CIENCIAS NATURALES SECUNDARIA DESDE CASA SERES VIVOS CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS: ¿CÓMO SE CLASIFICAN LOS SERES VIVOS? En la actualidad, los seres vivos se clasifican en siete grandes grupos llamados reinos de la naturaleza. Veamos cuáles son y en qué consisten. Reino Animalia (animales) En este reino están todos los organismos pluricelulares con núcleo celular definido que respiran oxígeno, se alimentan de otros organismos, se mueven de manera autónoma y se reproducen sexualmente. Por ejemplo, las aves, los peces, los reptiles, los mamíferos y, entre estos últimos, el ser humano. 1 Reino Plantae (plantas) Son organismos pluricelulares con núcleo celular definido que, a diferencia de los del reino Animalia, no necesitan alimentarse de otros organismos, no tienen autonomía de movimiento y su reproducción puede ser sexual o asexual. En resumen, nos referimos a las plantas en su conjunto. Por ejemplo, la orquídea (Orchidaceae) o el árbol de cerezo (Prunus). Reino Fungi (hongos) Reúne a los organismos pluricelulares que, al igual que las plantas, tienen ¡núcleo celular definido, respiran oxígeno y son inmóviles. Sin embargo, su alimentación puede ser parasitaria o 2 provenir de los desechos de otras especies. Asimismo, se reproducen por esporas, sea sexual o asexualmente. Por ejemplo, el Penicillium chrysogenum y la levadura de cerveza (Saccharomyces cervisiae) Reino Chromista (cromistas) Son organismos con núcleos celulares definidos y capaces de hacer fotosíntesis. Tienen una capa celular que los protege, y en ella tienen una estructura de cilios, la cual les permite desplazarse. Por ejemplo, las diatomeas, un tipo de algas unicelulares. Reino Protozoa (protozoarios) 3 Agrupa a ciertos organismos microscópicos unicelulares que no pueden considerarse cromistas. Normalmente, respiran oxígeno y se alimentan de otros organismos unicelulares, aunque existen algunas excepciones. Pueden reproducirse sexual o asexualmente. Por ejemplo, las amebas y los protozoarios. Reino Archaea (arqueas) Este reino está formado por organismos cuyas células no tienen un núcleo diferenciado (células procariotas). Pueden alimentarse de otros seres vivos o ser autónomas. Se reproducen asexualmente por fisión binaria. Las arqueas nunca son patógenas. Por ejemplo, las arqueas metanógenas que se encuentran en el intestino de ciertos animales. Reino Bacteria (bacterias) 4 Está conformado por organismos procariotas cuyas células no tienen núcleo diferenciado. Las bacterias están recubiertas por una pared que las protege del medio exterior, la cual contiene peptidoglicano, cosa que no contienen las arqueas. Algunas bacterias son patógenos. Por ejemplo, la bacteria Escherichia coli. ACTIVIDADES 1)a- ¿Cómo se clasifican los seres vivos? b- ¿Qué se tiene en cuenta para la clasificación? c- Describe brevemente los cinco reinos d- ¿Qué es un DOMINIO, cuántos dominio existen? Explicar quienes están en cada dominio 2) Completar las frases: Los seres vivos se dividen en cinco reinos: _____________, __________, __________, _____________________y__________________________. Los criterios de clasificación que se utilizan para separarlos en esos cinco grupos son: el tipo de, la agrupación de las células en ____________y la __________________________________________. Los seres del reino móneras se caracterizan porque sus células son _________. Este reino comprende dos grupos: las ___________y las _________________________________________. Los seres del grupo protoctistas se caracterizan por _____________. Entre ellos están los ______________________y las_____________________. 3) Completar el mapa conceptual 5 CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS Todos los seres vivos, sean microorganismos, plantas, hongos o animales, incluido el ser humano, comparten ciertas características comunes: todos son capaces de alimentarse, crecer y reproducirse, lo cual los distingue de los elementos no vivos de la naturaleza. 1. Tienen organización celular Los seres vivos están formados por células, la unidad básica de la vida. Estas tienen una composición compleja y pueden formar estructuras de mayores niveles de complejidad cuando se unen entre sí. Pueden existir organismos vivos unicelulares o pluricelulares. Los organismos unicelulares están formados por una sola célula y tienen una organización interna simple. Por ejemplo, las bacterias y los protozoarios. Los organismos pluricelulares tienen mayor nivel de organización celular. En la medida en que las células se agrupan, forman tejidos y, estos, a su vez, forman los órganos que dan lugar a un ser vivo más complejo. Por ejemplo, las hojas y las raíces en las plantas, los riñones y el corazón en los animales y los seres humanos. 2. Ejecutan diversas funciones vitales Todos y cada uno de los seres vivos cumplen con una serie de funciones vitales durante su ciclo de vida, que son respirar, alimentarse, metabolizar y excretar. 6 - Nutrición. La alimentación es el proceso mediante el cual los seres vivos obtienen los nutrientes necesarios para subsistir. Puede ser heterótrofa o autótrofa. Nutrición o alimentación heterótrofa: cuando los nutrientes se obtienen de otros seres vivos. Por ejemplo, los animales herbívoros (como las ovejas, las reses), los animales carnívoros (como leones, tigres y arañas) y los animales omnívoros (como el ser humano). Nutrición o alimentación autótrofa: cuando no dependen de otros seres vivos para nutrirse, es decir, que producen su propio alimento. Por ejemplo, las plantas. - Respiración celular. Todos los seres vivos necesitan respirar, mecanismo por el cual transforman la energía de los nutrientes que captan del exterior. La respiración celular puede ser: Respiración aeróbica: cuando el oxígeno se capta del aire o del agua. Por ejemplo, los animales terrestres y los animales acuáticos. Respiración anaeróbica: cuando se usa otro elemento, como el azufre, en sustitución del oxígeno. Por ejemplo, las bacterias. - Metabolismo. Se refiere a las reacciones químicas producidas por las células. El metabolismo engloba dos procesos: Anabolismo: sintetiza nuevos compuestos a partir de moléculas simples. Catabolismo: descompone compuestos en productos simples. - Excreción. La excreción es el proceso a través del cual los seres vivos eliminan las sustancias inservibles o tóxicas del organismo. Es decir, es el proceso para expulsar desechos. 3. Crecen, se desarrollan y mueren 7 Ejemplo: ciclo de vida de una gallina o un gallo. Todos los seres vivos tienen un ciclo de vida limitado en el tiempo, acorde a sus características particulares. En ese período, los seres vivos experimentan un proceso de crecimiento en tamaño, desarrollo de sus potencialidades (incluida la reproducción), en envejecimiento y la muerte. Algunos seres vivos cumplen con un ciclo de vida más complejo, como los animales, que comienza en la gestación, seguida del nacimiento, el crecimiento o desarrollo, la reproducción y la muerte. 4. Se reproducen Los seres vivos con capaces de reproducirse. De esta manera, transmiten sus genes a las nuevas generaciones y logran la supervivencia de la especie. La reproducción de los seres vivos puede ser sexual o asexual. Reproducción sexual: se produce cuando es necesaria la presencia de dos progenitores (macho y hembra) para la fecundación. Por ejemplo, los mamíferos como los leones y los delfines. Reproducción asexual: ocurre cuando solo un individuo es capaz de generar otros individuos idénticos. Por ejemplo, las bacterias o las estrellas de mar no necesitan una pareja para poder procrear. 5. Reaccionan a estímulos Los seres vivos interactúan con el entorno para vivir y, por ende, reaccionan a los estímulos que reciben del mismo. A esta capacidad de reacción se le llama irritabilidad. Esta característica permite que los seres vivos reaccionen ante estímulos químicos, físicos y sensoriales fundamentales para su desarrollo. Por ejemplo, los seres vivos responden a los aromas, a los sonidos, a las texturas, a los estímulos visuales, etc. 6. Son capaces de regular su medio interno 8 Los seres vivos ejecutan un proceso que se llama homeostasis. La homeostasis consiste específicamente en la capacidad de los seres vivos para mantener estable su medio o condición interna frente a determinados cambios del entorno. Un ejemplo de homeostasis es el proceso de sudoración de los seres humanos, cuyo propósito es regular la temperatura interior cuando hay exceso de calor en el medio ambiente. 7. Se adaptan al medio ambiente Camaleón. Ejemplo de adaptación por mímesis o camuflaje con el medio ambiente. Los seres vivos son capaces de adaptarse a determinados cambios en las condiciones del ecosistema. Esta capacidad les permite garantizar la subsistencia y la supervivencia, al adoptar diferentes características. Por ejemplo, algunos animales son capaces de camuflarse o mimetizarse con el ambiente para protegerse. Es el caso de los camaleones, que cambian su color de acuerdo al tono de los elementos cercanos. También es el caso de algunos insectos como los insectos palo, ciertas variedades de mariposas, etc. Actividad Responder: 1) a) ¿Qué características presentan los seres vivos? b) Seleccionar y explicar tres características de los seres vivos 2) Leer las siguientes oraciones e indicar en cada caso a qué característica de los seres vivos hace referencia: a) Los seres vivos tienen descendientes similares a los padres 9 b) Las pulgas que viven sobre la piel de un perro, lo pican sin consideración. c) Hay organismos unicelulares y otros pluricelulares d) El sol castiga durante muchos días, en verano, las plantas de la plaza. e) Como resultado de la fotosíntesis, los organismos autótrofos liberan oxígeno, que la mayoría de los seres vivos utilizan en el proceso de la respiración celular f) Cuando estabas por cruzar la calle, te sorprende un violento bocinazo 3) Marcar la respuesta correcta a- ¿La alimentación de un vegetal es? Igual que la de un animal. Autótrofa Heterótrofa b- Un ser unicelular... No realiza las mismas funciones que un ser pluricelular. Tiene menos funciones que un ser pluricelular porque es más sencillo Realiza las mismas funciones que un ser pluricelular. c. El tipo de estímulos que detectan los seres vivos puede ser: Luminoso, mecánico, químico. Mecánico y químico. Luminoso y químico. d. La reproducción de los seres vivos puede ser: Siempre sexual y asexual. Siempre asexual. e- Las células implicadas en la reproducción sexual se llaman: Gameto Gónadas. Esporas. FUNCIÓN DE NUTRICIÓN Los seres vivos son sistemas abiertos. Independientemente del nivel de organización que tengan, todos cumplen ciertas funciones vitales, entre las que se encuentran la función de nutrición. Para analizar esta función, podemos dividir a todos los seres vivos en dos grandes grupos: - - Los organismos heterótrofos, como los animales, hongos y muchos microorganismos, deben conseguir su alimento mediante la incorporación de otros seres vivos, sus partes o sus restos. Los organismos autótrofos, como las plantas, las algas y algunas bacterias. Sintetizan su propio alimento a partir de materiales sencillos del ambiente, como el agua y dióxido de carbono. 10 NUTRICIÓN HETERÓTROFA: Todos los heterótrofos obtienen su alimento del medio y, para ello, cuentan con las más variadas estructuras. Algunos organismos unicelulares, como el paramecio, tienen una serie de cilios (prolongaciones de la membrana plasmática parecida a flecos) que mueven continuamente creando una corriente de agua que arrastra partículas orgánicas que ingresan a su única célula. En organismos más complejos, como los insectos y los vertebrados, se observa una gran variedad de aparatos bucales y de apéndices adaptados a los diferentes tipos de alimentación. Una vez obtenido el alimento y como producto de las transformaciones químicas que sufren, se obtienen moléculas más sencillas (de menor complejidad) o nutrientes que serán utilizados por el propio organismo en su mantenimiento, crecimiento y desarrollo. Ahora bien, ¿Alimentarse es lo mismo que nutrirse? No, entonces ¿Cuál es la diferencia entre ambos conceptos? Cuando hablamos de alimentación, hacemos referencia a las estrategias que utilizan numerosos seres vivos para obtener alimento (ya sea incorporándolo o fabricándolo); el término nutrición, en cambio, nombra un proceso mucho más complejo que incluye no solo la obtención de alimentos sino también su posterior transformación para la provisión de nutrientes a cada una de las células y la obtención de energía para que el organismo pueda llevar a cabo todas sus funciones. ¿Cuáles son las etapas de nutrición para los organismos heterótrofos? El proceso se inicia en la ingestión (incorporación de alimentos); luego ocurre la digestión, que consiste en la descomposición del alimento en nutrientes por acción de las enzimas digestivas. Este proceso, puede ser intercelular ro intracelular. En el caso de los organismos pluricelulares, los nutrientes son distintas hacia todas las células, muchas veces por medio del sistema circulatorio. Por lo tanto, el transporte o circulación es otra de las etapas del proceso de nutrición. Cuando los nutrientes llegan a las células, ingresan por diversos mecanismos a través de la membrana plasmática. Una vez allí, los nutrientes pueden tener varios destinos: o bien se usan como “ladrillos” para la síntesis de moléculas de mayor complejidad o macromoléculas que pueden formar nuevas células y tejidos; o bien se utilizan para la obtención de energía, en cuyo caso es preciso, en la mayoría de los casos, la presencia de oxígeno (gas que ingresa mediante la respiración). Por otra parte, los desechos de todo este proceso tienen que ser eliminados (excreción) al exterior por medio de las estructuras especializadas: en caso de los animales más complejos, pueden ser los riñones y los pulmones. 11 NUTRICIÓN AUTÓTROFA: LA FOTOSÍNTESIS Los organismos fotosintéticos tienen la maquinaria necesaria para captar la energía de la luz solar y almacenarla en biomoléculas que pueden ser utilizadas por ellos y por los heterótrofos. LA FOTOSINTESIS Y SU RELACIÓN CON LA RESPIRACIÓN CELULAR Un grupo de organismos autótrofos elaboran su propia materia utilizando la luz; este proceso se llama fotosíntesis. Consiste en combinar el agua con el dióxido de carbono, tomados del ambiente, mediante la reacción química que utilizan la energía de la luz. Como resultado de dicha reacción, se obtienen productos como glucosa y oxígeno. La energía de la luz es captada mediante pigmentos especiales, el más abundante entre los organismos fotosintéticos es la clorofila: aunque también pueden haber otros pigmentos como los carotenoides y xantofilas. 12 Parte de la glucosa servirá para elaborar otras biomoléculas: proteínas, otros glúcidos, lípidos, ácidos nucleicos y vitaminas entre otros. Otra parte se utilizará para la respiración celular que se lleva a cabo en algunas organelas de las células, las mitocondrias. El oxígeno producto de la fotosíntesis es eliminado al ambiente, y tomado por los autótrofos y heterótrofos para la respiración celular. En presencia de la luz, el dióxido de carbono producido durante la respiración celular es utilizado para la fotosíntesis, aunque un pequeño excedente se elimina. En este caso la cantidad de oxígeno liberado es mayor que la de dióxido de carbono; pero en la oscuridad como solo se produce respiración celular, se libera únicamente dióxido de carbono. La fotosíntesis es fundamental para la existencia de la diversidad de la vida que existe en nuestro planeta, porque mediante este proceso, se forman biomoléculas ricas en energía que servirán alimento a los organismos heterótrofos. Además, la fotosíntesis es la fuente de oxígeno de nuestro planeta, necesario para la respiración celular. 13 . ACTIVIDADES: 1) Completar con RELACION, REPRODUCCION o NUTRICION según corresponda: Por medio de la función de ____________, los órganos de los sentidos de los animales perciben la información del medio externo, ésta se procesa en el sistema nervioso y se elabora una respuesta que la ejecuta en muchas ocasiones el sistema locomotor. Los seres vivos obtenemos energía tomando alimentos, los cuáles son procesados en el aparato digestivo para que puedan alcanzar las células. A esta función la llamamos ____________. Los seres vivos de la misma especie, haciendo uso de la función de ____________, se aparean para producir descendencia y así permitir la supervivencia de la especie 14 2) En la siguiente sopa de letras identificar las características de los seres vivos y funciones vitales 3) Piensa y responde: a- ¿Por qué en la función de reproducción los seres vivos aseguran la continuidad de la especie? b- ¿Crees que es una función vital o necesaria? ¿Por qué? 4) a- ¿Qué es la nutrición? b- ¿Qué tipos de nutrición existen? c- ¿Quiénes tienen nutrición heterótrofa? d- ¿Por qué no es lo mismo la alimentación y la nutrición? e- ¿Cuáles son las etapas de la nutrición heterótrofa? f- ¿Qué función cumple la respiración en la nutrición? g- ¿Qué sistemas participan en la nutrición del ser humano? 5) Fotosíntesis a) ¿Quiénes realizan fotosíntesis? ¿Cómo se llaman los organismos que realizan su propio alimento? b) ¿Qué orgánulo de la célula vegetal se encarga de la fotosíntesis? ¿Qué estructura de la hoja permite la entrada y salida de O2 y CO 2? 15 c) ¿Qué energía necesita la planta para realizar fotosíntesis? d) ¿Qué sustancias inorgánicas necesita la planta para la elaboración de glucosa? e) ¿Cuáles son los productos que se obtiene de la fotosíntesis? 6) ¿Qué es la respiración, quienes la realizan? ¿Qué organela celular participa en la respiración? 7) Dibujar los procesos de fotosíntesis y respiración relacionados 8) Observar las ilustraciones y resolver: Cuál/es de estos seres...: a) es heterótrofo? b) es autótrofo? c) realiza respiración celular? ¿Cuál/es no? d) está consumiendo Oxígeno? ¿Por qué? e) puede liberar O2 a la atmósfera? ¿Por qué? f) libera dióxido de carbono al entorno? ¿Por qué? Figura 1 Figura 2 Figura 3 Figura 4 9) Completar el cuadro comparativo 16 REPRODUCCIÓN SEXUAL Y ASEXUAL La reproducción es una función común a todos los seres vivos. Se trata del proceso por el cual los seres vivos dan origen a nuevos individuos parecidos a ellos mismos. La reproducción y la vida Los seres vivos, en un momento dado, mueren; es decir, dejan de realizar sus funciones vitales, se desorganiza su estructura característica, y la materia que los constituye se disgrega y pasa a formar parte de otros seres vivos, del suelo o de la atmósfera. En cualquier caso, está claro que la muerte forma parte del proceso de la vida. De hecho, salvo accidentes, la duración de la vida está en gran manera inscrita en los genes de un ser vivo. Por ejemplo, la oruga de la mariposa de la seda, tras transformarse en mariposa, no sobrevive más de unos pocos días, pues no se alimenta. Puesto que la muerte es parte inseparable de la vida, la reproducción es indispensable para el mantenimiento de la vida. Mediante esta función, se reemplazan los seres vivos que fallecen. La reproducción y la herencia Mediante la reproducción los organismos dan lugar a descendientes semejantes a ellos mismos. Esto garantiza la supervivencia de las distintas especies. La información genética de los seres vivos se encuentra almacenada en forma de moléculas de ADN. Estas moléculas contienen, codificada, toda la información necesaria para el funcionamiento y 17 desarrollo de un ser vivo. Cuando un ser vivo se reproduce, pasa la información genética a sus descendientes. En los organismos eucariotas cuando la célula se va a dividir, el ADN se compacta formando los cromosomas. El número de cromosomas es constante y fijo para cada especie. Por ejemplo, en los seres humanos existen 46 cromosomas en cada una de las células somáticas (no reproductoras). La mayoría de las especies de animales, plantas y hongos son diploides o 2n, es decir, sus células somáticas poseen dos ejemplares de cada tipo de cromosomas, uno heredado de cada progenitor. Los dos cromosomas de cada pareja reciben el nombre de cromosomas homólogos. Por tanto, las personas tenemos en cada célula somática dos juegos de 23 cromosomas. Modalidades de reproducción En todo proceso de reproducción existen uno o varios organismos, los progenitores, que dan lugar a uno o varios individuos, la descendencia. Cuando en la reproducción interviene un solo progenitor, se trata de reproducción asexual, si participan dos progenitores, la reproducción es sexual. REPRODUCCIÓN ASEXUAL En esta modalidad de reproducción, un solo progenitor da origen a una descendencia idéntica entre sí y a él mismo (poseen la misma información genética). Presentan este tipo de reproducción las bacterias, las algas, los protozoos, los hongos y algunas plantas y animales. REPRODUCCIÓN SEXUAL En esta modalidad participan generalmente dos progenitores, que dan origen a uno o varios descendientes. La información genética de los descendientes es una mezcla de la de los progenitores, cada uno de los cuales aporta un cromosoma de cada pareja de homólogos. Se da en todos los seres vivos, excepto en las bacterias. En este tipo de reproducción interviene un tipo especial de células, los gametos. 18 NIVELES DE ORGANIZACIÓN La materia se agrupa y se organiza en niveles cada vez más complejos. La complejidad de esa organización no está determinada solo por la cantidad de materia que integra cada nivel. Cada nuevo nivel de organización presenta características nuevas y propias, que no resultan simplemente de la suma de las propiedades de los componentes del nivel anterior. Por ejemplo, una molécula de agua (H2O) presenta propiedades diferentes de las que tienen los átomos de oxígeno e hidrógeno por separado; a su vez, una gota de agua tiene propiedades nuevas, etc. En una célula podemos encontrar una enorme cantidad de moléculas diferentes que la constituyen; pero una célula no es sólo la suma de esas moléculas, ya que tiene propiedades muy diferentes como el hecho de ser una unidad viva. Esto no es posible al nivel molecular, dado que las moléculas no tienen vida “De menor a mayor complejidad” La materia viva e inerte se puede encontrar en diversos niveles de organización, que puede definirse en una escala que va de menor a mayor complejidad. Así, la materia puede ser analizada desde tres grandes niveles de organización: los niveles químicos, los niveles biológicos y los niveles ecológicos. Los niveles químicos incluyen: - - - - - - Nivel de partículas subatómicas: son unidades llamadas neutrones, protones y electrones que al agruparse forman los átomos. Nivel atómico: el átomo es la mínima unidad de materia. Son unidades de cualquier elemento químico, formados a partir de la organización de las partículas subatómicas. Nivel molecular: los átomos se agrupan hasta formar las diferentes moléculas, por ejemplo, la molécula de agua. En este nivel se los ubica a los virus y representa el límite entre la materia inerte y la materia viva. Los niveles biológicos incluyen: Nivel celular: se considerará al nivel celular como el primer nivel biológico. Las células se forman a partir de la organización de diferentes moléculas orgánicas e inorgánicas, que le permiten mantener vida propia y cumplir con las funciones vitales. Este nivel agrupa a organismos unicelulares procariotas como bacterias, arquibacterias y algas verdes azuladas, y también, organismos eucariotas, como los protozoos, algas unicelulares y hongos unicelulares. Nivel tisular o de tejidos: los tejidos se forman a partir de la agrupación de células similares que se organizan y cumplen funciones comunes, por ejemplo, el tejido nervioso. Alcanzan este nivel de organización la mayoría de las algas pluricelulares y los hongos. Nivel de órganos: los tejidos se agrupan y forman los órganos, por ejemplo, el cerebro. En este nivel de organización se ubican las plantas, puesto que éstas tienen órganos tales como las raíces, el tallo y las hojas. Nivel de sistema de órganos: conjunto de órganos que se organizan y trabajan de manera coordinada para cumplir una función determinada, por ejemplo, el sistema nervioso. Este nivel de organización agrupa a todos los animales invertebrados y vertebrados, incluso al ser humano. Los niveles ecológicos incluyen: Nivel de organismo complejo o individuo: está representado por cada uno de los seres vivos del planeta, sea unicelular o pluricelular, que tiene la capacidad de relacionarse con otros seres vivos y con su ambiente. 19 - - Nivel de poblaciones: conjunto de individuos que se relacionan entre sí, pertenecen a una misma especie y comparten un determinado lugar. Estos individuos pueden reproducirse y dejar descendencia fértil, es decir, capaces de procrear individuos de esa especie. Nivel de comunidades: incluye el conjunto de poblaciones que interactúan en una determinada región. Nivel de ecosistemas: incluye las comunidades de seres vivos, los factores físicosquímicos o abióticos y las relaciones que se establecen entre ellos. El hecho de que todo el mundo material que percibimos esté formado por asociaciones de estructuras más simples, ha llevado a la idea de que se pueden definir diversos niveles de organización de la materia. “Aunque cada nivel de organización se forma a partir de los componentes de los niveles anteriores, presenta características nuevas. Por ejemplo, a temperaturas moderadas el oxígeno y el hidrógeno se encuentran como gases, mientras que el agua (formada a partir de los elementos oxígeno e hidrógeno) es líquida. A su vez las moléculas pueden organizarse y dar lugar a la formación de una célula. En la célula, aparece una propiedad nueva que no manifestaban las moléculas por sí mismas: la vida. Pero no toda reunión de moléculas dará lugar a la formación de una célula. Por ejemplo, las sustancias presentes en el aire se relacionan entre sí de manera tal que forman una mezcla de gases, sin vida. 20 La aparición de la vida no depende sólo de la cantidad y la proporción de los elementos que se reúnen, sino también, del modo en que esos elementos se ordenan y se relacionan. Es decir, de su organización”. En el siguiente esquema se puede observar los diferentes niveles de organización a los que estamos aludiendo: Una célula puede ser, por sí sola, un organismo (unicelular), u organizarse con otras células y formar un ser pluricelular. Algunos organismos pluricelulares simples alcanzan únicamente el nivel de organización de tejidos, como las medusas. En otros, los tejidos se organizan y el organismo sólo alcanza el nivel de órganos, tal es el caso de los árboles. En la mayoría de los organismos pluricelulares, sin embargo, los tejidos forman órganos, que se organizan en sistemas y forman un organismo complejo, tal es el caso del ser humano. El individuo es un organismo indivisible que, según sus características, puede corresponder a diferentes niveles de organización (entre célula y sistemas de órganos). Hay niveles de organización superiores al del organismo, son los niveles macros. El conjunto de individuos que comparten características comunes, se reproducen entre ellos y su descendencia es fértil (se puede seguir reproduciendo), corresponde al nivel de organización de especie. Un conjunto de individuos de la misma especie que comparten el espacio físico y el tiempo, conforman una población. La comunidad es un grupo de poblaciones que se relacionan entre sí. Un ecosistema considera muchas comunidades relacionadas entre sí y con el medio ambiente. La biosfera comprende el conjunto de ecosistemas de nuestro planeta. 21 ACTIVIDADES 1) ¿Cuáles son los niveles de organización? Explicar brevemente cada uno. 2) Ordenar los siguientes niveles de organización en un orden de creciente complejidad. Luego encerrar con un círculo aquellos que no son considerados sistemas vivos: ♦ Macromolecular ♦ Molecular ♦ Celular ♦ Órganos ♦ Sistema de órganos ♦ Población ♦ Tejidos ♦ Comunidad ♦ Biosfera ♦ Subatómico ♦ Atómico ♦ Especie 3) ¿Por qué cada nuevo nivel de organización, no es simplemente la suma de los niveles anteriores? Ejemplificar tu razonamiento. 4) ¿Cuál es el menor nivel de organización en que se manifiestan las características de la “vida”? Dar ejemplos de seres que pertenezcan a este nivel de organización. 5) ¿Cuál es el nivel de organización más complejo que alcanzan los seres? Dar ejemplos de seres que pertenezcan a este nivel de organización. 6) Ordenar de menor a mayor cada uno de los siguientes casos, de acuerdo con el nivel de organización al que pertenezca. Considerar la posibilidad de que puede haber, en el mismo nivel, más de un caso: Tejido muscular – Neurona – Célula sanguínea – Sistema digestivo – Estómago – Hígado – Hombre adulto – Tejido nervioso – Niño – CO2 – Átomo de Hidrógeno – Electrones y protones – Célula de la piel – Bosque de Arrayanes – Cardumen de Pejerreyes de una laguna – Proteína – ADN TEORIA CELULAR Y EL MISCROSCOPIO Se considera a Galileo como el inventor efectivo del microscopio, pero fue el inglés Robert Hooke (1635-1703) el primero en visualizar células al observar una fina lámina de corcho. No obstante, lo que observó eran células muertas, vacías, más tarde Brown, en 1831 descubrió el núcleo. El estudio detallado, de tejidos animales, demostró que no sólo plantas, sino también animales estaban formados por células, lo que permitió establecer la universalidad de la estructura celular para todos los seres vivos. Schleiden y Schwann (entre 1838-1839) enunciaron la Teoría Celular, cuyos puntos principales son: Todos los seres vivos, animales o vegetales, están formados por una o más células. La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos. Toda célula procede de otra célula, por división de la primera. Por tanto, cada célula es capaz de llevar a cabo las siguientes funciones: obtener y asimilar nutrientes, eliminar residuos, sintetizar nuevos materiales para la célula y, ser capaz de moverse y reproducirse. La célula es la unidad anatómica fundamental de todos los seres vivos. Está formada por citoplasma, uno o más núcleos y una membrana que la rodea. Algunos organismos, como las bacterias, constan solo de una sola célula, son organismos unicelulares. Otros, como los humanos, animales y plantas; están hechos de una cantidad incontable de células que trabajan juntas para gestionar lo que hoy conocemos como el ser vivo. Los seres humanos estamos formados por miles de 22 millones de células organizadas en tejidos, que forman los músculos, la piel y también órganos, como los pulmones. Todas las células tienen unos componentes básicos comunes: - Todas las células están rodeadas de una membrana plasmática que las separa y comunica con el exterior. Algunas células como las bacterias y las células vegetales poseen una pared celular que rodea a la membrana plasmática. - Contienen un medio hidrosalino (medio acuoso y salino), el citoplasma, y en él que están inmersos los orgánulos celulares imprescindibles para el correcto funcionamiento de la célula. - Todas las células poseen información genética en unas macromoléculas esenciales (ADN y ARN), así como ribosomas implicados en la síntesis de proteínas. - Una gran variedad de biomoléculas. (glúcidos, lípidos, proteínas…). No todas las células tienen el mismo nivel de complejidad. De los 3.800 millones de años que la vida lleva existiendo sobre la Tierra, la historia completa de la humanidad, desde la vida en las cavernas hasta el moderno departamento de nuestros días, representa bastante menos del uno por ciento de todo este tiempo, realmente es un período insignificante. Durante los primeros dos mil millones de años los únicos habitantes de la Tierra fueron exclusivamente las bacterias. En realidad, tan importantes son estos microorganismos bacterianos, y tan importante es su evolución, que la división fundamental de los seres vivos en la Tierra no es la tradicionalmente supuesta entre plantas y animales, sino entre procariotas y eucariotas. 23 LAS CÉLULAS La célula es la unidad fundamental de los seres vivos que contiene todo el material necesario para mantener los procesos vitales como crecimiento, nutrición y reproducción. Se encuentra en variedad de formas, tamaños y funciones. Dentro de las células se encuentran los componentes necesarios para que ella lleve a cabo sus funciones: agua, minerales, lípidos, proteínas, azúcares y ácidos nucleicos. Existen organismos unicelulares como las bacterias y los protozoarios, constituidos por una célula. Por otro lado, los animales y las plantas están formados por muchas y muy variadas células, por lo que se conocen como organismos multicelulares o pluricelulares. En este caso, las células se juntan para formar tejidos que tienen funciones específicas. Los seres humanos poseemos casi 40 billones de células. Las células del cuerpo humano van cambiando con el tiempo, solo las células nerviosas se mantienen desde que nacemos. Tipos de células La principal clasificación de las células las divide en células procariotas y eucariotas: Las células procariotas: son las células más simples porque nada más poseen membrana plasmática que envuelve el citoplasma y el material genético, por ejemplo, las bacterias y las arqueas. 24 Las células eucariotas: además de poseer membrana plasmática y citoplasma, poseen su material genético dentro de una membrana, formando el núcleo. Las células eucariotas están en todas las plantas, los hongos y los animales. Las células del cuerpo humano son del tipo eucariotas. Los procariontes tienen su material genético disperso en el citoplasma. Los eucariontes poseen núcleo, donde se encuentra el material genético de la célula. Las células eucariotas a su vez se pueden clasificar en: La célula animal: posee membrana plasmática, núcleo, citoplasma y organelos como la mitocondria, los ribosomas y los lisosomas. La célula vegetal: además de poseer la membrana plasmática, el núcleo y el citoplasma, la célula vegetal tiene una pared exterior de celulosa, una vacuola central que ocupa gran espacio de la célula y los cloroplastos. En los cloroplastos se encuentra la clorofila que absorbe la luz en el proceso de fotosíntesis. 25 Partes de la célula En las células en general se pueden distinguir las siguientes estructuras: La membrana plasmática: es una estructura flexible que encierra el contenido de la célula. Actúa como una barrera, que deja pasar nutrientes, agua y oxígeno, y deja salir dióxido de carbono y otras sustancias que la célula tiene que eliminar. El núcleo celular: es una estructura dentro de la célula, formado por una membrana o envoltura nuclear, que contiene el material genético de las células eucariotas. Es el centro que controla las actividades de las células eucarióticas. En las células procariotas no existe núcleo, por lo que el material genético está disperso. El citoplasma: es el interior de la célula entre el núcleo y la membrana plasmática. Aquí se encuentra la maquinaria de producción y mantenimiento de la célula. Está constituido por un material gelatinoso llamado hialoplasma. Los organelos: son los responsables por diversas actividades celulares, tales como almacenamiento, digestión, respiración celular, síntesis de material y excreción, es decir, son los responsables del mantenimiento de la vida celular. Entre los organelos podemos destacar: mitocondrias, ribosomas, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, lisosomas y vesículas. 26 Características de las células Tamaño microscópico: la mayoría de las células son visibles solo con el microscopio, muy pocas células pueden verse a simple vista. Las células más pequeñas son las procariotas, como las bacterias. Formas variables: podemos conseguir células con forma esférica, cúbica, aplanadas, en forma de "S", de estrellas, de espiral y cilíndricas. Intercambian energía y materia: en todas las células se producen intercambios de energía y materia con el ambiente exterior. Pueden reproducirse: las células tienen la capacidad de producir otras células iguales a través del proceso de división celular. Obtienen energía a través de la respiración celular: las células realizan el proceso de respiración celular que se fundamenta en procesar azúcares en presencia de oxígeno u otras moléculas para poder obtener energía. 27 28 ACTIVIDADES 1) a) ¿Cuáles fueron las primeras células sobre la tierra? b) ¿Qué tipo de organismos forman los procariotas? c) ¿Cuáles fueron los primeros procariotas sobre la tierra? d) ¿En dónde viven los organismos procariotas? e) ¿a qué reino pertenecen los procariotas? f) ¿Cuáles son las relaciones que existen entre las bacterias y el hombre? g) ¿Cuál es el significado de la palabra procariota? 2) 29 a) ¿Cuándo aparecieron las células Eucariotas? b) ¿Cuál es la principal diferencia entre las célula procariota y eucariota? c) ¿Cuál es el significado de la palabra eucariota? d) ¿Cómo está formada la célula eucariota, que funciones cumplen cada una de sus partes? e) ¿Qué tipos de organismos forman los eucariotas? 3) a) ¿Cómo está formada la célula vegetal? b) ¿Cómo está formada la célula animal? c) ¿Cuáles son las diferencias entre la célula vegetal y animal? 4) ¿Cuáles son las características presentes en todas las células? 5) ¿Qué función cumple el material genético, la membrana plasmática, el citoplasma y los ribosomas? LOS SERES VIVOS SEGÚN LA FUNCIÓN QUE CUMPLEN DENTRO DEL ECOSISTEMA La obtención de nutrientes forma parte del proceso de nutrición. Una de las relaciones que se establecen entre los seres vivos dentro de un ecosistema, es la relación de alimentación o relación trófica, es decir los seres vivos tienen diferentes funciones dentro del ecosistema. De acuerdo a cómo se establezcan las relaciones de alimentación los seres vivos pueden ser productores, consumidores o descomponedores. En los ecosistemas, los organismos productores son los que producen sus propios nutrientes mediante el proceso de fotosíntesis. Los productores son la base de alimentación de los seres vivos ya que son los únicos en transforma la materia inorgánica en orgánica y, por lo tanto, todas las especies dependen de los productores, por ejemplo: algas, plantas y bacterias fotosintéticas. Los consumidores son animales que se alimentan de los productores o de otros consumidores. Según los organismos que consumen los consumidores pueden ser herbívoros, omnívoros, carnívoros o carroñeros. Los descomponedores se alimentan de restos de productores, consumidores y otros descomponedores. Al alimentarse, degradan restos y los transforman en sustancias sencillas, que pueden ser utilizadas por los productores; por eso tienen un papel fundamental en el reciclado de materiales en los ecosistemas. Desde el punto de vista nutricional, todos los organismos son heterótrofos. 30 CADENAS TRÓFICAS Las cadenas tróficas son, en primer lugar, interdependientes. O sea, que sus eslabones o niveles tróficos dependen los unos de los otros en un ciclo que mantiene un cierto equilibrio, y que de perderse por intromisión del ser humano o algún tipo de accidente natural, ocasionaría un desbalance capaz de extinguir especies o generar otros daños ecológicos. Esto ocurre especialmente cuando especies invasoras desplazan a las locales, cuando se extingue algún depredador clave para impedir la proliferación desordenada de especies más pequeñas, etc. Por otro lado, en las cadenas tróficas se extravía un porcentaje de energía a medida que se pasa de un eslabón a otro de la cadena. O sea, que al llegar al consumidor final, se ha perdido una significativa porción de calor en la transmisión de la materia entre productor y consumidores. A cambio, la energía química se transforma de un tejido a otro: el lobo no come pasto, pero sí come conejos que a su vez comen pasto. La energía del pasto ha llegado al lobo transformada, aunque se haya perdido una porción en el camino. Esto puede ser remediado en algunos casos, como en el del ser humano, al saltarse eslabones de la cadena: en vez de comer la criatura que come cereales, comer directamente los cereales. Tipos de cadenas tróficas Las cadenas tróficas generalmente se clasifican de acuerdo al hábitat en que tienen lugar, por lo que usualmente se habla de dos tipos distintos: Cadenas tróficas terrestres. Aquellas que tienen lugar en los distintos lugares de la plataforma continental, incluso bajo la superficie terrestre. Por ejemplo, las cadenas tróficas del desierto, de la selva tropical húmeda, etc. Cadenas tróficas acuáticas. Aquellas que se dan en ambientes marinos o lacustres, y que están compuestos por criaturas adaptadas a la vida acuática o submarina en sus diversos niveles, como la cadena trófica costera o de las zonas abisales, etc. 31 Cada peldaño de la cadena trófica es conocido como un nivel trófico. En cada uno se ubican, imaginaria o representacionalmente, las distintas especies que comparten una actividad alimenticia o un modo de nutrición, y que por ende ocupan un mismo lugar en el circuito alimentario del ecosistema. Los niveles tróficos pueden ser: Productores o productores primarios. Formas de vida dotada de nutrición autótrofa, es decir, capaces de sintetizar su propio alimento, como las plantas. Consumidores. Aquellos seres vivos heterótrofos, que deben consumir la materia orgánica de otros para nutrirse. Se clasifican usualmente en cuatro subpeldaños, que son: Primarios. Herbívoros y otros seres que se alimentan de los productores directamente o de sus derivados (semillas, frutos, etc.). Secundarios. Depredadores pequeños que se alimentan de los consumidores primarios. Terciarios. Depredadores de mayor tamaño que se alimentan de los consumidores secundarios. Cuaternarios o finales. Grandes depredadores que se alimentan de los consumidores terciarios o secundarios, y que no poseen depredadores naturales. Descomponedores. El departamento de reciclaje de la naturaleza, que se alimenta de la carroña, de los desechos, de la materia orgánica en proceso de descomposición y que ayudan a reducirla a sus materiales básicos. Se llaman también detritófagos o saprófagos. Pirámide trófica 32 La pirámide trófica o alimentaria no es otra cosa que una forma de representar las cadenas tróficas de un ecosistema de una manera jerárquica y ordenada, ubicando a los distintos niveles tróficos en filas dispuestas desde la base hasta la cima, yendo usualmente del mundo inorgánico de los descomponedores, hasta el de los consumidores finales. A medida que se sube la pirámide, se avanza en la dirección del flujo de energía; y cuando se la desciende del otro lado, se avanza en la dirección de la descomposición o restitución. Red trófica Las redes tróficas permiten rastrear el flujo de energía entre todas las especies. Otra forma de representar las cadenas tróficas es mediante una red trófica o alimentaria, en la que se conecta mediante líneas de consumo (o sea, quién se come qué o a quién) a todas las especies involucradas en un hábitat o en un segmento de dicho hábitat, a manera de esquema u organigrama. Este tipo de representación, distinta de la pirámide, permite rastrear el flujo de materia o energía entre diversas especies, más que agrupaciones generales de especies. Ejemplos de cadenas tróficas Un par de ejemplos de cadena trófica podrían ser las siguientes: Cadena trófica del jardín Consumidores finales. Sapos y pájaros que se alimentan de insectos y orugas. Consumidores primarios. Orugas, hormigas y otros insectos que se alimentan de las plantas, o de hongos. También colibríes y pájaros que se alimentan de néctar y frutos. 33 Productores. Las plantas del jardín que hacen fotosíntesis y generan flores, frutos y semillas. Descomponedores. Hongos, escarabajos y otros insectos que se alimentan de las hojas caídas, de los frutos descompuestos y de los cadáveres de insectos, pájaros y sapos. Cadena trófica de la zona abisal Consumidores finales. Peces abisales de mayor tamaño, que dan cacería a los consumidores primarios. Consumidores primarios. Peces abisales de pequeño tamaño y medusas, que se alimentan de los descomponedores. Productores. No existen, dado que no hay luz solar a semejantes profundidades. Descomponedores. Pequeños crustáceos y moluscos que se alimentan de la lluvia de materia orgánica que cae de las capas superiores del mar, así como de los cadáveres de los peces abisales. ACTIVIDADES: Observa la siguiente imagen y luego responde: 1- Determina las cadenas tróficas que conforman la red. 2- indica en cada cadena, los productores, los consumidores y los niveles tróficos. 3- ¿En qué lugar de la red agregarían a los descomponedores? ¿Por qué? 34 4- ¿Qué sucedería con la población de garzas si disminuyera la población de gambusias? ¿y con la población de carpas si disminuyera la población de gambusias? 5- ¿Cuál es la importancia de las algas y el fitoplacton en esta red? ¿Por qué? LOS ALIMENTOS Seguramente se preguntarán porqué es más nutritivo una fruta que un alfajor, para poder dar respuestas, conviene determinar cuáles son las moléculas presentes en esos alimentos para así saber qué nutrientes aportan. Según el Código alimentario Argentino (CAA) alimento es toda sustancia pura o mezcla de ellas que, ingeridas aporta al organismo la energía y los materiales necesarios para cumplir con sus procesos biológicos. Los alimentos son la única fuente de materia y energía, contienen nutrientes que el cuerpo utiliza para crear, reparar, renovar tejidos y permitir el normal funcionamiento del cuerpo. 35 EL AGUA El agua es el compuesto inorgánico más abundante. El 75% del cuerpo humano está compuesto por agua: forma parte del plasma sanguíneo, de los jugos digestivos, de la saliva, del protoplasma celular, etc. Para mantener la concentración de agua en el cuerpo en equilibrio, es necesario ingerir entre 2 y 3 litros de agua diarios. 36 El agua tiene la propiedad de disolver la mayoría de las sustancias, por lo que proporciona el medio adecuado para que se lleven muchas de las reacciones metabólicas en el organismo, además el agua regula la temperatura del cuerpo, debido a su capacidad térmica para absorber o liberar calor. Cuando el cuerpo transpira pierde aguas y sales, liberando calor que se dispara en la superficie epidérmica. Como consecuencia disminuye la temperatura corporal para mantenerla a una temperatura constante de 37°. No solo se incorpora agua al organismo a través de la bebida, sino también a través de alimentos sólidos. BIOMOLÉCULAS Las biomoléculas o moléculas biológicas son todas aquellas moléculas propias de los seres vivos, ya sea como producto de sus funciones biológicas o como constituyente de sus cuerpos. Se presentan en un enorme y variado rango de tamaños, formas y funciones. Las principales biomoléculas son los carbohidratos, las proteínas, los lípidos, los aminoácidos, las vitaminas y los ácidos nucleicos. El cuerpo de los seres vivos está conformado principalmente por combinaciones complejas de seis elementos primordiales: el carbono (C), el hidrógeno (H), el oxígeno (O), el nitrógeno (N), el fósforo (P) y el azufre (S). Esto se debe a que estos elementos permiten: La formación de enlaces covalentes (que comparten electrones) sumamente estables (simples, dobles o triples). La formación de esqueletos tridimensionales de carbono. 37 La construcción de múltiples grupos funcionales con características sumamente distintas y particulares. Por esta razón, las biomoléculas suelen estar constituidas por este tipo de elementos químicos. Las biomoléculas comparten una relación fundamental entre estructura y funciones, en la que interviene también el entorno en el que se encuentran. Por ejemplo, los lípidos poseen una parte hidrófoba, o sea, que repele el agua, por lo que suelen organizarse en presencia de ella de modo tal que los extremos hidrófilos (atraídos por el agua) queden en contacto con el entorno y los hidrófobos queden a su resguardo. Este tipo de funciones son fundamentales para la comprensión del funcionamiento bioquímico de los organismos vivientes. Según su naturaleza química, las biomoléculas pueden clasificarse en orgánicas e inorgánicas. Las biomoléculas inorgánicas son todas aquellas que no están basadas en el carbono, excepto algunas como el CO2(g) y en CO. Estas pueden ser parte tanto de los seres vivientes como de los objetos inanimados, pero no por eso dejan de ser indispensables para la existencia de la vida. Estos tipos de biomoléculas no forman cadenas de monómeros como en el caso de las orgánicas, es decir, no forman polímeros, y pueden estar formadas por distintos elementos químicos. Algunos ejemplos de biomoléculas inorgánicas son el agua, determinados gases como el oxígeno (O2) o el hidrógeno (H2), el NH3 y el NaCl. Las biomoléculas orgánicas están basadas en la química del carbono. Estas biomoléculas son producto de las reacciones químicas del cuerpo o del metabolismo de los seres vivientes. Están constituidas fundamentalmente por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). También pueden tener como parte de su estructura elementos metálicos como hierro (Fe), cobalto (Co) o níquel (Ni), en cuyo caso se llamarían oligoelementos. Cualquier proteína, aminoácido, lípido, carbohidrato, ácido nucleico o vitamina es un buen ejemplo de este tipo de biomoléculas. Las biomoléculas pueden tener diversas funciones, tales como: Funciones estructurales. Las proteínas y los lípidos sirven como materia de sostén de las células, manteniendo la estructura de membranas y tejidos. Los lípidos también constituyen la reserva de energía en los animales y las plantas. Funciones de transporte. Algunas biomoléculas sirven para movilizar nutrientes y otras sustancias a lo largo del cuerpo, dentro y fuera de las células, uniéndose a ellas mediante enlaces específicos que luego pueden romperse. Un ejemplo de este tipo de biomolécula es el agua. Funciones de catálisis. Las enzimas son biomoléculas capaces de catalizar (acelerar) la velocidad de determinadas reacciones químicas sin formar parte de la reacción, por tanto, no constituyen ni un reactivo, ni un producto. Estos tipos de biomoléculas regulan un numeroso grupo de procesos químicos y biológicos que ocurren en el cuerpo humano, de los animales y las plantas. También existen los inhibidores, que son moléculas que disminuyen la velocidad de determinadas reacciones químicas y, por tanto, también intervienen en la regulación de los procesos químicos y biológicos. Ejemplos de enzimas son la amilasa, que se produce en la 38 boca y permite descomponer moléculas de almidón, y la pepsina, que se produce en el estómago y permite descomponer proteínas en aminoácidos. Funciones energéticas. La nutrición de los organismos vivos puede ser autótrofa, cuando son capaces de sintetizar los compuestos fundamentales para su metabolismo a expensas de moléculas inorgánicas (sin depender de otro ser vivo), o heterótrofa, cuando obtienen la materia orgánica necesaria para su metabolismo a partir de la materia orgánica sintetizada por otros organismos autótrofos o heterótrofos (dependiendo de otro ser vivo). En ambos casos, la energía necesaria para sostener la vida en los organismos vivos se obtiene mediante un proceso denominado oxidación, que consiste en degradar la glucosa a formas más simples para obtener energía. Los lípidos también son una fuente esencial de energía. Funciones genéticas. El ADN (ácido desoxirribonucleico ) es un ácido nucleico que contiene toda la información genética necesaria para el desarrollo y funcionamiento de todos los seres vivos. Además, es responsable de transmitir la información hereditaria. Por otra parte, el ARN (ribonucleico) es un ácido ribonucleico que interviene en la síntesis de proteínas necesarias para el desarrollo y funcionamiento de las células. El ADN y el ARN no actúan solos, el ADN se vale del ARN para transmitir información genética durante la síntesis de proteínas. Estas dos biomoléculas constituyen la base del genoma (todo el material genético que contiene un organismo particular), por tanto, determinan lo que es una especie o un individuo específico. Importancia de las biomoléculas Las biomoléculas son indispensables para el nacimiento, desarrollo y funcionamiento de todas las células que conforman a los organismos vivos. Cumplen funciones vitales de sostén, de regulación de procesos y de transporte de sustancias en cada una de las células que forman los tejidos, órganos y sistemas de órganos. La falta de determinada biomolécula en algún organismo vivo puede provocar deficiencias y desequilibrios en su funcionamiento, provocando su deterioro o la muerte. Bioelementos y biomoléculas Se denomina bioelementos a los elementos químicos a partir de los cuales se componen las biomoléculas, por tanto, son los elementos presentes en los seres vivos. Los bioelementos pueden ser clasificados como: Bioelementos primarios. Componen el 99 % de la materia viviente de todos los seres vivos conocidos. Son: carbono (C), oxígeno (O), hidrógeno (H), nitrógeno (N), azufre (S) y fósforo (P). Bioelementos secundarios. Son aquellos que, si bien son indispensables para la vida y para el correcto desempeño del cuerpo, se requieren en cantidades moderadas y con fines específicos. Son: sodio (Na), calcio (Ca), magnesio (Mg), potasio (K), cloro (Cl) y flúor (F). Además, existen los oligoelementos que son necesarios para la vida, pero en cantidades muy bajas (0,1 % de los bioelementos del cuerpo). Algunos ejemplos son: hierro (Fe), yodo (I), cromo (Cr), cobre (Cu), Zinc (Zn) y Boro (B). 39 ENFERMEDADES RELACIONADAS CON LA ALIMENTACIÓN Hay muchas enfermedades que tienen relación con los alimentos, ya sea porque el organismo está incapacitado para absorber o utilizar determinados nutrientes, o porque el exceso falta de un nutriente provoca el desarrollo de una enfermedad. En ambos casos conviene realizar controles médicos y mantener una dieta adecuada. - - - - - - Anemia ferropénica: el consumo de hierro en la dieta diaria es necesario para la formación de hemoglobina. La ingesta deficiente de hierro o la no absorción de este mineral generan una disminución de hemoglobina presente en los glóbulos rojos y con ello, un deficiente transporte de oxígeno. Realizar una dieta rica en hierro es fundamental, pero hay que considerar que el exceso de fibras en la dieta interfiere en la absorción del hierro. Por el contrario, la vitamina C favorece la absorción de hierro. Bocio: esta enfermedad provoca la atrofia de la glándula tiroides; esto se debe a la falta de yodo. Durante mucho tiempo en las regiones donde no había yodo en el agua o en el suelo, por lo tanto, el alimento, el bocio era una enfermedad endémica. En la actualidad los casos de bocio han disminuido a partir del agregado de yodo en los alimentos de consumo masivo, como la sal de mesa y sobre todo en el chocolate. Celiaquía: los individuos que padecen esta enfermedad no pueden ingerir gluten, una proteína presente en cereales de trigo, avena, cebada, centeno. La ingesta de esta proteína atrofia las vellosidades del intestino y una absorción deficiente de los nutrientes. Intolerancia a la lactosa: esta enfermedad la padecen aquellas personas que carecen de la enzima intestinal lactasa, y por lo tanto no pueden digerir la lactosa. Las personas intolerantes a la lactosa deben consumir alimentos deslactosados. Fenilcetonuria: es una enfermedad hereditaria. Las personas que la padecen no pueden metabolizar el aminoácido fenilalanina y, por esa razón, se produce un exceso de dicho aminoácido en su organismo, lo que resulta tóxico. Una dieta equilibrada que mantenga baja la concentración de este aminoácido en el organismo desde la niñez, permite el normal desarrollo de la persona. Hipercolesterolemia: el colesterol es una grasa que el organismo necesita para el buen funcionamiento de sus células, pero en exceso es malo. El hipercolesterolemia sucede cuando el nivel de colesterol se encuentra en una concentración mayor a 100mg/dl. Cuando esto ocurre, el exceso de LDL o colesterol malo se acumula en las paredes de 40 las arterias, endureciéndolas y bloqueando el paso de la sangre, situación que puede conducir a un infarto o un accidente cerebrovascular. ACTIVIDADES: 1- Escribe una lista de alimentos que consideres más saludables. 2- ¿Qué alimentos tienen más azúcar? 3- Elige una enfermedad de las mencionadas y elabora un folleto teniendo en cuenta los siguientes puntos: - Nombre Causas Consecuencias Qué alimentos debe consumir LA MATERIA Y SUS CAMBIOS LA MATERIA Y SUS PROPIEDADES Todos los cuerpos están constituidos por materiales que se pueden clasificar según su composición o sus propiedades. Observa la imagen ¿Qué poseen en común estos tres cuerpos? Los materiales que constituyen, y las propiedades a simple vista no son las mismas, pero los tres cuerpos son una porción de materia. Si miramos alrededor, observamos que todo está constituido por materia, por lo tanto, podríamos definir materia como todo lo que nos rodea. Pero esta definición es muy amplia y abarcaría cosas que no son, por ejemplo, el calor. 41 Podríamos pensar en las características que son afines que son afines a los tres cuerpos y así ampliar la definición de materia ¿podría ser que se puede ver o tocar? No porque esta definición deja afuera el contenido del globo. El espacio que ocupa la porción de madera no puede ser ocupado por otro cuerpo y lo mismo sucede con el alcohol y el contenido del globo. Entonces los tres cuerpos ocupan un lugar en el espacio, es decir poseen volumen. Además, están formados por una cantidad de materia finita, o sea, poseen masa. Es decir, materia es todo lo que nos rodea, ocupa un lugar en el espacio y posee masa. ESTADOS DE SEGREGACIÓN DE LA MATERIA Cuando hablamos de estados de agregación o fases de la materia, nos referimos a las distintas fases o formas en que es posible encontrar la materia conocida (sustancias puras o mezclas) y que dependen del tipo y la intensidad de las fuerzas de atracción entre las partículas que componen dicha materia (tales como átomos, moléculas, etc.). Se conocen principalmente cuatro estados de agregación de la materia: el estado sólido, el estado líquido, el estado gaseoso y el estado plasmático. También existen otros menos frecuentes, como los condensados fermiónicos, pero estas formas no se producen naturalmente en el medio ambiente. Cada uno de los estados de agregación posee características físicas diferentes, como volumen, fluidez o resistencia, a pesar de que no exista una diferencia química real entre un estado y otro. Por ejemplo, el agua sólida (hielo) y el agua líquida (agua) son químicamente idénticas. Puede obligarse a la materia a pasar de un estado de agregación a otro, tan solo alterando la temperatura y la presión en las que se encuentra. Así, se puede hervir agua líquida para llevarla al estado gaseoso (vapor) o se puede enfriar lo suficiente como para llevarla al estado sólido (hielo). Estos procedimientos de transformación de un estado de agregación de la materia a otro suelen ser reversibles, aunque no sin cierto margen de pérdida de la sustancia. Los procesos más conocidos son los siguientes: Evaporación. Es el proceso mediante el cual al introducir energía calórica (calor), parte de la masa de un líquido (no necesariamente la totalidad de la masa) se transforma en gas. Ebullición o vaporización. Es el proceso mediante el cual, al suministrar energía calórica, la totalidad de masa de un líquido se transforma en un gas. La transición de fase ocurre cuando la temperatura supera el punto de ebullición del líquido (temperatura a la cual la presión del vapor del líquido se iguala a la presión que rodea al líquido, por tanto, se convierte en vapor). Condensación. Es el proceso mediante el cual, al retirar energía calórica, un gas se transforma en un líquido. Este proceso es contrario a la vaporización. Licuefacción. Es el proceso mediante el cual, al aumentar mucho la presión, un gas se transforma en un líquido. En este proceso, el gas también se somete a bajas temperaturas, pero lo que lo caracteriza es la elevada presión a la que es sometido el gas. Solidificación. Es el proceso mediante el cual, al aumentar la presión, un líquido puede transformarse en sólido. 42 Congelación. Es el proceso mediante el cual, al retirar energía calórica, un líquido se transforma en sólido. La transición de fase ocurre cuando la temperatura toma valores menores que el punto de congelación del líquido (temperatura a la cual el líquido se solidifica). Fusión. Es el proceso mediante el cual al suministrar energía calórica (calor), un sólido puede transformarse en líquido. Sublimación. Es el proceso mediante el cual, al suministrar calor, un sólido se transforma en gas, sin pasar antes por el estado líquido. Deposición o sublimación inversa. Es el proceso mediante el cual, al retirar calor, un gas se transforma en sólido, sin pasar antes por el estado líquido. Las características de los estados de la materia dependen de la fuerza de atracción entre las partículas y su movilidad. La temperatura y/o la presión son los factores que afectan cómo se agrupan dichas partículas y cómo interactúan entre sí. Cuando hay alteraciones sensibles en las variables de temperatura y/o presión, se producen cambios de un estado de la materia al otro. Estos cambios son solidificación, vaporización, fusión, sublimación, sublimación inversa, ionización y desionización. A continuación, presentamos un cuadro comparativo con las principales diferencias que existen entre los estados fundamentales de la materia: 43 Estado sólido El estado sólido es aquel que percibimos como materia fija, la cual se resiste a los cambios de forma y volumen. En la materia en estado sólido, las partículas tienen mayor atracción entre ellas, lo que reduce su movimiento y las posibilidades de interacción. Por ejemplo: rocas, madera, utensilios de metal, vidrio, hielo y grafito, entre otros Las características del estado sólido son: La fuerza de atracción entre las partículas individuales es mayor que la energía que causa separación. Las partículas se encierran en su posición limitando su energía vibracional. Mantiene su forma y volumen. Estado líquido El estado líquido corresponde a los fluidos cuyo volumen es constante, pero se adapta a la forma de su contenedor. Por ejemplo: agua, bebidas refrigerantes, aceite y saliva. Las características del estado líquido son: Las partículas se atraen entre sí, pero la distancia es mayor que en los sólidos. Las partículas son más dinámicas que los sólidos, pero más estables que los gases. Tiene un volumen constante. Su forma es indefinida. Por ende, el líquido toma la forma de su contenedor. Estado gaseoso El estado gaseoso corresponde a los gases. Técnicamente se define como el agrupamiento de partículas con poca atracción entre sí que, al chocar unas con otras, se expanden en el espacio. Por ejemplo: vapor de agua, oxígeno (O2) y gas natural. 44 Las características del estado gaseoso son: Concentra menos partículas que los sólidos y los líquidos. Las partículas tienen poca atracción entre sí. Las partículas se encuentran en expansión, por lo cual son más dinámicas que los sólidos y los gases. No tiene forma ni volumen definido. Estado plasmático El estado plasmático es un estado semejante al gaseoso, pero posee partículas cargadas eléctricamente, es decir, ionizadas. Se trata, pues, de gases calientes. La materia en estado plasmático es muy común en el espacio sideral y constituye, de hecho, el 99% de su materia observable. Sin embargo, el estado plasmático también se reproduce naturalmente en algunos fenómenos terrestres. Asimismo, se puede producir artificialmente para diversos usos. Por ejemplo, hay plasma en el sol, las estrellas y las nebulosas. También está presente en las auroras polares, en los rayos y en el llamado Fuego de San Telmo. En cuanto a su producción artificial, algunos ejemplos son los televisores de plasma, los tubos fluorescentes y las lámparas de plasma. Las características del estado plasmático son: Carece de forma y volumen definidos. Sus partículas están ionizadas. Carece de equilibrio electromagnético. Es buen conductor eléctrico. Forma filamentos, capas y rayos cuando se expone a un campo magnético. 45 SISTEMA DE MATERIALES Un sistema material es una porción de materia que se considera en forma aislada para estudiar sus componentes. Por ejemplo, un trozo de estaño es un sistema material constituido por una sustancia simple que solo está formada por átomos de estaño. El gas dióxido de carbono es un sistema integrado por una sustancia compuesta, que tiene átomos de carbono y de oxígeno. La mayoría de los sistemas materiales están compuestos por más de una sustancia, es decir, son mezclas. Los sistemas materiales pueden clasificarse según diferentes criterios. El más utilizado se basa en la distinción de fases. Una fase se identifica por sus propiedades intensivas, es decir, aquellas que no dependen de la cantidad de materia (como el color, la elasticidad o la temperatura de fusión). Por ejemplo, en un vaso con agua y aceite de girasol se distinguen a simple vista dos fases: una amarillenta y menos densa, y otra transparente, fluida y más densa. En cambio, en agua con sal disuelta solo vemos una fase. Los sistemas con dos o más fases se denominan mezclas heterogéneas. En cambio, aquellos con una sola fase son mezclas 46 homogéneas o soluciones. A diferencia de lo que ocurre con las mezclas heterogéneas, en una mezcla 67homogénea las propiedades intensivas son las mismas en todos los puntos. Los métodos de separación para mezclas heterogéneas Los componentes de las mezclas heterogéneas pueden separarse usando diversos métodos. Para separar los componentes de mezclas de fases sólidas, en los casos en que las partículas tienen tamaño diferente, se usa el método de tamización. Un ejemplo es la separación de piedritas, arena y harina. Usando tamices cada vez más finos, se irán separando las fases. Cuando hay una fase sólida y una líquida (por ejemplo, una mezcla de arcilla y agua), puede recurrirse al método de filtración, que consiste en hacer correr la mezcla a través de un filtro. Así, quedan retenidas las partículas sólidas. Para separar los componentes de una mezcla de líquidos de diferente densidad que no se mezclan –como el agua y el aceite–, se utiliza el método de decantación, y el dispositivo que se necesita se llama ampolla de decantación. Puede hacerse siempre y cuando exista una diferencia importante entre las densidades de las fases. Se deja reposar la mezcla y estas se separan solas. Luego, se drena la que ha quedado en la parte inferior de la ampolla de decantación. El método de imantación se utiliza cuando una de las fases está compuesta por sustancias con propiedades magnéticas, y la separación puede realizarse con un imán. Una mezcla de pedacitos de hierro y trocitos de aluminio, por ejemplo, se puede separar de este modo, ya que el aluminio no será atraído por el imán. 47 Los métodos de separación para mezclas homogéneas En las mezclas homogéneas se reconoce una sola fase. La sustancia que se encuentra en menor proporción se llama soluto, y la que está en mayor proporción, solvente. Para separar mezclas homogéneas, se usan diferentes métodos. Si se desea separar una solución compuesta por un líquido y un sólido disuelto en él, para obtener el sólido se utiliza el método de cristalización. Se calienta el sistema hasta que el líquido se evapore, de modo tal que quede el sólido y se formen cristales. Así, por ejemplo, se puede separar la sal en una solución de agua y sal de mesa. Cuando se tiene una solución compuesta por dos sustancias líquidas que se quiere separar y conservar, se usa el método de destilación simple, que consiste en calentar el sistema para evaporar el líquido y luego enfriarlo (condensarlo) por medio de un refrigerante. La mezcla se coloca en un balón o un matraz, que está unido al refrigerante, un tubo de vidrio ancho que rodea a otro más delgado. El tubo más grande tiene una entrada y una salida de agua, para que el líquido circule permanentemente y enfríe la superficie del tubo más delgado. El balón se calienta, y los vapores de la sustancia con menor punto de ebullición ascienden y van al refrigerante. Allí, toman contacto con la superficie fría del tubo más fino, se condensan y van cayendo en un recipiente colector. Para separar dos sustancias líquidas con puntos de ebullición más cercanos entre sí, se usa el método de destilación fraccionada. Se utiliza un dispositivo como el de la destilación simple, pero se le agrega una columna para que los vapores de la sustancia con mayor punto de ebullición no pasen al refrigerante. Así, solo llega el líquido de menor punto de ebullición. 48 Los cambios químicos En los procesos analizados hasta ahora, las sustancias no cambian su composición. Existen fenómenos en los que la combinación de sustancias genera otras nuevas con una composición química diferente. Eso ocurre, por ejemplo, cuando se quema una madera, cuando echamos limón a una ensalada de repollo y el jugo cambia de color, cuando se calienta azúcar o cuando aparece una cubierta rojiza sobre una reja de hierro. Es decir, existen indicios que nos permiten pensar cuándo ocurrió una transformación química: si hay burbujeo (producción de gas), si se forma un precipitado o si hay un cambio de color. Luego de un cambio químico, los átomos y las moléculas de las sustancias se reagrupan, se unen o se separan, y forman sustancias simples o compuestas diferentes de las originales. Cuando se produce un cambio químico, la suma de las masas de las sustancias formadas es igual a la suma de las masas de las sustancias que había inicialmente. Las sustancias que reaccionan se denominan reactivos y las nuevas se llaman productos. Los compuestos químicos Los cambios químicos pueden originar distintos tipos de compuestos, como los siguientes: • Los óxidos se producen en metales que están al aire libre y no están recubiertos con pintura, cuando se combinan con el oxígeno del aire. 49 • Los ácidos, como el limón y el vinagre, tienen un sabor característico. Algunos se desarrollan en la atmósfera por la contaminación con gases tóxicos que caen en forma de lluvia ácida, producen alergias y asma, y también dañan las construcciones. Muchos ácidos son usados por la industria para fabricar fertilizantes, plásticos y vidrios. • Las sales, como la de mesa, forman cristales y se disuelven en agua. Algunas se usan para dar sabor a los alimentos. El sulfato de cobre, una sal que mencionamos en la página anterior, elimina las algas de las piscinas. Con el mármol, formado por una sal (carbonato de calcio), se hacen mesadas y estatuas, y se recubren frentes de edificios. El bicarbonato de sodio se usa en la cocina como leudante, pues libera una sustancia gaseosa: el dióxido de carbono. • Los biomateriales son compuestos muy complejos formados por moléculas de miles de átomos de nitrógeno, carbono, hidrógeno y oxígeno, entre otros elementos. Forman los seres vivos y están presentes en los alimentos. ACTIVIDADES: 1. Escribe y dibuja 3 ejemplos de cada uno de los conceptos básicos. 2. Plantea una actividad donde involucre los conceptos básicos (crucigrama, sopa de letras…) 3. Clasifica las siguientes sustancias marcando con una X el tipo de materia al cual corresponden, guiarse por mapa conceptual anterior: 4.- Busca 5 ejemplos de cada tipo de materia que utilices en el hogar o en la vida diaria y represéntelos con dibujos. 5- Clasifica las siguientes imágenes según las diferentes técnicas de separación de mezclas, con ayuda de la información del diagrama anterior y lo trabajado en clase: justifique, ¿En qué estado se encuentran los componentes? 50 6-Proponga los métodos de separación para las diferentes mezclas: a. Agua-gasolina: b. lentejas-Harina: c. Limadura de hierro-Arena: 7- Proponga 10 mezclas e identifique el método para separar los componentes, describa y justifique. 51 Las reacciones químicas Las reacciones químicas son procesos en los que una o varias sustancias se combinan o separan y forman una o más sustancias nuevas. Estas reacciones se representan con ecuaciones, donde el símbolo + se lee como “reacciona con” y la flecha significa “produce”. Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan los reactivos. A la derecha, están las fórmulas químicas de los productos. Durante una reacción química, los átomos no se crean ni se destruyen. Por lo tanto, una ecuación química debe tener el mismo número de átomos a ambos lados de la flecha. Se dice entonces que la ecuación está balanceada. Cambios irreversibles y reversibles Cuando las sustancias que se transformaron no pueden volver a su estado original, el cambio es irreversible. Eso es lo que sucede con un papel quemado, con el caramelo que se obtiene al calentar azúcar o con el óxido rojizo formado en el hierro. Por su parte, los cambios reversibles son los que permiten a los reactivos volver a las condiciones previas a la reacción. Es lo que ocurre con las figuras de acrílico con las que se pronostica el tiempo meteorológico, que están cubiertas de sales de cobalto. Estas sales, de acuerdo con la humedad del ambiente, adquieren color rosa o azul. Los cambios químicos que liberan energía térmica al medio se denominan exotérmicos, como la reacción entre el agua y la cal viva, que se emplea para pintar árboles y matar insectos y hongos. Las reacciones químicas que absorben energía térmica se llaman endotérmicas, como el caso de las compresas que usan los deportistas para enfriar partes del cuerpo lesionadas y calmar dolores. 52 RECURSOS NATURALES Los recursos naturales son elementos o bienes que nos proporciona la naturaleza y que se encuentran en el medio natural sin verse alterados por la acción del hombre, es decir, que no interviene en su producción. Estos recursos pueden utilizarse para satisfacer las necesidades vitales, tanto del hombre como del resto de los seres vivos. Esto último es importante, puesto que cuando hablamos de recursos naturales parecemos olvidarnos del resto de seres vivientes del planeta que también los necesitan. De hecho, desde el punto de vista económico estos recursos son muy importantes para el bienestar y desarrollo de la sociedad humana. En primer lugar, podemos comentar que los recursos naturales pueden existir en la naturaleza de forma independiente unos de otros, como el agua; o pueden existir de una forma un poco menos accesibles, pero que tras un proceso específico a través de otros elementos pueden convertirse en recursos naturales igual de importantes, como los minerales metálicos. Tipos de recursos naturales Los recursos naturales se dividen en distintos tipos según las fuentes. En general todas ellas coinciden al clasificar estos recursos naturales en dos grandes grupos: recursos naturales renovables y recursos naturales no renovables. Esta distinción se basa en el tiempo que tardan en generarse y regenerarse estos recursos por sí mismos en la naturaleza. En este artículo desarrollaremos y nos centraremos en esta clasificación de los recursos naturales. Sin embargo, existen también otras clasificaciones que pueden resultar complementarias. Algunos clasifican los recursos naturales en recursos omnipresentes, aquellos que se encuentran en todo el planeta como el aire o la radiación solar; o en recursos localizados, aquellos que aparecen esporádicamente en sitios muy concretos. Además, estos recursos se pueden separar también en recursos localizados en el suelo (recursos mineros), recursos minerales, recursos hídricos, recursos biológicos y recursos energéticos Recursos naturales renovables Los recursos naturales renovables, como comentábamos, hacen referencia a que están permanentemente disponibles, es decir, que no se agotan a pesar de su utilización pues se regeneran a una tasa mucho más alta de la que se consumen. Pero debemos tener cuidado en este último aspecto. Si la tasa de utilización fuese superior a la tasa a la que se regenera el recurso, comenzaría a estar en peligro de agotarse y dejar de ser un recurso renovable. Por esta razón, debemos tener siempre presente hacer un uso responsable de nuestros recursos naturales. Algunos ejemplos de recursos naturales renovables son: El agua La radiación solar El viento La biomasa 53 Además, se consideran también recursos naturales renovables aquellas energías que se pueden obtener de estas fuentes, llamadas energías renovables, como pueden ser la energía hidráulica, la energía mareomotriz, la energía solar, la energía eólica, la energía geotérmica o los biocombustibles. Recursos naturales no renovables Una vez conocidos los recursos naturales renovables, podemos hacernos una idea de en qué consisten los recursos naturales no renovables. Son aquellos cuya formación tiene mayores dificultades en cuanto al tiempo que tardan en generarse (a escala geológica tardan muchos miles de años). Por lo tanto, no pueden ser reutilizados, regenerados o producidos a un ritmo suficiente como para mantener una tasa elevada de consumo. Esta tasa suele ser muy alta para todo el tiempo que han tardado en generarse. Además, estos recursos existen en cantidades limitadas. Algunos ejemplos de los recursos naturales no renovables son: Combustibles fósiles como el carbón, el petróleo o el gas natural. Minerales. Metales. Combustibles nucleares. Aguas subterráneas confinadas en acuíferos aislados. ¿Cuál es la importancia de los recursos naturales? 54 Sabemos que son muchos los recursos que necesitamos hoy en día y que no todos son naturales. Es más, puede parecerte que los recursos naturales puedan pasar a un segundo plano ante, por ejemplo, recursos energéticos. Pero si buscas el trasfondo de estos recursos generados por el hombre encontrarás su importancia. En primer lugar, estos recursos naturales son completamente indispensables para que se pueda desarrollar la vida. Ejemplos de ello son el aire o el agua, los cuales se aprovechan directamente. A partir de esto, estos recursos son utilizables desde el punto de vista práctico para la producción de otras materias primas o energías (transporte, electricidad, industria…). Es decir, estos recursos son la base y los responsables de que podamos disfrutar de nuestro estilo de vida actual. OBTENCIÓN DE RECURSOS ENERGÉTICOS A lo largo de la historia, el ser humano ha logrado producir, usar y almacenar diferentes formas de energía. Esa energía se obtiene mediante la utilización de recursos naturales como materia prima. El mundo no podría funcionar sin energía. Pensemos que nosotros consumimos alimentos diariamente para obtener energía, y así realizar diferentes tareas. Por lo tanto, rodas las actividades que se llevan a cabo en la Tierra, como los sistemas de calefacción, trasladarse de un vehículo, cocinar y ver televisión, entre otras que requieren un intercambio energético. Los recursos naturales más utilizados para la obtención de energía son los combustibles fósiles que si bien se regeneran, el tiempo que tardan es mucho mayor al tiempo que se consumen. Dentro de los combustibles fósiles se encuentran: el carbón, petróleo y el gas natural. El carbón es un combustible sólido de origen vegetal, que se forma a partir del depósito y acumulación de materia vegetal en la tierra durante millones de años. Es muy abundante respecto a otros combustibles fósiles y se extrae de las minas. El petróleo es un combustible líquido que se forma a partir de microorganismos marinos, depositado al fondo del mar durante millones de años. Para su explotación se realizan plataformas de extracciones. No está distribuido uniformemente por el planeta, dado a que existen zonas con abundancia de petróleo mientras que otros carecen de este recurso. El petróleo es el recurso más utilizado. Tanto para la obtención de energía como de otros subproductos como plásticos, fibras sintéticas, detergentes, etc. El gas natural es un combustible fósil gaseoso básicamente es el gas metano. Su origen procede de los microorganismos marinos al igual que el petróleo. Este combustible menos utilizado puede ser relativamente nueva su aplicación. Se extrae mediante perforaciones, se comprime en pequeños volúmenes de gas en la profundidad de la tierra, y a diferencia del petróleo, está más repartido por la tierra. La quema de este combustible fósil es muy económica, pero se liberan gases contaminantes al ambiente y se deben utilizar grandes cantidades de materia prima. 55 Las plantas de energía nuclear generan electricidad de granel: alimentan ciudades a partir de uranio. El uranio radioactivo sufre una reacción química en cadena, sin control y libera grandes cantidades de energía que se transforman en energía eléctrica. Las plantas de energía nuclear poseen altos costos de instalación, pero con pequeñas cantidades de materia prima se generan grandes cantidades de energía. Estas plantas generan una gran controversia, ya que son muy efectivas, pero se debate sobre el almacenamiento de desechos nucleares. Por otro lado, se pueden utilizar recursos renovables como el viento que generan energía eólica, o el Sol que proporciona energía solar, o los ríos caudalosos que generan energía hidroeléctrica. Estas energías denominadas en ocasiones energías limpias, no contaminan el ambiente. LA CONTAMINACIÓN La presencia y acumulación de uno o varios agentes físicos, químicos o biológicos, que provocan una perturbación en la naturaleza, con un impacto negativo en los recursos se denomina contaminación. La contaminación pone en riesgo la salud y el bienestar de todos los seres vivos y es provocada exclusivamente por el ser humano. CONTAMINACIÓN EN EL AIRE La contaminación atmosférica consiste en la presencia de materias o formas de energía en el aire que pueden suponer un riesgo, daño o molestia de diferente gravedad para los seres vivos. Entre las consecuencias directas de la contaminación atmosférica, se podría destacar el desarrollo de 56 enfermedades y afecciones en los seres humanos y la biodiversidad, así como la pérdida de visibilidad en zonas de grandes concentraciones o la aparición de olores desagradables. La producción, el desarrollo del transporte y el uso de a partir de la Revolución Industrial ha disparado los niveles de dióxido de carbono y otros gases contaminantes en la atmósfera. Esto ha provocado que la contaminación en el aire sea ya un problema ambiental global. La niebla gris que engloba las grandes ciudades es la forma más común en la que se muestra que la contaminación del aire es un problema real siendo ya visible ante nuestros ojos. El aumento de gases de efecto invernadero está provocando un calentamiento generalizado de nuestro planeta y el deterioro de la capa de ozono. Ambos efectos suponen un peligro tanto para la salud de los seres humanos como para la vida de los ecosistemas que ven alterado su equilibrio ecológico. La acción humana es la principal culpable de la contaminación atmosférica. La quema de combustibles fósiles, como el carbón o el petróleo, es una de las principales causas de este problema ambiental que pone en peligro no solo a nuestra naturaleza sino a nuestra propia salud. ¿Qué tipos de sustancias producen la contaminación del aire? La contaminación atmosférica se presenta en diferentes sustancias que se derivan fundamentalmente de cinco focos de actividades humanas: la industria, la agricultura, los residuos, los hogares y el transporte. Una concentración elevada de gases de efecto invernadero es altamente nocivo para la salud del planeta y sus habitantes. Estas son los principales gases contaminantes: El monóxido de carbono El dióxido de carbono El dióxido de nitrógeno El óxido de nitrógeno El ozono a nivel del suelo El material particulado El dióxido de azufre Los hidrocarburos El plomo ¿Dónde se produce la contaminación del aire? Estas emisiones tienen cinco focos básicos producidos por el ser humano: Industrias En muchos países, la producción de energía es la fuente principal de la contaminación del aire, aunque no la única. La quema de carbón por parte de centrales eléctricas o aquellas plantas basadas en diésel, son dos de las fuentes de emisión más frecuentes y nocivas. De la misma manera, aunque en menor medida en comparación con las anteriores, los procesos industriales y el uso de solventes en industrias químicas contribuyen a la contaminación del aire y el calentamiento global. 57 Frente a esta problemática, se incentiva globalmente a las industrias por medio de políticas y programas a nivel internacional para que realicen un uso eficiente de energía e inviertan en fuentes renovables de energía. Con ello, se contribuye a que las actividades industriales logren una producción de energía más limpia, una mayor eficiencia energética y una reducción de los efectos de la contaminación atmosférica. Transporte Cerca de 25% de todas las emisiones de CO2 (dióxido de carbón) relacionadas con la energía provienen del transporte. Estas emisiones producen aproximadamente cerca de 400.000 muertes prematuras al año por la mala calidad del aire. La mitad de ellas son consecuencia de la emisión de diésel debido a la emisión de óxidos de nitrógeno. No cabe duda que el transporte actual es ineficiente, caro e insostenible al no poderse mantener al mismo ritmo sin comprometer a las generaciones futuras. En las áreas urbanas con grandes concentraciones de población resulta imprescindible trabajar en políticas de que contribuyan a la reducción de la contaminación del aire mediante. Por ejemplo, mediante el uso de combustibles más limpios o la implementación de medios de transporte movidos por medio de energías renovables que no sean nocivas para las personas. Agricultura En este sector hay dos fuentes principales que producen el 24% de todos los gases de efecto invernadero. Por un lado, la quema de residuos agrícolas y, por otro, el metano y amoníaco que genera la ganadería. Las emisiones de metano son especialmente destacables, puesto que afectan al ozono a ras de suelo. Esta contaminación del aire es causante de enfermedades respiratorias y aumenta el asma. El metano, es además un gas de efecto invernadero (aunque no siempre se refuerce esta idea) que tiene un impacto mayor que el CO2 a largo plazo (por ejemplo, en períodos de 100 años). Para reducir esta contaminación desde el sector agrícola, las personas que trabajan en él pueden llevar a cabo una reducción del metano optimizando la digestibilidad de los alimentos, mejorando el pastoreo y con una gestión más adecuada y sostenible de los pastizales. Pero el 58 consumidor también es parte importante para reducir estas emisiones. Por ejemplo, disminuyendo el consumo de carne o minimizando el desperdicio de alimentos, evitando de este modo una sobreproducción basada en una amplia demanda de comida. Residuos Se calcula que el 40% de los residuos generados en el mundo y los desechos orgánicos se queman al aire libre, lo que genera emisiones a la atmósfera de dioxinas nocivas, furanos, metano y carbono negro. Una problemática que afecta especialmente a aquellas regiones o zonas que están en proceso de urbanización o a países en vías de desarrollo. Hogares La contaminación del aire desde el ámbito doméstico es nociva en dos maneras. Por un lado, porque es el aire que las personas respiran en sus hogares de manera directa, produciendo a medio y largo plazo enfermedades respiratorias; por otro lado, porque repercute en el aire exterior. La fuente de esta contaminación proviene de la quema de madera y combustibles fósiles para actividades como cocinar, calentar o iluminar los hogares. Aunque en términos generales, el 85% de los hogares tienen acceso a fuentes de energía más limpias, al menos en 97 países del mundo, lo cierto es que se estima que aproximadamente 3.000 millones de personas continúan usando combustibles sólidos, lo cual es una cifra muy elevada que produce una gran cantidad de emisiones contaminantes al aire. Mantener la calidad en el aire es fundamental para la supervivencia de las personas y las especias que viven en la Tierra. Los efectos de la contaminación atmosférica pueden ser fatídicas para las especies, puesto que la polución afecta de manera negativa en su salud, propiciando el desarrollo de enfermedades y afecciones de diferentes tipos, como la respiratoria. Como siempre, existen una serie de consejos que podemos seguir y que pueden tener un gran impacto en la protección de la calidad del aire que respiramos. 59 CONTAMINACIÓN DEL SUELO La contaminación del suelo supone la alteración de la superficie terrestre con sustancias químicas que resultan perjudiciales para la vida en distinta medida, poniendo en peligro los ecosistemas y también nuestra salud. Esta alteración de la calidad de la tierra puede obedecer a muy diferentes causas y, del mismo modo, sus variadas consecuencias provocan serios problemas de salubridad que afectan gravemente a la flora, fauna y a la salud humana. Lo hacen, por ejemplo, a través de la agricultura o afectando al equilibrio del ecosistema, polucionando el agua potable o el agua de riego, ya sea por entrar en contacto con estos lugares o por el simple hecho de que proceda de ellos. Lamentablemente, no siempre puede solucionarse el problema, y en ocasiones solo se recupera parcialmente, con la consiguiente degradación del área. La contaminación del suelo se puede definir como los cambios que alteran la composición de la superficie terrestre o suelo de forma que se ve perjudicado. Así, la contaminación de la tierra la empobrece, incluso provoca que pierda toda su fertilidad y que sea imposible que crezca vegetación en él y lo habiten distintos tipos de seres vivos. Por tanto, la contaminación de la tierra comporta que haya resultados perjudiciales que ponen en peligro a los ecosistemas y la salud de quienes los habitan. Además, existen diversos tipos y ejemplos de contaminación del suelo. Estos son los principales tipos de contaminación del suelo: Contaminación endógena o natural Se trata del tipo de contaminación del suelo que se da de forma natural, ya que se trata de la que ocurre cuando hay fenómenos naturales que arrastran y filtran en la tierra elementos químicos naturales, pero en concentraciones muy elevadas para que ese suelo siga saludable y fértil. Por ejemplo, encontramos lluvias ácidas o que arrastran materiales pesados, como los metales pesados, y las erupciones volcánicas o los incendios, que emiten altas concentraciones de gases perjudiciales y de azufres. Contaminación antrópica, exógena o por el ser humano Es el tipo de contaminación que producimos los humanos, es decir que se da cuando a través de las actividades humanas introducimos agentes contaminantes en la naturaleza. Se da en el caso de la contaminación vehicular o producida por los coches, en el caso de las fábricas e industrias, el uso de aire acondicionado y calefacción, la explotación indebida de los recursos naturales, etcétera. Contaminación por sustancias químicas Forma parte de la contaminación antrópica, ya que esta se presenta cuando productos químicos sintéticos son introducidos en el medio ambiente. Es el caso de los pesticidas y plaguicidas, los hidrocarburos y los solventes. Estas sustancias afectan negativamente a todo el medio ambiente, por lo que contaminan el suelo, pero también el aire y el agua y favorecen el desequilibrio ecológico del área. Contaminación del suelo por infiltración Que el agua que hay en la superficie se infiltra entre la tierra el suelo es un proceso natural, pero resulta perjudicial en ciertas zonas (por el exceso de agua que suelta demasiado la tierra) y siempre que esta está contaminada, pues se deposita toda la contaminación del agua en el suelo. 60 Contaminación de la tierra por residuos La acumulación de nuestros residuos, ya sean del hogar o de negocios o grandes industrias, en un lugar concreto genera un nivel elevado de contaminación directa del suelo, pues se da el proceso de degradación de los residuos por la exposición al ambiente y su lixiviación. Es el caso de los vertederos de basuras. Contaminación por escorrentía La contaminación por escorrentía se da debido al arrastre por la tierra de ciertos agentes contaminantes, como fertilizantes, plaguicidas, petróleo, etc. Esto se debe al agua de la nieve y las lluvias que se filtra en el suelo y lo erosiona y contamina con dichos agentes. Contaminación por edificaciones abandonadas El abandono de edificios e instalaciones que eran de alguna industria o, incluso, poblaciones, también produce contaminación ambiental, sobre todo en el suelo. Los terrenos baldíos quedan inútiles para los animales y plantas durante un tiempo largo y en este periodo, además, no dejan de contaminar a través de los elementos, entre los cuales incluso pueden encontrarse residuos peligrosos. Causas de la contaminación del suelo El contacto con el área polucionada no siempre es directo. Es lo que ocurre cuando se entierran sustancias tóxicas bajo el suelo y estas acaban contaminando aguas subterráneas que luego se utilizan para regar, para beber o acaban intoxicándonos a través de la cadena alimentaria o trófica, al comer pescado, aves o cualquier otro animal contaminado. El almacenamiento incorrecto de residuos, su vertido intencionado o accidental, la acumulación de basuras en su superficie o el enterramiento de los mismos, así como fugas en tanques superficiales o subterráneos por averías o infraestructuras deficientes son algunas de sus principales causas. Sin embargo, la lista es mucho más larga. Podemos citar otras causas no menos importantes, como las fugas radiactivas, el uso intensivo de pesticidas o abonos químicos, la minería, las actividades de la industria química, los metales pesados que salen del tubo de escape del tráfico rodado y las chimeneas de la industria, los materiales de construcción, sobre todo por la escorrentía del agua que disemina los productos nocivos, el alcantarillado antiguo en mal estado o, sin ir más lejos, la misma lluvia ácida. Habida cuenta de la variedad de los focos de contaminación, las causas a menudo son difíciles de identificar, ya que los contaminantes pueden llegar hasta el suelo, las plantas, los animales o el agua por muy diferentes razones que no siempre resultan obvias. En todo caso, lo que sí que podemos decir es casi todas ellas tienen que ver con la acción del hombre y la actividad industrial. Resumiendo, y de modo esquemático, las causas de la contaminación del suelo son: Vertido de residuos y basura. Uso intensivo de químicos. Fugas radioactivas. Humo de coches e industria. Alcantarillado viejo. 61 DISTRIBUCIÓN DE AGUA EN EL PLANETA De la superficie de la Tierra el 71% está cubierto de agua. El agua está distribuida entre océanos, mares, lagos, ríos, arroyos, humedales, aguas subterráneas, casquetes polares, nieves permanentes y glaseares. El agua cumple una función vital en el desarrollo de cualquier tipo de vida en el planeta Tierra, es imposible la vida sin ella. El ser humano además de ingerir agua como parte de las bebidas y alimentos, la utiliza para la higiene y el riego. Del total de agua presente en el planeta el 97% corresponde a aguas saladas, presentes en mares y océanos y los 3% restantes corresponden a agua dulce. El agua dulce se distribuye mayormente en estado sólido. Por ejemplo, los glaciares y casquetes polares. En menor porcentaje se haya en aguas subterráneas y por último en las aguas superficiales, ríos, arroyos y humedales. El ser humano utiliza agua dulce para diferentes actividades. De toda el agua dulce, solo un mínimo porcentaje es factible de ser aprovechado. El 99% del agua de todo el planeta no se puede utilizar para las actividades del ser humano. Los motivos son complejos y altos costos de potabilización y la dificultad para su tracción. A pesar del bajo porcentaje de agua aprovechable, si se administra el uso correctamente, es suficiente para cubrir las necesidades vitales de todas las personas que habitan la Tierra. Los ríos y arroyo llevan el agua superficial desde las montañas o planicies hasta los océanos o lagunas. De esta manera se forman cuencas hidrográficas que es un sistema de redes en donde ríos y arroyos van drenando sus aguas a canales mayores hasta desembocar en mares, lagos o lagunas. La cuenca del Plata es la quinta cuenca más grande del mundo. Abarca parte del territorio ocupado por Brasil, Bolivia, Argentina, Uruguay, Bolivia y todo el territorio de Paraguay. En América del Sur se encuentra 25% de agua dulce disponible, y gran parte de ese porcentaje se debe al Acuífero Guaraní. Desde el año 2010, se encuentra protegido debido a un acuerdo que firmó el Mercosur para la conservación del acuífero, una de las reservas de agua dulce más grande del mundo. El acuerdo fue firmado por la Argentina, Paraguay, Paraguay y Brasil, quienes se comprometen a hacer un uso racional y sustentable del recurso, sin ocasionar perjuicio en el ambiente ni en ningún otro territorio. 62 63 LA SUSTANCIA AGUA Las propiedades químicas del agua El agua está formada por un átomo de oxígeno liga a dos átomos de hidrógeno. Los átomos de hidrógeno se "unen" a un lado del átomo de oxígeno, resultando en una molécula de agua, teniendo una carga eléctrica positiva en un lado y una carga negativa en el otro lado. Ya que las cargas eléctricas opuestas se atraen, las moléculas de agua tienden a atraerse unas a otras, haciendo el agua "pegajosa," como lo muestra el diagrama del lado derecho. Cuando las moléculas de agua se atraen unas a otras, se unen. Esta es la razón del porqué se forma las gotas. Si no fuese por la gravedad de la Tierra, una gota de agua tendría forma redonda. Al agua se le llama el "solvente universal" porque disuelve más substancias que cualquier otro líquido. Esto significa que a donde vaya el agua, ya sea a través de la tierra o a través de nuestros cuerpos, lleva consigo valiosos químicos, minerales y nutrientes. El agua pura es neutral pH. de 7, lo que significa que no es ácida ni básica. Propiedades Físicas del Agua El agua es la única substancia natural que se encuentra en sus tres estados -- líquida, sólida (hielo) y gaseosa (vapor) -- a las temperaturas encontradas normalmente en la Tierra. El agua de la Tierra está cambiando constantemente y siempre está en movimiento. El agua se congela a 0o grados Celsius (C) y hierve a 100o C (al nivel del mar). Los puntos de congelamiento y ebullición son la base para medir la temperatura: 0 o En la escala Celsius está el punto de congelamiento del agua, y 100o es el punto de ebullición del agua. El agua en su forma sólida, hielo, es menos densa que en su forma líquida, por eso el hielo flota. 64 El agua tiene un alto índice específico de calor. Esto significa que el agua puede absorber mucho calor antes de empezar a calentarse. Es por esta razón que el agua es muy valiosa como enfriador para las industrias y para el carburador de su automóvil. El alto índice específico de calor del agua también ayuda a regular el rango de cambio de la temperatura del aire, y ésta es la razón por la cual la temperatura cambia gradualmente (no repentinamente) durante las estaciones del año, especialmente cerca de los océanos. El agua tiene una tensión superficial muy alta. Esto significa que el agua es pegajosa y elástica y tiende a unirse en gotas en lugar de separarse en una capa delgada y fina. La tensión de la superficie es la responsable acción capilar, de que el agua pueda moverse (y disolver substancias) a través de las raíces de plantas y a través de los pequeños vasos sanguíneos en nuestros cuerpos. Estas son algunas de las propiedades del agua: o Peso: 62.416 libras por pié cúbico a 0°C o Peso: 61.998 libras por pié cúbico a 38°C o Peso: 8.33 libras/galón, 0.036 libras/pulgada cúbica o Densidad: 1 gramo por centímetro cúbico (cc) a 39.2°F, 0.95865 gramo por cc a 100°C CALOR ESPECÍFICO DEL AGUA El calor específico difiere según se mantenga constante el volumen de la sustancia (calor específico isocórico) o se mantenga constante la presión (calor específico isobárico), aunque en la práctica esta diferencia se utiliza principalmente cuando se trabaja con gases. ¿Cuál es el valor CP del agua? En condiciones normales 1 kilogramo de agua necesita 1 kilocaloría para que su temperatura aumente 1ºC, es decir, 1 kcal/°C·kg. Esta cifra equivale a 4186 julios/gramo ºC en el sistema internacional. El CP del agua es más alto que en cualquier otra sustancia común. Un ejemplo sencillo: si en pleno verano se deja un cubo lleno de agua bajo el sol, esta se calentará, pero no podría usarse para cocer un alimento. Sin embargo, si dejas una barra de metal y de hierro bajo la influencia de los rayos solares, al intentar cogerla, te quemará. Este alto calor específico del agua es consecuencia de los puentes de hidrógeno. Se trata de un tipo de interacción de carácter molecular que se produce entre las moléculas de agua y que resulta tan fuerte que obliga a que sea necesaria mucha energía para hacerlas vibrar y que aumenten de temperatura. Su importancia para regular la temperatura El hecho de que el agua tenga una capacidad calorífica tan alta es una propiedad muy importante, puesto que contribuye de forma muy notable a la regulación meteorológica y del clima. Esto se debe a que, al ser muy elevado el CP del agua, las grandes masas acuáticas regulan las fluctuaciones extremas, en particular las temperaturas. 65 El agua, al variar su temperatura, absorbe o pierde una gran cantidad de calor. Esta propiedad es fundamental para los seres vivos, porque el agua reduce los cambios bruscos de su calor corporal al ser un regulador térmico. Esto se debe a que permite que el citoplasma acuoso sirva de protección y mantenga constante la temperatura. Por ejemplo, el alto calor específico del agua permite que un lago tenga una temperatura media estable entre el día y la noche. Este efecto tiene repercusiones a mayor escala para océanos y mares, dado que regula las fluctuaciones y rangos térmicos en grandes regiones. El CP del agua es un factor meteorológico y ambiental fundamental para las zonas costeras e insulares. Las comunidades que viven cerca de grandes masas de agua se calientan y se enfrían de modo más lento, por lo que experimentan cambios de temperatura menos extremas. Si se tiene en cuenta que el agua oceánica cubre el 70% de la superficie del planeta, la regulación de la temperatura del CP del agua es imprescindible para la meteorología a nivel mundial. 66 ACCIÓN DISOLVENTE DEL AGUA El agua es el líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), esta propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias, ya que estas se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares del agua La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones importantes para los seres vivos: es el medio en que transcurren las mayorías de las reacciones del metabolismo, y el aporte de nutrientes y la eliminación de desechos se realizan a través de sistemas de transporte acuosos. POTABILIZACIÓN DEL AGUA La potabilización varía dependiendo de dónde viene el agua, de la fuente que la irriga. Existen dos tipos fundamentales de fuentes: superficial (agua de un río o un lago, por ejemplo) y aguas con presencia de sales o metales pesados. En el primer caso, el proceso es más simple, y suele consistir en separar ciertos componentes del agua natural, seguido de la precipitación de impurezas, filtración y desinfección con cloro u ozono. El segundo caso es más complejo y suele darse en regiones con escasez de recursos hídricos. Un caso particular es la desalinización del agua de mar, que habitualmente emplea técnicas de ósmosis inversa o destilación. En ambos casos, gran parte del proceso tiene lugar en las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable (ETAP), comúnmente conocidas como potabilizadoras. 67 68 ACTIVIDADES: 1- señala si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. Reescribe las oraciones falsas escribiéndolas como verdaderas. - Los combustibles fósiles son un ejemplo de recursos renovables ya que se forman a partir de la materia orgánica. - Un recurso no renovable es aquel que se va a extinguir. - Los metales son un recurso renovable porque se regenera en los suelos. - El agua y el viento son recursos renovables. 2- El siguiente fragmento corresponde a una estrofa de la canción de Calle 13 “Baile de los pobres”. 69 Responde: - ¿Qué error conceptual encuentras en esa estrofa? 3a- Copia de una etiqueta de agua mineral su composición. b- Busca dos etiquetas de agua mineralizada y copia su composición. c- Según las etiquetas ¿Las aguas seleccionadas son soluciones? ¿Por qué? d- Si una persona es hipertensa, debe consumir bajo en sodio ¿Qué agua le recomendarías? e- Realiza un folleto explicando la importancia del cuidado del agua. LA LUZ Luz es una radiación electromagnética y generalmente nos referimos a la que nos es visible. La luz se transmite en forma de ondas cuyo reflejo ilumina las superficies permitiéndonos, de esta manera, ver los objetos y los colores a nuestro alrededor. Los colores que el ojo humano puede distinguir se sitúan dentro de lo que se denomina el espectro visible de la luz. En este sentido, la luz se manifiesta mediante longitudes de onda, en el extremo de las ondas más largas tenemos el tipo de radiación como el de las ondas de radio, y en el extremo de las ondas más cortas se encuentran los rayos gamma. Ambos extremos del espectro son invisibles para la visión humana. Las formas en que se propaga la luz son definidas en lo que se conoce como el espectro electromagnético. La luz visible se encuentra entre la luz infrarroja y la luz ultravioleta. Como fuente de luz nos referimos a todo lo que origina energía, ya sea en términos visibles o invisibles como, por ejemplo: el sol produce luz en forma de energía lumínica, dentro del espectro electromagnético que se encuentra entre la luz visible y la luz ultravioleta, las fuentes de alimentación que generan luz eléctrica con tecnologías de eficiencia y ahorro energético como las luces LED, y las fuentes denominadas espirituales que otorgan a los fieles luz espiritual o luz divina. Propiedades de la luz Las propiedades de la luz son constantemente estudiadas especialmente en física y en la teoría de los colores que responde a preguntas como ¿el negro y el blanco son colores? 70 El estudio de las propiedades de la luz solo fueron posibles gracias al prisma de Newton, que posteriormente crea las bases para el estudio de la óptica. Isaac Newton (1643-1727) expone su investigación sobre la interacción de la luz con otras materias en su obra Óptica de 1704. Algunas de las propiedades más importantes definen que la luz: se propaga en línea recta, 71 se define como rayo incidente aquella que llega a una superficie, se define como rayo reflejado al rebotar sobre una superficie reflectante, cambia de dirección cuando refracta de una superficie a otra, permite que el ojo humano vea las formas y los colores. Por otro lado, existen dos tipos de reflexión de luz según el tipo de superficie en la cual se refleja: La reflexión especular: sucede en superficies lisas como espejos donde los rayos salen en la misma dirección. La reflexión difusa: sucede en superficies rugosas donde los rayos rebotan en todas las direcciones permitiéndonos ver los contornos de un objeto. Velocidad de la luz La velocidad de la luz en el vacío es insuperable en el Universo, siendo la velocidad más rápida medida de casi 300 mil kilómetros por segundo. Es considerada en la comunidad científica como una de las constantes de la naturaleza. ¿Qué es la refracción de la luz? La refracción de la luz es cuando la onda lumínica traspasa de un medio material al otro al propagarse, tras lo cual se produce de inmediato un cambio en su dirección y su velocidad. Se trata de un proceso relacionado con la reflexión de la luz y puede manifestarse al mismo tiempo. La luz puede propagarse en medios materiales como el vacío, el agua, el aire, el diamante, el vidrio, el cuarzo, la glicerina, y toda clase de materiales transparentes o traslúcidos. En cada medio, la luz se propaga a una velocidad diferente. Existe refracción de la luz cuando, por ejemplo, esta traspasa del aire al agua, en la cual varía su ángulo y velocidad de desplazamiento. En todo fenómeno de refracción de la luz, participan los siguientes elementos: rayo incidente: rayo de luz que llega a la superficie entre ambos medios; rayo refractado: rayo que se desvía cuando la onda luminosa atraviesa la superficie; línea normal: línea imaginaria perpendicular a la superficie, establecida a partir del punto en que ambos rayos coinciden; ángulo de incidencia: ángulo que se produce entre el rayo incidente y la línea normal. Se expresa con el símbolo θ1; ángulo de refracción: es el ángulo que se produce entre el rayo refractado y la línea normal. Se expresa con el símbolo θ2 72 EL SONIDO Cuando hablamos de sonido, nos referimos a la propagación de las ondas mecánicas originadas por la vibración de un cuerpo a través de un fluido o un medio elástico. Dichas ondas pueden o no ser percibidas por los seres vivos, dependiendo de su frecuencia. Existen sonidos audibles por el oído humano y otros que solo perciben ciertas especies de animales. Se trata de ondas acústicas producidas por la oscilación de la presión del aire, que son percibidas por el oído y transmitidas al cerebro para ser interpretadas. En el caso del ser humano, este proceso es esencial para la comunicación hablada. 73 El sonido puede propagarse también en otros elementos y sustancias, líquidos, sólidos o gaseosos, pero a menudo sufriendo ciertas modificaciones. Se trata de un transporte de energía sin transporte de materia y, al contrario de las ondas electromagnéticas de la luz o la radiación, no puede propagarse en el vacío. El sonido es estudiado por la acústica, una rama de la física y de la ingeniería. También es de sumo interés para la fonética, rama de la lingüística especializada en la comunicación oral de los seres humanos en sus distintos idiomas. Características del sonido El sonido puede rebotar en distintas superficies logrando efectos de eco o distorsión. El sonido se produce cuando un cuerpo vibra, y transmite dichas vibraciones al medio circundante en forma de ondas sonoras. Éstas se desplazan expansivamente, a una velocidad 74 promedio (en aire) de 331,5 m/s, y pueden reverberar (“rebotar”) en distintos tipos de superficies, logrando distintos efectos de eco o de distorsión, que a menudo magnifican su potencia (como en las cajas de resonancia o los parlantes). El sonido presenta las siguientes características físicas: Frecuencia (f). Es el número de vibraciones completas por segundo que efectúa la fuente del sonido y que se transmite en las ondas. Un sonido audible por los seres humanos tendrá una frecuencia de entre 20 y 20.000 Hz. Por encima de ese rango será un ultrasonido perceptible, a lo sumo, por algunos animales. Amplitud. Es la intensidad (potencia acústica), que solemos llamar «volumen«. La amplitud se relaciona con la cantidad de energía transmitida por las ondas sonoras. Longitud de onda (λ). Es la distancia que recorre una onda en un período de oscilación, o dicho de otro modo, la distancia entre dos máximos consecutivos de la oscilación. Potencia acústica (W). Es la cantidad de energía emitida por las ondas por unidad de tiempo. Se mide en vatios y depende directamente de la amplitud de onda. Espectro de frecuencia. Es la distribución de amplitudes, o energía acústica, para cada frecuencia de las diversas ondas que componen el sonido. ¿Cómo se propaga el sonido? El sonido se propaga en líquidos, sólidos y gases, pero lo hace con mayor rapidez en los dos primeros. Esto se debe a que la compresibilidad y la densidad de la materia tienen efectos sobre la transmisión de las ondas: a menor densidad o mayor compresibilidad del medio, menor será la velocidad de transmisión del sonido. La temperatura también puede influir en el asunto. Así, la propagación del sonido no puede darse si no existe un medio material cuyas moléculas puedan vibrar. Por eso, una explosión en el espacio exterior no podría ser percibida auditivamente, mientras que el sonido de la llegada de un tren, por ejemplo, nos alcanza gracias a que la onda sonora se transmite por el aire. Propiedades del sonido Los instrumentos pueden ejecutar las mismas notas, pero cada uno con su respectivo timbre. A grandes rasgos, el sonido tiene cuatro grandes propiedades: Altura o tono. De acuerdo a su frecuencia, los sonidos se clasifican en agudos (alta frecuencia), medios (frecuencia media) y graves (baja frecuencia). La frecuencia es lo que distingue las notas musicales entre sí. Duración. Es el tiempo durante el cual se mantienen las vibraciones que produce un sonido. Intensidad. Es la potencia acústica (cantidad de energía por unidad de tiempo) por unidad aérea, y se mide en decibeles (db). Un sonido es audible por el humano por encima de los 0 db, y produce dolor por encima de los 130 db. 75 Timbre. Es una cualidad que permite distinguir dos sonidos de igual frecuencia e intensidad emitidos por distintas fuentes. Como la frecuencia de un sonido, en general, no es única, sino que hay una fundamental y otras de menor intensidad, el timbre se relaciona con las intensidades y variedades de esas otras frecuencias que acompañan a la fundamental. EL SISTEMA SOLAR Y SU MOVIMIENTOS Características y origen de nuestro planeta La idea de la redondez de la Tierra no es algo que solamente inquietara a Cristóbal Colón. De hecho, pueblos muy antiguos como los griegos y los egipcios ya habían obtenido datos experimentales acerca de esto. Un astrónomo de Alejandría, llamado Eratóstenes (276-194 a.C.) llegó a determinar la circunferencia de la Tierra, incluso con una precisión muy cercana a la que han calculado los astrónomos en la actualidad. La Tierra, a pesar de que parezca una estructura de rocas, está formada por una mezcla de sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Una parte del planeta está recubierto por una gran cantidad de gases que corresponden a la atmósfera; es decir, a la parte gaseosa de la Tierra. El llamativo tono azul, que se observa en las fotografías de la tierra tomadas desde el espacio, se debe al agua de los océanos que cubre las tres cuartas partes de la superficie terrestre. ¿Cómo se formó la Tierra? Así como nosotros nos hemos preguntado cómo se originó la Tierra, también lo hicieron en la antigüedad muchas culturas y pueblos desarrollando leyendas, creencias o hipótesis muy diversas, para explicar la formación del planeta. La teoría más aceptada hoy en día nos señala que la Tierra se formó hace más de 4.500 millones de años, a partir de una nube de gas junto a los otros planetas que forman parte del Sistema Solar. 76 El Sistema Solar El Sistema Solar está constituido por la estrella principal, el Sol, el conjunto de cuerpos que orbitan a su alrededor y el espacio interplanetario que existe entre ellos. Los planetas que componen nuestro Sistema Solar son: Mercurio, Venus, Tierra, y Marte (llamados también planetas interiores por su cercanía al Sol) y Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, conocidos también como los planetas exteriores, por estar más alejados del gran astro. Los planetas, la mayoría de los satélites y todos los asteroides orbitan alrededor del Sol, en la misma dirección y siguiendo órbitas en dirección contraria a las manecillas del reloj, vistos «desde encima del polo norte del Sol». La órbita de estos cuerpos describe una forma elíptica. El sistema solar está formado por: 77 - El Sol Es la estrella central que da origen a todo este sistema. En el presente, se piensa que la misma nebulosa que le dio origen formó al resto de los planetas. Es una estrella relativamente pequeña, sin embargo, concentra el 99% de la masa total del Sistema Solar. - Los planetas Se clasifican en planetas interiores, también llamados terrestres o telúricos, y planetas exteriores o gigantes. Los planetas interiores o terrestres son: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Todos ellos se componen de una estructura rocosa y presentan ciertos rasgos o vestigios de atmósfera, a excepción de Mercurio. Los planetas exteriores como Júpiter y Saturno, se denominan «gigantes gaseosos», mientras que Urano y Neptuno suelen nombrarse como «gigantes helados». Todos los planetas gigantes tienen anillos que los rodean. Plutón siempre fue considerado un planeta exterior que no posee gran tamaño. Sin embargo, el 24 de agosto de 2006, la Unión Astronómica Internacional (UAI) dejó de considerarlo como planeta, ya que por su pequeño tamaño –2.300 kilómetros de diámetro frente a 3.480 kilómetros de la Luna terrestre– se le clasifica como un «planeta enano», por lo que el Sistema Solar pasa de nueve a ocho planetas. - Los satélites Son cuerpos de tamaño mediano o grande. Se encuentran orbitando en torno a algún planeta, como Ganímedes en torno a Júpiter o Titán en torno a Saturno. Y desde luego, es también el caso de la Luna, que gira en torno a la Tierra. Los asteroides Estos son cuerpos menores que se concentran principalmente en el «cinturón de asteroides» que existe entre las órbitas de Marte y Júpiter. El mayor de ellos es Ceres. Según la teoría más aceptada, los asteroides se habrían formado a partir de la destrucción de un planeta pequeño. Los cometas Totalmente opuesto a lo que se piensa según la tradición popular, los cometas no están hechos de fuego. Son cuerpos constituidos por objetos helados, que al viajar a gran velocidad, dejan detrás una estela o «cola» de gas y partículas. - - 78 El estudio del Sistema Solar a través del tiempo El conocimiento que hoy existe sobre el Sistema Solar, se fue elaborando a través de la observación y la experimentación en un largo camino de la historia de la ciencia. Hubo muchos momentos en que el avance en el conocimiento científico fue seriamente obstaculizado, e incluso perseguido, por el peso de la tradición cultural, el mito o el miedo. Teoría geocéntrica En un principio, se pensaba que la Tierra era el centro del universo y que el Sol y los planetas giraban en torno a ella. Esta línea de pensamiento conocida como teoría geocéntrica fue desarrollada por Claudio Ptolomeo, astrónomo, matemático y geógrafo egipcio del siglo II, DC. 79 El descubrimiento de Kepler La teoría geocéntrica del universo se mantuvo vigente por mucho tiempo, hasta que en 1609, el astrónomo alemán Johannes Kepler propone su teoría sobre la órbita de los planetas basándose en el modelo heliocéntrico de Nicolás Copérnico (1543). En esta teoría, Kepler establece que los planetas describen órbitas que son más elípticas que circulares. Kepler también descubrió las leyes por las cuales los planetas se mueven. Cuando un planeta describe su órbita elíptica, su distancia respecto del sol varía. Kepler estableció que un planeta se mueve más rápido si se encuentra más cerca del Sol, y que los planetas que están más lejos de él, tardan más en completar su órbita que los que están más cerca. La ley de Gravitación Universal de Isaac Newton Las leyes de Kepler se convirtieron en un gran acontecimiento para aquel entonces. Pero, éstas solo exponían cómo se movían los planetas, sin explicar por qué lo hacían así. Homenaje de Correos de Alemania a Isaac Newton, científico inglés 1643-1727. Tiempo después, el científico inglés Isaac Newton, propuso la existencia de una fuerza a distancia, que se establece entre dos cuerpos. Esta capacidad de la materia fue lo que Newton denominó gravitación. De acuerdo a la ley de Gravitación Universal, Newton propuso que la fuerza que ejerce el Sol sobre un planeta es: • proporcional a la masa del planeta: cuanto mayor la masa del planeta, más intensa la fuerza. • Proporcional a la masa del Sol. • Inversamente proporcional a la distancia entre ambos, pero elevada al cuadrado: cuanto más lejos el planeta, menos intensa la fuerza. Podemos imaginar la ley de Gravitación Universal como una red de hilos invisibles que mantiene a nuestro Sistema Solar «ordenado». La atracción que ejerce el Sol sobre todos los planetas, y la que los planetas ejercen entre sí, mantienen las órbitas elípticas de cada uno de ellos. 80 Los viajes de la Tierra: rotación y traslación «Paren el mundo, que me quiero bajar». En más de alguna ocasión algunas personas usan esta expresión como una forma de manifestar su descontento con el mundo, o con una situación que ya es muy difícil de tolerar. Pero, en realidad, la Tierra no detiene su viaje ni por un instante. En su desplazamiento por el universo la Tierra realiza dos movimientos peculiares: el de rotación, sobre su propio eje; y el de traslación, alrededor del Sol. Estos movimientos dan origen al día y a la noche y a las estaciones del año. El conocimiento sobre estos fenómenos es lo que ha permitido a los seres humanos medir el tiempo. Movimiento de rotación y sus consecuencias La Tierra da una vuelta completa sobre su eje cada 24 horas, equivalente a un día solar. Este movimiento de rotación se realiza de oeste a este, por lo que nos parece que el Sol «sale» por el oriente y se esconde en el occidente. Esto da lugar a la secuencia de los días y las noches. El conocimiento de la rotación terrestre y sus consecuencias nos permite calcular las diferencias de horas en distintas partes del mundo y determinar zonas horarias (husos horarios). Otra consecuencia del movimiento de la Tierra sobre su propio eje, es su particular forma «achatada» en los polos y más protuberante en el Ecuador. El movimiento de traslación y sus consecuencias La traslación corresponde al movimiento de la Tierra alrededor del Sol, la que se realiza en una órbita elíptica. La Tierra cumple una vuelta en un año cuya duración es de 365 días, 6 horas, 9 minutos y 10 segundos. 81 Por lo general, nuestro año calendario tiene una duración de 365 días. Entonces, ¿qué sucede con las horas «sobrantes» de cada año? Si no se tomaran en cuenta, el calendario quedaría «desfasado» en un día por cada cuatro años. Para evitar este problema, cada cuatro años al mes de febrero, que tiene 28 días, se le debe agregar uno más quedando así con 29 días. Un año de 366 días se denomina año bisiesto. La forma elíptica de su órbita hace que la Tierra, en algún momento, esté en el punto de su órbita más lejano del Sol, hecho que se produce en el mes de julio. En ese punto la distancia con el sol es de 152.500.000 km. De forma análoga, el punto de la órbita más cercano al Sol sucede en enero y la distancia es de 147.500.000 km. El paso de la Tierra por estos puntos corresponde a los solsticios de invierno y verano, respectivamente. 82 Las estaciones del año La sucesión de las estaciones del año no se debe a que en su movimiento elíptico la Tierra se aleja y acerca al Sol. La causa principal es la inclinación del eje en torno al cual gira el globo terrestre. Este eje se halla siempre orientado en la misma dirección y, por lo tanto, los hemisferios norte y sur son desigualmente iluminados por el sol. Cada seis meses la situación se invierte. LOS EFECTOS DE LA LUNA SOBRE LA TIERRA 83 El único satélite natural que la Tierra posee es la Luna. Este cuerpo no tiene luz propia, sino que refleja la luz del Sol. Tiene una estructura rocosa similar a la Tierra, lo que prueba la teoría más aceptada respecto de su origen. Dicha hipótesis plantea que cuando la Tierra era muy joven, un cuerpo celeste chocó con ella, fundiendo parte de la corteza y enviando material al espacio, el que luego se condensó, dando origen a nuestro satélite. De forma similar a los otros cuerpos del Sistema Solar, la Luna experimenta dos tipos de movimientos: uno de rotación sobre su eje y otro de traslación alrededor de la Tierra. Una característica de nuestro satélite natural es que ambos movimientos tienen exactamente la misma duración de 27 días y 8 horas. En efecto, al mismo tiempo que la Luna se traslada en torno a la Tierra, gira sobre su propio eje, de tal forma que desde la Tierra siempre observamos la misma cara. Las fases de la Luna De acuerdo a la posición de la Luna respecto del Sol y de la Tierra la observamos en diferentes fases, que corresponden a la forma cómo es iluminada por el Sol, tal como muestra la figura adjunta. El movimiento de las mareas Así como la Tierra atrae a la Luna y la mantiene en un movimiento casi circunferencial alrededor de ella, la Luna también ejerce fuerza de atracción sobre la Tierra. Pero debido a que la masa de la Tierra es mayor, esta fuerza que ejerce nuestro satélite no altera el movimiento de la Tierra. No obstante, es capaz de producir efectos en la forma de ésta. Como la parte más deformable son los océanos, se origina el fenómeno de las mareas. Así, cada día la superficie del océano sube y baja a causa de la atracción gravitacional de la Luna y el Sol sobre el agua del océano. La Luna, al estar mucho más cerca de la Tierra que el Sol, es la causa principal de las mareas. Debido al movimiento de las mareas, periódicamente se presentan diferencias importantes en el nivel del agua en las costas, lo que en algunas zonas es muy notorio. 84 El punto más alto de la subida de la superficie del océano se llama marea alta o pleamar. Es el momento en que las aguas cubren las orillas de las costas. Pero, cuando la Luna está en el otro lado de la Tierra, se produce marea baja o bajamar. Por este fenómeno, muchas playas quedan al descubierto y muchos navíos varados en ellas. El flujo es el proceso de ascenso lento y continuo de las aguas marinas, debido al incremento progresivo de la atracción lunar o solar. El reflujo es el proceso lento y progresivo de descenso de las aguas marinas, debido a la decadencia de la atracción lunar o solar. Los eclipses: luz y oscuridad Un fenómeno muy particular de nuestro Sistema Solar son los eclipses. Son fenómenos naturales que desde siempre han llamado la atención de los seres humanos. Antaño, se relacionaban con una serie de sucesos trágicos, desgracias o catástrofes naturales. Pero hoy en día, se sabe que son un fenómeno de luz y sombra que tiene explicación. 85 Normalmente los eclipses suceden cuando el Sol, la Luna y la Tierra quedan alineados en una misma recta. Cuando la Tierra queda entre la Luna y el Sol, de tal forma que la sombra terrestre se proyecta sobre nuestro satélite, se produce un eclipse lunar. Cuando la Luna queda entre la Tierra y el Sol, de tal forma que la sombra lunar se proyecta sobre nuestro planeta, se produce un eclipse solar. Cuando un cuerpo llega a ocultar completamente al otro, se habla de eclipse total. Si no es así, se denomina eclipse parcial. Algunas veces la Luna se pone delante del Sol, pero únicamente oculta el centro. Entonces, el eclipse tiene forma anular, de anillo. La evolución de las estrellas Aunque nos parezca algo imposible de ocurrir, en unos millones de años más el color del Sol se va a oscurecer poco a poco. Primero se volverá de color naranja y después rojo. Crecerá hasta que sus capas externas alcancen la órbita de la Tierra. Esto no es un mal augurio o una visión fatalista del futuro. Simplemente corresponde al ciclo de vida de las estrellas. Las estrellas no son eternas: ellas nacen y mueren. En la actualidad, nuestro Sol tiene unos 5.000 millones de años de edad, y deberán pasar otros 5.000 millones antes de que crezca y se transforme en una gigante estrella roja. El universo no es estático, está en permanente movimiento. Constantemente nacen nuevas estrellas en reemplazo de las que mueren. Su vida comienza en las grandes nubes frías y oscuras de gas y polvo que hay en el espacio. La gravedad atrae el material y lo reúne en masas que giran. Siempre que la aglomeración de gas tenga, al menos, la quinta parte del tamaño del Sol, se calienta lo suficiente en su interior como para generar energía nuclear y convertirse en estrella. 86 La Vía Láctea es la galaxia donde se encuentra el Sistema Solar. Estamos a unos dos tercios de la distancia desde el centro de una galaxia espiral de gran tamaño. La mayoría de los 100.000 millones de estrellas en la galaxia se concentran en un disco con una «protuberancia» al centro. Como estamos ubicados en el interior del disco, vemos la mayoría de las estrellas como si estuvieran en una franja a nuestro alrededor. ACTIVIDADES: 1-Si la Tierra gira alrededor del Sol, explica con tus palabras ¿por qué a nosotros nos parece que es el Sol que gira alrededor de la Tierra? 2- Responde: a- ¿Qué diferencias hay entre el modelo geocéntrico y el heliocentro? b- Juan dice que nuestro Sistema Solar es heliocentro, pero Flor no está totalmente de acuerdo. ¿Quién tiene razón? ¿Por qué? 87 3- Si la luna tarda 27días y un tercio en dar una vuelta completa alrededor de la Tierra ¿Por qué el ciclo de las fases lunares dura 29 y medio? 4- Considerando los planetas del Sistema Solar: a- Ordénalos de menor a mayor tamaño. b-Si los ordenas del más cercano al más lejano al sol ¿cambiaría el orden que al hacerlo por orden orbital? 5- El siguiente texto es un resumen acerca de los movimientos de la Luna, la Tierra y el Sol, completen las líneas con las siguientes palabras, algunas pueden repetirse. 88 ÍNDICE SERES VIVOS ............................................................................................................................................................. 1 CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS: .................................................................................... 1 ¿CÓMO SE CLASIFICAN LOS SERES VIVOS?.................................................................................... 1 CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS .................................................................................... 6 FUNCIÓN DE NUTRICIÓN ................................................................................................................................ 10 NUTRICIÓN HETERÓTROFA: ................................................................................................................................................. 11 NUTRICIÓN AUTÓTROFA: LA FOTOSÍNTESIS ....................................................................................................................... 12 REPRODUCCIÓN SEXUAL Y ASEXUAL............................................................................................... 17 NIVELES DE ORGANIZACIÓN...................................................................................................................... 19 TEORIA CELULAR Y EL MISCROSCOPIO ........................................................................................... 22 LAS CÉLULAS ......................................................................................................................................................... 24 LOS SERES VIVOS SEGÚN LA FUNCIÓN QUE CUMPLEN DENTRO DEL ECOSISTEMA .......................................................................................................................................................... 30 CADENAS TRÓFICAS ....................................................................................................................................... 31 LOS ALIMENTOS ................................................................................................................................................... 35 EL AGUA ....................................................................................................................................................................... 36 BIOMOLÉCULAS ................................................................................................................................................... 37 ENFERMEDADES RELACIONADAS CON LA ALIMENTACIÓN ....................................... 40 LA MATERIA Y SUS CAMBIOS .................................................................................................................... 41 LA MATERIA Y SUS PROPIEDADES ........................................................................................................ 41 ESTADOS DE SEGREGACIÓN DE LA MATERIA ........................................................................ 42 SISTEMA DE MATERIALES .......................................................................................................................... 46 Los métodos de separación para mezclas heterogéneas.................................................................................................. 47 Los métodos de separación para mezclas homogéneas ................................................................................................... 48 Los cambios químicos .......................................................................................................................................................... 49 Las reacciones químicas ...................................................................................................................................................... 52 RECURSOS NATURALES .............................................................................................................................. 53 OBTENCIÓN DE RECURSOS ENERGÉTICOS ............................................................................. 55 89 LA CONTAMINACIÓN ......................................................................................................................................... 56 CONTAMINACIÓN EN EL AIRE ................................................................................................................... 56 CONTAMINACIÓN DEL SUELO ................................................................................................................. 60 DISTRIBUCIÓN DE AGUA EN EL PLANETA ..................................................................................... 62 LA SUSTANCIA AGUA ...................................................................................................................................... 64 CALOR ESPECÍFICO DEL AGUA ............................................................................................................... 65 ACCIÓN DISOLVENTE DEL AGUA ......................................................................................................... 67 POTABILIZACIÓN DEL AGUA ...................................................................................................................... 67 LA LUZ ............................................................................................................................................................................ 70 EL SONIDO ................................................................................................................................................................. 73 ¿Cómo se propaga el sonido?............................................................................................................................................. 75 Propiedades del sonido ...................................................................................................................................................... 75 EL SISTEMA SOLAR Y SU MOVIMIENTOS ........................................................................................ 76 Características y origen de nuestro planeta ..................................................................................................................... 76 ¿Cómo se formó la Tierra? ................................................................................................................................................. 76 El estudio del Sistema Solar a través del tiempo ............................................................................................................ 79 Los viajes de la Tierra: rotación y traslación..................................................................................................................... 81 Las estaciones del año........................................................................................................................................................ 83 LOS EFECTOS DE LA LUNA SOBRE LA TIERRA ........................................................................ 83 Las fases de la Luna ........................................................................................................................................................... 84 El movimiento de las mareas ............................................................................................................................................... 84 Los eclipses: luz y oscuridad ............................................................................................................................................... 85 90
