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PRÓLOGO La Universidad Nacional del Nordeste, a través de su Dirección de Articulación de Niveles Educativos, presentó, en abril de 2003, ante la Secretaría de Políticas Universitarias del Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de la Nación un proyecto de articulación entre Nivel Medio y Universidad que incluía propuestas de trabajo conjunto entre ambos niveles con el fin de mejorar las condiciones en que los alumnos realizan el tránsito desde sus establecimientos de enseñanza media hacia la Universidad. Compartieron la presentación las jurisdicciones educativas de Corrientes y Chaco. El proyecto respondió a uno de los ejes de la actual gestión de la Universidad: Articulación con otros niveles del Sistema Educativo, y se sumó a una serie de acciones que encaramos con el fin de optimizar las condiciones académicas, culturales, sociales y económicas de nuestros alumnos. En este caso, las acciones están orientadas a trabajar en conjunto con el nivel precedente a fin de colaborar con los procesos de formación que la Escuela Media lleva adelante. Dentro de ese marco se produjo el presente material. Está especialmente dirigido a los estudiantes que realizan el proceso de transición desde la Escuela Media a la Universidad. Sabemos que en esta etapa se viven experiencias y sentimientos particulares, críticos por el cambio que producen, no solamente en cuestiones relacionadas con los hábitos de estudio sino también con otras más personales de la vida del estudiante. Suelen presentarse muchas dificultades pero confiamos en la capacidad que puede desarrollar cada uno para resolverlas si se dispone de las herramientas adecuadas. Pensamos estos libros como una alternativa en la formación, para colaborar con ella acortando las distancias entre lo que aprenden en el secundario o polimodal y lo que deberían saber cuando ingresan en la Universidad. No están pensados como requisitos de ingreso, sino más bien han sido planteados como una priorización necesaria, elaborada a partir de los Diseños Curriculares y Contenidos Mínimos de los Sistemas Educativos de ambas provincias. Esperamos que sea de utilidad para quienes lo trabajen. Si bien los libros fueron redactados para los alumnos aspirantes al ingreso en la Universidad, pueden ser empleados para la formación general de cualquier estudio superior. Asimismo, los docentes de ambos niveles pueden asumirlos como orientación para la planificación y desarrollo de la enseñanza y, favorecer desde sus propuestas, la preparación para la transición mencionada. Los lectores ideales de este material son, pues, los estudiantes del nivel medio, actores principales de la escena educativa. Confiamos en que este aporte contribuya al logro de un objetivo muy importante, tanto para la Universidad como para el Nivel Medio: “Mejorar entre todos la calidad de la educación”. “Contribuir al ingreso en la Educación Superior con igualdad efectiva de oportunidades”

Arq. Oscar Vicente Valdés Rector

Biología

INDICE PROLOGO ......................................................................................................................................Pág. 3 INTRODUCCIÓN ..........................................................................................................................Pág. 7 CAPÍTULO 1: RECORRAMOS JUNTOS LOS CAMINOS DE LA CIENCIA COMO INDAGACIÓN Y BÚSQUEDA Breve reseña histórica ........................................................................................................................Pág. 11 Usando el Microscopio ......................................................................................................................Pág. 13

CAPÍTULO 2: LA ORGANIZACIÓN DE LA VIDA 2.1. Características de los seres vivos ................................................................................................Pág. 23 2.2. Descripción de niveles de organización ......................................................................................Pág. 28 2.3. Sistema de clasificación de los seres vivos .................................................................................Pág. 32

CAPÍTULO 3: LA CÉLULA COMO UNIDAD ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL 3.1. Tipos celulares: Procariontes y Eucariontes ...............................................................................Pág. 37 3.2. Eucariontes: estructuras y funciones celulares ............................................................................Pág. 40 3.2.1. Cubiertas celulares ...................................................................................................................Pág. 40 3.2.2. Citoplasma: descripción de organelos......................................................................................Pág. 45

CAPÍTULO 4: INTEGRANDO LAS FUNCIONES VITALES DE LOS SERES VIVOS 4.1. Nutrición: ¿Cómo ingresa, se transforma y absorbe el alimento?...............................................Pág. 53 4.2. El organismo como unidad.........................................................................................................Pág. 55 4.3. Salud y Alimentación. .................................................................................................................Pág. 58 4.4. Nutrición, Respiración y Circulación: Energía y metabolismo...................................................Pág. 58 4.5. Transporte de nutrientes. En animales y vegetales......................................................................Pág. 59 4.6. Utilización y eliminación de sustancias. .....................................................................................Pág. 61 4.7. Sistema de control. ......................................................................................................................Pág. 61 4.8. Sistema nervioso humano............................................................................................................Pág. 63 4.9. Sinapsis y comunicación. ............................................................................................................Pág. 65 4.10. Importancia de la vaina mielínica en la conducción del impulso..............................................Pág. 65 4.11. Sistema endocrino. ....................................................................................................................Pág. 66 4.12. ¿Cómo actúan las hormonas? ....................................................................................................Pág. 67 4.13. Reproducción. ...........................................................................................................................Pág. 68

CAPÍTULO 5: GENÉTICA Y EVOLUCIÓN 5.1. ¿Qué son los mecanismos de la herencia?...................................................................................Pág. 73 5.2. ¿Cómo llevó a cabo sus trabajos? ...............................................................................................Pág. 74 5.3. Veamos algunos ejemplos de caracteres monohíbridos en los seres vivos: ................................Pág. 76 5.4. ¿Qué utilidad tiene la genética para la salud humana?................................................................Pág. 79

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Introducción

5.6. ¿Veamos cómo son los cromosomas por dentro?....................................................................... Pág. 79 5.7. ¿Dónde se encuentran los cromosomas? .................................................................................... Pág. 79 5.8. ¿A qué se llama código genético? .............................................................................................. Pág. 80 5.9. ¿A qué se llama genoma? ........................................................................................................... Pág. 80 5.10. ¿Cuál es la función del ARN? .................................................................................................. Pág. 81 5.11. ¿Qué relación existe entre la replicación del ADN y la síntesis proteica? .............................. Pág. 81 5.12. ¿Qué relación existe entre la replicación del ADN y la síntesis proteica? .............................. Pág. 82 5.13. Origen de las moléculas orgánicas y de la vida ........................................................................ Pág. 84 5.15. ¿Qué puntos de encuentro tuvieron la genética de Mendel y el evolucionismo de Darwin? . Pág. 84 5.16. En realidad ¿En dónde se origina la variabilidad genética? .................................................... Pág. 84 5.17. Veamos mayor explicación de las posturas evolucionistas en contraposición a las ideas fijistas. ................................................................................................. Pág. 85 5.18. ¿La selección natural actúa sobre los individuos o sobre los genes?........................................ Pág. 85

CAPÍTULO 6: EL EQUILIBRIO INTERNO DEL ORGANISMO EN SU RELACIÓN CON EL MEDIO 6.1. Concepto de salud y enfermedad ................................................................................................ Pág. 89 6.2. Clasificación de noxas ................................................................................................................ Pág. 89 6.3. Barreras inmunitarias.................................................................................................................. Pág. 89 6.3.1. Inmunidad pasiva y activa ...................................................................................................... Pág. 92 6.4. ¿Cómo destruye el VIH- SIDA, las defensas inmunitarias?....................................................... Pág. 94 6.5. Vacunas y Sueros ....................................................................................................................... Pág. 94

CAPÍTULO 7: PANORAMA ECOLÓGICO 7.1. Reseña histórica de la Ecología como ciencia:........................................................................... Pág. 99 7.2. El Ecosistema como objeto de estudio de la Ecología: Su estructura y dinámica:................. Pág. 102 7.2.1. Construyendo el concepto de Ecosistema:............................................................................. Pág. 102 7.2.2. Analizando e interpretando la estructura y dinámica del Ecosistema: .................................. Pág. 106

CAPITULO 8: LOS RECURSOS NATURALES y el DESARROLLO SUSTENTABLE 8.1. Construyamos analizando desde distintas perspectivas el concepto de biodiversidad y su relación con los recursos naturales. ................................................................................................. Pág. 125 8.2. Caracterizando y clasificando los principales tipos de recursos naturales. .............................. Pág. 126 8.3. Analicemos el desarrollo evolutivo de las sociedades humanas en la biosfera ........................ Pág. 127

CLAVE DE RESPUESTAS ...................................................................................................... Pág. 137 GLOSARIO .................................................................................................................................. Pág. 151 BIBLIOGRAFIA GENERAL .................................................................................................. Pág. 157

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Biología

INTRODUCCIÓN Es nuestra intención con este aporte acercar a la persona para que se involucre en el estudio de los seres vivos, contemplando la realidad desde “todos” los aspectos que la integran; esto significa acceder al conocimiento de la estructura y dinámica de la naturaleza con proyección a su formación y alfabetización científica para el desarrollo de las competencias establecidas en la currícula oficial para el polimodal. La descripción integradora de los conceptos expuestos nos permite concluir en que los fenómenos biológicos tienen su génesis en procesos prebiológicos, sólo explicables a través de principios físicoquímicos que autodeterminan el curso de la vida tal cual la conocemos e interpretamos en el planeta Tierra. BIOLOGIA UNIDAD de la VIDA BIOLOGIA Molecular

GENETICA

Celular

Nivel Químico

Nivel Celular

Interrelación de la Ciencia Tecnología y la Sociedad

BIOETICA BIOTECNOLOGIA

EVOLUCION HISTORICA de la BIOLOGIA Es por lo expuesto que se considera que la comprensión de los esquemas conceptuales en el campo de la Biología, desde una perspectiva integradora, deben basarse en la definición de Principios Unificadores Biológicos que se traducen en Ideas Básicas o Conceptos estructurantes, a desarrollarse en los próximos capítulos. Principios unificadores de la biología Capítulos (Los P. U. De la B. de Alberto Fesquet) La ciencia como indagación y búsqueda

1

La historia de los conceptos biológicos.

1

Unidad de tipos y diversidad de los seres vivos.

2, 3 y 4

La evolución de los seres vivos en el tiempo.

6

Continuidad genética de la vida.

6

Autorregulación y homeostasis

2, 3 y 5

Interrelaciones entre los organismos y el medio

7

El hombre y el equilibrio biológico de la tierra.

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7

Introducción

Ideas básicas o Conceptos Estructurantes

¾ Historia del pensamiento científico: La naturaleza constantemente cambiante del conocimiento biológico. ¾ Las bases químicas y físicas de la vida. ¾ Unidad de vida: La célula como unidad estructural y funcional. ¾ La vida, continuidad y cambio. ¾ Niveles de organización. ¾ La unidad de patrones estructuralesfuncionales y la diversidad de formas.

¾ La dinámica de las poblaciones: su integración en comunidades - biocenosis y ecosistemas. ¾ La organización y distribución de la vida sobre la tierra: La biodiversidad y las interacciones entre organismos y ambientes. ¾ El hombre y el equilibrio ecológico de la biosfera.

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Campos del Saber EPISTEMOLOGÍA de las CIENCIAS BIOLOGÍA MOLECULAR BIOLOGÍA CELULAR Y GENÉTICA BIOLOGÍA de los ORGANISMOS BIOLOGÍA de las POBLACIONES ECOLOGÍA Básica ECOLOGÍA Aplicada

CAPITULO

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RECORRAMOS JUNTOS LOS CAMINOS DE LA CIENCIA COMO INDAGACIÓN Y BÚSQUEDA

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Biología

CAPÍTULO 1: RECORRAMOS JUNTOS LOS CAMINOS DE LA CIENCIA COMO INDAGACIÓN Y BÚSQUEDA Prof. Susana Graciela Laggiard , Mgter. Lic. Sandra Carvajal y Dra. Armúa de Reyes, Cristina

Consideramos de suma importancia la presentación, en un contexto histórico pertinente, la idea de cambio respecto del conocimiento e interpretación, que el hombre hace del funcionamiento de la vida. Esto se lo enfoca desde una perspectiva evolutiva, tomando como eje los Contenidos Estructurantes y Principios Unificadores de la Biología. Se presenta el desarrollo de los contenidos con puntos importantes de reflexión y actividades que movilizan procesos de pensamiento para la interpretación y análisis. Está pensado su desarrollo sobre la siguiente competencia específica: Comparar las hipótesis sobre el origen de la vida y las teorías actuales acerca de los procesos evolutivos e interpretar las evidencias que las fundamentan, para desarrollar, afianzar y promover actitudes de respeto y solidaridad con todas las formas de vida y el entorno en el que vive e interactúa el alumno. Breve reseña histórica de la evolución del conocimiento biológico La Biología es una ciencia muy antigua, podríamos decir que nació con el hombre mismo, que desde tiempos remotos ha intentado descubrir “La causa primera del universo y el origen de la vida en el planeta tierra”; históricamente, esto se ha encausado básicamente en dos corrientes científico-filosóficas: el Vitalismo que se basa en una doctrina sobrenatural y el Mecanicismo que se basa en un conjunto de leyes naturales que a su vez dependen de leyes físico-químicas. Con el transcurso del tiempo, el Vitalismo no ha avanzado más allá de su afirmación inicial de que los seres vivos se hallan animados por fuerzas sobrenaturales; en cambio el Mecanicismo ha ido dando explicaciones de las propiedades del mundo viviente, basándose en estudios sistemáticos, controlados, empíricos y críticos donde se comprueban experimentalmente las preposiciones hipotéticas sobre las presumibles relaciones entre fenómenos naturales. En la actualidad, y con referencia a las ciencias que estudian la vida, resulta innegable aceptar que, universalmente, todos los organismos vivos conocidos están formados por unidades estructurales y funcionales semejantes, y que éstas provienen de otras preexistentes. Esto es lo que se conoce en Biología como Teoría Celular. Aceptar esto, lleva a comprender que los principios fundamentales que mantienen la vida en un organismo formado por sólo una célula, la mayoría de las veces microscópico, son los mismos que para uno formado por miles de millones de ellas; y por otra parte, que la vida es un continuo, todos los pluricelulares provenimos de una sola célula: el cigoto. A lo largo de la historia de los grandes pensadores y científicos, estas ideas y propuestas fueron cambiando entre feroces luchas por defender sus posiciones. Es importante considerar las observaciones efectivas de estructuras celulares realizadas durante un largo período, y las concepciones sobre el organismo vigentes en el momento histórico de la época en que surgen especulaciones de cambios conceptuales, entre 1665-1839. El término célula surge para nombrar pequeñas cavidades observadas por Robert Hooke, así las observaciones detalladas de vegetales convencía con la idea que se trataba de una red de fibras que formaban membranas provistas de poros, no vistas como auténticas unidades independientes, sólo

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Capítulo 1

intersticios ubicados en los tejidos, ya que también había otras estructuras que se llamaron vasos. Respecto de animales la diversidad anatómica de lo que se observaba era sorprendente, ya que no se identificaba una pared tan bien definida como en las plantas, y por otra parte no se pretendía una analogía entre ambas. En el SIGLO XVIII predomina la idea de la preformación (mecanismos complejos, con niveles integrados, se creían preexistentes en miniatura dentro del huevo o del animáculo espermático, que por simple crecimiento desarrollaba el embrión, y luego el organismo adulto); y en ningún momento se creyó que fueran partes vivas fundamentales, estructural y funcionalmente autónomas. La segunda mitad del siglo en cuestión, Albretch von Haller, propone un componente anatómico básico, la “fibra” como idea elemental de lo viviente, aunque sólo en estructura; vinculando las funciones vitales a formas globales e indivisibles del organismo. En contraposición a esto, Buffon, inventa el modelo de las “moléculas orgánicas” (más postuladas que observadas) y “moldes interiores”, para explicar una formación gradual (construcción paulatina) del nuevo organismo, que llamó “epigénesis”. Es así que a PRINCIPIOS DEL SIGLO XIX, la concepción sobre el organismo era vitalista (el organismo vivo complejo poseía una fuerza vital de organización, de tendencia arquitectónica, que representaría desde el origen del mismo, un plan de integración estructural y funcional característico de un ser complejo. Ante esto era difícil el planteo de la búsqueda de una unidad elemental de organización dotada de propiedades estructurales requeridas para la construcción global de un organismo. Esta serie de ideas propiciaba muy poco el desarrollo de una concepción unitaria para imaginar estructura de seres vivos (animales y vegetales), sobre la noción de “célula”. Las descripciones no acercaban posiciones en torno a esta propuesta; ya que las teorías especuladas hasta entonces no guiaba el estudio conjunto (observación y experimentación) hacia la identificación de célula y su complejo papel en el organismo. A partir de la década 1820-1830 surgieron nuevas prácticas metodológicas, estuvo a disposición de los científicos microscopios acromáticos (con lo que se consiguió disminuir aberraciones en los exámenes que convertían las descripciones en una mezcla viscosa de empiria e ilusiones), con lo que surgió nuevas propuestas con los globulistas, (los glóbulos eran representaciones burdas de estructuras elementales vivientes y que no contemplaban organización interna, y además no permitía comprender el mecanismo por el que podrían transformarse y engendrar todas las formas derivadas presentes en organismos complejos) tesis reduccionistas (composición puramente material de los órganos complejos). Teodor Schwann aprovechó estos postulados y a partir de Matías Schleiden y su alusión al núcleo en vegetales, reconsideró el papel de unas estructuras análogas en cuerda dorsal y lo fundamental que sería establecer correlato entre ambas. Esto lo llevaría a establecer analogías con todos los tejidos animales hacia este esquema elemental de formación orgánica, independientemente de complejizaciones posteriores. ¿Por qué un poderoso Programa de Investigación? La estrategia seguida por Schwann para dar forma a este programa dinámico, consistió en: Un proceder analítico analizando un conjunto de datos observacionales sobre formación de tejidos animales, Propuesta de conexión entre los datos basada en la idea de “célula” como unidad básica, Repetidas pruebas experimentales y establecimiento de analogías, Ideas de formación de estructuras celulares a partir de un núcleo, Con lo que obtuvo una progresión analítica a partir de la experiencia. Procedió a una clasificación morfológica y fisiológica, aceptando que cuanto más especializada era la función de las partes, con relación al metabolismo elemental, tanto más derivadas eran las formas y

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Biología mayores cambios requería su formación; también estableció correlación entre el medio externo y el interno, acudiendo al concepto de regulación interna. Sus postulados apuntaban a concebir que el crecimiento de una célula dependía del organismo global, en tanto que esta célula, en estado independiente no sobreviviría; pero las propiedades del organismo dependían de sus células. Desde su enunciado hasta hoy, ha habido numerosas modificaciones a lo propuesto por Schwann, pero la idea fundamental de su proceder científico perdura notablemente hasta nuestros días. s1a) ¿Cuáles podrían ser las causas por las que antes de los estudios de T. Schwann no existiera la búsqueda de una unidad estructural como él la concibió? b) ¿En qué aspectos podría decirse que consistió su proceder revolucionario en ciencia? c) Identifique en el texto aquellas frases en las que se hace referencia a modos de proceder en ciencia antes de los trabajos de Schwann. Justifique su elección. d) Schwann se tropezó con muchos obstáculos durante su trabajo, como ser: Variedad casi infinita de formas Falta de concordancia entre estructuras y funciones Alteraciones funcionales internas Proceda a la identificación de estos obstáculos en el texto. En síntesis actualmente: ¾ Mientras las interpretaciones vitalistas han quedado restringidas al campo religioso, mecanicistas constituyen la actitud filosófica necesaria en ciencia.

las

¾ La Biología es definida como una ciencia fáctica, es decir experimental, que ofrece una rica diversidad temática y planos de análisis que se sustentan en un entramado de interrelaciones conceptuales que requieren el aporte de otras disciplinas afines como la física, la química, la genética y la geología e inclusive de otras ciencias experimentales, extendiéndose actualmente inclusive al campo de las ciencias sociales en el espacio multidisciplinario definido CTS (cienciaTecnología-Sociedad). ¾ Es por lo expuesto en los ítems anteriores que se pretende iniciar el tratamiento de los contenidos biológicos con identificación de los aportes disciplinares de la física, la química y la genética en relación a los avances científicos tecnológico: sus beneficios y limitaciones, siendo necesario su tratamiento como temática transversal por equipos multidisciplinarios: Los aportes de la física, la química y la biología en los avances científico-tecnológico. ƒ

La evolución del conocimiento científico en los distintos campos del conocimiento de las ciencias naturales y su incidencia en la calidad de vida.

ƒ

El método científico de las ciencias naturales: sus pasos, aplicaciones y relaciones con el método de las ciencias sociales.

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Capítulo 1

¾ Reconocimiento del mundo actual con identificación de los beneficios y limitaciones de los avances tecnológicos s2- Sobre la base de una línea histórica confeccionada por ti, y el texto analizado, se te solicita que identifiques y anotes en ella los acontecimientos principales de cada período. Usando el Microscopio: Introducción: El microscopio es un instrumento de óptica que permite ver de cerca y aumentados objetos pequeños o detalles estructurales no visibles a simple vista, escapando al poder de resolución del ojo humano, (1/10 mm o 100 micrómetro es el poder de resolución del ojo humano). Haciendo un relevamiento bibliográfico de cómo se llega a los actuales instrumentos ópticos, te podemos contar que antes de la invención del Microscopio (gr. Micros, pequeño + skopos, observador), se desconocían los organismos invisibles a simple vista, como así también las estructuras finas de los animales de gran tamaño. Lo anterior te permitirá darte cuenta, porqué, este instrumento es una herramienta indispensable para un estudioso de las Ciencias y en particular en este caso de la Biología. Al ir conociendo o repasando, si ya diste en el Nivel Polimodal, referente a ¿Cuáles fueron? y ¿Cómo fueron evolucionando?, Como así también que limitaciones presentaban los primeros instrumentos ópticos, es importante ubicar los mismos en el tiempo, lo que te permitirá comprender el escenario histórico del momento. En el siglo XIII aproximadamente, ya se conocían las lupas de mano y lentes para lectura. El Primer Microscopio compuesta de dos lentes separadas se atribuye a Z. Janssen, fabricante de lentes de Middleburg (Holanda), pero se consideró a Galileo el inventor efectivo.

Primeros microscopistas: Marcello Malpighi (italiano, 1628 – 1694) fue el fundador de la Anatomía Microscópica, tanto vegetal como animal. ¿Cuáles fueron sus primeras descripciones? Observando tejidos frescos, realizó descripciones de los detalles de la Anatomía ( es decir las estructuras y/o morfología) de los siguientes órganos: ƒ Pulmones, hígado y bazo. ƒ

Observó los capilares sanguíneos.

ƒ

Descripción de espiráculos y traquea

ƒ

Realizó una descripción detallada de la morfología del “gusano de seda”(1669).

Antonio van Leewenhoek (Holandés, 1632 – 1723), si bien sus microscopios eran imperfectos, si se lo compara con los estándares actuales, pero mediante cuidadosas manipulaciones y un buen enfoque fue capaz de ver organismos tan pequeñas como las “Bacterias”. Entre sus descubrimientos se pueden citar los estudios realizados en:

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Biología ƒ

Corpúsculos sanguíneos.

ƒ

Espermatozoides.

ƒ

Músculos estriados.

Siglo XIX: A partir de este siglo, fue cuando se contó con una amplia distribución de Instrumentales Ópticos mejorados con respecto a los anteriores que acabamos de describir. Algunos de ellos citaremos a continuación que te servirán de base para poder comprender la complejidad de otros que estudiarás durante la carrera universitaria. Robert Hoke: (inglés, 1635 – 1703) fue el primero en realizar descripciones sobre una lámina de corcho en un microscopio elaborado por el mismo. Iniciamos el estudio del Microscopio, centraremos en el Microscopio Óptico. Posteriormente podrán investigar las diferencias con el Microscopio electrónico (ME) y citaremos otros tipos de microscopios que lo estudiarás ya en la universidad dependiendo de la carrera que elijas. Podemos distinguir: ™ El microscopio simple o lupa que está compuesto por una sola lente o un solo sistema de lentes convergentes dando una imagen: aumentada, derecha y virtual. ™ El microscopio compuesto que consta de dos sistemas de lentes convergentes: ocular y objetivo, forma una imagen: aumentada, invertida y virtual Partes del microscopio: Recientemente se descubrieron modelos más complejos de Microscopio Óptico (MO)En los que se usan ondas de luz interferentes para resaltar las estructuras celulares internas. Las células y sus componentes celulares son tan pequeñas que los MO comunes solo pueden distinguir detalles gruesos de las estructuras celulares. En general solo pueden observarse el contorno de las estructuras. Recién a partir del Microscopio Electrónico (ME), cuyo empleo se difundió ampliamente en los años 50, que los investigadores estuvieron en condiciones de estudiar la ultra estructura de las células. Podemos diferenciar en el MO dos partes: Te recomendamos que mires un esquema del microscopio, a medida que vayas leyendo las diferentes partes que componen el mismo, lo en contratarás al esquema en todos los libros de Biología, motivo por el cual no lo presentamos en esta sección. Estudiar con la figura te permitirá ir viendo la integración funcional del instrumento para formar una buena imagen. ¾ Parte mecánica: Consta de pie o base, columna o brazo, tubo, mecanismos del movimiento, platina y subplatina. •

Pie: se utiliza para sostener y dar estabilidad al instrumento. Posee una amplia base y pesada Forma variable.

•

Columna o brazo: conecta el tubo y la platina con el pie. Contiene los mecanismos de movimiento: Tornillo macrométrico para realizar un enfoque grueso y el tornillo micrométrico un enfoque fino.

•

Tubo: es un cilindro hueco unido a la columna, esta destinado para llevar el ocular y el objetivo. En el extremo inferior del tubo se encuentra el revólver, donde van atornillados los objetivos de diferente aumento. Por lo general un MO cuenta con 3 o 4 lentes objetivas. Los aumentos de dichos objetivos pueden ser de: 4x; 10x; 40x y un objetivo de 100x de inmersión, ( lo podrán

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Capítulo 1

diferenciar por tener un anillo negro, ausente en los otros objetivos. Estos objetivos permitirán observar el preparado o la muestra con distintos aumentos. •

•

Platina: es la superficie o plataforma sobre la cual se deposita el preparado y presenta un orificio por donde atraviesan los rayos luminosos provenientes del condensador e inciden sobre el preparado, y de esta manera obtener la imagen al microscopio. En la parte superior de la platina existen pinzas encargadas de sostener el preparado y que están asociadas a un mecanismo que permite movimientos antero – posterior y laterales por un sistema de tornillos accionados por el observador. Subplatina: lleva el aparato de iluminación: condensador, diafragma y anillo portafiltros.

Parte óptica: Es la parte más importante del microscopio y está formada por el ocular, objetivo y aparato de iluminación. Ocular: Compuesto por dos lentes convergentes: la lente inferior o colectora y la lente superior o lente ocular. Destinado a recibir la imagen del objetivo. Forma una imagen: Virtual, aumentada y derecha. ƒ Objetivo: compuesto también por un sistema de lentes convergentes. Forma una imagen: real, aumentada e invertida Pueden ser: Objetivos seco, es cuando una capa de aire se interpone entre la lente frontal y el preparado. Objetivo de inmersión: una capa de líquido transparente se interpone entre la lente frontal y el preparado. ƒ Aparato de iluminación: Está formado por el condensador, diafragma y espejo. ƒ Condensador: constituido por un sistema de lentes convergentes que proyecta sobre el preparado el haz que atraviesa, en forma de un amplio cono. El más común es el condensador de Abbe de abertura numérica de 1,20 y compuesto por dos lentes. ƒ Diafragma: esta ubicado por debajo del condensador y regula la entrada de los rayos luminosos. Es accionado por medio de una palanca. ƒ Espejo: Consta de una cara plana y otra convexa y esta destinado a proyectar el haz de rayos luminosos sobre el preparado. Ahora un poco de práctica: ¿Cómo debo usar el microscopio óptico para obtener una buena imagen del preparado a observar y evitar malos resultados debido a su incorrecto manejo ? 1. Se inicia tomando desde la columna – brazo del MO, y luego se deposita sobre la mesa donde se realizará la observación. Se debe colocar las diferentes partes en posición correcta: ƒ

La platina en su posición más alta accionando el tornillo macrométrico.

ƒ

El revólver con el objetivo de menor aumento (4x) en el retén.

ƒ

El condensador colocado en su posición más alta.

ƒ

El diafragma completamente abierto.

ƒ

La fuente luminosa a 20 – 30 cm del espejo.

ƒ

El espejo con la cara plana dirigida hacia la fuente luminosa.

El observador con una mano maneja el tornillo micrométrico y con la otra los tornillos que están sobre la platina, para ir recorriendo los diferentes sectores del preparado.

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Biología 1.

El preparado se coloca sobre la platina con el cubreobjeto hacia arriba sujetándolo con las pinzas y se va buscando el enfoque fino, moviendo el tornillo micrométrico. Si la luz es excesiva se cierra un poco el diafragma. Para ir variando el aumento se cambia de objetivo haciendo girar el revólver hasta que quede fijo en el retén y buscar la imagen nítida siempre moviendo el tornillo micrométrico.

¿Dónde se ubican los objetos a observar? Por lo general, los objetos se encuentran sobre una placa de vidrio (porta objeto) de 26x76 mm de superficie y 1 mm de espesor y cubiertos por un vidrio sumamente delgado (cubreobjeto) de diversos tamaños pero, a ser posible , con un espesor de 0,17 mm exactamente. Hay dos características que determinan la claridad con que puede ser visto un objeto pequeño: ¾ La capacidad de ampliación del instrumento: que es la relación del tamaño de la imagen vista con el microscopio y el tamaño real del objeto. Los mejores microscopio dan una ampliación no mayor a 10.000 veces, mientras que el ME puede hacerlo hasta 250.000 veces o más. ¾ Poder de resolución: O posibilidad de observar detalles finos de una muestra observada, como no puede determinarse en forma directa se usa un valor proporcional al mismo y que sí puede medirse: el límite de resolución que es la menor distancia existente entre dos puntos situados muy cerca, de tal manera que puedan ser vistos como distintos. En el MO el límite de resolución es aproximadamente de 0,2 µ. . Cuando más pequeña sea, más puntos se podrán ver en la imagen y esta será más nítida, entonces, a Menor límite de resolución mayor poder de resolución. Aplicando la siguiente fórmula te permitirá obtener el Límite de resolución (LR) LR= K. λ ΑΝ

¾

Κ= es una constante 0,61 λ = longitud de onda de la luz usada AN = Apertura numérica

Apertura Numérica: Es constante para cada lente, es un valor que corresponde al objetivo y se puede obtener con la siguiente formula: AN = η.Sen de a

η = Es el índice de refracción del medio, que está entre el objetivo y él preparado a observar. Generalmente el medio es aire, pero también se puede usar un medio líquido, colocando aceite de cedro, cuando se va a utilizar el objetivo de inmersión, que lo pueden distinguir en el microscopio por tener un anillo de color negro que le hace diferente a los otros objetivos que porta el instrumental óptico. Al pasar un rayo luminoso de un medio a otro, la desviación va ser menor cuando más parecido sean los índices de refracción de dichos medios: Sen de a, = es el seno del ángulo de abertura, o sea el que se forma entre el rayo luminoso que entra por el centro de la lente y el más periférico, es decir cuando más grande sea, más rayos entrarán a la lente, entonces mayor calidad tendrá la imagen

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Capítulo 1

Actividad Nº 1: a. Resolver: Límite de resolución (LR) usando luz blanca: λ = 0,527µ. − (AN) máxima 1,5

Abertura numérica

LR= Rta: 0,21 ¾ Poder de Magnificación ( es decir capacidad de aumento del MO) Se obtiene multiplicando el aumento del objetivo por el aumento del ocular, es una medida que me está indicando cuantas veces se ha magnificado, osea cuantas veces el microscopio aumentó la imagen. Por ejemplo, si el ocular es de 5x y el objetivo que se esta usando es de 20x, el poder de magnificación será de 200. En síntesis: Haciendo una integración de los conceptos desarrollados anteriormente. Es importante tener encuentra que esta medida (LR), depende del aumento proporcionado por las lentes, en cambio el Poder de Resolución (PR) es un valor relacionado a la calidad de la imagen, y depende de la Apertura Numérica (AP) y de la longitud de onda de la luz usada. De manera que “Dos microscopios con igual Poder de Magnificación pueden tener distintos límite de resolución y generar imágenes de igual tamaño pero con diferente calidad” ¾ ¿Qué son las Aberraciones? ƒ

Son defectos en la imagen que se forman como consecuencia de la forma en que los rayos luminosos se refractan al atravesar las lentes. Se pueden distinguir:

1- Aberración de esfericidad: se da cuando un punto del objeto no se encuentra representado por otro punto, sino por un disco. Si colocamos una pantalla en el foco, no habrá solo un punto, sino un halo rodeando al punto, lo que quita precisión a la imagen. Esta clase de aberración se puede corregir colocando oculares y objetivos correctores que se denominan aplanáticos o los periplanáticos, etc. 2- Aberraciones cromáticas: son las que nos proporcionan una imagen con color (cromo: color) que no existe en el objeto. Esto ocurre como consecuencia de la distinta longitud de onda que tienen los rayos luminosos ( por ejemplo, el rojo tiene mayor longitud de onda y se desvía menos, en tanto que el violeta tiene menor longitud de onda y se desvía más) al formarse la imagen., estos rayos no coinciden en el mismo plano, dan una imagen borrosa. Se corrigen con el empleo de lentes apocromáticos, o acromáticos. Los apocromáticos logran coincidencia focal de tres colores del espectro (rojo, violeta y verde) y eliminan el espectro secundario. Los acromáticos logran coincidencia de dos colores (rojo y verde).

¾ Unidades de medición en microscopia Denominación Antigua Micrón o micra Milimicra Amstrong

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Actual Micrómetro Nanómetro Amstrong

Valor milésima de milímetro millonésima de milímetro 10 millonésima de milímetro

Biología Microscopio electrónico (ME). Realizar una observación detenida de estos tres esquemas, para ir estableciendo diferencias y/o semejanzas, con el Microscopio Óptico.

Aportes Complementarios al tema desarrollado. A título informativo te comentamos otros tipos de microscopios, relacionando con su utilidad. ¾

Microscopio de campo oscuro o ultramicroscopio:

Se utiliza para ver células vivas, por ej. De un cultivo, en esta oportunidad algunos organelos celulares como las mitocondrias y el nucleolo se observan como elementos brillantes en el citoplasma que se ve de color oscuro. ¾

Microscopio de contraste de fase: Te permitirán observar células vivas sin colorear, es útil para observar mitosis en células cultivadas.

¾

Microscopio de Polarización: Se pueden observar con este microscopio las fibras del huso mitótico, se ven brillantes sobre el fondo oscuro del citoplasma, dado el elevado número de microtúbulos que lo componen)

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LA ORGANIZACIÓN DE LA VIDA

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Biología

CAPÍTULO 2 LA ORGANIZACIÓN DE LA VIDA Prof. Susana Graciela Laggiard Conocer la organización de la vida nos permitirá empezar a introducirnos en el fascinante mundo de lo que habitualmente creemos que conocemos y llamamos VIDA. Ya que resulta muy dificultoso definirla, nos contentaremos, por ahora, con tratar de entender los componentes y su intrincada conexión, que posibilita que este engranaje, aparentemente frágil, sea comprendido como un todo funcionalmente armónico. Deberás tener en cuenta que los científicos, adoptan posturas que no siempre concuerdan entre sí, sosteniendo, a veces, fuertes discrepancias, por lo que se presenta a los integrantes de los niveles de Organización y el sistema de clasificación de acuerdo con los autores mencionados en la bibliografía actualizada. Como propuesta surge el planteo de estudiar sobre la base de recreación de modelos que permiten explicaciones provisorias para tratar de entender los diferentes ensamblajes de estructuras y funcionamiento de las mismas. De acuerdo con las necesidades establecidas, en cuanto al aprendizaje de los contenidos, en este Capítulo se considerará la concreción específica de las siguientes competencias básicas específicas: • Comprender la dinámica de los Procesos Biológicos Integrados en los Niveles Jerárquicos de la Naturaleza. • Interpretar y diferenciar los tipos de reproducción celular y reproducción de los organismos, determinando las ventajas evolutivas de la reproducción sexual. • Comprender y explicar, a través de representaciones didácticas, los fenómenos biológicos a través del estudio de los niveles moleculares, celulares y ecológicos relacionándolos con su grado de estabilidad, para interpretar los procesos de continuidad y cambio de la vida.

2.1 Podríamos comenzar con las características de los seres vivos. . . Resulta en extremo ideal tratar de definir la vida, tanto desde una perspectiva biológica como filosófica; o de manera más arriesgada aún como lo hiciera Schrodinger en el Trinity College de Dublín en 1943 en ocasión de un ciclo de conferencias. Este físico propuso una definición basado en dos aspectos biológicos: la naturaleza de la herencia y el manejo termodinámico en los seres vivos; generando seguidores y contrarios con esta explicación, sobre todo debido a su condición de físico que se atrevió a aventurar en biología, un campo que no resultaba de su especialidad. Lo cierto es que podemos considerar, ya en terreno más afianzado y concreto, lo que se denominan características que identifican a los seres vivos como tales; y que no son compartidas por los no vivos; visto esto desde el Nivel de Organización Individuo. 9 Estructura organizada y compleja sobre la base de átomos de carbono (ORGANIZACIÓN)

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9 Capacidad de incorporar materiales y energía del medio y procesarlos (METABOLISMO) 9 Mantener un equilibrio interno activo y dinámico (HOMEOSTASIS) 9 Capacidad de crecimiento y desarrollo (CAMBIO) 9 Recibir, interpretar y responder a estímulos del medio (RELACIÓN) 9 Formar individuos hijos (REPRODUCCIÓN) 9 Desarrollo de estrategias adaptativas que les permite evolucionar en el tiempo (EVOLUCIÓN) Estructura organizada y compleja sobre la base de átomos de carbono. (ORGANIZACIÓN) Sobre la base de una mirada evolutiva, y como ya se mencionó, la vida está estructurada en niveles jerárquicos, en los que cada escalón que precede a otro, está incluido en el siguiente, no sólo estructural y funcionalmente, sino con propiedades emergentes diferentes y propias. La particular organización de la estructura celular está identificada con alto nivel de especificidad, de orden, según detalladas instrucciones. El átomo de carbono es el éxito más sofisticado para estructurar la vida, ¿Por qué él? Te sugerimos tratar de aproximar algunas ideas a modo de respuestas al interrogante antes de continuar la lectura. . . 9 Posee cuatro electrones en su nivel más externo de energía y puede establecer uniones covalentes con cuatro átomos. 9 Este tipo de enlace químico es muy estable y a la vez difícil de romper, ya que se requiere de grandes dosis de energía para ello. 9 Su reducido tamaño, equivalente al de otros elementos de la célula le permite unirse a ellos (N, H, O) 9 Se puede combinar fácilmente con el oxígeno para formar CO2, que a su vez es soluble en agua s1- ¿Cuáles serán las causas por las resulta poco probable que otros elementos lo suplanten? Capacidad de incorporar materiales y energía del medio y procesarlos (METABOLISMO) Para mantener la elevada y compleja organización, crecer y reproducirse, el ser vivo necesita intercambiar materia y energía con el exterior, de manera continua. Estos nutrientes (orgánicos, son todos los compuestos que poseen hidrógeno y carbono, como los hidratos de carbono y proteínas; e inorgánicos, como la sal ClNa, el CO2, potasio, hierro) entran a formar parte de una intrincada red de procesos físico-químicos simultáneos y acoplados, que en conjunto se los conoce como metabolismo. Comprende dos momentos importantes : Anabolismo, donde se necesita del aporte de energía para que suceda la reacción y los reactivos poseen menos energía que los productos; se las conoce como REACCIONES ENDERGÓNICAS, por ejemplo: Fotosíntesis, formación (o síntesis) de proteínas, replicación del DNA; y Catabolismo, donde se aprovecha la energía contenida en las moléculas orgánicas, que se libera, ya que los reactivos tienen más energía que los productos; se las conoce como REACCIONES EXERGÓNICAS, por ejemplo: Respiración celular, digestión, glucólisis. Es con esto que el ser vivo se asegura aprovechar al máximo las ofertas del medio y las demandas del medio interno, tanto en épocas favorables como críticas. La energía que sostiene la vida es la que proviene del sol, todas las formas de vida dependen de ella y sus transformaciones para mantener su permanencia como vivos. s 2- a)Te sugerimos buscar algunos ejemplos para procesos anabólicos y catabólicos. b) Una vez que los has detectado, explica por qué los consideras como tales. Mantener un equilibrio interno activo y dinámico (HOMEOSTASIS)

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Biología A mediados del SIGLO XIX, el fisiólogo francés, Claude Bernard, por primera vez se refirió a “la constancia del medio interno”. La organización tiende a perderse si no se invierte energía para evitarlo, para mantener la vida, y funcionar de forma eficaz, se debe cumplir con un equilibrio dinámico, llamado Homeostasis (equilibrio interno) por Walter Cannon en 1932. Esto se lleva a cabo a través de una serie de mecanismos automáticos, como el mantenimiento de una temperatura corporal constante y regulación hídrica en animales superiores, que se desencadenan sin el conocimiento conciente del individuo, y le permite realizar los ajustes necesarios respecto del medio externo; se denominan sistemas de retroalimentación. Los sistemas pueden ser de retroalimentación negativa, en los que un cambio en el ambiente interno activa una respuesta que tiende a contrarrestar el cambio, restablecer y mantener las condiciones originales, por ejemplo: si disminuye la temperatura corporal, esto es detectado por neuronas del hipotálamo, se envían señales a los músculos estriados, que comienzan a temblar; lo que genera calor que ayuda a restablecer la temperatura corporal normal, por lo que se apaga la señal y se deja de temblar; y de retroalimentación positiva intensifican las modificaciones con un propósito específico; un cambio en el medio interno inicia una respuesta que origina cambios aún mayores, en lugar de intentar regresar a las condiciones primitivas. Por ejemplo durante el parto, las contracciones uterinas son detectadas por neuronas del cuello uterino, éstas envían señales al hipotálamo, que responde con la secreción de oxitocina por la neurohipófisis, que provoca mayor número y más potentes de contracciones para lograr la expulsión del bebé y luego la placenta. Son poco frecuentes, tienden a crear sucesos exclusivos y muy controlados. s3- a) ¿Por qué son importantes estos mecanismos de retroalimentación? b) ¿Qué podría ocurrir si no se activaran?

Capacidad de crecimiento y desarrollo (CAMBIO) El crecimiento se entiende como proceso íntimamente ligado al desarrollo, que facilita, por un lado la conversión de materiales adquiridos del medio, asimilados a moléculas específicas del cuerpo del organismo que las captó (crecimiento); y por otro, como la modificación del comportamiento celular a lo largo de la vida, que le permite adquirir la madurez funcional necesaria en cada etapa para poder sobrevivir (desarrollo). La complejidad del desarrollo reside en el programa interno de cada célula; por lo que es imposible tratar de contemplar sólo el crecimiento en términos de aumento de tamaño o número de células. Dado que son las proteínas las que, esencialmente, determinan el comportamiento celular, el desarrollo puede pensarse como un control de la síntesis local de proteínas, a través del control de la actividad de los genes que las codifican. El desarrollo, comprende cambios sucesivos durante el ciclo de vida, regulado en animales, por ejemplo por los llamados “genes hox”. El crecimiento (aumento de tamaño), de da a través de división mitótica y expansión celular. En vegetales, luego de formarse el embrión, no crece mucho, por lo que la expansión comienza un poco después de las primeras divisiones del cigoto; en animales, el inicio de la expansión puede ser lento, y formarse primero un embrión con miles de células, antes que ser más grande que el cigoto. Las estructuras hox, y otras similares, permiten la diferenciación, que definirá la futura estructura y función específicas de cada célula. Por ejemplo, el cuerpo del ser humano posee alrededor de 200 tipos celulares funcionalmente diferentes. La morfogénesis (origen de las formas), surge de la formación de patrones para la organización de tejidos diferenciados en estructuras específicas. En vegetales las paredes celulares limitan el crecimiento,

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por lo que la mitosis y la expansión son los eventos principales para la construcción del cuerpo de la planta. En los animales, los movimientos celulares son fundamentales para la formación de los tejidos, ya que la comunicación a través de mensajes eléctricos y químicos son la clave para el correcto funcionamiento futuro de los mismos. s4- De acuerdo con lo estudiado hasta el momento, escribe un argumento de no más de cuatro renglones, para explicar por qué un organismo mantiene la vida. Recibir, interpretar y responder a estímulos del medio (RELACIÓN) Todos los organismos vivos son capaces de responder estímulos del medio externo, algunos, como las plantas con movimientos de orientación, de raíz, hacia el interior de la tierra, tallo hacia arriba de la superficie y hojas hacia la luz, (llamados TROPISMOS) y los animales con movimientos locomotores activos (llamados TAXISMOS), por ejemplo huir ante la detección de depredadores, cambios químicos en el ambiente, o reaccionar ante determinados agentes físico-químicos. Formar individuos hijos (REPRODUCCIÓN) Es la capacidad de dejar descendencia, y puede considerarse dos tipos fundamentales: ASEXUAL Los individuos hijos provienen de un solo progenitor, por lo que no hay posibilidad de recombinación génica, se genera un clon con genotipos idénticos al progenitor. Se lleva a cabo a partir de células somáticas. Es mucho más común encontrarla en vegetales y algunos grupos de animales inferiores. Tipos en vegetales: a) Reproducción vegetativa: ramas bajas llamadas estolones (rastreros), como en la frutilla y algunos pastos; yemas de tubérculos como la papa, rizomas (tallos horizontales subterráneos) como el bambú; bulbos (tallos cortos con muchas hojas modificadas) como lirios y cebollas; cormos (tallos subterráneos parecidos a bulbos) con forma de discos tejidos de los tallos, pero sin hojas carnosas, como azafranes y gladiolos. b) Apomixis: se produce semillas dentro del gametofito femenino sin la mezcla y segregación de cromosomas, y sin unión de gametos. El óvulo se transforma en semilla y el ovario en fruto con semillas genéticamente idénticas a la planta madre; posee 2n. Ejemplo: diente de león diversos citrus. c) Injerto: en general se lo utiliza en horticultura para aprovechar propiedades favorables del tronco y del plantón (parte injertada) como en la vid. d) Cultivo de tejidos: técnica basada en la totipotencialidad de las células vegetales, esto es que células diferenciadas, especializadas, por ejemplo para el almacenamiento de alimento, puedan ser inducidas a desdiferenciarse y actuar como células embrionarias y formar una nueva planta. Esto se está usando para producir clones libres de virus de las plantas de cultivo y también para manipular plantas con la Tecnología del DNA recombinante. e) Esporulación: El organismo forma por mitosis una o más células especiales y resistentes, llamadas esporas, que cuando encuentran condiciones ambientales favorables, germinan dando lugar a un nuevo individuo. Ejemplo: algunas algas, hongos, musgos, y helechos. f) Fisión binaria: La célula madre se divide en dos células hijas idénticas, por tabicación o estrangulación. Ejemplo algas y protozoos flagelados y ciliados.

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Biología g) Esquizogonia (o división múltiple): Cuando el núcleo se divide repetidas veces, y luego cada uno se queda con una porción de citoplasma y se rodea de una porción de membrana plasmática. Ejemplo: esporozoos y algas coloniales. Tipos en animales: a) Gemación: se forman nuevos individuos por división celular mitótica, y evaginación a partir del cuerpo madre, ejemplo: hidras, corales. b) Regeneración: capacidad de reconstrucción de la parte del organismo que ha sido extirpada, y de uno nuevo a partir de la otra parte. Ejemplo: esponjas, estrellas de mar, planarias. c) Partenogénesis: individuos que se desarrollan a partir de un huevo no fecundado por espermatozoides. Los animales que la practican no son exclusivos de ella, también recurren a la sexual, desarrollando comportamiento sexual inclusive. Ejemplo: artrópodos, algunos peces, anfibios, reptiles, hormigas.

SEXUAL Requiere de la formación (o génesis) de gametas femeninas y masculinas, haploides (n), (con la mitad de número cromosómico de la especie), para que a través de la unión de ambas se origine un individuo diploide (2n), (con el total de número cromosómico de la especie). Posibilita el intercambio de genes, y por lo tanto la variabilidad genética. En vegetales se lleva a cabo a través de diferentes tipos de polinización que aseguran, en la mayoría de los casos, la fecundación cruzada, con diversos e ingeniosos mecanismos para lograrlo. En animales está involucrado el cortejo para la elección de pareja, búsqueda de nido, y cuidado parental de las crías. Se puede reconocer tres fenómenos principales: 9 Gameto génesis (formación de óvulos y espermatozoides) 9 Apareamiento: reunión del individuo macho con la hembra. 9 Fecundación: unión de la gameta masculina (espermatozoide) con la gameta femenina (óvulo). Puede ser interna cuando los espermatozoides son depositados dentro del cuerpo de la hembra, por ejemplo en mamíferos, aves, reptiles; o externa cuando la unión se produce fuera de la hembra, generalmente en el agua, por ejemplo en peces, anfibios.

s5-a) Busca y escribe ejemplos de seres vivos que presenten reproducción de tipo asexual. b)En tu respuesta a la consigna anterior, ¿has mencionado ejemplos para animales y vegetales? ¿Por qué? Desarrollo de estrategias adaptativas que les permite evolucionar en el tiempo (EVOLUCIÓN) La adaptación es una propiedad de la vida, y los organismos que sobreviven son los que mejor acostumbrados están, dado que las características heredadas favorecen la supervivencia y habilidad para reproducirse en ese ambiente. El ambiente está en constante cambio, y los que mejores posibilidades de continuar tienen son aquellos que mayor variabilidad genética pueden lograr. Se puede considerar el término ADAPTACIÓN desde la perspectiva que se refiere a los rasgos que con seguridad aumentan la supervivencia y éxito reproductivo, por ejemplo la conquista del huevo amniota, o

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miembros tetrápodos para desplazarse en la tierra; y desde el proceso por el que se adquieren esos rasgos, los mecanismos evolutivos. Por ejemplo al medir el grado de éxito de los anfibios y algunos peces en la reproducción terrestre y compararlos con los exclusivamente terrestres. s 6- Luego del estudio del apartado 2.1, estás en condiciones para resolver lo siguiente: a)- Analiza la siguiente frase, y luego responde los ítemes a y b: “En una célula predominan las reacciones exergónicas sobre las endergónicas” •

¿Cuál será el futuro de esta célula?

•

Justifica tu respuesta.

b)- ¿Es posible que la célula en cuestión, se “adapte?” Fundamenta tu respuesta.

2.2 Niveles Jerárquicos de Organización Biológica 2.2.1 Consideraciones generales: “La evolución es notablemente conservadora y económica” En esta frase se hace referencia a que pequeños cambios, en el tiempo, hacen las diferencias estructurales y funcionales, con los que la vida se manifiesta en nuestro planeta. Los patrones evolutivos de la vida, a lo largo de miles de millones de años han determinado cambios que han posibilitado entender estructuras y procesos biológicos desde la simplicidad a la complejidad y desde lo microscópico a lo macroscópico, por ejemplo, desde una ameba a un felino. Esto nos lleva a comprender que la vida se jerarquiza en el espacio y el tiempo; propiedad fundamental que se resume en organización. Esta organización se la llama jerárquica no solamente porque lo más pequeño está incluido en lo más grande, sino a través de una mirada hacia las propiedades emergentes propias y particulares de cada nivel de complejización, por ejemplo, un individuo posee características que le permiten vivir y a la vez forma parte una población. Si los seres vivos son contemplados con una mirada sistémica (donde hay un todo formado por partes), se puede comprender que hay interacciones entre las partes para formar al todo, por ejemplo el tipo de comunicación que se establece entre células determinará la formación de estructuras más complejas en un individuo pluricelular, cuyas características funcionales son más amplias que las de una única célula ; pero de ninguna manera esto significa acumulación sumativa neutra (que mostraría a un organismo como suma de las partes), sino que la/s funciones que cumplen surgen como nuevas a la luz de esa estructura. Las partes individuales no poseen características que sí se identifican en el colectivo estructural. En el ejemplo anterior, la conexión neuroquímica es la base molecular para el aprendizaje, la memoria y repuestas involuntarias; depende de la cantidad y tipo de neuronas involucradas, la función que se cumplirá; y que de ninguna manera una sola o un grupo reducido tiene la capacidad de cumplirlas. Por otra parte, estas agregaciones tienen propiedades colectivas que las neuronas por individual no las tienen, la capacidad de aprender y memorizar con grados de profundidad (memoria a corto y largo plazo), involucra estructuras y modificaciones moleculares diferentes en cada caso. 2.2.2 Descripción de niveles de organización NIVEL NO CELULAR: Estas estructuras pueden ensamblarse químicamente, pero no necesariamente formar parte de los organismos con vida, tal como la conocemos en la actualidad, algunas de ellas forman parte exclusivamente de lo interpretado como no vivo.

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Biología ¾ Partículas subatómicas: son los constituyentes atómicos, que a su vez están formados por elementos menores como los quarks. ¾ Átomos: mínima unidad de materia, formado por protones, neutrones y electrones. ¾ Moléculas: formada por uno o más átomos, mínima porción de materia que se puede encontrar en estado libre, estable e independiente. ¾ Macromoléculas: agregado de moléculas de diferente peso molecular, que pueden unirse para formar biomoléculas, como los hidratos de carbono, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos. ¾ Agregados macromoleculares: por ejemplo los virus, que tienen cubierta proteica, y en el interior moléculas de DNA o RNA, no considerados con vida porque necesitan habitar dentro de un ser vivo para poder duplicar su DNA. NIVEL BIÓTICO, CELULAR: En este nivel, algunas biomoléculas son las bases químicas estructurales y funcionales que subyacen para el origen y mantenimiento de todas las formas de vida actuales. A partir de este nivel hay capacidad diferencial para transformar de manera eficiente la energía y moléculas del medio; usarlas para el crecimiento, desarrollo y continuidad de la vida; intercambiar información genética con otras células; efectividad en la movilidad con intencionalidad; presencia de dispositivos sensores. ¾ Célula: A) Organismos formados por una sola célula sin cubierta nuclear, Procariotas, agrupan a las arquibacterias, bacterias típicas, y cianobacterias (algas azules) B) Con cubierta o membrana nuclear, Eucariontes por ejemplo los protozoos, algas y hongos unicelulares, y organismos superiores. ƒ

Agregación celular con independencia (no hay comunicación funcional, es un agregado laxo, ejemplo: esponjas, colonias de algas verdes)

ƒ

Agregado celular dependiente ( algunas células se comunican, para formar pricipios de tejidos, ejemplo: medusas, anémonas)

¾ Tejido: grupo de células semejantes con función coordinada, ejemplo: muscular voluntario e involuntario, óseo, sanguíneo, esclerénquima, colénquima, meristemático, floema, xilema) ¾ Órgano resulta de la combinación funcional de varios tejidos, ejemplo: estómago, riñón, pulmón, raíces, tallos , hojas) ¾ Sistemas de órganos: conjunto de órganos, que con funciones coordinadas, se encargan de nutrición, coordinación, control y reproducción (ejemplo: digestivo, reproductor, respiratorio, circulatorio) NIVEL ECOLÓGICO ¾ Individuo: comprende una unidad estructural y funcional (que puede ser uni o multicelular), capaz de metabolismo básico que le permite sobrevivir, al intercambiar materia y energía con su entorno. Ejemplo: organismo unicelular o pluricelular. Ejemplo: anfibio (sapo común)

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¾ Población: Un individuo además de relacionarse con el ambiente físico, también lo hace con otros individuos semejantes, en un lugar y tiempo determinado. Ejemplo: conjunto de sapos. ¾ Comunidad: La poblaciones viven en un tiempo y espacio determinado con otras poblaciones de otras especies, con las que se relacionan. Ejemplo: poblaciones de insectos, vegetales acuáticos, palustres, caracoles, hierbas, tortugas, otros en un cuerpo de agua. ¾ Ecosistema: se consideran sistemas complejos, en los que participan hasta miles de poblaciones diferentes relacionadas entre sí y con sus entornos. ¾ Biosfera: comunidades biológicas que intercambian materia y energía entre sí dentro de la influencia de la atmósfera terrestre.

s 7•

Luego de una lectura detenida del texto de Italo Calvino presentado, identifica las jerarquías, y argumenta tu decisión.

“Las condiciones de la época en que la vida no había salido aún de los océanos no han cambiado mucho para las células del cuerpo, bañadas por la ola primordial que sigue corriendo en las arterias. Nuestra sangre tiene en realidad una composición química análoga a la del mar de los orígenes, del cual las primeras células vivientes y los primeros seres pluricelulares extraían el oxígeno y los otros elementos necesarios para la vida. Con la evolución de los organismos hacia formas más complejas, el problema de mantener el máximo número de células en contacto con el ambiente líquido, no pudo ya resolverse simplemente mediante la expansión de la superficie exterior: resultaron beneficiados los organismos dotados de estructuras cóncavas y huecas, en cuyo interior el agua marina podía fluir. Pero sólo con la ramificación de esta cavidad en un sistema de circulación sanguínea, la distribución del oxígeno quedó asegurada en el conjunto de las células, haciendo así posible la vida terrestre. El mar donde en un tiempo estaban inmersos los seres vivientes, está ahora encerrado dentro de sus cuerpos.” s 8- a) Escribe ejemplos de representantes que puedan encontrarse en el Nivel No Celular, que formen parte de lo vivo y no vivo. Fundamenta.

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Biología b) De acuerdo con los esquemas presentados, identifica los niveles de organización mencionados en el texto.

c) ¿Cuál de estas fotos ubicarías en el nivel de más complejidad? ¿Por qué?

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2.3 Sistema de clasificación de los seres vivos Las jerarquías de organización tratadas en el punto anterior, están representadas en los seres vivos, con aproximadamente 30.000.000 de especies de organismos (Purves 2002). Para clasificar la vida, en la actualidad se considera que descendemos de un ancestro común (es decir, una línea monofilética); esto es de suma importancia para los criterios de clasificación actuales. Para lograr establecer las relaciones evolutivas, se usa diferentes estrategias: la paleontología (con el estudio de organismos fósiles), morfologías físicas que son compartidas (presencia de dedos en mamíferos), y lo más novedoso: número de genes compartidos; cuanto más genes, más recientemente se ha compartido un ancestro. Es casi universal la propuesta de considerar tres DOMINIOS para contemplar el agrupamiento de los organismos. A lo largo de la historia se han tenido en cuenta distintos criterios para agruparlos: cantidad de células presentes(uni-pluricelulares), tipo de alimentación (autótrofos-heterótrofos), movilidad (inmóviles: vegetales-móviles:animales)membrana nuclear (Procariotas-eucariotas); y lo más actual: diferenciación molecular que indicaría patrones de evolución por separado.

DOMINIOS 1)- ARCHAEA 2)- BACTERIA 3)- EUKARYOTA CARACTERÍSTICAS EN COMÚN: realizan glucólisis, replican el DNA de manera semiconservativa, a partir del DNA se codifican polipéptidos por TRANSCRIPCIÓN y TRADUCCIÓN, las células poseen membrana plasmática y ribosomas (de diferentes tamaños).

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Biología

En estos tres Dominios se pueden reconocer seis reinos: 9 Archaea: metanógenas (asociadas a ambientes volcánicos, forman metano a partir de CO2 e hidrógeno) 9 Bacteria: meningococo, streptococo, espirilos, bacilos 9 Protista (o Protoctista): euglena, paramecio, ameba, diatomea, algas pardas y rojas 9 Fungi: mohos, setas, levaduras 9 Animalia (o Metazoa): araña, pulpo, tiburones, lagarto 9 Plantae (o Viridiplantae , o Chlorobionta): pteridofitas, gimnospermas, angiospermas

s 9- Ubique los reinos presentados en los Niveles de Organización que considere correctos. Justifique su decisión.

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LA CÉLULA COMO UNIDAD ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL

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CAPÍTULO 3 LA CÉLULA COMO UNIDAD ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL Prof. Susana Graciela Laggiard

Este capítulo se desarrollará sobre la base de la propuesta del “modelo celular” usado actualmente para interpretar el comportamiento molecular de la vida. Se trabajará una descripción de estructuras y funciones de manera concomitante; sin dejar de considerar como primordial la diferenciación entre célula primitiva y moderna, según los criterios derivados de un consenso en los científicos, que en este momento cuenta con el aval fundamental desde el punto de vista molecular. El tratamiento cuidadoso y secuencial de las distintas partes consideradas importantes desde el nivel molecular al nivel sistema de órganos, marcan una línea interesante del detalle con que en este momento los científicos estudian y tratan de desentrañar los secretos de la vida. En este capítulo se trabajan los contenidos en función de las siguientes competencias: • Comprender y explicar, a través de representaciones didácticas, los fenómenos biológicos a través del estudio de los niveles moleculares, celulares y ecológicos relacionándolos con su grado de estabilidad, para interpretar los procesos de continuidad y cambio de la vida. • Interpretar y diferenciar los tipos de reproducción celular y reproducción de los organismos, determinando las ventajas evolutivas de la reproducción sexual.

Para reflexionar antes de comenzar a profundizar: 1) Nombra la unidad básica de los seres vivos. ¿Por qué elegiste ese nombre? 2) Esquematiza las estructuras comunes a todas las células que conoces. 3) ¿Cuáles son las funciones de esas estructuras? 4) ¿Qué tipo de célula has dibujado? Procariota-eucariota ¿Cómo lo sabes? 5) ¿En qué crees que se diferencian estos tipos celulares? ¿Por qué será importante esto?

3.1 Tipos celulares A medida que fue perfeccionándose la tecnología de la microscopía, se fueron diferenciando dos tipos celulares que constituyen la base para la clasificación actual: PROCARIONTES: Son conocidos como extremófilos (organismos que viven en ambientes extremos: medios muy ácidos, salados, helados, hirvientes), y les resulta imposible la vida en otras condiciones, que los demás seres vivos consideraríamos “normales”.

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Capítulo 3

A ellos pertenecen los seres de los Dominios Archaea y Bacteria y se los conoce más comúnmente como PROCARIONTES (organismos sin compartimientos internos encerrados por membranas, ni membrana nuclear).

Características compartidas por los dos Dominios: ¾ Membrana Plasmática: rodea y limita a la célula, permite el intercambio de sustancias entre el organismo y el medio. ¾ Nucleoide: región de ubicación variable, generalmente cercana a la m. plasmática, que contiene el material genético de la célula, el DNA. ¾ Citoplasma: estructura fundamental que contiene agua, iones disueltos, moléculas pequeñas, y macromoléculas solubles, como las proteínas. ¾ Ribosomas: orgánulos donde se lleva a cabo la formación de proteínas. ¾ Tamaño: varía entre 0,2 y 10 micras. El M O (Microscopio Óptico), sólo distingue formas y tamaños. Para el detalle es necesario microscopía más potente como el M E (Microscopio Electrónico) ¾ Todos unicelulares

Detalle de estructuras: a) Pared celular por fuera de la m. plasmática, sostiene y da forma a la célula. La mayoría de los representantes de BACTERIA poseen peptidoglucano (polímero de aminoazúcares) en esta pared, como las bacterias gram positivas; y otras tienen pared con varias capas de peptidoglucanos, las bacterias gram negativas. b) En cianobaterias, la m. plasmática se pliega, para formar pliegues como pilas (diferente de los compartimientos de eucariontes), que actúan en la fotosíntesis como clorofila bacteriana. c) Flagelos formados por la proteína flagelina, fijado a la membrana por estructuras anulares (con forma de anillos), y movible por un “motor” proteico fijo a la m. plasmática; este flagelo “gira” alrededor de su base. d) Moléculas de DNA circulares, en un único cromosoma; y a veces una estructura llamada plásmido. e) Citoplasma con numerosos plegamientos hacia el interior de la m. plasmática, llamados mesosomas, en algunos casos con el DNA adherido a él. f) Carecen de citoesqueleto , o estructuras proteicas para sostén y circulación interna.

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Biología g) Reproducción: lo hacen por fisión (proceso asexual), luego de haber duplicado su DNA, (carecen de mitosis). Hay otros procesos, como por ejemplo conjugación y transducción que permiten el intercambio de información genética, sin ningún tipo de relación con la reproducción sexual. h) Ribosomas y polirribosomas de tamaño 70S, encargados de la síntesis de proteínas. i)

RNA (Ácido Ribonucleico), posee los tres tipos: RNAm, RNAt, y RNAr (intervienen en la formación de proteínas)

EUCARIONTES: En promedio, estas células miden más de 10 micras , son mucho más grandes que las procariotas; el tamaño y forma varía con el tipo celular. Todas poseen un verdadero núcleo celular, con una membrana nuclear doble; el DNA está asociado a proteínas específicas llamadas histonas; y es lineal. Tienen un sistema de endomembranas que forman compartimientos internos especializados funcionalmente; organelas como mitocondrias y cloroplastos (cuyo tamaño es semejante al de una célula procariota) encargadas de importante parte del metabolismo; ribosomas y polirribosomas de 80S (tamaño) en el citoplasma.

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Capítulo 3

¿Célula eucariota, resolución de problemas? La diferencia de tamaño, a favor de una célula eucariota, puede ser el comienzo de una especialización que comenzó hace aproximadamente dos mil millones de años; cuando empezó a incorporarse estructuras (organelas) que resultaron especializaciones claves para el perfeccionamiento de la maquinaria celular. El tipo y cantidad de organelas citoplasmáticas, guardan relación directa con el grado de especialización desarrollado por el organismo. Esto tiene que ver con la capacidad de una o varias células para desempeñar una tarea específica. En organismos unicelulares (como amebas y paramecios), la célula que los forma cumple con todas las funciones para mantener la vida, pero está poco especializada para cada una de ellas. En la mayoría de los organismos pluricelulares, las tareas esenciales para la vida se reparten, y son efectuadas por grupos celulares llamados tejidos, esto es, células semejantes, que agrupadas desempeñan una misma función, lo que les permite alto grado de especialización, éstos pueden formar órganos, éstos sistemas de órganos; de tal manera que unas células se encargarán específicamente de la defensa, otras de nutrición, de locomoción y demás. La especialización puede ser tan extrema, que por ejemplo una neurona cumple solamente una función tan específica (recepción y transmisión del impulso nervioso), que no es capaz de sobrevivir por sí misma de manera aislada. Con relación a esta complejización, se puede destacar dos elementos no presentes en procariontes: ¾ Esqueleto interno, llamado citoesqueleto, que mantiene la forma y permite la movilidad de sustancias y organelos en el interior celular. ¾ Compartimientos membranosos dentro del citoplasma, rodeados por doble capa membranosa, como la plasmática, y comunicados entre ellos. s1- Coloca en la COLUMNA B, la letra P (procarionte), E (eucarionte), o C (común a ambas), según corresponda lo escrito en la COLUMNA A COLUMNA A

COLUMNA B

a- Flagelo b- Pared celular c- Citoplasma d- Membrana Nuclear e- Cromosomas f- Membrana plasmática g- DNA circular

3.2 Eucariontes: estructuras y funciones celulares 3.2.1

Cubiertas celulares

Pared celular: ubicada por fuera de la membrana plasmática,, semirrígida, formada por celulosa y otros polisacáridos y proteínas complejas. Posee dos funciones: ¾ Proveer sostén y limitar el volumen celular

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Biología ¾ Actuar como barrera para hongos infecciosos u otros organismos perjudiciales. Permite la comunicación entre células adyacentes a través de los plasmodesmos, canales recubiertos de membrana plasmática, entre 20 y 40 nm de diámetro; estas conexiones permiten la difusión de agua, iones, moléculas pequeñas, RNA y proteínas. Membrana celular, (o plasmática): Posibilita que la célula intercambie materiales con el medio, el citoplasma esté aislado del exterior, se defienda, y, pueda establecer comunicación con otras células. ¿Por qué podrá cumplir con todas estas funciones mencionadas?

Es probable que te resulte familiar la idea de trabajar con “MODELOS” como propuesta para tratar de estudiar y comprender lo que ocurre en la realidad; es por esto que a continuación se te expone el más aceptado hasta el momento. No obstante, se te sugiere que consultes en la bibliografía mencionada, el modelo anterior. Modelo de mosaico fluido: Propuesto a partir de 1972 por S. J. Singer y G. L. Nicholson, contempla una estructura molecular en constante movimiento. Químicamente está formada por una bicapa de fosfolípidos: lípidos con una “cabeza” formada por P (fósforo) y N (nitrógeno), que le otorga condición hidrofílica, POLAR (afín con el agua), hacia el EXTERIOR DE LA CÉLULA; y dos “colas” formadas por dos cadenas de ácidos grasos, que le confieren condición hidrofóbica, NO POLAR (que rechaza el agua), HACIA EL INTERIOR DE LA CÉLULA, en contacto con las colas de ácidos grasos de la otra capa, y las cabezas hidrofílicas en contacto con el citoplasma.

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Capítulo 3

Entre esta doble capa de fosfolípidos se incluyen proteínas, que tienen la particularidad que se pueden desplazar dentro de ella, con lo que la imagen “global” puede modificarse en el tiempo, pero sus componentes permanecer relativamente constantes. Con este modelo, se puede entender mejor la calidad “dinámica” de estas membranas. Algunas atraviesan por completo la bicapa, son las PROTEÍNAS INTEGRALES (de transmembrana o integrinas); otras están asociadas a estas proteínas integrales en la cara citoplasmática, fuera de la bicapa, son globulares, pequeñas, y se la llama PROTEÍNAS PERIFÉRICAS; son de naturaleza anfipática (los aminoácidos que están en contacto con las colas de los fosfolípidos son hidrofóbicos, lo que le da a la proteína afinidad por la zona interna de la membrana; los aminoácidos que dan hacia el medio interno y externo, son hidrofílicos, afines con el agua, se las llama glucoproteínas. Algunas proteínas pueden moverse en la bicapa, otras están fijas por medio de una red de filamentos proteicos conectados con el citoesqueleto. En las células animales (que no poseen pared celular), las uniones entre las proteínas de membrana y el citoesqueleto son las responsables de las formas propias de los diferentes tipos celulares (desde un disco bicóncavo como los glóbulos rojos, hasta una neurona con numerosas ramificaciones). Tipos de proteínas: 9 Proteínas de transporte: algunas, llamadas canales proteicos poseen un canal interno tapizado con aminoácidos hidrofílicos (como una manga con forro). Hay gran variedad de canales proteicos, cada uno con aminoácidos específicos que permiten que moléculas (iones) como el Na+ (sodio), K+ (potasio), Ca++ (calcio) pasen por él. Otras, llamadas proteínas portadoras poseen lugares parecidos a los sitios activos de las enzimas, que les permite unirse a moléculas específicas en uno de los lados de la membrana. Luego la proteína portadora cambia de forma mediante el uso de energía celular y mueve a una molécula por la membrana. 9 Proteínas receptoras: desencadenan respuestas celulares cuando hormonas o nutrientes se unen a ellas. Hay numerosos y diferentes receptores, son activados por la molécula adecuada y establecen una serie de cambios celulares como aumento en la actividad metabólica, en la división celular, secreción de hormonas. Otros receptores actúan como “pasillos” sobre proteínas de canal, permitiendo que iones fluyan por los canales, como por ejemplo, estos canales activados por un receptor, permiten que las neuronas en el cerebro se comuniquen entre sí. 9 Proteínas de reconocimiento: junto con glucoproteínas, actúan como rótulos de identificación y lugares de fijación en la superficie celular. Ejemplo: las células del sistema inmune reconocen como

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Biología invasoras a las bacterias y no a las propias células del organismo, que poseen glucoproteínas de identificación diferentes. Durante el desarrollo, la formación de de fibras nerviosas desde la médula hasta los pies se da por uniones entre proteínas de reconocimiento sobre la neurona y las otras células durante el transcurso hacia el músculo. Funciones La membrana es el límite de la célula, a través de ella se puede regular la homeostasis, el contacto de una membrana con otra desencadena una inhibición de la división y crecimiento celular, y también es la que permite el contacto entre el exterior y el interior, y viceversa; para esto último tiene lo que se conoce como permeabilidad selectiva. Permeabilidad selectiva: permeabilidad es la propiedad que poseen las membranas de permitir el movimiento de moléculas de uno a otro lado de ellas. En una célula la permeabilidad es selectiva (aunque exista tendencia pasiva de algunas moléculas a difundir a través de la membrana, ésta puede revertir el proceso gastando energía). TRANSPORTE PASIVO: Ocurre a favor del gradiente. DIFUSIÓN: Es el movimiento neto de un soluto desde donde está más concentrado hacia donde lo está menos. Puede ser: DIFUSIÓN SIMPLE: Pequeñas moléculas liposolubles (alcohol etílico, vitamina A), pasan a través de la bicapa de fosfolípidos (son solubles en la membrana). DIFUSIÓN FACILITADA: sustancias polares (solubles en agua) como iones K+, Na+, Ca++, aminoácidos, azúcares, no pasan la membrana, debido a su condición hidrofílica; por lo que son necesarios canales recubiertos por proteínas integrales para los iones. Por ejemplo, las neuronas poseen canales separados para iones Sodio, Potasio y Calcio. Las proteínas portadoras, también conocidas como “carriers” o permeasas tienen grupos de aminoácidos que se unen a moléculas específicas, esto desencadena un cambio en la forma del portador, permitiendo así que los azúcares y aminoácidos pasen , siempre a favor del gradiente. ÓSMOSIS: Es el pasaje del agua, y depende del número de partículas de soluto presentes, no de la clase de partículas; por lo tanto, el agua pasa desde el lugar que hay (menor concentración de solutos) mayor concentración de ella, hacia una región donde su concentración es menor (mayor concentración de solutos). Resulta clarificador manejar los siguientes conceptos: Solución isotónica: igual concentración total de solutos. Solución hipertónica: concentración total de soluto mayor que otra solución con la que se compara. Solución hipotónica: concentración total de soluto menor que otra solución. El agua se “mueve” (movimiento neto) desde una solución hipotónica hacia una solución hipertónica. Esto resulta de gran importancia en las células animales, que deben tratar de permanecer isotónicas, para no arrugarse o estallar; las células vegetales poseen la pared celular limitando su volumen, al no permitir mayor ingreso de agua. TRANSPORTE ACTIVO: Ocurre cuando una sustancia entra a la célula en contra del gradiente de concentración. Esto requiere de inversión de energía. Se realiza generalmente por proteínas de membrana o permeasas. Transportadoras monotransporte: mueven un único soluto en una dirección. Ejemplo: proteína fijadora de Ca++ presente en m. plasmática y membrana del retículo endoplasmático.

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Capítulo 3

Transportadores de cotransporte: mueven dos solutos en una misma dirección. Ejemplo: la captación de aminoácidos desde el intestino hacia las células que lo revisten, requiere fijación simultánea de Na+ y del aminoácido a la misma proteína transportadora. Transportadores de contratransporte: mueven dos solutos en dirección opuesta. Ejemplo: bomba de Na+ y K+, mueven el Na+ hacia fuera y el K+ hacia adentro. Las proteínas demembrana utilizan energía (ATP) para mover moléculas individuales en contra del gradiente de concentración. Por ejemplo el movimiento de iones K+ y Na+ , como en el esquema que figura más arriba. Endocitosis: cuando la m. plasmática engloba una partícula o gota de líquido, emitiendo unsaco membranoso llamado vesícula. Pueden reconocerse tres tipos de endocitosis: Fagocitosis: la membrana se proyecta y engloba partículas grandes o enteras; se la utiliza como proceso de alimentación celular por protistas unicelulares, y glóbulos blancos. Pinocitosis: una parte muy pequeña de la membrana se hunde con contenido líquido extracelular, y lo introduce en el citoplasma como una vesícula. Endocitosis mediada por receptor: usado por células animales para captar macromoléculas específicas, por ejemplo el colesterol en células de mamíferos. Proteínas receptoras en sitios particulares de la superficie externa de la membrana, se fijan a sustancias específicas del ambiente, estos sitios forman “fositas” cubiertas; si la molécula correcta se pone en contacto con un receptor proteico en una de estas fositas, se fija al sitio de unión. La fosita se profundiza en forma de U hacia el interior celular, y queda allí como vesícula cubierta. Exocitosis: es el proceso por el que los materiales, empaquetados en vesículas, son movidos hacia el exterior celular. Estos materiales pueden ser de desecho del proceso digestivo, o también hormonas. Una vesícula del complejo de Golgi se mueve hacia la superficie celular, al llegar a la membrana plasmática, se funde con ella la membrana de la vesícula, y ésta se abre para dejar en el exterior el contenido.

s2- Analiza las siguientes situaciones, y propone una explicación para cada una, relacionando con los mecanismos de transporte ya descriptos:

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Biología a) Un glóbulo blanco ataca y elimina una bacteria. b) Cuando los glóbulos rojos toman contacto con el agua, se rompen. c) En los pulmones, el oxígeno pasa de los alvéolos al capilar sanguíneo; y el dióxido de carbono, del capilar al alvéolo. d) Se produce una depresión en la membrana plasmática, y el líquido extracelular entra a la célula. 3-Tacha las opciones incorrectas, y completa, de modo que al leer, queden expuestos los conceptos correctos: Imagina que un organismo unicelular marino es retirado del mar y trasladado a una laguna, por lo tanto, ese organismo ha sido sumergido en un ambiente que la resulta HIPERTÓNICO/ HIPOTÓNICO/ISOTÓNICO, porque la concentración de SOLUTO/SOLVENTE es MAYOR/IGUAL/MENOR en la laguna que en el mar. Se produce entonces el fenómeno de . . . . . . . . . . . . , que consiste en el pasaje de SOLUTO/SOLVENTE desde el lugar de MAYOR a MENOR/ de MENOR a MAYOR concentración de soluto a través de una membrana PERMEABLE/SEMIPERMEABLE/IMPERMEABLE. Debido a esto, la célula del organismo sufrirá un AUMENTO/DISMINUCIÓN del volumen citoplasmático, causado por el INGRESO/EGRESO de agua. 3.2.2 Citoplasma: Descripción de organelos: generalmente se distinguen dos fases: ¾ Hialoplasma o matriz citoplasmática: donde es común encontrar las organelas (mitocondias, cloroplastos), es considerada una estructura aparente, ya que en todo el hialoplasma se encuentra una compleja red de elementos como los microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios, que le brindan rigidez, sostén y soporte a los demás constituyentes celulares, llamado citoesqueleto. Funciones del citoesqueleto: a) Forma celular: en células sin paredes celulares, las redes de filamentos intermedios, contribuye a la forma celular. b) Movimiento celular: el ensamblado y deslizamiento de microtúbulos y microfilamentos, determina los movimientos celulares. c) Movimiento de organelos: microtúbulos y microfilamentos mueven los organelos de un lugar a otro de la célula. d) División celular: son los encargados de mover los cromosomas hacia las células hijas. Los micrtúbulos son como tubos largos y huecos formados por una proteína llamada tubulina. Intervienen en la estructura de los cilios y flagelos, utilizados para el movimiento de las células. Estos microtúbulos, en vista transversal, al microscopio electrónico, se observan con una particular disposición: nueve periféricos y dos centrales, por lo que se la conoce como “estructura 9+2”. En el citoplasma de eucariontes, salvo algunos protistas, plantas con flor, y pinos, también se pueden encontrar unas estructuras llamadas centríolos, (con estructura 9+0), en el centro organizador de microtúbulos, cercano al núcleo, muy importantes para el momento de la organización y formación del huso mitótico, que en el capítulo Nº 5 lo verás al momento de estudiar los procesos de Mitosis y Meiosis.

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Capítulo 3

¾ Sistema vacuolar citoplasmático (SVC), sistema de membranas que forman “compartimientos” internos, o cisternas, dentro de los que queda delimitado un espacio intravacuolar. Está formado por: Retículo Endoplasmático Liso (REL), Retículo Endoplasmático Rugoso (RER). Complejo de Golgi, Lisosomas. Estos compartimentos permiten aumentar la eficacia y control de procesos metabólicos, además dentro de las organelas existen membranas y espacios donde ocurren procesos específicos (fotosíntesis, respiración aeróbica, quimiósmosis).

Retículo endoplasmático: Es un conjunto de tubos y canales interconectados en el citoplasma, y con la membrana nuclear. El RER o granular, posee ribosomas (80S) adheridos en su superficie externa. Estos ribosomas están formados por RNA y proteínas que colaboran en la síntesis de proteínas, en el mecanismo descrito como el ensamblaje (armado) de aminoácidos en secuencia específica, para terminar formándose una proteína; que pasa al espacio intravacuolar del retículo, y luego al complejo de Golgi, donde son envueltas por una membrana, formando vesículas o vacuolas, que pueden permanecer en la célula o ser exportadas. Por ejemplo se forman enzimas digestivas y la insulina.

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Biología El REL o agranular, se encarga de la síntesis de lípidos como hormonas esteroideas, que también pasan al complejo de Golgi, los fosfolípidos constituyentes de las membranas; y degrada algunos polisacáridos como glucógeno (en células animales) y almidón (en vegetales).

Complejo de golgi: conjunto especializado de sacos membranosos originados a partir del retículo endoplasmático, se asemeja a una pila de REL, aplanada en el medio, y con los extremos sobresalientes.

Las vesículas eliminadas del REL se unen con los sacos en uno de los lados de la pila del Golgi, eliminan su contenido dentro de él, y en el lado opuesto, se separan vesículas que contienen proteínas, lípidos u otras sustancias complejas. Se puede resumir sus funciones: ƒ

Separa proteínas y lípidos que se reciben del RE de acuerdo con su destino, por ejemplo: separa enzimas digestivas, limitadas por lisosomas, a partir de hormonas que serán secretadas por la célula.

ƒ

Modifica algunas moléculas, por ejemplo agregando hidratos de carbono a proteínas para formar glucoproteínas.

ƒ

Empaca estos materiales en vesículas que serán transportadas a otras partes de la célula, o a la m. plasmática.

Un tipo especial de vesículas son los lisosomas, con concentración alta de enzimas en su interior, necesarias para los procesos digestivos. Reconocen las vesículas que han entrado por pinocitosis, o

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Capítulo 3

fagocitosis, se une a ellas, y las enzimas “degradan” el contenido; los restos, son eliminados por exocitosis. Cloroplastos: del tamaño de una procariota, se piensa que tuvieron que haber sido huéspedes de una célula eucariota. Intervienen en la fotosíntesis, con una longitud aproximada de 10.000nm y entre 1000 y 2000 nm de ancho; hay entre 20 y 40 cloroplastos por célula.

Estructura: Poseen dos membranas, una externa, lisa, y una interna muy plegada, formando unas estructuras llamadas tilacoides (allí están los pigmentos fotosintéticos como la clorofila), que dan lugar a los grana, y una matriz o estroma; en cuyo interior hay DNA, ribosomas, e inclusiones de almidón. Reacciones fotosintéticas: Por convención se describen dos etapas: ¾ ETAPA CLARA: o fotoquímica, ocurre en la membrana de los tilacoides, donde la energía luminosa se transforma en energía química potencial (ATP), se constituye una sustancia aceptora de electrones (NADP), se hidroliza la molécula de agua, para liberarse oxígeno molecular a la atmósfera. ¾ ETAPA OSCURA: o quimiosíntesis, ocurre en el estroma, en donde se utilizan enzimas, y dióxido de carbono para formar moléculas orgánicas como la glucosa

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Biología

Mitocondrias: Al igual que los cloroplastos tienen el tamaño aproximado de una célula procariota. Formadas por un par de membranas que rodean compartimientos líquidos, el compartimiento inter membranoso entre membrana externa e interna, y el de la matriz, dentro de la membrana interna. La membrana externa es lisa y la interna se pliega formando las crestas. Son el sitio de la respiración aeróbica. Posee DNA propio, tienen un ancho aproximado de 500 nm, y un largo de 700 nm. Respiración aeróbica:

3.2.3 Núcleo celular: constituido por una doble membrana, químicamente semejante a la membrana plasmática, con poros que ayudan en el control del flujo de información entre el interior y el citoplasma. En el interior se halla un medio acuoso, llamado nucleoplasma, con las enzimas necesarias para las funciones que allí ocurren; contiene la cromatina, formada por DNA y proteínas histonas, éstos forman largas hebras llamadas “cromosomas”; el nucleolo, responsable de la formación de ribosomas. En la formación del nucleolo participan RNAr (Ácido ribonucleico ribosomal), proteínas, y ribosomas en diferente grado de síntesis. s 3-a) Completa el cuadro según corresponda:

FUNCIÓN

ESTRUCTURA/S

A- Membrana celular

B-

Anabolismo

Marcar con una cruz Catabolismo

C-

D-

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Capítulo 3

E-

F-Formación de ribosomas

G-

H-

I-

J-Síntesis de proteínas

K-

L-

M-

O-

P-

Q-Complejo de Golgi

N-Transmisión de caracteres hereditarios R-

S-

T-

U-

V-Digestión intracelular

W-

X-

Y-Mitocondria

Z-

A”-

B”-

C”-

D”- Fotosíntesis

E”-

F”

G”- Retículo endoplasmático liso

H”-

I”-

J”-

b) Marca lo que NO es correcto en relación con el cito esqueleto:

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•

Ayuda a mantener la forma celular.

•

Una vez formado, es permanente y no sufre modificaciones.

•

Está compuesto por microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios.

•

Cumple importante función en el movimiento celular.

•

Formado por proteínas.

CAPITULO

4

INTEGRANDO LAS FUNCIONES VITALES EN LOS SERES VIVOS

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Biología

Capítulo 4: Integrando las funciones vitales en los seres vivos Dra. Armúa de Reyes Cristina Introducción. Todos los seres vivos tienen capacidad de adaptación a los diferentes medios para aprovechar sus recursos materiales y energéticos en el espacio y a lo largo del tiempo. A pesar de la gran diversidad de los seres vivos en la naturaleza, los principios de su funcionamiento y sus actividades Son Universales. En este capítulo, los conceptos estructurantes que guían la propuesta son Unidad y Diversidad. Los mismos te permitirán, en las actividades presentadas, ir integrando y reflexionando sobre contenidos, donde utilizarás conocimientos que ya posees de la EGB3. Lo que pretendemos es reunir todo los ejes básicos en el polimodal para que comprendas que al hablar de una función orgánica todas las estructuras están implicadas directa e indirectamente. Las ilustraciones de este capítulos fueron obtenidas del libro de Curtis y Barnes: 2001. Biología.

Iniciamos el capítulo reflexionando sobre el siguiente interrogante:

4.1 Nutrición: ¿ Cómo ingresa, se transforma y absorbe el alimento?. Las respuestas son numerosas si pretendemos estudiar fragmentadamente cada grupo de organismos, lo cual resulta imposible abordar en este capítulo, y tampoco es el objetivo. En los animales la diversidad de sistemas y/o estructuras implicadas en las funciones digestivas son múltiples. En la fig. 1, se ilustran algunos ejemplos representativos de estructuras básicas implicadas en el proceso de nutrición, desde lo más simples a lo más complejos. Si bien la selección natural a través del tiempo favoreció a algunos organismos que tuvieron un sistema digestivo con más circunvoluciones, permaneció también una gran cantidad de grupos con sistemas sencillos. Posiblemente, los organismos que presentaban sistemas con más superficie de trabajo pudieron conquistar ciertos ambientes en lo que estas características fueron beneficiosas.

Actividad N° 1 Haciendo una síntesis e integración de lo que has estudiado. En los esquemas de la fig. 1, responde a las siguientes consignas: a) Identificar a qué grupo del Reino Animalia representan. b) ¿En qué grupo de la figura que estás observando, la digestión comienza antes de la ingestión? ¿Cómo es posible si las enzimas están en el interior del cuerpo? c) ¿Qué ventajas evolutivas en cuanto a la formas del sistema digestivo, presentan los organismos de los cuadros inferiores respecto a los dos superiores?. Si no puedes responder ahora, sigue leyendo el texto, pero con el compromiso de volver a esta consigna y completarla, una vez que has reunido los elementos necesarios.

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Capítulo 4

Figura N° 1: Diversidad de estructuras digestivas.

Los invertebrados de organización más simple dentro del grupo de organismos multicelulares, obtienen sus alimentos (plantas y animales microscópicos) del agua circundante por filtración. La digestión es intracelular (vacuola digestiva). Los productos de desechos son eliminados a través de poros de la pared del cuerpo. Relacionando con los niveles de organización, (Capítulo 2), podemos distinguir en los animales, formas en Saco Ciego (poseen una sola abertura por donde ingresan y salen las sustancias del cuerpo del animal). Estos animales poseen una Cavidad Gastrovascular que cumple funciones de digestión, circulación y respiración. La digestión es extra e intracelular, incluso algunos pueden comenzar la misma antes de incorporar el alimento, mediante la invaginación de estructuras digestiva, como por ejemplo, la faringe (probóscides) y secreción de enzimas. Otra de las formas del tracto digestivo frecuente en la mayoría de los animales es la Tubular, es decir, con dos aberturas (boca y ano), ingestión y egestión se realiza a través de poros diferentes. Tal característica representó una ventaja evolutiva para los organismos, por la diferenciación de estructuras implicadas en funciones específicas, y la presencia de glándulas anexas al sistema en estudio. Estos animales han desarrollado diferentes estructuras para la ingestión de la comida de su entorno en relación con el régimen nutricional; para la trituración de los alimentos, ( por ejemplo los dientes en algunos vertebrados); la rádula (en los caracoles), las mandíbulas (en los insectos). También podemos diferenciar estructuras que cumplen la función de trituración pero que no están ubicadas en la boca, como es la molleja de las aves o de las lombrices de tierra, donde las contracciones musculares del aparato digestivo trituran el alimento junto con otros elementos inorgánicos. En los vegetales terrestres las raíces además de fijar a las plantas les permiten absorber agua y minerales del suelo. En tanto que en los de hábitos acuáticos cumple solamente la primera función. Básicamente

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Biología existen dos sistemas de raíz: sistema de raíz axomorfa (llamada también sistema radicular principal), frecuente en las dicotiledóneas ( eudicotiledoneas) y sistema de raíz fasciculada (llamada también sistema radicular fibroso), frecuente en las monocotiledóneas (fig. 2). El movimiento del agua hacía las células de la raíz, sólo es posible cuando el potencial hídrico en el suelo es mayor al potencial hídrico en las raíces. Muchos científicos han demostrado que las plantas, a diferencia de los animales y otros organismos, sólo requieren nutrientes de naturaleza inorgánica para cumplir su ciclo vital. Esto les otorga a los vegetales un lugar único e irremplazable no solamente por la formación de esqueletos carbonados, sino fundamentalmente en relación con el suministro de los otros nutrientes requeridos por los integrantes de los ecosistemas. Es interesante señalar en este proceso de integración funcional, el rol que cumplen los organismos simbiontes a nivel de las raíces de algunos vegetales, por Ej. las micorrizas, que facilitan el transporte de nutrientes, como así también permiten prosperar en aquellos ambientes donde los mismos son escasos. En algunos Figura N°2: Estructura de una raíz fasciculada vertebrados como por Ej. el hombre, a nivel del intestino grueso, la flora bacteriana, es de vital importancia, ya que proporciona ciertas vitaminas importantes para el organismo humano (como por ej. la vitamina K). Al respecto, es importante recordar que el consumo prolongado de antibióticos, puede destruir gran parte de estas bacterias. En cambio, la incorporación en la dieta de algunos productos como el yogur y leche cultivada, colabora con el mantenimiento de la flora bacteriana y, en consecuencia, mantiene el equilibrio orgánico.

4.2 El organismo como unidad La integración de todas las funciones se logra tanto en los organismos de nivel celular, como aquellos que pertenecen al nivel de sistema de órganos. La interacción es lo que le confiere unidad y nuevas propiedades que no se encuentran en cada una de las partes en forma aislada. Podríamos hacer una comparación con una central ferroviaria. Si bien uno visualiza una serie de vías en todas direcciones o entrecruzamientos de las mismas, todas responden a una conexión central, que regula el normal funcionamiento, por lo tanto una modificación de una de las vías, crea un “caos” en el transporte de pasajeros, alterando la integridad funcional de la unidad central. Lo mismo ocurre con la maquinaria biológica de los seres vivos. Así, para que una determinada función se lleve a cabo, por ejemplo: la nutrición, es importante la interacción con los otros sistemas y el entorno.

Actividad N° 2: Eje central: Organismos del Reino Animal incluidos en el nivel de organización: sistema de órganos. Soporte: A partir de la información que aporta el esquema siguiente (I) y el texto desarrollado, analiza la siguiente hipótesis: “ El funcionamiento integral de todos los sistemas está en vinculación estrecha con el ambiente.” Después de leer la hipótesis y realizar el análisis de la misma a partir del esquema, escribe un párrafo, según la aceptes o rechaces, escribiendo el argumento preciso que justifique tu elección.

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Capítulo 4 I Unidad de Control

Sistema neuroendocrino

Relación Sistema osteoartro-muscular

Medio Ambiente

NUTRICION Digestivo Respiratorio Excretor Circulatorio

Párrafo: ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................ Preguntas orientadoras para resolver la actividad 2. En forma individual o reuniendo el aporte del grupo de estudio. ¿Cómo se capta la información circundante? ¿Es importante esta vinculación con el medio? ¿Cuál sería la función de este sistema una vez captada la información? ¿Cómo se distribuye en el organismo? ¿Se necesita energía para cumplimentar lo establecido en los interrogantes anteriores? ¿Qué sucedería si en algunas de tus actividades diarias, accidentalmente se afecta algunos de los sistemas que van en los círculos? ¿Se podrá restablecer la integridad funcional? ¿Conoces algunos adelantos científicos, en la medicina moderna, que podrían subsanar esta alteración para seguir manteniendo la integración? Ejemplos: ....................................................................................... Sugerencia: Si a medida que vas trabajando con el grupo, crees conveniente modificar el esquema puedes hacerlo, siempre teniendo en cuenta que te permita contar con los argumentos para aceptar o rechazar la hipótesis. Diferenciando los aportes para un mismo fin....

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Biología Seleccionamos del Esquema I, el círculo que engloba la función de nutrición y desarrollaremos cómo se interrelacionan los sistemas durante el proceso., en el esquema siguiente (II) Actividad N° 3: Siguiendo las flechas que te van guiando como son los pasajes de sustancias y los aportes de cada sistema, podrás comprender los aportes de cada uno de ellos para lograr la integridad funcional en la nutrición. II- Comida

Sistema digestivo Degradación (metabolismo) Producto Absorción

Desechos O2 CO2

Sistema Respiratorio

CO2

O2

Desechos

Sistema circulatorio A través Vasos sanguíneos Desechos - CO2

Alimentos - O2 Tejido

Orina

Sistema Urinario

Célula

Poniendo en práctica lo anterior, con tu propio régimen de comida, realiza una auto evaluación de la misma ¾ Propone tu comida favorita. ¾ ¿Cómo ingresa a tu organismo?, siguiendo las flechas, en el esquema (II), cual sería el recorrido para poder cumplir con los diferentes pasos que implica el proceso de nutrición. Todos los sistemas en este proceso de integración ¿tienen la misma vinculación? o ¿hay alguno que está vinculado directamente con todos los demás? .Escribe brevemente un argumento válido que afirme o niegue los dos últimos interrogantes. ¾ ¿Qué nutrientes aporta tu comida favorita?, ¾ Hacer una lista de los alimentos que incorporas en tu dieta, por ejemplo, en una semana: ¾ Extrae los nutrientes que consideras presentes en los alimentos de la lista. ¾ El punto anterior es muy importante, porque debes recordar que tu estado de salud depende en gran medida de una buena alimentación. Ingredientes que te ayudarán para evaluar tu dieta..... Diferenciando conceptos:

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Capítulo 4

ALIMENTACIÓN: Proceso por el cual se incorporan del ambiente, productos, denominados alimentos. ALIMENTOS: Toda sustancia o mezcla de sustancias que, ingeridas por el hombre, aportan a su organismo los materiales y la energía necesaria para el desarrollo de sus procesos biológicos. (Según Código Alimentario Argentino). NUTRIENTES: Sustancias contenidas en los alimentos, usadas como materia prima para los procesos de crecimiento y reparación del cuerpo, como así también fuente de energía para realizar esta funciones Actividad Nº 4: Un poco de distribución y auto evaluación... Una vez finalizada la lectura de estos términos, responde a las siguientes consignas ¿Donde ubicarías los siguientes compuestos químicos, presentes en la materia viva? a- Glúcidos, lípidos, prótidos y vitaminas. b- Sales inorgánicas, como el cloruro de sodio, los nitritos y nitratos; c- Minerales, como el hierro, calcio; d- el agua. 4.3 Salud y Alimentación Con los nuevos aportes científicos en el ámbito de la medicina moderna, se hace evidente la estrecha relación entre los conceptos salud y alimentación. Si bien la salud depende de diferentes factores, la alimentación es fundamental. Ciertos problemas nutricionales, como la obesidad no solo altera al sistema digestivo, sino que tiene importancia en el incremento de otras enfermedades, tales como: enfermedades coronarias, hiper tensión, algunos tipos de cáncer, etc. También se puede citar la anorexia y bulimia ¿Podrías escribir una reflexión sobre estas dos últimas alteraciones nutricionales, que refleje la relación de los conceptos 4.3? Actividad N°5: En forma individual o grupal, que respuestas darían a los interrogantes planteados a continuación. a-¿Las últimas estadística de enfermos de norteamericanas?

Cáncer de Colon son mayores en las poblaciones

b-¿Cuando elegimos una dieta debemos relacionar con los mecanismos homeostáticos del cuerpo? 4.4 Nutrición, Respiración y Circulación: Energía y metabolismo. El término “respiración” tiene dos significados en biología: •

A nivel celular: las sustancias que son absorbidas y distribuidas por los vasos sanguíneos a las células, sufren en el interior de las mismas un proceso de oxidación, para la liberación de la energía que está contenida en los enlaces químicos. Cuando interviene el oxígeno en este proceso, la respiración es aeróbica, caso contrario es anaeróbica.

•

A nivel de un organismo multicelular completo: hace referencia a la mecánica respiratoria, es decir a la entrada del O2 y salida del C02. El consumo de oxígeno está en relación directa con el gasto energético. El gasto energético de una persona en reposo se conoce como metabolismo basal.

Actividad N° 6: En la Fig. 4 te presentamos una diversidad de estructuras respiratorias, del Reino Animalia. Las flechas indican la entrada y salida de gases 1- Obesidad: cuando se ingiere más calorías de las que se pueden acumular como glucógeno el exceso se almacena como grasa en células especializadas: los adipositos

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Biología

Figura N° 4: Diversidad de estructuras respiratorias

Consignas a- Clasificar los organismos de la Fig. 4 relacionándolos con su hábitat. b-Considerando la respiración a nivel de organismos, ¿crees posible que en un mismo individuo, pueda existir más de una estructura respiratoria funcional, por Ej. respiración cutánea ( a través de la piel) y respiración branquial? ¿ Cuál sería la ventaja para el organismo? Figura N° 5 : Intercambio gaseoso en vegetales

En los vegetales, los gases oxígeno y dióxido de carbono, entran y salen de las hojas por difusión a través de los estomas (poros pequeños rodeados por dos células oclusivas, que abren y cierran el poro) Fig. 5. Es importante recordar que cuando los estomas están abiertos y se produce el intercambio gaseoso, el agua también sale de las hojas (aproximadamente un 90% de la pérdida de agua se realiza a través de estos poros, y el 10% restante mediante las células epidérmicas). 4.5 Transporte de nutrientes. En Animales Los nutrientes y el oxígeno sólo pueden ser aprovechados por el organismo cuando entran a las células. El sistema circulatorio actúa como medio de transporte de todas las sustancias. La sangre circula a través de un sistema de conductos interconectados: el sistema vascular mediante la presencia de un órgano con la fuerza necesaria para impulsarla que es el corazón. Ambas estructuras forman el sistema cardiovascular. Si bien este sistema varía en estructuras y complejidad en los integrantes del Reino Animalia, todos deben asegurar el aporte de sangre a las distintas partes del organismo. A continuación ejemplificamos algunas de las estructuras básicas de los sistemas cardiovasculares. En los Cnidarios, si bien no presentan un sistema diferenciado, poseen una cavidad gastrovascular .Fig.6.

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Capítulo 4

Figura N°6: Cavidad gastrovascular. Cnidario (Hydra)

En los artrópodos si bien existe un sistema de vasos conectados al corazón, la circulación es abierta, es decir la sangre desde los vasos se vuelca en los tejidos formando “lagunas”, desde donde retorna la sangre al corazón, Fig. 7. En cambio en los organismos que presentan sistema circulatorio cerrado, la sangre es bombeada por uno o más corazones y no abandona el circuito vascular, por ejemplo, en los equinodermos, (erizos de mar) cefalópodos (pulpo), los anélidos (lombriz de tierra) Fig. 8. y además en todos los vertebrados Fig. 9

Figura N° 7: Sistema Circulatorio Abierto (artrópodo)

Figura N° 8: Sistema Circulatorio Cerrado (anélido)

Figura N° 9: Sistema circulatorio de los vertebrados.

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Biología En Vegetales Los vegetales al colonizar el ambiente terrestre, adquirieron los tejidos de conducción: el xilema que transporta agua y sales minerales (sabia bruta) y el floema que transporta los alimentos obtenidos por el proceso de fotosíntesis (sabia elaborada). Podríamos comparar con el sistema vascular humano: el xilema y el floema son tejidos, en cambio las arterias y venas son órganos formados por diferentes tejidos que rodean a un espacio central. El floema y xilema no están conectados, las arterias y venas sí, por los capilares. El xilema y floema transportan una mezcla de minerales, alimentos y otras sustancias, las arterias y venas también conducen un líquido complejo, la sangre, pero sus funciones son completamente diferentes a las de los líquidos vegetales. Para reflexionar: Las plantas no tienen órgano que impulse o bombee los líquidos. Entonces ¿ Cómo se mueven esos líquidos? 4.6 Utilización y eliminación de sustancias La retención de sustancias útiles para los organismos es tan importante como la eliminación de desechos. Los seres vivos eliminan sustancias que son productos del catabolismo, y al no ser útiles resultan tóxicas para los mismos.. Los principales productos que las células vierten en la sangre son el dióxido de carbono y compuestos nitrogenados. En muchos invertebrados y en todos los vertebrados, la composición del medio interno es regulada en gran medida por los órganos excretores. Como ejemplo de estructuras excretoras básicas podemos citar:

Protonefridio

Metanefridio

T.de Malpighi

Riñones

Planaria

Anélido

Insecto

Vertebrado

Si bien el sistema urinario es el encargado de eliminar sustancias tóxicas , también debe impedir la eliminación de sustancias útiles, mediante la reabsorción de las mismas y así mantener las proporciones que son útiles al organismo. Sintetizando: Las cuatro funciones básicas de la función renal son: Filtración, Secreción, Reabsorción y Excreción.

4.7 Sistema de control. El funcionamiento armónico del organismo humano requiere una vinculación muy estrecha con el entorno. No sólo porque intercambia sustancia sino también porque recibe información, que es captada por los órganos de los sentidos y a través de las células nerviosas llega hasta el cerebro o la médula. En estos órganos se procesa la información y se elabora una respuesta. El sistema nervioso y endocrino cumplen funciones de control en el organismo, el primero está constituido por millones de células especializada, llamadas neuronas, que constituyen diferentes órganos; el segundo está formado por glándulas de secreción interna, que segregan una sustancia química llamada hormona. Los sistemas de integración y control se regulan por medio de los llamados circuitos de retroalimentación. Son sistemas que registran la información proveniente del ambiente o del medio interno de un organismo, con lo que regulan la integridad funcional de los órganos y sistemas. La clave para estas funciones son: la rápida comunicación y la disposición en redes organizadas que caracterizan a las células nerviosas. La información pasa de una célula a otra mediante la sinapsis, frecuentemente por

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Capítulo 4

liberación de moléculas neurotransmisoras específica y células efectoras como las musculares y glandulares. El sistema nervioso en los invertebrados, desde lo más simples a lo más complejo, tiende a la concentración del tejido nervioso en áreas específicas y protegidas.

Figura N°10 . Estructuras nerviosa en los invertebrados

La red nerviosa difusa de los Cnidarios (a- Hydra) generalmente sólo les permite detectar alimento o peligro y contracción de los tentáculos y el cuerpo. Los animales más complejos, con mayor movilidad, poseen cordones nerviosos longitudinales y una concentración de las células nerviosas: los ganglios que pueden ubicarse en el extremo cefálico (b- Planaria) o a nivel de cada segmento del cuerpo (c- Lombriz de tierra). El par de ganglio central suele tener mayor tamaño por lo que se le denomina “cerebro” (dCangrejo) En los vertebrados el sistema nervioso es dorsal En la fig. 11 te presentamos un esquema general del sistema nervioso de los vertebrados, donde se observa la diferenciación de los órganos del sistema nervioso central, a partir de las divisiones de las vesículas cefálicas. En la fig. 12, se puede comparar el desarrollo del encéfalo y médula en diferentes vertebrados.

Figura N° 11. Esquema general del encéfalo en vertebrados.

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Biología

Figura N° 12: Encéfalos de cinco grupos de vertebrados

™ Realiza una revisión de conocimientos antes de continuar la lectura ¿Todas las actividades que realizas son voluntarias? Seguramente utilizas muchos el control remoto al mirar TV, ¿De qué manera podrías relacionar el uso que le das al control con la función que cumple el sistema nervioso en tu organismo? 4.8 Sistema Nervioso Humano En cuanto a la organización del sistema nervioso del hombre podemos diferenciar: 1. Sistema nervioso Central (SNC), formado por el encéfalo (cerebro, cerebelo, bulbo y protuberancia) y la médula. 2. Sistema nervioso periférico (SNP), facilita la comunicación entre el organismo y el exterior mediante: a) los nervios craneales (12 pares, que se originan en el encéfalo). La función de estos nervios puede ser sensitiva, motora o mixta. b) los nervios raquídeos (31 pares que se originan en la médula espinal), funcionalmente estos nervios a diferencia de los nervios craneales son todos mixtos. 3. Sistema Nervioso Autónomo (Simpático y Parasimpático): permite un mecanismo rápido y preciso de adaptación a los cambios internos que se dan en el organismo, ejerciendo control automático o involuntario de las funciones orgánicas. Según la respuesta enviada por el SNC actúa la parte simpática o la parasimpática del SNA. Ambos tienen funciones antagónicas, así por ejemplo, mientras los nervios simpáticos dilatan las pupilas, los parasimpáticos reducen la dilatación de las mismas. Actividad N° 7: ™ Seguimos relacionando e integrando conceptos. a- ¿Por qué la diferencia funcional entre los nervios craneales y raquídeos?

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Capítulo 4

De todos los órganos mencionados hasta este momento, b- ¿Cuál es el que caracteriza al hombre y lo diferencia de otros mamíferos? c-¿Cuántas neuronas aproximadamente tiene el sistema nervioso humano? Protección y funciones Los principales centros nerviosos son el cerebro (encéfalo) y la médula, que están protegidos por el cráneo y la columna vertebral. Además de la protección ósea, el sistema nerviosos central (SNC) se encuentra rodeado por membranas llamadas meninges ( la duramadre, la aracnoides y la piamadre) y de las barreras funcionales que regulan el pasaje de sustancias desde la circulación general hacia el tejido nervioso (barrera hematocefálica) y hacia el líquido cefalorraquídeo (barrera hematocefalorraquídea). Es importante señalar que existen zonas del SNC que están por fuera de estas barreras y que funcionan como sensores del estado del organismo. En cuanto a las funciones podemos sintetizar en lo siguiente: 1Recibir información del medio circundante y procesar la misma. 2- Controlar el funcionamiento de todos los sistemas internos. 3- Es el centro del pensamiento y de las emociones. Si bien hay grandes variaciones en los sistemas nerviosos en cuanto a estructura y función, las neuronas actúan de manera similar en grupos de animales muy diferentes como por ejemplo en los calamares y el ser humano. En los Invertebrados y en los vertebrados los cuerpos de las células nerviosas frecuentemente se encuentran agrupados: se denominan ganglios si están a nivel del SNP y núcleos a nivel del SNC. También los axones de las fibras nerviosas se agrupan formando haces. Morfología La neurona presenta el cuerpo neuronal y las prolongaciones (dendritas que captan la información y el axón que transporta la información recibida a los centros nerviosos). Podemos diferenciar, en la fig. 13 Neuronas sensoriales © , reciben información sensorial y la retransmiten al SNC; interneuronas, (b) transmiten señales dentro de regiones localizadas del SNC; neuronas de proyección, (a) transmiten señales entre las diferentes regiones del SNC; neuronas motoras, (a) transmiten señales del SNC a los efectores ( como músculos y/o glándulas).( Figura 13).

Figura N° 13: Algunas formas de neuronas en los vertebrados Las neuronas pueden estar aisladas por células de la glía. Las células gliales si bien no están implicadas directamente en la transmisión del impulso, cumplen funciones imprescindibles para lograr el correcto funcionamiento de las neuronas. Además de proveer la vaina de mielina (que consiste en capas celulares lipídicas que aíslan a la fibra nerviosa), cumplen funciones de sostén, y facilitan la nutrición de las neuronas, lo cual es fundamental para el funcionamiento neuronal. Cada segmento de la vaina de mielina se produce por una sola célula de Schwann. Por el espacio que queda entre las dos células de Schwann, la membrana del axón se pone en contacto con el exterior. De esta manera, la alternancia de zonas aisladas y no aisladas del axón constituye la clave para una rápida conducción del impulso nervioso, fundamentalmente en neuronas de axones largos.

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Biología 4.9 Sinapsis y Comunicación Los axones a nivel de la célula blanco, (puede ser otra neurona, una célula muscular o una glándula) se ramifican en delgadas terminaciones nerviosas. El extremo de cada terminación presenta un engrosamiento denominado terminal axón. La llegada de un impulso a un terminal axónico, da lugar a la liberación de neurotransmisores en el espacio sináptico, que luego se unen a receptores en la membrana plasmática de la célula blanco. Se conocen más de 25 neurotransmisores. Los neurotransmisores más comunes del SNC son aminoácidos simples: glutamato (exitador) y glicina (inhibidor). Es importante recordar que la acción de un neurotransmisor depende del receptor al cual se une. 4.10 Importancia de la vaina mielínica en la conducción del impulso Figura N° 14 a- fibras amielínicas b- fibras mielínicas

La presencia de vaina mielínica en las células de los vertebrados hace que la conducción del estímulo sea más rápida que en los invertebrados. La importancia de esta vaina no radica solamente en constituir un aislante, sino fundamentalmente en no ser continua a nivel del axón: áreas denominadas Nódulos de Ranvier . Sólo en estas áreas es posible que los iones de sodio (Na) y Potasio (K) pasen a través de la membrana, por eso se dice que la conducción es “saltatoria” de un nódulo a otro Fig.14. Esto incrementa notablemente la velocidad. Por ejemplo, en fibras nerviosas mielínicas grandes la conducción puede alcanzar una velocidad de 200 metros por segundo, en contraposición a en las células amielícas y pequeñas que alcanzan solo unos pocos milímetros por segundo. Además, hay un ahorro en el gasto de energía de la bomba de sodio y potasio, como el intercambio de los iones citados anteriormente . La comprensión de cómo ocurre el proceso de transmisión sólo fue posible, cuando se pudo registrar los cambios en el potencial eléctrico de una neurona individual. El protagonista que primero posibilitó esta tarea fue el calamar (Invertebrado: Molusco), que presenta neuronas motoras con axones largos. Las mediciones en el interior del axón, se hacen a través de micro electrodos que están conectados a un osciloscopio (voltímetro), que mide el voltaje (en milivoltios) en relación con el tiempo (en milisegundos). Analizando la fig. 15: Cuando los electrodos están fuera de la célula nerviosa (a), no hay diferencias de voltaje: Potencial de reposo. Cuando un electrodo se coloca dentro de la membrana el osciloscopio muestra que el interior de la célula es negativo respecto al exterior (b). Al ser estimulado el axón (c), el osciloscopio registra una inversión de la polaridad, esto se denomina Potencial de acción.

Figura N° 15: Potencial eléctrico

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Capítulo 4

Importancia de los adelantos científicos tecnológicos Actualmente además de la medición de la actividad neuronal, es posible registrar, en forma macroscópica, la actividad cerebral por métodos no invasivos. La forma de “mirar” el cerebro desde afuera es mediante registros encéfalo gráficos (EEG), esto es posible porque al activar la neurona, lo hacen miles a la vez permitiendo el registro del conjunto. Esta actividad eléctrica se amplifica y grafica en papel o se almacena en forma digital. Otras técnicas son la resonancia magnética funcional o fMRI ; y la Tomografía por emisión de positrones o PET. Esto permite registrar la actividad del cerebro en situaciones diferentes por ejemplo, se puede estimar diferencias entre la actividad metabólica de una zona de la corteza cuando se lee un cuento y cuando se realizan operaciones matemática. Actividad Nº 8: Para analizar y completar esta sección Punto de partida: sabemos que todo organismo cuenta con células receptoras, capaces de captar estímulos. Estas células receptoras forman parte de los órganos de los sentidos, es decir brindaran información referente al medio externo y se las conoce con el nombre de receptores sensoriales, a diferencia de los enteros receptores que proporcionan información al SNC de las condiciones del medio interno. 1- Deberás relacionar los términos de la columna izquierda con los de la columna derecha según corresponda Fotorreceptores

gusto y olfato

Quimiorreceptores

tacto y audición

Mecano receptores

visión

2- Una vez finalizado el punto anterior, elabora una página informativa referente a él o los órganos implicados en la relación que hiciste en el punto 1. Dicha página debe brindar información sobre la ubicación, estructura y función de los órganos. 4.11 Sistema endocrino o Neuroendocrino El sistema nervioso no solamente interactúa con el sistema endocrino, sino que comparten mecanismos de comunicación. La relación se conoce como sistema neuroendocrino, que funciona como un sistema integrado de regulación homeostática. Sintetizando: Por un lado, la actividad neuronal controla la secreción de diferentes glándulas, generalmente a través del SNP. Por otro, la actividad hormonal mediante la interacción con los receptores específicos, modifica la actividad nerviosa, regulando algunos comportamientos como la conducta sexual, alimentaria y agresiva. Tanto en los invertebrados como vertebrados, el sistema nervioso sirve para la comunicación rápida y específica, en tanto que el sistema endocrino si bien facilita una comunicación más lenta es más generalizada. En los invertebrados (en insectos, anélidos y crustáceos entre otros) las células neurosecretoras están implicadas en los procesos reproductores, metabólicos y de muda. Si bien la constitución química como los efectos de las hormonas de los invertebrados suelen diferir de la de los vertebrados, existe neurotransmisores con función neurohormonal que son comunes a ambos, por ejemplo la noradrenalina se ha encontrado en insectos y en anélidos. Las glándulas endocrinas se diferencian de las exocrinas por carecer de conducto, por lo tanto, las sustancias químicas que segregan (hormonas) vierten en los fluidos extracelulares y de ahí al torrente sanguíneo, Fig. 16. La cantidad de agua, las concentraciones de sales y glucosa, y la presión sanguínea en el organismo están controladas por este sistema. Las glándulas endocrinas de los vertebrados secretan en general hormonas de tres tipos: esteroides, proteínas y derivados de aminoácidos.

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Biología

Figura N° 16 Tipos de glándulas

4.12 ¿Cómo actúan las hormonas? Generalmente por dos mecanismos: Fig. 17 1- Ingresan a la célula, se combinan con el receptor, ejerciendo influencia directa sobre la trascripción del ARN 2- A nivel de la superficie de la membrana del órgano blanco, se combina con el receptor, puede ingresar a la célula o bien provocar la liberación de un segundo transmisor que desencadena diferentes acontecimientos a nivel intracelular ¿Cómo se regula la cantidad de hormona que hay que secretar? Por el mecanismo de retroalimentación (del inglés feed-back) que funciona de manera similar a un termostato. Cuando la cantidad de hormona en sangre es baja se estimula la secreción glandular, caso contrario se inhibe la actividad secretora.

Figura N° 17 Mecanismo hormonal

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Capítulo 4

Las principales glándulas endocrinas de los vertebrados incluyen: la hipófisis, la tiroides, las paratiroides, la corteza suprarrenal y la médula suprarrenal, el páncreas , la pineal y las gónadas (ovarios o testículos). Actividad 9: De la lista de glándulas endocrinas citadas anteriormente, ¿hay algunas que por sus funciones es o son mixtas? Indicar cuáles y fundamentar por qué. Los vegetales, al igual que los animales utilizan hormonas para regular el crecimiento y desarrollo. Las hormonas se producen en una parte de la planta, luego son transportadas a otra zona, en donde estimulan una respuesta fisiológica. Son efectivas en pequeñas cantidades. Los efectos de las diferentes hormonas pueden superponerse, por lo que a veces resulta difícil determinar cual de ellas es la causa primaria de la respuesta. Pueden ser estimuladoras o inhibitorias dependiendo de la concentración de las mismas. Como ejemplo de hormonas vegetales que controlan el crecimiento de la planta en varias etapas del desarrollo, podemos nombrar: Auxinas, giberelinas, citoquininas entre otras. Es importante recordar también, que muchos aspectos del crecimiento y desarrollo de los vegetales se basan en factores ambientales para determinar, cuándo, cómo y hasta dónde ocurren. Por ej., la germinación de las semillas depende del agua, oxígeno, temperatura y luz. Esta última influye sobre diversas funciones, como la fotosíntesis, abertura y cierre de estomas y floración. 4.13-Reproducción La reproducción a diferencia de las funciones que estuvimos desarrollando no es vital para el individuo sino que garantiza la continuidad y supervivencia de la especie La diversidad de los patrones de reproducción y ciclos de vida es muy variado tanto en vegetales como animales. La información que se transmite de los progenitores a los hijos está contenida en la molécula de ADN. La reproducción asexual fue la que caracterizó a los primeros seres vivos. Posteriormente aparecen los organismos que se reproducen sexualmente y es la más frecuente en los multicelulares. Requiere de la unión de gametos (haploides) femenino y masculino, formándose el huevo o cigoto (diploide) que contiene información genética de ambos progenitores. Cada sexo tiene sus características y algunos pueden presentar dimorfismo sexual (por ejemplo colores llamativos en el plumaje, ornamentaciones, diferencia de tamaños). También, hay especies hermafroditas, es decir, un mismo individuo produce gametas femeninas y masculinas. En estos casos puede haber autofecundación (Por ej. en las tenias), o fecundación cruzada, es decir que la maduración de las gónadas no son simultáneas en el mismo individuo (por ej. en la lombriz de tierra). Las adaptaciones que las diferentes especies han desarrollado en cuanto a los mecanismos de reproducción, se relacionan con la capacidad para producir mayor número de descendientes, que pueden sobrevivir y reproducirse nuevamente. Esto depende del hábitat, la competencia y las limitaciones que cada grupo presente respecto de su sistema reproductor. En el abanico de estrategias que se pueden presentar, citaremos a los extremos de esta variedad denominadas “K” y “r”. Los grupos próximo a la estratega del tipo K, producen pocos descendientes, bien nutridos y mucha protección de los progenitores, como en los mamíferos, cuyas crías tienen más probabilidad de sobrevivir hasta reproducirse. Los grupos próximos a la estratega del tipo r, producen muchos descendientes, en el menor tiempo posible. Un número elevado de crías están desprotegidas y sin mayor aporte de alimento, como en los peces. Solo un mínimo de individuos sobreviven para reproducirse. La reproducción sexual Implica dos acontecimientos: La meiosis y la fecundación. Requiere de una mayor inversión de energía que la reproducción asexual. Este gasto energético se distribuye en tres componentes: 1-La competencia por conseguir pareja. 2- el proceso de apareamiento y 3- El cuidado de la descendencia.

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Biología Actividad Nº 9: Relacionando conceptos implicados en la reproducción Haciendo una relación entre fecundación y desarrollo, ¿Qué diferencias se podrá establecer entre los animales? Ovíparos

Ovovivíparos

Vivíparos

Estructuras reproductoras: Como el sistema reproductor del hombre es estudiado tanto en EGB 3 como en polimodal, en esta sección a modo de ejemplo, ilustraremos con una Angiosperma . Dentro del Reino Plantae, las angiospermas presentan estructuras reproductoras especializadas: las flores, donde ocurre la reproducción sexual. Generalmente las flores presentan 4 piezas: sépalos, pétalos, estambres y carpelos. Evolutivamente cada pieza floral es una hoja modificada. Identifique estas estructuras en la fig.17. En el interior de las anteras (parte del estambre), se encuentran los granos de polen gametofito masculino. Las piezas más centrales son los carpelos que contienen el gametofito femenino. Cuando la planta presenta flores femeninas y masculinas en la misma flor se llaman monoicas, si están separadas son dioicas

Figura N° 17: La flor sus partes

Los órganos reproductores en las flores a diferencia de los animales son transitorios. Después de la fecundación el óvulo se transforma en semilla y el ovario en fruto protegiendo a las semillas, mientras otras partes mueren a se desechan. Fig. 18

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Capítulo 4

Figura N° 18: Desarrollo y estructura de la pera.

DESARROLLO Durante el Desarrollo de un vertebrado el óvulo fecundado pasa por una serie de divisiones celulares hasta la formación del embrión. El embrión durante su desarrollo se encuentra protegido por los anexos embrionarios que participan también en su nutrición. Los anexos embrionarios en mamíferos son; Placenta, corion, amnios y líquido amniota. En fase temprana del desarrollo, el embrión pasa por los estados de blástula y gástrula, durante los que se forman dos capas celulares, el epiblasto y el hipoblasto. Posteriormente aparece la tercera capa, que se ubica entre las dos anteriores. Así queda formadas las tres capas. Ectodermo, endodermo y mesodermo. Las tres capas celulares reciben el nombre de hojas embrionarias. A partir de estas capas se van diferenciando las estructuras del cuerpo. Ectodermo: (capa externa). A partir de esta capa surgirán por ejemplo: Piel, epidermis, glándulas cutáneas, pelo, plumas, uñas, garras, epitelio de las branquias externa. Epitelio oral, esmalte dentario, epitelio de lengua y labios. Sistema nervioso. etc. Endodermo: (capa interna) Dará origen a: Tubo digestivo. Derivados faringeos: laringe, tráquea, pulmones, branquias tipo internas. Oído medio. Tiroides etc. Mesodermo: (capa media) De esta capa se forman. Músculos. Esqueleto: cartílagos y huesos. Órganos excretores. Órganos reproductores: gónadas y conductos. Otras estructuras: dentina de los dientes, dermis de la piel, recubrimientos de las cavidades del cuerpo, algunas partes del ojo etc. Durante la diferenciación cada blastómero adopta la estructura y función específica que tendrá en el estado adulto. Cuando las estructuras se han formado el organismo comienza a crecer. Para finalizar esta sección te proponemos unos interrogantes para la reflexión. 1- La reproducción asexual no requiere de células especiales y los individuos son idénticos a los progenitores. ¿Qué cambios introducirías a esta frase si ocurren mutaciones? 2- Sabemos que la reproducción sexual implica gastos energéticos, mayor exposición de los organismos a la acción de los depredadores mientras buscan pareja, cortejo y/o apareamiento. Además, la mayoría de los multicelulares se reproducen sexualmente. Ante esto surge una gran pregunta ¿Por qué no fue eliminada por la selección natural?

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CAPITULO

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LA GENETICA NOS MARCA EL CAMINO DE LA EVOLUCION

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Biología

CAPITULO 5: LA GENÉTICA NOS MARCA EL CAMINO HACIA LA EVOLUCIÓN Prof. Marisa Sosa Dansey

En éste capítulo podrás comprender como la transmisión de los caracteres hereditarios, sustentada por los trabajos realizados por Gregor Mendel, es la que explica la variabilidad genética de las poblaciones, su heterogeneidad y posibilidades de perpetuar las especies a través del tiempo determinada por unidades hereditarias, llamadas genes, que se transmiten de generación en generación y que proporcionan información sobre la estructura, función y otras características biológicas.

Observemos los atributos que poseemos todos los individuos, y pensemos que la diversidad de ellos sólo es posible por los genes que interactúan entre si y con su entorno celular. Y la que creemos una moderna ciencia, como lo es la genética en realidad se inició en un Monasterio, cuando Mendel ideó un cuidadoso plan de investigación para demostrar que las características de un ser vivo se transmitían de una generación a otra de manera uniforme y predecible. s1-¿ Qué significará uniforme y predecible en el marco de la Genética? 5.1 ¿Qué son los mecanismos de la herencia? Son aquellos que explican como se transmiten las características de los padres (progenitores) a los hijos y a lo largo de las generaciones. Fueron estudiados y explicados por primera vez por Gregor Mendel (1865) quien los describió en arvejas y eligió siete caracteres con diferentes variantes. Para comprender los mecanismos es necesario aclarar que involucra a los procesos de reproducción (a partir de una célula madre, se producen células hijas con la misma cantidad de cromosomas que la madre) y procreación (unión de dos células de los individuos progenitores, con la mitad de cromosomas). Para tener en cuenta: Los procesos de división celular son dos. Uno de ellos en términos de regeneración o aumento del número de células, que es la MITOSIS. En donde una célula madre, previa duplicación de su ADN, se divide en dos células hijas y a cada una le corresponderá idéntica dotación genética ( en términos de cantidad e información). El segundo de ellos es la MEIOSIS, que deberá primeramente duplicar su ADN, recombinarlo, y luego repartirlo a las células hijas en dos etapas. Meiosis I en donde acada una le corresponderá la misma cantidad de cromosomas que a la progenitora. Y Meiosis II, en donde repartirá “mitades” de cromosomas.

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Capítulo 5

En síntesis: Características a comparar Células en donde ocurre Resultado o cantidad de descendientes Alelos Recombinación Del material genético Descendencia Replicación de ADN Síntesis Evolución de cromosomas homólogos Duración Variabilidad del material genético Etapas

Mitosis

Meiosis

Somáticas de tejidos del Somáticas gonadales cuerpo Cuatro idénticas a la madre ♂ espermatogonías ♀ un ovocito y tres núcleos polares Dos: homocigotos Uno: dominante o recesivos (dominate o recesivos) o heterocigotas No se produce, pues debe Se produce para garantizar la variabilidad garantizar la misma célula genética de la que provino. Diploide o 2n o somática Haploide o n o sexual Seguida por una división Seguida por dos divisiones (I y II) Se produce durante la fase Se produce en S que es más larga que la S del ciclo celular mitosis, pero antes de la Me I Lo hacen en forma Lo hacen apareados para intercambiar independiente material genético Hasta una hora ♂ veinticuatro horas ♀ varios años, desde la vida fetal Escasa, sólo en el caso de mutaciones Profase Prometafase Metafase Anafase Telofase

Cambios en el contenido del G1 2n; S duplicación; G2 material nuclear durante el 4n; Mitosis; G 1 2n ciclo celular

Gran variabilidad dependiendo de la distancia entre los genes Meiosis I: Profase I (Preleptonema, Leptonema, Cigonema, Paquinema, Diplonema, Diacinesis), Prometafase I, Metafse I, Anafase I, Telofase I; Meiosis II: Profase II, Metafase II, Anafase II, Telofase II. Meiosis I y II, separadas por un estadio llamado Interfase. Meiosis I 4n, Meiosis II 2n; Gametos n; Fecundación 2 n

s2- Representar a través de un esquema simple, los procesos de reproducción y procreación. 5.2 ¿Cómo llevó a cabo sus trabajos? Eligió flores que se autopolinizaban, buscando caracteres (elemento particular, como el color), rasgos (forma particular de un carácter, como flores blancas), heredabilidad (que se transmitan de padres a hijos), y líneas puras (rasgos observados de una única forma a lo largo de varias generaciones). - Cruzamientos monohíbridos: Tipo de cruzamiento en el que cada individuo de línea pura, para un carácter dado, presenta una forma diferente de ese carácter. Este cruzamiento constituyó la Primera Ley de Mendel o de la Segregación donde los dos miembros de cada par de alelos que posee un individuo en cada uno de sus genes, se separan ( segregan) en las gametas de dicho individuo. Veamos ejemplos: los conejos de raza Himalaya producen un pigmento negro en la punta de la nariz, cola, orejas; pero si la temperatura a las que se desarrollan es muy alta se vuelven blancos, ya que existe una enzima que es la responsable de la síntesis de éste pigmento, y se inactiva a temperaturas muy altas.

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Biología •

Genotipo: Es la constitución genética de un individuo, esto es si se trata de homocigotas dominantes o recesivos, o individuos heterocigotas.

s3- ¿Es cierta o falsa la siguiente afirmación? “ El fenotipo es la manifestación visible del genotipo”. ¿ Por qué? En una cruza monohíbrida cuando unos individuos producen gametos, los alelos se separan, de manera tal de que cada gameto recibe un miembro del par de alelos. Y hoy se sabe que los gametos poseen cromosomas formados por ADN, y que cada porción del mismo constituye un gen, y que cada uno reside en un sitio llamado locus ( plural, loci). De ésta forma se puede comprender que durante la meiosis (en la que se forman las gametas), los genes se separan en los respectivos cromosomas y esto determinará que la ubicación de los mismos sea al azar. s4- ¿Por qué crees que la distribución genética es al azar? ¿Será una ventaja o una desventaja? ¿Por qué? Veamos algunos ejemplos del número y tipos de cromosomas en diferentes especies: Especie

Número total de cromosomas Somáticos

Sexuales

Hombre

46

44 o 22 pares 2 XX o XY

Chimpancé 48

46 o 23 pares 2 XX o XY

Hámster

22

20 o 10 pares 2 XX o XY

Tomate

36

34 o 17 pares 2 XX o XY

Gallina

78

76 0 38 pares 2 ZZ o ZW

s5- Integrar en un texto los conceptos de: Gen, genotipo, ADN y cromosoma. s6- Completar los espacios vacíos con una sola palabra. a) Los genes se localizan en .............................. b) Se llama unidad de material hereditario al........................ c) Si un mamífero tiene tendrán.........................

en

sus

células

corporales

36

cromosomas,

sus

gametas

d) Los genes que afectan al mismo carácter, y se hallan ubicados en cromosomas homólogos se llaman......................... e) El genotipo Hh es............................ f) El genotipo HH es........................... g) El genotipo hh es............................ h) Cuando hacemos referencia a una cualidad del individuo expresamos su.....................

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Capítulo 5

Veamos una relación alélica con un ejemplo típicamente mendeliano: - Alelos dominantes y recesivos: Cuando se realiza la cruza entre dos individuos heterocigotos, resultantes de la Flial I, se obtendrá para el fenotipo una frecuencia 3: 1 (tres rojas- 1 blancas); y para el genotipo una frecuencia 1:2:1 ( un homocigota dominante, dos heterocigotas, y un homocigota recesivo).

Progenitores

Aa

Aa

Gametas

Descendencia

AA

Aa

Aa

aa

Fenotipo

blanco

rojo

rojo

rojo

Genotipo

Homocigota Dominante

Heterocigotas

Homocigoto Recesivo

En la cruza dihíbrida, se expresa el caso de dos pares de caracteres, que reafirman la Segregación independiente de los genes, ya que éstos no se mezclan, sino que se separan en las gametas, sin influirse unos a otros, en otras palabras, las porciones de los fenotipos de los distintos caracteres, se combinan de un modo simple por que durante la formación de las gametas los dos alelos de un gen se separan o segregan independientemente de los dos alelos del otro gen. s7- Se sabe que en humanos el gen M presenta cinco variantes alélicas diferentes: M1, M2, M3, M4 y M5; ¿ Cuántos genotipos posibles hay en dicha especie? ¿ Por qué? 5.3.Veamos algunos ejemplos de caracteres monohíbridos en los seres vivos: -

En arvejas: semillas esféricas o dominantes (P) y semillas rugosas (p).

-

En moscas de la fruta: ojos color sepia, recesivo (s) y ojos de color natural o silvestre (s+), dominante.

-

En conejos: pelo corto, dominante (L) y pelo largo, recesivo (l).

-

En humanos: el albinismo responde a la falta del pigmento melanina, que es recesivo (m), y la presencia de melanina responde a un gen dominante (M).

s8- Para practicar y luego responder: En ratones el alelo dominante B determina el color negro del pelaje, y el alelo b recesivo color marrón; a su vez el alelo N produce el pelo corto, y el alelo n el pelo largo y rizado. a) Completar el cuadro indicando la cruza dihíbrida de un ratón negro de pelo rizado y uno marrón de pelo corto. Fenotipo Negro rizado Marrón pelo corto Genotipo A B Gametos C D Filial I Fenotipo F

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Biología

G

Filial I Genotipo

b) Si los individuos obtenidos en la FI se usaron para experimentos posteriores de cruzamiento, ¿ cómo serían los gametos que produciría un ratón cualquiera? c) ¿Cuáles podrían haber sido los genotipos de los progenitores en un cruzamiento que habría sido originado de cruzamientos diferentes?. -Alelos codominantes: Cuando los alelos carecen de relaciones dominantes o recesivas, son llamados alelos intermedios o codominantes, esto significa que cada alelo posee cierto grado de expresión cuando se encuentra en una situación heterocigota. De aquí que el genotipo heterocigótico, origine un fenotipo bastante diferente de cualquiera de los individuos homocigóticos. Ejemplo en raza Shorthon en el color del pelaje Genotipos Fenotipos CR CR

- pelaje rojo

CR CW

- pelaje roano

CW CW

- pelaje blanco

Ejemplo en humanos de los grupos sanguíneos: Grupos ( Fenotipo )

Genotipo

Anticuerpos

A

IA IA o IA IO

Anti B

B

IB IB o IB IO

Anti A

AB

IA IB

Sin anticuerpos

0

IO IO

Con Anti A y Anti B

-Alelos mortales: La manifestación fenotípica de ciertos genes significa la muerte del individuo, pre o post natal. Estos alelos pueden ser dominantes, que con al menos uno de ellos produce la muerte ( homocigotas o heterocigotas) o recesivos ( deben ser homocigotas recesivos). Ejemplo de alelos mortales en Antirrhinum sp (“ dragoncillo”), que alteran la clorofila: Genotipo Fenotipo CC

Verde ( normal)

Cc

Verde pálido

Cc

Blanco (mortal)

s 9- Resolver el siguiente cruzamiento, y luego señalar la respuesta correcta: Si cruzamos pollos con patas recortadas con pollos de patas normales, homocigotas recesivo y dominante respectivamente, obtenemos la siguiente descendencia: A- 100% pollos normales, genotipo homocigota dominante B- 75% pollos normales, 25% pollos patas cortas, genotipo heterocigota y homocigota recesivo respectivamente. C- 100% pollos normales, genotipo homocigota dominante y heterocigota

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Capítulo 5

D-100% pollos normales, genotipo heterocigota. - Dominancia incompleta: Se manifiesta cuando no existe una dominancia total del alelo dominante, esto significa que cuando aparece el recesivo se manifiesta un nuevo caracter. Esto quiere decir que los caracteres pueden “mezclarse”. Ejemplo en vegetales “ Don Diego de Noche” Filial I Gametos R R -r

Rr Rr

-r

Rr Rr

Genotipo 100% heterocigotas Fenotipo 100% rosadas Filial II Gametos R

-r

R

RR Rr

-r

Rr -rr

Genotipo 25% RR, 50% Rr, 25% rr Fenotipo 25% Rojas, 50% Rosadas, 25% Blancas Ligamiento y herencia No mendeliana Se dice que dos genes están ligados, cuando se transmiten en forma conjunta a la descendencia, por lo que se manifiesta un menor número de genotipos.En los genes ligados, los alelos no se distribuyen de manera independiente ( no se cumple la Herencia Mendeliana). s10-Marcar la respuesta correcta en cada uno de los tríos: a-Los alelos codominantes resultan de la combinación de : -alelos dominantes -alelos dominates y recesivos -alelos heterocigotas -alelos recesivos b- Cada vez que se identifican más de dos alelos en un locus genético tendremos: -alelos mortales -genes ligados -alelos múltiples -alelos codominates

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Biología 5.4-¿Qué utilidad tiene la genética para la salud humana? La medicina actual ha sabido emplear de manera aplicada los avances genéticos tanto en el estudio retrospectivo como prospectivo, dando origen a un vertiginoso desarrollo de ésta ciencia en los últimos cincuenta años. Entre los estudios más usados se emplean los cariotipos: ordenamiento de los cromosomas de a pares para verificar el número total y poder discriminar entre somáticos y sexuales; el bandeo cromosómico que permite conocer la secuencia de bases y establecer las relaciones alélicas, y las genealogías. Estas últimas consisten en la elaboración de un esquema ( árbol) en donde se ubican en forma lineal las generaciones ( progenitores, filial I, II, etc.) representado con círculos a la mujer y con un cuadrado al hombre. Son símbolos convencionales. En la genealogía que figura en el siguiente ejercicio, podrás entenderlo mejor. s11- Empleando la genética mendeliana, analizar la siguiente genealogía y determinar genotipos: La capacidad de enrollar la lengua en los seres humanos es controlada por un único gen. El alelo para que pueda enrollarse es R y domina sobre el alelo para los que no pueden hacerlo.

a) ¿ Cuál es el genotipo de B? b) ¿ Cuál es el genotipo de C? c) ¿ Cuál es el genotipo de D? d) ¿ Cuál es el genotipo de F? e) ¿ Cuál es el genotipo de P? 5.6-¿Veamos cómo son los cromosomas por dentro? En 1953, James Watson y Francis Crick postularon que el ADN es un gran polímero formado por cadenas de nucleótidos enfrentados y plegados en forma de hélice. Cada nucleótido o monómero formado por un azúcar desoxirribosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada (Adenina, Guanina, Citosina o Timina). Estas últimas son las porciones variables del ADN, y en las mismas radica la diversidad genética y por lo tanto fenotípica de los individuos. Explicado de otra manera: el ADN posee la información genética de un individuo ( genotipo), y las proteínas dan las características del mismo ( fenotipo). 5.7-¿Dónde se encuentran los cromosomas? Ya fueron descriptos los dos tipos celulares. Y si recordamos a las eucariontas su característica más notable, estructural y evolutivamente, es la presencia de un núcleo organizado. ¿Qué ventajas aportó esto? El material hereditario quedaría confinado a un espacio propio con posibilidades de realizar con plenitud sus funciones: plegando la doble hélice, formando unidades llamadas nucleosomas, luego fibras de cromatina asociadas con histona (proteína estructural) y por último los cromosomas, que en Metafase, se los encuentra con dos brazos (debido a la duplicación que realizaron y preparándose para la Mitosis). Veamos los siguientes esquemas.

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Capítulo 5

Pero los cromosomas no están solos, a ellos los rodea una sustancia viscosa, en estado de gel que lleva disueltas proteínas, glucógeno y nucleótidos de reserva, y la membrana o envoltura nuclear (con características estructurales similares a la plasmática) se comunica con el sistema endomembrana a través de poros llamados complejos del poro que se abren y cierran respondiendo a las necesidades. 5.8-¿ A qué se llama código genético? Es la información contenida en los cromosomas y que determina la característica de un individuo. 5.9-¿ A qué se llama genoma? Es el conjunto de todos los genes de una especie. Las especies emparentadas tienen genomas similares, y las que tienen poco parentesco, poseen un genoma bastante diferente. La importancia de conocer el genoma humano es está en las posibilidades de optimizar las terapias génicas. Existen más de 4000 genes enfermedades de un solo gen, que siguen fielmente las leyes de Mendel: rasgos dominantes (calvicie precoz), rasgo recesivos (albinismo), o liagados al sexo (hemofilia).

s12- En las siguientes oraciones, identificar de acuerdo a lo leído con anterioridad, si se hace referencia al genoma, al genotipo, o al gen: a)

Material genético de una célula, un individuo y una especie.

b)

Largas cadenas de ácidos nucleicos que se encuentran en el núcleo.

c)

Mapeo de los cromosomas humanos.

d)

Información genética de los individuos que determina ciertas cualidades.

e)

Pares de alelos que pueden ser dominantes o recesivos.

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Biología f)

Controla las características estructurales y funcionales de los individuos.

5.10-¿ Cuál es la función del ARN? Es una molécula que participa en la copia del ADN, dando la información en “negativo”, llamada complementaria para la síntesis de la proteína requerida por la célula. 5.11-¿Qué relación existe entre la replicación del ADN y la síntesis proteica? Para dar origen a células hijas el ADN, debe replicarse y luego distribuirse en cantidades iguales a la descendencia, y ésta etapa se conoce como replicación. Este proceso se produce en la interfase del ciclo celular. Al cabo de la división celular las células hijas heredan la misma información genética contenida en la célula progenitora. Como ésta información se halla en el ADN, cada una de las moléculas debe generar otra molécula de ADN idéntica a la originaria para que ambas sean repartidas en las dos células hijas. Esta duplicación, merced a la cual el ADN se propaga en las células de generación en generación, se denomina replicación. La síntesis tiene una dirección 5 → 3, a partir de una cadena preexistente usada como molde o patrón, y con la intervención de una ADN polimerasa ( enzima) que agrega nucleótidos en el extremo 3. Estas enzimas catalizan las uniones fosfodiéster que se producen entre el OH del C3 de la desoxirribosa de un nucleótido, y el fosfato ligado al C5 del nucleótido recién llagado. En síntesis, a partir de una molécula doble de ADN se produce otra molécula doble, cada una compuesta por una molécula original (peexistente) y otra nueva, por ello se dice que la duplicación es semiconservativa. La replicación se inicia en cualquier punto de la cadena, pudiendo tener múltiples sitios de replicación llamado orígenes de replicación, más tempranos y más tardíos. Es un proceso bidireccional, que se evidencia por la formación de burbujas de replicación que a medida que avanzan en direcciones opuestas, se forman las horquillas de replicación que avanzan de manera opuesta, y que desaparecen cuando se encuentra una con otra. La expresión de los genes se evidencia en el tipo de proteína que codifican (que forman) y actualmente se sabe que todas las funciones y estructuras de los seres vivos, dependen de un tipo particular de proteínas, que intervienen en las reacciones de las células. Esto quiere decir que para la formación de las proteínas, es necesario que la información del ADN, use un intermediario que es la molécula de ARN. Este último tiene diferentes tipos según sus funciones en la síntesis de proteínas: ARN mensajero “copia la información” que le provee el ADN y la transporta hacia los ribosomas en donde el ARN ribosomal ensambla los nucleótidos y el ARN transferencia cumple su último paso que es la traducción de la información para la proteína que ha de formarse. Es importante aclarar que existen otras moléculas de ARN (pequeño citoplasmático, heterogéneo nuclear, entre otros) pero que no tienen participación en éste proceso. s13- Completar el siguiente diagrama que muestra los procesos de replicación del ADN, y la lectura o copia que realiza el ARN mensajero. AND A A C G T G ARN mensajero ADN replicado

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Capítulo 5

En síntesis el flujo de la información genética o Dogma Central de la Biología Molecular es el siguiente:

ADN

ARN

replicación

trascripción

PROTEINA

traducción

s14-¿Qué expresa el Dogma Central? 15-¿Qué importancia tiene el hecho de que la replicación del ADN sea a semiconservativa? 16-Completar el siguiente cuadro de doble entrada, que compara las estructuras y funciones de una molécula de ADN con una molécula de ARN. Parte de la información podes extraerla del texto. Características a comparar Bases Azúcar Número de hélices o cadenas Ubicación celular (especificar la mayor abundancia) Función

ADN

ARN

5.12-¿Cómo están formadas las proteínas? Las proteínas contienen 20 aminoácidos diferentes, pero el ADN y el ARN contienen cada uno, sólo cuatro nucleótidos, lo que significa que se requieren al menos 64 combinaciones posibles, o codones, para codificar las proteínas.

s17- La siguiente secuencia de bases corresponde a la siguiente secuencia de aminoácidos, (las denominaciones de los aminoácidos representan una convención), consultar una tabla de “código genético”, e indicar la consecuencia de la inserción de una Citosina (C) al comienzo de la secuencia. CUU GCA GAU GAG AGA UUA Leu

Ala

Asp

Glu

Arg

Leu

Esta es una de las maneras en que podrías interpretar la mutación y las mutaciones génicas y cromosómicas proporcionan la materia prima para la variación.

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Biología

s18- Dar las diferencias entre ARNm-ARNr- ARNt; transcripción- traducción; codón –anticodón. ¿Resulta importante en que punto de la cadena comienza la transcripción? ¿ Por qué? 19- La replicación semiconservativa del ADN garantiza: a)

recombinación genética

b)

la descendencia de individuos homocigotas y heterocigotas

c)

la perpetuación de la especie

d)

una cantidad constante de ADN y ARN

s20- Unir con flechas las relaciones correctas teniendo en cuenta que la columna correspondencia con más de un concepto de la columna B.

A

B

Alelos

Tripletes

Replicación

Trascripción

Autofecundación

Segregación mendeliana

Sexos separados

Traducción

Dominancia

Flujo de la información

Genotipo

Variabilidad genética

Código genético

Homocigota

A puede tener

Expresión alterna de los genes Genoma Líneas puras

s21-Podrías establecer la diferencia entre un carácter congénito de un carácter hereditario?

22- Podrías establecer la diferencia entre mutaciones génicas o genéticas y cromosómicas? Si tenés presente todo lo leído hasta el momento, ¿Podrías responder si son o no heredables?. 23- Leer atentamente el siguiente texto e identificar en qué puntos se hace referencia a una mutación genética o a una cromosómica. “Se estudió en moscas, que poseen 8 cromosomas (4 pares), y la

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Capítulo 5

aparición de ojos en las patas de algunos ejemplares, pero en otros la curiosidad fue mayor, al encontrar, al hacer un cariotipo, que poseían cromosomas XXY y otras XY...” 5.13-ORIGEN DE LAS MOLECULAS ORGANICAS Y DE LA VIDA Alexander Ivanovich Oparin (bioquímico ruso, 1894-1980) pionero en el desarrollo de la Teoría sobre el Origen de la Vida, basado en las experiencias de Louis Pasteur (quien habría desechado la teoría de la Generación Espontánea) utilizó como fundamento esa Teoría, y extendió las conclusiones al origen de los primeros seres vivos que aparecieron en la Tierra. En su libro El Origen de la Vida (1922) escribe “A diario observamos que los seres vivos nacen de otros semejantes, el ser humano de otro ser humano...Pero no siempre h debido ser así. Nuestro planeta, la Tierra, tiene un origen, tiene que haberse formado en cierto período ¿Cómo aparecieron en ella los primeros antepasados de todos los animales y de todas las plantas? La hipótesis de Oparin es que la vida no está separada de la materia inorgánica por un abismo, sino que habría surgido de esa misma materia. Oparin agrega “ Ahora bien, la vida no surgió de golpe, como trataban de demostrar los partidarios de la generación espontánea...hasta los seres más simples tienen una estructura tan compleja que no pudieron haber surgido de golpe, pero si pudieron transformarse mediante cambios sucesivos y sumamente prolongados de las sustancias que lo integran”. En 1950, un estudiante llamado Stanley Miller logró demostrar que la hipótesis de Oparin no era tan descabellada, para lo que diseñó un artefacto que simulaba la atmósfera primitiva con las descargas eléctricas, que afectaban al caldo primordial formado por sustancias sencillas. Experimentos de ésta clase, con varias modificaciones de las condiciones experimentales, permitieron producir aminoácidos, y cadenas cortas de ADN y ARN. 5.15-¿Qué puntos de encuentro tuvieron la genética de Mendel y el evolucionismo de Darwin? En términos genéticos, la selección natural es la reproducción diferencial de los genotipos que favorecen la adaptación al ambiente de sus portadores; además los aportes de las matemáticas permiten medir la intensidad de la selección natural y predecir sus resultados bajo ciertas condiciones. 5.16-En realidad ¿En dónde se origina la variabilidad genética? La capacidad recientemente adquirida para analizar el ADN cromosómico, ha mostrado que grandes segmentos de ADN tienen la capacidad para producir duplicados de sí mismos y dispersar éstos duplicados en otros sitios del mismo cromosoma o de otros cromosomas. El ADN informa sobre la historia evolutiva de una especie. El grado de parentesco entre dos especies diferentes puede ser demostrado por las similitudes entre las secuencias de los nucleótido de su ADN. Charles Darwin fue quien propuso en el Origen de las Especies que los individuos portadores de características hereditarias ventajosas, dejarían en promedio más descendientes que los que carecían de ellas, de modo que generación tras generación, éstas características irían aumentando su frecuencia en la población. En éste planteo, Darwin sentó los principios de la Selección Natural, como la principal responsable del cambio evolutivo. En síntesis: en los sistemas químicos modernos, ya sea en el laboratorio o en el organismo vivo, las moléculas y los agregados moleculares más estables tienden a sobrevivir, y las menos estables son transitorias. De igual modo, los compuestos y agregados moleculares que tenían la estabilidad química más grandes en las condiciones prevalecientes en la tierra primitiva habrían tendido a sobrevivir. Así una forma de selección natural desempeñó un papel, tanto en la evolución química, como en la evolución biológica que vendría a continuación.

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Biología

5.17-Veamos mayor explicación de las posturas evolucionistas en contraposición a las ideas fijistas. Características Tipo de teoría

Lamark

Especulativa, el hombre es la meta final Poblaciones Homogénea Papel del ambiente Genera nuevas necesidades Impulso de la Si selección natural Origen de los Se adquieren por uso caracteres o desuso Herencia de Los caracteres caracteres adquiridos se heredan Selección natural Consecuencias del proceso evolutivo Gradualismo

Darwin Científica, incluye al hombre como un animal más Heterogénea Ejerce presión de selección No

Al azar sin un fin determinado No halló alternativa para la herencia de los caracteres adquiridos No Si, supervivencia del más apto Poblaciones enriquecida Poblaciones homogéneas, todos los por individuos aptos individuos adquieren el mismo cambio Sí Sí

Neodarwinismo o Tería sintética de la evolución Científica, incluye al hombre como un animal más Heterogénea Ejerce presión de selección No Se adquieren por mutaciones Los genes se heredan como unidades discretas Sí, sobre los fenotipos Se modifica el reservorio génico de la población Sí

El concepto de evolución, formulado por diversas teorías necesitó ser demostrado, y esto fue posible gracias a diversas disciplinas que suministraron importantísimos aportes para aclarar casi definitivamente los conceptos evolucionistas expuestos teóricamente. Estas disciplinas son: paleontología, taxonomía, anatomía y embriología comparadas, biogeografía, bioquímica y genética. s24- Averiguar, en otras fuentes bibliográficas, de que se encarga cada una de las disciplinas, y luego argumentar por qué sus aportes son tan importantes para demostrar que la “evolución es un hecho y no una teoría....” 5.18-¿La selección natural actúa sobre los individuos o sobre los genes? ¡Qué buena pregunta! Como el genotipo se fragmenta cada generación, todo lo que puede sobrevivir de una generación a otra es el gen. La manera de cómo sobrevive es en forma de réplicas, y cuantas más réplicas existan, mayor será la probabilidad de que sobreviva. El organismo es la máquina de supervivencia del gen, y por lo tanto, programa a la máquina de tal modo que produzca copias de los genes a velocidad máxima, independientemente del costo personal para el organismo. Esta idea fue sostenida por Richard Dawkins, quien admitió el concepto del gen egoísta, que sirvió para enfocar, con mayor claridad, la evolución del comportamiento humano y de las estrategias de supervivencia. s 25- ¿Qué interpretación personal podes hacer respecto a lo que es el gen egoísta? 26- Comparar las siguientes afirmaciones, y señalar las diferencias entre ambas, marcando la que sería la más correcta. Explicar el por qué de tu elección. a)

La selección natural elimina las variantes desfavorables

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b) La selección natural hace que las variantes menos favorables vayan disminuyendo su frecuencia, ya que sus portadores dejan menos descendientes.

Y llegamos al final de ésta larga historia, dándonos cuenta que la teoría de la evolución ha revolucionado y seguirá revolucionando a la comunidad científica respecto a qué lugar tiene el hombre en la naturaleza. Pero pensar así sólo alimenta nuestra omnipotencia, y la única explicación satisfactoria sería poder decir que de él dependen los avances en los descubrimientos, pero lo que no puede controlar son las variaciones que están de una u otra manera predeterminadas, como claramente lo expresa Stephen Jay Gould (1941- 2002): “Las especies permanecen estables y nuevas especies aparecen rápidamente, no como productos de un plan predeterminado, sino por fruto del azar y la selección natural”

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CAPITULO

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EL EQUILIBRIO INTERNO DEL ORGANISMO EN SU RELACION CON EL MEDIO

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Biología

CAPÍTULO 6: El equilibrio interno del organismo en su relación con el medio Prof. Marisa Sosa Dansey

El organismo humano debe hacer frente, en forma continua, a los variados cambios del medio, y mantener su estado de equilibrio ajustando las condiciones del dentro del cuerpo. También debe ser capaz de reaccionar frente al ataque de los microorganismos, mediante los múltiples mecanismos para resistir la infección. A partir de lo expresado, en el siguiente capítulo, podrás verificar el desarrollo de la siguiente competencia específica: •

Analizar las problemáticas sanitarias actuales y las acciones de los diferentes actores involucrados en ellas para participar activa y críticamente en el mejoramiento de la calidad de la vida de su comunidad.

6.1 ¿Podremos marcar realmente el límite entre la Salud y Enfermedad? Por ello la primera sugerencia para iniciarnos en el tema, es que repases el concepto de Salud dado por la OMS s1-: ¿Qué entiendes por bienestar? ¿Por qué te parece que al hablar de salud hay que hacer referencia a la ausencia de enfermedad?

6.2 ¿Quién altera nuestro equilibrio? : Clasificación de noxas La enfermedad o la alteración del bienestar sobreviene cuando el organismo se expone y es afectado por factores causantes de daños que reciben el nombre de agentes etiológicos, patógenos o noxas. Estas noxas pueden afectar de manera directa ( sin intermediarios) o indirecta (con intermediarios). A las noxas se las clasifica en grupos que a continuación se detallan: Noxas físico-químicas: son agentes climáticos, o sustancias químicas. Noxas socio-culturales: son situaciones o problemas cotidianos. Noxas biológicas: son seres vivos. Ante la presencia de éste último tipo de noxa, el organismo responde a través de células o proteínas que constituyen una defensa muy eficaz. Pero la capacidad defensiva dependerá de la magnitud del ataque. En general existen dos tipos de defensas del organismo. Las innatas o inespecíficas que protegen al cuerpo de muchos patógenos; y las específicas que están dirigidas hacia un único blanco. Ambos mecanismos ofrecen al organismo una defensa coordinada. 6.3 Afortunadamente nuestro organismo tiene Barreras inmunitarias El sistema inmunitario tiene tres cualidades: especificidad (para atacar de manera certera al enemigo), memoria (para estar alerta ante el ataque de un enemigo ya conocido) y tolerancia (para diferenciar lo propio del ajeno) en las que debe confiar para defenderse de las enfermedades infecciosas.

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Capítulo 6

Las infecciones se inician cuando organismos patógenos (noxas o agentes microbianos) ingresan al organismo, llamado hospedador, al que le producen un daño o simplemente lo sensibilizan (alertan), por la producción de toxinas, y de ésta forma alertan al sistema inmunitario. En el ser humano y en otros vertebrados se secundarias y terciarias.

pueden distinguir tres barreras defensivas: primarias,

Barreras primarias: son inespecíficas, por que deben intentar el ingreso de cualquier noxa y la constituyen: piel, pelos, sudor, ácidos grasos de las glándulas sebáceas, lágrimas, saliva, mucosa (de fosas nasales, orificios urogenitales), jugos gástricos (ácido clorhídrico) y bacterias de la flora intestinal. Barreras secundarias: son inespecíficas, se las describe como inmunidad innata o respuesta inflamatoria, y se ponen en marcha cuando las barreras primarias no fueron lo suficientemente efectivas. La respuesta se desencadena por la liberación de la toxina por partes de la bacteria, que alerta a los macrófagos (fagocitos), monocitos y polimorfonucleares (granulositos). Éstos últimos con lisosomas que reservan enzimas para destruir a los patógenos y los macrófagos que destruyen a los patógenos por fagocitosis (ingestión de sólidos). Pero además de las células blancas (polimorfonucleares y macrófagos) las células adyacentes (cercanas a la zona herida) segregan histamina (proteína) que incrementa el flujo sanguíneo y la permeabilidad de los capilares permitiendo a los macrófagos desplazarse por diapédesis (movimientos ameboidales) hacia el sitio de la infección en el que liberaran determinantes antigénicos que serán luego recocidos por los linfocitos T auxiliares. Ambas barreras son naturales por que se reciben por herencia. s2-De acuerdo a lo leído hasta el momento, ¿sería posible reforzar las barreras primarias y secundarias? Justificar tu respuesta. 3-¿Por qué se establece la diferencia entre un infectado que no manifiesta la enfermedad y uno que manifiesta la enfermedad? Responder al interrogante usando para ello los conceptos de signos y síntomas. 4- ¿Por qué se afirma que las barreras primarias y secundarias no son específicas para las noxas? ¿Por qué son tan efectivas? Barreras terciarias: es la última barrera defensiva del organismo, es específica y su cualidad es la memoria inmunológica Las proteínas del sistema inmunitario se fijan a los agentes patógenos o envían señales a otras células. Veámoslo a través de esquemas:

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Biología

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Capítulo 6

6.3.1. Inmunidad pasiva y activa En el siguiente cuadro están representados los diferentes tipos de inmunidad específica. ACTIVA Natural: a partir de una enfermedad virósica, Artificial: la inmunidad se adquiere a partir de el organismo desarrolla la defensa contra ese la vacunación con virus atenuados. virus. PASIVA Natural: se adquiere a partir de los anticuerpos Artificial: se adquiere por la aplicación de elaborados por la madre, y se transmiten sueros. durante el embarazo y a lactancia.

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Biología s5- Encerrar con un círculo aquellas características que correspondan a los tipos de inmunidad activa: suero, inyección de antígeno, anticuerpos fabricados por hospedador intermediario, anticuerpos que decrecen progresivamente, no hay memoria inmunológica, la inmunidad se desarrolla de inmediato, vacuna, la inmunidad se desarrolla lentamente, anticuerpos en cantidades elevadas. Las células que actúan en la defensa lo hacen interactuando con las células de los patógenos invasores. Estas relaciones célula- célula se llevan a cabo a través de proteínas clave que incluyen receptores, marcadores de superficie, moléculas señal y toxinas. Los anticuerpos son proteínas que se unen específicamente a ciertas sustancias identificadas por el sistema inmunitario como no propias o modificadas. Los linfocitos B defienden al organismo dividiéndose a gran velocidad. La maduración de los mismos se produce en la médula ósea, de allí se dirigen al bazo, amígdalas y nódulos linfáticos, donde cumplirán las funciones inmunológicas. Las células B secretan anticuerpos como armas de defensa. Los linfocitos T se forman en la médula ósea a partir de una célula precursora inmadura, luego de lo cual maduran dentro del timo para ser finalmente conducidos a la sangre. Existen tres tipos de éstos linfocitos:

Células T citotóxicas, Eliminas células cancerosas, extrañas al organismo y e infectadas por bacterias asesinas o killer. o virus. Producen sustancias que estimulan la actividad de macrófagos. Células T coadyuvantes o Responden ante la presencia de un antígeno, reproduciéndose originando cooperadoras clones de células auxiliares. Células T supresoras

Inhiben la respuesta inmune, una vez eliminado el microorganismo invasor.

Los receptores de células T son proteínas sobre la superficie de las células T y reconocen las sustancias no propias sobre la superficie de otras células y se unen a ellas. Las células de complejo mayor de histocompatibilidad sobresalen desde la superficie de la mayoría del cuerpo de los mamíferos, y constituyen marcas importantes para el reconocimiento propio y desempeñando la coordinación entre los linfocitos y los macrófagos. Las citosinas son proteínas señal, solubles liberadas por las células T, los macrófagos y otras células. Se unen a células blanco alterando su comportamiento y pueden activar o desactivar a las células B, macrófagos o células T ( se conoce su importante papel en células tumorales). s6-a) ¿Con qué tipo de inmunidad se relaciona la función de los linfocitos B? b) Seleccionar la combinación de respuestas correctas, encerrándolas con un círculo. En la inmunidad adquirida: I Los linfocitos se distinguen por la presencia de moléculas de anticuerpos inmóviles, II Los linfocitos T se distinguen por la presencia de moléculas de anticuerpo sobre su superficie. III La respuesta inmunitaria se desencadena ante la de antígenos, y en ella intervienen macrófagos, linfocitos B y T. IV La inmunidad tisular está relacionada con la activación de los receptores de determinadas células específicas de antígeno. •

I y II correctas.

•

I y III correctas.

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Capítulo 6

•

I y IV correctas.

•

I, II y III correctas.

•

III y IV correctas.

s7- Retomando el capítulo de célula, y la fisiología de linfocitos B y T; leer con atención ésta afirmación y justificar: os linfocitos B y T inmaduros tienen idéntica morfología celular, sin embargo, luego de su maduración, las células T auxiliares activan a los linfocitos B y comienza su diferenciación. En los linfocitos B se observa una gran cantidad de Retículo Endoplasmático Rugoso, mientras que en los linfocitos T activados, no. ¿A qué se deberá ésta diferencia? Una de las preocupaciones de la inmunología fue durante años el reconocimiento de las células propias de las extrañas al organismo, que fue dilucidado por Dohety, P y Zikernagel, R en el año 1996, demostrando que los linfocitos T, distinguen las células propias de las extrañas cuando se presentan ciertas sustancias químicas del propio organismo. El proceso se basa en el reconocimiento por parte de los linfocitos T, del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH), que son proteínas de membrana celular, característico de cada persona. Si un linfocito T del tipo cooperador no reconoce como propio un determinado conjunto de proteínas, se desencadena la respuesta inmune. Esto ocurre en el caso de los transplantes de órganos. La secuencia de la respuesta inmunitaria es la siguiente: los linfocitos B producen anticuerpos y se liberan sustancias que estimulan la actividad de citotóxicas, que a su vez, liberan sustancias que matan al microorganismo invasor. Las propiedades del sistema inmunitario pueden ser comprendidas a través de la Selección Clonal Según éste tipo de selección las personas tienen un número diferente de células B y T, capaces de lidiar con cualquier antígeno, pero ¿ cómo surge ésta diversidad? Para responder a éste interrogante la Teoría de la Selección Clonal expresa que cada tipo de células B pueden producir un solo tipo de anticuerpos, y al haber millones de linfocitos B diferentes, éstos despliegan su acción sobre la superficie de celular, por lo que la respuesta es rápida y contundente. ¿Cuál es la consecuencia de selección clonal? Cuando un linfocito B o T se activa, produce dos tipos de células hijas: las efectoras que llevan a cabo el ataque sobre los anfígenos y las células de memoria que poseen larga vida. s8a) ¿Cuál será el tipo de célula que da por finalizado el ataque a células no reconocidas como propias. b) ¿Por que a éste tipo de inmunidad se la llama inmunidad mediada por células? c) Elaborar un esquema que pueda representar el modo en que el CMH determine el reconocimiento celular. 6.4. ¿Cómo destruye el VIH- SIDA, las defensas inmunitarias? La respuesta la tendrás luego de leer atentamente la siguiente explicación. Por un lado el VIH es un retrovirus (tiene ARN como material genético) y muta constantemente; y por el otro, ataca o infecta precisamente a las células T coadyuvantes y a los macrófagos. s9- Responder la pregunta planteada en el pequeño texto anterior. 6. 5. Vacunas y Sueros Las vacunas son antígenos o mezclas de antígenos que inducen inmunidad activa. Requieren de una a dos semanas para producir anticuerpos, se inoculan a personas sanas.

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Biología Los sueros son terapéuticos, se suministran al individuo que está padeciendo la enfermedad para acelerar su recuperación o como un paliativo del mal. s10- Siguiendo la explicación dada en el texto de VIH – SIDA, y con la información referida a vacunas y sueros, ¿Sería factible elaborar una vacuna contra el HIV- SIDA? Justificar. 11- Elaborar un cuadro comparativo entre vacunas y sueros, consignando: tipo de inmunidad que confiere, tiempo que requiere para su efectividad, tiempo que dura su efecto o acción, suministro a persona sana o enferma. Para terminar éste capítulo podemos expresar que especificidad, memoria y tolerancia son tres de las virtudes del sistema inmunitario en las que nuestro organismo puede confiar para defenderse de las enfermedades infecciosas y por ello es oportuno recordar una frase expresada por Paul Ehrlich (18541915) “Cada mal infeccioso tiene su parásito causativo. Si encuentra uno la combinación química adecuada, y si la dirige hacia los traicioneros organismos, los destruirá. Y de ésta manera se explicarían los mecanismos de defensa que posee el cuerpo para liberarse de la enfermedad.”

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7

RECORRAMOS LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA NATURALEZA DE LA MANO DE LA ECOLOGÍA

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Biología

CAPITULO Nº 7: RECORRAMOS LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA NATURALEZA DE LA MANO DE LA ECOLOGÍA Mgter. y Lic. Sandra M. Carbajal INTRODUCCIÓN: Los contenidos expuestos y las actividades presentadas en el desarrollo del siguiente capítulo, nos hacen reflexionar, analizar, establecer relaciones y lograr la interpretación de la estructura y funcionamiento del ecosistema como objeto de estudio de la Ecología a través de la comprensión de la dinámica de los procesos biológicos integrados en niveles jerárquicos o de organización de la naturaleza conduciéndonos a: ¾ Concebir a los organismos vivos como sistemas complejos, abiertos en interrelación entre sí constituyendo sistemas de mayor complejidad: población-comunidad-biocenosis que en la interacción con su entorno conforman ecosistemas. ¾ Adquirir procedimientos que apuntan a la construcción de capacidades para el razonamiento y la interpretación de causales e interrelaciones en la contextualización de los fenómenos naturales. ¾ Reflexionar críticamente los mensajes de los medios de comunicación respecto a información científica para convertirnos en ciudadanos responsables capaces de participar activa y críticamente en el mejoramiento de la calidad de vida de su comunidad

7.1. Reconstruyamos la secuencia histórica de la Ecología como ciencia: La Ecología surgió a mediados del siglo XIX como una rama de las ciencias naturales que intentaba relacionar metódicamente los organismos vivos con su medio, buscando desentrañar el funcionamiento de los sistemas naturales ligando criterios biológicos, fisico -químicos, geológicos y climáticos. Coexistentemente a la historia de la Ecología como ciencia, existe otra historia mucho más antigua y grave: la del deterioro ambiental, tanto es así que cuando el Ecólogo deja las universidades y resuelve salir al campo a estudiar los Ecosistemas (unidad ambiental en la cual se establece una red de seres vivos(factores bióticos) interrelacionados entre si y con el medio(factores abióticos)) que había limitado y definido como su objeto de estudio y había analizado y descripto teóricamente, los encuentra y redescubre alterados por la acción antrópica directa o indirectamente con diferentes niveles de degradación pero indiscutiblemente modificada negativamente la compleja trama de interrelaciones del mundo natural, que habían posibilitado la armonía perfecta que aseguraba la pervivencia de la vida sobre el planeta tierra durante milenios. Esa acción antrópica, poco conocida, de impactos previos a la revolución agrícola, fue seguida de una etapa pre-industrial (hasta mediados del siglo XVIII), que se continuó con un corto y denso período enmarcado por la primera, segunda y tercera revolución industrial que se extiende hasta hoy coincidente con el bum urbano. Las tres revoluciones industriales mencionados fueron:

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¾ Mecanización y el “Factory System” originado en Gran Bretaña: 1º revolución industrial de A. Toynbee. ¾ La utilización del petróleo y la electricidad junto al motor de explosión que implicaron realizaciones conjuntas entre Ciencia y Técnica, entre Laboratorio y Fábrica: 2º revolución industrial de G. Friedman. ¾ Control automático, sistema de cálculos electrónicos y el perfeccionamiento de técnicas de elaboración masiva: 3º revolución industrial. Al tomar conciencia el Ecólogo de esta realidad, hace suyo el problema y busca la extrapolación en el campo real de sus esquemas teóricos buscando estrategias alternativas de solución a las problemáticas ambientales emergentes surgiendo así el aporte desde la Ecología como una ciencia aplicada para lograr la supervivencia en el planeta. Esta conjunción de la ECOLOGÍA-CIENCIA con la ECOLOGÍA-CRISIS AMBIENTAL, en las primeras décadas de este siglo permitió una interpretación holística de la realidad de la biosfera-ecosfera, ubicando al hombre en su doble papel de componente y agresor del equilibrio de los ecosistemas, analizando las causas de la decadencia de civilizaciones modernas, excepto que el ser humano fuera capaz de adoptar una perpectiva que hoy denominamos ecosistémica del hombre y la naturaleza. A partir de esta comprensión del estado de deterioro ambiental en general y de cada uno de los recursos naturales en particular, en todas las universidades del mundo se desarrollaron líneas de investigación para llegar a un diagnóstico acertado del grado de crisis en el que se hallaba el mundo natural y elaborar estrategias de conservación y solución a las problemáticas ambientales presentes y futuras.

Secuencia Histórica de la Ecología: ¾ El término ecología, forjado en 1869 por el biólogo alemán alemán E. Haeckel,a comienzos de nuestro siglo vino a significar el estudio de una especie dada y sus relaciones de orden biológicas con el medio ambiente. ¾ A mediados de los años veinte se amplio su acepción abarcando entonces el estudio de las comunidades y/o conjuntos de especies y nociones tales como “la cadena alimentaria” y la “pirámide de los números”. ¾ Hacia 1950 los científicos elaboraron la noción de “ecosistema” como una unidad de estudio que comprende todas las interacciones entre el medio físico y las especies que en el habitan. ¾ A los años 70 correspondió el reconocimiento de que las regiones más críticas desde el punto de vista ecológico eran las zonas de interpretación de ecosistemas diferentes cuya reunión confirman un todo que llamamos biósfera. ¾ En la actualidad se observa inclusión en el concepto mismo de Ecología del papel predominante que el hombre desempeña en la biosfera, la responsabilidad que tiene en la evolución y,de la necesidad de tomar consideración aspectos tales como la percepción que tiene el hombre de su entorno y la manera como se concibe la calidad de vida

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DIFERENTES ECOTENDENCIAS AMBIENTALES Restringir el accionar de los “grandes intereses económicos y políticos” que destruyen el planeta en función de su propio beneficio. Su esperanza radica en algún tipo de cambio socio-político que nos lleve a una sociedad con mayor justicia socioambiental. Combaten los actos de la contaminación y depredación por medio de: denuncias, actos públicos, notas explosivas, etc.

Proponen un cambio de estilo de vida que se logra por el camino de una introspección profunda y de recuperar el sentido de la existencia. Lo esencial es para ellos revisar totalmente el sistema de valores e ideas acerca de la situación del hombre en el planeta tierra. Su esperanza radica en prepararse para un renacer de la humanidad donde los valores espirituales recuperen su lugar perdido.

Consideran que lo fundamental es mantener intacto lo que queda de naturaleza virgen y proteger las especies en peligro de extinción Abogan por la creación de un buen sistema de reservas naturales. Su esperanza radica en que las cosas se detengan en el tiempo para no padecer más desastres

Tratan de tomar en cuenta e impacto ambiental de todo emprendimiento productivo. Su esperanza radica en un cambio de visión empresarial que permita al capitalismo superar esta crisis y lograr un desarrollo económico ininterrumpido pero teniendo en cuenta las leyes naturales. Proponen ecologizar el actual sistema económico por medio de un recambio tecnológico y de considerar los efectos colaterales de los negocios.

Actividad Nº 1: Analizar la secuencia histórica de la Ecología como ciencia ,las diferentes posturas eco-ambientales y el siguiente texto en pequeños grupos y responder los siguientes interrogantes: a. ¿Cómo y por qué fue cambiando el campo y objeto de estudio de la Ecología? b. ¿Qué tendencias eco-ambientales consideran posturas utopistas y cuales pragmáticas? ¿Qué diferencias y coincidencias existen entre las cuatro posiciones planteadas? c.

La Ecología del siglo XXI ¿ Es una CIENCIA que produce conocimientos sobre la estructura y dinámica de la naturaleza contribuyendo a la recuperación del equilibrio ecológico o es una MODA o es una HERRAMIENTA de PODEROSOS INTERESES ECONOMICOS y POLÍTICOS ?.Fundamentar la respuesta.

Texto para el análisis: Nuestro planeta es un mundo bullente de vida y crecimiento, donde todos los seres vivos son imprescindibles y necesarios porque los unos dependen de los otros. Esta interdependencia entre sí y con el medio constituye lo que en Ecología, se ha denominado “El equilibrio biológico” en vinculación con el concepto de ordenamiento territorial definido como “Arreglo Ecológico Mínimo” ; y del mantenimiento de los mismos depende la continuidad de la vida en nuestro planeta. La creciente población mundial y la mala distribución de los RECURSOS en el planeta son las causas del PRINCIPAL PROBLEMA ECO-AMBIENTAL DEL SIGLO XXI: La creciente MARGINACION SOCIAL y el aumento cuali-cuantitativo de los niveles de POBREZA EXTREMA. Si cuando nos referimos a los RECURSOS dejamos de pensar solo en los productos de la AGRICULTURA, GANADERIA, FORESTACION , PESCA y en el mejor de los caso en la Acuicultura y Silvicultura para comenzar a pensar en la Flora y Fauna Silvestre, las Bellezas Paisajísticas y el Acerbo Histórico-Cultural paradójicamente vamos a ir descubriendo que en los países donde las sociedades humanas reflejan los índices más bajos de calidad de vida son las regiones del planeta más ricas en los RECURSOS NATURALES desde reservas de agua dulce sin contaminar hasta ambientes que contienen

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las variedades silvestres de especies que pueden salvar del hambre y de graves enfermedades a la humanidad. Las GRANDES POTENCIAS pretenden y de hecho lo están haciendo a través de diferentes estrategias utilizando DIFRACES ECOLÓGICOS como subsidios internacionales para conservación de especies o estudios de investigación eco-ambientales o ayudas sociales para aborígenes, canjes de deuda externa por naturaleza, compra de territorios vírgenes para hacer reservas mundiales, etc. apoderarse lenta y solapadamente pero sistemática y eficientemente de los RECURSOS que poseemos en abundancia los “Países Subdesarrollados” pero que desconocemos, no valoramos y consecuentemente no defendemos desde los entes gubernamentales responsables y mucho menos desde la comunidad. Los ACTUALES INDICADORES ECONOMICOS de la RIQUEZA de un PAIS como el famoso PRODUCTO BRUTO NACIONAL son insuficientes ya que si su aumento, como ocurrió en la Argentina, se obtuvo a partir de la destrucción de los recursos naturales y la entrega de su explotación a empresas particulares extranjeras, se hipoteca el CAPITAL SOCIAL BASICO en que se sustenta el DESARROLLO ECONOMICO con EQUIDAD SOCIAL de un PAIS. El VALOR de la RIQUEZA debería incluir el VALOR de los RECURSOS NATURALES y CULTURALES AUTÓCTONOS y la CONTABILIDAD SOCIAL debería tener en cuenta (según Brailovsky): •

Los RECURSOS NAT. Y CULT. Que el país posee valuados según su: calidad, accesibilidad, posibilidad de aprovechamiento y tiempo de renovabilidad.

•

El CAPITAL PRODUCTIVO acumulado.

•

Los BIENES de CONSUMO.

7.2. Analicemos e interpretemos la estructura y dinámica del Ecosistema como objeto de estudio de la Ecología : 7.2.1. Comencemos construyendo paso a paso el concepto de Ecosistema: Si comenzamos definiéndolo como “Un conjunto de factores bióticos y abióticos”, definición muy elemental y de uso muy frecuente, de la cual no podemos decir que sea incorrecta pero sí incompleta porque en un sistema el todo es más que la suma de sus componentes, no lograremos la comprensión integral de este máximo nivel de organización de la naturaleza que es el objeto de estudio de la Ecología; por ello te sugerimos: Actividad Nº 2: a.

Analizar la idea de sistema, establecer las relaciones y diferencias entre los sistemas naturales y artificiales, y a partir de allí reflexionar sobre el concepto de ecosistema. (FRID, D. et al, El Libro de la Naturaleza y la Tecnología ,1997: pág. 52 y 53 ) (SCHROH, M. B., En Defensa de Nuestro Planeta, 1997 pág. 21 a 23).

b. Interpretar y comparar las siguientes definiciones de Ecosistema y destacar las coincidencias y diferencias sustanciales con la definición incompleta presentada. El Ecosistema es: ¾ Una ENTIDAD CIRCUNSCRIPTA en el ESPACIO y el TIEMPO que incluye no solo los SERES VIVOS organizados en Poblaciones que constituyen las Comunidades integrantes de la Biocenosis que en ella habita sino también las condiciones físico-químicas climáticas y

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Biología edáficas de su entorno ambiental como así también las INTERACCIONES que se establecen entre ellos constituyendo el máximo nivel de organización sistémica de la naturaleza.

¾ Es una UNIDAD FUNCIONAL formada por ELEMENTOS BIOTICOS (orgánicos) y ABIÓTICOS (inorgánicos) en INTERACCIÓN entre sí :Circula materia y energía entre los primeros organizados en REDES TROFICAS y con el MEDIO FISICO-QUIMICO representado por los segundos como componentes bióticos y abióticos del ecosistema respectivamente.

En síntesis: ¾ Un ecosistema es mucho más que la suma de sus componentes bióticos y abióticos, en cada uno existe una organización particular que hacen posible las relaciones entre ellos para que se establezcan eficientemente los procesos de transferencia de materia y energía. ¾ Los SERES VIVOS integrantes del componente biótico se organizan para integrar niveles cada vez más complejos y al relacionarse entre sí y con el medio constituyen los niveles ecológicos: población-comunidad-biocenosis-ecosistema. ¾ Los ecosistemas están estructurados sobre una base abiótica: el biotopo, cuya constitución dependen de la matriz o soporte del tipo de ecosistema , juntamente con los factores físicos y químicos actuantes en él; sobre el cual se instala la biocenosis o sea todos los seres vivos interactuantes entre sí y adaptados a las características de ese medio. ¾ El ecosistema es la unidad básica para el estudio y tratamiento del ambiente, entendiendo que actúa como tal debido a las relaciones armónicas que se establecen entre los elementos bióticos y abióticos que lo conforman. ¾ Los ecosistemas funcionan dinámicamente, están en constante transformación y no son cerrados. Hasta aquí hemos recorrido un largo camino para comprender las características, composición y funcionamiento del ECOSISTEMA y sabemos que cada elemento presenta una jerarquización y una función especifica (nicho) a cumplir dentro de un complejo sistema que posee cierto equilibrio biológico y busca constantemente la autorregulación que lo hace derivar en un proceso evolutivo ahora surge un interrogante clave tanto para la ciencia básica como para poder intervenir en la recuperación y preservación de unidades ambientales: ¿Cuáles son sus límites? ¿Dónde termina un ecosistema y comienza otro? La respuesta posible es: En un sentido general los limites naturales de un ecosistema están determinados por las zonas donde no es posible la vida, de allí que la biosfera constituye el gran hábitat que poblado de seres vivos conforma un único ecosistema del planeta tierra de gran complejidad y diversidad biológica y ambiental donde todos sus componentes forman una red de interdependencia. Aunque debemos conocer que a los fines prácticos se lo ha ido subdividiendo en sistemas de menores dimensiones, , estableciendo limites artificiales en función de criterios climáticos, geográficos, edafológicos, etc y/o a los objetivos de estudio e intervención de los científicos y técnicos; surge así la primera clasificación en ecosistemas terrestre y acuáticos según la matriz o soporte material del mismo y luego numerosas clasificaciones a su vez en unidades ambientales de diferentes dimensiones y nivel de complejidad con rasgos fisonómicos similares y redes de estrecha interrelación entre sus componentes (Regiones fitogeográficas, zoogeográficas y/o biogeográfica, Biomas, etc.) dentro de las cuales a su vez coexisten subsistemas menores que pueden ser considerados como objetos de estudio de la ecología y por ende analizados e interpretados desde el concepto de ecosistema.

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Lo expuesto nos lleva a concluir en que: ¾ Como objeto de estudio de la Ecología existen diferentes tipos de ecosistemas según los objetivos de la investigación determinados por el Ecólogo. ¾ Sin embargo como máximo nivel de organización de la naturaleza posee una estructura y dinamica claramente descripta que es aplicable a todos los tipos de ecosistemas independientemente de sus dimensiones espaciales. Es en este contexto que pasaremos a analizar desde la perspectiva del autor y del equipo OIKOS expresada en el libro Ambiente y Sociedad de Editorial Santillana 2000 para el nivel Polimodal: el concepto de PAISAJE que figura en el diseño curricular de polimodal y que es inclusive incluido por algunos autores como un nivel de organización de la naturaleza superior al ecosistema: El paisaje es para: ¾ La mayoría de la gente un concepto subjetivo de connotaciones estéticas y artísticas. ¾ Numerosos geógrafos y ecólogos defensores de la “Ecología del Paisaje” un conjunto interrelacionado de ecosistemas. ¾ Arquitectos, urbanistas e ingenieros del paisaje “un escenario o vista panorámica escénica” siguiendo el enfoque llamado “paisajismo”. En síntesis: ¾ Las ideas de los ecólogos y paisajistas están relacionadas en un concepto integrador que considera al paisaje como FENOSISTEMA parte del sistema que resulta perceptible con facilidad, en contraposición al CRIPTOSISTEMA, conjunto de componentes del sistema que no resultan perceptibles directamente por los sentidos, como los flujos de energía e intercambio de materiales. ¾ La valoración estética del paisaje natural es tan antigua como el ser humano pero adquiere relevancia con los paisajistas ingleses del siglo XVIII y con el romanticismo del siglo XIX, época en que por la incipiente degradación de la naturaleza debido a la revolución industrial las bellezas paisajistas empiezan a ser consideradas como un patrimonio nacional que debe ser protegido. ¾ Hasta la década de 1970 las áreas protegidas como parques nacionales se declaraban en función de su valor paisajístico y no por su importancia biológica, aunque es una realidad que generalmente estos valores coinciden.

Actividad Nº 3: Los niveles de organización del campo de la Ecología: a. Luego de comprender los conceptos y principios expuestos responder: ¿Cómo está compuesto y cuales son los límites del ecosistema? (FRID, D. et al, El Libro de la Naturaleza y la Tecnología, 1997: pág.54). b. Rever los niveles de organización descriptos en el Capítulo 2 y lo expuesto en el presente capítulo y responder: ƒ

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¿Cuáles son los niveles de organización que corresponden al campo de la Ecología?

Biología ƒ

Plantear que significa el concepto de ecosistema como objeto de estudio de la Ecología y como nivel de organización.

c. Ordenar según la secuencia correcta de los siguientes términos: Comunidad, biocenosis, individuo, ecosistema, población, biotopo. d. Expresar los respectivos conceptos, indicar que representan y ejemplificar.

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1

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3

4

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7.2.2. Analizando e interpretando la estructura y dinámica del Ecosistema:

ESTRUCTURA del ECOSISTEMA

COMPONENTES BIOTICOS Poblaciones de Especies vivas

COMPONENTES ABIOTICOS

Soporte o Matriz Flujo de Energía

Sustancias Inorgánicas y Orgánicas

Se distribuyen por sus roles Ecológicos en Categorías Tróficas

Sólido-gaseosa Líquido-gaseosa Metano-Urea

PRODUCTORES CONSUMIDORES DESCOMPONEDORES BIO-ECOSFERA

Ciclo de los Materiales

ELEMENTOS CULTURALES

TECNOSFERA

7.2.2.1. Descripción y análisis de los componentes del Ecosistema: La biosfera y los sistemas biológicos Actividad Nº 4: a. Analizar y expresar los conceptos de: biosfera: atmósfera/litosfera/hidrosfera – biomas y establecer relaciones conceptuales con Regiones Naturales, Regiones Fito y Zoogeográficas y Paisajes. (Op. Cit. SCHROH, M. B. 1997. Pág. 39 al 66) b. Describir las características y distribución de los componentes de la Biosfera (Castro de Amado, 1999 Manual de Ecología) y (Op. Cit. Barone y otros: Enciclopedia estudiantil de las Ciencias):

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ƒ

LITOSFERA: Ambientes terrestres y aeroterrestres-Componentes de los ecosistemas terrestres con sus comunidades asociadas.

ƒ

HIDROSFERA: Ambientes oceánicos, marinos y de agua continentales - Componentes de los ecosistemas acuáticos y sus comunidades asociadas.

ƒ

ATMÓSFERA: Composición del aire, las capas de la atmósfera y el Clima y los factores climáticos: sus relaciones con los seres vivos.

Biología

GRANDES ECOSISTEMAS o UNIDADES ECOLÓGICAS TERRESTRES

AMBIENTES TERRESTRES CONTINENTALES

AMBIENTES ACUATICOS ECOTONO

Zonas de costas – transición Asiático-europeo

Americano

Salados: Marinos y salobres Agua Dulce Lenticos Loticos

Artico

DELIMITACION de UNIDADES MENORES Clasificación de Ambientes de Corrientes según el soporte ecológico

ACUÁTICOS ( de aguas dulces)

TERRESTRES

Por el movimiento de las aguas LOTICOS

LENTICOS

Sabana - Parque SELVA en (Pastizal y Montes) Galería o Ribereña o de inundación

Ríos y Arroyos Paraná - Uruguay Sta. Lucia – Corrientes

Lagunas, esteros, cañadas y bañados

Iberá - Batel- Batelito – Sta. Lucia

En virtud a lo expuesto es evidente que en el ecosistema ,independientemente de los limites establecidos por el ecólogo y consecuentemente las dimensiones espaciales del mismo, se establecen vínculos entre los componentes bióticos y abióticos, y también de cada uno entre sí; estas relaciones entre sus componentes son las que hacen posible que se lleven a cabo en forma eficiente los procesos de incorporación y transferencia de energía y reciclaje de materia planteados precedentemente como garantía de conservación de un ecosistema natural a lo largo del tiempo. 7.2.2.2. Los Niveles de Organización de la Ecología y sus propiedades emergentes: La complejidad de esta red de interrelaciones ecosistémicas nos conduce a la necesidad de realizar el análisis e interpretación de las relaciones que se establecen a nivel del ecosistema desde una perspectiva holística e integral a través de las propiedades emergentes definidas para cada uno de los niveles de organización de la naturaleza correspondientes al campo de investigación de la Ecología, lo que implica que en los siguientes conceptos por su carácter ecológicos se deba considerar la idea de coexistencia temporal y de ocupación espacial de un área determinada(superficie necesaria para que los individuos puedan cumplir con sus ciclos vitales y dejar descendencia),a saber:

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Capítulo 7

NIVEL DE ORGANIZACION

POBLACIÓN

COMUNIDAD

ECOSISTEMA

DEFINICIÓN CONCEPTUAL Conjunto de individuos de la misma especie que ocupan un espacio físico determinado en un tiempo dado.

ATRIBUTOS/PROPIEDADES EMERGENTES Parámetros poblacionales: Abundancia, densidad y distribución. Estructura de edades y sexos. Crecimiento poblacional: tasas de natalidadmortalidad / crecimiento real – renovabilidad capacidad de porte o carga (K). Acervo o pool genético: conjunto de características génicas de una población Relaciones intraespecíficas: cuidado parental, cortejo, competencia por alimento-territorio y relación entre las castas de animales sociales. Conjunto de individuos Trama trófica: cadenas, redes y pirámides de diferentes especies es alimentarias. Estabilidad y sucesión. decir poblaciones que Diversidad y relaciones interespecíficas. interactúan ocupando un área determinada en un tiempo dado. Conjunto de relaciones Hábitat y Nicho Ecológico: Son dos conceptos que se establecen entre básicos útiles para la descripción de las los seres vivos (factores relaciones de los seres vivos y el medio. Ciclo de la Materia: los bioelementos que bióticos) entre si y con constituyen a los seres vivos cumplen un ciclo su entorno (factores que empieza y termina en el medio físico. abióticos) en un área Flujo de energía: La energía solar captada por determinada en un las plantas se transforma en química y fluye tiempo dado. por la trama trófica siendo el 10% almacenada en los seres vivos y el 90% utilizada en parte para su funcionamiento y en parte disipada como calor, por lo que en cada transferencia va disminuyendo significativamente la misma sin posibilidad de reciclarse.

Comenzaremos con el primer nivel de organización: POBLACIÓN describiendo sus principales atributos: Parámetros poblacionales y crecimiento poblacional: ¾ Parámetros poblacionales: Son los que caracterizan a una población según su: ¾ Abundancia: Es el número de individuos que forma una población, es una propiedad básica que permite determinar su “tamaño” pero muchas veces de difícil determinación por las características biológicas de la especie y la disponibilidad de tiempos y medios. ¾ Densidad: La abundancia expresada no en forma absoluta sino en relación a unidades de superficie o volumen según se trate de especies que habitan ambientes terrestres o acuáticos respectivamente es la densidad bruta; en los casos que sea más representativo expresar la densidad respecto a la unidad de espacio o volumen específicamente ocupado por una especie (cantidad de vinchucas por rancho) es una nueva variable: densidad específica. ¾ Distribución espacial: Es la forma en que los individuos de una determinada especie se ubican ocupando el espacio.Las tres formas ípicas son:

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Uniforme

Al azar

ooo ooo ooo

O O

Agrupada

O O

O O

Ejemplos regionales: Ñandubay

Pumas

Monos

Pastizal

Yarara

Pecaríes

Pirizal

Lechuza

Tucanes

Actividad Nº 5: Analizar el siguiente esquema representativo de estas poblaciones de especies autóctonas en una sabana-parque donde el cuadrado representa la unidad de superficie en 1 ha. e identifica: el tamaño, la densidad y la distribución de cada una.

¾ Crecimiento poblacional: El tamaño de la población descrito precedentemente no es constante a lo largo del tiempo sino que sufre variaciones por las diferencias entre nacimientos respecto a las muertes y las emigraciones respecto a las inmigraciones. Estas modificaciones se traducen en magnitudes denominadas tasas que son los valores para medir el crecimiento poblacional de una determinada especie en un ambiente determinado, el cual ejerce un control sobre dicha población a través de factores bióticos (predatores o disponibilidad de alimento/presas) o abióticos (ciclos climáticos, disponibilidad de territorio o acumulación de desechos) que determina un número máximo de individuos que es la variable denominada capacidad de porte o carga (K) que es una constante inherente a cada hábitat en relación con una especie determinada. Actividad Nº 6: La tasa de natalidad (n) representa la producción de nuevos individuos vivos en una población en una cierta unidad de tiempo mientras que la tasa de mortalidad (m) indica el número de muertes respecto al tamaño de la población en la unidad de tiempo. La tasa de crecimiento surge de la diferencia entre las dos anteriores en caso de que no existan migraciones: a. Marcar las opciones correctas: •

Si n es mayor que m, la población: CRECE - DECRECE - SE MANTIENE.

•

Si n es menor que m, la población: CRECE - DECRECE - SE MANTIENE.

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Capítulo 7

•

Si n es igual a m, la población: CRECE - DECRECE - SE MANTIENE.

b. Graficar en ejes de coordenadas donde (x) es la variable tiempo (y) la ordenada y es el tamaño de la población (N) las alternativas de variación de una población en función del tiempo: crece – decrece o se mantiene. Actividad Nº 7: Cuando el ambiente no pone restricciones al crecimiento, generalmente por intervención humana, la población crece indefinidamente y a su máximo limite: crecimiento exponencial mientras que en condiciones naturales donde el ambiente (K) regula los tamaños poblacionales el crecimiento poblacional describe una curva sigmoidea o en S y estamos ante el modelo de crecimiento poblacional logístico. a. Enumerar las posibles causas del crecimiento exponencial de una población y establecer la relación con el concepto de plaga. Subimos un escalón más y nos ubicamos en el segundo nivel ecológico: COMUNIDAD y analizamos desde el enfoque ecológico: Las tramas tróficas (cadenas y redes alimentarias) e identificamos / ejemplificamos los principales tipos de relaciones que se dan entre los seres vivos en la naturaleza. ¾ La alimentación es la principal función que realizan los seres vivos para desplazarse, crecer, reproducirse y así perpetuar la especie. La existencia de organismos autótrofos que fueron capaces de fijar el carbono de la atmósfera hicieron posible la aparición de otros, los heterótrofos, que aprovechando la materia orgánica sintetizada por los primeros pudieron alimentarse, fueron así constituyéndose complejas redes de seres vivos vinculados a través de estas relaciones tróficas formando primero las cadenas alimentarias básicas donde se los ubica por niveles: Productores – Consumidores de 1º - 2º - 3º, etc. Orden - Descomponedores según su patrón de comportamiento alimentario que luego se fueron entrelazando conformando finalmente complejas mallas de cadenas interrelacionadas, donde las propias especies actúan como eslabones comunes, que son las denominadas Redes Tróficas representativas de una Biocenosis, es decir la comunidad total o el conjunto de todos los seres vivos, que habitan en un espacio común (Biotopo) en un tiempo dado constituyendo un Ecosistema determinado. ¾ Las Pirámides Ecológicas o alimentarias sirven para representar en forma muy clara los diferentes niveles tróficos de una determinada biocenosis para ver no solo como esta compuesto cada uno de estos niveles en cuanto a las clases de especies sino también a la cantidad de biomasa (cantidad de materia viva medida en unidades de peso) (Pirámides de biomasa) y cantidad de individuos (Pirámides de números). La representación grafica adopta esta forma porque cada nivel constituye un escalón de la pirámide comenzando con los productores en la base cuya biomasa es 10 veces superior a la de los herbívoros que ocupan el segundo nivel y que sirven de alimento a una cantidad muy inferior de depredadores, los cuales se ubican en el tercer estrato; no alcanzando la pirámide generalmente a superar los cinco niveles. Actividad Nº 8: Esquematizar las relaciones de alimentación o tróficas en forma de redes tróficas o alimentarias con especies autóctonas, luego aislar 2 de las cadenas tróficas que la constituyen. Indicar los niveles tróficos y los eslabones comunes. Actividad Nº 9: Observar y analizar la siguiente representación esquematica de conformación de una cadena trófica y armar las correspondientes pirámides de biomasa o números : PRODUCTORES 1.000 plantas de repollito de agua 5.000 Kgr. de hidrofitos

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HERVIBOROS 10 ciervos de los pantanos 3.000 kg. de carne de ciervo

CARNIVOROS 2 pumas 400 kgr. de carne de puma

Biología

Actividad Nº 10: Analizar la siguientes pirámide ecológica de números y:

a. Transformarla en la de biomasa con los siguientes datos de peso por individuo: Productor: 1 Kgr, Parasitos 0,01 Kgr. y los hiperparásitos 0,001 Kgr:

1.000 HIPERPARASITOS 100 PARASITOS 1 Productor

b. La pirámide de números es igual o diferente a la de biomasa. c. Si es diferente ¿Por qué cambia si es la misma cadena trófica?. Fundamentar la respuesta. En el seno de una COMUNIDAD se establecen relaciones entre los individuos de diferentes poblaciones que reciben el nombre de interespecificas ,es decir entre especies diferenciándose de las intraespecificas que son las que se producen entre los individuos de una misma especie ya descriptas a nivel población. RELACION INTERESPECIFICA

DESCRIPCION

No existe interacción entre dos poblaciones puestas en contacto. Ambas poblaciones se benefician PROTOCOOPERACION pero pueden vivir separadas Ambas poblaciones se benefician MUTUALISMO o pero no pueden sobre-vivir SIMBIOSIS separadas

EJEMPLOS REGIONALES Tatú – Guazuncho

NEUTRALISMO

COMENSALISMO AMENSALISMO

PREDACION

Las termites y sus flagelados intestinales que le permiten digerir la madera. Una de las especies obtiene Garza bueyera - Bovino beneficio de la presencia con otra, Pulgón - hormiga la cual no es afectada por la unión. Una especie se inhibe por la El hongo Penicillium presencia de una segunda que no inhibe el crecimiento de es afectada por la de la primera. una amplia variedad de bacterias.

Una especie afecta a otra, pero no Puma-Guazuncho puede vivir sin ella: ƒ Si la primera atrapa y mata a la Curiyu-Cuis Aguilucho-Aperea segunda. ƒ

PARASITISMO

COMPETENCIA

Tucán - Palmera

Si la primera vive sobre o adentro de la segunda sin llegar a matarla. Acción reciproca entre dos o más poblaciones que afecta adversamente su crecimiento y supervivencia. Rivalidad entre organismos empeñados en conseguir un mismo recurso del ambiente.

Piojo - Caraya Murciélagos Hematofagos Nematodes-Carpincho Un yaguarete y un puma compartiendo un mismo territorio.

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Capítulo 7

Al llegar al nivel máximo de organización ecológica: ECOSISTEMA ya podemos visualizar y analizar las relaciones entre los seres vivos y el medio físico para comprender que el mantenimiento de la vida en la Tierra depende de el flujo continúo de energía y en el ciclo de la materia; pero antes de profundizar en el Ciclo de la Materia y el Flujo de Energía como los componentes básicos de la dinámica del Ecosistema ,resulta útil en la descripción de las relaciones ecológicas analizar los conceptos de Hábitat y Nicho Ecológico: ¾ Hábitat: Se denomina así al ambiente físico en el que vive una especie, es decir alguna parte especifica de la tierra: el aire, el suelo o el agua; puede ser tan grande como un océano o una pradera o tan pequeño como la parte inferior de un tronco podrido pero siempre es una región tangible físicamente delimitada. ¾ Nicho Ecológico Es un concepto abstracto, a diferencia del anterior no esta físicamente definido, constituye la posición relativa de un organismo dentro de su comunidad y/o ecosistema. Comprende todos los factores bióticos y abióticos del ambiente que requiere el organismo, así como todos los aspectos que se relacionan con su comportamiento. Una misma especie puede ocupar diferentes nichos ecológicos en función de su capacidad de adaptación o dos especies competir por el mismo nicho en el seno de una comunidad. Requerimiento energetico

Relaciones interespecificas

Intercambio gaseoso

Territorialidad

INDIVIDUO

Relaciones intraespecificas

Intercambio gaseoso

El Ciclo de la Materia se concreta en los ciclos particulares de los más importantes elementos biogeoquímicos (carbono, oxígeno y nitrógeno) ,esta rueda de materiales es accionada y se mantiene por el ingreso permanente de la energía solar que es convertida ,a través de la fotosíntesis a nivel de los productores, en un Flujo continúo de Energía Química que fluye en la trama trófica entrando y saliendo de cada individuo generándose una perdida de la misma en cada nivel trófico en forma de calor; como así también gracias a la presencia de microorganismos (hongos y bacterias) que actúan como descomponedores de la materia para desprender de ella los elementos inorgánicos sencillos que de otra manera no estarían disponibles como nutrientes ( elementos y sales disueltas esenciales para la vida) que son tomados por los productores, y que se subdividen en macronutrientes (carbono, hidrógeno, oxigeno, potasio, calcio, magnesio y fósforo) con un desempeño clave en el protoplasma y en micronutrientes (hierro, cobre, zinc, manganeso, boro, sodio, cloro, etc.) necesarios para el funcionamiento de los seres vivos en pequeñas cantidades. ¾ Descripción de los principales ciclos bio-geoquímicos (bio por organismos vivos y geo por referirse al aire, suelo/rocas o agua) en el planeta: Estos ciclos representan el proceso de intercambio de los elementos químicos entre los organismos y su ambiente, es decir entre los componentes bióticos y abióticos , en los que los diferentes elementos constituyentes de la materia a partir de un punto dado interviene en diversas combinaciones orgánicas para volver luego a su estado inicial:

112

Biología ¾ Ciclo del carbono y del oxígeno: Estos ciclos se hallan estrechamente ligados ya que el Carbono en la atmósfera se presenta como dióxido de carbono CO2, y en esta forma se incorpora a los productores mediante la fotosíntesis y quimiosíntesis, transformándolo y fijándolo en el tejido vegetal convertido en materia orgánica: azúcares, almidones y celulosa, moléculas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Durante la fotosíntesis las plantas liberan oxígeno al aire que luego al respirar, al igual que los demás seres vivos, liberan a la atmósfera nuevamente el carbono, siempre como CO2 y el resto que no ha pasado al suelo y se halla fijado en la materia vegetal como hidratos de carbono (C-H-O) se incorpora y va pasando por los diferentes niveles tróficos (consumidores) generándose en cada nivel su utilización metabólica, a través de la incorporación de oxigeno, con devoluciones a la atmósfera por la respiración mientras una parte queda almacenada como reserva hasta que posteriormente cuando los seres vivos mueren, por acción de los microorganismos descomponedores a través de la fermentación y la putrefacción se desintegra la materia desprendiéndose el carbono siempre como CO2 que vuelve a la atmósfera. Una porción forma carbonatos minerales u orgánicos (huesos y caparazones) que son destruidos por ácidos o por calcinación y así se reintegran a la atmósfera desde donde vuelve a ingresar en los productores cerrándose el ciclo. El oxígeno comienza su ciclo cuando es liberado en la fotosíntesis, luego es fijado en plantas y animales durante la respiración y devuelto como dióxido de carbono que las plantas captan en la fotosíntesis cerrándose así el ciclo con un saldo positivo entre lo que las plantas toman y liberan a la atmósfera. ¾ Ciclo del nitrógeno: El Nitrógeno es el principal componente de la atmósfera (78%) pero en tal forma no puede ser utilizado por los seres vivos ni vegetales ni animales. Los productores lo toman del suelo en forma de sales solubles: nitratos que la planta asimila elaborando proteínas vegetales formadas por carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. Luego los animales, de cada nivel de los consumidores: herbívoros – carnívoros, las van ingierendo y transfiriendo constituyendo la masa de sus propios cuerpos o la utilizan en su metabolismo durante el cual excretan sustancias al suelo que contienen nitrógeno como la urea y el ácido úrico. Cuando los animales y plantas mueren actúan los descomponedores desintegrando las sustancias orgánicas nitrogenadas complejas en otras más simples que darán primero nitritos y luego nitratos cerrándose así el ciclo ya que estos vuelven a se absorbidos por las plantas. Esquemas conceptuales indicando gráficamente el ciclo del carbono y el nitrógeno descriptos precedentemente:

Ciclo del carbono - oxígeno

113

Capítulo 7

Ciclo del nitrógeno

Actividad Nº 11: Analizar los esquemas conceptuales del carbono y el nitrógeno descriptos y relacionar con el ciclo de la materia respondiendo: e. ¿Qué niveles tróficos participan en cada uno de los ciclos y con que transformaciones se relacionan? f.

114

¿Qué relación existe entre los elementos bio-geoquímicos y la materia que pasa cíclicamente a través de las redes tróficas?

Biología

LAS RUTAS DE LA ENERGIA EN EL PLANETA REFLEJADA por el SUELO y la VEGETACIÓN 11%

REFLEJADA por la ATMOSFERA 60%

ENERGIA LUMINOSA del SOL 100%

ABSORBIDA por el BIOTOPO 8,98%

PRODUCTOS FOSILES

EVAPORACIÓN 16%

VEGETACIÓN MARINA 1%

0,02%

TERRESTRE 3%

LUZ ABSORVIDA

Eficiencia fotosintética ENERGIA QUÍMICA 0,1% PN: Producción Primaria Neta

Flujo Unidireccional de Energía

R: Respiración

PPG 200 Kc/m/s 0,01 Kc 0,09 Kc Consumidores 3º orden

PPG: Producción Primaria Bruta

0,9 Kc 90 Kc

0,1 Kc 10Kc

Consumidores 2º orden Consumidores 1º orden Productores

100 Kc

100 Kc CICLO DE LA MATERIA

Sust. simples

DESCOMPONEDORES

115

Capítulo 7

Actividad Nº 12: Observar y analiza el siguiente dibujo de un ecosistema natural acuático de tipo lentico cuya biocenosis se halla representada por: 1. carpincho, 2. yacaré, 3. garza mora, 4. garza blanca, 5. pato silvón, 6. pato maicero , 7. rana, 8. palometa, 9. pacusito,10. caracol,11. almejas, 12. zooplancton,13. fitoplancton,14. Totoral,15. irupe, 16. repollito de agua , 17. camalote,18 elodea,19 valisnería y 20 hongos y bacterias :

Dibujo de laguna con especies autóctonas

........... y responde en relación a este ecosistema : a. ¿Cuántas poblaciones integran la biocenosis? b. Nombra las poblaciones que constituyen la comunidad de aves e indica cuantos individuos las forman a cada una. c. Encierra en un circulo rojo una población formada por 3 individuos y en circulo verde la comunidad de peces. d. ¿Qué poblaciones integran la comunidad de productores? e. Grafica la red trófica indicando los niveles tróficos. f.

116

Aísla una cadena trófica y grafica el ciclo de la materia sobre el siguiente esquema general de un ecosistema:

Biología

SOL

2 ...................(aire)

1................ M.O.V.

C O2

3

M.O.A.

4

P...................

C.................

5 M.O.A. C.................. 6 C.......................

Hidrosfera (agua) 8

7 Litosfera (9...................)

D....................... M.O.V. : ..............................

M.O.A. ………………. M.I. …………………

Actividad Nº 13: Observar y analiza el siguiente Observar el siguiente esquema de una cadena trófica donde se representa gráficamente el tamaño de la población de cada nivel trófico para:

Productores

+++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++

0 0 0 0 0 0 0

* * * *

a. Representarla gráficamente en forma de pirámides de: energía y de números e identificar los niveles tróficos. b. Analiza el tamaño de las poblaciones de los diferentes niveles tróficos y responde: ¿Por qué las poblaciones de consumidores son cada vez más pequeñas a medida que se alejan de los productores? Actividad Nº 14: Leer y analizar el siguiente TEXTO que relate las interrelaciones en el seno de la biocenosis de un monte en un ambiente de sabana parque en la Mesopotamía Argentina.

117

Capítulo 7

Es el atardecer y una hembra de CARAYA con su cría asciende a las ramas más altas de un TIMBO donde la mima sacándole los molestos PIOJOS que habitan entre su pelaje. Un grupo de TUCANES y GARZAS también se ubican en sus dormideros en las copas más altas de los árboles del monte, buscando protegerse de los ZORROS, GATO MONTÉS, YAGUARUNDÍ y algún PUMA que ya están saliendo de cacería; ya es de noche y un PECARÍ desprevenido que se alejo de su piara (conjunto de chanchos de monte) es presa de un puma mientras un rápido GUAZUNCHO logra escapar de sus garras y un MOITÚ se convierte en el alimento del astuto AGUARA CHAÍ (ZORRO CHICO) que le gano la presa al YAGUARUNDÍ que esa noche no ceno. Las VIZCACHAS salen en grupo a alimentarse en el pastizal de raíces, semillas, gusanos y frutos cuidándose entre sí , a la primer señal que fueron vistas por los grandes ojos de las LECHUZAS que brillan en la oscuridad se ocultan en las cuevas, al igual que los CUISES, pero siempre alguna no lo logra. Una paraje de AGUARA GUAZU vagabundea por el pastizal y en el monte cortejándose y buscando un lugar protegido donde construir su madriguera mientras pasa junto a ellos un OSO MELERO que se dirige a un gran termitero a alimentarse con su pegajosa y larga lengua de sus laboriosas habitantes que no podrán defenderse. Amanece en el monte y las azucenas, algarrobos y espinillos florecidos y cubiertos de claveles del aire y bellas orquídeas son visitados por picaflores y abejas que beben el néctar de sus flores. Mientras los animales de vida nocturna se ocultan a descansar, los diurnos como los loros, pilinchos y cardenales entre otros pájaros de bellos colores llenan de cantos en el ambiente para luego alimentarse de frutos, semillas y algunos insectos que generosamente le ofrecen los árboles que también les dan soporte y abrigo beneficios que ellos agradecen dispersando sus semillas y comiendo sus plagas.

Actividad Nº 15: Identificar las Relaciones Interespecíficas e Intraespecíficas relatadas en el texto y clasificarlas según la siguiente tipología: RELACIONES ESPECIFICAS a nivel de población Cuidado parental

1

Cortejo

2

Relación entre sociales Competencia

EJEMPLOS extraídos del texto

DEFINICIÓN CONCEPTUAL

EJEMPLOS extraídos del texto

castas 3 4

RELACIONES ESPECIFICAS a nivel de comunidad Mutualismo

5

Comensalismo

6

Parasitismo

7

Simbiosis

8

Predación

9

118

DEFINICIÓN CONCEPTUAL

Biología Actividad Nº 16: Relatar un texto equivalente al interior para una biocenosis de la Selva Misionera, Monte Chaqueño o Laguna donde se ejemplifique una red trófica y las relaciones especificas representivas de alguno de estos ambiente tipicos de nuestra región.

7.2.3. Los ecosistemas desde el punto de vista humano: El hombre es una especie cosmopolita, habita en todo el planeta, cuya supervivencia ,como la de cualquier otro ser vivo ,depende de su adaptabilidad al medio en que vive, es decir desarrolla sus actividades. La especie humana merced a su capacidad de modificar su entorno natural para satisfacer sus necesidades vitales (aire, agua, alimentación, vivienda y vestimenta) y no vitales (actividad física y mental, descanso, comunicación, seguridad social, atención medica, afecto y reconocimiento, recreación, etc.) ha ido transformando la biosfera, entendida como el espacio o esfera vital de la tierra donde es posible la vida humana, animal y vegetal, desde su etapa de recolector y cazador de animales ,luego agricultor-artesano hasta el hombre contemporáneo que emplea computadoras y se alimenta de productos biotecnológicos generándose cambios profundos en la estructura de los ecosistemas naturales que constituían la superficie del planeta tierra ; surge así la concepción del “Ecosistema Humano” que es el producto de la incorporación de componentes socio-culturales y tecnológicos a los naturales en los territorios, espacios o ambientes colonizados por las sociedades humanas. AMBIENTE SOCIO-CULTURAL

Ecosistema Humano

Factores Humanos

Ecosistema Natural

Factores Bioticos AMBIENTE BIOLOGICO

Factores Abioticos AMBIENTE FISICO_QUIMICO

En la etapa evolutiva definida como revolución verde o agrícola el hombre se vuelve sedentario y gregario (vive en comunidad) pasando de cazador – recolector a pastor – agricultor surgen así los “primeros ecosistemas humanos: productores o rurales” por la creciente necesidad de recursos (alimentos) como consecuencia del aumento de individuos (demanda) en un mismo espacio (reducido): “avance de las fronteras agropecuarias sobre los ecosistemas naturales”.

El desarrollo de la ciencia, la técnica, la industria y más recientemente la electrónica y la informática fueron generando y acelerando progresivamente la aparición del “segundo tipo de ecosistemas humanos: consumidores o ciudades” con el consiguiente “avance de las fronteras urbanas sobre los ecosistemas productores y naturales”. Actualmente la biosfera como resultado de este proceso constituye un Mosaico de los 3 tipos básicos de Ecosistemas descriptos: NATURAL-PRODUCTOR-CONSUMIDOR. Este proceso de urbanización con la consiguiente explosión demográfica iniciado por las primeras poblaciones humanas que se agruparon en sociedades generando una creciente demanda de recursos

119

Capítulo 7

naturales que deben obtenerse de los ecosistemas naturales y rurales exigen la búsqueda de un equilibrio, actualmente inexistente, para asegurar la perpetuidad de los mismos y por ende de la propia especie humana. Para ello es indispensable conocer la mecánica funcional de los ecosistemas a través de la teoría matemática conocida como “Concepto de Caja Negra” donde tenemos elementos de entrada y salida cuyos valores pueden presentarse en diferentes proporciones indicando las diferentes estructuras funcionales a través de los balances de materia, energía e información (genética y cultural): ECOSISTEMA NATURAL ECOSISTEMA PRODUCTOR ECOSISTEMA CONSUMIDOR

Materia ----------- = M Energía ----------- = E Inf.Genetica ----- = I.G. Energía Potencial (E) Gran Diversidad Específica (I. G.)

Materia ------- + M Energía ----------- + E Inf.Genetica ----- + I.G. Producción de Energía Escasa Diversidad Específica (I.G.)

Materia ----------- - M Energía ------------ - E Inf.Genetica ------ - I.G. Consumo de Energía Escasa Diversidad Específica con primacía de la especie humana (I.G.) Inf. Cultural(lengua,escritura y tradiciones) Materia: Biomasa repre- Materia: Biomasa represen- Materia: Biomasa represensentada por fauna y flora: tada por cultivo y ganadería, tada hombre, fauna y flora acción desintoxicante materialesresiduales(pestici- domestica, materiales de condas):contaminación rural sumo y residuales (basura): contaminación urbana Actividad Nº 17: Reconocer los componentes del ECOSISTEMA HUMANO: bioticos – abióticos –psico-socio-culturales y representar esquemáticamente su estructura. (PERLMUTER y otrosCiencia Naturales y Tecnología 7,1998.) Actividad Nº 18:Analizar la idea o concepto de: MOSAICO DE ECOSISTEMAS y sacar conclusiones en su relación con la acción del hombre sobre su entorno natural en los siguientes mapas conceptuales : ¿Dónde viven y se desarrollan las sociedades humanas” y “ECOSISTEMA (Tansley 1930): Concepto arbitrario y hasta irreal”

120

Biología ¿DONDE VIVEN Y SE DESARROLLAN LAS SOCIEDADES HUMANAS?

LA BIOSFERA : MOSAICO DE ECOSISTEMAS NATURALES

RURALES

URBANOS Energía Solar

VENTAJAS AIRE PURO Mayor ESPACIO Mas CONTACTO con la NATURALEZA COMIDA SANA TIEMPO LIBRE TRANQUILIDAD

DESVENTAJAS DEFICIENTE ATENCIÓN de la SALUD SIN AGUA POTABLE CONTAMINACIÓN por AGROQUIMICOS DESINTEGRACIÓN FAMILIAR POR MIGRACION DIFICULTADES DE COMUNICACIÓN

VENTAJAS ACCESO A LA TECNOLOGÍA CULTURA SERVICIOS ACTUALIZADO DE SALUD MAYORES POSIBILIDADES DE INTEGRACION FLIAR. FACILIDAD DE COMUNICACION

DESVENTAJAS CONTAMINACIÓN AMBIENTAL HACINAMIENTO VIOLENCIA CONSUMISMO ACCIDENTES DESOCUPACIÓN COMPETENCIA STRESS

121

Capítulo 7

CAMPO

ECOSISTEMAS MARGINALES

CIUDAD

Proceso Migratorio Creciente DISMINUCION de

la CALIDAD de VIDA

ECOSISTEMA (Tansley 1930)

( Concepto arbitrario y hasta irreal) Cincunscribe UNIDADES AMBIENTALES Deben tener FISONOMIA Y ESTRUCTURA Distintiva y con Limites

COMPONENTES BIOTICOS

HOMOGENEIDAD Y SUPERFICIE Y VOLUMEN ACOTADOS

ABIOTICOS

INTERACTUAN MANTENER

EN UN AREA DETERMINADA EXISTEN FLUJO DE ENERGIA, UNA CADENA O TRAMA ALIMENTARIA, DIVERSIDAD BIOLÓGICA E INTERCAMBIO DE MATERIALES ENTRE PARTES VIVAS E INERTES PERMITE MODELAR LA REALIDAD (ECOLOGÍA) Y DISEÑAR Y APLICAR MECANISMOS DE INTERVENCIÓN (GESTION).

Energía Materiales

Ecosistemas Ajustables Ecosistemas Productivos o Balanceados o Agroecosistemas P/R= 1 P/R = + 1 Ecosistemas consumidores o Urbanos P/R= - 1

MOSAICO DE ECOSISTEMAS

122

E M

CAPITULO

8

LOS RECURSOS NATURALES Y EL DESARROLLO SUSTENTABLE

123

124

Biología

CAPITULO Nº 8: LOS RECURSOS NATURALES Y EL DESARROLLO SUSTENTABLE Mgter. y Lic. Sandra M. Carbajal INTRODUCCIÓN:

Los contenidos expuestos y las actividades presentadas en el desarrollo del siguiente capítulo, nos hacen reflexionar en que el concepto de renovabilidad de los recursos es muy relativo y frágil, por lo que exige prudencia y tener en cuenta que la capacidad de reproducción por sí sola no garantiza la renovabilidad sino que depende también del sistema económico y social que condiciona las formas de uso de los elementos que generosamente nos brinda la naturaleza para el desarrollo de las sociedades humanas permitiendo tender a la adquisición de competencias integrales analizando: ¾ Los procesos de deterioro ambiental y las alternativas para el manejo de los recursos de la biosfera para que puedan insertarse en el ámbito laboral y de estudios superiores como personas creativas, seguras de sí mismas, respetuosas de posturas y opiniones diferentes y transformadoras críticas de su realidad. ¾ Las problemáticas socio-ambientales actuales en el marco de los procesos de globalización y las estrategias de acción de los diferentes actores involucrados para participar activa y críticamente en el mejoramiento de la calidad de vida de su comunidad. 8.1. Construyamos analizando desde distintas perspectivas BIODIVERSIDAD y su relación con los Recursos Naturales

el

concepto

de

Es un concepto ecológico-ambiental y por lo tanto esta compuesto por un gran número de variables que requieren ser analizables desde un enfoque multidisciplinario e integral. Comenzaremos con la definición del “Centro Mundial para el Monitoreo de la Conservación” (organismo internacional especializado en la conservación de la biodiversidad), a saber: •

“La palabra biodiversidad es una contracción de diversidad ecológica; se refiere por lo tanto a la variedad en el mundo viviente. Se aplica comúnmente a describir la cantidad, la variedad y la variabilidad de los organismos vivos lo que la convierte en realidad en sinónimo de la vida en la tierra”

•

Si entendemos la diversidad ecológica como la variedad y variabilidad de los seres vivos que integran en sus diferentes niveles de organización las biocenosis de los distintos ecosistemas y que se hallan distribuidas sobre la biosfera es deducible que el concepto de Biodiversidad abarca no solo la variedad especifica y genética dentro de una especie y la diversidad global a nivel planeta ,y su abundancia relativa sino también las interrelaciones, ya estudiadas en el capitulo 7, que trascienden lo genético y condicionan el gran número de variables vinculadas a este complejo concepto.

•

El concepto de Recursos Naturales es dinámico, relativo y funcional porque depende de la valoración subjetiva que las sociedades humanas otorgan a los componentes bióticos o abióticos existentes en el planeta cuando lo utilizan para satisfacer sus necesidades lo que implica que los mismos adquieran valor económico, generándose una compleja trama de intereses que exigen la puesta en marcha de estudios técnico-científicos, de administración y de gestión en los distintos niveles de competencias jurisdiccionales para reglamentar el uso racional de esos elementos naturales que adquirieron la categoría de Recurso.

125

Capítulo 8

•

El manejo de los recursos naturales no se restringe solo a encontrar tecnologías apropiadas a las condiciones naturales, sino que también es necesario que sea congruente con las estructuras políticas, económicas, sociales y culturales de la sociedad humana de referencia.

8.2. Caracterizando y clasificando los principales tipos de recursos naturales: 8.2.1. Se reconocen tres grandes tipos : ¾ Los perpetuos: inextinguibles en una escala humana: la energía solar por ejemplo. ¾ Los no renovables o agotables: Se agotan por no ser reemplazables por procesos naturales o porque su reemplazo es a un ritmo más lento que su tasa de utilización. Su disponibilidad se halla en función de la extracción que se haga del mismo en un tiempo dado. ¾ Los renovables son aquellos con capacidad de autogeneración; hallándose disponibles en función del manejo que se realice de los mismos en un tiempo dado; ya que pueden agotarse si se los contamina o se los utiliza demasiado rápida e intensamente.

8.2.2. Las tres dimensiones a tener en cuenta en el análisis de los recursos naturales son las siguientes: ¾ Ecológica: toma el hábitat físico como punto de partida. ¾ Etnológica: comienza con la cultura del hombre. ¾ Económica: parte de la carencia: atributo de escasez que afecta a las actividades humanas Firey 1960). A partir de estas tres dimensiones surgen los siguientes tipos de puesta en marcha: ¾ Posible. Cuando se halla en equilibrio con un hábitat físico determinado; es decir sin superar la capacidad de carga. ¾ Adoptable: si es congruente con el sistema de actividad de una sociedad determinada. ¾ Ventajoso: si alcanza al menos un grado establecido de eficiencia productiva (Firey 1960).

8.2.3. Clasificación de los recursos naturales según Durand y Lara 1999- Erre y Eme S.A. “Convivir con la tierra” . RECURSOS DE STOCK Consumido por uso Petroleo Gas Carbón

126

Teóricamente reciclable Todos los minerales elementales

RECURSOS DE FLUJO Reciclable

Zona crítica

Zona no crítica

Minerales metalicos

Peces Bosques Selvas Animales Suelo Acuíferos Aguas superficiales

Energía Solar Energía eolica y mareomotriz

Biología Cuando el Recurso Natural es renovable, como lo son casi todos los recursos vivos, es posible efectuar un manejo racional del mismo, lo que implica su utilización sin agotarlo, para lo cual deben cumplirse estrategias técnicas sustentables que requieren de mediciones y es aquí donde podemos concluir que aunque la Biodiversidad no se limita a la mera cuantificación, proporciona una medición sobre bases científicas que aporta herramientas sólidas para argumentar y convencer a la hora de convencer a los actores políticos de turno en la necesidad de implementación de políticas de desarrollo sustentable basadas en estrategias de uso racional de los recursos naturales disponibles en una determinada jurisdicción o territorio.

Actividad Nº 1: Identificar los recursos naturales, base de las actividades económicas, que posee nuestro país .

¾ Bibliografía de consulta sugerida: DURAND, D. Y LARA, A. “Convivir

en la Tierra: Cuaderno del Medio Ambiente Nº 1”, 1992. DURAND, D. Y LARA, A. , 1998.DURAND, D., BAXENDALE, C. Y PIERRE, L.”La Sociedad y los Espacios -Argentina”, 1996.).

a. Relevando los componentes del biotopo y la biocenosis a nivel de cada Bioma Argentino. b. Clasifica los componentes que relevaste como recursos naturales en renovables y no renovables. c. ¿Cuáles son las principales fuentes de energía en la Argentina? ¿Existen energías alternativas? d. ¿Qué recursos identificaste con valor geopolítico internacional y en que bioma se encuentran? e. ¿Qué recursos te parece están mal o insuficientemente aprovechados y cuáles sobreexplotados? f.

Según su criterio ¿Consideran que la Argentina esta bien dotada de R. Nat.? Fundamenten su respuesta.

Actividad Nº 2: Realizar la secuencia histórica de utilización de los Recursos Naturales en la argentina:

¾ Bibliografía de consulta sugerida:

DURAND,D. Y LARA,A. “Convivir en la Tierra: Cuaderno del

Medio Ambiente Nº 1”, 1992.

8.3. Analicemos el desarrollo evolutivo de las sociedades humanas en la biosfera : En el marco de la Globalización , la integración regional y el cambio en las funciones del estado se insertan los procesos de descentralización administrativa que confieren a nivel local una mayor capacidad de iniciativa que a nivel institucional se cristaliza en los Municipios con una creciente autonomía institucional respecto a los gobiernos provincial y nacional (poderes centrales) y a nivel socio-comunitario plantean a las fuerzas locales la necesidad de asumir nuevas formas asociativas para crecer, mejorar su vida y ser competitivas ,es decir planificar e impulsar el desarrollo desde el ámbito local, generándose así profundos cambios en un clima de inestabilidad institucional y socio-económica, que exigen: a. La existencia de un “saber innovador” localizado en el territorio, entendido como un conjunto básico de competencias locales accesibles y compartidas que otorguen a esa comunidad una alta capacidad de respuesta a las demandas o problemáticas emergentes.

127

Capítulo 8

b. Una elevada calificación y circulación del conocimiento que permita al sistema productivo local ser competitivo en el cambio. c. Amplio proceso de consenso, participación y compromiso social de los actores locales con el desarrollo, la producción y el conocimiento. El Desarrollo Local entendido como la orientación regional hacia una economía del conocimiento, de la calidad y de la innovación interpreta el Conocimiento como un atributo territorial (capacidades de los actores locales) que se mide por su capacidad de respuesta y dinámica de adecuación e implica: ¾ La valorización del territorio interpretado no solo como un espacio geográfico con limites definidos políticamente sino como el conjunto de actores organizados socialmente ,con patrones culturales comunes y valores compartidos involucrados en procesos de desarrollo local y humano como el resultado de una opción asumida en comunidad democráticamente deben basarse en el conocimiento como el eje estratégico de un desarrollo de alta calidad social que representa: ƒ

Calidad de Vida

ƒ

Cohesión Social

ƒ

Competitividad

¾ La emergencia y valoración social , con la consiguiente y creciente demanda desde los distintos sectores, de nuevos sistemas de necesidades expresados como : ƒ

Vida larga y saludable.

ƒ

Conocimientos y recursos para una vida decente.

ƒ

Libertad política, social, económica y cultural.

ƒ

Sentido de comunidad.

ƒ

Oportunidad de ser creador y productivo.

ƒ

El respeto por sí mismo y los derechos humanos.

En el ejercicio de las libertades reales de las que deben disfrutar los individuos importan tanto los logros como el modo de procurarlos que deben ser de manera equitativa, participativa y sostenible, resultando destacable la fuerte vinculación con el Desarrollo Local y la importancia de la participación en el Desarrollo Humano que integra de algún modo los objetivos sociales con la capacidad de las personas para llevar “el tipo de vida que valoran”. En síntesis: Existen dos tipos de Desarrollo Local, uno el asociado a los denominados polos de desarrollo, complejos industriales o las denominadas industrias industrializante que a fines de los años 70 se presenta como incapaz para autogenerar procesos sostenible de crecimiento industrial a nivel local y provoca que en la década del 80,especialmente en los noventa, período en el que cobran fuerza los procesos de Desarrollo Local asentados en una larga historia de responsabilidades solidarias y en una alta legitimidad de las autoridades comunales y regionales pero donde se producen cambios cualitativos en la gestión social local porque la gente ,afectada por la globalización, disminuye su nivel de vida y comienza a buscar nuevas formas asociativas para crecer, elevar su calidad de vida y ser competitiva, surge así la simiente del denominado actualmente como Desarrollo Humano.

128

Biología

LA GLOBALIZACIÓN

ALDEA

+

GLOBAL

MODELO NEOLIBERAL

ECONOMIA DE FRONTERAS

20% Población Mundial --- 1 $ 30% Población Mundial --- 2 $

RECURSOS INFINITOS

PASIVO SOCIAL +

CRECIMIENTO EXPONENCIAL DE LA ECONOMIA MUNDIAL

ALTOS NIVELES DE DEGRADACION DEL MEDIO-AMBIENTE PASIVO AMBIENTAL

PAISES RICOS VERSUS PAISES POBRES

ACTIVO ECONOMICO

+

CRECIENTE DESIGUALDAD SOCIAL

MODELO DE DESARROLLO MUNDIAL INSUSTENTABLE

CONDICIONANTES INTERNACIONALES DE SUSTENTABILIDAD POLÍTICAS CREDITICIAS

COMPRADORES DE PROD. ORGANICOS

CONSUMIDORES VERDES CERTIFICACIÓN

NUEVAS LEYES Y PERSPECTIVAS DE MERCADO ECONOMIZAR LA ECOLOGÍA EL DESARROLLO ECONOMICO SIN PROTECCIÓN AMBIENTAL ES EFÍMERO

LA PROTECCIÓN AMBIENTAL SIN DESARROLLO ECONOMICO ES UTÓPICA

DESARROLLO SUSTENTABLE

129

Capítulo 8

8.3.1. La acción humana y el impacto ambiental: La especie humana, a diferencia del resto de los seres vivos que para sobrevivir se adaptan al medio, merced a su inteligencia, pretende adaptar el medio a sus necesidades y transforma el mundo natural según intereses económicos particulares, esta actitud lo lleva a utilizar los recursos naturales con ansias de explotación desmedida, sin respeto por el resto de las criaturas vivientes ni por las leyes que rigen la dinámica del mundo natural. Los seres humanos somos una especie de borde de monte/bosque o margen de selva, ya que cuando nos encontramos en un monte o selva cortamos un claro y en el desierto plantamos árboles. La relación hombre-planta a lo largo de la evolución humana ha sido y es muy estrecha pero ha sufrido profundos cambios desde su etapa de recolector, cazador y productor preindustrial en las que estaba integrado al paisaje en general y al árbol en particular como fuente de abrigo, alimentos y madera para hacer fuego y herramientas paso en los últimos 300 años, en el período post-industrial , a divorciarse de la naturaleza y su acción tal vez más representativa es la destrucción progresiva y sistemática de las masas boscosas y selváticas para obtención de madera pero fundamentalmente por avance de las fronteras agropecuarias y urbanas. Podría decirse que en su primer millón de años la tierra se mantuvo sin alteraciones para cambiar aceleradamente en los últimos 300 años. Nos encontramos actualmente frente a una creciente población mundial y una irracional y más injusta distribución de los RECURSOS en el planeta como las causas del PRINCIPAL PROBLEMA ECOAMBIENTAL DEL SIGLO XXI : La creciente MARGINACION SOCIAL y el aumento cualicuantitativo de los niveles de POBREZA EXTREMA. Actividad Nº 3: Los grandes debates sobre el DETERIORO AMBIENTAL y la CALIDAD DE VIDA de las poblaciones humanas

c. Reflexionemos juntos escuchando las palabras que hace 122 años nos lego el Piel Roja: Jefe Seattle de la tribu Suwamish, aborigen del norte, hermano americano que conocía muy bien a los colonialistas : “El Gran Jefe de Washington manda decir que desea comprar nuestras tierras... nos envía palabras de amistad y buena voluntad. Apreciamos esta gentileza porque sabemos que poca falta le hace nuestra amistad. Vamos a considerar su oferta pues de no hacerlo el Hombre Blanco podrá venir con armas de fuego y tomarse nuestras tierras... ¿cómo podéis comprar o vender el cielo, el calor de la tierra, el agua, los bosques, los animales? Esta idea nos parece extraña... Somos parte de la tierra y él es parte de nosotros... por eso cuando el Gran Jefe de Washington manda decir que desea comprar nuestras tierras creemos que es demasiado lo que pide...”

b. Analizar y debatir en grupo sobre las acción humana y el impacto ambiental. c. Completar el Mapa Conceptual : CUADRO I: CAUSAS Y CONSECUENCIAS NEGATIVAS PARA LA CALIDAD DE VIDA CON LA APLICACIÓN DEL MODELO DE DESARROLLO TECNICISTAHIPERCONSUMISTA ubicando correctamente en los espacios en blanco con los siguientes

conceptos : ƒ ƒ ƒ ƒ

130

DETERIORO AMBIENTAL POBREZA CONSUMISMO CONTAMINACIÓN

Biología ƒ ƒ ƒ

EXTRACCIÓN INDISCRIMINADA DEGRADACIÓN DESTRUCCIÓN de la FUENTE GENERADORA

CUADRO I: EL ENTORNO NATURAL

Brinda 1

RECURSOS NATUALES Para satisfacer Uso irracional

La evolución del Hombre y su IMPACTO AMBIENTAL

2 7

3 Por EXTRACCIÓN

Por ADICCION

DISMINUCIÓN DE LA CALIDAD DE VIDA

4 5 6

MODELO DE DESARROLLO TECNICISTA HIPERCONSUMISTA

8.3.2.

El Desarrollo Sustentable como alternativa para elevar la Calidad de vida de las sociedades humanas: DESARROLLO SUSTENTABLE ECONOMIA SANA

EQUIDAD SOCIAL

SANIDAD AMBIENTAL

¿ COMO LOGRARLO? 131

Capítulo 8

¾ Restableciendo el equilibrio sociedad-medio-ambiente a través de la implementación de una política productiva sustentable. ¾ Generando una transformación económico-social en el interior de los países y en las relaciones entre naciones pobres y ricas ¾ Fomentando el rol de una sociedad civil que actúa en conjunto con espíritu solidario y organizada en ONGs. Para ir tendiendo a UN MODELO DE DESARROLLO QUE PLANTEA LA COEVOLUCION INTEGRADA DEL HOMBRE Y LA NATURALEZA Lo que requiere ¾ Comprender que el deterioro ambiental – pobreza no es causa ineludible de las actividades de la especie humana sino la consecuencia de la aplicación de un modelo de desarrollo insustentable . ¾ No solo preservar y mantener la base ecológica para el desarrollo y la habitabilidad sino también incrementar la capacidad social y ecológica de los ecosistemas rurales y urbanos. ¾ Manejarse en un mundo social-económico y ecológico en permanente y acelerada transformación

ECOLOGIZAR LA ECONOMIA

ECODESARROLLO

POLÍTICA NACIONAL

NACIONAL REGIONAL

PLANES

PROVINCIAL PROGRAMAS ECONOMIA ECOLÓGICA

MUNICIPAL PROYECTO

Actividad Nº 4: Los modelos de desarrollo y la calidad de vida a.¿ Qué es el desarrollo sustentable y el Ecodesarrollo? b. Completar el Mapa Conceptual : CUADRO II: ESTRATEGIAS A IMPLEMENTAR PARA TENDER HACIA UN MODELO DE DESARROLLO SUSTENTABLE ubicando correctamente en los espacios en blanco con los siguientes conceptos :ARREGLO ECOLÓGICO MINIMO - ACTIVIDADES SOCIO-ECONÓMICAS SUSTENTABLES EMISIÓN DE RESIDUOS Y/O CONTAMINANTES AL MEDIO POR DEBAJO DE SU CAPACIDAD DE ASIMILACIÓN O DIGESTIÓN - USO DE LOS RECURSOD SIN SUPERA SU TASA DE RENOVACIÓN. - STANDARES SANITARIO AMBIENTALES ACEPTABLES - ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y DE ACTIVIDADES

132

Biología CONSIDERANDO LA CAPACIDAD DE CARGA DEL MEDIO RACIONAL DE LAS NECESIDADES.

-SATISFACCIÓN

CUADRO II: DEMANDA RACIONAL DE RECURSOS

HOMBRE SOCIEDAD

ENTORNO NATURAL

BRINDAR RECURSOS EN EL TIEMPO 1

2

3

COMUNIDAD VINCULADA con El ENTORNO AMBIENTAL

4

CONSERVACIÓN de las FUENTES GENERADORAS de RECURSOS

ESTRATEGIAS y ACCIONES para el DESARROLLO SUSTENTABLE RESPETANDO el GRADO DE AJUSTABILIDAD y CAPACIDAD de CARGA de los ECOSISTEMAS RECURSOS NATURALES RENOVABLES NO RENOVABLES

4

SOPORTE de las ACTIVIDADES HUMANAS

5

RECEPTORES de EFLUENTES y RESIDUOS SOLIDOS CONTAMINANTES

6

MODELO DE DESARROLLO SUSTENTABLE

c. Analiza los siguientes obstáculos y oportunidades para que en AMERICA LATINA EL DESARROLLO SUSTENTABLE y responde si es factible o no plantear su implementación en el corto plazo. Fundamentar las opiniones:

133

Capítulo 8

OBSTÁCULOS La política de entrega de los gobiernos de países subdesarrollados en su relación con los desarrollados. La desigualdad social por las políticas de ajuste internacionales. La desarticulación institucional y social en la búsqueda de soluciones. La falta de concientización de la ciudadanía para actuar con espíritu solidario y organizado en el reclamo de igualdad de oportunidades y mejores condiciones de vida.

OPORTUNIDADES La existencia de conocimientos técnicocientíficos y recursos humanos para superar el principal problema ambiental del planeta: La pobreza La creatividad y capacidad de la población para superar condiciones adversas generadas por la inequidad social y subsistir. La creciente participación de las ONGs asumiendo su rol fundamental como genuinos organismos de intermediación entre la sociedad y el estado.

La implementación de una POLÍTICA AMBIENTAL de base Ecológica se fundamenta en una concepción de utilización y distribución de los RECURSOS NATURALES ambientalmente sustentable y socialmente equitativa donde : “El HOMBRE sea la META del DESARROLLO y no su PRECIO” ; es decir plantear las bases de un DESARROLLO HUMANO ECOLÓGICO implica el desafío de poner la ECONOMIA al servicio de las NECESIDADES y ASPIRACIONES HUMANAS teniendo en cuenta:

134

•

Las LEYES que regular la BIOSFERA para interactuar como miembros de las sociedades humanas creativa y respetuosamente con el entorno natural.

•

El significado de USO RACIONAL de los RECURSOS NATURALES RENOVABLES (FloraFauna-Suelo-Agua) que implica no eliminar la fuente generadora de los insumos con los que se satisfacen las necesidades humanas básicas y psico-socio-culturales.

•

La conservación de un ARREGLO ECOLÓGICO MINIMO en la utilización del territorio que significa evaluar y planificar racionalmente el avance de las fronteras agropecuarias y urbanas preservando áreas protegidas como reservas del equilibrio ambiental y la biodiversidad indispensables para mantener la existencia de la vida en el planeta tal cual la conocemos e interpretamos hoy.

•

Los MUNICIPIOS entendidos como AUTENTICOS ORGANOS TERITORIALES de GOBIERNO comprenden no solo el ejido urbano sino tambien las áreas rurales e inclusive las naturales conformando una amplia zona, tradicionalmente no considerada desde la gestión municipal, que circunda a la primera, constituyendo en conjunto un mosaico de ecosistemas con diferentes grados de antropización y en interacción permanente lo que determina zonas de transición o ecotonos .

Biología

MARCO POLÍTICO CULTURAL MARCO JURÍDICO INSTITUCIONAL

DEMANDA AREA NATURAL MEDIO

SOCIAL

AREA RURAL BIOFÍSICO

AREA URBANA MEDIO CONTRUIDO

OFERTA AMBIENTAL ORGANIZACION ECOLÓGICA

ORGANIZACIÓN SOCIAL

PROCESO DE ANTROPIZACION

Actividad Nº 5: Leer reflexivamente los siguientes textos y responder : a.

¿Qué podemos hacer como ciudadanos comunes desde nuestro lugar para identificar y revalorizar nuestros recursos naturales locales?

b. ¿Qué rol juegan y por ende que grado de responsabilidad tienen las autoridades provinciales y locales en la protección y uso racional de los recursos naturales pertenecientes a sus respectivas jurisdicciones?

Texto 1: La implementación de políticas, desde los órganos de gobierno municipales, tendientes a promover estrategias de desarrollo sustentable en un contexto regional como el proceso de transformación que experimenta una sociedad en la búsqueda de márgenes crecientes de libertad, bienestar y participación para sus integrantes implica: 1. Incluir a las AREAS RURALES-SUBRURALES Y NATURALES como constitutivas del órgano territorial municipal incorporando a los integrantes de sus COMUNIDADES como actores protagónicos del proceso de desarrollo económico con base ecológica y social desde el nivel local con proyección regional. 2.

Comprender que la degradación de los recursos naturales y el medio ambiente es una problemática que se asocia a las estrategias de desarrollo en general y en particular de respuesta a las necesidades y demandas de las comunidades rurales en el nivel local donde subyace fuertemente la interacción naturaleza-sociedad.

135

Capítulo 8

3. Reconocer el vínculo vital entre desarrollo y economía que es la disciplina que ha dado a las sociedades humanas los criterios para un manejo de los recursos que proporcionen “rentabilidad” medida como volúmenes de producción traducidos en producto “per capita” si se pretende ir incorporando criterios agro-ecológicos y ecoturísticos para comenzar a medirla como “estándares mínimos de calidad de vida”,en el marco de un equilibrio entre el hombre y su medio.

4. Analizar las relaciones ambientales y socio-económicas de oferta y demanda de recursos (naturales, culturales y económicos) y espacios geográficos entre las áreas o ecosistemas: naturales-rurales y urbanos.

Texto 2: “Si cuando nos referimos a los RECURSOS dejamos de pensar solo en los productos de la AGRICULTURA, GANADERIA, FORESTACION , PESCA y en el mejor de los caso en la Acuicultura y Silvicultura para comenzar a pensar en la Flora y Fauna Silvestre, las Bellezas Paisajísticas y el Acerbo Histórico-Cultural paradójicamente vamos a ir descubriendo que en los países donde las sociedades humanas reflejan los índices más bajos de calidad de vida son las regiones del planeta más ricas en los RECURSOS NATURALES desde reservas de agua dulce sin contaminar hasta ambientes que contienen los principios activos para fabricar Drogas-Medicamentos y las variedades silvestres de especies que pueden salvar del hambre a la humanidad.

Los ARBOLES son generosos produciendo bienes y servicios, para satisfacer necesidades humanas domésticas e industriales; al mismo tiempo que son fundamentales para la estabilidad ambiental del planeta y para elevar la calidad de vida. El comercio de la Flora Autóctona en general y en especial de especies madereras: quebrachos, lapachos y algarrobo u ornamentales como las Palmeras Nativas: Yatay, Pindo, Embocaya y Caranday con destino al mercado interno y externo se han incrementado considerablemente y no es posible cuantificarlo porque a pesar de que existen normas legales en vigencia que regulan esta actividad, un gran porcentaje se comercia ilegalmente lo que causa daños económicos y ecológicos al patrimonio forestal de la provincia de Corrientes.” MIREMOS a nuestro alrededor y SAQUEMOS las CUENTAS de nuestro PATRIMONIO NATURAL y elaboremos estrategia desde la GESTION LOCAL para convertirlo en el INSTRUMENTO de DESARROLLO

AMBIENTALMENTE SUSTENTABLE Y SOCIALMENTE EQUITATIVO

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Biología

CLAVE DE RESPUESTAS CAPÍTULO 1 Actividad Nº 1 •

Podría pensarse que en etapas anteriores a él, los procesos científicos no pasaban de la simple pero detallada descripción anatómica de lo que era objeto de observación; no existía la posibilidad unidad de vida al considerarse los vegetales como “diferentes” de los animales; la concepción de origen y funcionamiento no tenía asidero serio entre los científicos; entre otros.

•

En considerar que ya que todos son seres vivos, una mirada responsable había de abarcar otros aspectos, y no sólo la simple descripción de lo observado; en mirar desde adentro (desde el interior) del ser vivo, buscando analogías que llevaran a contemplar aspectos cruciales del funcionamiento; en que siguió un proceder acorde con un método científico coherente con las hipótesis de trabajo planteadas, entre otros.

•

De respuesta libre.

Actividad Nº 2: •

La respuesta contemplará la confección de una línea con lo que el estudiante considera importante de destacar, ya que la deberá deducir de lo presentado en el texto.

CAPÍTULO 2 Actividad Nº 1: •

Capacidad para formar moléculas grandes

•

Al poseer cuatro electrones en su nivel más externo de energía, puede establecer cuatro enlaces covalentes con otros átomos; lo que se conoce como uniones muy estables.

•

Su reducido tamaño le permite fácil combinación con otros elementos de la célula (por ejemplo H, N, O)

•

Puede formar cadenas y anillos covalentes para dar lugar a macromoléculas.

•

Se puede combinar con el O para dar CO2 (soluble en agua)

Actividad Nº 2: De confección personal.

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Clave de respuestas

Actividad Nº 3: En esta actividad se pretende la reflexión sobre los tipos de reproducción presentados, y su consideración al momento de estudiar animales y/o vegetales. Por otro lado guarda relación con lo presentado y considerado en el Capítulo 1. Actividad Nº 4: a) Probablemente muera b) Justifica tu respuesta. De acuerdo con lo estudiado hasta ahora, es probable que pueda salvarse de la muerte, si se cumplen ciertas y determinadas condiciones y circunstancias. El tratamiento de esto último es lo que se pretende analices. Actividad Nº 5: De respuesta personal. Actividad Nº 6: De respuesta personal. Nivel No Celular, Celular, Ecológico. De respuesta personal, deberá fundamentarse. Actividad Nº 7: La identificación de las jerarquías surgirá de la interpretación personal y la justificación que se presente. Actividad Nº 8: Ya que los elementos nombrados dependen de la reflexión y justificación, son de elaboración personal. Actividad Nº 9: Estarán representados aquellos que contemplen a partir del Nivel Celular.

CAPÍTULO 3 Actividad Nº1: a)- C

d)- E

b)- P

e)- E

c)- C

f)- C

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g)- P

Biología Actividad Nº 2 •

FAGOCITOSIS

•

ÓSMOSIS

•

DIFUSIÓN

•

ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR

HIPERTÓNICO- SOLUTO - MENOR - ÓSMOSIS - SOLVENTE - MENOR - MAYOR SEMIPERMEABLE AUMENTO - INGRESO Actividad Nº 3 a) B- Transporte de sustancias. C-Anabolismo. E- Nucleolo. G- Anabolismo. I - Ribosomas-.KAnabolismo- ADN. O - Anabolismo. R- Empaqueta sustancias. S- Anabolismo. U- Lisosomas. X- Catabolismo. Z- Respiración celular. B”- Catabolismo. C”- Cloroplastos. E”- Anabolismo. H”- Síntesis de lípidos. I”- Anabolismo b) Una vez formado, es permanente y no sufre modificaciones. (+)

CAPÍTULO 4 Actividad Nº 1 a- Invertebrados y Vertebrados; b- b- En la Planaria, porque evagina la probóscide y segrega enzimas. c- Por

tener forma tubular, con dos aberturas. Mejor desarrollo del sistema digestivo:

especialización de funciones. Actividad Nº 2: De elaboración personal. Actividad Nº 3: De elaboración personal Actividad Nº 4: a- Compuestos Orgánicos. b, c y d: Compuestos Inorgánicos. Actividad Nº 5: a- Dietas pobre en fibras b- Mantener el equilibrio interno. Actividad Nº 6: a- Esquemas b, c y d acuáticos. a, e y f terrestres.

139

Clave de respuestas

b- Si, es posible y se da en varios grupos de animales. Colonización de diferentes hábitat. Actividad Nº 7: a- Por ser la médula un centro nervioso, recibe y elabora la respuesta. b- Cerebro: especialmente la corteza cerebral. Actividad Nº 8:

a- Fotorreceptores----- visión Quimiorreceptores -----gusto y olfato Mecano receptores-----tacto y audición. b- De elaboración personal.

Actividad Nº 9: Páncreas y gónada masculina (testículo) porque actúan también como glándula exócrina. Actividad Nº 10: De elaboración personal.

CAPÍTULO 5 Actividad Nº 1: La descendencia será similar a los progenitores y se puede anticipar en función de los mismos.

Actividad N°2: Representación libre, que puede ser a través de círculos, recuadro con flechas u otros, dando idea de una función integrada. Actividad Nº 3: En principio podría decirse que si, pero por ejemplo las enzimas no se “visualizan” y responden a un genotipo. Actividad Nº 4: La meiosis es la que determina la distribución al azar, y es una ventaja desde el punto de vista de que no se repiten las combinaciones, determinando la variabilidad. Actividad Nº 5: Elaboración libre, sin definir, sólo empleando los términos de manera coherente y cohesiva

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Biología Actividad Nº 6: a) cromosomas; b) gen; c) 18; d) alelos; e) heterocigota; f) homocigota dominante; g) homocigota recesivo; h) fenotipo. Actividad Nº 7: Tener en cuenta que cada uno de los alelos representa una característica diferente del mismo gen, por ejemplo M1 es negro, M2 es gris, esto quiere decir que las variantes, dependerán de todas las combinaciones posibles entre esos alelos. Actividad Nº 8: a) A .BBnn, B. BbNN, C. Bn, D. BN, F. 100% pelaje negro y corto, G. BbNn; b) BN, Bn, bN, bn; c) BBNN x BBNN. Actividad Nº 9: D. Actividad Nº 10: a) dominantes b) genes ligados. Actividad N°11: B: Como aA es heterocigota (Rr), ambos pueden enrollar y tiene hijos C y E que no pueden hacerlo. C: Como F podría ser homocigota (RR), ambos pueden enrollar y tienen hijos que también lo hacen. D: Es homocigota recesivo rr. E: Debe ser heterocigota (Rr). Puede enrollar, por lo que sería Rr o RR. Pero su marido G no puede entonces es rr. Alguno de los hijos (M y P) pueden y otro no (N y O). P: Es heterocigota Rr. Actividad Nº 12: a) y c) genoma; d) y e) genotipo; b) y f) gen. Actividad Nº13: TTGCAC; Actividad Nº 14: Interpretación personal atendiendo al flujo de la información genética. Actividad Nº 15: La mitad original se utiliza como molde y se replica la otra mitad de manera opuesta, teniendo así una cadena original de la célula progenitora.

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Clave de respuestas

Actividad Nº 16: ADN: ATCG, Desoxirribosa, doble, abunda en el núcleo, pero también existe en mitocondrias y cloroplastos, transmite la información genética. ARN: AUCG, Ribosa, simple, abunda en citosol, interviene en síntesis proteica. Actividad Nº 17: Procedimiento que consiste en ir copiando del Código genético las secuencias dadas. Actividad Nº 18: Las diferencias están explicitadas en el texto: ¿Qué relación existe entre la replicación del ADN y la síntesis proteica?; copiar la información complementaria y opuesta de la cadena molde o patrón, fabricar la proteína siguiendo la órden del ADN y luego del ARN. Actividad Nº 19: c) Actividad Nº 20: Es importante que las relaciones la busque el alumno, ya que son múltiples Actividad Nº 21: Congénito: se porta desde la gestación y responde a cambios a nivel de células somáticas, hereditario: se lo transmite a través de las gametas, de padres a hijos. Actividad Nº 22: Mutación génica hace referencia a nivel de secuencia en las bases; y cromosómica se refiere al número, ya sea de somáticos o de sexuales. El resto de la respuesta surgirá de lo recién planteado. Actividad Nº 23: La primera es genética, y la segunda es cromosómica. Actividad Nº 24: Búsqueda de información. Actividad Nº 25: Respuesta libre. Actividad Nº 26: b)

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Biología

CAPÍTULO 6 Actividad Nº 1: Respuesta libre. Actividad Nº 2: Si, pero solamente a través de la alimentación, ofreciéndole al organismo proteínas como materia prima para sintetizar, por ejemplo enzimas. Actividad Nº 3: Respuesta orientadora: el que manifiesta la enfermedad presenta síntomas, que son los que lo alertan; pero el que no manifiesta la enfermedad, sólo presenta signos o enfermedad silenciosa, solamente detectable a través de análisis clínicos. Actividad Nº 4: Defienden de cualquier tipo se organismo, y su efectividad radica principalmente, en el efecto catalítico de las enzimas. Actividad Nº 5: Inmunidad activa: vacuna, inyección de antígeno, se desarrolla en semanas, anticuerpos fabricado por el individuo y en forma elevada, memoria inmunológica. Actividad Nº 6: a) Con la humoral y tisular) Se extrae del texto y esquema. Actividad Nº 7: Los linfocitos segregan grandes dosis de anticuerpos, que liberan en la sangre; por lo que tiene gran cantidad de RER ( síntesis de proteínas). Actividad Nº 8: a) y b) Se extraen del texto y esquemas. c) Elaboración libre. Actividades Nº 9 y 10: Se desprenden de toda la explicación dada en los textos, prestando atención a que las coadyuvantes responden ante ala presencia de un antígeno, reproduciéndose y originando células auxiliares.También hay que prestar atención al hecho de que los retrovirus mutan en tiempos muy cortos.

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Clave de respuestas

Actividad Nº 11: Elaboración libre a partir de la lectura y de la búsqueda de otras fuentes.

CAPÍTULO 7 Actividad Nº 1: a,b y c: Respuestas libres de interpretación personal a partir del análisis comprensivo del texto incluido en el presente capítulo. Actividad Nº 2: a: Sistema,desde una concepción general, es una organización en la cual hay diferentes componentes que interactúan entre sí en forma integrada para mantener el conjunto en funcionamiento. Se llaman abiertos como es el caso de un ecosistema natural: sistema ecológico o un ser vivo cuando para conservarse dependen del entorno con el cual intercambian materiales y energía.Una alteración en alguna parte del sistema o del entorno del cual depende puede alterar su funcionamiento y poner en riesgo su conservación. b: Respuesta de reflexión y análisis del contenido del presente capítulo. Actividad Nº 3: a y b: Respuestas libres de interpretación personal a partir del análisis comprensivo del texto incluido en el presente capítulo. c: 1 Individuo, 2 Población , 3 Comunidad, 4 Biocenosis, 5 Biotopo 6 Ecosistema Actividad Nº 4 a y b :Propuesta de indagación y búsqueda bibliografica a desarrollar por los alumnos guiados por el docente del área. Bibliografía sugerida que fue suministrada por Plan Social Educativo y forma parte generalmente de las bibliotecas escolares: ¾ CASTRO de AMADO,L., Manual de Ecología,Buenos Aires (Argentina),Ediciones Ruy Díaz,1999. ¾ SCHROH,M.B.,En Defensa de Nuestro Planeta: Ecología y Medio Ambiente, Pilar provincia de Buenos Aires (Argentina),Ed. Antartida Argentina,1997. ¾ VILLEE,C. , Biología, Buenos Aires (Argentina),Talleres Carlos A. Firpo S.R.L.,1998 ¾ ZARUR,P. Ciencias Naturales:Ciencia de la Vida y de la Tierra, Buenos Aires (Argentina),Editorial PLUS ULTRA,1999.

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Biología Actividad Nº 5: Propiedad Tamaño Densidad

Ñandubay Pastizal Pirizal Pumas Yarara Lechuza Pecaríes Monos Tucanes 8 In. 53 In. 12 In. 2 In. 4 In. 2 In. 6 In. 4 In. 5 In. 8 In. x ha 48 In. x 12 In. 2 In. x 4 In. x 2 In. x 6 In. x 4 In. x 5 In. x ha x ha ha ha ha ha ha ha Distribución U U A Al Al Al A A A In: individuo A: distribución agrupada U:dist. Uniforme Al: dis. Al azar

Actividad Nº 6: a: Si n es mayor que m la población “crece” Si n es menor que m la población “decrece” Si n es igual que m la población “se mantiene” b:

CRECE

DECRECE

SE MANTIENE

Actividad Nº 7: Causas del crecimiento exponencial:En terminos generales la causal es la perdida de controles naturales por causas naturales o por acción humana de la población con este tipo de crecimiento ya sea porque son especies introducidas o porque se han eliminado sus predatores o por exceso de alimentación que generan una retroalimentación positiva donde la tasa de natalidad supera a la mortalidad. ¾ Cuando una población crece desmesuradamente (crecimiento exponencial) y afecta algún interés humano se convierte en plaga. Actividad Nº 8: Respuestas libre de interpretación y elaboración personal a partir del análisis comprensivo del texto incluido en el presente capítulo. Actividad Nº 9: 2 pumas

400 kg p

10 ciervos

3000 kg carne ciervo

1000 plantas repollito agua PIRÁMIDE de NUMEROS

5000 Kgr. de hidrofitos PIRÁMIDE de BIOMASA

145

Clave de respuestas

Actividad Nº 10: a. Pirámide de biomasa: 0,001 Kgr Hiperparasitos 0,01 Kgr. de parasitos

1 Kgr. de Productores

b. La pirámide de biomasa es diferente a la de números, exactamente inversa aunque representa la misma cadena trófica. c. La representación grafica en forma de pirámide cambia porque el tamaño de las poblaciones parasitas (p. de números) es muy superior mientras que los individuos que la conforman poseen una peso (p. de biomasa) muy inferior a la de sus huéspedes, en este caso un único individuo productor. Actividad Nº 11: a. En todos los ciclos intervienen todos los niveles tróficos: •

Ciclo del carbono oxigeno: productores (fotosíntesis y quimiosintésis / respiración), consumidores (asimilación / respiración) y descomponedores (fermentación, putrefacción).

•

Ciclo del nitrógeno: productores (absorben nitratos solubles del suelo o algunos fijan el N atmosférico y luego integran las proteínas vegetales por quimiosintésis), consumidores (asimilación y sintésis proteínas animales que incluyen al N y excreción de una parte del N como urea y/o acido urico) y descomponedores (descomposición de las proteínas vegetales o animales en nitritos y luego nitratos).

b. Los elementos biogeoquímicos constituyen las moléculas biogenésicas que forman la materia orgánica que pasa cíclicamente a través de las redes tróficas. Actividad Nº 12: a. 20 poblaciones. b. Garza mora (1), garza blanca (1), pato silvón (4) y pato maicero (1). c. Población de 4 individuos el Pato silvón. d. Fitoplanctón, Totoral, Irupe, Repollito de agua, Camalote, Elodea y Valisneria. e. Respuestas de elaboración personal a partir del esquema de ecosistema presentado en la presente actividad. f.

Respuestas de elaboración personal y aplicación de los conceptos desarrollados en el presente capítulo a través del completamiento del esquema general del ecosistema donde: P.: productores, C.: consumidores, D.: descomponedores, M.I.: materia inorgánica, M.O.V.: materia orgánica vegetal y M.O.A.: materia orgánica animal. 1. Energía Solar, 2. Atmósfera, 3,3,5,6 seres vivos a elección de la red trófica del item 12.e., 7.Hongos y Bacterias, 8. M.I.,9.suelo.

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Biología Actividad Nº 13: a. Pirámide de Números:

Niveles tróficos

1 león 2 cigueñas 4 sapos 7 libelulas

Consumidores 4º orden Consumidores 3º orden Consumidores 2º orden Consumidores 1º orden Productores

24 Productores

Pirámide de Energía: E.S.:energía solar, E.Q.:energía química,E.C.:energía cinética y C.calor 10% E.Q.

E.Solar

Cons. 2º orden 10 %

Cons. 1º orden

Productores

50%

90% E.C. y C. 90% E. C. y C. 50% E.C. y C. 5% ingresa a la cadena trofica

Nota: Idem para Consumidores de 3º y 4º orden: completar la pirámide b. Las poblaciones son cada vez más pequeñas porque el stock de Energía Química disponible en la cadena disminuye un 90% en cada eslabón determinando un flujo que fluye y se agota rapidamente. Actividad Nº 14: Respuesta libre de interpretación personal a partir del análisis comprensivo del texto incluido la actividad. Actividad Nº 15: 1. Es el cuidado de la cria, 2. Son los juegos entre macho y hembra previos a la copula,3.Son las relaciones de roles que se establecen entre los individuos que constituyen colonias sociales,4.Son actitudes antagónicas entre individuos con iguales necesidades de la misma o inclusive tambien de distinta especies que pelean por el mismo recurso (territorio, agua, alimento o pareja), 5.Mutualismo es cuando dos individuos al relacionarse se benefician mutuamente, 6. Es una modalidad de relación donde una especie se beneficia sin perjudicar ni favorecer a la otra, 7.Es una relación de tipo antagónica donde una especie vive a expensas de otra a la cual perjudica, 8.Es una caso de mutualismo extremo donde las especies en relación no pueden vivir separadas y 9 Es la modalidad de relación catabiótica o antagónica donde una especie persigue

(predator) y mata a otra (presa) para alimentarse pudiendo llegar a

exterminarla, es la relación base de las cadenas trofica. Actividad Nº 16 Respuesta libre de elaboración personal a partir del análisis comprensivo del texto incluido la actividad 15.

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Clave de respuestas

Actividad Nº 17 Respuestas libres de elaboración personal a partir del análisis comprensivo de los conceptos y esquemas conceptuales desarrollados en el item 7.2.3.:Los ecosistemas desde el punto de vista humano. Actividad Nº 18: Respuestas libres de elaboración personal a partir del análisis comprensivo de los mapas conceptuales presentados en la presente actividad.

CAPÍTULO 8 Actividad Nº 1: Propuesta de indagación y búsqueda bibliografica a desarrollar por los alumnos guiados por el docente del área utilizando libros que fueron suministrados por Plan Social Educativo y forma parte generalmente de las bibliotecas escolares. Bibliografía de consulta sugerida: ¾ DURAND, D. Y LARA, A. “Convivir en la Tierra: Cuaderno del Medio Ambiente Nº 1”, Buenos Aires (Argentina), Lugar Editorial -Erre y Eme S.A., 1992. ¾ DURAND, D. Y LARA, A. “La Argentina Ambiental:Naturaleza y Sociedad ”, Buenos Aires (Argentina), Lugar Editorial -Erre y Eme S.A., 1998. ¾ DURAND, D., BAXENDALE, C. Y PIERRE, L.”La Sociedad y los Espacios -Argentina ”, Buenos Aires (Argentina), Ediciones TROQUEL, 1996. ¾ CASTRO de AMADO, L., Manual de Ecología,Buenos Aires (Argentina),Ediciones Ruy Díaz,1999. ¾ SCHROH, M. B., En Defensa de Nuestro Planeta: Ecología y Medio Ambiente, Pilar provincia de Buenos Aires (Argentina),Ed. Antartida Argentina,1997. Actividad Nº 2: Secuencia histórica del uso de los recursos naturales en Argentina: Etapa de Desarrollo Colonial 1530 a 1810

Recursos Naturales

Espacio geográfico Noroeste y cuyo

Período de búsqueda y explotación de recursos mineros. Subutilización del suelo agrícola La fauna diversa e inagotable. Economias Regionales Recursos: Vegetación, fauna y minerales son sobre- La Pampa Húmeda y Cuyo explotados y se inicia el deterioro de los ecosistemas Autosuficientes para gestar el país agro-exportador 1810 hasta 1860 Recursos Agua, suelo y vegetación: los ecosistemas La Pampa Húmeda Economía pampeanos se transforman . Agroexportadora Avanza la deforestación y la depredación de la fauna 1860 hasta 1930 terrestre.

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Biología Economía IndustrialTecnológica Formación del área metropolitana. 1930 hasta la actualidad

Recursos diversificados: Sobreexplotación del suelo agrícola. Privatización de recursos naturales, especialmente minerales y energéticos. La depredación de la fauna se intensifica entendiéndose a la avícola e icticola. Se inicia la contaminación industrial y urbana

La Pampa,Area Metropolitana La patagonia La mesopotamia

Actividad Nº 3: a y b: Respuestas libres de elaboración personal a partir del análisis comprensivo de los textos y mapas conceptuales presentados en la presente actividad. c. : 1.Deterioro Ambiental, 2. pobreza, 3. Consumismo,4. Contaminación, 5. Extracción Indiscriminada, 6. Degradación,7. Destrucción de la Fuente Generadora. Actividad Nº 4: a. Respuestas libres de elaboración personal a partir del análisis comprensivo de los textos y mapas conceptuales presentados en el item 8.3.2.. b. 1.Satisfacción racional de las necesidades, 2. Actividades socio-económicas sustentables, 3. standares sanitario ambientales aceptables, 4.Arreglo Ecológico Minimo, 5.Uso de los recursos sin superar su tasa de renovación, 6.Ordenamiento Territorial y de actividades considerando la capacidad de carga del medio y 7. Emisión de residuos y/o contaminantes al medio por debajo de su capacidad de asimilación o digestión. Actividad Nº 5: a y b.: Respuestas libres de elaboración personal a partir del análisis comprensivo de los textos 1 y 2 presentados en la presente actividad.

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150

Biología

GLOSARIO

Capítulos 2 y 3 ¾ Intersticios: pequeños espacios entre células ¾ Organización: estado de orden que se le da a un sistema. ¾ Laxo: con aspecto blando, flojo ¾ Palustre: zona húmeda, con vegetación típica, entre el agua y la tierra firme ¾ Ancestro: antecesor ¾ Glucólisis: conocida como respiración anaeróbica (en ausencia de oxígeno molecular) ¾ Somáticas: células que forman el cuerpo del ser vivo ¾ Extremófilos: organismos vivos que viven en condiciones extremas de temperatura ¾ Soluble: que puede disolverse en agua.

Capítulo 4 ¾ Absorción: (Lat. Absorbere, absorber). Movimiento del agua y sustancias disueltas en ella hacia el interior de la célula, tejido u organismo. ¾ Adaptación: (Lat .adaptare, acomodar). Una peculariedad de la estructura, fisiología o comportamiento que ayuda al organismo en su ambiente. ¾ Amnios: (Gr. Dim. de amnos, cordero). Membrana estraembrionaria que se forma durante el desarrollo de los reptiles, aves y mamíferos, encierra un espacio lleno de líquido que protege al embrión. ¾ Autofecundación: La unión de un óvulo y un espermatozoides, producido por un único organismo hermafrodita. ¾ Cavidad gastrovascular: (Gr. gaster, estómago + lat. vasculum, vaso pequeño). Cavidad digestiva con una sola abertura, el agua circula a través de la cavidad proporcionando oxígeno disuelto y arrastra dióxido de carbono y desechos. ¾ Célula neurosecretora: Neurona que libera una o más hormonas en el sistema circulatorio. ¾ Circunvoluciones: Superficie replegada o con pliegues o crestas.

151

Glosario

¾ Digestión: (Lat. digestio, separar, dividir) degradación de alimentos complejos, habitualmente insolubles, en moléculas que pueden ser absorbidas en el cuerpo y utilizadas por las células. ¾ Homeostasis: (Gr. homos, mismo + stasis, estar). Mantenimiento de un equilibrio interno relativamente estable en un organismo. ¾ Micorriza: (Gr. mykes, hongo + rhiza, raíz). Asociación simbiótica entre especie particulares de hongos y las raíces de las plantas vasculares. ¾ Neurotransmisor: Agente químico liberado por una neurona en la sinapsis. ¾ Potencial hídrico: Energía potencial de las moléculas de agua respecto de un estado de referencia.

Capítulos 5 y 6 ¾ Alelos: Son las diferentes formas de un gen. Los individuos que poseen una línea pura para un rasgo contienen dos copias del mismo alelo. ¾ Cromosomas homólogos: todos los seres vivos presentan pares de cromosomas idénticos (en cuanto a los alelos que portan) que son de dos tipos somáticos y sexuales, y reciben el nombre de homólogos (homo, igual; logos, información). ¾ Dominantes: Carácter que siempre se manifiesta, ya sea en estado homocigoto como heterocigota. ¾ Fenotipo: Son los rasgos visibles de un individuo, y que resultan del genotipo, más el Fagocitos. Células que engloban partículas, también se las llama leucocitos fagocitarios ¾ Flora intestinal: Bacterias habitantes naturales del intestino que contribuyen con la degradación de loas macromoléculas ¾ Homocigotas: Individuos portadores de gametas similares, con idéntica información genética. ¾ Heterocigotas: Individuos que producen dos gametas diferentes (entiéndase para dos caracteres opuestos) ¾ Macrófagos: Células blancas de gran tamaño ¾ Movimientos ameboidales: Son desplazamientos que poseen las células emitiendo “falsos pies” llamados seudópodos (seudo: falso; podos: pies) ¾ Polimorfonucleares: Células blancas o leucocitos con diversas formas y múltiples núcleos. ¾ Progenitores: Individuos portadores de las gametas (células sexuales)

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Biología ¾ Recesivo: Carácter que se manifiesta, sólo en individuos homocigotas recesivos, ya que en presencia de un dominante, queda enmascarado. ¾ Sensibilizar: Poner en alerta al sistema inmunitario.

Capítulos 7 y 8 ¾ Atmósfera: capa de mezcla de gases (nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, otros), escudo gaseoso de 300 a 600 km., que rodea la tierra (del griego atmos: vapor, aire y sphaira: esfera) y por un cinturón de partículas cargadas eléctricamente (cinturón de Van Allen). ¾ Autótrofo: organismo capaz de producir compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas (las plantas verdes). ¾ Biocenosis: Conjunto de seres vivos en equilibrio biológico que ocupan un lugar determinado en un tiempo dado. Es la comunidad total de un ecosistema determinado. ¾ Bioma: son las grandes regiones naturales del planeta ,están configuradas por aquellas áreas de la superficie terrestre que presentan condiciones similares de clima, suelo y topografía

para el

asentamiento de las formas de vida, por lo que tienen comunidades semejantes ,con paisajes vegetales análogos y equivalencias en las especies animales, pudiendo ser identificadas por una forma dominante de vegetación climax. También se lo define como la unidad básica de los ecosistemas terrestres. Existen biomas con árboles (selva, bosque, montes), sin árboles (estepa, pradera, tundra) y de transición (parque, sabana). ¾ Biomasa: Peso total de todos o algún grupo de organismos que comparten determinado hábitat. ¾ Biosfera: Región de la superficie terrestre y de la atmósfera en que existe vida orgánica. ¾ Biotopo: Área geográfica con factores ecológicos de valor casi constante que permite el desarrollo de determinadas especies vegetales y animales. ¾ Cadena Alimentaria: Secuencia de organismos vinculados entre sí como presas y predadores. ¾ Ciclo: Circuito de una sustancia inorgánica (como el carbono o el nitrógeno) en un ecosistema .Sus componentes geológicos son el suelo, la atmósfera y la hidrosfera; sus componentes biológicos son los productores, consumidores y descomponedores. ¾ Climax: estadío relativamente estable de una sucesión de comunidades. ¾ Consumidor: organismo que utiliza plantas o animales como fuente de energía. ¾ Crecimiento exponencial: aceleración progresiva del crecimiento (rara en las poblaciones naturales) por la creciente cantidad de individuos que se agregan a la base reproductiva.

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¾ Crecimiento sigmoide: curva del crecimiento de una población, más rápido cuando este es pequeña; retardado cuando se aproxima a algún límite ambiental, y oscilante cuando se estabiliza en su capacidad de carga. ¾ Descomponedor: organismo que, como las bacterias y los hongos ,rompe los compuestos complejos de organismos muertos. ¾ Depredador: individuo que se alimenta de organismos vivos. ¾ Detrítus: producto de la desintegración de cierto tipo de materia orgánica. ¾ Ecotono: zona de transición entre dos biomas. ¾ Especie: población de individuos que conservan fecundarse entre sí, es decir aislada

los rasgos de sus padres y son capaces de

reproductivamente de otras poblaciones. Agrupamiento

taxonómico de individuos morfológicamente similares. ¾ Heterótrofo: individuo que debe alimentarse de materiales orgánicos formados por los autótrofos. ¾ Hidrosfera: deriva del griego hidros: agua, sphaira: esfera .Esta conformada por las aguas de todo el planeta: superficiales (mares, ríos, arroyos, lagos y lagunas) o subterráneas en estado liquido, también la nieve, los hielos y glaciares (en los polos y altas cumbres) en estado sólido. ¾ Huésped: individuo sobre el cual o dentro del cual vive un parásito. ¾ Individuo: es cada uno de los seres vivos que integran una comunidad, se trata de un término equivalente al de organismo o ser vivo. ¾ Medio Ambiente: conjunto de condiciones físicas, geográficas, naturales y sociales que rodean la vida de los individuos y grupos biológicos. Es un sistema de realizaciones que implica un relativo equilibrio entre muchos factores que se compensan entre sí. ¾ Litosfera: se denomina así a la parte sólida de la corteza terrestre (el subsuelo y el suelo), ésta está formada por rocas, las cuales son las formas naturales que influyen en la configuración de los paisajes. Toda superficie terrestre tiene origen en las rocas, pues la tierra suelta es producto de su desintegración (meteorización) que con el aporte de materia orgánica constituye el suelo. ¾ Nivel trófico: posición de una especie en la cadena alimentaria. ¾ Paisaje: Es un conjunto de

componentes bióticos y abióticos interrelacionados armónica y

estéticamente en una unidad ambiental cuyos límites lo determina el campo visual que constituyen por sus características bellezas naturales panorámicas y escénicas ¾ Pirámide ecológica: representación gráfica de las relaciones cuantitativas entre los organismos, biomasa y flujo enérgico de los niveles tróficos en una cadena alimentaria. ¾ Predador: animal que se nutre de otros animales.

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Biología ¾ Productor: organismo autótrofo, por lo general fotosintetizador, que contribuye a la productividad primaria neta de una comunidad. ¾ Red alimentaria: conjunto de interacciones entre organismos productores y consumidores (herbívoros y carnívoros) mediante las cuales la energía y los materiales circulan dentro de una comunidad o ecosistema. ¾ Regiones Naturales o áreas biogeográficas: son grandes espacios definidos en la superficie terrestre que subdividen nuestro planeta, considerado como un gran ecosistema, teniendo en cuenta los factores biológicos y geográficos que son los determinantes de la presencia de los organismos vivos. ¾ Regiones Fito – Zoogeográficas: se extienden en regiones naturales determinadas por las relaciones existentes entre la flora y la fauna, presentando características puntuales, fijadas por la naturaleza de cada grupo de organismos que se presentan en ellas. Cada una de las cuales pueden subdivirse en dominios, Provincias y Distritos. ¾ Sabana: llanura muy dilatada, sin vegetación arbórea y con predominio de gramíneas. ¾ Selección natural: Proceso natural en cuyo transcurso las especies vivas que se adaptan mejor a su ambiente desarrollan nuevas cualidades y logran sobrevivir mientras las especies que no lo hacen desaparecen para ser sustituidas por otras de condiciones superiores. ¾ Selva: extenso territorio con alta biodiversidad, poblado de árboles de diferentes alturas cubiertos de epifitas y plantas enmarañadas, con un tapiz herbáceo mezclado con hojarasca, favorecidas por las precipitaciones altas y el clima tórrido. ¾ Territorio: área o espacio ocupado y defendido por un grupo o individuo que ha fijado en él su hábitat.

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