Dinámica
interna de
la Tierra
2.1. PANORAMA: Investigando lo inaccesible. 2.2. La litosfera se mueve.
2.3. ¿Por qué se mueven las placas? 2.4. Terremotos y volcanes.
2.5. La formación de las cordilleras. 2.6. Estructuras tectónicas: pliegues
y fallas.
Los volcanes
en España
16
50
Unidad 3.
Historia
de la Tierra
y de la vida
3.1. PANORAMA: Reconstruir el pasado de la Tierra. 3.2. El Precámbrico.
3.3. El Paleozoico. 3.4. El Mesozoico. 3.5. El Cenozoico.
¿Una nueva
gran
extinción?
24
8
6
Bloque II. LAS BASES DE LA BIOLOGÍA
70
Unidad 4.
La célula
4.1. PANORAMA: La célula. Unidad estructural y funcional de la vida.
4.2. Anatomía de la célula. 4.3. La nutrición celular. 4.4. Metabolismo.
4.5. La reproducción celular. Mitosis y meiosis. 4.6. Las funciones de relación
en la célula.
Los virus
30
88
Unidad 5.
La herencia
5.1. PANORAMA: Conceptos básicos de Genética. 5.2. ¿Qué investigó Mendel?
5.3. ¿Dónde están los factores hereditarios? 5.5. La transmisión de los
caracteres en el ser humano. 5.5. ¿Qué son las mutaciones?
Aplicaciones
de la
Genética
38
106
Unidad 6.
Evolución
6.1. PANORAMA: ¿Por qué sabemos que los seres vivos evolucionan?
6.2. Teorías sobre la evolución. Teoría de Lamarck. 6.3. La teoría de
Darwin-Wallace. 6.4. El neodarwinismo y la teoría sintética. 6.5. ¿Cómo
se originan las especies?
El problema
de la
evolución en
la sociedad
46
124
Unidad 7.
Biomas y
ecosistemas
7.1. PANORAMA: Biomas y ecosistemas. 7.2. ¿Cómo condiciona el ambiente
a los seres vivos? 7.3. Los ecosistemas y su composición; los biomas.
7.4. Los cambios en los ecosistemas.
Desarrollo
sostenible
y medio
ambiente
54
140
Unidad 8.
Interacciones
en los
ecosistemas
8.1. PANORAMA: Integración del ecosistema. 8.2. La Cibernética en la Ecología.
8.3. Las agrupaciones interespecíficas (I). 8.4. Las agrupaciones
interespecíficas (II). 8.5. Las interacciones entre organismos de una especie.
¿Qué hacer
con los
residuos?
62
158
Unidad 9.
Ciclos y
flujos en los
ecosistemas
9.1. PANORAMA: Materia en ciclos, energía en flujos. 9.2. Materia y energía
en las reacciones químicas de los seres vivos. 9.3. Los intercambios
de materia entre biotopo y biocenosis. 9.4. Los ciclos ecológicos
de la materia. 9.5. El flujo de energía.
Sólo pueden
usarse los
excedentes
naturales
72
PROGRAMACIÓN DE AULA Y PROYECTO CURRICULAR
2
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Página 3
Material del profesor
La Guía didáctica
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ón a la
diversid
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Activida
des de
Contenidos
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1. Claves del proyecto. Planteamiento general, contenidos,
objetivos y metodología del Libro del alumno.
2. Programación de aula. Objetivos, contenidos, temas transversales, criterios
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dades de desarrollo, ampliación y
refuerzo. Incluye también las claves
científicas de cada unidad y comentarios sobre la dificultad del tema.
3. Sugerencias. Repartidas por el texto,
en los puntos donde resultan oportunas, constituyen un banco de actividades, experiencias y recursos de interés,
aplicable en la práctica docente diaria.
Su contenido es variado, desde la anécdota hasta la comprobación experimental
de un hecho mencionado en el Libro del
alumno.
4. Soluciones de las actividades. La Guía
comprende las soluciones de todas las actividades del Libro del alumno, incluidas las
simples preguntas que se plantean en los
pies de algunas fotografías (las llamadas imágenes activas).
5. Atención a la diversidad. Propuestas para atender en clase a la diversidad de los alumnos y alumnas, con sugerencias para la ampliación y el refuerzo.
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El principal objetivo de la Guía es prestar al profesor un apoyo
didáctico, pero desde una perspectiva claramente científica.
Desde este punto de vista se ha dado a este material una
orientación de apoyo científico para la labor docente, refiriendo la mayoría de los conceptos tratados en el Libro del alumno
al árbol conceptual de la Biología y la Geología.
El material del profesor concede también gran importancia a la
programación de aula, la que marca el trabajo cotidiano del
docente en el aula, y la que permite comprobar de manera
mucho más eficaz el avance de los alumnos y alumnas en los
diferentes temas que componen el currículo de la materia en
este curso.
Santillana plantea sus guías como documentos de apoyo a la
labor del profesor, y su objetivo fundamental es aportar ideas,
resolver dudas y sugerir una gran diversidad de actividades.
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Página 4
Metodología
Esta manera de plantear el aprendizaje plantea una
doble posibilidad metodológica: ir del concepto a
la práctica o de la práctica al concepto.
Las claves del Libro del alumno
En Biología y Geología 4 destacan cuatro aspectos
principales desde el punto de vista didáctico: la organización en tareas, la diversidad en las formas de
adquisición del conocimiento, la importancia de los
conocimientos previos y la atención a la diversidad.
Importancia de los conocimientos previos
El repaso de los conocimientos previos aparece al
comienzo de cada unidad y se plantea como resumen de lo estudiado en cursos o temas anteriores,
no sólo como una lista de actividades. Los conocimientos fundamentales que se recogen son de diversas áreas: Biología, Geología, Física, Química y,
si es necesario, Matemáticas.
La organización en tareas
Todos los temas del Libro del alumno están organizados en tareas. Cada tarea se desarrolla en una
doble página, con información y actividades propias, y constituye una unidad de aprendizaje.
La atención a la diversidad
La primera tarea de cada tema, que denominamos
Panorama, destaca sobre las otras por presentar la
visión general e introductoria de los contenidos.
La organización del Libro del alumno, la graduación
de la dificultad de las actividades de las tareas y de
final de unidad, la inclusión de los conocimientos
previos, los resúmenes, mapas de la unidad y páginas finales de temas transversales son herramientas para atender a la diversidad. La Guía y la Adaptación Curricular proporcionan también recursos para
adecuar el material a la realidad del aula.
Formas de adquisición del conocimiento
Las tareas contienen tres maneras distintas de acceder a la información: mediante el texto expositivo, a través de observaciones pautadas y con experiencias o investigaciones.
Cómo trabajar con el Libro del alumno y con la Guía
El siguiente esquema resume la organización de una unidad del Libro del
alumno. Las letras A y R indican las secciones en las que existen más
posibilidades de atender a la diversidad del alumnado.
Página inicial: Expresa lo que sabes
Exploración de conocimientos previos
ABREVIATURAS
¿Qué debes saber?
Resumen de los conceptos previos
necesarios, del área y de otras áreas.
A
R
Tarea 1. Panorama
Introducción y visión general de los
contenidos de la unidad didáctica.
A
Actividades
de las tareas:
Recordar,
comprender
y explicar.
R
Resto de las tareas
Desarrollo de los contenidos
de la unidad.
Resumen y mapa del tema
Actividades
A
R
Test de conocimientos:
conceptos.
Test de capacidades:
procedimientos.
Experiencia:
técnicas experimentales.
Test de responsabilidad:
actitudes.
Página final:
temas transversales
A
R
4
Debate
Investigación
En los textos de esta
Guía se usan las siguientes abreviaturas:
• T1 a T5: tareas
del Libro del alumno.
• ES: expresa
lo que sabes.
• TC: test
de conocimientos.
• TP: test
de capacidades.
• TR: test
de responsabilidad.
• EX: experiencia.
• B: dificultad baja.
• M: dificultad media.
• A: dificultad alta.
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Página 5
Planteamiento didáctico
El área de Ciencias se orienta a desarrollar una cultura científica de base que prepare a los futuros ciudadanos para integrarse en una sociedad en la que
la ciencia desempeña un papel fundamental. En el
segundo ciclo de la ESO predomina el enfoque disciplinar y aparece la separación física entre la Biología-Geología y la Física-Química. Esta separación permite introducir los métodos propios de cada disciplina
y aportar los principales conocimientos que constituyen su aportación al edificio de la Ciencia, así como sus métodos típicos de experimentación.
Criterios de evaluación de Biología
y Geología de 4º
1. Reconocer en la naturaleza, o mediante fotos y
diapositivas, indicadores de procesos de erosión, transporte y sedimentación en el relieve,
indicando el agente causante.
2. Explicar los principales procesos kársticos.
3. Interpretación de mapas topográficos, localizando
en los mismos los aspectos más relevantes del relieve, y realizar perfiles topográficos sencillos.
4. Explicar las principales manifestaciones de la
dinámica interna de la Tierra (seÌsmos, volcanes, cordilleras, pliegues y fallas) a la luz de la
Tectónica Global.
5. Realizar mapas mundiales y zonales en los que
se indique la situación de las placas litosféricas
y los fenómenos más importantes asociados a
su movimiento.
6. Indicar las diversas unidades temporales de la
historia de la Tierra, y explicar la importancia
de los fósiles como testimonios estratigráficos
y paleobióticos.
7. Situar en orden cronológico la aparición de los
diferentes grupos de vertebrados y el tiempo
geológico en el que se producen.
8. Describir la reproducción celular, señalando las
diferencias principales entre meiosis y mitosis,
así como la finalidad de ambas.
9. Resolver problemas sencillos de transmisión de
caracteres hereditarios, incluyendo los relacionados con enfermedades en el hombre, aplicando los conocimientos de las leyes de Mendel.
10. Exponer razonadamente algunos datos sobre
los que se apoya la teoría de la evolución, así
como las controversias científicas y religiosas
que suscitó esta teoría.
11. Explicar las principales adaptaciones al medio de
los organismos mediante la observación de fotos.
12. Realizar un esquema y explicar los ciclos del
carbono, nitrógeno y fósforo.
13. Identificar en un ecosistema los factores desencadenantes de desequilibrios y establecer estrategias para restablecer el equilibrio del mismo.
14. Analizar algunas actuaciones humanas sobre
diferentes ecosistemas y exponer las actuaciones individuales, colectivas y administrativas
para evitar el deterioro del medio ambiente.
Objetivos del área
El programa oficial establece los siguientes objetivos para el área de Ciencias de la Naturaleza:
1. Iniciar al alumno en el conocimiento y aplicación
del método científico.
2. Comprender y expresar mensajes científicos
utilizando el lenguaje oral y escrito con propiedad, así como interpretar diagramas, gráficas,
tablas, expresiones matemáticas sencillas y otros
modelos de representación.
3. Interpretar científicamente los principales fenómenos naturales, así como sus posibles aplicaciones tecnológicas, utilizando las leyes y
conceptos de las Ciencias de la Naturaleza.
4. Participar de manera responsable en la planificación y realización de actividades científicas.
5. Utilizar de forma autónoma diferentes fuentes de
información, incluidas las nuevas tecnologías de la
información y la comunicación, con el fin de evaluar su contenido y adoptar actitudes personales
críticas sobre cuestiones científicas y tecnológicas.
6. Adquirir conocimientos sobre el funcionamiento
del organismo humano para desarrollar y afianzar hábitos de cuidado y salud corporal.
7. Aplicar los conocimientos adquiridos en las
Ciencias de la Naturaleza para disfrutar del medio natural, valorándolo y participando en su
conservación y mejora.
8. Reconocer y valorar las aportaciones de la ciencia para la mejora de las condiciones de existencia de los seres humanos, y apreciar la importancia de la formación científica.
9. Entender el conocimiento científico como algo
integrado, que se compartimenta en distintas
disciplinas para profundizar en los diferentes aspectos de la realidad.
5
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Página 6
01 El modelado del relieve terrestre
PROGRAMACIÓN DE AULA Y PROYECTO CURRICULAR
Objetivos
CLAVES CIENTÍFICAS
• Identificar los principales agentes geológicos externos,
que modelan el relieve terrestre.
• Conocer los procesos externos, a través de los cuales
los agentes modelan el relieve terrestre.
• Conocer las formas de actuación de algunos procesos
internos, que ponen las bases del relieve.
• Describir las formas resultantes en el relieve tras los
procesos de modelado realizado por los distintos agentes
externos.
• Identificar algunas de las formas típicas del relieve debidas
al modelado fluvial, torrencial, marino, eólico, kárstico
y glaciar.
• Diferenciar meteorización de erosión y poner ejemplos
de paisajes y estructuras resultantes de su actuación.
• Analizar la estructura del suelo y su proceso de formación.
• Establecer una relación directa entre el clima y las formas
del relieve que determina, analizando las diferencias entre
las formas típicas del relieve en las zonas templadas y en las
zonas áridas.
Con los contenidos de esta lección los
alumnos van a comprender que el relieve es algo dinámico, que no es estático, que el relieve cambia. Desde la
perspectiva de la dinámica externa, se
presentan los agentes que determinan el modelado del relieve terrestre,
los procesos externos que realizan
esos agentes y las formaciones resultantes tras dichos procesos. De especial importancia es el apartado dedicado al suelo, teniendo en cuenta su
evidente trascendencia en el relieve.
El clima desempeña un papel decisivo y determina formas del relieve distintas, propias de cada una de las zonas climáticas, por ello trabajaremos
en la unidad los diferentes sistemas
morfoclimáticos. Se trata de una unidad muy interesante para que los
alumnos puedan entender las características fundamentales del relieve
que les rodea.
ACTITUDES PROCEDIMIENTOS
CONCEPTOS
Contenidos
•
•
•
•
•
•
•
•
Factores que determinan el modelado del relieve.
Procesos geológicos que modifican el relieve.
Los agentes externos.
Los procesos externos.
Las formas del relieve.
La meteorización.
El suelo.
Los sistemas morfoclimáticos.
• Utilización de imágenes para poder reconocer algunas formas del relieve con la finalidad
de establecer una relación con los procesos y agentes externos que las han
determinado.
• Interpretación de algunos esquemas relacionados con la lección.
• Modelización experimental de la dinámica fluvial.
• Despertar el interés por el conocimiento de las características asociadas al relieve
que nos rodea.
• Concienciar sobre el importante papel que desempeñamos en el modelado del relieve terrestre.
6
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Página 7
Actividades de refuerzo
Contenidos transversales
Realizar diferentes paneles o murales que contengan cada uno un agente, los procesos y las formaciones que se puedan asociar a dicho agente. Es conveniente incorporar algunas imágenes y/o esquemas
a dichos paneles para poder favorecer su comprensión. También sería interesante que los alumnos aportaran fotografías de lugares en los que hayan estado para intentar identificar los agentes, procesos y
formaciones que se relacionan con el modelado del
relieve de dichas fotografías.
Ciencia-tecnología-sociedad
El conocimiento científico es una herramienta realmente útil. Conocer los agentes, procesos y formaciones que se determinan en un sistema morfoclimático puede llegar a ser de vital importancia. Si se
conocen las señales de degradación inicial en el relieve de algunos parajes naturales, se pueden poner en práctica los medios necesarios para intentar
evitar desastres, no sólo para el relieve de dichas
zonas, sino también, para poder evitar posibles catástrofes y la potencial pérdida de vidas humanas.
Actividades de ampliación
Se podrían intentar simular los agentes, procesos y
formaciones que se relacionan con el modelado del
relieve en distintas zonas climáticas de la Tierra. Podríamos utilizar cualquier espacio: el aula, el laboratorio, el patio y los materiales más variados posibles. También podríamos trabajar con muestras de
distintos tipos de suelo para analizar las semejanzas y las diferencias entre los mismos.
Criterios de evaluación
• Conocer los factores que influyen en el modelado del relieve.
• Diferenciar entre procesos externos e internos
que modifican la superficie terrestre.
• Determinar los agentes externos que han actuado en el modelado de un relieve.
• Reconocer los procesos externos que han sucedido para modelar un relieve.
• Identificar formaciones resultantes en el modelado del relieve.
NIVEL Y DIFICULTAD DEL TEMA
• Conocer los factores que intervienen en la formación de un suelo.
La dinámica externa en- Actividades B M
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4
con la que se trata en es2, 3,
ta ocasión. Lo más imporTC, pág. 27 1, 4 5, 6, 7, 10
tante es que manejen co8, 9
rrectamente y con fluidez
TP, pág. 28
3 1, 2
el triángulo «Agente-ProTR, pág. 29
X
ceso-Formación» y que lleEX, pág. 29
X
guen a establecer una relación directa entre el clima y las formas del
relieve que éste pueda determinar. También
comentar que la meteorización es, quizás, la parte que más les cueste situar en su esquema mental de la lección.
• Relacionar un clima específico con las formas del
relieve que pueda producir.
Actividades
Actividades de desarrollo
Podríamos intercalar a lo largo del desarrollo didáctico de la lección diferentes vídeos y/o materiales
informáticos multimedia que hagan referencia directa a la actuación de los diversos agentes y procesos o a la evolución de las distintas formaciones
del relieve que vayan apareciendo durante el estudio. Completar las actividades del libro y, si es posible, desarrollar la experiencia propuesta al final de
la unidad.
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Soluciones de las actividades
c) Porque el volcanismo es muy importante en
las zonas de contacto de placas, donde se
pueden producir fracturas en la litosfera que
permiten la salida de materiales magmáticos
de sus partes más profundas.
Presentación del Bloque I (pág. 6)
Las páginas 6 y 7 presentan una introducción general al bloque de temas dedicados a los cambios que
se suceden en nuestro planeta con el paso del tiempo. Sirven de presentación y de exploración de conocimientos previos, por tanto, las soluciones propuestas a continuación son sólo orientativas. Es
posible encontrar una gran diversidad de respuestas
en función de los conocimientos de los alumnos y
alumnas y de su interés por el tema.
d) Las rocas de la corteza terrestre se encuentran en estado sólido. Las rocas del manto
también se encuentran en estado sólido, a
excepción de las que forman parte de la astenosfera, que se encuentran en un estado semisólido, que las hace plásticas.
1. a) Llamamos relieve a las rugosidades y deformaciones presentes en la corteza terrestre.
Decimos que cambia porque es algo dinámico, no es estático y está sujeto a los cambios
que lo generan continuamente y a otros que
lo «destruyen», los agentes externos.
e) Sí, hay una relación entre los fenómenos sísmicos y volcánicos fundamentalmente en aquellas zonas de alta actividad tectónica. Las regiones de alta actividad sísmica y volcánica
suelen coincidir con los bordes de las placas,
por lo que estas zonas presentan una elevada
actividad tectónica.
b) Una cordillera es un conjunto de montañas
relacionadas entre sí. No todas han existido
siempre, algunas han surgido más tarde, es
más, algunas aún siguen formándose.
Expresa lo que sabes (pág. 8)
1. En la fotografía superior se observan unos acantilados al borde del mar y en la fotografía inferior se aprecia un cerro testigo en el centro de
un gran valle. Los dos paisajes se diferencian en
la fisonomía que tienen (descripción libre).
c) Un terremoto o seísmo es un temblor que se
produce en la corteza terrestre. Un volcán es
una abertura o grieta en la corteza terrestre
por la que se expulsan materiales procedentes del interior de la Tierra a una temperatura
muy alta.
Poseen estas formas debido al modelado que
han sufrido por los agentes y procesos que han
actuado sobre ellos. En el acantilado, sobre todo, ha actuado el mar y en el cerro testigo, fundamentalmente, un río.
2. a) Arenas, arcillas, limos, restos de seres vivos...
La mayor parte suelen ser transportados nuevamente por las corrientes marinas y acaban
sedimentando en algún punto.
El viento puede actuar en los dos paisajes pero
quizás las brisas sean más frecuentes en la zona
donde se encuentran los acantilados e influyen
con mayor intensidad en el modelado de ese relieve.
b) El río fundamentalmente desgasta las rocas
en el curso alto. Esta actuación se denomina
erosión.
c) Podemos llamar valle a la cuenca de un río. Los
valles de los ríos tienen forma de «V». Cambian en los distintos cursos: en el alto es una
«V» pronunciada, y se va suavizando a medida que el río recorre su camino hacia el mar.
2. Todas ellas de algún modo u otro se relacionan
con el paisaje y su modelado.
¿Qué debes saber? (pág. 9)
3. a) El cráter es una abertura por la que sale material volcánico.
PIENSA Y RESPONDE. Fotografía de una muestra de pirita. Se trata de un mineral. Sabemos que
es así, porque el texto nos indica que su composición es la misma, sea cual sea el lugar del que proceda la muestra. Ésta es una característica exclusiva
de los minerales.
b) La lava que sale de los volcanes durante las
erupciones procede de una cavidad situada
en la base del volcán, el foco volcánico, en la
que se almacena material caliente procedente del interior terrestre.
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torno, confiriendo nuevas características al biotopo de la zona y con la capacidad suficiente para influir en la biocenosis cercana.
TAREA 1
Panorama: el relieve y los procesos
que lo modelan (pág. 10)
Los terremotos y las erupciones volcánicas influyen rápida y bruscamente en el modelado del
paisaje y pueden tener connotaciones catastróficas e incluso peligrosas para nuestra propia seguridad.
Actividades
Recordar
1.
Factores
influyentes
en el modelado
del relieve
Ejemplos
Factores
litológicos
Las rocas blandas dan lugar a relieves
suaves.
Las rocas duras dan lugar a relieves
más angulosos.
Factores
estructurales
En costas altas se pueden formar acantilados.
En costas bajas se pueden formar playas o cordones litorales.
En zonas de fuerte pendiente en los
ríos predominan procesos de erosión.
En zonas de pendientes suaves predominan procesos de transporte y sedimentación.
Factores
dinámicos
La actuación de los diferentes agentes
externos (ríos, mares, vientos, etc.) e
internos que da lugar a paisajes diferentes.
Factores
climáticos
En el desierto es mucho más importante la acción del viento que la del agua.
Factores
antrópicos
Voladura de partes de montañas para
la construcción de carreteras o la creación de embalses.
TAREA 2
¿Cómo se ha formado el paisaje
actual? (pág. 12)
Observación
Ha cambiado a lo largo de los siglos como consecuencia del modelado externo que ha ido influyendo en su fisonomía con el paso del tiempo.
El proceso responsable de la actual forma del valle
ha sido el erosivo, producido fundamentalmente por
un agente, el río, aunque no debemos olvidar el proceso erosivo debido al aire atmosférico, a las aguas
salvajes o de arroyada, al viento o a los seres vivos.
Imagen activa 1. Cascada
El movimiento del agua de los ríos es debido a la pendiente. La gravedad hace que las aguas discurran
desde las cotas superiores hacia las inferiores.
Actividades
Explicar
Recordar
2. Por la ausencia de una atmósfera que genere
agentes, procesos y formaciones característicos
de un modelado externo.
1. Un proceso es el conjunto de fenómenos, estados y formas que resultan de la acción geológica de los distintos agentes. Un agente es un
cuerpo material capaz de producir cambios
sobre los materiales geológicos como consecuencia de una entrada de energía. Los factores
condicionadores son aquellos factores que determinan la efectividad de la actuación de los
agentes y de los procesos, y favorecen o dificultan la formación de un determinado relieve.
Denominamos destructores a los procesos externos por su acción transformadora de las formas preexistentes en el relieve, mientras que
llamamos constructores a los procesos internos
por dar origen a las grandes estructuras geológicas del planeta.
El río tiene una misión de transporte hacia el mar
de los elementos que ha ido erosionando a lo largo de su cauce. Si embalsamos las aguas, esta misión queda interrumpida y se produce menor sedimentación de materiales en la desembocadura
del río. El río embalsado genera un nuevo ecosistema artificial en la zona a modo de gran
lago que afectará microclimáticamente a su en-
2. Las fuentes de energía naturales que, en mayor
o menor grado, permiten la acción de los agentes geológicos externos en la Tierra son:
– La radiación solar.
– La atracción gravitatoria de la Luna y el Sol.
– La gravedad.
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Soluciones de las actividades
TAREA 3
La meteorización y el suelo (pág. 14)
Observación
Parece una zona más bien blanda. La zona inferior
aparenta ser algo más dura, con rocas más o menos
fragmentadas. Es fundamentalmente la meteorización la que hace que se fragmenten las rocas de la
fotografía. La meteorización es un ejemplo de alteración de las rocas. Se produce cuando los agentes
externos actúan fragmentando o descomponiendo
las rocas casi sin desplazar los residuos que resultan de esa alteración.
Sí, el riego excesivo es contraproducente para
una planta en una maceta o para un cultivo en
el campo porque encharca la maceta o el terreno, impide la correcta aireación del mismo y no
permite un buen desarrollo de las especies.
TAREA 4
Los procesos fluviotorrenciales
(pág. 16)
Actividades
Recordar
1. Una cárcava es una zona abrupta donde aparecen conjuntos de surcos en «V» de diversa profundidad que canalizan las aguas de arroyada
sobre materiales fácilmente erosionables.
Actividades
Recordar
1. Se habla de meteorización física de una roca
cuando ésta se fragmenta, se disgrega o se pulveriza por la acción de procesos mecánicos sin
que tenga lugar ninguna transformación mineral, mientras que la meteorización química de
una roca tiene lugar cuando los agentes atmosféricos, hidrosféricos o biológicos actúan sobre
las rocas transformando los minerales que las
forman.
2. Durante el día, el agua se infiltra en las grietas
de las rocas; de noche, este agua se congela,
aumenta de volumen y con ello se producen
unas grietas mayores. Al día siguiente el hielo se
ha fundido y permite que se infiltre una mayor
cantidad de agua en las grietas. Repitiendo este
proceso día tras día, se consigue al final que se
fracturen las rocas.
Comprender
3. No, porque que el crecimiento de cristales de
hielo afecte a las rocas es necesario el proceso
continuado de fusión-congelación del agua, y
en un lugar permanente helado no se puede
conseguir la fusión natural del hielo.
El arado ayuda a mezclar los materiales del suelo
y a airearlos, porque la aportación razonable de
abono añade las sustancias necesarias para el correcto desarrollo de los cultivos, y con la rotación
de éstos se consigue no agotar el suelo (ya que se
alternan el cultivo de plantas que lo enriquecen
con el de plantas que lo desgastan más).
10
Una chimenea de hada es una formación cónica, en la que es frecuente que un material resistente situado en la parte superior haya protegido de la erosión a los materiales más blandos
que tiene por debajo.
Una llanura aluvial es un extenso depósito de
materiales que rellena el fondo de los valles.
2. Es habitual relacionar los cursos alto, medio y
bajo de los ríos con los procesos de erosión, transporte y sedimentación, respectivamente, pero estos procesos se pueden producir en cualquier punto del recorrido. Que se dé un proceso u otro
depende, fundamentalmente, de la velocidad del
agua. A mayor velocidad se potencian los procesos de erosión y a menor velocidad se potencian
los procesos de sedimentación. En la erosión también afecta el efecto de fricción que le aportan
los sedimentos que transporta y la turbulencia del
flujo. En el transporte influyen el tamaño y el
peso de los materiales. En la disminución de la velocidad que potencia la sedimentación influyen el
descenso del caudal, la disminución de pendiente o el aumento del volumen de sedimentos transportados.
Explicar
3. Para no facilitar una potencial erosión del terreno; si aramos de forma paralela a la pendiente,
al circular agua por los surcos ésta alcanzaría
cierta velocidad y por ello los iría haciendo cada
vez más grandes.
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Explicar
Porque disminuye la velocidad de la corriente debido bien al descenso del caudal, bien a la disminución de pendiente o bien al aumento del volumen
de sedimentos transportados.
4. Sí, no es condición necesaria. El aporte de arena
en este caso lo pueden realizar las corrientes marinas que la recogen desde otros puntos, aunque
estén alejados de la isla.
TAREA 5
Los procesos marinos. El modelado
litoral (pág. 18)
Porque son estructuras que hacen perder velocidad a las corrientes marinas en lugares donde anteriormente esto no sucedía de manera natural.
Ello provoca una sedimentación de materiales en
dichas zonas, sedimentación que previamente a
la construcción de esas estructuras no se producía. Al perder sedimentos, estas corrientes recuperan parte de su potencial erosivo y pueden actuar erosionando algunos depósitos sedimentarios,
como, por ejemplo las playas, erosión que de forma natural no se hubiera producido.
Observación
Los acantilados tienen paredes verticales y escarpadas porque se excavan sobre rocas duras mediante
un proceso de socavamiento progresivo de la base y
posterior derrumbamiento por inestabilidad estructural de las zonas más altas. No se pueden formar
en costas bajas, sólo aparecen en las altas.
Actividades
TAREA 6
Los procesos eólicos y bióticos
Recordar
(pág. 20)
1. Los acantilados son escarpamientos abruptos
excavados sobre rocas duras por el socavamiento progresivo de la base y por el consiguiente
derrumbamiento de las zonas altas. Las plataformas de abrasión son superficies rocosas planas o ligeramente inclinadas hacia el mar, producidas por el retroceso gradual hacia tierra del
frente de un acantilado.
Imagen activa 1. Campo empedrado
El campo empedrado de la imagen se originó por
el arrastre selectivo por el viento de las partículas
de dimensiones reducidas, quedando las más grandes sobre el terreno. El proceso se llama deflación.
Actividades
2. Entre las formaciones más características de las
costas bajas podemos encontrar las playas, que
son depósitos marinos completamente unidos a
la costa, y las barras o cordones litorales, que
son depósitos marinos pero no unidos completamente a la costa entre los que podemos destacar la restiga o flecha (se unen a la costa por
uno de sus extremos), la isla barrera (no se une
al litoral) o el tómbolo (cuando enlazan la costa
con un islote próximo). Una formación también
característica de la costa baja es la albufera, que
es una laguna litoral cerrada por una barra de
arena.
Recordar
1. Hay dos tipos de actividad erosiva debidos al
viento: la deflación, que es el arrastre selectivo
por el viento de las partículas de dimensiones
reducidas, quedando las más grandes sobre el
terreno; y la corrasión o abrasión eólica, que es
el desgaste causado en las rocas por el impacto
repetido de las partículas que transporta el aire.
2. Entre las formaciones más típicas debidas a sedimentación eólica están las dunas, acumulaciones de arena que se desplazan sobre el suelo a
causa del viento; y los depósitos de loess, acumulaciones de arcilla y limo.
Comprender
Comprender
3. Las playas se forman por la pérdida de fuerza y
velocidad de las olas y la consecuente sedimentación de los materiales que transportan.
3. La acción geológica de los seres vivos puede ser
constructiva y destructiva.
El origen de las olas se explica por los movimientos del aire, es decir, por el viento.
La acción destructiva de los seres vivos puede
ser de dos tipos: mecánica y química.
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Soluciones de las actividades
La acción destructiva mecánica es disgregante y
se lleva a cabo por las raíces de las plantas y los
animales que excavan túneles.
3. a) Las aguas salvajes corren sin curso fijo, las
aguas de arroyada por regueros o canales.
b) El humus es la materia orgánica parcialmente
descompuesta que contienen los suelos.
La acción destructiva química se debe a reacciones
químicas y se lleva a cabo por microorganismos.
c) Una playa está totalmente unida a la costa; el
cordón litoral, no.
La acción constructiva engloba la formación de
rocas sedimentarias orgánicas con seres vivos; a
veces son componentes orgánicos los que, tras
su transformación, se convierten en yacimientos
de carbón y petróleo, otras veces son los componentes inorgánicos los que producen formaciones geológicas, como los arrecifes.
d) La deflación es un arrastre selectivo; la abrasión eólica, un desgaste producido por el impacto de las partículas que transporta el aire.
e) El valle fluvial tiene forma de «V» y el valle
glaciar tiene forma de «U».
f) El glaciar alpino es un «río de hielo», montañoso, con una larga lengua. Uno de casquete es una inmensa masa helada con numerosas lenguas que acaban en el mar y con
desplazamiento del hielo más lento.
Las actividades constructivas y destructivas de la
especie humana también modifican el paisaje.
Explicar
4. Reg significa «campo empedrado» y erg significa «campo de dunas».
g) La sima es un conducto vertical y la caverna,
un conducto horizontal.
Porque esa profundidad del océano circundante
puede facilitar la formación del atolón, bien por
la existencia de fuertes corrientes marinas que
puedan arrastrar elementos nutritivos necesarios
para su correcto desarrollo, bien porque ese gran
volumen de agua pueda servirle para mantener
su óptimo margen termométrico cercano a los
20 ºC de temperatura del agua.
h) Un barján es una duna en forma de media
luna, con los cuernos apuntando en el sentido en el que sopla el viento, y una duna parabólica también tiene forma de media luna,
pero con los cuernos opuestos al sentido en
el que sopla el viento.
i) La estalactita cuelga del techo de la caverna,
la estalagmita surge de la base.
j) Un sistema morfoclimático comprende una región más o menos extensa de la Tierra, en la
que existe un clima determinado y formas de
relieve características, asociadas a los agentes modeladores más activos en ese clima.
Actividades
Test de conocimientos (pág. 27)
1. Las principales fuentes de energía que dinamizan los procesos externos son la radiación solar,
la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol, y la
gravedad.
2. Muchas son las posibilidades del agua para realizar el recorrido a lo largo de su ciclo. Ejemplo:
4.
Tipos
Principales formas
de procesos
de erosión
Fluviotorrenciales
Valles en «V». Cárcavas. Chimeneas de
hadas. Gargantas.
Desfiladeros. Cascadas. Meandros.
Marinos
Acantilados. Platafor- Playas.
mas de abrasión. Ra- Cordones litorales.
sas costeras.
Albuferas.
Eólicos
Campos empedrados. Dunas. Loess.
Glaciares
Valle con forma de U. Morrenas.
Cantos estriados.
Bióticos
Horadamientos en el Rocas sedimentarias
suelo. Metabolitos de orgánicas.
materia orgánica.
AGUA ATMOSFÉRICA
T
P E
SERES
VIVOS
SUELO
I A
P
E
AGUA
SUPERFICIAL
I A
P E
MARES
I A
AGUAS SUBTERRÁNEAS
T: TRANSPIRACIÓN P: PRECIPITACIÓN E: EVAPORACIÓN
A: APORTE I: INFILTRACIÓN
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Principales formas
de sedimentación
Aluviones.
Llanuras aluviales.
Terrazas fluviales.
Deltas.
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9. a) Porque algunos de los procesos se suceden
con gran rapidez y pueden llegar a resultar
catastróficos poniendo en peligro la integridad física de las personas. Tan sólo pensando en tornados, avalanchas, riadas y muchos otros fenómenos relacionados con los
procesos externos, podemos evidenciar tales riesgos.
5. Modelo de esquema:
Procesos fluviotorrenciales
Agentes:
Aguas salvajes
Aguas de arroyada
Torrentes
Aguas fluviales
Procesos marinos
Agente:
Aguas marinas
b) No. Porque los suelos no son simples acumulaciones de sedimentos. Se forman muy
lentamente, bajo la influencia de la roca
madre, del clima, de los seres vivos, de su
posición en el paisaje y del paso del tiempo.
Procesos glaciares
Agente:
Masas de hielo
c) El delta de un río es una forma de sedimentación fluvial porque se genera mediante el
aporte de los sedimentos que erosiona y
transporta un río a lo largo de su cauce. Se
puede observar que su mantenimiento es frágil y depende de que el río siga aportando dichos sedimentos. Es cierto que está también
sujeto a los modelados marino o eólico
pero, como tal, el delta se considera una forma de sedimentación fluvial.
Procesos eólicos
Agente:
Vientos
Procesos bióticos
Agente:
Seres vivos
6. a) Erosión eólica, transporte eólico y sedimentación eólica.
10. a) Que en el pasado, antes de ser un valle fluvial fue un valle glaciar, ya que las tillitas
son depósitos de sedimentos glaciares fósiles y son indicadores de la existencia de glaciares en el pasado.
b) La erosión eólica se produce cuando el viento
ha alcanzado la fuerza y la velocidad suficientes para arrastrar selectivamente materiales
en suspensión; primero afectará a los menos
pesados y a medida que gane fuerza, a los
más pesados. El transporte eólico tiene lugar
mientras perdura esa fuerza y la velocidad
del viento, porque, a medida que desciende
la intensidad del viento y su velocidad, comienza a producirse la sedimentación eólica,
de una manera selectiva. Primero sedimentaran los materiales más pesados y a medida
que pierda fuerza, se depositarán los menos
pesados.
b) La erosión será más importante en el valle
glaciar. Esto es así porque el tipo de erosión
que realizan los glaciares, que se denomina
exaración, se debe a la fricción producida
por el desplazamiento del hielo y de los materiales rocosos que éste transporta sobre el
fondo y las paredes del valle glaciar.
La sedimentación será más importante en
las morrenas, ya que éstas son los depósitos
donde se van recogiendo y acumulando todos los materiales que van siendo erosionados y arrastrados por el hielo del glaciar
mientras se desliza por su valle. El circo es
una zona de transformación de la nieve en
hielo glaciar, y producirá en las rocosas paredes de la depresión que lo constituye,
fundamentalmente, fenómenos erosivos y
de transporte debidos a la fuerte presión
ejercida por el gran volumen de hielo allí
acumulado.
7. El agua arrastra las sales minerales y el resto de
componentes necesarios para que los corales
puedan generar su esqueleto externo mineral,
que es el responsable de su acción constructiva.
8. La parte superior del reloj de arena correspondería a la cuenca de recepción. El canal de paso
para la arena, al canal de desagüe del torrente.
La parte inferior del reloj correspondería al cono
de deyección.
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Soluciones de las actividades
Test de capacidades (pág. 28)
Test de responsabilidad (pág. 29)
1. a) La velocidad a la que ha de disminuir la
corriente de agua para que las arenas comiencen a sedimentar es aproximadamente
de 5 cm/s.
En esta unidad hemos estudiado que los seres vivos
forman parte del grupo de agentes que modelan el
paisaje, es por ello por lo que no debemos olvidar
que el ser humano es uno de ellos. Tenemos en
nuestra mano la posibilidad de cambiar el relieve
rápida e intensamente. Debemos reflexionar siempre sobre nuestras actuaciones en relación con los
objetivos que se buscan, valorar las consecuencias
positivas y negativas de cada una de esas actuaciones y determinar si realmente merece la pena llegar
a la consecución de esos objetivos a costa de asumir consecuencias negativas. Las actuaciones que
realizamos deberían estar ligadas siempre a la idea
de desarrollo sostenible del entorno, del que también formamos parte.
b) Serán retiradas en primer lugar las de menor
peso, es decir, arcillas y limos.
c) La velocidad a la que ha de disminuir la
corriente de agua para que las arcillas que
lleva en suspensión comiencen a sedimentar
es aproximadamente de 0,1 cm/s. Estos valores se alcanzan en la desembocadura y en
ambientes muy poco agitados.
d) Porque desciende la velocidad del agua y con
ello la posibilidad de realizar el transporte de
materia, produciéndose entonces la sedimentación de la arena.
2. Anchura ⫽ 3 m ⫽ 30 dm
Profundidad máxima ⫽ 50 cm ⫽ 5 dm
Velocidad media ⫽ 3,33 cm/s ⫽ 0,333 dm/s
Caudal ⫽ Área ⭈ Velocidad
Área ⫽ Anchura ⭈ Profundidad ⫽
⫽ 30 dm ⭈ 5 dm ⫽ 150 dm2
Caudal ⫽ 150 dm2 ⭈ 0,333 dm/s ⫽
⫽ 49,95 dm3/s ⫽ 49,95 l/s
Experiencia (pág. 29)
Si hay menor superficie de paso para el mismo
caudal de agua, la velocidad del agua en ese
momento debe aumentar.
El montaje que se muestra en esta experiencia trata
de simular parte de la dinámica fluvial para demostrar la influencia de la pendiente en dicha dinámica. Dependiendo de la inclinación que demos a la
maqueta, que se va a relacionar de manera directamente proporcional con la velocidad del agua, conseguiremos un mayor o menor encajamiento del
curso de agua o un mayor o menor curso sinuoso a
modo de meandros. Podemos añadir a la arena
elementos más pesados para ver su influencia en
los procesos de erosión, transporte y sedimentación a distintas velocidades del agua.
Velocidad ⫽ Caudal/Área ⫽
⫽ 49,95dm3/s / 75 dm2 ⫽ 0,666 dm/s
MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
Disminuye en este caso la capacidad de sedimentación y en función del peso de las partículas aumentan las posibilidades de transporte y
erosión.
3. a) Para el modelado de esta formación han intervenido fundamentalmente las aguas de arroyada, y también el viento.
b) Son cárcavas, formas de erosión.
c) Los procesos internos han construido el relieve, pero, en principio, no han influido en su
modelado, mientras que el clima o el tipo de
roca sí que lo han hecho. Por ejemplo, la cantidad de precipitaciones que caen influye notablemente en la formación de estas cárcavas.
14
Salvar el delta del Ebro
Esta parte de la unidad tiene el objetivo de servir de
ejemplo en la observación de cómo las actuaciones
del ser humano pueden influir en la modelización
del relieve y establecer una relación directa de dichas actuaciones con las repercusiones que puedan
derivarse de las mismas, no sólo para el medio ambiente en general, sino también para nuestra sociedad en particular. La investigación propone realizar un estudio de las variables que intervienen
directamente en la evolución del delta del Ebro, incluyendo por supuesto al ser humano, e intenta
que los alumnos reflexionen sobre potenciales medidas para preservar este tan frágil como interesante ecosistema en un futuro cercano.
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Atención a la diversidad
• Un panel, un sistema morfoclimático. Vamos a
pedir a cada alumno que se centre en un sistema
morfoclimático y que realice un panel con la potencial ubicación geográfica del sistema, los principales agentes que intervienen, los procesos que
pueden realizar estos agentes y con las formaciones que puedan determinarse en estos sistemas. Es
bueno que incluya fotografías o dibujos porque así
resultará más fácil la comprensión del panel para
sus compañeros. Todos los alumnos deberán realizar una exposición oral de sus paneles, por lo que
dicha exposición se puede organizar por grupos de
alumnos con el mismo sistema.
Actividades de refuerzo
• Glosario conceptual de autoevaluación. Se
pueden ir realizando, a medida que se explica la
unidad, pequeñas fichas que contengan un concepto de los que se estudian. Al final, con todas
ellas, el alumno puede realizar un examen conceptual de autoevaluación.
• Un panel, un agente. Vamos a pedir a cada
alumno que se centre en un agente externo y que
haga un panel en el que exponga los procesos
que puede realizar ese agente y con las formaciones que puede determinar dicho agente. Es bueno que incluya fotografías o dibujos porque así
resultará más fácil la comprensión del panel para
sus compañeros. Todos los alumnos deberán realizar una exposición oral de sus paneles, por lo
que ésta se puede organizar por grupos de alumnos con el mismo agente.
• Tu comunidad. El alumno debe investigar en el relieve de su comunidad y encontrar todos aquellos
elementos que guarden relación con la unidad:
agentes, procesos, formaciones, sistemas morfoclimáticos, etc., y realizar un trabajo escrito o preparar una exposición oral con la información obtenida.
• Modelado fotográfico. Pedimos a nuestros
alumnos que traigan un pequeño informe de la
actuación de los distintos agentes en algún paisaje en el que aparezcan ellos en una fotografía.
Deben decirnos cuál es el agente modelador principal y cuáles actúan con menor determinación en
dicho paisaje.
• Tipos de suelo. El alumno debe adentrarse en la
edafología y estudiar más profundamente los suelos, especialmente la variedad de tipos de suelo
existentes, sus características, la vegetación potencial que puede soportar, la relación climática,
la potencial ubicación geográfica, etc., y realizar
un trabajo escrito o preparar una exposición oral
con la información obtenida.
• ¡¡Al cine!! Buscamos diferentes secuencias de
películas conocidas (también pueden servir series
de televisión) en las que aparezca algún paisaje
que nos pueda dar pie para un comentario sobre
el modelado del relieve.
• Desertización. Como consecuencia de la degradación natural de los suelos, se produce el fenómeno natural de la desertización, con la consiguiente pérdida potencial de suelo fértil. Es un
proceso debido a causas naturales, aunque debemos resaltar que la actividad humana está acelerando mucho este potencial proceso natural y está
desertificando muchas zonas. El alumno debe investigar sobre este tema y realizar un trabajo escrito o preparar una exposición oral con la información obtenida.
• El juego causa-efecto. Se deben preparar tarjetas en las que por un lado se lea el nombre de un
agente (causa) y por el otro se lea una de las formas que determina en el relieve (efecto). Un
alumno enseñará a un compañero el efecto y éste
deberá adivinar la causa. Las normas del juego y
posibles variaciones son muchas y sería recomendable que las decidieran los propios alumnos con
la idea de buscar una mayor implicación por su
parte.
• Salida al campo. En la medida que podamos, ésta es una muy buena oportunidad para realizar
una salida de campo y poder poner en práctica
todos los conocimientos adquiridos durante la
unidad. Debemos conocer las posibilidades que
nos ofrece el relieve en las «cercanías» de nuestro
Centro. Quizá no necesitemos el autobús o el tren
para desplazarnos a un maravilloso paisaje y en
los propios alrededores del centro podamos ver la
actuación de las raíces de las plantas o las grietas
de sucesivas dilataciones-contracciones o incluso
las pequeñas formaciones acarcavadas en algún
talud.
Actividades de ampliación
• Simulando. Vamos a facilitar a nuestros alumnos
imágenes de diferentes relieves, bien sea a través
de fotografías, de películas, de material informático, etc. Ellos deben pensar y expresar mediante
esquemas sencillos, cómo debió ser esa zona en
el pasado y como puede llegar a ser en el futuro,
justificando el porqué del resultado de ambas situaciones.
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02 Dinámica interna de la Tierra
PROGRAMACIÓN DE AULA Y PROYECTO CURRICULAR
Objetivos
CLAVES CIENTÍFICAS
• Conocer la estructura del interior de la Tierra y las técnicas
que nos permiten identificar sus capas y composición.
• Describir los principales postulados de la teoría
de la tectónica de placas y los fenómenos asociados
a la dinámica de la litosfera.
• Enumerar las principales placas litosféricas (eurasiática,
africana, americana...), identificando en un mapa algunos
de sus límites e indicando si son convergentes, divergentes
o transformantes.
• Identificar, a nivel local, algunas manifestaciones
del movimiento de las placas litosféricas.
• Relacionar el origen de los movimientos sísmicos, volcánicos
y orogénicos con procesos que suceden en el interior
de la Tierra.
• Describir los procesos que dan lugar al llamado ciclo
de Wilson, de apertura y cierre de los océanos
y formación de cordilleras.
Volcanes y terremotos son elementos de la dinámica interna terrestre
que rápidamente pueden modelar
el relieve de manera muy intensa. La
Tierra parece, si cabe, aún más viva
gracias a estos fenómenos, que pueden llegar a ser tan espectaculares
como catastróficos. La unidad se
centra en la estructura interna del
planeta, que se manifiesta en ese
puzle exterior que forman las distintas placas litosféricas en continuo
movimiento, los diferentes e importantes procesos, como la orogénesis,
que de ese movimiento se derivan,
pliegues, fallas... en definitiva, se
trabajan muchos conceptos que hacen que ésta sea una unidad muy
importante en el estudio de la dinámica geológica terrestre.
• Identificar y describir algunas deformaciones locales
de la corteza terrestre (pliegues, fallas y sus asociaciones).
ACTITUDES PROCEDIMIENTOS
CONCEPTOS
Contenidos
•
•
•
•
•
•
•
•
Métodos de estudio del interior de la Tierra.
La estructura del interior de la Tierra.
La tectónica de placas.
Los terremotos.
Los volcanes.
La formación de montañas.
Pliegues.
Fallas.
•
•
•
•
Relación de procesos internos con fenómenos observados en superficie.
Análisis de las pruebas que apoyan la teoría de la tectónica de placas.
Utilización de imágenes para el entendimiento de algunos conceptos.
Interpretación de algunos esquemas relacionados con la unidad.
• Despertar el interés por el conocimiento de las características asociadas al relieve que nos rodea.
• Valorar un correcto conocimiento de los fenómenos volcánicos y sísmicos para poder prevenir
situaciones de alto riesgo para la integridad de las personas.
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Contenidos transversales
Actividades
Ciencia-tecnología-sociedad
Actividades de desarrollo
Ya decíamos en la anterior unidad que el conocimiento científico es una herramienta realmente
útil. En el caso que nos ocupa, llegar a conocer las
causas que determinan los fenómenos volcánicos y
sísmicos es muy importante desde el punto de vista
científico, pero aún lo es más el hecho de conocer
las características que se puedan registrar en los
momentos previos tanto a erupciones volcánicas
como a terremotos. Este conocimiento puede llegar a evitar catástrofes mayores y ser de vital importancia para la integridad de las personas. Si se
conociesen bien las señales que acontecen previamente al desarrollo de fenómenos volcánicos y sísmicos, se podrían poner en funcionamiento las medidas y medios necesarios para intentar evitar lo
más importante en estas circunstancias, y que no
es otra cosa que la pérdida de vidas humanas. A lo
largo del tema veremos algunas de estas señales de
alerta y analizaremos las consecuencias de estos fenómenos.
Sería conveniente buscar algunas imágenes en vídeos o materiales multimedia sobre el movimiento
de las placas y sus fenómenos asociados para ayudar a que se comprendan mejor. También sería interesante buscar algunas imágenes sobre erupciones volcánicas y terremotos. Completar, además,
las actividades del libro.
Actividades de refuerzo
Se pueden hacer moldes en plastilina u otros materiales de muchos de los procesos y estructuras que
aparecen durante la unidad, como subducción, obducción, volcanes, pliegues, fallas, etc. También se
pueden realizar diferentes paneles, cada uno de los
cuales esté dedicado a estos procesos o estructuras.
Actividades de ampliación
Se puede intentar simular una erupción volcánica
mezclando bicarbonato y vinagre en un «volcánmatraz». También se pueden situar terremotos y
volcanes sobre un mapamundi para establecer una
correlación de su situación geográfica cerca de los
límites de las placas. Profundizar en el estudio de
las escalas sísmicas y en los aparatos que se utilizan
para registrar la intensidad de los terremotos.
Criterios de evaluación
• Explicar las distintas formas de estudio del interior de la Tierra.
• Entender cómo es la estructura del interior de la
Tierra.
NIVEL Y DIFICULTAD DEL TEMA
• Diferenciar la teoría de deriva de los continentes
de la teoría de la tectónica de placas.
Resulta difícil conseguir Actividades B M
A
que los alumnos obtengan ES, pág. 32
1
2
una correcta comprensión T1, pág. 35 1 2
de todos los contenidos T3, pág. 39 2 1, 3
que contempla esta uniT4, pág. 41
1, 2
dad. Las dificultades se en- T5, pág. 43 1,2 3
cuentran en que muchas TC, pág. 47 1-3 4, 5 6, 7
de las explicaciones se ba- TP, pág. 47
1, 2 3
san en características que
no se ven, en procesos que ocurren en el interior
de nuestro planeta y que no se pueden observar
directamente (aunque sí es posible ver en la superficie muchas de sus consecuencias). La multitud de conceptos y su complejidad hacen que
el tema sea bastante difícil.
• Conocer las pruebas que confirman la teoría de
la tectónica de placas.
• Describir las características de las placas litosféricas.
• Identificar los procesos asociados al movimiento
de las placas litosféricas.
• Reconocer los elementos de un terremoto.
• Saber definir conceptos asociados al vulcanismo.
• Comprender el ciclo de Wilson.
• Distinguir los diferentes tipos de estructuras tectónicas.
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Soluciones de las actividades
Expresa lo que sabes (pág. 32)
1. En las fotos se puede apreciar tanto un volcán
(foto superior) como una gran cordillera (en la
parte inferior de la página). En la fotografía superior se produce una erupción volcánica, en la
que se expulsan materiales sólidos, líquidos y
gaseosos. Estos materiales provienen del interior
de la litosfera terrestre.
Las inmensas masas rocosas que constituyen las
cordilleras se forman por el plegamiento y posterior elevación de dichas masas mediante procesos tectónicos.
2. Porque, normalmente, los procesos que originan la actividad volcánica tienen lugar en los límites de las placas litosféricas. Del mismo modo, los movimientos sísmicos también se
producen en esos límites y es por ello frecuente
encontrar en las mismas zonas tanto actividad
sísmica como volcánica.
¿Qué debes saber? (pág. 33)
Imagen activa 1. PIENSA Y RESPONDE
El basalto es una roca volcánica, extrusiva, más homogénea en su aspecto debido a su menor tiempo
de cristalización, ya que el magma solidifica en la
superficie terrestre o cerca de ella y por ello es una
roca de cristales pequeños.
El granito es una roca plutónica, intrusiva, más heterogénea en su aspecto debido a su mayor tiempo
de cristalización, ya que el magma solidifica a gran
profundidad, lo que permite el desarrollo de grandes cristales. A simple vista, parece formada por
más de un mineral.
Imagen activa 2. Efectos de un terremoto
Los terremotos se producen debido a que se libera,
de una forma muy brusca, gran cantidad de energía que se genera tras los contactos existentes entre las distintas placas litosféricas. Esta liberación
de energía provoca un intenso movimiento de la
corteza terrestre. En el momento previo al terremoto se acumulan importantes tensiones en los conjuntos rocosos, sometidos a grandes esfuerzos. Es
la liberación de estas tensiones la que causa el temblor de tierra.
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TAREA 1
Panorama: Investigando
lo inaccesible (pág. 34)
Actividades
Recordar
1. Los procesos indirectos más importantes que sirven para conocer la composición y la estructura
del interior terrestre son los métodos geofísicos.
Son métodos que se basan en principios de la física y en cálculos complejos a partir de los datos
que proporcionan instrumentos muy sensibles.
Entre ellos podemos destacar los siguientes:
Los métodos eléctricos se basan en la evaluación de los cambios en el comportamiento de la
electricidad cuando ésta se transmite a través de
las rocas. Aunque existe un campo eléctrico natural, muchas veces se aplican pequeñas descargas eléctricas provocadas artificialmente.
Los métodos geotérmicos miden las anomalías
de temperatura en las rocas de la superficie
terrestre originadas por el flujo de calor proveniente del interior del planeta, cuando este flujo
se propaga por los diferentes conjuntos rocosos.
Los métodos magnéticos registran las leves variaciones locales de la intensidad del campo
magnético terrestre, ya que afecta a cada tipo
de material geológico de una forma distinta.
Los métodos gravimétricos se basan en comparar el valor del campo gravitatorio registrado en
cada punto de la superficie, para detectar los
cambios de densidad de los conjuntos rocosos.
Los métodos sísmicos se basan en la propagación en el interior de la Tierra de las ondas sísmicas producidas por los terremotos. También se
pueden originar estas ondas con explosiones
controladas.
Explicar
2. No es posible hacer sondeos hasta el centro de
la Tierra por problemas técnicos que impiden
perforar hasta dichas profundidades, las altas
temperaturas o las elevadas presiones suponen
actualmente obstáculos insalvables para llevar a
cabo dichos sondeos.
Porque parte de la corteza continental también
está cubierta por los océanos.
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Un volcán en erupción expulsa productos sólidos (cenizas, lapilli, bombas y bloques volcánicos), líquidos (lava) y gaseosos (vapor de agua,
nitrógeno, hidrógeno, monóxido y dióxido de
carbono, etc.).
Se pueden producir artificialmente ondas sísmicas que permitan estudiar el interior terrestre
mediante explosiones controladas.
TAREA 3
¿Por qué se mueven las placas?
Sí, el epicentro de un terremoto puede situarse
en un punto de la superficie de la corteza terrestre que se encuentre bajo las aguas de un océano. Este fenómeno se llama maremoto y una de
las consecuencias más graves que puede tener
para la costa es la formación de olas gigantescas
denominadas tsunamis.
(pág. 38)
Actividades
Recordar
1. La parte más alta de una dorsal está formada
por una doble cresta en cuyo eje central hay
una fosa profunda, que es una abertura por
donde emerge material del manto. El material
que surge por la fosa es basáltico y forma a los
dos lados extensas coladas, más finas a medida
que se alejan de la dorsal. Este material basáltico, cuando se enfría, se transforma en corteza
oceánica. La salida de material a las dorsales
provoca la expansión del fondo oceánico.
2. Las ondas sísmicas que se transmiten por las capas superficiales de la Tierra y que producen las
catástrofes son las ondas L, originadas a partir
del epicentro.
No es ni profundo ni intermedio ni superficial.
Es irreal. El epicentro es un punto de la superficie. Si hablamos de profundidad, se trata del hipocentro. Si la actividad plantease que el hipocentro está a 500 km de profundidad, el
terremoto sería profundo.
2. En una zona de subducción, el plano de Benioff
es la zona de contacto entre la parte de la litosfera oceánica que subduce y la porción de la litosfera continental que queda por encima.
SUGERENCIAS
Dentro del circuito comercial han existido muchas
películas que se han relacionado con el tema que nos
ocupa, como por ejemplo, Volcano o Terremoto. Podemos proponer a los alumnos que vean alguna,
para más tarde, comentarla y debatirla. ¿Es realmente científico lo que nos muestran?
Comprender
3. La convección es un proceso por el que los materiales ascienden por el calor, se trasladan en
horizontal cerca de la superficie y descienden al
enfriarse. Para observarla en una cocina podríamos calentar agua en una olla.
TAREA 5
La formación de las cordilleras
(pág. 42)
4. Se producen con más frecuencia en las zonas de
contacto entre las placas litosféricas.
Actividades
Recordar
TAREA 4
Terremotos y volcanes (pág. 40)
1. Los movimientos orogénicos son los mecanismos
dominantes en los procesos de formación de las
cordilleras. Estos movimientos conllevan desplazamientos de las masas rocosas en la horizontal.
Por una parte, están las cordilleras producidas por
la fricción o choque entre placas litosféricas en
zonas en las que se desarrolla la progresiva
elevación de depósitos sedimentarios que se
integrarán en la futura cordillera (son límites destructivos, es dec ir, zonas en las que se producen
Actividades
Recordar
1. En los límites de las placas litosféricas. Porque
las zonas en las que se forman los volcanes son
aquellas donde se producen fricciones y aumentos de temperatura por el contacto entre las placas litosféricas.
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Soluciones de las actividades
la subducción y la obducción). Por otro lado, están las dorsales, enormes cordilleras generadas a
partir de la salida de material del manto (son límites constructivos).
2. Entre las características geológicas más importantes de las cordilleras destaca la presencia de
rocas plegadas o muy fracturadas. También son
comunes las rocas volcánicas, las plutónicas y
las sedimentarias, que, a veces, contienen fósiles marinos a miles de metros sobre el nivel actual del mar.
Comprender
3. Según el ciclo de Wilson, el origen de una dorsal
oceánica se encuentra en la formación de una
cuenca oceánica a partir de una zona de litosfera continental. Allí comienza a salir material del
manto que va formando, poco a poco, una
enorme cordillera, que constituirá la denominada dorsal oceánica.
Explicar
4. Se producen cordilleras en los límites de las placas
litosféricas, tanto en los límites constructivos (las
dorsales en sí son enormes cordilleras submarinas)
como en los límites destructivos (los procesos de
subducción y obducción generan cordilleras, debido a las fuerzas de empuje que provocan el plegamiento y el levantamiento de los materiales).
Un movimiento orogénico es un mecanismo de
formación de cordilleras, que conlleva desplazamientos de masas rocosas en la horizontal e intensos plegamientos.
Un geosinclinal es una zona oceánica deprimida
cerca de los márgenes continentales, donde se
acumula una gran cantidad de sedimentos.
Un movimiento epirogénico es un mecanismo
de formación de montañas que conlleva desplazamientos en la vertical. Estos movimientos son
lentos y de ajuste, y se originan cuando se desarrolla una pérdida de peso en un bloque tectónico, lo que determina su ascenso.
Los movimientos epirogénicos son especialmente constatables en las zonas litorales. En estas
regiones, pequeñas oscilaciones en el nivel relativo del mar pueden tener consecuencias muy
evidentes en la línea de la costa.
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Resumen del tema (pág. 46)
Imagen activa 1. Falla de San Andrés
En la zona de contacto entre las dos placas se produce una fuerte fricción, que da lugar a una intensa actividad sísmica. Se trata de un límite transformante.
SUGERENCIAS
Hablar con los alumnos sobre la llamada falla de San
Andrés. Se trata de una formación geológica realmente impresionante, responsable de la intensa actividad sísmica del estado de California, en EE.UU.
Dicha actividad causa importantes y frecuentes terremotos, que afectan especialmente a las dos grandes
ciudades de la zona: San Francisco y Los Ángeles.
Ambas ciudades están bien preparadas para resistir
los terremotos. La construcción antisísmica es habitual en los nuevos edificios, y la red de prevención
asegura una reacción rápida ante la amenaza de un
terremoto. Los científicos de las estaciones de prevención y observación sismológica analizan constantemente las tensiones en la zona de la falla. Entre
ellos existe la creencia de que las tensiones aumentan constantemente, y aunque los terremotos que se
producen con frecuencia liberan parte de estas tensiones, no son suficiente para descargar las que se
acumulan. Por ello, creen que, a medio plazo, se producirá un terrible terremoto, con un gran poder destructivo, que llaman «el Big One».
Actividades de la unidad
Test de conocimientos (pág. 47)
1. a) Las principales manifestaciones de la actividad interna de la Tierra son los volcanes y los
terremotos.
b) Se producen fundamentalmente en los límites de las placas litosféricas.
c) Cambian de manera brusca el relieve y pueden llegar a provocar verdaderas catástrofes
que tienen un elevado riesgo para la integridad física de las personas.
d) La actividad interna de la Tierra causa el
movimiento de las placas litosféricas, lo que
determina, a largo plazo, un reajuste en la situación geográfica de todas las áreas continentales.
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4.
2. a) La corteza y una parte del manto superior
forman la litosfera.
Placa
Situación
geográfica
Tipo de placa
b) La astenosfera es una parte del manto con
un comportamiento plástico, lo que posibilita
el desplazamiento de los bloques que forman
la litosfera.
Eurasiática
Europa, Asia
(excepto la India
y el noreste
asiático)
Mixta
Africana
África
Mixta
c) Mientras que las placas continentales presentan corteza continental y oceánica, hallándose en los continentes y una parte de los fondos oceánicos, las placas oceánicas tienen
sólo corteza oceánica, y forman exclusivamente los fondos oceánicos.
Arábiga
Península
Arábiga
Continental
De las islas
Kuriles
Región oceánica
al este de Asia
Oceánica
De las islas
Filipinas
Región oceánica
al este de Asia
Oceánica
Indoaustraliana
Australia, parte
del océano
Índico
Mixta
Pacífica
Océano Pacífico
Oceánica
De la isla
de Cocos
Región oceánica
al oeste de
América Central
Oceánica
De Nazca
Región oceánica
al oeste de
América del Sur
Oceánica
Del Caribe
Mar Caribe
Oceánica
Norteamericana
América
del Norte
Mixta
Sudamericana
América del Sur
Mixta
Antártica
Antártida,
océano Glacial
Antártico
Mixta
3. a) Las dorsales son cordilleras enormes de miles
de kilómetros, dispuestas a lo largo de las zonas centrales de los océanos. Son puntos de
formación de litosfera oceánica: por su hendidura central surgen materiales que van solidificando y formando las placas oceánicas a
ambos lados de la dorsal. Ver dibujo en la
página 38 del libro del alumno.
b) Suelen coincidir con los límites de las placas
litosféricas y son áreas con numerosas fracturas en la litosfera que permiten la salida de
materiales magmáticos de las zonas más profundas. Ver dibujo en la página 37 del libro
del alumno (límite convergente).
c) Desplazamiento preferente de masas rocosas
en el plano vertical que determina la génesis
de montañas mediante elevación de un bloque litosférico por reajuste isostático tras la
pérdida de carga. Dibujo: libre (expresar con
bloques el movimiento de compensación que
se origina, por ejemplo, tras la pérdida de
masa debida a la erosión superficial).
5. Los límites convergentes originan la formación
de cordilleras, el acercamiento entre placas por
destrucción de litosfera oceánica, la actividad
sísmica y la actividad volcánica.
Los límites divergentes producen formación de
cordilleras (dorsales), separación entre placas
por expansión de los fondos oceánicos, ruptura
de continentes, formación de océanos, actividad sísmica y actividad volcánica. Los límites
transformantes producen una fuerte fricción y
actividad sísmica.
d) Un movimiento orogénico es un movimiento
horizontal de la litosfera que ocasiona intensos plegamientos de los materiales y formación de las cordilleras en zonas donde contactan placas litosféricas. Ver dibujo en la
página 43 del libro del alumno.
6. a) Las corrientes de convección del fluido de la
astenosfera surgen como en cualquier fluido
que está en contacto con un foco de calor. El
calor hace que los materiales suban, que se
trasladen horizontalmente cerca de la superficie y que bajen al enfriarse. Así se forma una
corriente cíclica que mueve las placas. Ver esquema en la página 38 del libro del alumno.
e) Un sinclinal es la parte cóncava de un pliegue
que se produce al deformarse la corteza
terrestre durante esfuerzos compresivos. Ver
dibujo en la pág. 44 del libro del alumno.
f) Asociación de pliegues cuyos planos axiales
convergen hacia arriba. Ver dibujo en la página 44 del libro del alumno.
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Soluciones de las actividades
b) Este modelo plantea que las placas se mueven por las fuerzas que se ejercen en los límites entre ellas. La salida de materiales en una
dorsal crea un impulso que provoca el deslizamiento a ambos lados de la dorsal.
7. Ver esquema del ciclo en la página 42 del libro
del alumno.
El ciclo de Wilson describe el proceso por el que
se produce la separación de dos áreas continentales, mediante la formación de una cuenca
oceánica tras la aparición de una dorsal.
Inmediatamente después de la aparición de la
dorsal, tiene lugar la expansión de los fondos
oceánicos a ambos lados de la misma. En las
áreas continentales que se estaban separando
de la dorsal aparecen zonas de subducción con
la consiguiente formación de cordilleras. Poco a
poco se va cerrando la cuenca oceánica y, al
producirse la obducción, se genera una cordillera que cumple el papel de zona de sutura entre
las dos placas antiguamente separadas.
Test de capacidades (pág. 47)
1. a) Para resolver esta actividad hay que analizar
el mapa, interpretar los movimientos de las
zonas continentales y detectar aquellas zonas
donde existe la posibilidad de que chocasen
los continentes. Así, podríamos postular que
aparecerían cordilleras en el este de Asia, en
el contacto entre la placa norteamericana y la
eurasiática.
b) Sí. Nuevamente, analizando los movimientos
descritos en el mapa, podemos imaginar que
se producirá la fractura del continente americano, por la zona de América Central.
c) Respuesta libre. Los alumnos deberán respetar las actuales líneas de colisión y de origen,
así como las diferentes direcciones de desplazamiento. Deben repetir algunas de las ideas
de las actividades anteriores: fractura de continentes, posibles nuevas cordilleras, apertura
de cuencas oceánicas (por ejemplo, en el Valle del Rift africano), etc.
2. a) El esquema supone un resumen de los principales fenómenos que explica la tectónica de
placas. A la derecha, se produce la salida de
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materiales por una dorsal, lo que causa la expansión de los fondos oceánicos. El movimiento de la placa oceánica finaliza con la
subducción de la misma bajo la placa continental (a la izquierda), con la consiguiente
destrucción de litosfera oceánica.
Estos procesos se originan en los límites de
las placas litosféricas. Estos procesos tienen
lugar actualmente, por ejemplo, en el océano Atlántico (dorsal atlántica) y en la zona de
contacto entre la placa sudamericana y la de
Nazca.
b) Los límites de las placas litosféricas son zonas
de alta actividad sísmica y volcánica debido a
los contactos que existen entre las mismas.
Los terremotos son más frecuentes e intensos en el plano de Benioff, en las zonas de
subducción.
3. Se deben trazar en el mapa círculos con centro
en cada una de las ciudades citadas y radio de
las distancias mencionadas (transformados a la
escala del mapa). Los círculos señalarán una
zona del centro de Italia, concretamente entre
Perugia y Asís.
MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
Los volcanes en España
Esta parte de la unidad tiene el objetivo de conocer
la existencia de los fenómenos volcánicos acontecidos en nuestro país (fundamentalmente en Cataluña y Canarias), así como adentrarnos en el campo
de la vulcanología con un manejo de vocabulario
algo más específico, propio de este campo.
Es de destacar que, aunque solemos considerar
que sólo las islas Canarias son territorios volcánicos, existen importantes y extensas manifestaciones de vulcanismo en el pasado de la península
Ibérica. La zona más llamativa por los restos volcánicos es la Garrotxa. Pero también aparecen estos
restos en el Campo de Calatrava (Ciudad Real), el
Cabo de Gata (Almería), ciertas zonas del País Vasco, etc. Prestamos, en el informe, una mayor atención a las islas Canarias, por constituir el territorio
volcánico de mayor importancia en la actualidad,
puesto que se trata de la zona de nuestro territorio
en la que se han registrado las erupciones más recientes.
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Atención a la diversidad
Actividades de refuerzo
Actividades de ampliación
• Glosario conceptual de autoevaluación. Como en la unidad anterior, proponemos la elaboración de pequeñas fichas que contengan un concepto para que al final, con todas ellas, el alumno
pueda realizar un examen conceptual de autoevaluación. En este caso, los alumnos y alumnas encontrarán numerosos términos en la unidad, muchos de los cuales son bastante complejos. De ahí
que esta actividad pueda ser muy interesante para
que, al final, dispongan de un resumen bastante
completo de la lección.
• Un volcán en erupción. Podemos decorar un
matraz con plastilina u otros materiales simulando
un cono volcánico. Mezclamos bicarbonato sódico con colorante de cocina y lo introducimos en el
«volcán-matraz». Añadimos vinagre y se produce
una «erupción». Se puede aprovechar para profundizar en las reacciones químicas producidas
entre el bicarbonato sódico (NaHCO3) y el vinagre
(CH3 –COOH). Aunque estas reacciones no son
peligrosas, utilizar la práctica para recordar a los
alumnos y alumnas las precauciones habituales en
el laboratorio.
• El «quesito» terrestre. Se puede construir una
representación de la estructura interna de la Tierra con los materiales que queramos, cartulina,
porespan, madera, etc., en la que queden claramente reflejadas las diferentes partes en las que
se divide el interior del planeta. Intentar que los
alumnos respeten las proporciones entre las capas. No es necesario que construyan toda la esfera terrestre, basta con que realicen un modelo a
escala de una porción, un «quesito». La parte externa (la correspondiente a la corteza) puede tener relieve: para ello basta con aplicar trozos de
papel de periódico mojado (en cola diluida con
agua), cubrirlos con papel higiénico o de cocina y
pasar un pincel con cola blanca diluida. La superficie así realizada se puede pintar con témpera.
• La superficie activa de nuestro planeta. Realizar una investigación para encontrar las manifestaciones tanto sísmicas como volcánicas registradas en el planeta en los últimos años. Confeccionar
una transparencia con las diferentes placas litosféricas (se puede utilizar el mapa que aparece en el
libro del alumno), otra con las zonas con mayor actividad sísmica, una más con las zonas que registran mayor actividad volcánica, y otra con todos los
países del mundo. Ir superponiendo unas con otras
para reflejar la correlación existente entre los límites de las placas con zonas de alta actividad sísmica y volcánica. Podemos estudiar así la lista de los
países con mayor riesgo de sufrir catástrofes a causa de estos procesos.
• Murales sobre los fenómenos sísmicos y volcánicos. Realizar paneles sobre los volcanes y los
terremotos. En los de terremotos sería conveniente reflejar la diferencia entre los distintos tipos de
ondas y en los de volcanes mencionar los diversos
tipos de materiales expulsados, así como los diferentes tipos de erupciones volcánicas. Tomar información de la unidad, o bien proponer a los
alumnos y alumnas la búsqueda de datos e imágenes en Internet.
• Escalas de la sismología. Proponer a los alumnos y alumnas que desarrollen un trabajo que
profundice en el estudio de las ondas sísmicas (tipos, interpretación, etc.), las escalas sísmicas
(Richter, Mercalli, etc.) y en los diferentes tipos de
aparatos que se utilizan en la actualidad para registrar la intensidad de los terremotos.
• Historia de la teoría de la tectónica de placas.
Buscar lecturas de Alfred Wegener, de Tuzzo Wilson y de otros científicos relacionados con la tectónica de placas así como de sismólogos o vulcanólogos famosos. Proponer a los alumnos y
alumnas que encuentren datos para responder a
las siguientes preguntas: ¿Cuándo se inició el estudio de estos procesos?. ¿Cómo se investigaban
antes?. Intentar que describan los métodos de investigación y las teorías, desde las más antiguas
concepciones tectónicas, con los más rudimentarios métodos, hasta la visión global de nuestro
planeta como un ente dinámico, obtenida gracias
a las teorías más desarrolladas y a los instrumentos de estudio, bastante más precisos, de los que
disponemos en la actualidad.
• Geoplástica. Realizar moldes en plastilina u otro
tipo de material de los diferentes procesos y estructuras que aparecen durante la unidad, subducción, obducción, tipos de volcanes, así como
diferentes estructuras tectónicas: pliegues y fallas.
En este caso es de especial valor que los bloques
que los alumnos construyan puedan moverse, de
forma que representen varios tipos de fallas. Proponerles que utilicen plastilina de diferentes colores para hacer los «estratos» con los que se suelen representar gráficamente este tipo de
formaciones, con el objeto de hacer más didáctica
la representación.
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03 Historia de la Tierra y de la vida
PROGRAMACIÓN DE AULA Y PROYECTO CURRICULAR
Objetivos
CLAVES CIENTÍFICAS
• Diferenciar los distintos métodos que nos permiten
determinar la edad de la Tierra y de los materiales
que la forman.
• Conocer las principales claves del proceso de formación
del planeta y algunos de los cambios que se han producido
durante su historia.
• Explicar qué es un fósil y valorar la información
que podemos obtener de estos restos.
• Establecer correctamente la sucesión de eras y períodos
en la historia de la Tierra.
• Identificar las principales características tectónicas,
climáticas y biológicas de las diferentes eras y sus períodos
en la historia del planeta.
• Describir algunos de los más importantes seres vivos
del pasado.
• Situar correctamente en la línea del tiempo de la Tierra,
la aparición de la especie humana.
Una de las muchas «bisagras» que
hay entre las disciplinas que configuran el área de Ciencias de la Naturaleza y, en especial, entre la Biología
y la Geología, es la unidad en la que
nos encontramos: la historia de la
Tierra y de la vida. El origen del planeta en el que vivimos, el origen de
la vida, nuestro origen como especie
son temas del mayor interés científico. Muchos de ellos están aún rodeados de enigmas, presentan numerosis aspectos todavía por investigar y
cuestiones pendientes que no pueden ser resueltas por no disponer de
la información adecuada. Investigar
en este campo implica tener que
confiar en gran medida en la suerte,
en la escasa probabilidad de encontrar fósiles que nos permitan establecer nuevas relaciones y obtener
nuevos datos sobre el pasado del
planeta.
CONCEPTOS
•
•
•
•
•
•
•
PROCEDIMIENTOS
• Interpretación de algunas tablas cronológicas relacionadas con el contenido de la unidad.
• Reconocimiento de características tectónicas, climáticas y biológicas asociadas a las diferentes
eras y períodos en la historia de la Tierra.
• Observación de diversos fósiles determinando cronológicamente sus eras y períodos
de existencia.
• Utilización de imágenes para el entendimiento de algunos conceptos.
ACTITUDES
Contenidos
Edad relativa.
Edad absoluta.
La era Precámbrica. Origen del planeta y de la vida.
La era Paleozoica. Clima, flora y fauna.
La era Mesozoica. Clima, flora y fauna.
La era Cenozoica. Clima, flora y fauna.
La evolución de la especie humana.
• Despertar el interés por comprender la importancia del pasado, y descubrir cómo
el presente es determinante en nuestro futuro.
• Adquirir concienciación de la importancia del clima en la evolución de la vida.
• Valorar los esfuerzos desarrollados por muchos científicos para establecer conocimientos
en esta área.
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Contenidos transversales
Actividades
Educación ambiental
Actividades de desarrollo
Nuestros alumnos y alumnas deben entender la importancia científica de conocer el pasado de la Tierra, esa sucesión de acontecimientos que ha determinado nuestra presencia actual en el planeta.
Explicarles que éste ha sido un largo camino, y por
ello es más importante aún que entiendan la importancia de nuestro presente. El día a día escribe ya
las páginas de la historia del futuro, un futuro incierto por la contaminación, por la extinción de especies, por el aumento indiscriminado de los resíduos, por las enfermedades, por el hambre y la
pobreza en buena parte del mundo, por la totalidad
de problemas sociales y medioambientales que vivimos hoy y que son la base del mañana. Apreciar el
presente es cuidar el clima y los ecosistemas, utilizar
tecnologías limpias y respetuosas con el ambiente,
disminuir los consumos energéticos, utilizar energías alternativas a los combustibles fósiles, reciclar, reutilizar, repartir, seguir el camino de un desarrollo sostenible, vivir en el entorno, no a costa del entorno.
Apreciar el presente supone tener futuro.
Sería conveniente que los alumnos realizaran algún
tipo de cuadro-esquema personal, semejante al del
resumen de la unidad, para ubicar correctamente,
a medida que van estudiando la unidad, aquellos
acontecimientos de la historia de la Tierra y de la
vida que consideren más relevantes.
Actividades de refuerzo
Se pueden realizar diferentes paneles que contengan cada uno las características más importantes de
las eras en las que se divide la historia de la Tierra.
También se puede desarrollar algún tipo de juego
que identifique cronológicamente diferentes acontecimientos de la historia de la Tierra y de la vida.
Actividades de ampliación
Los alumnos pueden indagar en los distintos procesos de fosilización. También los alumnos pueden
investigar más profundamente sobre el proceso de
formación del planeta y de sus distintas capas, tanto interiores (corteza, manto y núcleo) como exteriores (atmósfera, hidrosfera y biosfera), o estudiar
los diferentes métodos de datación absoluta de
materiales.
Criterios de evaluación
• Explicar las distintas formas de conocer la edad
de la Tierra y sus materiales.
NIVEL Y DIFICULTAD DEL TEMA
• Ubicar correctamente las distintas eras y períodos en los que se divide la historia de la Tierra.
En nuestra escala tempo- Actividades B M
A
ral, toda la historia de la ES, pág. 50
1
humanidad puede llegar T2, pág. 55 1 2
3
a ser considerada como T3, pág. 57
1, 2 3
mucho tiempo, pero, a es- T4, pág. 59
2
1
cala geológica, no es prác- T5, pág. 61 1 2
3
ticamente nada. La difi2, 4,
cultad de este tema radica TC, pág. 63 1, 5 6
en manejar períodos de TP, pág. 64
1
tiempo que son inimagi- TR, pág. 65
X
nables, comparados con la EX, pág. 65
X
duración de nuestra vida.
Una vez que se ajusta la mente para manejar correctamente semejantes rangos temporales, se
superan las posibles dificultades y el tema resulta de fácil comprensión para el alumnado.
• Describir los procesos acontecidos en el Precámbrico.
• Conocer las características más importantes del
Paleozoico.
• Conocer las características más importantes del
Mesozoico.
• Conocer las características más importantes del
Cenozoico.
• Enumerar los principales homínidos fósiles y ordenarlos según la época en que vivieron.
• Identificar cronológicamente diferentes acontecimientos de la historia de la Tierra y de la vida.
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Soluciones de las actividades
Expresa lo que sabes (pág. 50)
PIENSA Y RESPONDE
1. Son fósiles. Se originan al enterrarse esas estructuras junto con otros depósitos, en condiciones
adecuadas que permiten la fosilización.
El más bajo. El más alto. Porque los estratos inferiores se depositan antes que los superiores.
Que las estructuras de los estratos inferiores se
dan con anterioridad a las estructuras de los estratos superiores. Podemos, de esta manera, ir
reconstruyendo cronológicamente la aparición y
desaparición de diferentes grupos de fauna y
flora, además de obtener conocimiento de otras
muchas características de la historia de la Tierra.
No. Han existido períodos glaciares en los que
gran parte de la superficie estaba cubierta por
los hielos.
Los procesos evolutivos de las especies con una
continua adaptación a las cambiantes condiciones
del medio han ido determinando los diferentes
cambios biológicos desde el origen de la Tierra.
Desde los individuos procariotas, unicelulares, anaerobios, y sencillos a la hora de cumplir con las funciones vitales, se ha pasado a la existencia de individuos eucariotas, pluricelulares, aerobios y
altamente especializados en dichas funciones, colonizadores de todos los medios y sustratos y en
los que el desarrollo de un sistema nervioso cada
vez más complejo ha determinado la capacidad,
incluso, de poder pensar y razonar.
Sí, los seres vivos se relacionan con muchas moléculas que desempeñan papeles muy importantes en las condiciones físico-químicas del planeta. Por ejemplo, el CO2 interviene en los
incrementos del efecto invernadero que produce
un excesivo calentamiento global del planeta y, a
la vez, interviene en los procesos de respiración y
fotosíntesis en seres vivos. Además, sólo pensar
en la capacidad que tiene el ser humano para contaminar física y químicamente el planeta justificaría una postura afirmativa en esta respuesta.
En la fotografía podemos llegar a identificar once
estratos (aunque este número depende mucho de
qué consideremos estrato, por lo que podemos admitir cualquier respuesta por parte del alumnado,
la clave es la actividad siguiente, referente al orden
de su depósito). El más alto será el número 11 y el
más bajo, el número 1 porque es el primero que se
ha depositado.
¿Qué debes saber? (pág. 51)
2. Respuestas personales.
150.000 metros para situar el origen de una célula eucariótica, 250.000 metros para situar el
de la fotosíntesis, 380.000 metros para el de la
vida y 450.000 metros para el de la Tierra.
26
Imagen activa 1. Pez fósil
Las partes del pez pasaron a formar parte de la
propia roca sedimentaria, mediante un proceso de
fosilización, manteniendo la estructura que tenían
cuando fueron enterrados. Esas impresiones de los
estratos son, pues, fósiles, restos estructurales de
seres vivos, huellas y otros restos orgánicos (como
los excrementos), que se mineralizaron durante la
formación de la roca sedimentaria en la que están
incluidos.
TAREA 2
El Precámbrico (pág. 54)
Actividades
Recordar
1. En el período Arcaico, que es en el que se han
encontrado los restos más antiguos de seres vivos, se originó una atmósfera formada por los
gases procedentes de los magmas incandescentes. Esta atmósfera estaba constituida por una
combinación de dióxido de carbono (CO2), nitrógeno, amoniaco (NH3), metano (CH4) y vapor
de agua. La atmósfera era reductora debido a la
ausencia total de oxígeno, por lo que, además,
no se podía formar ozono y, como consecuencia, la radiación ultravioleta llegaba en su totalidad a la superficie terrestre. El clima fue frío y
húmedo durante todo el Precámbrico.
2. La transformación metamórfica de las rocas en
esta era destruyó muchos de los restos orgánicos de los seres vivos, que ya eran escasos y de
una estructura simple y poco fosilizable. Por otra
parte, al ser los fósiles más antiguos, han estado
expuestos a millones de años de dinámica de la
Tierra, que los ha hecho realmente escasos.
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Comprender
TAREA 5
3. Se originaron estos materiales en unas condiciones ambientales poco cálidas; el clima fue frío y
húmedo durante todo el Precámbrico, lo que facilitó el desarrollo de los procesos citados.
Aparecieron reacciones oxidativas, contra las que
aquellos seres vivos debieron protegerse, y adaptarse a las nuevas circunstancias aerobias.
El Cenozoico (pág. 60)
TAREA 3
El Paleozoico (pág. 56)
2. Se acentuaron las diferencias estacionales y esa
permanente variación anual climática potenció el
aumento de especies de árboles de hoja caduca.
Actividades
Explicar
1. Durante la colisión de la India con Eurasia se origina la cordillera del Himalaya. Esta cordillera se
engloba en la orogenia Alpina.
Actividades
3. La forma de crecimiento de las gramíneas es
una adaptación a la forma de comer de los herbívoros. Estos animales debían alimentarse de
las partes superiores de estas hierbas, dejando
sin comer la parte del tallo cercana al suelo (no
apuraban la planta hasta ras de suelo). Las gramíneas, gracias a su especializado sistema de
crecimiento, que les permitía desarrollarse a
partir de los tejidos no comidos por los herbívoros, pudieron sobrevivir, y así lograron expandirse durante el Terciario a pesar de que grandes manadas de herbívoros pastaran en las
praderas.
Explicar
1. Porque no consiguieron desarrollar los mecanismos adaptativos necesarios para independizarse
del agua. Los reptiles. Tenían la epidermis cubierta de escamas y una cubierta impermeable.
2. El clima en el norte de Europa en aquella época
era cálido y desértico.
3. Muchas cosas influyen. El movimiento de las
placas tectónicas determina la ubicación geográfica de los continentes sobre la superficie
terrestre a lo largo del tiempo, el movimiento
del eje de la Tierra influye en una mayor o menor incidencia perpendicular de los rayos solares, los cambios naturales en la atmósfera pueden influir en un mayor o menor calentamiento
terrestre, incluso los seres vivos pueden influir;
pero, y sobre todo, la contaminación provocada
por el ser humano.
Actividades de la unidad
Test de conocimientos (pág. 63)
1. Trilobite: Paleozoico.
Ammonites: Mesozoico.
Huella de dinosaurio: Mesozoico.
Cráneo de homínido: Cenozoico.
Mamut: Cenozoico.
Helecho: Paleozoico.
TAREA 4
El Mesozoico (pág. 58)
2. Durante el Precámbrico existen indicios de que tres
continentes del hemisferio Norte y dos del Sur colisionaron formando el continente llamado Pangea l. Durante el Paleozoico se fragmenta en cuatro continentes, tres en el hemisferio Norte y uno
en el Sur, que vuelven otra vez a juntarse a finales de esta era formando el continente Pangea II.
Durante el Mesozoico se vuelve a fragmentar y la
separación entre los distintos continentes nos llega hasta la actualidad en la era Cenozoica.
Actividades
Explicar
1. Que tenían un comportamiento familiar o gregario, posiblemente una o varias familias marchaban juntas para facilitar tareas de ataque,
defensa, vigilancia, etc.
2. Sugiere que a partir de los reptiles evolucionaron tanto aves como mamíferos.
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Soluciones de las actividades
Durante el Precámbrico el clima fue frío y húmedo, más tarde, en el Paleozoico, se dio la alternancia de períodos cálidos y templados con
épocas glaciares, que termina con glaciaciones
en el continente Austral y clima cálido y desértico en el Norte. La mayor parte del Mesozoico
fue cálido hasta el enfriamiento final y en el Cenozoico asistimos a un calentamiento paulatino
durante el Terciario, el clima se enfría al final de
esta era y comienza una alternancia de períodos
glaciares e interglaciares que dura hasta la actualidad.
En el Precámbrico se origina la vida y podemos
observar las primeras bacterias, algas multicelulares y animales de cuerpo blando. En el Paleozoico se produce la expansión de los invertebrados, aparecen los primeros peces, anfibios,
reptiles, helechos y gimnospermas. Durante el
Mesozoico tiene lugar la expansión de los helechos y equisetos, sustituidos más tarde por el
auge de las coníferas, la aparición de angiospermas, la proliferación de los peces óseos, la expansión y extinción de los grandes reptiles y la
aparición de las primeras aves y mamíferos. En
el Cenozoico, la expansión de angiospermas y
de los mamíferos y el origen del ser humano.
3. Los fósiles más abundantes en las rocas son los
trilobites, aunque también encontramos muchos braquiópodos. Debido a esa abundancia,
nuestra elección serían los trilobites.
4.
Plantas
Células
Vasos
Fotoeucaconduc- Flores Frutos
síntesis
riotas
tores
Pteridófitos
X
X
X
Gimnospermas
X
X
X
X
Angiospermas
X
X
X
X
X
El criterio que nos permie relacionarlas es que
todas las plantas tienen células eucariotas, realizan la fotosíntesis y tienen vasos conductores.
Animales
Células
eucariotas
Esqueleto
óseo
Independencia
del agua
Invertebrados
X
Peces
X
X
Anfibios
X
X
Reptiles
X
X
X
Aves
X
X
X
Mamíferos
X
X
X
28
Todos los animales tienen células eucariotas. Además, tienen tejidos y son heterótrofos.
5. Proterozoico: Precámbrico (1.930 m.a.). Cretácico:
Mesozoico (80 m.a.). Cuaternario: Cenozoico
(0,01 m.a.). Jurásico: Mesozoico (63 m.a.). Pérmico: Paleozoico (45 m.a.). Ordovícico: Paleozoico (71 m.a.).
6. El superior corresponde al Precámbrico. El intermedio, al Mesozoico. El inferior, al Paleozoico.
Test de capacidades (pág. 64)
1. Indican que dentro de la alternancia climática
que ofreció el Paleozoico, el Carbonífero tuvo
un período de clima cálido y templado.
Se formó carbón. Restos vegetales quedan en-terrados en depósitos sedimentarios y van ganando
poco a poco profundidad en unas condiciones
anaerobias, en las que se da el ambiente adecuado para las reacciones químicas necesarias, que
transforman esos restos orgánicos en carbón.
Se originan por un proceso de evaporación que
se desarrolla en un período cálido del final del
Paleozoico.
Estos fósiles son buenos indicadores de un clima
cálido.
Es un rasgo que caracteriza a los grupos animales que intentan independizarse del agua para
colonizar ambientes terrestres.
Estos rasgos se pueden interpretar como los inicios de los estomas y de los vasos conductores
de las gimnospermas actuales.
Las arcillas y los caparazones de crustáceos podrían hacernos dudar en un principio sobre su
pertenencia a ambientes sedimentarios terrestres o marinos, pero las huellas de los cuadrúpedos nos orientan definitivamente a pensar que
esos nichos arenosos se depositaron en un ambiente específicamente terrestre.
Durante el Cuaternario se alternaron cuatro
épocas muy frías, llamadas glaciares, con otras
cuatro épocas, llamadas interglaciares, más cálidas. Esta alternancia climática fue la causante
en esta época de la alternancia periódica entre
formaciones vegetales con especies adaptadas a
temperaturas bajas y otras formaciones, constituidas por plantas que estaban adaptadas a
temperaturas altas.
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Test de responsabilidad (pág. 65)
MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
¿Una nueva gran extinción?
Esta parte del tema hace reflexionar al alumnado
sobre la importancia del patrimonio geológico. Se
tiende a pensar exclusivamente en la conservación
de especies y formaciones biológicas, sin reflexionar que gran parte de la historia de la Tierra ha
quedado registrada en restos inertes. Conservar los
yacimientos de fósiles puede ayudar a obtener información de gran interés científico.
La historia de la Tierra ha reflejado la desaparición
de grupos animales que dominaban la superficie
terrestre, por ejemplo, el caso de los dinosaurios.
¿Nos tocará «desaparecer» a nosotros de forma
natural, como mantienen algunas teorías o seremos capaces de manejar el ambiente de tal manera
que podamos evitarlo? ¿Acaso, en vez de intentar
evitarla, estamos potenciando con algunos factores
«cotidianos» nuestra propia desaparición? Lo que
parece evidente y necesario es que debemos respetar el ambiente en el que vivimos, llegar a un consenso global de desarrollo sostenible que facilite la
satisfacción de las necesidades de la generación
presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer las suyas, en definitiva, vivir en armonía con el entorno. No dilapidemos en el presente nuestro propio futuro. La
investigación trata estas cuestiones.
Experiencia (pág. 65)
Esta práctica simula el depósito de materiales en una
cuenca sedimentaria. Se intenta reflejar cómo los
materiales más pesados sedimentan primero y los
menos pesados se depositan más tarde. Se puede
intentar mezclar todos los materiales a la vez pero,
para que se reflejase correctamente el proceso natural y quedasen los materiales claramente en esa lógica disposición, haría falta un gran volumen de agua
y una mayor profundidad del recipiente.
Atención a la diversidad
Actividades de refuerzo
Actividades de ampliación
• Un carrete fotográfico con la historia de la
Tierra y de la vida. Se puede construir una tira
larga de papel que contenga los acontecimientos
más importantes de la historia de la Tierra y de la
vida. Luego se puede enrollar a modo de carrete
fotográfico para que lo primero que «salga del
carrete» sea el origen del planeta. Es recomendable dibujar en el papel porque las fotografías pegadas se enrollan peor.
• Fabricando fósiles. Los alumnos podrían simular
restos fósiles. Se puede utilizar plastilina, arcilla,
una pastilla de jabón o cualquier material fácil de
trabajar. Después se puede completar la actividad
con un trabajo sobre el fósil sin olvidar la correcta
clasificación del mismo.
• ¿Qué hubo aquí? Intentar reconstruir el ambiente que hubo en la zona donde se sitúa el centro a
lo largo de las diferentes eras. ¿Qué climas ha
habido en esta zona a lo largo de los diferentes
períodos geológicos? ¿Qué especies vegetales y
animales se han ubicado en esta zona?
• Paneles con historia. Proponer a los alumnos y
alumnas realizar paneles sobre las distintas eras
de la historia de la Tierra. Reflejar siempre las cuatro características que va marcando el libro: situación de la litosfera, clima, flora y fauna, volcanes y
terremotos. Buscar fotografías de los fósiles más
importantes de cada era (la fuente más indicada
es Internet).
• Diaporama cronológico. Realizar una presentación multimedia con música e imágenes que resuma la historia de la Tierra y de la vida. Importante:
dejar clara la transición de unas eras a otras.
• La era que viene. Poner nombre a la próxima era
(se puede dividir también en períodos) e intentar
imaginar y debatir sobre los cuatro aspectos que
va marcando la unidad a lo largo de todas las
eras: situación de la litosfera, clima, flora y fauna
de la futura era.
• Juego cronológico. Los alumnos y alumnas podrían inventar algún tipo de juego que asociara
acontecimientos de la historia de la Tierra y de la
vida con eras o períodos determinados. Podría ser
un juego del tipo «preguntas y respuestas».
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04 La célula
PROGRAMACIÓN DE AULA Y PROYECTO CURRICULAR
Objetivos
CLAVES CIENTÍFICAS
• Definir la célula como unidad mínima de la vida, aplicando
además los postulados de la teoría celular a la descripción
de las células y de los seres vivos.
• Conocer claramente la anatomía celular, relacionando
los diferentes orgánulos y partes de la célula con
las funciones que llevan a cabo.
• Diferenciar los tipos de células: procariotas y eucariotas,
y dentro de éstas, vegetales y animales.
• Describir la nutrición celular. Comprender el concepto
de metabolismo y el acoplamiento entre las reacciones
del catabolismo y el anabolismo.
• Analizar los procesos relacionados con la reproducción
celular. Describir las diferentes fases de la mitosis y algunas
de la meiosis, y explicar cuál es el objetivo de cada una de
estas formas de división celular.
• Estudiar la relación de la célula con el medio.
Describir las formas de respuesta de las células ante
los estímulos que captan en el entorno.
Nos adentramos en la Biología estudiando la unidad funcional y estructural mínima de los seres vivos, la célula. En esta lección los alumnos y
alumnas deben reflexionar sobre la
trascendencia de la célula para el
mundo de lo vivo, e intentar comprender la complejidad celular en
cuanto a anatomía, diversidad y
cumplimiento de funciones vitales
como si de un completo ser vivo se
tratara: nutrición, reproducción y relación celular. Deben saber que
mientras la célula es nexo común entre todos los seres vivos, parece que
otras estructuras, los virus, desempeñan un papel fronterizo entre lo vivo y lo inerte. Los alumnos y alumnas deben tener muy claro que no se
pueden entender bien las claves de
la Biología si previamente no se conoce bien la célula, de ahí la importancia de esta unidad.
ACTITUDES PROCEDIMIENTOS
CONCEPTOS
Contenidos
•
•
•
•
•
•
•
•
•
La teoría celular.
Las funciones celulares.
Membrana, citoplasma, núcleo y orgánulos celulares.
Célula vegetal y célula animal.
Nutrición y metabolismo celular.
El ciclo celular.
El material genético.
Mitosis y meiosis.
Respuesta celular a estímulos.
•
•
•
•
Utilización de imágenes para poder reconocer algunas formas y procesos celulares.
Interpretación de algunos esquemas relacionados con la lección.
Análisis de tablas conceptuales de la lección.
Reconocimiento experimental de tipos celulares.
• Despertar el interés por el conocimiento de aquello que nos determina como parte del mundo vivo.
• Concienciar sobre el importante papel que desempeña en la sociedad actual la investigación
científica sobre las características y los procesos relacionados con las células.
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• Comprender el proceso de división celular mitótico.
Contenidos transversales
Ciencia-tecnología-sociedad
• Comprender el proceso de división celular meiótico.
Los avances tecnológicos permiten cada vez un mayor conocimiento del mundo celular. Desde los primeros microscopios, desde las primeras técnicas citológicas, ha pasado ya mucho tiempo. Hoy, mejores
aparatos y mejores técnicas de trabajo han dando sus
frutos y se han realizado trascendentes descubrimientos en el campo de la citología. Ya miramos a
las estrellas, al universo galáctico, pero aun así no debemos olvidarnos de progresar aún más en la observación del universo celular. Cada elemento de cada
célula desempeña un papel importante para el desarrollo de cada vida y muchos de esos papeles están aún por descubrir. Serán ciertamente los avances
tecnológicos los que nos ayudarán a progresar aún
más en el estudio de las células.
• Explicar las respuestas celulares a determinados
estímulos.
Actividades
Actividades de desarrollo
A lo largo del desarrollo didáctico de esta unidad podríamos ir completando un gran esquema que reflejase con claridad los conceptos más importantes.
Actividades de refuerzo
Construir una célula con porespán, plastilina, arcilla
u otros materiales, diferenciando partes y orgánulos. Otra posibilidad sería realizar distintos paneles
que contengan cada uno un concepto importante
de la lección.
Educación para la salud
Conocer las funciones vitales celulares es importante, ya que lo que hace un ser vivo lo hace también
la célula. Un ser vivo se nutre, tiene un metabolismo y la célula también. Un ser vivo se reproduce y
la célula también. Un ser vivo se relaciona con el
medio y la célula también. De este modo, podríamos decir que la salud de los seres vivos guarda
también relación con la salud de sus células. El hecho de conocerlas muy bien anatómica y funcionalmente, puede servirnos de ayuda para comprender
otros aspectos relacionados con nuestra salud.
Actividades de ampliación
Se pueden realizar más prácticas en el laboratorio,
además de la que recomienda el libro de texto, por
ejemplo se podrían preparar y observar algunas células de otros tejidos vegetales distintos del epidérmico o algunas células de tejidos animales, como
las de nuestra propia mucosa bucal o las de tejidos
diversos de diferentes animales.
Criterios de evaluación
NIVEL Y DIFICULTAD DEL TEMA
• Definir correctamente la célula como unidad
funcional y estructural de la vida.
Un elemento clave en
cuanto a la dificultad del
tema es el habitual concepto erróneo, inducido a
veces por las representaciones de los libros, relacionado con la bidimensionalidad de la célula.
Tratar de hacer entender
a los alumnos que las células tienen volumen, no
son seres «planos».
• Conocer la anatomía celular.
• Diferenciar los tipos de células.
• Reconocer los procesos de intercambio de sustancias en la nutrición celular.
• Describir las características más importantes del
metabolismo celular.
• Entender la estructura y función del material genético celular.
31
Actividades B
M
A
ES, pág. 70 1
2
T1, pág. 73 2
1
3
T2, pág. 75 1 y 2 3
4
T3, pág. 77
1y2
T4, pág. 80 3 1 y 2
T5, pág. 81 1
2
TC, pág. 83 1 y 2 5 y 6 3 y 4
TP, pág. 84
1-3
4
TR, pág 85
X
EX, pág 85
X
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Página 32
Soluciones de las actividades
Presentación del Bloque II (pág. 68)
Expresa lo que sabes (pág. 70)
Las páginas 68 y 69 presentan una introducción
general al bloque de temas dedicados a aspectos
fundamentales en Biología, como lo son la célula,
la genética y la evolución. Sirven de presentación y
de exploración de conocimientos previos, por tanto, las soluciones propuestas a continuación son
sólo orientativas. Es posible encontrar una gran diversidad de respuestas en función de los conocimientos de los alumnos y de su interés por el tema.
1. Respuesta libre.
Todas ellas son células eucariotas, heterótrofas,
y animales, pero, al margen de esas características comunes, el organismo de un niño está formado por tipos celulares distintos.
Epiteliales, musculares, óseas, nerviosas, etc.
1. a) La célula es la estructura más pequeña dotada de vida. Se compone de membrana plasmática, citoplasma y núcleo.
b) No, no todas las células son iguales. Sí, hay seres vivos con una sola célula. No, en un ser
vivo pluricelular las células no son idénticas.
c) Material genético en ambos casos. El mismo.
2. a) Porque información genética de los padres es
transmitida a los hijos.
b) No, ni son todos iguales entre sí, ni son idénticos a los progenitores. Tienen en común las
características propias de la especie y cambian aquellos caracteres hereditarios que están sujetos a variabilidad genética.
c) Sí, un hombre y una mujer morenos pueden
tener un hijo rubio si se dan las características hereditarias adecuadas.
3. a) El clavel cultivado ha ganado pétalos, tiene
colores muy diversos y más intensos y resiste
más tiempo cuando se corta.
b) A lo largo de los años, los floricultores han
seleccionado aquellos ejemplares con mejor
aspecto. Han producido cambios en el número de pétalos, en la cantidad y calidad de colores y en la resistencia tras su corte. Cultivan
claveles con variaciones que aparecen al azar
y que en la naturaleza no se hubieran mantenido, porque no son realmente ventajosas.
c) La naturaleza podría llevar a cabo dicho
proceso manteniendo aspectos que fueran
ventajosos, aparecidos por cambios al azar.
Porque si es realmente una variación ventajosa, va a ayudar a dejar un mayor número de
descendientes a la siguiente generación con
esa misma información genética.
32
2. No, no todas las células son iguales.
Membrana exterior, citoplasma, material genético y cumplen las funciones vitales.
Eucariotas o procariotas en función de si tienen
o no un núcleo diferenciado. Autótrofas o heterótrofas si incorporan sólo materia inorgánica a
la hora de realizar su nutrición o también incorporan materia orgánica.
¿Qué debes saber? (pág. 71)
RECUERDA Y RESPONDE. Diversidad celular
Son eucariotas, heterótrofas, no tienen pared celular, carecen de plastos, sólo presentan pequeñas
vesículas y tienen centriolos.
RECUERDA Y RESPONDE. Tamaños
Para poder ver las células se utilizan microscopios.
Las unidades de longitud en el estudio de las células
son el nanómetro, la micra y el milímetro. 1 nm ⫽
⫽10⫺9 m, 1 micra ⫽ 10⫺6 m y 1 mm ⫽ 10⫺3 m.
TAREA 1
Panorama: La célula. Unidad
funcional y estructural de la vida
(pág. 72)
Actividades
Comprender
1. No, porque la teoría celular nos dice que todos
los seres vivos tienen células y toda célula proviene de otra célula. Por ello, sabemos que no
es posible la aparición de vida espontánea, partiendo de la nada.
2. Respuesta gráfica. Seguir un modelo similar al
de la página 82 del libro del alumno.
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Página 33
maño (las vesículas de secreción). Almacena sustancias procedentes del retículo endoplasmático
que generalmente van a ser secretadas al exterior de la célula.
El centríolo es un orgánulo exclusivo de las células animales. Es una estructura cilíndrica próxima
al núcleo, que interviene en la división celular.
Tanto cilios como flagelos son prolongaciones
de la membrana plasmática. En sus bases se encuentran estructuras similares a los centriolos y
ambos están relacionados con el movimiento
celular. Sin embargo, mientras que los cilios son
numerosos y cortos, los flagelos son muy largos
y se presentan en menor número.
Las vacuolas son bolsas limitadas por una membrana que acumulan en su interior sustancias de
reserva o de desecho. El sistema vacuolar está
mucho más desarrollado en las células vegetales
que en las animales.
Las mitocondrias son unas estructuras de forma
ovoide. Están limitadas por una doble membrana, una exterior lisa y otra interior que forma
pliegues hacia dentro, denominados crestas mitocondriales. Dentro queda un espacio, la matriz. En las mitocondrias se producen la mayor
parte de las reacciones metabólicas destinadas a
la obtención de energía para la actividad celular.
Los plastos son orgánulos generalmente ovoides, presentes únicamente en células vegetales,
los más importantes son los cloroplastos, que
contienen la clorofila y en ellos se produce la fotosíntesis.
La membrana nuclear es la estructura que rodea
al núcleo celular, es doble y está perforada por
poros. Comunica con el retículo endoplasmático
rugoso. Su función es regular el intercambio de
sustancias entre núcleo y citoplasma.
Un nucleolo es una estructura esférica sin membrana formada por ácidos nucleicos y proteínas.
En el interior del núcleo se encuentra una sustancia, la cromatina, que está constituida por ADN
y proteínas. Es la sustancia que almacena, codificada en su molécula, la información genética.
Explicar
3. 1 milímetro ⫽ 103 micras. Si cada célula de la
piel mide 15 micras de longitud, en una distancia de 1.000 micras caben 66 de estas células.
TAREA 2
Anatomía de la célula (pág. 74)
Actividades
Recordar
1. Modelo de resumen. Los alumnos pueden realizar uno mucho menos completo, o presentarlo
como un esquema o un cuadro.
La membrana plasmática es una lámina formada por una doble capa de fosfolípidos y proteínas que separa el interior y exterior celular. Regula todo el intercambio de sustancias entre el
interior y el exterior celular, protege a la célula y
la identifica frente a otras células.
La pared celular es una lámina dura de celulosa
que tienen las células vegetales cubriendo la
membrana plasmática.
El citoplasma es la zona situada entre la membrana plasmática y la membrana nuclear, está
ocupada por un fluido (hialoplasma) donde se encuentran los orgánulos y los filamentos de proteínas que dan forma a la célula (citoesqueleto).
Los ribosomas son partículas esféricas con dos subunidades de tamaño diferente, muy abundantes, libres en el citoplasma o asociadas a membranas. Se encargan de la síntesis de proteínas.
El retículo endoplasmático es un conjunto de
membranas que limita cavidades, tubos y cisternas comunicadas entre sí, y con la membrana plasmática y con la nuclear. Existen dos tipos: retículo endoplasmático rugoso, próximo al núcleo
y en contacto con su envoltura, con ribosomas
adosados a sus membranas; y retículo endoplasmático liso, alejado del núcleo y sin ribosomas.
La función del retículo endoplasmático es el
transporte de sustancias, especialmente de las
proteínas fabricadas por los ribosomas de su
membrana.
El aparato de Golgi está formado por vesículas
que se apilan entre sí, denominadas dictiosomas, rodeadas de otras vesículas de menor ta-
2. La cromatina es una sustancia amorfa que ocupa la mayor parte del núcleo. Está formada por
ADN asociado a proteínas. Estas cadenas de
ADN contienen la información genética de la
célula.
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Soluciones de las actividades
Los cromosomas se visualizan durante la división
celular y son estructuras gruesas y visibles que
provienen de la condensación de la cromatina.
Comprender
TAREA 4
La reproducción celular. Mitosis
y meiosis (pág. 78)
Actividades
3. Fotosíntesis: cloroplastos. Intercambio de sustancias: membrana plasmática. Información genética: núcleo. Síntesis de proteínas: ribosomas.
Respiración: mitocondrias. Transporte: retículo
endoplasmático. Digestión: lisosomas.
4. La función del aparato de Golgi es almacenar
sustancias que generalmente van a ser secretadas al exterior de la célula. El páncreas produce
el jugo pancreático que interviene en el proceso
digestivo humano, por lo que las células del páncreas tienen muy desarrollado el aparato de Golgi con el objetivo de poder almacenar ese jugo
para cuando se necesite realizar dicha función.
Recordar
1. Su número haploide sería 13 cromosomas.
El número de pares de cromosomas homólogos
sería 13. Los 26 cromosomas forman 13 parejas.
Al final de la primera división meiótica tendría
13 cromosomas.
El número de cromosomas en cada una de las
cuatro células que se producen tras su proceso
meiótico completo sería 13 cromosomas.
Comprender
2. Porque una célula haploide sólo presenta una
serie de cromosomas y, por ello, en la anafase I
de la meiosis no pueden emigrar a los polos cromosomas homólogos enteros.
TAREA 3
La nutrición celular. Metabolismo
(pág. 76)
Actividades
Comprender
1. Las células almacenan dicha energía química en
forma de ATP (adenosín trifosfato), que es una
molécula que almacena energía en sus enlaces.
Las enzimas son las proteínas que controlan todas las reacciones del metabolismo celular.
Explicar
2. Son dos procesos del metabolismo celular, pero
mientras el anabolismo produce moléculas para
la construcción de la propia materia celular
y consume energía, el catabolismo degrada moléculas complejas y libera energía.
Ambos procesos incorporan materia inorgánica
para realizar la nutrición celular, pero el metabolismo heterótrofo también incorpora materia
orgánica para tal fin.
La energía solar es energía radiante, y comprende energía luminosa y calor. Sólo la energía luminosa es utilizada por los seres fotoautótrofos,
con el objetivo de transformarla, durante el proceso fotosintético, en energía química utilizable
por los mismos.
34
3. Proceso a llevar a cabo por el alumno. Vigilar la
simulación fase a fase en ambos procesos y al final deberían aparecer dos células con cuatro
cromosomas después del proceso mitótico y
cuatro células con dos cromosomas después del
proceso meiótico.
TAREA 5
Las funciones de relación
en la célula (pág. 81)
Imagen activa 1. Ameba
A pesar de ser unicelular, debe tener mecanismos
de obtención de información del entorno y poder
llevar a cabo respuestas adecuadas, aunque serán
bastante simples.
Actividades
Recordar
1. Las respuestas de las células a los diferentes estímulos del medio pueden ser muy distintas y
pueden manifestarse en cambio de forma, movimiento, cambios en el metabolismo, secreciones, etc.
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En algunas ocasiones, cuando las condiciones
ambientales son muy adversas, las células se enquistan, recubriéndose de una pared protectora
dura y resistente, y reduciendo al mínimo su actividad metabólica.
mático rugoso (izquierda) y centríolo (derecha).
Ver la página 75 del libro del alumno para las
partes que se pueden identificar en cada uno.
3. Porque la mitosis es una división celular conservadora, es decir, las células hijas que se forman
conservan el mismo número de cromosomas e
idéntica información genética que la célula que
las origina.
Porque al principio, las primeras células generadas de una misma célula huevo son totipotenciales, no están aún tan diferenciadas, pero,
poco a poco, las células que posteriormente se
van produciendo van expresando únicamente la
información que requieren las características
propias de los tejidos y órganos de los que van a
formar parte.
2. Que no se conseguiría el funcionamiento integral y coordinado de tejidos y órganos.
A estímulos químicos en el primer caso y a estímulos luminosos en el segundo.
Actividades de la unidad
Test de conocimientos (pág. 83)
1. El retículo endoplasmático rugoso se encuentra
próximo al núcleo y es un conjunto de membranas que limita a cavidades, tubos y cisternas comunicadas entre sí y con la membrana nuclear.
La cromatina es una sustancia amorfa que ocupa la mayor parte del núcleo y está formada por
ADN asociada a proteínas.
La membrana plasmática es una lámina formada por una doble capa de fosfolípidos y proteínas que separa el interior y exterior celular.
La membrana nuclear es la estructura que rodea
al núcleo celular, es doble y está perforada por
poros.
Los tilacoides son las láminas y sacos aplanados
que forma la membrana interior de los cloroplastos.
Los ribosomas son partículas esféricas formadas
por dos subunidades de diferentes tamaños que
se encuentran en gran número en el citoplasma
o asociadas a membranas.
El aparato de Golgi es un conjunto de vesículas
que se apilan entre sí, denominadas dictiosomas, rodeadas de otras vesículas de menor tamaño (las vesículas de secreción). Se encuentra
normalmente cerca del retículo endoplasmático.
El nucleoplasma es la sustancia que ocupa el interior del núcleo celular donde se encuentran
inmersos la cromatina y el nucléolo.
Las crestas mitocondriales son los pliegues que
forma la membrana interior de las mitocondrias.
4. El cariotipo pertenece a una célula diploide porque se puede observar perfectamente la existencia de dos series de cromosomas iguales dos
a dos.
Porque en las células diploides se pueden observar parejas de cromosomas homólogos iguales
dos a dos.
5. Las reacciones primera y tercera son reacciones
catabólicas porque degradan moléculas complejas liberando energía y las reacciones segunda y
cuarta son reacciones anabólicas porque producen moléculas complejas consumiendo energía.
6.
Mitosis
Meiosis
Pueden realizarla todas
las células
Sólo la realizan células
diploides
Se produce una sola
división
Se producen dos divisiones
sucesivas
Resultan dos células hijas
Resultan cuatro células
hijas
Mantenimiento total
de la información genética
La información genética
se reduce a la mitad
Mientras que después del proceso mitótico deben
quedar dos células de idéntica información a la célula original, tras el desarrollo del proceso meiótico deben quedar cuatro células con la mitad de la
información genética de la célula original.
En la anafase I, los cromosomas no se rompen
en sus cromátidas, sino que emigran enteros a
los polos, de tal forma que, si un cromosoma
emigra a un polo, su homólogo lo hace al
2. Arriba, mitocondria (izquierda) y flagelo (derecha). En el centro, aparato de Golgi (izquierda) y
cloroplasto (derecha). Abajo, retículo endoplas35
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Soluciones de las actividades
opuesto. Como consecuencia de ello, en esta
fase tienen lugar la reducción del número de
cromosomas a la mitad. Este proceso sucede
para conseguir el objetivo de la meiosis, que no
es otro que obtener la división del material genético en las células hijas.
La meiosis se produce para que en la fecundación se restablezca el número total y correcto de
cromosomas que debe tener nuestra célula huevo inicial (46 cromosomas): la mitad de los cromosomas provienen del hombre y la otra mitad
de la mujer y así, normalmente, no hay ni cromosomas de más ni de menos, que tan graves
problemas podrían acarrear. Sin la meiosis, en la
fecundación humana se produciría una célula
huevo inicial con 92 cromosomas. Si se produjera un proceso meiótico durante el crecimiento
de un tejido no sexual, las células así obtenidas
carecerían de la mitad de la información necesaria para desarrollar las características propias del
tejido del que van a formar parte.
Test de capacidades (pág. 84)
1. Es una célula eucariota. No se distinguen cloroplastos ni pared celular, por ello se puede pensar que es una célula animal. En la fotografía
sólo se aprecian la membrana plasmática, el núcleo y algunas vacuolas.
2. El protozoo y las bacterias son organismos unicelulares (aunque éstas vivan agrupadas). El tejido pertenece a un organismo pluricelular.
Las bacterias son procariotas. El protozoo y el
tejido están formados por células eucariotas.
Las bacterias pueden ser autótrofas o heterótrofas, los protozoos son heterótrofos y el tejido,
por la forma poligonal de sus células, parece vegetal y, por lo tanto, autótrofo.
3. Es una reacción catabólica, consiste en la degradación del adenosín trifosfato en adenosín difosfato + ácido fosfórico, con la consiguiente liberación de energía. La doble flecha expresa
que el ADP se puede convertir, a su vez, en ATP,
en este caso con aporte de energía.
El ATP es la forma de almacenamiento de energía química que utilizan las células, es como una
«moneda» energética. Los enlaces en esta molécula son ricos en energía.
36
4. Completar el dibujo poniendo encima de catabolismo «moléculas complejas» y debajo «moléculas simples», y poniendo encima de anabolismo «moléculas para la construcción de la propia
materia celular» y debajo «moléculas simples».
Porque la energía y los productos que se generan en reacciones catabólicas son utilizados en
reacciones anabólicas.
Energía en forma de ATP.
No, porque desconocemos la fuente primaria de
materia y energía, no sabemos si es el alimento
(como en una célula heterótrofa) o materia inorgánica junto con energía luminosa (como en
una autótrofa). Habría que añadir la fotosíntesis
al esquema, como parte del anabolismo, como
fuente de moléculas simples que podrían ser
convertidas en la propia materia de la célula.
Test de responsabilidad (pág. 85)
En este apartado se trabaja el cáncer como enfermedad celular y se investiga en los factores que pueden determinar su desarrollo. Ni que decir tiene que
debemos resaltar la trascendental importancia de todos los esfuerzos humanos y económicos que se llevan a cabo en la investigación de las causas exactas del cáncer, así como en sus posibles soluciones.
Experiencia (pág. 85)
Siguiendo los pasos marcados en la experiencia podemos observar células epidérmicas vegetales. Investigar las variaciones en los distintos tipos de hojas, no sólo de diferentes tipos de plantas, sino
incluso dentro de una misma planta.
SALUD EN EL AULA
Los virus
Estas estructuras acelulares se encuentran en la
frontera de la vida, y son, por cierto, estructuras de
gran diversidad. Normalmente no se consideran seres vivos. Aparecen siempre asociados a malas situaciones, pero ¿sólo causan enfermedades? ¿No
puede servirnos para algo su especial metabolismo? ¿Acaso no hemos descubierto aún su verdadero potencial como lo hemos hecho con las bacterias? Debemos investigar este interesante grupo
de estructuras, ya que quizá en un futuro no tan lejano sean la base para la solución de importantes
problemas de nuestra salud.
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Atención a la diversidad
Actividades de refuerzo
Actividades de ampliación
• Glosario conceptual de autoevaluación. Debido
a la gran complejidad terminológica de esta unidad,
puede ser interesante volver a realizar un glosario
con fichas en las que aparezca cada concepto y su
definición. Al finalizar el estudio de la unidad se
puede proponer a los alumnos y alumnas un control simple, sacando algunas de las fichas y pidiéndoles que expliquen de forma sencilla los conceptos
correspondientes.
• Electrotablero celular. Vamos a trabajar sobre
la base de un marco de madera sobre el que colocamos una tabla y encima de la misma una imagen de una célula animal o vegetal. Situamos pequeñas chinchetas metálicas en aquellos puntos
de la anatomía celular que nos interese destacar.
Colocamos una lista con los nombres de los puntos anatómicos celulares destacados, y pinchamos
otra chincheta metálica al lado de dichos nombres. En una de las esquinas colocamos una pequeña luz (valdría con una bombilla de las de los
juguetes). Por debajo del marco realizamos las conexiones eléctricas necesarias para que cuando se
pongan correctamente en contacto un punto de
la anatomía celular con su correspondiente nombre se encienda la luz. Opcionalmente se puede
incluir también algún tipo de sonido o complicar
de cualquier otro modo el entramado eléctrico del
sistema.
• El mundo celular. Podemos construir con diferentes materiales: porespán, plastilina, arcilla, etc.,
una «gran célula» en la que debe quedar claramente reflejada la anatomía celular. Sería conveniente jugar con una amplia variedad de colores
para diferenciar todas las estructuras. Un objetivo
importante que tiene esta actividad es reflejar el
aspecto tridimensional que tienen las células, característica a menudo olvidada por los alumnos y
alumnas, y que ya mencionamos en el apartado
sobre la dificultad del tema. Proponerles que realicen esta actividad de forma cooperativa y en equipo, inspirándose en los dibujos que aparecen en la
unidad.
• Citología hoy día. Los alumnos pueden investigar en Internet sobre los descubrimientos más importantes que se están llevando a cabo en los últimos tiempos en el campo de la Citología, para
realizar un trabajo sobre dichos descubrimientos.
Es muy importante siempre dejar claro el objetivo
buscado por los científicos en sus investigaciones,
así como las posibles aplicaciones derivadas de las
mismas.
• Juego celular estructura-función. Diseñar algún tipo de juego en el que se relacionen las diferentes estructuras celulares con su función en la
célula. El modelo de juego puede ser sugerido por
los alumnos. Cartas o fichas de dominó «celulares» pueden ser muy adecuadas para desarrollar
este juego. El más simple consistiría simplemente
en el juego de las parejas (uniendo, por ejemplo,
estructuras con sus funciones), pero podemos
pensar en algún sistema que lo complique (grupos de fichas, formas de puntuación, etc.).
• Histología. Nuestros alumnos pueden realizar investigaciones sobre distintos tipos de tejidos: tejido nervioso, tejido epitelial, tejido muscular, etc. y
al final realizar una exposición oral en el aula apoyados por dibujos, transparencias e incluso algún
tipo de experiencia.
• Paneles sobre funciones vitales celulares. Los
alumnos pueden realizar unos paneles en los que
se visualice la correspondencia entre las funciones
vitales de los seres vivos con las funciones vitales
celulares, debiendo reflejar los procesos y orgánulos celulares implicados en las mismas.
• Técnicas citológicas. Los alumnos pueden practicar algunas técnicas utilizadas para una correcta visualización de las preparaciones microscópicas: la
utilización del microtomo, los diferentes reactivos y
procedimientos utilizados para las distintas tinciones, la optimización del microscopio, etc.. Se pueden organizar unas sesiones para visualizar preparaciones realizadas por los propios alumnos y
alumnas, complementarias a la experiencia citada
en el libro.
• Paneles para la diferenciación de los distintos
tipos o grupos de células. Con hojas de transparencias de acetato, los alumnos pueden realizar
unos paneles dobles en los que se analicen semejanzas y diferencias entre una célula procariota y
una eucariota, y entre una célula vegetal y una
animal. Se pueden realizar con dos transparencias, que irán levantando o añadiendo, según las
características que se determinen para cada uno
de los paneles dobles.
• Historia del microscopio. Desde las primeras lupas hasta los microscopios electrónicos. Realizar
un trabajo sobre la historia de esta fundamental
herramienta para el campo de la citología. Parece
importante reflejar su coevolución con el desarrollo de una disciplina de la Física, la óptica.
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05 La herencia
PROGRAMACIÓN DE AULA Y PROYECTO CURRICULAR
Objetivos
CLAVES CIENTÍFICAS
• Manejar el vocabulario y las formas de representación
relacionadas con la Genética.
• Reconocer la existencia de caracteres hereditarios
en los seres vivos. Mencionar algunos de ellos, propios
de la especie humana.
• Conocer las leyes de Mendel.
• Resolver problemas relacionados con la herencia.
• Asociar la información genética al ADN
y a los cromosomas.
• Comprender cómo se transmiten los caracteres
hereditarios en el ser humano.
• Conocer las mutaciones y algunas de sus formas
principales.
El objetivo de esta unidad es asentar
unos conocimientos claros sobre diferentes aspectos que guardan relación con la herencia. Los alumnos
van a estudiar desde los orígenes de
la genética hasta sus aplicaciones
más actuales. Deben reflexionar sobre la importancia de todos y cada
uno de los aspectos tratados en la
unidad, no sólo a un nivel individual, sino también a un nivel evolutivo de las especies (ya veremos más
adelante cómo la evolución se apoya
en una base hereditaria). Hablaremos de genoma humano, manipulación genética, terapia génica, alimentos transgénicos, clonación, un
vocabulario nuevo que crece día a
día al igual que crecen los conocimientos en este campo... ¡Si Mendel
levantara la cabeza...!
CONCEPTOS
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Vocabulario genético. Esquemas y formas de representación propios de la genética.
Las leyes de Mendel.
La codominancia.
El ADN.
Los cromosomas. Genes y alelos.
Herencia del sexo y herencia ligada al sexo en la especie humana.
Herencia poligénica humana.
Herencia multialélica humana.
Las mutaciones.
PROCEDIMIENTOS
•
•
•
•
Utilización de imágenes para poder reconocer algunas formas y procesos celulares.
Interpretación de algunos esquemas relacionados con la lección.
Análisis de la información reflejada en cuadros relacionados con la lección.
Reconocimiento de información en tablas relacionadas con la lección.
ACTITUDES
Contenidos
• Interés por el conocimiento de los procesos y estructuras que guardan relación con la transmisión
de información de una a otra generación.
• Concienciar sobre el importante papel que desempeña en la sociedad actual la investigación científica sobre las características y los procesos relacionados con la herencia.
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Contenidos transversales
Actividades
Ciencia-tecnología-sociedad
Actividades de desarrollo
Los avances tecnológicos permiten cada vez un
mayor conocimiento del mecanismo de la herencia
y de sus potenciales aplicaciones. Desde que Mendel publicó sus investigaciones, en 1866, hasta el
reciente descubrimiento del genoma humano se
han ido sucediendo diferentes logros en estrecha
relación con el desarrollo de la tecnología. Las mejoras en técnicas y herramientas para la investigación han posibilitado en los últimos tiempos un impulso muy importante en este campo.
Aprovechando cualquier momento a lo largo del
desarrollo didáctico de esta unidad, deberíamos
dejar completamente claros los tres tipos de esquemas que ofrecen información genética: los cruces,
los cuadros de Punnet y los árboles genealógicos.
La mejor forma de afianzar conceptos es ir resolviendo las diferentes actividades que ofrece el
libro, pudiendo ampliar con algunos problemas
más y, si es posible, desarrollar la experiencia.
Educación para la salud
Se pueden construir unos paneles que reflejen los
distintos tipos de esquemas que ofrecen información genética. Se puede proponer un juego de vocabulario genético y también se incentivar la invención de problemas de fácil resolución.
Actividades de refuerzo
Una gran parte de las posibles aplicaciones de la
genética guarda relación con la salud humana. Prevenir enfermedades hereditarias o la terapia génica
son claros exponentes de los importantes avances
que se están realizando en esta disciplina científica.
Ni que decir tiene que todo esfuerzo económico y
humano que se centre en la mejora de nuestra salud es positivo, más aún cuando se ha llegado en
los últimos años a unos niveles de actuación impensables no hace tanto tiempo. Posiblemente, en
un futuro no tan lejano, las aplicaciones genéticas
permitan desarrollar tratamientos y técnicas terapéuticas para enfermedades que actualmente son
incurables
Actividades de ampliación
Se puede realizar un trabajo de investigación sobre
los últimos descubrimientos y aplicaciones en este
campo, o bien sobre los investigadores más famosos relacionados con la genética y sus descubrimientos. Se puede incentivar la invención de problemas de alto grado de dificultad.
NIVEL Y DIFICULTAD DEL TEMA
Criterios de evaluación
Para el correcto entendi- Actividades
B
M
A
miento de esta unidad es ES, pág. 88
1y2
muy importante conocer T1, pág. 91
1 2y4 3
el vocabulario básico que T2, pág. 93
1
2
3
se utiliza. Trabajamos en T3, pág. 95
1 2y3
este tema con los compo- T4, pág. 97
1
2
3
nentes hereditarios, con T5, pág. 99 1 y 2 3
las bases de la genética, el
2, 3,
ADN, estructura portado- TC, pág. 101 1, 6 5 y 7 4 y 8
ra de la información ge- TP, pág. 100
1y2 3
nética y entender que la TR, pág. 103
X
expresión fenotípica del EX, pág. 103
X
genotipo (algo, en suma,
molecular) es lo que determina formas, colores,
aspectos, comportamientos, etc., puede ser complicado para los alumnos y alumnas.
• Definir correctamente los conceptos básicos relacionados con la herencia.
• Entender los sistemas de representación de información genética.
• Comprender las leyes de Mendel.
• Reconocer las características del material hereditario.
• Explicar la transmisión de los caracteres en el ser
humano.
• Describir las características más importantes de
las mutaciones.
• Resolver problemas relacionados con la herencia.
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Soluciones de las actividades
Expresa lo que sabes (pág. 88)
1. Porque esa característica debe estar controlada
por algún factor que, a su vez, presenta gran diversidad. Depende de la información genética.
Porque con esa estructura se puede dividir con
mayor facilidad, repartiéndose mejor entre las
células hijas.
Que está asociada a factores hereditarios.
2. Se transmiten de padres a hijos: color de los
ojos, número de huesos del cuerpo, color del
pelo, posición de las orejas. No se transmiten de
padres a hijos: musculatura del atleta (se transmiten el número de músculos del cuerpo pero
no su desarrollo), inteligencia (se transmiten el
número y la organización de las neuronas del
encéfalo, pero no el alto desarrollo de las mismas o el número de conexiones que pueden establecer), los tatuajes (son marcas posteriores al
nacimiento y que no se rigen por factores hereditarios), y la obesidad (se transmite la información para tener células adiposas, pero no el hecho de que éstas adquieran más desarrollo).
¿Qué debes saber? (pág. 71)
PIENSA Y RESPONDE. La mitosis
Sí, en principio, todas las células pueden duplicar
su material genético para dividirse. De hecho, todas lo hacen durante el desarrollo embrionario,
hasta que se alcanza el número celular adecuado.
No, sólo se dividen por meiosis las células que van
a formar los gametos.
No, sólo los gametos pueden participar en la fecundación.
Imagen activa. Manada de caballos
Los caballos se encuentran en proporción 1/20, es
decir, por cada caballo blanco hay 20 castaños.
Hay un 4,76 % de caballos blancos.
La probabilidad de coger un caballo al azar y que
sea castaño es de 160/168 y de que sea blanco, de
8/168. Para calcularla aplicamos la fórmula matemática de la probabilidad: número de casos favorables a un suceso (8 en el caso de los caballos blancos) partido por el total de casos posibles (168).
40
TAREA 1
Panorama: Conceptos básicos
de genética (pág. 90)
PIENSA Y RESPONDE. Una familia Real
Se transmite la forma de la nariz y los labios. Podemos predecir nuevos casos realizando un árbol genealógico de la familia, observando el comportamiento del carácter y determinando la probabilidad
de aparición de futuros individuos. Este estudio no
sirve para rasgos no hereditarios, porque éstos no
trascienden en la información genética que fluye de
una a otra generación.
Actividades
Recordar
1. Llamamos gen a cada fragmento del ADN del núcleo celular en el que está localizada la información para un carácter. Se simboliza con letras:
A, a, B, b, etc. Hay siempre una pareja de genes
para cada carácter. Cada uno de esos genes, alelos, de esa pareja puede ser de tipo dominante
(impide la expresión del compañero en su pareja) y se simboliza con letras mayúsculas, A, B...
o de tipo recesivo (no se expresa si su compañero de pareja es dominante) y se simboliza con
letras minúsculas, a, b, etc. Si un individuo para
un carácter determinado tiene los dos alelos iguales, decimos que el individuo es homocigótico o
de raza pura para ese carácter, y se simboliza con
parejas de letras iguales, AA, aa, BB, bb, etc. Si
un individuo para un carácter determinado tiene los dos distintos, decimos que el individuo es
heterocigótico o híbrido para ese carácter y se
simboliza con parejas de letras una mayúscula y
otra minúscula, Aa, Bb, etc.
2. Se colocan los padres indicando sus fenotipos y
sus genotipos, separados por un aspa (⫻).
Se indican los gametos que produce cada uno
con sus genotipos y porcentajes.
Se combinan mediante flechas cada gameto de
padre con cada uno de la madre, y viceversa,
para obtener las combinaciones posibles.
Se indican los hijos resultantes con sus genotipos, fenotipos y porcentajes de ambos.
3. Respuesta personal.
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Página 41
Ley de la segregación independiente: los dos
factores hereditarios que informan sobre un
mismo carácter no se fusionan, y durante el proceso de formación de los gametos se segregan,
o sea, se separan. Los descendientes híbridos
para un carácter (llevan la información genética
de las dos posibilidades de expresión) separan
dicha información en la gametogénesis. Las
plantas de piel de fruto lisa obtenidas anteriormente son híbridas. Cuando se desarrollen sus
aparatos reproductores y generen óvulos y espermatozoides, unos portarán la información
«lisa» y otros portarán la información «rugosa».
Comprender
4. Porque hay que colocar en la primera columna
los gametos posibles del padre, y en la primera
fila, los gametos posibles de la madre.
Significa que existe la posibilidad de que la mitad de los descendientes de dos individuos carezcan de pigmentación.
TAREA 2
¿Qué investigó Mendel? (pág. 92)
Observación
Ley de la combinación independiente: cuando
varios caracteres se combinaban entre sí, se heredan de forma independiente. Mendel decía
que el tipo de herencia de un carácter era independiente del tipo de herencia para otro carácter. Si el color rojo del fruto de nuestras plantas
domina sobre el amarillo y cruzamos plantas de
color de fruto rojo y piel lisa con plantas de color de fruto amarillo y piel rugosa obtendríamos
todos los descendientes de fruto color rojo y piel
lisa, pero si cruzase a su vez dos de estas plantas
obtendría plantas de fruto rojo y piel lisa, plantas de fruto rojo y piel rugosa, plantas de fruto
amarillo y piel lisa y plantas de fruto amarillo y
piel rugosa.
1. Se siembra una semilla, germina una nueva
planta, se desarrollan sus aparatos reproductores, se produce una polinización, el polen fecunda al óvulo y se genera una nueva semilla para
comenzar el ciclo de nuevo.
Porque es fácil de cultivar, tiene caracteres fácilmente distinguibles y produce muchos descendientes.
2. Mendel seleccionó siete caracteres de los guisantes:
– Textura de la semilla.
– Color de la semilla.
– Color de los pétalos.
– Forma de la vaina.
– Color de la vaina.
– Lugar de floración.
– Longitud del tallo.
2. Necesitamos cruzamientos con un individuo puro
recesivo (aa)
Si todos los descendientes salen con el carácter
recesivo el otro individuo también es puro recesivo (homocigótico).
aa ⫻ aa
Actividades
Recordar
Todos aa y expresan el carácter a
1. Ley de la uniformidad: si se cruzan dos individuos diferentes pero homocigóticos (de razas
puras), su descendencia es uniforme (todos
iguales). En el cruce de dos individuos distintos
para un mismo carácter (pero de raza pura), todos sus descendientes salen iguales para ese carácter. Cruzo una planta con fruto de piel lisa
(puro para el carácter del aspecto exterior de la
piel del fruto y dominante) con una planta con
fruto de piel rugosa (puro para el carácter del
aspecto exterior de la piel del fruto y recesivo) y
todos los descendientes salen con la forma de la
piel del fruto lisa.
Si todos los descendientes salen con el carácter
dominante, el otro individuo es puro dominante
(homocigótico).
aa ⫻ AA
Todos Aa y expresan el carácter A
Si la mitad sale con el carácter dominante y la
otra mitad con el carácter recesivo, el otro individuo es híbrido (heterocigótico).
aa ⫻ Aa
Mitad Aa que expresan el carácter A y mitad aa
que expresan el carácter a
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Página 42
Soluciones de las actividades
Comprender
3. El carácter rojo de las semillas domina sobre el marrón: se han cruzado dos individuos rojos híbridos.
Todos los descendientes serán grises.
Primera generación: todos AaBb. Segunda generación: AABB, AABb, AAbb, AaBB, AaBb,
Aabb, aaBB, aaBb y aabb.
TAREA 3
¿Dónde están los factores
hereditarios? (pág. 94)
Observación
1. Cromosoma significa cuerpo con color. El instrumento que necesitamos para observarlos es
un microscopio. Los genes están compuestos
por ácido desoxirribonucleico (ADN).
2. Gen, cromátida, cromosoma y cariotipo.
PIENSA Y RESPONDE. La información genética.
De manera análoga a la lectura de un libro: un cromosoma está constituido por ADN, que tiene codificada la información en su secuencia de nucleótidos.
PIENSA Y RESPONDE. Tabla de cromosomas.
Que son seres vivos diploides y por ello tienen el
número de cromosomas pares.
PIENSA Y RESPONDE. Cariotipo.
Pertenece a la especie humana. Se deduce contando los cromosomas: son 46.
PIENSA Y RESPONDE. Drosophila.
No se heredan de forma independiente, ya que se
encuentran en el mismo cromosoma (se heredan
juntos, como una unidad).
2. Respuesta gráfica. Los alumnos pueden copiar
un cromosoma similar al de Drosophila, de la
página 95 del libro, y rotular en uno de sus brazos los tres genes ligados.
Comprender
3. Grano de polen: 17 cromosomas. Hoja: 34.
Cuando Mendel hizo sus experimentos no se
conocía dónde se encontraba la información genética, ni la materia (ADN) que la llevaba.
TAREA 4
La transmisión de los caracteres
en el ser humano (pág. 96)
Actividades
Recordar
1. Un carácter ligado al sexo se diferencia de otro
que no lo está porque se determina por genes
que se encuentran en un cromosoma sexual.
2. El daltonismo es una enfermedad asociada al
cromosoma X. El cruce será el siguiente:
XdY ⫻ XX
Tendremos un 50 % de mujeres portadoras (XdX)
Tendremos un 50% de hombres normales (XY)
Comprender
3. La probabilidad será de 1/4.
Sí, se podría de un cruce OO ⫻ AB (padre grupo
O y madre grupo AB) obtener un descendiente
de genotipo AO que expresa el grupo sanguíneo A. Nunca, no podríamos obtener un genotipo AA o AO que expresa el grupo sanguíneo A
de un cruce OO ⫻ BB o de un cruce OO ⫻ BO
(en ambos padre grupo O y madre grupo B).
Actividades
Recordar
1. Un cromosoma metafásico está formado por
dos bastoncitos (cromátidas) unidos por un punto que les da el aspecto de una X. Cada cromosoma tiene dos cromátidas, pues se han duplicado para poder dividirse. Un cromosoma
interfásico no es más que un acúmulo cromatínico sin ya la forma típica del cromosoma anteriormente expuesta.
42
TAREA 5
¿Qué son las mutaciones? (pág. 98)
Observación
1. Mutante significa el que toma otro estado.
No, se produce espontáneamente y al azar.
Mantendrá el cambio producido en el ADN de
los descendientes.
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2. Agentes inductores de mutaciones son:
Físicos: rayos X, rayos γ, rayos α, rayos β, luz ultravioleta, ultrasonidos, choques térmicos, traumatismos repetitivos.
Químicos: gas mostaza, agua oxigenada, pesticidas, algunos productos industriales, nicotina,
cafeína, algunos fármacos y algunas drogas.
Se utilizaron agentes de este tipo en la guerra de
Vietnam y en la Segunda Guerra Mundial.
Actividades de la unidad
Test de conocimientos (pág. 83)
1. Mutación, gen, genotipo, gameto, alelo, cigoto,
recesivo, genoma, fenotipo, cromosoma.
2. a) Genotipo es el conjunto de genes que lleva
un ser vivo en cada una de sus células, el fenotipo es el conjunto de características que
se expresan o se manifiestan en un ser vivo.
b) Gen es cada trozo del ADN en el que se localiza la información genética para un carácter,
y hay siempre una pareja de genes para cada
carácter. A cada uno de esos genes de esa pareja que da información sobre un carácter en
la célula se le llama alelo: pueden o no tener la
misma información para ese carácter.
Imagen activa. Tigre albino
No, el tigre albino sigue siendo de la misma especie
que sus padres, pero con el carácter del color de la
piel diferente a ellos, por la falta de pigmentación.
Actividades
c) Dominante es el gen que impide la expresión
de su compañero. Recesivo es el gen que deja
de expresarse si su compañero es dominante.
Recordar
1. Mientras una mutación numérica afecta al número de cromosomas, que aumenta o disminuye, una mutación estructural afecta a porciones
de un cromosoma.
3. Ver las páginas 92 y 93 del libro del alumno.
4. a) A: marrón y a: blanco. Cruce: Aa ⫻ aa
50 % marrones heterocigóticos ( Aa) y 50 %
blancos homocigóticos (aa).
2. Las clases de mutaciones son:
Según la célula donde suceda:
– Mutación somática.
– Mutación gamética.
Según el efecto que produzca en el ser vivo:
– Mutación indiferente.
– Mutación beneficiosa.
– Mutación perjudicial.
– Mutación letal.
Según la cantidad de material genético afectado:
– Mutaciones numéricas.
– Mutaciones estructurales.
b) R: rojo y r: amarillo. Cruce: Rr ⫻ Rr
Salen tres genotipos: RR (1/4), Rr (1/2) y rr (1/4)
y dos fenotipos: rojos (3/4) y amarillos (1/4).
c) Su hijo es AB. Cruce: AB ⫻ AB
Salen los grupos A (AA), B (BB) y AB (AB)
d) X e Y; cromosomas normales, y Xd: cromosoma con daltonismo ligado. Cruce: XdX ⫻ XdY.
Salen mujeres daltónicas (XdXd), mujeres portadoras (XdX), hombres daltónicos (XdY) y
hombres normales (XY).
5. Un cromosoma metafásico está formado por dos
bastoncitos unidos en forma de X, a cada uno
de los cuales se le llama cromátida, por lo que parece que cada cromosoma posee dos cromátidas.
En realidad, estamos viéndolos en un momento
crucial: se han duplicado para dividirse y por ello
podemos decir que el cromosoma tiene información genética doble.
Comprender
3. Porque han podido estar expuestos durante más
tiempo a los distintos agentes mutágenos.
Resumen de la unidad
Imagen activa 1
Las mujeres tienen una pareja de cromosomas
sexuales o heterocromosomas iguales entre sí y
con la típica forma de X durante la metafase,
por lo que se dice que las hembras son XX.
Este hecho se debe a la combinación de genes.
Ésta sucede al azar y puede dar lugar a semejanzas
y diferencias entre los parientes.
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Página 44
Soluciones de las actividades
Cuando el problema genético que determina una
enfermedad se encuentra ligado al cromosoma X,
si un hombre lo posee manifiesta la enfermedad,
mientras que para que la manifieste una mujer tiene que tenerlo en sus dos cromosomas X. Si sólo
lo tienen en uno, únicamente sería portadora. Por
ejemplo, un cromosoma femenino normal se simbolizaría X pero si tuviera ligada la enfermedad del
daltonismo se simbolizaría Xd. Una mujer XX sería
una mujer normal, una XdX sería portadora,
pero no manifestaría la enfermedad, y una XdXd
sería daltónica. No existen hombres portadores.
Si un hombre lleva el cromosoma X normal (XY)
no manifiesta la enfermedad y sería un hombre
normal, pero si lleva el Xd (XdY) sería daltónico.
6. a) homocigótico - alelos
b) cromosomas - diploide
b) De que la madre sea cada vez más mayor.
c) Cuanto más mayor es la madre, potencialmente ha podido estar durante más tiempo
expuesta a agentes mutagénicos que puedan
determinar alteraciones hereditarias en sus
descendientes.
2.
MN
Mn
Mn
mn
MN
MMNN
MMNn
MmNN
MmNn
Mn
MMNn
MMnn
MmNn
Mmnn
nM
MmNN
MmNn
mmNN
mmNn
mn
MmNn
Mmnn
mmNn
mmnn
Progenitor 1: MmNn
Progenitor 2: MmNn
Gametos
Gametos
MN
MN
c) independientes - cromosomas
Mn
Mn
d) mutaciones - génicas
MN
mN
Mn
mn
7. Color de piel: herencia poligénica. Hemofilia: ligada al sexo. Grupo sanguíneo: multialélica. Lunar cutáneo: mutación. Color del guisante:
mendeliana. Color flores: codominancia.
8. Son los preferidos para el consumo. Desde la
época de Mendel son los que se han seleccionado. Si cruzamos guisantes verdes, los descendientes siempre serán verdes (carácter recesivo).
Se seleccionan individuos mutados, incapaces
de fabricar el pigmento que determina el color
amarillo y que muestran únicamente el color
verde de la clorofila, como el resto de la planta;
se realizan fecundaciones entre ellos, de tal manera que se erradica el alelo que contiene la información dominante que manifiesta color amarillo, produciéndose únicamente cruces entre
individuos recesivos para ese carácter, cuyos
descendientes sólo pueden manifestar el color
verde.
No, en este caso no se puede hablar de herencia
mendeliana. Podríamos quizá hablar de codominancia, en la que los descendientes expresan los
dos fenotipos de sus progenitores.
Test de capacidades (pág. 102)
1. a) Respuesta gráfica (la representación más
adecuada es un gráfico de barras).
44
3. a) Parece que esta persona sufre el síndrome de
Turner (44 ⫹ XO), lo que significa la ausencia
de uno de los cromosomas sexuales. Esto
conlleva una problemática para poder determinar correctamente un determinado sexo.
b) En la segunda generación son portadoras las
mujeres 2 y 5 y en la tercera generación pueden ser portadoras las mujeres 5 y 7.
c) El macho sustituye uno de los cromosomas X
de la hembra por uno Y. En una célula de la
mosca hay 8 cromosomas. En un espermatozoide de la mosca habrá 4 cromosomas.
Test de responsabilidad (pág. 103)
Trabajar con los alumnos los aspectos de bioética
relacionados con los últimos avances: clonación,
biotecnología para la reproducción asistida, etc.
SALUD EN EL AULA
Aplicaciones de la genética
Asociar esta parte de la unidad a los aspectos bioéticos mencionados en la página 103. Pedir a los
alumnos y alumnas que reflexionen sobre los contenidos de estas páginas y que analicen las ventajas
y los inconvenientes de estas técnicas.
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Atención a la diversidad
Actividades de refuerzo
Actividades de ampliación
• Glosario conceptual de autoevaluación. Nuevamente es interesante repetir esta idea, en este
caso con todos los alumnos y alumnas, ya que el
tema tiene una terminología abundante y exclusiva, y su dominio es imprescindible para la comprensión de los contenidos. Proponer a los alumnos que, en lugar de rellenar fichas con los
conceptos, realicen un pequeño diccionario. Pueden anotar, para comenzar, los conceptos que
aparecen en la primera tarea de la unidad y añadir
las definiciones importantes de las otras tareas.
• Genética en la actualidad. Nuestros alumnos y
alumnas pueden investigar sobre los descubrimientos más importantes que se están llevando a
cabo en los últimos tiempos en el campo de la genética, en especial sobre los aspectos de la biotecnología y la ingeniería genética, para realizar un
trabajo sobre los mismos. Es muy importante
siempre que tengan claro el objetivo buscado por
los científicos en sus investigaciones, así como las
posibles aplicaciones derivadas de las mismas.
• El proyecto genoma humano. Durante su etapa de planificación y realización, el proyecto genoma humano fue habitual fuente de noticias.
Pedir a los alumnos y alumnas que busquen en
libros, archivos de periódicos (en Internet), etc.,
algunas de las noticias relativas a las últimas fases
del proyecto. Proponerles que investiguen cuáles
son las ventajas que puede tener conocer a la perfección nuestro genoma y establecer un mapa genético de la especie humana. También puede ser
interesante que busquen información sobre cómo
se secuenció el ADN humano, en qué consistió este trabajo, quién o quiénes lo realizaron, las diferencias de técnica entre los equipos de investigación que participaron, etc.
• Paneles sobre formas de representación en
Genética. Los alumnos pueden realizar unos paneles en los que se visualicen los tipos de esquemas de representación en genética, el cruce, el
cuadro de Punnet y el árbol genealógico. Puede
complementarse la información con algún ejemplo. Utilizar los cruces que aparecen a lo largo de
la unidad.
• Juego sobre el vocabulario de la herencia. Los
alumnos pueden inventar algún tipo de juego en
el que se repitan continuamente los conceptos
básicos que se relacionan con la herencia. El objetivo es que se relacionen rápidamente con estos
conceptos, por lo que debería ser una de las primeras actividades a desarrollar en la programación. Sugerencias: palabras encadenadas, preguntas y respuestas, etc.
• Historia de la herencia. Se puede confeccionar
una especie de línea del tiempo en la que se haga
un repaso desde los orígenes de la genética hasta
nuestros días haciendo especial hincapié en la
aportación de aquellas personas que, por alguna
circunstancia, han destacado en este campo de
las ciencias.
• Paneles con las leyes de Mendel. Los alumnos
pueden representar en paneles las tres leyes de
Mendel complementándolo con el mismo ejemplo que utilizó en sus experiencias o pensar en
otro ejemplo distinto. Proponerles que realicen
murales con los cruces, utilizando para representar los guisantes botones de los colores adecuados, o pegatinas amarillas y verdes, etc.
• Agentes mutágenos. Los alumnos pueden realizar una investigación sobre aquellas fuentes cercanas a nosotros de potencial riesgo de inducción
a enfermedades hereditarias, las cuales, a su vez,
también pueden ser estudiadas algo más ampliamente. Pedirles que elaboren una lista con los
agentes mutágenos a los que estamos expuestos
continuamente, incluyendo en ella los perjuicios o
posibles enfermedades que pueden provocarnos.
• Maratón de problemas sencillos. Los alumnos
y alumnas pueden confeccionar varios problemas
sencillos y con todos ellos realizar una especie de
maratón de problemas de genética. Los problemas pueden ser simples variaciones de los que se
proponen en las actividades del tema, o derivar
de los cruces que figuran en la exposición de los
contenidos. Se pueden fijar unas normas de tiempos de realización, número y disposición total de
participantes, etc. El profesor o profesora puede
colaborar en la redacción de los problemas o en
sugerir posibles cruces, así como en la revisión de
la dificultad de las actividades que planteen los
alumnos.
• Maratón de problemas complejos. Los alumnos pueden confeccionar varios problemas complicados y con todos ellos realizar una especie de
maratón de problemas de genética. Como orientación, es conveniente seleccionar problemas en
los que intervengan dos caracteres (dos parejas de
alelos). Se pueden fijar unas normas de tiempos
de realización, número y disposición total de participantes, etc.
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06 Evolución
PROGRAMACIÓN DE AULA Y PROYECTO CURRICULAR
Objetivos
CLAVES CIENTÍFICAS
• Entender el proceso de evolución de las especies,
y justificarlo aplicando algunos de los hechos observables
en la naturaleza y que consideran pruebas del mismo
proceso.
• Diferenciar entre ideas fijistas y evolucionistas,
mencionando algunos científicos significativos
que defendieron unas u otras ideas, y comparándolas
con las interpretaciones clásicas.
• Diferenciar las distintas teorías que intentan explicar
cómo y por qué se produce el proceso evolutivo.
• Explicar las diferencias entre la teoría de la evolución de
Lamarck y la de Darwin-Wallace, indicando los puntos de la
primera que están en conflicto con las leyes de la genética
y, por tanto, hacen que no pueda considerarse válida.
En esta unidad los alumnos van a intentar entender el porqué y el proceso en sí de aquellos cambios que acontecen en los seres vivos a lo largo de
generaciones; van a adentrarse en el
terreno de la evolución. Desde las concepciones más inmovilistas hasta las
teorías que se fusionan con aspectos
genéticos, la evolución ha dado cabida a un grupo de destacados científicos que han aportado su conocimiento a través de diferentes teorías con
la firme intención de buscar una luz en
este importante proceso biológico, que
aún hoy continúa.
• Aplicar algunos de los conocimientos actuales de la biología
a los postulados de la teoría de la evolución de DarwinWallace.
• Indicar los puntos fundamentales de la teoría sintética
y relacionarlos con los conocimientos de los alumnos
y alumnas sobre la célula y la genética.
• Comprender el concepto de especie y los procesos
de especiación más habituales.
CONCEPTOS
•
•
•
•
•
•
Definición de teorías fijistas y evolucionistas.
Las pruebas de la evolución.
La teoría de Lamarck.
La teoría de Darwin-Wallace.
El neodarwinismo y la teoría sintética.
Determinación del concepto de especie.
PROCEDIMIENTOS
•
•
•
•
•
Utilización de imágenes para el entendimiento de algunos conceptos.
Reconocimiento de algunas características clave para el entendimiento del proceso evolutivo.
Interpretación de algunos datos experimentales.
Análisis crítico de determinadas teorías en función de su situación histórica.
Manejo de clasificaciones taxonómicas.
ACTITUDES
Contenidos
• Interés por el conocimiento del proceso evolutivo de las especies y, por tanto, de la nuestra.
• Valoración del esfuerzo de los científicos a lo largo de la historia para concentrar
el conocimiento actual.
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Actividades de refuerzo
Contenidos transversales
Realizar unos paneles que reflejen los aspectos más
relevantes de las diferentes teorías que se han trabajado. También se puede proponer redactar noticias divulgativas de las diferentes teorías como si
fueran a ir publicadas en periódicos de la época en
la que aparecieron.
Ciencia-tecnología-sociedad
Entendiendo la Biología como campo científico sujeto a continuo desarrollo y debate, no nos debe
extrañar que los postulados creacionistas sigan vivos. La actividad científica continúa trabajando en
el campo de la evolución para validar o invalidar las
hipótesis que lo rodean. No olvidemos que el saber
científico se concentra después del esfuerzo de
muchos científicos que han trabajado siguiendo
una determinada dirección, aunque muchas veces
no en el sentido correcto. Aun así, es cierto que de
los errores se aprende y afortunadamente la ciencia prosigue su rumbo.
Actividades de ampliación
Se podría investigar profundamente en la línea
evolutiva que determine la aparición de la especie
humana para ver la problemática que encierra su
estudio y conocer los últimos descubrimientos realizados.
También se pueden proponer algunas lecturas de
los principales científicos que aparecen en esta unidad. Es particularmente interesante recomendar la
lectura de El origen de las especies, de Darwin,
aunque se trate de un libro con un lenguaje un poco críptico para los alumnos de esta edad.
Criterios de evaluación
• Explicar las pruebas de la evolución y destacar su
importancia frente a las teorías fijistas.
• Identificar órganos análogos y homólogos, y establecer relaciones de los mismos con la convergencia y la divergencia adaptativa.
NIVEL Y DIFICULTAD DEL TEMA
• Conocer y valorar correctamente la teoría de Lamarck.
La evolución es un tema Actividades B M A
que raramente han tra- ES, pág. 106
1, 2
bajado los alumnos antes T1,pág. 109 1 2
de una forma tan explíci- T2,pág. 111
1, 2 3
ta, y pueden aparecer di- T3,pág. 113 1, 2
ficultades al tratar deter- T4,pág. 115
2
minados conceptos sobre T5,pág. 117 1, 2 3
los que hasta ahora no ha- TC, pág. 119 1, 2 3-5 6, 7
bían reflexionado. Una de
las dificultades que puede guardar la unidad radica en que los alumnos sepan diferenciar entre
lo que son los cambios producidos a lo largo de
la vida de un ser vivo y lo que son los potenciales cambios evolutivos de la especie a la que pertenece ese ser vivo. Deben también entender que
la evolución no es un proceso ocurrido en el
pasado, sino que es algo con lo que convivimos
hoy día.
También el concepto de especie, el proceso por
el que surge (la especiación) y su relación con los
procesos evolutivos son puntos a tratar detenidamente para llegar a conseguir un claro entendimiento por parte del alumnado.
• Saber determinar los puntos clave de la teoría de
Darwin y Wallace.
• Entender qué es una mutación y determinar su
importancia en el proceso evolutivo.
• Expresar claramente ejemplos evolutivos.
• Comprender el concepto de especie y conocer
las causas que determinan la aparición de nuevas especies.
Actividades
Actividades de desarrollo
Completar las actividades del libro y, cuando se
vaya llegando a la finalización del desarrollo didáctico de esta unidad, se puede visualizar un vídeo o
algún material informático que haga un repaso a las
diferentes teorías evolutivas y que, incluso, pueda
reflejar el desarrollo evolutivo de la especie humana.
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Soluciones de las actividades
Imagen activa. ADN de una bacteria
Expresa lo que sabes (pág. 106)
1. Podemos observar dentro del reino animal varios buitres leonados, un águila, algunos ciervos,
varias cabras montesas, algunos osos pardos y
también identificar las dos especies fósiles. Dentro del reino vegetal destaca la presencia de algunas encinas. Es difícil determinar si esos seres
vivos (no las especies fósiles, por supuesto) conforman poblaciones en sí o faltan individuos de
dichas poblaciones en la figura; el águila, por sí
sola, no es población, salvo que fuera el único
ejemplar que quedase; mientras que de encinas
seguro que hay más individuos en la población
que no aparecen en la figura y que forman parte de la misma.
Una especie se origina a partir de otra especie,
por el proceso denominado especiación.
Las especies van evolucionando a lo largo del
tiempo, unas quedan atrás y otras llegan hasta
nuestros días siendo difícil encontrarlas en épocas tan lejanas, puesto que no existían aún como tales especies. Con el tiempo se han ido
transformando, de unas han surgido otras, han
evolucionado hasta nuestros días y el proceso
continúa.
2. Expresarán la opinión que crean dando las razones que estimen pertinentes y después de escuchar todas las argumentaciones posibles sería
conveniente realizar una presentación general
del tema determinando que la evolución biológica es un hecho (c), es una realidad que se ha
intentado explicar a lo largo de la historia de la
ciencia mediante diferentes teorías.
¿Qué debes saber? (pág. 107)
RECUERDA Y RESPONDE
Los fósiles son restos de especies que vivieron en la
Tierra en el pasado.
La expresión del genotipo es el fenotipo, es decir,
los rasgos estructurales que se pueden observar en
los seres vivos son reflejo de la expresión de la información que se encuentra en los genes.
TAREA 1
Panorama: ¿por qué sabemos
que los seres vivos evolucionan?
(pág. 108)
Actividades
Recordar
1. Destacamos cuatro pruebas:
• Relaciones de parentesco basadas en la anatomía: extremidades anteriores de topo (mamífero) y grillotopo (insecto) como ejemplo de
órganos análogos, y la aleta de delfín y el ala
de un murciélago, como ejemplo de órganos
homólogos.
• Fósiles: podemos observar las imágenes de los
antepasados del caballo actual y tenemos al
Echippus de hace 54 m.a. o al Merychippus,
de hace 5 m.a.
• Biogeografía: marsupiales de la fauna de América del Sur y de Australia.
• Pruebas bioquímicas: similitud de algunas moléculas entre primates.
SUGERENCIAS
Es un buen momento para mostrar algunos fósiles y
trabajar con ellos. Se podrían desarrollar muchas tareas: realizar una detallada descripción, dibujarlos,
medir diferentes parámetros, como longitudes, secciones, masa o volumen. Sería conveniente intentar
relacionar diferentes fósiles atendiendo a distintas características: grupo, forma, etc., e incluso intentar
colocarlos cronológicamente en la serie evolutiva de
los seres vivos.
PIENSA
Sí, porque parece que se han ido sucediendo transformaciones desde el más antiguo hasta el actual
en dos hechos fundamentales: el aumento del tamaño del cuerpo y la pérdida de dedos en las extremidades, que incluye la transformación del dedo
central en el casco típico de los caballos.
48
Comprender
2. Los resultados de la tabla corroboran las pruebas bioquímicas de la evolución, ya que entre
especies más emparentadas evolutivamente las
diferencias en los aminoácidos que conforman
el citocromo C son menores.
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TAREA 2
Teorías sobre la evolución.
La teoría de Lamarck (pág. 110)
TAREA 3
La teoría de Darwin-Wallace
Actividades
Imagen activa 1
Recordar
Algunas jirafas tienen el cuello más largo que otras
debido a la variedad en la descendencia y si la escasez de vegetales permanece como una característica ambiental, dichas jirafas pueden alimentarse
algo mejor que las que tienen el cuello más corto,
porque pueden abarcar un margen espacial de alimentación más grande, lo que les permite tener
más posibilidades de éxito reproductivo al estar
mejor alimentadas, seleccionándose de esta manera de forma natural aquellas jirafas que puedan dejar más descendientes seleccionados ya positivamente a la siguiente generación.
(pág. 112)
1. La transformación de las especies para Lamarck
se origina como respuesta adaptativa a los cambios del ambiente. Las especies se están esforzando continuamente en adaptarse al medio en
el que viven, y el uso que hacen de los órganos
en este esfuerzo es la causa de la transformación progresiva de los mismos; además, estas
nuevas características adquiridas por el uso y el
desuso de los órganos son heredables, de manera que se transmiten a la descendencia.
De este modo, las plantas tendrían las raíces
cada vez más largas conforme hubiera cada vez
menor cantidad de agua disponible en el suelo y
esta característica se transmitiría a la descendencia. También tendrían las hojas cada vez más
grandes conforme hubiera cada vez menor cantidad de luz disponible y esta característica también se transmitiría a la descendencia.
Actividades
Recordar
1. Los puntos clave de la teoría de Darwin-Wallace
son:
• Principio de variación: en todas las poblaciones, se producen continuamente cambios al
azar de las características de sus individuos.
• Principio de la herencia: los individuos de una
especie se parecen a sus progenitores porque
heredan de ellos sus características.
• Principio de la selección: el medio va seleccionando a aquellos individuos que acumularon
las variaciones ventajosas. Mediante la herencia, estas variaciones se extienden por la
población durante sucesivas generaciones, produciendo el cambio de la misma.
2. Según la interpretación de los diferentes textos
se pueden clasificar:
• Explicaciones fijistas: poemas babilónicos, Génesis, Anaximandro, Empédocles, Demócrito
y Linneo.
• Explicaciones evolucionistas: Lamarck, Darwin
y E. Mayr.
3. No existe ningún método para hacer teorías
científicas, pero sí existe un método científico, y
de seguimiento riguroso, para probar una teoría
científica.
En el método científico, al margen del diseño y
análisis de experiencias que sirvan para contradecir o apoyar las predicciones de las teorías, éstas se deben poder utilizar para explicar racionalmente nuevos descubrimientos, comprobando
su eficacia en la predicción de sucesos naturales.
Desde la perspectiva de las explicaciones fijistas,
parece bastante complicado satisfacer esas cuestiones. Por el contrario, es mucho más fácil poder
hacerlo desde la perspectiva de las explicaciones
evolucionistas, más centradas en una observación
científica que en creencias.
2. La selección natural es el proceso por el que,
de los individuos de una población, sobreviven
aquellos que, por sus características o su fisiología, están mejor adaptados al medio. Debido a la
variedad en la descendencia, el cuello es más
largo en unas jirafas que en otras. Si la escasez
de vegetales permanece como una característica
ambiental, las jirafas de cuello largo consiguen
mejor el alimento y es más probable que se reproduzcan. Los hijos de las jirafas de cuello largo heredan este carácter de sus padres y, con el
tiempo, las jirafas de cuello corto han sido eliminadas en favor de las de cuello largo.
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Soluciones de las actividades
Comprender
Debido a la variedad en la descendencia, algunos patos tendrían algo más de piel en la base que une los
dedos y podrían capturar más fácilmente presas que
aquellos que tienen algo menos de piel en la base que
une los dedos. Si la escasez de presas permanece como una característica ambiental, los patos con algo
más de piel pueden alimentarse mejor que los que tienen algo menos de piel en la base que une los dedos,
lo que les permite tener más posibilidades de éxito reproductivo al estar mejor alimentados, seleccionándose de esta manera de forma natural aquellos patos que puedan dejar más descendientes seleccionados
ya positivamente a la siguiente generación.
TAREA 4
El neodarwinismo y la teoría
sintética (pág. 114)
La diversidad genética actual porque potencialmente tiene mayor posibilidad de variación fenotípica, algo que siempre es positivo ante la
posibilidad de que se sufran diferentes cambios
en el entorno en el que se vive.
TAREA 5
¿Cómo se originan las especies?
(pág. 116)
Imagen activa 1
Poblaciones de la misma especie de tortuga dejaron
de intercambiar su genoma y las mutaciones que se
produjeron en ellas y perduraron como adaptaciones seleccionadas por el medio las iban diferenciando del resto hasta convertirlas en una especie nueva.
Imagen activa 2
La barrera geográfica que en este caso produce la
separación de poblaciones de seres vivos al vivir en
una isla es el mar.
Actividades
Explicar
1. Eran más frecuentes las mariposas claras antes
de la Revolución Industrial porque estaban seleccionadas positivamente ante la ausencia de
contaminación.
Porque con esa coloración en un ambiente contaminado pasan más desapercibidas frente a sus
potenciales depredadores.
No, porque Lamarck se centra más en la transformación de órganos para determinar la evolución de las especies como respuestas adaptativa
a los cambios ambientales en donde las especies
se están esforzando continuamente por adaptarse al medio en el que viven, y el uso que hacen
de los órganos en este esfuerzo es la causa de
la transformación progresiva de los mismos. En el
caso de la teoría neodarwinista, si contamos dentro del análisis de los datos sobre la mariposa del
abedul con los datos genéticos, las observaciones
sí podrían probar la teoría neodarwinista, ya que
también recoge los postulados de Darwin y contempla la selección positiva en la que sobreviven
aquellos individuos y en definitiva, aquellas especies que, por sus características o su fisiología, están mejor adaptadas al medio.
Podría concluir que sería la propia contaminación la que provocase la producción de mariposas oscuras.
50
SUGERENCIAS
Podríamos proyectar alguna película que se relacionase con el tema, como, por ejemplo, En busca del
fuego, para más tarde, comentarla y debatirla. ¿Es
científico todo lo que nos muestra? ¿Algún detalle de
la película desentona con lo que se sabe que realmente ocurrió?
Actividades
Recordar
1. Son aquellas situaciones que determinan una
imposibilidad de establecer un proceso de reproducción sexual completo y normal entre individuos de poblaciones diferentes.
2. Ejemplos que determinan evitar la reproducción
sexual:
• Una barrera geográfica infranqueable.
• Maduración de las células sexuales de ambos
sexos no acompasadas en el tiempo.
Ejemplos que determinan el aislamiento reproductivo tras la reproducción:
• Inviabilidad de un cigoto tras la fecundación.
• Esterilidad de la descendencia en la primera o
en posteriores generaciones.
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2.
Explicar
3. La aparición de nuevas especies de seres vivos se
produce mediante un proceso de especiación en
el que una población de una especie deja de intercambiar su genoma con el resto de poblaciones de dicha especie y se va diferenciando poco
a poco, tanto que pasa a convertirse en una especie nueva.
Unas formas prevalecen sobre otras gracias al
principio de selección determinado en la teoría
de Darwin-Wallace, que postula que el medio
va seleccionando a aquellos individuos que acumularon las variaciones más ventajosas y que,
mediante la herencia, estas variaciones se extienden por la población durante sucesivas generaciones, produciendo el cambio de la misma.
La aparición de nuevas variedades, diferentes variaciones, puede ser explicada por la teoría neodarwinista gracias a los cambios que se producen
en la composición genética de las especies, en definitiva, gracias a las mutaciones. Combinando
ambas teorías podemos afirmar que sólo aquellas
mutaciones que suponen una ventaja competitiva
para la especie, son las que se fijan y se heredan,
siendo, de alguna forma, el motor de la selección
natural.
Actividades de la unidad
Test de conocimientos (pág. 119)
1. La evolución es el conjunto de cambios que se
han producido y que se producen en las características de las especies de seres vivos a lo largo
del tiempo. Actualmente se admite que es un
hecho porque las teorías evolucionistas se sustentan claramente con muchas pruebas evidentes que así lo demuestran.
Las observaciones que se pueden hacer en la naturaleza y que permiten deducir que las especies
de seres vivos evolucionan se centran en el estudio de las relaciones de parentesco basadas en la
anatomía, en el estudio de los fósiles, en el estudio de la biogeografía y en el estudio de pruebas
bioquímicas.
Si por alguna causa una o varias poblaciones
quedan aisladas, dejan de intercambiar genes y
las variaciones acumuladas por ellas las van diferenciando gradualmente hasta transformarlas
en especies diferentes.
¿Cómo se originan las especies?
Linneo
Linneo dijo: «Puesto que no hay especies
nuevas, puesto que un ser dado produce siempre un ser similar, puesto que en toda especie
hay una unidad que preside el orden, debemos atribuir, necesariamente, esta unidad
progenitora a cierto Ser Todopoderoso y Omnisciente; es decir, Dios, cuya obra se llama
creación».
Lamarck
Lamarck dijo: «Nada más notable que el producto de los hábitos de los mamíferos herbívoros. El hábito de permanecer sobre cuatro
patas, durante la mayor parte del día, para pastar, hizo nacer el casco espeso que envuelve
la extremidad de los dedos de sus pies (la función crea el órgano). Todo cambio adquirido
en un órgano por un hábito sostenido se conserva en seguida por la generación (los caracteres adquiridos se heredan).
Darwin
Darwin dijo: «Al considerar el origen de las
especies se concibe perfectamente que un naturalista, reflexionando sobre las afinidades mutuas de los seres orgánicos, sobre sus relaciones embriológicas, su distribución geográfica, sucesión geológica y otros hechos semejantes, puede llegar a la conclusión de que las
especies no han sido independientemente
creadas, sino que han descendido, como las
variedades, de otras especies. Sin embargo,
esta conclusión, aunque estuviese bien fundada, no sería satisfactoria hasta tanto que
pudiese demostrarse cómo las innumerables
especies que habitan el mundo se han modificado».
Darwin se basaba en los conceptos de variedad
en la descendencia (semejanza de los hijos con
los padres pero diferenciados entre sí y de los
padres en algunas características) y selección
natural (supervivencia de los individuos mejor
adaptados al medio) como pilares fundamentales del proceso evolutivo.
3. a) El hecho de pasar mucho tiempo en los árboles y querer pasar desapercibido de los potenciales predadores es lo que hace crear la
morfología que vemos.
b) Los individuos de una generación que por
su morfología se parezcan más al entorno
(en este caso a las ramas de los vegetales), en
cuanto a colores, formas, etc., están mejor
adaptados al mismo y son seleccionados de
forma natural para dejar nuevos descendientes a la siguiente generación.
c) Se han producido algunas mutaciones genéticas que han tenido un efecto favorable para
los insectos hoja y les permiten vivir mejor,
más tiempo y reproducirse con más eficacia.
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Soluciones de las actividades
4. El hecho de permanecer mucho tiempo junto al
insecticida y deber sobreponerse a él para poder
subsistir genera una fisiología adecuada para resistirlo.
Los individuos de una generación que por su
propia fisiología estén mejor adaptados al entorno (en este caso, ante la presencia de DDT)
son seleccionados de forma natural para dejar
nuevos descendientes a la siguiente generación.
Se han producido algunas mutaciones genéticas
que han tenido un efecto favorable para los insectos, permitiéndoles adquirir resistencia ante
el DDT y con ello poder vivir mejor, más tiempo
y reproducirse con más eficacia.
5. Sí, ya que la selección natural también tiene una
finalidad, que es el ir seleccionando a aquellos individuos que han acumulado las variaciones más ventajosas en relación a las condiciones
medioambientales que continuamente se van
determinando y, mediante la herencia, poder
extender estas variaciones por la población durante sucesivas generaciones, produciendo el
cambio de la misma.
6. Este descubrimiento apoya más a la teoría darwinista, ya que el concepto de especie está tan
ligado al de población que los podemos reunir
al definir de nuevo la especie como un grupo de
poblaciones que poseen un conjunto de genes
comunes, el genoma de la especie, y que pueden intercambiarlo entre sí originando nuevas
combinaciones dentro del mismo genoma, algunas de las cuales existen pero no tienen función, se generan, surgen, pero sin función determinada, como si, debido a las circunstancias
medioambientales, no hubieran sido seleccionadas de manera natural para su expresión.
7. Significa que aun en presencia de estos fármacos se puede llegar a producir la proliferación de
las mismas.
Los antibióticos se crean contra un amplio abanico de bacterias para poder eliminarlas de un
determinado medio, pero puede aparecer una
bacteria desconocida hasta el momento cuya fisiología le permita ser resistente al antibiótico.
El hecho de permanecer mucho tiempo junto al
fármaco y deber sobreponerse a él para poder
subsistir genera una fisiología bacteriana ade52
cuada para resistirlo. Las bacterias de una generación que por su propia fisiología estén mejor
adaptadas al entorno (en este caso ante la presencia del fármaco) son seleccionadas de forma
natural para dejar nuevos descendientes a la siguiente generación.
En unas condiciones de toma de dosis menores
que las recomendadas y durante menor número
de días, las bacterias sensibles son eliminadas
con mayor dificultad, mientras que las bacterias resistentes al antibiótico, usado incorrectamente, podrán potencialmente proliferar. La
forma de evitar este hecho es tomar las dosis
adecuadas durante el tiempo necesario.
CIENCIA, TÉCNICA Y SOCIEDAD
El problema de la evolución
en la sociedad
Cuando Darwin postuló que el hombre desciende
del mono, sus afirmaciones constituyeron una
bomba científica para su época. Comentar a los
alumnos y alumnas tanto la trascendencia social de
las publicaciones de Darwin como la entereza que
demostró el científico, necesaria para defender sus
descubrimientos. La ciencia, gracias al método
científico, dió la razón a Darwin, pero no sin que
previamente éste sufriera un largo periodo de controversias y acusaciones.
Explicar a los alumnos qué sucede cuando el creacionismo se toma como una teoría. Una cosa es contar lo que se cree que pasó, o sea, relatar, y otra muy
distinta es validar una teoría mediante investigaciones y experiencias científicas para intentar explicar
los hechos observados, incluso los incuestionables.
En relación con estos temas, se puede plantear que
la ingeniería genética, y, más concretamente, la
clonación, ¿atenta contra la variabilidad de la descendencia? ¿Atenta contra la selección natural?
Parece que sí pero, ¿tiene una finalidad? ¿Seleccionamos artificialmente? Debatamos en clase al respecto.
La investigación tiene como finalidad buscar las
relaciones que podemos llegar a encontrar entre religión y ciencia, entre textos religiosos como la Biblia y postulados científicos. Encontremos puntos
de cercanía y lejanía entre ambas partes y reflexionemos sobre los mismos.
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Atención a la diversidad
Actividades de refuerzo
Actividades de ampliación
• Órganos análogos y órganos homólogos. Los
alumnos pueden buscar parejas de órganos de
ambos tipos y hacer fichas con cada elemento
de la pareja para así elaborar un juego de emparejamiento, en el que las bases las pueden decidir
ellos mismos. Para realizar esta actividad pueden
partir de la información del libro, o bien buscar
datos en enciclopedias, libros de Biología, etc.
• Los fósiles. Son los testigos del pasado de la
Tierra. Observándolos podemos tener una idea de
cómo eran los seres que habitaron nuestro planeta hace millones de años. Por eso, el estudio de
los fósiles es fundamental para la comprensión
de la evolución de las especies. Los alumnos pueden realizar un trabajo de investigación sobre los
fósiles, procesos que los producen, tipos, etc.
• Comparando teorías. Se puede realizar en una
cartulina un cuadro comparativo de las teorías de
Linneo, Lamarck y Darwin en el que se puedan incluir ejemplos gráficos que reflejen claramente los
fundamentos de las mismas. Si se desea, pedir a
los alumnos que reproduzcan el clásico ejemplo
de las jirafas.
• Atapuerca. ¿Qué se sabe hoy de los primeros europeos? ¿Quién era Homo antecessor? ¿Y Homo
heidelbergensis? ¿Cómo y por qué ha cambiado
la clasificación de la especie humana actual, respecto de los homínidos fósiles y de los primates
vivientes en la actualidad? Se puede realizar una
investigación sobre los descubrimientos realizados
en Gran Dolina y otros yacimientos de la sierra de
Atapuerca analizando la trascendencia de los mismos en la reconstrucción de la línea evolutiva de
la especie humana.
• Lamarck. Proponer a los alumnos y alumnas que
busquen la biografía de Lamarck y copien los datos más relevantes. Explicarles que, aunque hoy
sus teorías estén obsoletas y casi olvidadas en la
comunidad científica, seguimos estudiándolas
porque, en su momento, supusieron una revolución. De hecho, fue una de las primeras incursiones científicas en un campo muy espinoso, en el
que la sociedad de la época no admitía ninguna
explicación que no tuviera que ver con el creacionismo. Explicarles que, incluso otros grandes científicos, como Cuvier, padre de la anatomía comparada, eran fijistas y catastrofistas, a pesar de
tener un notable conocimiento de la fauna y flora
del pasado, y de las posibles relaciones entre las
especies extintas y algunas de las actuales. Este
hecho añade valor a la figura de Lamarck.
• Desde la primera célula hasta hoy. Se puede
plasmar en una cartulina el proceso de evolución
de los seres vivos para investigar cuál es el orden
cronológico de aparición sobre la superficie
terrestre de grupos relevantes: ¿cuándo aparecen
los hongos? ¿Primero plantas o animales? ¿Cuándo aparecen los insectos? ¿Y los primates?
• ¿Seguimos evolucionando? ¿Cómo será el ser
humano dentro de miles de años? ¿Cómo imaginamos a nuestros descendientes? ¿Se creará una
nueva especie? Que los alumnos se atrevan a ponerle un nombre. Pueden imaginar qué pasaría
ante algunos potenciales cambios futuros (incremento del efecto invernadero, guerras biológicas,
etc.) mencionando características que pudieran
ser seleccionadas favorablemente e influyeran en
el proceso evolutivo de los seres vivos.
• El periódico de la controversia sobre la teoría
de la evolución de Darwin. El alumno o alumna
es el autor o autora de un reportaje para la portada de uno de los periódicos más importantes de la
época en la que Charles Darwin publicó El origen
del hombre. Debe transmitir claramente los descubrimientos de Darwin, sin olvidar la mentalidad
fijista que impregnaba la sociedad de la época en
la que se escribe el artículo. ¿Se puede escribir así
un artículo que no ofenda a nadie?
• Darwin, escritor. Podemos proponer lecturas relacionadas con la unidad, como pudiera ser El origen de las especies por medio de la selección natural o El origen del hombre para intentar conocer
más detalladamente la teoría evolutiva de este
científico y su particular visión sobre el proceso de
la especiación. Es particularmente interesante un
capítulo del primer libro, en el que Darwin explica
qué entiende por selección natural. Dos obras del
mismo autor, Autobiografía y Viaje en el Beagle
también son obras muy interesantes, que aportarán a los alumnos y alumnas nuevos datos sobre
la figura del naturalista británico y sobre sus importantes descubrimientos.
• La especie. Pedir a varios alumnos y alumnas que
realicen una exposición oral sobre la aparición de
nuevas especies, comentando las causas del aislamiento reproductivo. Si quieren, pueden utilizar
como ejemplo las tortugas gigantes de las Islas Galápagos o los pinzones de dichas islas y, de paso,
trabajar conceptos relacionados con la clasificación
y la nomenclatura científica de las especies.
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07 Biomas y ecosistemas
PROGRAMACIÓN DE AULA Y PROYECTO CURRICULAR
Objetivos
CLAVES CIENTÍFICAS
• Conocer los componentes de los ecosistemas
y de los biomas.
• Estudiar distintos biomas y ecosistemas de la Tierra,
comprendiendo las relaciones con el clima y explicando
tanto la distribución latitudinal y geográfica como
altitudinal de los diferentes ecosistemas.
• Explicar cómo cambian los ecosistemas y cómo influyen
las actividades humanas en dichos cambios.
• Reconocer las influencias ambientales en los seres vivos.
• Definir los conceptos de mínimo, tolerancia, óptimo,
hábitat, nicho y recursos.
• Comprender los conceptos de población, relaciones
interespecíficas, relaciones intraespecíficas, ecotono, y otros
hechos y conceptos importantes de la ecología.
• Analizar la sucesión ecológica, distinguiendo sucesiones
primarias y secundarias.
Nos adentramos ya en el último bloque temático del libro con el objetivo de trabajar la organización de la
naturaleza a gran escala, estudiar ecosistemas y biomas desde diferentes
perspectivas, determinar la influencia
del ambiente, observar los cambios en
el tiempo y otros muchos aspectos
muy importantes a tener en cuenta
en el estudio de la compleja organización interna que tiene la naturaleza. Desde la unidad básica de la vida,
la célula, hasta estos niveles de organización ecológicos, hemos debido
tratar todos los niveles de organización de la biosfera. Esta unidad y las
siguientes se centrarán en los más amplios de todos ellos.
• Explicar qué es la etapa clímax en la sucesión ecológica,
aplicando los criterios necesarios para saber si un
ecosistema se encuentra en esta etapa.
• Describir las tendencias generales al cambio de todos
los ecosistemas, identificando cuáles suponen avance
en complejidad y cuáles regresión.
ACTITUDES PROCEDIMIENTOS
CONCEPTOS
Contenidos
•
•
•
•
Biomas y ecosistemas.
Mínimo, tolerancia y valor óptimo de las condiciones ambientales.
Habitat, nicho y recurso para un ser vivo.
La sucesión ecológica.
•
•
•
•
Utilización de imágenes para poder reflejar algunos conceptos y procesos ecológicos.
Interpretación de algunos esquemas relacionados con la lección.
Análisis de la información reflejada en tablas relacionadas con la lección.
Reconocimiento de información en gráficas relacionadas con la lección.
• Interés por el conocimiento de la estructura ecológica de la que formamos parte.
• Concienciar sobre el importante papel que desempeña el ser humano en la conservación
de la naturaleza.
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Contenidos transversales
Criterios de evaluación
Ciencia-tecnología-sociedad
• Entender la estructura de ecosistemas y biomas.
Los avances tecnológicos suponen cada vez un mayor desajuste en la relación entre el hombre y la naturaleza, de manera que cuanto mayor desarrollo
alcanza el ser humano, mayores son los costes ambientales que soportamos. En la sociedad cazadora
y recolectora los impactos en el entorno eran mínimos, aumentaron algo en la sociedad agrícola y
ganadera, se dispararon con la Revolución Industrial y, en esta era de la alta tecnología, los problemas medioambientales se han hecho insostenibles.
La tecnología debería servir de importante apoyo
para equilibrar la balanza de esa relación entre el
ser humano y la naturaleza, de forma que pudiéramos conseguir un desarrollo sostenible en el medio
del que formamos parte.
• Reconocer ecosistemas y biomas en la Tierra.
• Comprender las influencias ambientales en los
seres vivos.
• Conocer los ecosistemas y biomas más características de España.
• Describir los cambios en los ecosistemas.
• Comprender nuestro papel en la naturaleza.
Actividades
Actividades de desarrollo
Éste puede ser un buen momento para llevar a
cabo una salida al campo y poder desarrollar, entre
otras, la experiencia propuesta en el libro.
Educación ambiental
Actividades de refuerzo
Debemos llegar a concienciar a nuestros alumnos
de que la única solución para resolver los problemas ambientales que hemos originado es convivir
con el entorno del que formamos parte, pero no vivir a su costa. Debemos respetar la naturaleza, cuidarla, mimarla. Las generaciones venideras tienen
también el derecho de poder disfrutar de sus recursos, recursos que poco a poco hemos ido hipotecando. Hemos contaminado, deforestado, extinguido, somos la única especie que degrada el
medio en el que vive y del que vive. Entre todos podemos intentar cambiar esta dinámica negativa,
debemos apostar por un futuro en armonía con el
medio. Nuevamente el concepto de desarrollo sostenible se hace necesario para la supervivencia de
la naturaleza.
Se pueden realizar unos paneles que reflejen las características más importantes de los ecosistemas y
biomas, haciendo énfasis en los españoles.
Actividades de ampliación
Los alumnos pueden investigar y realizar series de
vegetación en función de la altura en las montañas
más cercanas a su centro. Podrían realizar trabajos
en los que se simule algún tipo de sucesión.
NIVEL Y DIFICULTAD DEL TEMA
Ésta suele ser una unidad Actividades
B
M
que los alumnos entien- ES, pág. 124 1
1
den bien porque se repa- T1, pág. 126 1
1
san muchos conceptos tra- T2, pág. 128 1
2
bajados con anterioridad, T3, pág. 130 1
1
tanto la organización de T4, pág. 132 2 1 y 3
la naturaleza como las TC, pág. 135 1 y 2 4 y 5
condiciones ambientales TP, pág. 136 1 2 y 4
ya han sido tratadas. Qui- TR, pág. 137
X
zá podamos encontrar
EX, pág. 137
X
cierta dificultad al estudiar
los cambios en los ecosistemas. El concepto de
sucesión ecológica es el más complejo del tema.
Educación para el consumidor
También desde la perspectiva del consumo podemos ayudar al cuidado de la naturaleza. Podemos
elegir productos que no contaminen el medio, incluso productos que en su elaboración hayan tenido en cuenta de alguna forma un respeto por el
entorno. Evitemos los productos muy envasados.
Reutilicemos, reciclemos, reduzcamos consumos
energéticos, etc.
55
A
3
3y4
3y4
3
4y5
3, 6 y 7
3y5
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Soluciones de las actividades
Presentación del Bloque III (pág. 123)
1. a) Se llama ecosistema al conjunto formado por
los seres vivos que habitan en una zona determinada y el medio físico y químico de esa
zona, entre los que se establecen diversas relaciones. El biotopo es el lugar del ecosistema
donde habitan todos los seres vivos. La biocenosis es el conjunto de los seres vivos del
ecosistema.
b) Si, en un ecosistema los seres vivos están relacionados. Cualquier relación depredadorpresa es un ejemplo.
c) No, siempre deben existir los seres autótrofos
que inicien las cadenas tróficas.
2. a) Proporciona una mayor defensa contra los
depredadores y les ofrece más oportunidades de reproducirse.
b) Beneficia a dichas especies porque si fuera
perjudicial no se mantendría esta relación.
3. a) Las plantas de lugares muy áridos tienen raíces profundas y muy ramificadas para recoger el máximo de agua. También suelen tener el tronco o las hojas carnosas para
almacenar el agua que absorben.
b) Se encuentran en forma de semilla en el suelo, por lo que podemos decir que no aparecen espontáneamente y sobreviven esas
plantas durante la época seca en forma de
semillas «enquistadas», protegidas, a la espera de que mejoren las condiciones medioambientales para ellas.
c) Sí, por ejemplo, los polos. En este caso, el
factor que condiciona la vida son las bajas
temperaturas, es decir, el frío.
d) Sí, los fondos abisales del mar.
Agrupaciones: enjambre, matorrales y arrecife
de coral.
El término depredación no se identificaría específicamente con ninguno de los tres.
3. En primer lugar, investigaría cómo se reproducen dichos insectos, con el objetivo de averiguar
si se puede intervenir en algún aspecto de su
proceso reproductivo intentando de este modo
frenar el desarrollo de la plaga.
Después investigaría la existencia de aves que se
alimenten de orugas pero corro el riesgo de que
también se alimenten de otros seres vivos, es
una solución menos específica que la anterior.
Más tarde investigaría cómo afecta la temperatura al crecimiento de las orugas, pero esto no
solucionaría el problema, porque este factor
ambiental puede controlarlo en condiciones experimentales pero no en la naturaleza.
Por último, investigaría la fotosíntesis de los pinos, pero con mis conclusiones sobre este tema
no frenaría la expansión de las orugas.
¿Qué debes saber? (pág. 125)
RECUERDA Y RESPONDE
Todas son relaciones entre dos especies. El comensalismo es una relación beneficiosa para una de las
especies, pero indiferente para la otra. El parasitismo es una relación beneficiosa para una especie y
perjudicial para la otra. La simbiosis es una relación
beneficiosa para las dos especies. Y la depredación
es una relación beneficiosa para una especie y supone la muerte para la otra. Quiere decir que en la
nutrición, las plantas sólo incorporan materia inorgánica y los animales incorporan tanto materia orgánica como inorgánica.
RECUERDA Y RESPONDE
Expresa lo que sabes (pág. 124)
1. Con la fotografía grande podemos relacionar
muchos seres vivos, suelo fértil y suelo húmedo
y con la fotografía pequeña podemos relacionar
viento fuerte, grandes cambios de temperatura
y nevadas.
2. Biomas: desierto y estepa.
Ecosistemas: encinar, bosque, laguna y oasis.
56
Porque suelen ser el inicio de las cadenas tróficas
en los ecosistemas. Son los seres que consiguen fabricar materia orgánica a partir de la materia inorgánica presente en el medio, el dióxido de carbono
y el agua, utilizando la energía del Sol. Son, por
tanto, aquellos seres que consiguen fijar la energía
solar e integrarla en los ecosistemas, de forma que
los animales que se alimenten de ellos puedan
aprovecharla.
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concentración de oxígeno u otros gases, la cantidad de luz, la humedad atmosférica, el viento,
etcétera.
TAREA 1
Panorama: Biomas y ecosistemas
(pág. 127)
2.
Imagen activa 1. Biomas y pisos de vegetación
Mozambique
Sabana: Zona de clima tropical con estación seca
Los árboles de hojas grandes se pueden desarrollar
en el piso de vegetación de los bosques de hoja caduca, ya que necesitan amplias hojas para aprovechar los meses que las tienen y además no se dan
unas condiciones de temperaturas altas que obligue a reducir su tamaño para evitar la pérdida de
agua.
Selva: Zona de clima tropical
Sabana: Zona de clima tropical con estación seca
Pradera: Zona de clima templado apenas sin árboles
Desierto: Zona árida en la que apenas llueve
Pradera: Zona de clima templado apenas sin árboles
Marino: Zona de aguas marinas
Bosque mediterráneo: Zona de sequía estival
Los animales de pilosidad escasa se podrían desarrollar en el piso de vegetación del bosque mediterráneo, donde hace más calor. La escasez de pelo
es una adaptación positiva en estas circunstancias.
Montañoso: Zona de altas cumbres
Bosque de hoja caduca: Zona de clima templado con árboles
Taiga: Zona de clima frío
Las plantas suculentas se deberían desarrollar en la
zona de óptimas condiciones para el desarrollo botánico y que suele coincidir con el final del piso del
encinar e inicio del piso del robledal, es decir, en el
paso entre el bosque mediterráneo y el bosque de
hoja caduca.
Tundra: Zona extremadamente fría
Noruega
Explicar
3. Si hay más plantas, se evita más la escorrentía
superficial y el suelo contiene más agua y si el
suelo contiene más agua, es más fácil que se
desarrollen más plantas.
Si la temperatura del aire es adecuada, hay más
cantidad de insectos.
Si hay mucha luz solar, el agua del mar está más
caliente.
Si hay muchos conejos, se desarrollan muchos
zorros, pero, como éstos se alimentan de los primeros, pronto escasearán los conejos y la población de zorros tenderá a reducirse. Entonces,
por la baja depredación, aumentará el número
de conejos y el ciclo volverá a comenzar.
Los grandes herbívoros podrían desarrollarse tanto
en el piso de vegetación del bosque mediterráneo
como en el piso de vegetación del bosque de hoja
caduca por gran la cantidad de plantas que sustentan ambos biomas.
Las hierbas de desarrollo anual podrían desarrollarse en la parte alta cercana a la cumbre coincidiendo con lo que en definitiva es el inicio de la tundra,
ya que se registran normalmente bajas temperaturas a lo largo del año, salvo en la época estival en la
que éstas aumentan algo.
Sí. Se encuentran ciertas similitudes entre esas zonas porque se desarrollan parecidas condiciones
ambientales, que determinan un tipo de biocenosis
bastante similar.
4. En el paso del estanque nuevo al estanque viejo
pueden oscilar las concentraciones de bioelementos, de algunos gases, disminuir la cantidad
de luz, aumentar la biodiversidad y la cantidad y
complejidad de relaciones entre los seres vivos.
En el paso de la pradera al bosque climax pueden oscilar las concentraciones de algunos bioelementos, de algunos gases, aumentar la cantidad de agua retenida, disminuir la cantidad de
luz, variar las corrientes de viento, aumentar la
biodiversidad y la cantidad y complejidad de relaciones entre los seres vivos.
Actividades
Recordar
1. Algunas condiciones del ambiente en ecosistemas acuáticos podrían ser la temperatura, la
presión, la concentración de oxígeno u otros gases, la cantidad de luz, las corrientes, etc.
Algunas condiciones del ambiente en ecosistemas terrestres podrían ser la temperatura, la
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Soluciones de las actividades
TAREA 2
¿Cómo condiciona el ambiente
a los seres vivos? (pág. 128)
TAREA 3
Los ecosistemas y su composición;
los biomas (pág. 130)
OBSERVACIÓN
Observación
1. Respuesta personal.
1. Vemos especies de diferentes tipos de algas, de
una especie de esponja, de medusa, de actinia,
de estrella de mar, de langosta, de gasterópodo, de tiburón y de otros tipos de peces.
2. Crecimiento de raíces
Floración
Caída de las hojas
Actividad de insectos
Emergencia de setas
Cantidad de algas
Dureza del suelo
Duración del día
Viento
Temperatura
Lluvia
Profundidad
Experiencia
Necesita 300 ml/día. Con 750 ml crecerá unos 6,25
cm/mes. El riego excesivo implica que no se puede
desarrollar de manera correcta la absorción radicular.
2. La luz, la temperatura, la presión, las corrientes,
la concentración de bioelementos, de oxígeno y
de otros gases.
3. La luz solar es captada por las algas para realizar
la fotosíntesis (clase 2). Es de clase 3.
Imagen activa 1
Imagen activa 1. Araña
Disminuye la temperatura, aumentan los vientos,
aumenta la humedad y aumentan las concentraciones de bioelementos.
Fundamentalmente los insectos.
Actividades
Actividades
Recordar
Recordar
1. Biocenosis son los seres vivos de un ecosistema,
población es el conjunto de individuos de una
especie que vive en un ecosistema. La biocenosis abarca a todas las especies y la población se
ciñe únicamente a una de ellas. Ambos se relacionan con el concepto de especie biológica.
1. Factor limitante es aquel que está cerca del mínimo imprescindible o supera el máximo soportable. Hábitat es el lugar dentro del ecosistema donde cada organismo puede vivir y reproducirse.
2. Recursos abióticos acuáticos: temperatura, concentración de oxígeno (fase inmadura). Recursos
abióticos terrestres: temperatura, humedad
atmosférica. Recursos bióticos acuáticos y terrestres: plantas acuáticas, escarabajos acuáticos,
larvas de efímera, lombrices, etc.
Comprender
3. Un descenso de la temperatura ambiental por
una helada resultará más limitante para la especie que comúnmente más se aleje de esos valores: para el gorrión. Por las mismas razones, la
escasez de alimento limita más a la paloma.
4. Se acostumbraría demasiado a esta leche y al introducir cualquier pequeña variación en la alimentación podría originar una disfunción digestiva que provocase un descenso en el crecimiento.
Conforme el bebé crece, requiere una alimentación más completa y equilibrada.
58
2. Bosque mediterráneo: Encinar y quejigar. Desierto: Oasis y reg. Bosque templado de hoja caduca: Hayedo y robledal.
Explicar
3. Respuesta gráfica. La disminución de hierba en
un prado, determinada por el aumento de la
población de saltamontes, limita el potencial reproductivo teórico de dicha población.
TAREA 4
Los cambios en los ecosistemas
(pág. 132)
Observación
1. Después del incendio se van sustituyendo unas
especies por otras y va aumentando el número
de las que quedarán en la fase climax.
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El incendio puede ser debido a causas naturales,
como un rayo, o a causas humanas.
Habrá ido descendiendo justo después del incendio y aún más con el paso del tiempo gracias
a la nueva cubierta vegetal.
Bosque recién quemado: mosca y avispa.
Bosque en regeneración: ratón de campo, conejo.
Bosque totalmente recuperado: picapinos, zorro.
Actividades de la unidad
Test de conocimientos (pág. 135)
1. De arriba abajo: ecosistema, relación, integración, biotopo (izquierda) y biocenosis (derecha).
2. a) Conjunto formado por los seres vivos que
habitan en una zona determinada y el medio
físico y químico de esa zona, entre los que se
establecen diversas relaciones.
b) Es la relación entre biotopo y biocenosis.
c) Conjunto de seres vivos de un ecosistema.
d) Son grandes zonas donde se mantienen los
rasgos generales de clima y suelos.
e) Condiciones no bióticas de un ecosistema.
f) Conjunto de factores influyentes en el organismo.
g) Influencia ambiental no biótica del ecosistema.
h) Lugar dentro del ecosistema donde un organismo puede vivir y reproducirse.
2. Salvo por una erupción volcánica, sería complicado generar un fuego que devolviese al ecosistema a las mismas condiciones iniciales.
Imagen activa 1. Brezal con helechos
Que probablemente, con el tiempo, en esta zona
se desarrollará un robledal. No podríamos asegurar
ni que avance hacia un robledal ni que esté en retroceso, tendríamos que conocer su historia.
Actividades
Comprender
3. El límite del robledal, su ecotono, se encontrará
donde la cantidad de especies diferentes comience a ser mayor.
1. El crecimiento de la vegetación de un bosque
hace que vayan existiendo variaciones de temperatura entre el exterior y el interior del mismo.
4. a) Demasiado global, pues hay muchas especies
diferentes de delfines en ríos y mares.
b) Es un término muy amplio ya que suele haber varias especies de árboles en un jardín.
c) Es el término que se da a un grupo de artrópodos que incluye muchísimas especies.
d) No son seres vivos.
2. Mientras que las sucesiones primarias son aquellas en las que no interviene el ser humano, las
sucesiones secundarias son aquellas en las que
sí interviene. Elección personal.
Explicar
3. Respuesta gráfica, aplicando los datos del esquema de la página 133. Como las etapas más
alejadas del agua son las que más tiempo han
tardado en formarse, la sucesión de ecosistemas
será: juncal - espadañar - carrizal- tarajal.
5. a) Sucesión, biotopo, especies. Verdadera.
b) Especies, aumentando, viento, nieve, plantas. Verdadero.
c) Desarrollo, climax. Falso, no tendrían porqué
desaparecer a los pocos años.
4. Sí: se irían desarrollando las mismas etapas de
sustitución en la sucesión hasta la fase climax.
6. En su momento clímax todos los estratos vegetales de un bosque (costráceo, herbáceo, arbustivo, arbóreo) contienen especies análogas a las
de otras tantas fases sucesionales pasadas (líquenes y musgos, gramíneas, matorrales y árboles), desde las más antiguas hasta las modernas.
En su momento clímax las orlas de vegetación
concéntricas que se establecen a partir de las
orillas de una laguna corresponden a otras tantas fases sucesionales, de manera que las más
alejadas del agua han tardado más en formarse.
5. Es la primera fase sucesional, ya que corresponde a la primera orla de vegetación concéntrica
originada.
Resumen de la unidad
Imagen activa 1
Podría ser factible. ¿Acaso un nuevo comienzo?
¿En que condiciones? Sería mejor no forzar esa
«sucesión».
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Soluciones de las actividades
7. Porque los pequeños forman las fases sucesionales que dispondrán las características necesarias para que se desarrollen correctamente las
fases sucesionales posteriores que puedan albergar grandes árboles y animales.
Test de capacidades (pág. 136)
1. En el mapa debe quedar reflejado:
a) Gran parte de la zona centro y Sur de la Península y también Baleares.
b) Islas Canarias.
c) Zona Norte de la Península.
d) Algunas áreas de la zona centro.
Generalizando, a medida que vamos hacia el sur
van aumentando las temperaturas y disminuyendo las precipitaciones.
2. a) Las gráficas reflejan el desarrollo de nuevos
ejemplares diarios de dos especies diferentes
de Drosophila en función de un factor ambiental muy influyente en las mismas, como
parece que es la propia cantidad de alimento
disponible. Quedan reflejados unos requerimientos mínimos necesarios y un óptimo de
crecimiento ante este factor. Llegado este
punto, mayor cantidad de comida ya no se
traduce en una mayor cantidad de nuevos
ejemplares diarios, sino todo lo contrario, se
produce una disminución.
b) 25 gramos en los dos casos.
c) La especie 1 puede tolerar hasta 125 gramos
y la especie 2, hasta 150 gramos.
d) 100 gramos en ambos casos.
3. Porque los zorros se mueven más en estos ecotonos, ya que son los sitios donde existe la mayor riqueza de especies diferentes, es decir, es la
zona con mayor variedad de presas distintas
para el zorro.
4. Basta con realizar esquemas sencillos, con rótulos. Debe reflejarse en los dibujos:
a) El desarrollo de las distintas fases sucesionales
del bosque: líquenes y musgos, gramíneas, matorrales y árboles, de tal forma que se vaya
viendo el desarrollo de todos los estratos vegetales del bosque: musgos y líquenes, herbáceo, arbustivo y arbóreo.
60
b) El desarrollo de las fases sucesionales de la
laguna, que se corresponde con las distintas
orlas de vegetación concéntricas que se establecen a partir de sus orillas: juncos, carrizos,
espadañas y tarajes. Las orlas de vegetación
concéntricas más alejadas del agua han tardado más tiempo en formarse.
5. Respuesta dependiente del territorio.
Test de responsabilidad (pág. 137)
Valorar lo que tenemos es nuestro gran reto. Valorar
el hecho de respirar aire puro, los cambios estacionales, el beber agua limpia, el disfrutar del canto de
los pájaros. ¿Lo valoraremos cuando lo perdamos?
Experiencia (pág. 137)
Aunque esta experiencia puede realizarse con los
datos del esquema del libro, sería muy interesante
llevarla a cabo en el campo. Es muy sencilla y tanto
su realización como los resultados son realmente
interesantes para los alumnos y alumnas.
MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
Desarrollo sostenible y protección
del medio ambiente
Al ritmo que llevamos, la naturaleza, tal y como la
conocemos, podría tener los días contados. Desastres ecológicos, escasa implicación económica, despropósitos sociales, son tantas las circunstancias
que una y otra vez dañan a nuestro pobre planeta
Tierra, que realmente se encuentra en una situación límite. El planeta tan sólo puede quejarse de la
forma que sabe: más cánceres de piel, más pérdida
de biodiversidad, mayores inundaciones... Es obvio
que ha llegado el momento de decidir un cambio
importante en nuestra forma de actuar, como ciudadanos, consumidores e incluso como especie.
Recordemos a los alumnos que su futuro y el de las
generaciones posteriores está realmente en sus
manos. Comentarles que, no obstante, aunque la
situación del planeta puede preocuparnos, es cierto que la conciencia medioambiental ha crecido de
forma considerable (recordar que hace apenas
quince años no aparecía una sola noticia de medio
ambiente en los telediarios), y que muchas organizaciones internacionales comienzan a hacerse oír
para provocar ciertos cambios de actitud en los gobiernos y en la ciudadanía.
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Atención a la diversidad
• Sucesión simulada. Se puede simular de alguna
forma un proceso de sucesión ecológica a partir
del incendio de una zona o de la formación de
una laguna. Se pueden utilizar todo tipo de materiales y técnicas en el proceso de realización de dicha sucesión.
Actividades de refuerzo
• Paneles sobre los ecosistemas. Los alumnos y
alumnas pueden realizar unos murales en los que
se visualicen los elementos que forman los ecosistemas, los factores del biotopo, de la biocenosis y
todas las relaciones posibles que puedan darse en
ellos y entre ellos. Pedirles que incluyen todas las
fotos y dibujos de animales, plantas, paisajes, etc.,
que encuentren.
• Decálogo medioambiental. Los alumnos pueden confeccionar un decálogo medioambiental
en el que se recomiende a la gente la realización
de una serie de actuaciones con el objetivo de intentar mejorar la sostenibilidad del entorno en el
que vivimos.
• Ecojuego. Los alumnos pueden inventar algún
tipo de juego que tenga como principal protagonista el ecosistema. Pueden tratar cualquier aspecto ecológico. Las características y bases del
juego deberían ser establecidas por los propios
alumnos. Ejemplo: un juego de simulación con
causas - consecuencias, desarrollándose sobre un
tablero en el que aparezcan conceptos y hechos,
con cartas para introducir variables diferentes.
• Biomas cercanos. Se puede realizar algún tipo
de trabajo sobre el bioma en el que se encuentra
el centro. Los alumnos pueden investigar en la zona los ecosistemas típicos que puedan englobarse
en este bioma, realizar estudios de sus biotopos,
sus biocenosis y las relaciones que puedan desarrollarse en los mismos. Se podría elaborar un
trabajo escrito, aunque una exposición oral apoyada de algún tipo de material visual resultaría
también interesante.
• Un bioma, un panel. Los alumnos pueden representar en paneles los distintos tipos de biomas
que hay en la Tierra. No hay que olvidar ni el bioma de montaña ni el bioma marino. Sería conveniente que los paneles reflejasen las características comunes que tienen las zonas que engloban
estos biomas.
Sugerencias complementarias
• Existe mucho material multimedia relacionado
con los conceptos que se trabajan en esta unidad.
Cualquier apoyo de este tipo va a complementar
perfectamente cualquiera de nuestras explicaciones y ayudará a fijar dichos conceptos. Sería aconsejable visualizar aspectos poco conocidos o que
no resulten cotidianos con el objetivo de amplificar el campo de visión que tienen los alumnos de
estos temas.
• Ecosistemas cercanos. Se puede realizar algún
tipo de trabajo sobre un ecosistema cercano al
centro. Los alumnos pueden investigar el biotopo,
la biocenosis y las relaciones que puedan de-sarrollarse en ese ecosistema. Al finalizar, se podría
proponer la elaboración de un trabajo escrito,
aunque una exposición oral apoyada de algún tipo de material visual sería suficiente y resultaría
también interesante.
• Puede ser un buen momento para desarrollar un
pequeño ecosistema artificial en alguna zona del
centro, con el objetivo de servir como material de
trabajo y estudio para nuestros alumnos. Una pequeña zona para realizar siembras, una pequeña
charca, etc., pueden resultar interesantes a la hora de realizar en dichos espacios pequeñas investigaciones que sean útiles y sirvan como iniciación
a posteriores trabajos de mayor envergadura en el
campo. Para llevar a cabo la experiencia con mayor eficacia, conviene acotar una sección de terreno, de forma que nadie pueda pisarla ni alterarla,
e incluir carteles informativos para que los demás
alumnos y alumnas del centro no interfieran en el
desarrollo del ecosistema y para que participen y
disfruten también del experimento. Pero hay que
tener en cuenta que de nada servirá realizarlo si
no se lleva a cabo un registro diario sistemático de
los cambios.
Actividades de ampliación
• Al campo, «peques». Los alumnos y alumnas
pueden intentar ser los profesores por un día, ya
que pueden preparar una salida de campo para
alumnos más pequeños. No hay que ser muy ambiciosos en los objetivos a conseguir con alumnos
más pequeños. Dejar claros dos o tres conceptos
bastará. Resulta conveniente no complicar mucho
las actividades que deban realizar.
• Series de vegetación. Se pueden confeccionar
series de vegetación en función de la altura en las
montañas más cercanas al centro. No tienen porqué resultar series complicadas, puede valer perfectamente una variación de tan sólo dos especies
arbóreas.
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08 Interacciones en los ecosistemas
PROGRAMACIÓN DE AULA Y PROYECTO CURRICULAR
Objetivos
CLAVES CIENTÍFICAS
• Conocer la integración de los elementos que constituyen
el ecosistema.
• Entender que un ecosistema no es un conjunto
de organismos independientes que viven en un mismo
lugar, sino que se trata de un todo, un complejo conjunto
de interacciones en el que cada cambio, por pequeño
que sea, puede producir cambios muy importantes
en la totalidad.
• Analizar los mecanismos de control en el ecosistema,
así como la influencia de las agrupaciones intraespecíficas
e interespecíficas.
• Estudiar la dinámica ecológica utilizando para ello modelos
cibernéticos sencillos.
• Describir las relaciones interespecíficas: mecanismos
de retroalimentación, agrupaciones de control ecológico
(depredación, competencia, parasitismo, amensalismo,
comensalismo, plagas y epidemias) y agrupaciones
de beneficio mutuo (simbiosis, mutualismo, cooperación).
• Describir las relaciones intraespecíficas, indicando las causas
de la existencia de grupos sociales en el ecosistema,
sus características (jerarquización, división de tareas,
especialización anatómica y funcional), y mencionando
algunas agrupaciones de otros tipos, como las gregarias.
Las relaciones en los ecosistemas
desempeñan un papel tan importante como los propios elementos
del biotopo y de la biocenosis. La
naturaleza se autorregula y tiene
mecanismos de retroalimentación
tanto positivos como negativos, que
potencian el equilibrio en los sistemas.
Estos mecanismos son a veces muy
sencillos y otras veces realmente
complejos, pero en ambos casos son
capaces de mantener las condiciones
de estabilidad del ecosistema, dentro de ciertos márgenes de variación. El problema aparece cuando
algún elemento del sistema distorsiona gravemente este equilibrio...
y, por lo general, esta alteración, al
menos en nuestros tiempos, suele
deberse a la actividad de la especie
humana.
CONCEPTOS
• Mecanismos de control en los ecosistemas.
• Agrupaciones intraespecíficas
• Agrupaciones interespecíficas.
PROCEDIMIENTOS
• Utilización de imágenes para poder reflejar algunos conceptos y procesos ecológicos.
• Interpretación de algunos esquemas relacionados con la unidad.
• Reconocimiento y uso de información contenida en gráficas.
ACTITUDES
Contenidos
• Interés por el conocimiento de las relaciones ecológicas que mantenemos.
• Concienciar sobre el importante papel que desempeña el ser humano en la conservación
de la naturaleza.
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Contenidos transversales
Actividades
Educación ambiental
Actividades de desarrollo
Debemos concienciar a los alumnos de la importancia de mantener unas correctas relaciones ecológicas con el entorno del que formamos parte.
Debemos respetar la naturaleza y en esta tarea se
encuentra el hecho de mantener una sostenibilidad
en nuestras relaciones ambientales. Aunque sea
reiterativo, debemos intentar que los alumnos y
alumnas piensen que las generaciones venideras
tienen también el derecho de poder disfrutar de
sus propias relaciones con el entorno. Para ello,
basta, en este caso, con ponerles a pensar sobre algunas de las relaciones, a veces complejas y sutiles,
que vamos a descubrir durante el estudio de la unidad. Hablarles de que, normalmente, el funcionamiento de un ecosistema es un delicado equilibrio,
que puede romperse muy fácilmente.
Hay gran cantidad de material multimedia que puede complementar perfectamente nuestras explicaciones. También podemos realizar una práctica de
campo con el objetivo de reconocer interacciones en
los ecosistemas: éstas son sorprendentemente fáciles de reconocer por los alumnos y alumnas sobre el
terreno. Además, de esta forma podemos resolver
de una manera más práctica las diferentes actividades que plantea el libro del alumno.
Educación para el consumidor
Actividades de ampliación
Ya sabemos que podemos ayudar al cuidado de la
naturaleza desde la perspectiva del consumo. Al final de la unidad se trabajan los residuos. Antes de
producirlos debemos reciclar y reutilizar nuestros
materiales, e intentar reducir la cantidad de residuos que producimos. Una vez que tengamos los
residuos, intentaremos gestionar una correcta eliminación de los mismos. Es realmente importante
que utilicemos los medios que los ayuntamientos
ponen a nuestra disposición, es decir, que usemos
correctamente los contenedores para la separación
de basuras. Éste es un pequeño paso en la consecución de una sociedad más respetuosa con la naturaleza.
Los alumnos pueden realizar una campaña en el
centro con el objetivo de sensibilizar a sus compañeros del problema de los residuos. Para ello deberían organizarse, conseguir carteles publicitarios,
instalar contenedores (o carteles en los contenedores ya existentes), etc.
Actividades de refuerzo
Se pueden realizar paneles que reflejen las interacciones más importantes que tienen los ecosistemas. Los alumnos podrían también realizar algún
tipo de juego de simulación que guardase relación
con dichas interacciones.
NIVEL Y DIFICULTAD DEL TEMA
Esta unidad no suele re- Actividades
B
M
A
presentar una gran difi- ES, pág. 140 1
2
3
cultad para los alumnos. T1, pág. 142 1 y 2 3-7
Suele ser una unidad que T2, pág. 144 1 2 y 3 4
entienden bien porque se
T3, pág. 146 1 2 y 3 4
repasan algunas relaciones
T4, pág. 148 1-3 4 y 5
trabajadas ya con anterioT5, pág. 150 1 y 2 3 4 y 5
ridad. El asunto más com2, 3,
4y7
plicado es el uso de mo- TC, pág. 153 1
5y6
delos y el establecimiento
1, 2,
de relaciones. Es impor- TP, pág. 154 3 4 y 6 5
tante que resaltemos tamTR, pág. 155
X
bién el apartado específiEX, pág. 155
X
co en el que se hace
referencia a los residuos y la problemática que
con ellos se relaciona.
Criterios de evaluación
• Comprender los mecanismos de control en la
naturaleza.
• Describir las agrupaciones interespecíficas y reconocer algunas de ellas en diversos ejemplos de
ecosistemas.
• Describir las agrupaciones intraespecíficas y reconocerlas en diversos ecosistemas.
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Soluciones de las actividades
Expresa lo que sabes (pág. 124)
DEDUCE. Bosque de pinos
1. En la relación entre las leonas y los facoceros,
aquéllas obtienen alimento y éstos salen claramente perjudicados. Las leonas cazan asociadas
en grupo y esto es una ventaja, ya que facilita el
objetivo de cobrarse una pieza. Las ovejas obtienen también alimento pero compitiendo entre
ellas, lo que siempre es un inconveniente.
2. Parasitismo: es una relación en la que unos organismos de una especie viven a costa de organismos de otra, a los que producen daños.
Depredación: es una relación en la que los predadores de una especie cazan a las presas de
otra especie para alimentarse de ellas.
Colonia: es una agrupación de individuos de la
misma especie que favorece la supervivencia,
pero sin una estructura social desarrollada.
Sociedad: es una agrupación de individuos de la
misma especie que tiende a favorecer su propia
supervivencia y en la que podemos observar una
jerarquía, una división de tareas y una especialización anatómica y funcional desarrollada.
Competencia: es una relación entre individuos
de especies diferentes o de la misma especie,
que tratan de conseguir los mismos recursos a la
vez, por lo que es perjudicial para ambas partes.
Simbiosis: es una relación en la que dos seres de
especies distintas conviven imprescindiblemente
obteniendo un beneficio mutuo.
3. Permanecen juntos porque obtienen beneficios,
detectan antes entre todos a sus potenciales depredadores, y además, formando parte de un
gran grupo, las probabilidades de morir cazados
por dichos depredadores son menores.
Si desaparecieran los linces ibéricos, aumentarían sus potenciales presas (conejos, liebres y
roedores), lo que provocaría una escasez de los
recursos alimenticios de éstos, los vegetales.
¿Qué debes saber? (pág. 141)
EXPLICA. Lombrices de tierra
Las lombrices, al excavar en la tierra, favorecen la
aireación del suelo, lo que a su vez facilita la circulación de agua con sales minerales en disolución.
De esta forma, las plantas tienen posibilidad de tomar con más facilidad estos nutrientes.
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No han podido desarrollarse porque no han tenido
la suficiente luz para hacerlo (la tapan los árboles
adultos). La luz es un elemento imprescindible para
la realización de la fotosíntesis.
Las acículas de los pinos caídas al suelo confieren a
éste unas características inadecuadas para el desarrollo de otros vegetales.
EXPLICA. Cadáver de animal
Los descomponedores realizan la tarea de hacer
posible la recirculación de los ciclos de la materia,
ya que facilitan, con la descomposición de la materia orgánica, que los seres autótrofos puedan reutilizar los elementos químicos indispensables para
poder iniciar las cadenas tróficas en los diferentes
ecosistemas.
TAREA 1
Panorama: Integración
del ecosistema (pág. 142)
Imagen activa 1. Amboseli
Los leones depredan ñúes y cooperan en la captura
de este recurso, las jirafas comen acacias y compiten por ese recurso, los elefantes se reúnen en
agrupaciones gregarias, etc.
Imagen activa 2. Máquinas y seres vivos
La locomotora tiene tornillos, tuercas, cables, cristales, etc. El ordenador tiene cables, circuitos, tornillos, teclas, etc.
Las células, los tejidos, los órganos de los sentidos,
los aparatos reproductores, etc., forman parte de
un organismo animal. Las encinas, las jaras, los conejos, los ratones de campo, etc., de un bosque.
La locomotora o el ordenador requieren energía
eléctrica y un animal o un vegetal necesitan energía química.
Para el mantenimiento de las máquinas hacen falta
personas que se ocupen de repararlas, proporcionarles lo que necesitan para funcionar, etc. En
cambio, los seres vivos y los ecosistemas se mantienen a sí mismos, tienen mecanismos de regulación
y control que posibilitan su funcionamiento como
sistemas independientes.
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Actividades
Experiencia
Recordar
Sí se manifestará alguna dependencia, ya que las
arañas se alimentan de insectos.
1.
Interrelaciones
en el biotopo
Mucho CO2 produce
aumentos de temperatura
Interrelaciones
en la biocenosis
Las jirafas comen hojas
de las acacias.
Interrelación biotopo
sobre biocenosis
Si llueve menos, hay
menos vegetación.
Interrelación biocenosis
sobre biotopo
Una población realiza
un vertido tóxico en un río.
Imagen activa 1. Antena y ecosistema
Son ondas que se propagan de un lugar a otro. Se
captan gracias a la antena, que se orienta hacia las
ondas. En las plantas, la clorofila capta la radiación lumínica para producir energía química. Las hojas se
orientan de la forma más adecuada para captar la luz.
2. Agrupaciones intraespecíficas: colonia de corales, enjambre de abejas, manada de ciervos.
Agrupaciones interespecíficas: león y ñu, pulga
y perro, garcilla y búfalo.
Actividades
Recordar
1. Un sistema es un conjunto de elementos iguales
o diferentes que dependen unos de otros para
conseguir que funcione el grupo. Una pradera
es un sistema por disponer de energía para
mantener a un grupo de seres vivos en condiciones ambientales determinadas, y con interacciones específicas que autorregulan su evolución.
3. Es una asociación intraespecífica.
4. La ciudad sería una agrupación interespecífica por
las muchas interacciones de seres vivos de diferentes especies. Un gallinero sería una agrupación intraespecífica, si sólo se producen interacciones entre las gallinas, pero sería interespecífica
si tenemos en cuenta que el ser humano las alimenta o que las gallinas pueden tener parásitos.
2. Porque la cantidad de los elementos de los ecosistemas no es exactamente constante.
Explicar
Comprender
5. La ecología es una ciencia que trata de explicar
todas las interacciones que se pueden producir
en la naturaleza; interacciones que se establecen dentro de la biocenosis, dentro del biotopo
y también entre ambos.
3. Se controlan unas a otras, lo cual es ventajoso.
Si crece el número de moscas, también lo hace
el de arañas; entonces baja el número de moscas y con ello, también el número de arañas, y
vuelve a subir el de las moscas... y así siempre.
Es una fluctuación dinámica entre poblaciones.
6. Una agrupación social puede ser un hormiguero, en el que las hormigas tienen una jerarquía y
una especialización anatómica y funcional para
poder llevar a cabo una división en las tareas.
No hay verdaderas sociedades vegetales porque
ninguna cumple estos requisitos.
4.
Muchas langostas
I
Más crías de aves insectívoras
I
Menos langostas
I
Menos crías de aves insectívoras
7. Cuando se desarrolla una colonia de pólipos.
TAREA 3
Las agrupaciones interespecíficas (I)
TAREA 2
La cibernética en la ecología
(pág. 146)
Observación
(pág. 144)
Las poblaciones de conejos y zorros se van regulando mutuamente. El límite máximo del conejo es
aproximadamente de unos 150.000 ejemplares y el
del zorro, unos 80.000 ejemplares. El límite mínimo de ambas especies, unos 1.000 ejemplares.
Observación
La calefacción controlada por termostato es un sistema artificial de autocontrol que sirve de modelo
para comprender otros sistemas naturales similares.
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Soluciones de las actividades
No coinciden en el tiempo máximos y mínimos de
ambas especies porque, al ir aumentando los
zorros van disminuyendo los conejos, e igualmente
ocurre con los mínimos: al ir disminuyendo el número de zorros van aumentando el de conejos. El
sistema se ajusta mediante estos métodos de retroalimentación por autocontrol natural.
Imagen activa 1. Acículas de pinos
Las acículas de los pinos caídas al suelo le confieren
unas características inadecuadas para el desarrollo
de otros vegetales (amensalismo). Disminuye la
biodiversidad de la biocenosis del ecosistema.
Imagen activa 2. Cochinillas y chumbera
Esta fotografía muestra un parasitismo. La cochinilla se beneficia y la chumbera sale perjudicada.
Actividades
Recordar
1. La depredación es una relación en la que los depredadores de una especie cazan a las presas de
otra con el objetivo de alimentarse de ellas. Depredadores son el león, el tigre, el lince o el
águila imperial. Presas son el ñu, las cebras, la
liebre o el conejo.
La competencia es una relación entre individuos
de especies diferentes o entre individuos de la
misma especie en la que se coincide en querer
conseguir los mismos recursos a la vez, por lo
que es perjudicial para ambas partes.
El parasitismo es una relación en la que unos organismos de una especie viven a costa de otros
organismos de otra especie, a los que producen
serios daños. Parásitos son piojos, chinches,
lombrices intestinales o tenias. Hospedadores
son chumberas, perros, gatos o el ser humano.
El comensalismo es una relación en la que los
organismos «comensales» de una especie aprovechan los restos alimenticios de otra especie.
El inquilinismo es una relación en la que los organismos «inquilinos» de una especie dependen de la permanencia en otra especie.
El amensalismo es una relación en la que una
especie no se desarrolla ni se reproduce si está
en presencia de otra, sin que esta última obtenga ningún beneficio ni daño por ello.
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La simbiosis es una relación en la que dos seres
de especies distintas conviven imprescindiblemente obteniendo un beneficio mutuo.
La cooperación es una relación no indispensable
entre dos especies y con beneficio mutuo.
2. En 1885 había 130.000 liebres y 50.000 linces y
en 1930 había 5.000 liebres y 10.000 linces. Los
localizaría a ambos seguidos en el tiempo.
Explicar
3. Porque permite mantener estable la abundancia
de organismos de un ecosistema.
4. Que la población de conejos aumentaría desmesuradamente al disminuir drásticamente sus potenciales depredadores. Esto sería un mecanismo de retroalimentación positiva. Disminuiría
drásticamente la población de zorros. Los datos
exactos reflejados en la representación gráfica
es una respuesta personal del alumno pero, en
cualquier caso, debe mostrar una disminución
drástica de los conejos existentes hasta que éstos desaparecieran y, consecutivamente, reflejar
también la desaparición de los zorros.
TAREA 4
Las agrupaciones interespecíficas
(II) (pág. 148)
Actividades
Piensa
Podría estar impidiéndose el desarrollo y reproducción de muchas especies en la naturaleza.
Experiencia
Es una buena oportunidad para relacionar conceptos teóricos que trata el libro con aplicaciones prácticas que reflejan procesos que rutinariamente se
producen a diario y que guardan una estrecha relación con las agrupaciones interespecíficas.
Imagen activa 1. Peces payaso
Obtienen una situación defensiva frente a sus potenciales depredadores. Ante la peligrosidad de los
tentáculos de las anémonas, pocos peces depredadores de los peces payaso se acercarían a intentar
capturarlos.
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5. Las bacterias no se alejan de los discos porque
detecten que son tóxicos. Es, simplemente, que
no pueden vivir en su proximidad. La concentración de antibiótico es máxima en la pastilla y mínima en el extremo del halo, y entre ambos, disminuye gradualmente. Un antibiótico más
tóxico lo seguirá siendo aunque su concentración sea mínima, por ello en la zona de mínima
concentración siguen sin vivir bacterias. Es decir,
cuanto más grande sea el halo, más efectivo es
el antibiótico contra ese tipo de bacterias.
Imagen activa 2. Liquen
Un liquen está compuesto por un hongo y un alga.
El alga cede al hongo parte de los nutrientes que
fabrica mediante fotosíntesis, pero necesita protección y humedad, que consigue gracias al hongo.
Actividades
Comprender
1. El amensalismo o antibiosis es una relación en la
que una especie no se desarrolla ni se reproduce
si está en presencia de otra, sin que esta última
obtenga ningún beneficio ni daño por ello. Son
perjudicadas las bacterias del yogur, porque no
pueden vivir cerca de esas sustancias antibióticas producidas por ciertos hongos o sintetizadas
artificialmente en laboratorios.
TAREA 5
Las interacciones entre organismos
de una especie (pág. 150)
Observación
2. Mientras que el comensalismo es una relación en
la que los organismos «comensales» de una especie aprovechan los restos alimenticios de otra
especie, el inquilinismo es una relación en la que
los organismos «inquilinos» de una especie necesitan de la permanencia en otra especie. En el
comensalismo no hay ningún tipo de perjuicio y
sólo beneficios para el comensal, como en la relación entre tiburones y rémoras. En el inquilinismo tampoco hay perjuicio y sólo hay beneficios
para el inquilino, como es el caso de algunos peces pequeños que se introducen en las holoturias
para refugiarse, sin causarles molestia.
1. Porque evolutivamente han desarrollado esa estrategia para conseguir alimento. Obtienen más
alimento con más facilidad, aunque existe cierta
competencia en el reparto.
No, existen diferencias entre los propios machos, el macho dominante, el macho alfa, suele
ser el más corpulento. El resto de machos suele
meter el rabo entre las piernas como signo de
sumisión al macho dominante y este macho es
el que cubre primero a las mejores hembras y el
que come primero.
2. Respuesta personal.
3. Mientras que la simbiosis o mutualismo es una
relación en la que dos seres de especies distintas conviven imprescindiblemente obteniendo un
beneficio mutuo, la cooperación es una relación
no indispensable entre dos especies y con beneficio mutuo. Como ejemplo de simbiosis tenemos
al liquen, que es una relación imprescindible entre un alga y un hongo, en esta relación el alga
cede al hongo parte de los nutrientes que fabrica, puesto que es fotosintético y consigue la protección y humedad que necesita gracias al hongo. Como ejemplo de cooperación, citaremos los
pájaros limpiadores de la boca de los cocodrilos.
Imagen activa 1. Banco de sargos
Explicar
Comprender
4. Porque los discos difundieron las sustancias antibióticas con las que habían sido impregnados y cerca de las cuales no viven las bacterias del yogur.
3. La jerarquía en nuestra sociedad está determinada por los poderes socioeconómicos, el hecho
de pertenecer o no a una noble familia, el he-
Los sargos, al vivir en un banco están más protegidos frente a potenciales depredadores y tienen un
mayor éxito reproductor.
Actividades
Recordar
1. Cada subgrupo de animales dentro de una sociedad se denomina jerarquía.
2. Sociales: jerarquización, división de tareas, especialización anatómica y funcional. No sociales:
agrupaciones gregarias, enjambres, colonias.
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Soluciones de las actividades
cho de desempeñar o no algún puesto de cierta
importancia o trascendencia e, incluso, el hecho
de tener o no un elevado nivel económico pueden determinar, de cara a la propia sociedad, un
cierto estatus jerárquico en la misma. Las distintas profesiones determinan el propio reparto de
las tareas en nuestra sociedad y en algunos casos, debido al continuo desempeño de esas mismas tareas, pueden determinar cierta especialización funcional e incluso cierta especialización
anatómica, pero sin llegar a los niveles de especialización que podemos observar en otros grupos sociales animales.
4. En una colmena de abejas puede aparecer una
interacción de competencia por los recursos alimenticios disponibles.
5. Es importante mantener los Parques Nacionales
y Naturales en buenas codiciones porque dichos
espacios ambientales suelen ser los lugares de
descanso en sus largas migraciones.
Resumen de la unidad
Imagen activa 1. Hoja parasitada
El parasitismo es un mecanismo ecológico de autocontrol, ideal para evitar los aumentos demográficos desmesurados que puedan producir desajustes
importantes en los ecosistemas.
Actividades de la unidad
Test de conocimientos (pág. 153)
1. Mecanismos de control en los ecosistemas son:
a), b), e) y h).
2. Mientras que la simbiosis es una relación en la
que dos seres de especies distintas conviven (de
forma imprescindible) obteniendo un beneficio
mutuo, la cooperación es una relación no indispensable entre dos especies y con beneficio
mutuo. Ninguna de las dos interacciones son
mecanismos de control, tienden a aumentar
peligrosamente el número de organismos beneficiados, con lo que, de no existir además otras
influencias negativas sobre ellos, podrían producir excesos de población.
3. Una manada de lobos es un claro ejemplo de grupo social, existe una jerarquización, es decir, aun68
que todos los organismos pertenecen a la misma
especie, el macho alfa utiliza para dominar su mejor aptitud biológica porque posee mejores características anatómicas, llegándose además a dividir algunas de las tareas entre los diferentes
miembros de la manada. La jerarquía en nuestra
sociedad está determinada por los poderes socioeconómicos, el hecho de pertenecer o no a una
noble familia, el hecho de desempeñar o no algún puesto de cierta importancia o trascendencia e incluso el hecho de tener o no un elevado
nivel económico pueden determinar, de cara a la
propia sociedad, un cierto estatus jerárquico en
la misma. Las distintas profesiones determinan el
propio reparto de las tareas en nuestra sociedad
y en algunos casos, debido al contínuo desempeño de esas mismas tareas, pueden determinar cierta especialización funcional e incluso cierta especialización anatómica, pero sin llegar a los
niveles de especialización que podemos observar
en otros grupos sociales animales.
4. Aumentos o disminuciones de conejos y zorros
determinan dinámicas diferentes de control en
el ecosistema, de manera que sus poblaciones
van fluctuando consecutivamente en el tiempo.
Al final podemos comprender cómo los zorros,
aparentemente «contrarios» a los conejos, resultan ser la causa de su propia supervivencia. El
esquema se puede completar de múltiples maneras, siempre teniendo en cuenta que cuando
los zorros abundan, disminuyen los conejos, y
viceversa. En el centro, las abundancias están
equilibradas.
5. En los dos casos se están estorbando mutuamente, pero el recurso ambiental por el que
compiten es distinto. Mientras que los pinos entran en competencia por la luz, que es un recurso relativamente inagotable, las liebres y los conejos compiten por la misma hierba, que es un
recurso potencialmente más agotable que la luz.
6. Un automóvil y una pradera reciben materia y
energía y desprenden materia y energía. Al automóvil se le añaden determinados componentes
para su buen funcionamiento y le llega combustible, que es la principal fuente de energía necesaria para su funcionamiento, además pierde gases y emite calor. A la pradera le llega la energía
luminosa del Sol y recibe entradas de materia de
todo tipo; pierde energía en forma de calor y pue-
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2. Porque cuando la población de autótrofos llega
al máximo, sus predadores aún no han desarrollado toda su potencial población, cosa que consiguen haciendo disminuir la cantidad de presas
y viceversa; cuando los presas están en su mínimo, aún no se ha llegado al mínimo de depredadores, y cuando lo hacen las presas, ya han
comenzado su recuperación poblacional.
de perder materia de muchas maneras. Sin embargo, un automóvil aparcado y apagado puede
mantener su estructura y propiedades, pero si un
ecosistema no recibe energía, no sólo deja de funcionar, sino que destruye su estructura.
7. Disminuiría porque la población de animales
herbívoros que se alimentaría de estas plantas
herbáceas aumentaría desmesuradamente.
Aumentarían al tener potencialmente más facilidad para capturar presas al haberse incrementado su número.
3. Ver cuadro en la página siguiente.
4. Es un diagrama causal que refleja interacciones
entre distintos elementos de un ecosistema, los
aumentos o descensos de unos elementos
repercute directa o indirectamente en los
aumentos o descensos de otros elementos del
ecosistema.
Respuesta gráfica. El exterminio de los microbios provoca el crecimiento de los herbívoros, la
presión de éstos sobre las plantas se hace mayor
y disminuye el número de éstas; como consecuencia disminuye el número de herbívoros por
la escasez de alimento. Se trata de una gráfica
idéntica a la de los conejos y los zorros.
a) Cuantos más cazadores furtivos haya más
aguilas se derribarán y entonces más ratones
de campo podrá haber al disminuir su potencial predador.
b) Porque si se siembran más semillas se desarrollará más alimento para los ratones de
campo, aumentará así su número y con ello
las potenciales presas del águila.
Test de capacidades (pág. 154)
1. a) Las poblaciones de las dos especies fluctúan
de máximos a mínimos a lo largo del tiempo
y nunca coinciden ni sus dos máximos, ni sus
dos mínimos, éstos ocurren consecutivamente en ambas especies. Observamos una predación porque la gráfica se ajusta a la dinámica que desarrolla esa interacción.
c) Son predaciones.
5. La lucha biológica contra las plagas consiste en la
introducción en el ecosistema de un organismo
predador de la especie que ha provocado la plaga. Como cualquier otra predación, se basa en
un mecanismo de control por retroalimentación
negativa. Resulta conveniente realizar profundas
investigaciones sobre posibles efectos secundarios de estas interacciones, ya que, al introducir
un ser vivo que es potencial predador de la especie que ha provocado la plaga, corremos el riesgo de que sea también potencial predador de otra
especie no perjudicial en esos momentos y con
ello producir desajustes aún mayores en el ecosistema.
b) El depredador es la línea discontinua y la presa, la continua. Porque sería insostenible una
población de depredadores mayor que de
presas.
c) Podría explicar la gráfica un envenenamiento
del agua que afectase a las dos especies, la
desaparición del autótrofo siempre y cuando
el heterótrofo sólo se alimentase de esta especie de autótrofo; la ausencia total de luz,
que impidiera el desarrollo del autótrofo si es
fotoautótrofo, o también podría explicar la
gráfica la llegada de una gran cantidad de un
nuevo depredador del autótrofo que hicieran
que nuestro heterótrofo, si sólo se alimentase de este autótrofo y además no consiguiese
competir con éxito con el recién llegado,
también desapareciese.
6. Respuesta libre.
Test de actitudes (pág. 155)
Al degradar la naturaleza, estamos afectando a todas las interacciones interespecíficas e intraespecíficas que se desarrollan en los ecosistemas. Con ello
estamos eliminando potenciales mecanismos de
control y ajuste en dichos ecosistemas y favoreciendo el incremento de desequilibrios y desajustes en
d) Respuesta gráfica. Otra vez se trata del caso
de los linces y las liebres, pero con tres poblaciones, una que se alimenta de las otras dos.
69
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los mismos. Esta dinámica puede conducir a la eliminación de espacios naturales de los que se desprende un elevado interés no sólo medioambiental,
sino incluso un elevado interés en la búsqueda de
posibles remedios para muchas de las enfermedades que hoy día nos afectan.
Experiencia (pág. 155)
Resulta interesante toda aquella aplicación práctica
de los aspectos teóricos impartidos en el aula. En
unas condiciones controladas se pueden estudiar e
investigar diferentes aspectos de las interacciones
entre individuos de la misma especie o de especies
distintas, obteniéndose mucha información. Podemos compaginar la experiencia del libro con otras
realizadas en el campo, adecuando esta posible salida a nuestros propios objetivos e intereses académicos. Recordemos que cualquier actividad de
campo previamente preparada resulta muy interesante de hacer y el aprendizaje que realizan los
alumnos tanto directa como indirectamente es
siempre muy valioso. No debemos olvidar que la
naturaleza es el mejor aula de ciencias que podemos encontrar.
MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
¿Qué hacer con los residuos?
Qué buena pregunta. El progreso nos ha traído un
incremento en la cantidad y complejidad de los residuos. Parece verdaderamente complicado poder
llegar a valorarlos, pero de muchos de ellos se puede conseguir cierto rendimiento económico que
hace posible una gestión muy positiva. ¿Qué hacemos con los residuos...? En clase, en el laboratorio,
en casa, en los diferentes tipos de trabajos. Es uno
más de esos despropósitos que una y otra vez dañan a nuestra pobre Tierra. Recordemos a los
alumnos ese clásico baño ecológico de erres: recicla, reutiliza, reduce, y responsabilízate de tus propios residuos.
Comentar con los alumnos y alumnas estas ideas y
proponerles una investigación sobre el tratamiento
de residuos en la localidad. Puede que en su ciudad
exista una planta incineradora, o un vertedero controlado, o cualquier otra planta que permita el tratamiento y la separación de los residuos sólidos.
Pedirles que traten de encontrar datos sobre dicho
tratamiento.
RESUMEN DE LAS RELACIONES INTERESPECÍFICAS E INTRAESPECÍFICAS TRATADAS EN LA UNIDAD
Relación
Características
Depredación
Es una relación en la que los predadores de una especie cazan a las presas de otra especie
con el objetivo de alimentarse de ellas.
Competencia
Es una relación entre individuos de especies diferentes o entre individuos de la misma especie en la
que se coincide en querer conseguir los mismos recursos a la vez, por lo que es perjudicial para
ambas partes.
Parasitismo
Es una relación en la que unos organismos de una especie viven a costa de otros organismos
de otra especie, a los que producen serios daños.
Comensalismo
Es una relación en la que los organismos «comensales» de una especie aprovechan los restos
alimenticios de otra especie.
Inquilinismo
Es una relación en la que los organismos «inquilinos» de una especie dependen
de la permanencia en otra especie.
Amensalismo
Es una relación en la que una especie no se desarrolla ni se reproduce si está en presencia
de otra, sin que esta última obtenga ningún beneficio ni daño por ello.
Simbiosis
Es una relación en la que dos seres de especies distintas conviven imprescindiblemente obteniendo
un beneficio mutuo.
Cooperación
Es una relación no indispensable entre dos especies y con beneficio mutuo.
Grupos sociales
Jerarquización, división de tareas y especialización anatómica y funcional.
Agrupaciones gregarias
Diversos animales conviven, se alimentan, se defienden y se trasladan juntos, colaborando.
Enjambres
Agrupaciones transitorias, en puntos de apoyo cambiantes.
Colonias
Agrupaciones en puntos de apoyo estables.
Grupos pseudosociales
No se conoce aún si existe o no una jerarquía.
Coincidencias
Permanencias en grupo sin necesidad específica de estarlo.
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Atención a la diversidad
• Campaña sobre residuos. Los alumnos y alumnas pueden intentar sensibilizar a sus compañeros
sobre la problemática de los residuos, preparando
algún tipo de campaña para llevar a cabo dentro
del centro. Para ello, deberán diseñar un plan de
actuación y de desarrollo de la campaña informativa que les permita llegar al máximo número posible de compañeros.
Actividades de refuerzo
• Glosario conceptual de autoevaluación. Proponer nuevamente la realización, a medida que se
va avanzando en la unidad, de pequeñas fichas
que contengan un concepto. Pueden hacerlas de
esta unidad y de la anterior, creando así el comienzo de un fichero de conceptos de ecología.
Al finalizar la unidad, el alumno puede utilizarlas
como herramienta de autoevaluación.
• Decálogo de los residuos. Los alumnos pueden
confeccionar un decálogo relacionado con los residuos, en el que se recomiende a la gente la realización de una serie de actuaciones con el objetivo de intentar mejorar sus actitudes ante los
potenciales problemas generados por aquéllos.
• Paneles sobre las interacciones. Los alumnos
pueden realizar unos murales en los que se visualicen las interacciones que se tratan en la unidad.
Todos los ejemplos que de dicha interacción podamos reflejar ayudarán a un mejor entendimiento de la misma. Pedirles que busquen fotos y dibujos de los animales y plantas que se han
mencionado durante el estudio de la unidad.
• Investigando residuos. Se puede realizar un
amplio estudio de los residuos generados en el
ambiente doméstico o escolar de los alumnos. Podríamos estudiar los tipos de residuos generados,
las cantidades depositadas, las horas y fechas de
mayor producción de residuos, etc. Pedirles a los
alumnos y alumnas que comiencen este estudio
por los residuos que se producen en su propio domicilio.
• Las plagas. Los alumnos pueden investigar sobre
las plagas y relacionarlas con los contenidos de la
unidad. Pueden presentar un trabajo escrito o
desarrollar una exposición oral apoyada con algún
tipo de material visual.
• Buscando relaciones. El alumno o alumna realiza un dibujo en el que se puedan visualizar diferentes interacciones. Este alumno debe tener una
copia de su propio dibujo, en el que se han señalado dichas interacciones. Intercambia el original
con otro compañero y trata de encontrar todas
las interacciones posibles en el dibujo de su compañero. Más tarde ambos compañeros se intercambian también las correspondientes «correcciones» y comentan los resultados.
Sugerencias complementarias
• Aunque es un poco difícil por los trámites administrativos que conlleva, se podría realizar, en la
medida de las posibilidades de cada centro, una
visita a algún vertedero o planta de tratamiento
de residuos. La concepción de vertedero que tienen los alumnos se aleja en gran medida de la
realidad, y encontrándonos en esta instalación,
puede ser un buen momento para reforzar conceptos, aclarar dudas y suscitar mucha curiosidad.
Actividades de ampliación
• Hay mucho material multimedia que guarda estrecha relación con los contenidos que se trabajan
en esta unidad. Todo este material va a complementar perfectamente cualquiera de nuestras explicaciones y ayudará a reforzar los conceptos que
en ella se tratan. Volvemos a repetir que sería
aconsejable visualizar aspectos poco conocidos o
que no resulten cotidianos con el objetivo de amplificar el campo de visión que puedan tener los
alumnos sobre este tema. Para ello basta con llevar a clase cualquiera de las colecciones de documentales que suelen emitir en televisión. No obstante, es conveniente que los alumnos y alumnas
sepan que el lenguaje que se utiliza en estos documentales no es el científico, sino que es mucho
más divulgativo, de forma que todo el mundo
pueda entenderlo.
• Investigando grupos sociales. Los alumnos
pueden investigar profundamente algún grupo
social en particular. Pueden presentar un trabajo
escrito o desarrollar una exposición oral apoyada
con algún tipo de material visual.
• Una imagen vale más que mil palabras. Se puede organizar algún tipo de certamen de fotografía y/o vídeo que guarde alguna relación con este
tema. Muchas de las interacciones que se desarrollan en la naturaleza pueden ser captadas perfectamente por una cámara fotográfica y/o de vídeo
con resultados visuales increíbles. Puede utilizarse
para la consecución del trabajo cualquier técnica
de realización. Estimular a los alumnos y alumnas
para que participen trayendo a clase sus propias fotos o las que hallen en revistas o periódicos.
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09 Ciclos y flujos en los ecosistemas
PROGRAMACIÓN DE AULA Y PROYECTO CURRICULAR
Objetivos
CLAVES CIENTÍFICAS
• Describir la circulación de la materia y la energía
en los ecosistemas.
• Comprender que la energía fluye en el ecosistema,
mientras que la materia sigue diversos ciclos, y que todo
ecosistema es un sistema más o menos cerrado para
la materia y abierto para la energía.
• Describir algunos ejemplos de intercambio de materia
entre biotopo y biocenosis.
• Conocer la importancia de las reacciones bioquímicas
para los seres vivos.
• Analizar algunos ciclos de la materia en la naturaleza:
el ciclo del carbono.
• Describir algunas transferencias de energía
que se producen en los ecosistemas.
• Distinguir distintas formas de representación del flujo
energético en los ecosistemas.
• Valorar los recursos naturales y adoptar una actitud
favorable a su conservación y consumo razonable.
La energía y la materia circulan por
los ecosistemas, circulan por el biotopo y la biocenosis. El hecho de que
biomoléculas y bioelementos realicen un ciclo permite el correcto desarrollo de la vida. La energía y la
materia llegan por diferentes mecanismos a los organismos autótrofos
y desde ellos siguen itinerarios bien
distintos. La materia va pasando
por los distintos niveles de organismos heterótrofos, hasta que los descomponedores la devuelven a su estado inicial, cumpliendo así un ciclo
completo. Sin embargo, la energía
se va degradando al pasar por esos
niveles tróficos, perdiéndose gran
parte de ella en forma de calor. Los
seres vivos pueden reciclar materia,
pero no energía.
CONCEPTOS
•
•
•
•
•
•
•
PROCEDIMIENTOS
• Utilización de imágenes para poder reflejar algunos conceptos y procesos ecológicos.
• Interpretación de algunos esquemas relacionados con la unidad.
• Reconocimiento de información en gráficas y tablas relacionadas con la unidad.
ACTITUDES
Contenidos
Materia y energía en los seres vivos.
Procesos bioquímicos en los seres vivos.
Intercambios de energía y materia entre biotopo y biocenosis.
Ciclos biogeoquímicos.
Degradación energética.
Redes tróficas.
Pirámides ecológicas.
• Interés por el conocimiento de las relaciones ecológicas que mantienen los organismos
de la biocenosis con elementos del biotopo.
• Concienciar sobre el importante papel que desempeña el ser humano en la conservación
de los recursos naturales.
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Contenidos transversales
Actividades
Educación ambiental
Actividades de desarrollo
Concienciar a los alumnos y alumnas del importante papel que desempeñamos en todos los ecosistemas. Resulta de suma importancia el hecho
de mantener un perfecto equilibrio en la circulación de materia y energía en los ecosistemas. La
especie humana es una de las principales causa de
desequilibrios y desajustes en la circulación de
materia y energía en los ecosistemas, y, por consiguiente, de todos los problemas derivados de
ellos.
Sería muy conveniente la proyección de algún tipo
de material multimedia que apoyase nuestras explicaciones, en especial sobre relaciones alimentarias
en el ecosistema, con el objetivo de aplicarlo a los
flujos de energía y ciclos de materia.
Actividades de refuerzo
Se puede realizar un panel que refleje la circulación
de la materia y la energía en los ecosistemas resaltando la dinámica abierta para la energía bastante
cerrada en lo relativo a la materia. También se podría elaborar una red trófica y algún tipo de pirámide ecológica.
Educación para el consumidor
La materia y la energía se relacionan estrechamente con el consumo. Los recursos están para utilizarlos, pero debemos hacerlo de una manera correcta
y equilibrada, el consumo debe ser siempre una
acción reflexionada. En nuestros hábitos de consumo debe existir una conciencia de aprovechamiento de recursos, de reciclaje de materiales, de rechazo de los productos con envoltorios demasiado
complicados que acaban en la basura. Pequeñas
acciones individuales en este sentido pueden conducir a un importante beneficio global para la naturaleza.
Actividades de ampliación
Los alumnos pueden realizar una investigación sobre el ciclo biogeoquímico de algún bioelemento
como el fósforo, el nitrógeno, etc. Pueden comunicar los datos obtenidos realizando un gran mural,
en el que, con dibujos y fotos, resuman el ciclo de
ese bioelemento.
NIVEL Y DIFICULTAD DEL TEMA
Criterios de evaluación
Esta unidad suele conte- Actividades
B
M
A
ner un cierto grado de di- ES, pág. 158
2
3
ficultad para los alumnos, T1, pág. 160 1
3-7
porque muchos de los con- T2, pág. 162 1 2 y 3 4
tenidos que en ella se tra- T3, pág. 164 1 2 y 3 4
tan no se han visto con anT4, pág. 166 1 4 y 5
terioridad. A la hora de
1, 2
trabajar con los ciclos y flu- TC, pág. 168 y 4 3 y 6 5 y 7
jos en los ecosistemas, de1, 3, 2, 4
8
bemos resaltar la impor- TP, pág. 171 6 y 7 y 5
tancia de ese intenso T5, pág. 172 4
1-3
5
dinamismo para el correc- TR, pág. 173
to desarrollo de la vida,
EX, pág. 173
destacar el carácter más
abierto para la energía y más cerrado para la materia. Es importante que también destaquemos
el papel relevante que desempeña el ser humano en la correcta gestión de los recursos naturales.
• Comprender la importancia de la circulación de
la materia y la energía en la naturaleza.
• Reconocer procesos bioquímicos relacionados
con los intercambios de materia y energía en los
seres vivos.
• Describir la circulación cíclica de la materia en los
ecosistemas.
• Analizar los ciclos biogeoquímicos de la materia
en la naturaleza.
• Explicar el flujo energético en los ecosistemas.
• Representar correctamente la circulación energética en los ecosistemas.
• Entender la importancia de la conservación de
los recursos.
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Soluciones de las actividades
Expresa lo que sabes (pág. 158)
1. No, no se mantienen dentro las mismas materias. En algunas de los alimentos se habrán producido transformaciones. Muchas sustancias
habrán escapado al vaporizarse.
Han sufrido algunas transformaciones.
El fuego ha conferido al guiso la energía suficiente para poder realizar las transformaciones
acontecidas durante la cocción, sin el calentamiento los materiales iniciales del guiso se hubieran quedado como estaban.
2. Los troncos también han sufrido transformaciones. Gracias a la fotosíntesis, las plántulas han
obtenido energía y materia para crecer. A partir
de materiales inorgánicos (agua y sales minerales) se ha producido materia orgánica utilizable
en el propio crecimiento de los árboles.
3. Una reacción química es una transformación en
la que unos átomos o moléculas se reordenan
entre sí de forma diferente de como lo estaban
antes de producirse ésta. En las hojas de las
plantas tienen lugar las reacciones químicas de
la fotosíntesis, las cuales necesitan energía solar
que procede de su exterior. Los músculos en las
piernas se calientan al correr porque en sus células se producen reacciones químicas que liberan energía calorífica. La energía liberada procede de los enlaces químicos que se han roto.
¿Qué debes saber? (pág. 159)
RECUERDA Y RESPONDE
Una reacción química es un cambio en el que los
átomos o moléculas se reordenan y producen sustancias finales diferentes de las iniciales. Un cambio
de estado es simplemente un cambio físico, que
cursa con la absorción o liberación de energía, pero
cuyo resultado es la misma sustancia inicial. Una
disolución tampoco altera la naturaleza de las sustancias que la forman, simplemente es una mezcla.
Son dos casos de cambios físicos.
PIENSA
Se trata de energía luminosa. Toda esa energía se
concentra en los enlaces químicos de la materia orgánica formada durante el proceso fotosintético.
74
TAREA 1
Panorama: Materia en ciclos,
energía en flujos (pág. 159)
Imagen activa 1. Plantas y bacterias
Entra energía solar (luminosa). Se desprende energía en forma de calor. De captar la energía lumínica se encargan seres vivos autótrofos y de desprender el calor se encargan seres vios heterótrofos.
No. Cada elemento del ecosistema es imprescindible para conseguir un equilibrio que permita el
correcto desarrollo de dicho ecosistema.
Actividades
Recordar
1. Un organismo fotoautótrofo es el que, utilizando energía lumínica, incorpora materia y energía desde el biotopo hasta la biocenosis. Uno
heterótrofo es el que necesita incorporar materia y energía desde la propia biocenosis (alimentándose de otros seres vivos). Los animales herbívoros y los hongos son heterótrofos.
2. Respuesta personal. Los vegetales se encargarían
de ordenar las sardinas (materia y energía) y
cerrar las latas; los animales, de abrirlas y comer
las sardinas, y los descomponedores recogerían latas usadas con restos de sardinas para reciclarlas.
3. Las plantas son los organismos que captan la energía y producen la materia orgánica a partir de
inorgánica, haciendo así que la materia y la energía pasen a otros seres vivos. En los ecosistemas
marinos, este papel lo desempeñan las algas.
Recordar
4. No existirán vegetales (no llega la luz imprescindible para su desarrollo). Las cadenas tróficas comienzan en los quimiosintetizadores; son los organismos que sintetizan materia orgánica a
partir de energía química de materiales inorgánicos. Los descomponedores son muy necesarios
porque si ellos no existieran, los quimiosintetizadores no tendrían el sustrato necesario con el
que poder iniciar su proceso de síntesis.
5. En pozos y simas muy profundas donde no llegue la luz.
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6. Un atleta, un árbol, el agua del mar, la basura y
el bosque pueden captar energía no calorífica
del exterior y desarrollar reacciones químicas.
De todos ellos son seres vivos el atleta y el árbol.
TAREA 2
Materia y energía en las reacciones
químicas de los seres vivos
(pág. 162)
Observación
TAREA 3
La caliza se ha descompuesto. Las burbujas son
CO2 resultante de la reordenación atómica. Notamos calor. El sulfato de calcio está en la disolución.
Los intercambios de materia entre
biotopo y biocenosis (pág. 164)
Anteriormente esa energía estaba contenida en los
enlaces entre átomos de las moléculas iniciales.
Observación
Respuestas personales. La principal dificultad de estos viajes es mantener a los astronautas.
Imagen activa 1. Fotosíntesis
Respuesta libre. Los esquemas deben reflejar que
los consumidores utilizan la energía química de enlace de las plantas que comen para construir su
propia materia, y los descomponedores obtienen
energía de las moléculas de materia orgánica.
Experiencia
La experiencia prueba que la planta consigue energía
y materia a partir de luz, y las usa para su desarrollo.
Imagen activa 1. Plántula de judía
Actividades
No se podría llevar a cabo correctamente la absorción de agua y no pasarían al interior de la planta
las sales minerales necesarias para la fotosíntesis.
Recordar
1. Energía solar
Fotosíntesis
Energía de enlace.
Sin los organismos autótrofos, no se incorporaría
materia y energía del biotopo a la biocenosis.
Actividades
Recordar
2. No, porque agotarían los minerales necesarios
para la fotosíntesis, que son facilitados por los descomponedores. Tampoco, sólo de descomponedores: tarde o temprano se agotaría la materia orgánica disponible, liberada por otros seres.
1. Sistemas naturales abiertos son aquellos en los
que se produce un intercambio de materia y/o
energía con el exterior. En los cerrados no se produce un intercambio de materia y/o energía con
el exterior. Un bosque es abierto para la energía
y prácticamente cerrado para la materia.
3. De este modo, ahorramos gran cantidad de la
energía y materia necesarias para los procesos
de elaboración de muchos productos.
2. Es un sistema abierto para la energía porque recibe del exterior combustible y desprende calor al
funcionar. Es abierto para la materia porque entra combustible y salen gases.
4. Vegetal – Endergónico – Construcción: los vegetales construyen materia usando energía.
Animal – Exergónico – Destrucción: los animales
destruyen materia y liberan su energía.
3. Es un sistema natural abierto: recibe materia y
energía química en forma de alimento; desprende energía (calor) al realizar sus reacciones químicas y materia al eliminar sustancias de desecho.
Explicar
5. Todas ellas pueden liberar energía calorífica: El
cuerpo de un atleta al correr libera calor. Un árbol, al producir la materia orgánica, libera calor.
El agua del mar, cuando se enfría durante la noche, libera calor. Un ordenador en marcha libera
calor. Cuando en la basura se producen fermentaciones se libera calor, etc.
Comprender
4. Desaparecerían los organismos autótrofos de la
laguna porque los descomponedores eran los
que les facilitaban los elementos necesarios para
producir su materia orgánica. Fundamentalmente fotoautótrofos. Algunos tipos de algas.
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Soluciones de las actividades
5. El agua de los seres vivos se evapora y pasa a la
atmósfera. Por la fotosíntesis, el CO2 pasa de
la atmósfera a las plantas. Por la respiración el O2
pasa de la atmósfera a los seres vivos. Los restos
vegetales contienen sales. El CO2 de la respiración
de seres vivos marinos pasa al agua del mar.
TAREA 4
(pág. 166)
Observación
Respuestas personales, aplicando sus conocimientos sobre el ciclo del agua.
Actividades
Comprender
RESPIRACIÓN
CO2 atmosférico
FOTOSÍNTESIS
RESPIRACIÓN
MUERTE
C en el suelo
1. Los niveles tróficos son los conjuntos de seres de
una biocenosis que comparten una misma fuente general de energía. Ejemplos: productores
como las plantas (seres autótrofos), consumidores primarios (animales herbívoros), etc.
3. Las pirámides ecológicas sirven para saber representar las cantidades correspondientes a cada eslabón de todo el ecosistema en referencia a una
característica específica del mismo. Para ello los
ecólogos manejan tres tipos distintos de pirámides, unas veces interesan los números de ejemplares en los diferentes niveles, otras interesa conocer la biomasa en los diferentes niveles y en
ocasiones interesa saber la energía almacenada
en los mismos.
4. Respuesta personal.
ALIMENTACIÓN
Plantas
Recordar
2. Los esquemas tratan del paso de la energía y de
la materia a través de la biocenosis, pero en los
de la tarea 5 se diferencian los niveles tróficos.
Los ciclos ecológicos de la materia
1.
Actividades
Animales
Explicar
MUERTE, EXCREMENTOS
10-15% DE LA ENERGÍA
Descomponedores
5.
2. Siguen ciclos biogeoquímicos globales el nitrógeno y el oxígeno.
3. 1 y 3, respiración. 2, descomposición. 4, absorción.
Explicar
4. Porque de día las plantas respiran y realizan la
fotosíntesis (consumen más CO2 del que liberan), mientras que de noche sólo liberan CO2.
Vegetales
10-15% DE LA ENERGÍA
Conejo
Zorro
Al zorro le llega una centésima parte de la energía inicial vegetal porque el resto es energía que
se ha ido usando y transformando en calor.
6. La energía que emplean los músculos ni se crea
ni se destruye, sólo se transforma. Los músculos
utilizan energía que procede de los nutrientes.
En la contracción muscular se libera calor.
5. Su dieta habrá de ser rica en proteínas. Tendría un
déficit; aprovecharía toda la proteína del alimento; la composición de los excrementos cambiaría.
7. Sí, por ejemplo, analizando el parasitismo en las
plantas. Sí, lo que haría falta sería que el nivel
trófico inferior (que tiene menos biomasa), tuviera un tiempo de renovación mucho más corto que el superior (que tiene más biomasa).
TAREA 5
Resumen de la unidad
El flujo de energía (pág. 168)
Imagen activa 1. Selvas
Experiencia
Si el conejo pesa 2 kg, quiere decir que el aporte
energético de su carne es 950 ⭈ 2 ⫽ 1.900 kcal.
Ésta es la cantidad que disipa, si no engorda.
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Aunque el verdadero pulmón de la Tierra son los
mares y océanos, no debemos olvidar la importancia que las grandes masas boscosas tropicales tienen en la producción de oxígeno atmosférico a través de la fotosíntesis.
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Dos de las razones de su existencia en relación
con los elementos químicos son:
– Los organismos descomponedores transfieren
la materia desechada por los seres vivos (cadáveres, excrementos, fragmentos...) hacia el
biotopo de su ecosistema.
– Los organismos descomponedores se aprovechan del último resto de energía que queda
en esa materia desechada.
Actividades de la unidad
Test de conocimientos (pág. 171)
1. Una reacción bioquímica es un tipo de transformación que se da en las células de los seres vivos, en la que a partir de unas moléculas se forman otras distintas a las iniciales.
2. La misión de la energía en el interior de una molécula biológica es la de mantener unidos a los
elementos y servir de fuente energética para potenciales procesos bioquímicos posteriores.
6. Si la reserva de una determinada sustancia es la
atmósfera, su ciclo biogeoquímico será global o
atmosférico (como sucede con el oxígeno, el
dióxido de carbono o el nitrógeno), pero si se almacena en el suelo o en el fondo marino, será
un ciclo biogeoquímico local o sedimentario
(como las sales minerales o el fósforo).
3. Los organismos encargados de transformar la
energía de la luz haciéndola útil para el resto de
los seres vivos son los fotoautótrofos.
a) Autótrofo es un organismo que fabrica su
propio alimento.
7. Ver página 61 del libro del alumno.
b) Heterótrofo es aquel organismo que no puede elaborar su propio alimento y tiene que
tomarlo del medio.
8. a) En un bosque de encinas es posible ver a los
conejos y a las liebres comiendo hierba y a las
águilas comiendo conejos y liebres. Es posible
también ver a los jabalíes comiendo las bellotas de las encinas y a los buitres alimentándose de los restos de todos estos animales.
c) Fotosíntesis es un proceso anabólico que representa la síntesis de materia orgánica a
partir de la radiación luminosa.
b) En las rías gallegas es posible ver al mejillón,
a las almejas o a los berberechos filtrando el
agua para obtener zooplancton, y a éste alimentarse de fitoplancton. También es posible ver a algunos cangrejos alimentarse de
mejillones, de almejas o de berberechos.
d) Quimiosíntesis es un proceso anabólico que
representa la síntesis de materia orgánica a
partir de energía química de materiales inorgánicos.
e) Productor es un organismo que transforma la
energía lumínica y de reacciones químicas en
energía en forma de materia orgánica, aprovechable por los otros seres vivos, que se alimentan de ellos.
c) En los matorrales de alta montaña es posible
ver al rebeco alimentarse de la hierba o de
los propios matorrales y a las águilas alimentarse de los rebecos. El quebrantahuesos come restos de todos estos animales.
f) Descomponedor es un organismo que se alimenta de materia orgánica en descomposición: cadáveres y restos de otros seres vivos.
d) En los fondos marinos de no más de 100 metros hay algas y existen algunos peces que se
alimentan de estas algas, también hay corales filtrando zooplancton, que a su vez se ha
alimentado del fitoplancton. Tenemos mantas, rayas y tiburones comiéndose a los peces
de los que antes hablábamos. Si son fondos
marinos de más de 100 metros, veríamos algunas bacterias quimioautótrofas iniciando
las cadenas tróficas.
4. Esquema libre basado en los contenidos de la
unidad. En el caso de la hoja, deben indicar la fijación de CO2 y el aprovechamiento de energía
solar para producir materia orgánica. En el de
los animales, el uso de la materia orgánica vegetal para obtener energía y producir su propia
materia.
5. Los organismos descomponedores son indispensables en todos los ecosistemas porque son los
que devuelven al suelo la materia inorgánica
que necesitan las plantas.
9. a) Para que las hierbas grandes no compitan
con sus cultivos, ni por la luz, ni por el agua,
ni por las sales minerales.
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Soluciones de las actividades
b) Para facilitar la absorción de sales minerales
por parte de sus cultivos.
c) Para que no les falte el agua a sus cultivos.
d) Para que los insectos no se coman sus cultivos.
e) Para que sus cultivos no estén expuestos a
temperaturas extremas.
f) Para que estos herbívoros no se coman sus
cultivos.
La naturaleza es sabia, y si no hay factores antropogénicos que produzcan graves desajustes
en la dinámica de los sistemas, podemos decir,
tal y como veíamos en la anterior unidad, que
en un bosque natural la regulación es mucho
más eficaz que en un cultivo.
Test de capacidades (pág. 172)
1. Respuesta gráfica. El gráfico corresponde a una
línea recta ascendente. La mínima liberación de
energía corresponde a los productores, la máxima a los consumidores terciarios.
2. Habría un exceso de energía interna que provocaría un incremento de temperatura en el ecosistema. La eliminación antropogénica de CO2 provoca un incremento del efecto invernadero que
causa el aumento de la temperaturas globales.
3. El boceto refleja intercambios de materia y energía entre partes del biotopo y de la biocenosis.
Desde la atmósfera llega hasta los productores
energía lumínica y oxígeno, y éstos devuelven
calor y dióxido de carbono. Desde la atmósfera
llega hasta los consumidores oxígeno y éstos devuelven calor y dióxido de carbono. Los productores pasan materia y energía en forma de alimento a los consumidores.
El error se observa en el imposible paso directo
de materia y/o energía de los consumidores a
los productores.
5. a) Es una oscilación homogénea, parece que es
por el día cuando hay menor concentración de
CO2 en el aire próximo a las hojas de las hierbas y a medida que se va acercando la noche,
se va incrementando también su concentración. A las 12 de la mañana es cuando hay menor concentración de CO2, y es a las 12 de la
noche cuando más hay. Esto sucede de esta
manera porque es en las horas del día en las
que se realiza más eficazmente la fotosíntesis
y por este proceso se capta de la atmósfera
una mayor cantidad de CO2 que la que se libera a la atmósfera por la respiración, siendo
por ello su concentración menor. Como por la
noche fundamentalmente sólo se respira, prácticamente sólo se libera CO2 a la atmósfera,
siendo por ello su concentración mayor.
b) Un factor ambiental que puede influir en los
datos representados en la gráfica es la cantidad de energía lumímica recibida por las hojas, ya que si éstas recibieran menor cantidad
de luz realizarían menos eficazmente la fotosíntesis y, por ello, captarían menos CO2 de
la atmósfera con este proceso.
Test de actitudes (pág. 173)
Nada mejor para acabar el libro que realizar unas
últimas reflexiones sobre la necesidad de llevar a
cabo un desarrollo sostenible en el planeta. Seguir
hablando con los alumnos y alumnas sobre este
concepto, que hemos tratado en otras unidades.
Experiencia (pág. 173)
Pedir a los alumnos y alumnas que realicen la experiencia en sus propias casas y saquen las conclusiones pertinentes, evaluando si reciclan y reaprovechan lo suficiente.
MEDIO AMBIENTE EN EL AULA
4. La red trófica comprende estas relaciones: el
águila real come conejos, culebras de escalera,
avutardas y gorriones; el zorro, conejos y avutardas; el conejo, vegetales, la culebra de escalera
come gorriones, caracoles y saltamontes; el gorrión, mariposas, abejas, saltamontes y vegetales; el caracol come vegetales; la avutarda come
mariposas, abejas, saltamontes y vegetales; y los
insectos, también vegetales.
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Sólo pueden usarse los excedentes
naturales
Terminar el estudio de la ecología con esta reflexión sobre el uso de los recursos naturales. El
correcto aprovechamiento de los mismos, desde
una perspectiva de consumo razonable y sostenible, es imprescindible para nuestra supervivencia y
para la del planeta.
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Atención a la diversidad
Actividades de refuerzo
Actividades de ampliación
• Glosario conceptual de autoevaluación. Terminar en esta unidad el glosario de ecología. Proponer a los alumnos y alumnas que recopilen además todas las fichas que hayan hecho a lo largo
del año y construyan un diccionario de Biología y
Geología, ordenándolas alfabéticamente y almacenándolas en un fichero. Ahora que acaba el
curso, podría ser interesante realizar un repaso
general de los conceptos que han ido aprendiendo durante el año escolar. Muchos alumnos y
alumnas habrán olvidado algunos de los conceptos de los primeros temas, por lo que puede ser
muy interesante un repaso general. La excusa es
perfecta: el estudio de la ecología, al fin y al cabo,
es el más integrador de todos los que han trabajado este curso.
• Investigando otros ciclos biogeoquímicos. Los
alumnos pueden investigar profundamente algunos ciclos biogeoquímicos no comentados en el
texto, como el del fósforo, el del nitrógeno, etc.,
y realizar algunos murales, lo más completos posible, en los que se refleje el paso de estas sustancias por las diferentes ubicaciones.
• Experiencias bioquímicas. Los alumnos pueden
idear y llevar a la práctica en el laboratorio sencillas reacciones bioquímicas. Un ejemplo: la determinación de la presencia de catalasa en los tomates (se demuestra echando agua oxigenada en un
tomate cortado, y observando la efervescencia).
• Campaña sobre el consumo de los recursos.
Los alumnos pueden intentar sensibilizar al resto
de compañeros sobre la problemática del gasto
de los recursos con algún tipo de campaña para
llevar a cabo dentro del centro.
• Paneles sobre circulación de materia y energía en los ecosistemas. Los alumnos y alumnas
pueden realizar algún mural en el que se refleje la
circulación abierta para la energía y prácticamente cerrada para la materia en los ecosistemas.
• Decálogo del ahorro de materia y energía.
Los alumnos pueden confeccionar un decálogo
relacionado con el ahorro de la materia y la energía, en el que se recomiende a la gente algunas
modificaciones en su conducta habitual, con el
objetivo de que pongan su grano de arena para la
solución de los potenciales problemas generados
por el agotamiento de los recursos.
• Paneles sobre ciclos ecológicos. Los alumnos
pueden realizar algunos paneles sobre el ciclo del
agua o del carbono, lo más completos posible, en
los que se refleje el paso de estas sustancias por
diferentes ubicaciones.
• Red trófica del entorno del centro. Los alumnos y alumnas pueden realizar una observación
de los alrededores del centro y, con ayuda del
profesor o profesora, hacer una lista de especies.
A continuación es posible investigar sobre las relaciones tróficas que se dan entre los distintos seres
vivos que habitan en los alrededores y establecer
la red trófica más completa posible. Proponerles
que presenten los datos en forma de mural, utilizando todos los dibujos y fotos que encuentren, y
trazando flechas para indicar las relaciones alimentarias.
• Investigando recursos naturales alternativos.
Se puede realizar un amplio estudio de los recursos naturales alternativos para, posteriormente,
realizar una exposición oral apoyada con algún
tipo de elemento audiovisual. Proponer a los
alumnos que investiguen sobre la agricultura biológica, las técnicas de producción ganadera tradicionales, y otras fuentes de alimentos que, en
principio, respetan criterios ecológicos y de aprovechamiento racional de los recursos.
Sugerencias complementarias
• Pirámides ecológicas del centro. Los alumnos
pueden investigar sobre las relaciones tróficas que
se dan entre los distintos seres vivos que habitan
en los alrededores del centro y establecer alguno
de los tres tipos de pirámide ecológica que comenta el texto. Si esta actividad es difícil (en las
ciudades no es demasiado sencilla), es posible estudiar las relaciones tróficas y las pirámides ecológicas de algún ecosistema cercano, o bien de algún espacio protegido importante de la provincia
o de la comunidad autónoma. Presentar los resultados del estudio en un pequeño informe.
• Dada la trascendencia del tema, resultaría muy interesante que pudiéramos profundizar todo lo
posible en el campo de los recursos naturales alternativos, bien con alguna charla impartida por
algún especialista en este campo o bien aprovechar y visitar alguna instalación o centro cercano
que guardase cierta relación con este tema. Sería
interesante centrar la exposición no sólo en las
cuestiones alimentarias, sino también en las fuentes de energía alternativas que, en muchos casos,
ya son una realidad.
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Dirección de arte: José Crespo
Proyecto gráfico: Pep Carrió / Sonia Sánchez
Equipo de diseño: Rosa Marín, Rosana Naveira, Rosa Barriga y Javier Tejeda
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Coordinación técnica: Francisco Moral
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Depósito legal:
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GUÍA DIGITAL DE BOLSILLO
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Autor:
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Equipo editorial:
Natalia Calvo García; José Manuel Cerezo Gallego; David Sánchez Gómez; Manuela Lara
Lara.
Equipo técnico:
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Corrección:
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