CUADERNILLO BIOLOGIA 1° ES - COLEGIO RENACIMIENTO

BIOLOGIA

DOCENTE: FERNANDO MERANI ALUMNO:…………………………………………………………………………………………..

AÑO: 1º ES

HISTORIA DE LA BIOLOGÍA

UNIDAD 1

Antes de comenzar a analizar la evolución de las ciencias biológicas a lo largo de la historia, creo que debemos respondernos algunas preguntas que habitualmente se hacen los alumnos cuando se introducen al conocimiento de esta ciencia, preguntas como: ¿Qué es la biología? ¿Cuál es su utilidad? ¿Qué objetivos busca cumplir un biólogo cuando ejerce su profesión?

La definición de Biología (del griego bio = vida; logos = estudio) fue introducida en Alemania en 1800 y popularizada por el naturalista francés Jean Baptiste de Lamarck, y significa: “Ciencia que estudia la vida” o mas precisamente “las leyes que rigen la vida”. Esta definición es muy amplia y podríamos pensar que un solo investigador no puede abarcar todos los conocimientos que dicha ciencia tiene asociados. Es una ciencia que engloba un amplio campo que, partiendo desde la pequeña escala de los mecanismos químicos moleculares de nuestras células, llega hasta la gran escala de los conceptos de ecosistemas y cambios climáticos globales.

Es por eso que la biología está dividida en distintas especialidades. Los zoólogos y botánicos estudian las características y relaciones de animales y vegetales respectivamente; los ictiólogos son biólogos que se dedican al estudio de los peces; los micólogos estudian a los hongos; los parasitólogos estudian a los seres vivos que viven a expensas de otros; los genetistas estudian las características hereditarias; los ecólogos estudian las relaciones de los seres vivos con su medio ambiente, etc.

La biología abarca entonces un campo de proporciones enormes dado que interactúa con la medicina, agronomía, veterinaria, física, ingeniería, etc. La biología aplicada es importante tanto en la salud y desarrollo del ser humano como también en la preservación del medio ambiente.

Ahora bien, dijimos que la biología es una ciencia (palabra que deriva del latín scientia, conocer), por lo tanto sería también muy útil que comprendamos este concepto. El objetivo de toda ciencia es brindar explicaciones para los fenómenos que el hombre observa y, a partir de ellas, establecer principios generales llamados teorías o leyes. La ciencia constituye un intento lógico, objetivo y repetible de comprender las fuerzas y principios que operan en el universo.

Toda investigación en ciencia, se basa en un conjunto de suposiciones que se apoyan en principios científicos. Más adelante, cuando estudiemos el método científico, analizaremos dichos principios en detalle.

Volviendo a la historia de la biología, se cree que los primeros estudios organizados de plantas y animales se realizaron en Grecia, aproximadamente en el año 300 a.C., mediante el análisis de las estructuras y funciones de los seres vivientes.

Más adelante, Galeno (200 d.C.) se transforma en el primer fisiólogo experimental, mediante el estudio de las funciones de nervios y vasos sanguíneos. Para ello realizó disecciones de monos y cerdos arribando a conclusiones que, aunque muchas eran inexactas o erróneas, sentaron las bases de la fisiología médica.

En la edad media, el hombre coleccionó “herbarios” y “bestiarios” que catalogaban y describían plantas y animales.

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En el Renacimiento, se emprenden estudios más precisos de estructuras, funciones y costumbres de una gran variedad de plantas y animales. En particular, los estudios realizados sobre estructuras y tejidos humanos alrededor del año 1600, son el punto de inicio de la anatomía y fisiología moderna.

A principios del siglo XVII, el invento del microscopio permite estudiar la estructura fina de diversos tejidos animales y vegetales. También permitió los primeros estudios de microorganismos como bacterias y protozoos.

Durante el siglo XIX, la biología extiende y diversifica sus conocimientos hasta que en el siglo XX, gracias a nuevas herramientas y técnicas utilizadas se realizan análisis cuali y cuantitativos de un gran número de reacciones químicas moleculares, dando origen a la biología molecular.

EL MÉTODO CIENTÍFICO Como ya dijimos anteriormente, el objetivo de la ciencia es, frente a un fenómeno observado: a) Encontrar la relación entre dichos fenómenos y las causas que los producen. b) Establecer principios generales que permitan relacionar dichos fenómenos con otros.

Este objetivo puede alcanzarse mediante una serie de pasos que en rigor constituyen un método. La esencia del método científico consiste en el planteo de preguntas y en la búsqueda de respuestas. Estas preguntas deben ser “científicas” esto es, basadas en experimentos y observaciones. A partir de ellos, se parte de una hipótesis de trabajo que en función de los resultados obtenidos se puede cambiar o no. La hipótesis será tanto más fiable cuanto más comprobada esté, aunque no debe caerse en el error de considerarla una verdad absoluta.

Se entiende por método científico al proceso destinado a explicar fenómenos, establecer relaciones entre los hechos y enunciar leyes que puedan explicar los fenómenos naturales que suceden en el mundo.

Los pasos que conforman el método científico son:  Observación: Consiste en el estudio de un fenómeno que se produce en sus condiciones naturales. En el método científico, la observación debe ser cuidadosa, exhaustiva y exacta. Se lleva adelante mediante la medición y registro de los hechos observables a través de instrumentos científicos.

• Hipótesis: Sobre la base de estas observaciones surgen ideas y conjeturas que intentan explicar los fenómenos, son las llamadas hipótesis, que pueden definirse como explicaciones provisionales (tentativas) para un problema dado. El nivel de verdad que se le asigne a tal hipótesis dependerá de la medida en que los datos recogidos apoyen lo afirmado en la hipótesis.

Esto es lo que se conoce como proceso de validación de la hipótesis.

• Experimentación o puesta a prueba de la hipótesis: consiste en reproducir el fenómeno en condiciones similares a aquellas en las que se lo observó, así como también variar dichas condiciones para verificar si el

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fenómeno se sigue produciendo de igual modo. Los resultados de un experimento pueden describirse mediante tablas, gráficos y ecuaciones de manera que puedan ser analizados con facilidad y permitan así encontrar relaciones entre ellos que confirmen o no las hipótesis emitidas.  Conclusión: Es una proposición a la que se llega a través de argumentos válidos que parten de una hipótesis. La conclusión puede confirmar la hipótesis (hipótesis válida o tesis) o contradecirla (hipótesis rechazada). La tesis es una proposición que se da por verdadera. En caso de confirmación, las conclusiones dan lugar a formulaciones de posibles teorías científicas. Los científicos emplean el método científico como una forma planificada de trabajar. Sus logros son acumulativos y han llevado a la humanidad al momento cultural actual.  Principio, teoría o ley: una hipótesis válida, será puesta a prueba (sometida a experimentación) por diferentes científicos en diferentes centros de investigación. Si sigue siendo válida, puede transformarse en una ley de dicha ciencia, y tendrá vigencia en tanto y en cuanto no sea invalidada por nuevas experimentaciones.

La teoría científica constituye una explicación o descripción de un conjunto de observaciones o experimentos. Está basada en hipótesis o supuestos verificados por grupos de investigadores, y en general abarca varias leyes comprobadas.

Una teoría puede predecir nuevos hechos científicos o nuevas relaciones entre los fenómenos y ha de ser expuesta de forma clara y generalizada (Einstein). La misma será correcta hasta que nuevas investigaciones validen otra hipótesis y demuestren que la antigua teoría era incorrecta. Es este carácter dinámico el que permite el avance de la ciencia.

Los científicos emplean el método científico como una forma planificada de trabajar. Sus logros son acumulativos y han llevado a la humanidad al momento cultural actual.

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DIAGRAMA DEL MÉTODO CIENTÍFICO

Observación y muestreo

Hipótesis o explicación

Experimentación

Conclusión

contradice la hipótesis

confirma la hipótesis

Hipótesis rechazada

Hipótesis válida

TEORÍA

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BIOGÉNESIS U ORIGEN DE LA VIDA Los registros fósiles más antiguos que se han encontrado tienen una antigüedad de 3600 millones de años y corresponden a un grupo de organismos procariontes: las metanobacterias, o bacterias formadoras de metano. Como la edad de la tierra está calculada en 4600 millones de años, se supone que los seres vivos surgieron en ese lapso de 1000 años entre la formación de la tierra y la edad del registro fósil más antiguo.

En la actualidad, hay consenso en la comunidad científica respecto a que todo organismo viviente procede de otro ya existente. Pero esto no siempre fue así. En la antigüedad se creía que la vida surgía espontáneamente a partir de materia inanimada. Es por eso que antes del origen de la vida en sí, nos detendremos a analizar esta controversia.

Generación espontánea vs. Biogénesis o Teoría celular: Los primeros biólogos de la Antigüedad ya habían comprendido fácil y correctamente el modo según el cual el proceso reproductor actuaba en los animales más comunes, y habían observado que la vida de todo nuevo individuo tenía su inicio en el cuerpo femenino o, como mínimo, en los huevos puestos por la madre. Sin embargo, durante muchos siglos fue una convicción común que los animales más pequeños podían nacer de la materia no viva, por generación espontánea. El fundador de esta teoría fue Aristóteles, que, hacia mediados del siglo IV a. C., se dedicó al estudio de las ciencias naturales. El filósofo sostenía que algunas formas de vida, como los gusanos y los renacuajos, se originaban en el barro calentado por el sol, mientras que las moscas nacían en la carne descompuesta de las carroñas de animales. Estas convicciones erróneas sobrevivieron durante siglos hasta que, hacia mediados del siglo XVII, el biólogo italiano Francesco Redi (~1626?-1697) demostró que las larvas de mosca se originaban en la carne tan sólo si las moscas vivas habían puesto previamente sus huevos allí: por consiguiente, sostenía que ninguna forma de vida había podido nacer de la materia inanimada. Redi preparó algunos recipientes de vidrio que contenían carne del mismo origen; entonces cubrió la mitad de estos recipientes con gasa, de modo que pudieran transpirar y dejó abiertos los restantes contenedores.

Después de algunos días observó que la carne contenida en los recipientes cubiertos, aun cuando estaba en putrefacción no contenía traza alguna de larvas, al contrario de lo que sucedía con la carne de los recipientes descubiertos, en la que las moscas adultas habían podido poner sus huevos.

Este experimento habría podido demostrar definitivamente que la vida sólo podía originarse en otra forma de vida preexistente, pero no fue así: la teoría de la generación espontánea sobrevivió dos siglos más, gracias al apoyo de los medios religiosos partidarios del pensamiento teológico de Aristóteles. Tal era la fuerza de ésta teoría que hasta pueden observarse en la historia ejemplos como el del médico belga Van Helmont (s. XVIII) quien escribe una receta para producir ratones en 21 días partiendo de una camisa sucia en contacto con granos de trigo. Suponía que el principio activo de la vida estaba en el sudor humano que se encontraba en la camisa.

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En el mismo período de los experimentos de Redi, el fisiólogo inglés William Harvey (1578-1657), tras su estudio sobre la reproducción y el desarrollo de los ciervos, descubrió que la vida de todo animal se inicia efectivamente en un huevo, y un siglo después el sacerdote italiano Lazzaro Spallanzani (1729-1799) comprendió la importancia de los espermatozoides en el proceso reproductor de los mamíferos. Aunque estos descubrimientos demostraron la validez de las tesis de Harvey y Spallanzani, durante mucho tiempo se continuó sosteniendo la teoría de la generación espontánea, por lo menos en el caso de los animales muy pequeños, como los microorganismos hasta que en 1861, gracias al microbiólogo y químico francés Louis Pasteur (1822-1895) y a sus experimentos sobre las bacterias, fue definitivamente refutada.

Pasteur cultivó bacterias en una solución nutritiva contenida en unos cuantos balones de vidrio; los balones estaban provistos de un cuello largo en forma de S, desprovisto de tapón, que impedía el paso de los microorganismos externos. Después de una prolongada ebullición, observó que la solución estaba desprovista de toda forma de vida y que estas condiciones se mantenían durante varios meses. Sólo cuando se rompía el cuello, aparecían organismos en el caldo de cultivo. Con esta experiencia, Pasteur descubrió el principio de la esterilización, además de otros procedimientos que todavía se utilizan hoy para destruir los microorganismos (pasteurización), y demostró así que ninguna forma de vida puede originarse espontáneamente de la materia inorgánica, sino únicamente de la vida preexistente (onine vivum ex vivo) éste es el denominado proceso de la biogénesis.

Pasteur utilizó frascos con cuello de cisne y observó que aparecían microorganismos sólo cuando se rompía el cuello de los frascos.

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APARICIÓN DE LA VIDA Los experimentos de Pasteur habían demostrado que todo ser vivo se origina de otro preexistente, pero no había explicado como se originó la vida en la tierra.

Ya en esa época, Charles Darwin, en su libro el origen de las especies, planteaba que los seres vivos son producto de una evolución biológica, es decir que las especies más complejas surgen por un proceso de evolución de las especies primitivas. Los conceptos de Darwin (que estudiaremos en detalle mas adelante) fueron tomados por los científicos de la época y aplicados al mundo de las sustancias inorgánicas. Lo que planteaban es que la materia orgánica evoluciona a partir de la inorgánica y que estos compuestos orgánicos así formados evolucionarían hasta producir las primeras formas de vida.

De lo inorgánico a lo orgánico (Teoría de Oparin – Haldane) En 1923, los científicos A. Oparin y B. Haldane sugieren una teoría de una larga «evolución molecular» sobre la Tierra, a través de la cual lentamente, se acumularon moléculas orgánicas hasta formar una «sopa primordial” La atmósfera del planeta primitivo era reductora, y si había oxígeno libre, éste se encontraba en muy reducidas concentraciones. Al no existir una capa de ozono alrededor de la Tierra, las radiaciones ultravioletas del Sol llegaban hasta ella con suma facilidad. Estas radiaciones de gran intensidad, junto con las descargas eléctricas en forma de rayos, determinaron el aporte energético necesario para la formación de las primeras moléculas orgánicas a partir del hidrógeno, como el metano, el amoniaco, el agua y el dióxido de carbono. Éstas a su vez se irían combinando hasta formar moléculas orgánicas cada vez más complejas. Surgen así las primeras proteínas que comenzarán a asociarse entre sí hasta formar moléculas proteicas complejas, en forma de gotas, que tenían la capacidad de absorber del medio sustancias orgánicas y aumentar de ese modo su peso y volumen, es decir que crecían. A estas macromoléculas con capacidad de crecimiento, Oparin las llamó Coacervados. La estructura de estos coacervados se fue modificando y perfeccionando en el transcurso de millones de años hasta originar los primeros organismos sencillos En su libro: “El origen de la vida” Oparin escribe: “Las sustancias orgánicas que así se producen, estaban formadas por un número reducido de átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Pero en las aguas del océano primitivo estas moléculas se fueron combinando poco a poco entre sí formando moléculas cada vez mas grandes y complejas…” “….Al combinarse entre sí las moléculas de las sustancias orgánicas llegaron a formar moléculas de proteínas, es decir, las moléculas mas complejas e importantes para la vida…”

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Experimento que comprueba la teoría de Oparin Haldane En 1953, Stanley Miller, científico estadounidense, llevó a cabo, junto con Harold Urey, uno de los primeros ensayos en los cuales se demostraba que las teorías de Oparin y Haldane podían tener fundamento científico. Miller construyó un aparato que permitía la circulación de una mezcla de metano, hidrógeno, amoniaco y agua, en el que, a su vez, existía una circulación de descargas eléctricas. El agua contenida en un matraz se mantenía hirviendo constantemente, para la producción continua de vapor que permitiera la circulación de los gases. Los productos que se formaban como consecuencia de las descargas eléctricas, que actuaban como los rayos de la atmósfera primitiva, se condensaban en un tubo en forma de U y en otro matraz de agua , que desempeñaba un papel similar al de los antiguos océanos existentes en nuestro planeta. Este sencillo sistema se mantuvo en funcionamiento durante una semana, al cabo de la cual se analizaron los compuestos que se habían originado. Los resultados fueron sorprendentes: se detectaron cuatro aminoácidos, comunes en la mayoría de las proteínas, urea y varios ácidos grasos simples. Habían surgido, por tanto, unas moléculas que se encuentran comúnmente en los seres vivos. Las condiciones primitivas de la Tierra no debieron de ser muy diferentes de las que este científico simuló en un laboratorio.

Dispositivo semejante al ideado por Miller en 1953, gracias al cual el científico estadounidense pudo reproducir en el laboratorio las condiciones de vida primitivas de la Tierra. El experimento demostró que muchos compuestos que resultan esenciales para la vida se obtienen a partir de gases sencillos, sometidos a la acción de descargas eléctricas y de calor.

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Las simples moléculas inorgánicas que Miller puso en su aparato, dieron lugar a la formación de una variedad de moléculas complejas:

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TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA La idea de que las múltiples especies de animales y vegetales presentes en la actualidad no surgen espontáneamente sino que descienden de organismos primitivos más sencillos, mediante modificaciones graduales, acumuladas en generaciones sucesivas, es uno de los grandes conceptos unificadores de la biología. Esta idea de la evolución biológica alcanza amplia difusión y consenso a partir de los trabajos del naturalista Charles Darwin y de su publicación: “El origen de las especies”. En ese libro, Darwin presenta abrumadora cantidad de pruebas y argumentos que muestran la ocurrencia de cambios evolutivos en las especies. También formuló la teoría de la selección natural para explicar en que forma se produce la evolución.

Darwin y la teoría de la selección natural En Inglaterra, Charles Darwin estudió medicina, sin concluirla, en la Universidad de Edimburgo y para clérigo en Cambridge, también sin concluir.

Allí en cambio se manifestó su inclinación por las ciencias naturales.

Emprende, a los veintidós años, un viaje en el barco H.M.S. Beagle (His Majesty's Ships) Este viaje dio a Darwin una oportunidad única para estudiar la adaptación de las especies a su hábitat y obtener un sinnúmero de evidencias que fueron utilizadas en su teoría de la evolución. Darwin dedicó mucho tiempo a coleccionar especimenes de plantas, animales y fósiles y a realizar extensas observaciones geológicas.

C. Darwin Al retornar a Inglaterra en 1836, comenzó a catalogar su colección, y como recordara en su autobiografía, la iluminación decisiva llegó......

“En octubre de 1838, es decir 15 meses después de que empezara yo mis estudios sistemáticos, casualmente leía por diversión a Malthus sobre Población, y estando bien preparado para apreciar la lucha por la existencia, que en todas partes acontece y que se ha observado prolongadamente de los hábitos de los animales y las plantas, de repente se me ocurrió que bajo estas circunstancias, las variaciones favorables tenderían a conservarse, y las no favorables a destruirse. El resultado de esto sería la formación de una nueva especie. Aquí entonces, había logrado finalmente una teoría que me permitía trabajar”

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De acuerdo con la teoría de la selección natural de Darwin, cualquier grupo de animales o vegetales tiende a sufrir variaciones. Además se producen más organismos de cada variedad de los que pueden obtener alimento y sobrevivir.

Por lo tanto se establece una lucha para la supervivencia entre todos los individuos y aquellos que tengan caracteres que les den alguna ventaja en la lucha por la vida tienen más probabilidad de sobrevivir que los que carecen de ellos. Los sobrevivientes son los que se reproducen y transmiten por lo tanto esas características adaptativas a su descendencia, de modo que esas variaciones persisten en las generaciones sucesivas.

El fundamento de la teoría de Darwin es el de la lucha por la vida, la supervivencia del más apto y la herencia de los caracteres ventajosos por la descendencia.

En resumen: La evolución surge como consecuencia de varios procesos naturales:  Variación genética entre los miembros de una población. Todos los organismos presentan caracteres variables, ellos son una cuestión de azar, aparecen en cada población natural y se heredan entre los individuos. No los produce ni el ambiente, ni el esfuerzo inconsciente del organismo, pero a menudo ofrecen valores adaptativos positivos o negativos.  Sobre-reproducción: todos los organismos tienden a reproducirse más allá de la capacidad de su medio ambiente para mantenerlos.  Competencia por los recursos, comida, espacio, etc. Dado que existe variación y exceso de individuos, aquellos con alguna ventaja competitiva lograrán llegar a la edad adulta y capaces de reproducirse y transmitir sus características  Herencia de estas variaciones. Los organismos mejor adaptados dejarán en promedio más descendencia que los demás.  Selección natural, debido a esta supervivencia y reproducción incrementada de organismos que presentan variaciones favorables, una gran parte de los población nueva se adapta a las condiciones ambientales prevalecientes, De esta manera, el ambiente "SELECCIONA" a los organismos mejor "adaptados". Algunas veces se hace referencia a este hecho como "la supervivencia del más fuerte", en realidad tiene más que ver con los logros reproductivos del organismo más que con la fuerza del mismo.

Este trabajo de Darwin, influyó profundamente en el pensamiento acerca de nosotros mismos y, conjuntamente con las teorías astronómicas de Copérnico y Galileo (siglos XVI y XVII), cambió la forma de pensar del mundo occidental. Si bien con algunos cambios, la teoría elaborada por Darwin en 1859 es aceptada por la mayoría de los científicos como una guía en la cual se basa la biología moderna.

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GUÍA DE ESTUDIO Actividades 1. ¿Porqué la biología está dividida en un gran número de especialidades?

Nombrar algunas de ellas.

2. ¿Qué es una ciencia? ¿Cuál es su objetivo? Además de la biología: ¿Qué otras ramas de la ciencia conoces? ¿Qué estudian cada una de ellas?

3. Explicar brevemente los hechos más destacados en la historia de la biología antigua mediante la confección de un cuadro comparativo de 3 columnas indicando: Época, Nombre del investigador, estudios realizados.

4. ¿Qué es el método científico? ¿Cuál es su importancia en el desarrollo de la ciencia?

5. Explicar brevemente los pasos a seguir durante el desarrollo de una investigación científica.

6. Aplicando el método científico debes explicar porqué el agua hierve y a que temperatura lo hace. a. ¿Cuáles serían las observaciones a realizarse? ¿Qué debería medirse? b. Elaborar una hipótesis que intente explicar el fenómeno. c. Diseñar un experimento de laboratorio para validar la hipótesis. d. ¿Qué debería ocurrir para que la hipótesis, una vez validada, se convierta en una teoría?

7. A continuación se ofrece una lista de pasos desordenados que debes ordenar lógicamente para que te permitan llegar a la resolución de un problema científico:  Se buscan nuevas hipótesis y/o errores experimentales.  Se descubre un problema al observar un fenómeno.  La hipótesis que funciona en forma consistente en cualquier lugar, finalmente se acepta como Teoría.  Cuando las consecuencias no apoyan la hipótesis, la misma se desecha.  Se busca información o se realizan más observaciones y mediciones.  A partir de los resultados se deducen consecuencias.  Se realizan las pruebas para comprobar o refutar la hipótesis  Se plantea una hipótesis.

8. Un grupo de alumnos detectó que los brotes de un tipo de planta particular que crece bajo las piedras tienen color blanco, mientras que los que crecen afuera son de color verde. Una prueba de laboratorio permitió determinar que las plantas blancas carecen de clorofila.

Problema: a. ¿Qué es lo que causa que las plantas que crecen bajo las piedras sean blancas? i. Hipótesis 1: la presión que ejerce la piedra hace que los brotes sean blancos.

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ii. Hipótesis 2: un parásito hace que los brotes sean blancos iii. Hipótesis 3: la falta de luz hace que los brotes sean blancos Señalar la hipótesis correcta b. Diseñar una experimentación que confirme la hipótesis correcta y que rechace las incorrectas.

9. ¿En qué se diferencian la teoría de la generación espontánea de la biogénesis? Explicar brevemente la controversia entre ambas. ¿Cómo se resuelve dicha controversia? ¿Qué experimento realiza Pasteur para ello? ¿Utilizó este investigador el método científico? Explicar porqué.

10. ¿Cuándo se cree que comenzó la vida en la tierra? ¿Por qué?

11. ¿Cómo estaba formada la atmósfera primitiva?

12. Sabiendo que la vida no surge espontáneamente: ¿Cómo podrías explicar la aparición de moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas en las condiciones de la tierra primitiva? ¿Es esto posible?

Explicar brevemente que experimento permitió comprobarlo.

13. ¿Qué es un coacervado? ¿Cuáles son sus características?

14. ¿Quién fue Charles Darwin? ¿Qué aporte realiza a la Biología moderna?

15. ¿Qué es la evolución biológica? Describir brevemente los procesos naturales que deben ocurrir durante un desarrollo evolutivo.

Para investigar: Buscar información que indique en que época vivieron y cuales fueron las principales características de estos individuos:

Homo neanderthalensis, Homo rudolfensis, Australopithecus boisei, Australopithecus afarensis, Australopithecus anamensis, Australopithecus africanus, Homo erectus, Homo hábilis y Homo sapiens

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UNIDAD 2 CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS Aunque las características que definen a los seres vivos parecen fácilmente definibles e identificables, la línea que separa la materia viva de la que carece de ella es bastante tenue. Los virus por ejemplo, presentan algunas de estas características, pero no todas. Por otro lado, algunos sistemas no vivientes también pueden presentar una o más de dichas características, sin por ello ser considerados seres vivos. Por ejemplo, algunos cristales en soluciones saturadas pueden “crecer”, un motor puede transformar un tipo de energía en otro, el fuego puede “reproducirse”.

Pese a su diversidad, los organismos que pueblan este planeta comparten una serie de características que los distinguen de los objetos inanimados.

Es por eso que para poder afirmar que un sistema es viviente, debe presentar todas las propiedades que describiremos a continuación.

1) Organización específica: Tal como lo expresa la TEORÍA CELULAR (que veremos en el próximo punto) la unidad estructural de todos los organismos es la CÉLULA. Las mismas presentan una organización específica, todas tienen tamaño y formas características por las cuales pueden ser reconocidas.

Algunos organismos estás formados por una sola célula (unicelulares), en contraste los organismos complejos son multicelulares, en ellos los procesos biológicos dependen de la acción coordinada de las células que los componen, las cuales suelen estar organizadas en tejidos, órganos, etc.

Los seres vivos muestran un alto grado de organización y complejidad. La vida se estructura en niveles jerárquicos de organización, donde cada uno se basa en el nivel previo y constituye el fundamento del siguiente nivel. Podemos decir entonces que la organización específica es una característica por la cual los seres vivos se encuentran organizados jerárquicamente, en niveles crecientes en complejidad, desde un nivel molecular (moléculas orgánicas), macromolecular, macromolecular complejo (asociación de macromoléculas), celular, tisular (tejidos), de órganos y sistemas, de organismos, poblacional, de comunidades o social.

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2) La Homeostasis: Para mantenerse vivos y funcionar correctamente los organismos vivos deben mantener la constancia del medio interno de su cuerpo, proceso denominado homeostasis (del griego "permanecer sin cambio"). Entre las condiciones que se deben regular se encuentra: la temperatura corporal, el pH , el contenido de agua, la concentración de electrolitos etc. Gran parte de la energía de un ser vivo se destina a mantener el medio interno dentro de límites homeostáticos.

3) Reproducción y herencia: Dado que toda célula proviene de otra célula, debe existir alguna forma de reproducción, ya sea asexual (sin recombinación de material genético) o sexual (con recombinación de material genético). Si existe alguna característica que pueda mencionarse como la ESENCIA misma de la VIDA, es la capacidad de un organismo para reproducirse.

Los seres vivos por lo tanto, son capaces de producir otros seres vivos similares a ellos, dotados de esa misma capacidad de producción.

4) Transformación de la energía: es la capacidad de tomar energía del exterior y transformarla en otro tipo de energía, útil para sus necesidades. Así, los vegetales captan la energía lumínica y, por medio de la fotosíntesis, la transforman en energía química que queda almacenada en la materia orgánica que producen (glucosa). Por medio de la respiración, los seres vivos transforman la energía química (encerrada en los alimentos) en energía cinética (para el movimiento) y calórica (para mantener la temperatura corporal). Los organismos necesitan materiales y energía para mantener su elevado grado de complejidad y organización, para crecer y reproducirse. Esto lo logran mediante un intercambio y circulación de energía con el medio ambiente.

La suma de todas las reacciones químicas de la célula que permiten su crecimiento, conservación y reparación, recibe el nombre de metabolismo.

El metabolismo es anabólico cuando estas reacciones químicas permiten transformar sustancias sencillas para formar otras complejas, lo que se traduce en gasto y almacenamiento de energía, producción de nuevos materiales celulares y crecimiento (por ejemplo la fotosíntesis). En cambio, Catabolismo, quiere decir desdoblamiento de sustancias complejas con liberación de energía (por ejemplo la respiración).

5) Desarrollo y crecimiento: En algún momento de su ciclo de vida TODOS los organismos crecen. A partir de una sola célula viva, los organismos pueden crecer mediante la producción de más células vivas o por el aumento del tamaño de las células ya existentes.

6) Sistemas termodinámicos abiertos obligados: Por último, los seres vivos deben intercambiar obligatoriamente materia y energía con el medio ambiente, por eso se dice que son sistemas termodinámicos abiertos obligados.

Todas estas características, deben cumplirse simultáneamente que un sistema sea considerado viviente.

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COMPONENTES QUÍMICOS CELULARES De todos los elementos que constituyen la materia del universo, solo cuatro (carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno) conforman el 99 % de la materia viva: • • • •

Oxígeno: 76 %.

Carbono: 10,5 %.

Hidrógeno: 10,0 %.

Nitrógeno: 2,5 %.

El 1 % restante incluye al fósforo, potasio, cloro, sodio, calcio, magnesio, hierro y azufre.

Cualquier sistema viviente está compuesto por moléculas de las que el carbono no forma parte (moléculas inorgánicas), entre las que el agua es la más abundante dada su importancia homeostática; y moléculas constituidas por carbono y producto de la actividad vital (moléculas orgánicas).

Componentes inorgánicos: Agua: Constituye el 80 % de los organismos. Todas las actividades metabólicas y los procesos de difusión en los sistemas vivos dependen de sustancias disueltas o en suspensión. El agua tiene una gran capacidad calórica (homeotérmica) por lo que protege a las moléculas orgánicas de cambios bruscos de temperatura.

Minerales: Los más importantes y que se encuentran en mayor proporción son el calcio, magnesio, potasio, carbonatos y fosfatos.

Componentes orgánicos: Son compuestos que están formados por largas cadenas de átomos de carbono a las que están unidas átomos de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, etc.

Se clasifican en cuatro grupos: • Hidratos de carbono (azúcares y almidones).

• Lípidos (grasas y aceites).

• Ácidos nucleicos (A.D.N. y A.R.N.).

• Proteínas.

Hidratos de carbono: Son nutrientes que aportan energía al organismo. Se caracterizan por ser consumidos rápidamente dado que por su carácter soluble, se encuentran disueltos en la sangre y llegan por lo tanto muy rápidamente a cualquier tejido para su utilización como fuente de energía. Son también llamados carbohidratos, glúcidos o azúcares. La mayoría no son dulces, como la papa o el arroz. Están formados por C, H y O. Los de cadenas sencillas (3 a 7 átomos) son los monosacáridos, por ejemplo la glucosa o fructosa. Cuando los monosacáridos se unen forman disacáridos (sacarosa, lactosa) o polisacáridos (almidón, celulosa, glucógeno). Los alimentos de origen vegetal son ricos en hidratos de carbono.

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Proteínas: Intervienen en la construcción y crecimiento del organismo. También son importantes en la reparación de tejidos frente a una herida. Son macromoléculas formadas por uniones de un gran número de unidades pequeñas: los aminoácidos. Estos están formados por C, H, O y N. Existen en los seres vivos, 20 tipos diferentes de aminoácidos, de los cuales 8 son esenciales porque el organismo no puede sintetizarlos y deben ser ingeridos con el alimento. Los aminoácidos se unen entre sí por uniones llamadas peptídicas, dando lugar a la formación de proteínas. Los alimentos de origen animal son ricos en proteínas.

Las proteínas pueden clasificarse en:  Fibrosas: son insolubles y de forma alargada o de fibra. Confieren resistencia en tendones músculos y uñas. Por ejemplo: el colágeno.  Globulares: tienen forma esférica. Son solubles. Ej. Insulina, enzimas, hemoglobina.

Lípidos: Las moléculas de los lípidos están compuestas por átomos de C, H y O. Se clasifican en grasas (sólidas a temperatura ambiente) y aceites (líquidos).

Son macromoléculas insolubles que en el organismo presentan las siguientes funciones: 1. forman parte de las membranas celulares (fosfolípidos) 2. son una importante reserva de energía 3.

Forman parte de alguna hormonas Ácidos nucleicos: Son moléculas complejas. Están formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Hay dos tipos de ácidos nucleicos: a. Ácido ribonucleico (ARN) b. Ácido desoxiribonucleico (ADN) El ADN se encuentra en los cromosomas del núcleo de la célula y, en cantidades mucho menores, en mitocondrias y cloroplastos. El ARN se encuentra en el núcleo, en una estructura llamada nucleolo. También se encuentra en los ribosomas.

Función: Los ácidos nucleicos son las moléculas informáticas por excelencia, es decir que contienen toda la información necesaria para realizar cualquier actividad celular. Son los responsables de transmitir esa información genética de una generación a otra, mediante un proceso llamado HERENCIA. TEORÍA CELULAR Uno de los conceptos generales más amplios y difundidos en biología es la teoría celular. En la actualidad afirma que: a. Todo ser vivo, animales, plantas, hongos y microorganismos, está formado por unidades fundamentales llamadas células.

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b. Éstas se forman por división de células preexistentes. c. Todas las células tienen similares componentes químicos y actividades metabólicas. d. La actividad de un organismo es la suma de las actividades e interacciones de cada una de sus células Un poco de historia 1. Robert Hooke (1635-1703), uno de los primeros científicos en usar el microscopio para examinar agua de charcos, corchos y otras cosas, se refirió a las cavidades que observaba en el corcho como "células". Él solo observó las paredes celulares pero no pudo analizar su contenido.

2. 1838-Mattias Schleiden concluyó que todos los tejidos de las plantas estaban formados por células.

3. 1839- Theodore Schwann llegó a una conclusión similar para los tejidos animales.

4. 1858-Rudolf Virchow combinó las dos ideas formulando la Teoría celular: La teoría celular sostiene que todos los organismos están compuestos por una o más células, y que esas células se originaron de células preexistentes.

5. 1880- August Weismann agregó otro corolario a esta teoría, señalando que las células vivas de hoy tienen antecesores que se remontan a tiempos antiguos, la prueba sería las similitudes en estructuras y tipos de moléculas presentes. Por lo tanto existiría una cadena de existencia extendiéndose en el tiempo desde nuestras células a la célula que las originó, algo así como hace 3.500 millones de años atrás.

DEFINICIÓN DE CÉLULA La célula es la unidad estructural y funcional de todo ser vivo Todas las células comparten dos características estructurales esenciales: la primera es la presencia de una membrana externa que separa el citoplasma de la célula del medio externo, la segunda característica es el material genético que regula las actividades celulares y transmite las características a la descendencia.

Desde el punto de vista funcional, la célula es una unidad con capacidad para sobrevivir y reproducirse, dado que por si sola puede cumplir con todas las actividades necesarias para ello.

Es la unidad estructural, porque es una unidad de sustancia viva que incluye 1o más cromosomas y está limitada por una membrana semipermeable.

Es la unidad funcional, porque es la unidad de vida más sencilla que es capaz de sobrevivir y reproducirse.

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Existen dos tipos de células: • PROCARIOTAS: (significa: "antes del núcleo"). Son células sin núcleo organizado, donde el material genético es una molécula circular en una región denominada nucleoide, que carece de membrana. Son células primitivas, sin desarrollo de organelas específicas, y se encuentran en organismos del reino Monera (bacterias).

• EUCARIOTAS: (eu= verdadero, karion = núcleo). Las células eucariotas presentan núcleo rodeado por una membrana o envoltura nuclear. Además poseen pequeños órganos llamados organelas que cumplen diversas funciones. Son células más evolucionadas que las procariotas y se las encuentra en los reinos Protista, Hongos, Vegetal y Animal.

CÉLULA PROCARIOTA TÍPICA

CÉLULA EUCARIOTA TÍPICA

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ESTRUCTURAS CELULARES 1. Membrana celular La célula presenta una membrana externa o plasmática que la rodea, su función es la de mantener la constancia del contenido celular controlando lo que entra y sale de la célula. Esta membrana celular se encuentra en todas las células. Está formada por una doble capa de lípidos en la que se intercalan moléculas de proteína transportadoras (modelo de mosaico fluido).

Su función es la de controlar los procesos de intercambio con el medio, actuando como una barrera selectiva.

Este intercambio puede ser por medio de un transporte pasivo (sin gasto de energía) mediante difusión simple o activo (con gasto de energía) por medio de las proteínas transportadoras.

2. Pared celular Es una estructura de celulosa que recubre externamente a las células vegetales y fúngicas (hongos). Su función es la de brindar protección y sostén, además de permitir el paso selectivo de sustancias a través de ella.

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Todo el contenido de la célula se denomina protoplasma. Técnicamente el protoplasma se divide en un NÚCLEO y el CITOPLASMA 3. Núcleo: Es una masa globosa que se encuentra dentro del citoplasma y del que está separado por la membrana nuclear. Está formado por: cromatina: formada por cadenas de ácido desoxirribonucleico (A.D.N.) y proteínas llamadas histonas. La cromatina puede estar dispersa en el núcleo o condensada en forma de cromosomas. nucleolo: formado por proteínas y cadenas de ácido ribonucleico (A.R.N.) cromosomas: se forman cuando la cromatina se espiraliza o condensa.

Para una especie, la forma y número de cromosomas están definidos, y es distinto al de cualquier otra especie. Existen organismos que presentan dos juegos de cromosomas, uno proveniente de la gameta masculina (por ej. espermatozoide) y otro proveniente de la gameta femenina (por ej. óvulo). A estos organismos se los llama diploides (2n).

Por ejemplo, las células del ser humano presentan 46 cromosomas. Es un organismo diploide 2n=46. Tiene 23 pares de cromosomas. En cada par hay un cromosoma proveniente de la madre y otro proveniente del padre. Aquellas especies (por ejemplo las bacterias) que tienen un solo juego de cromosomas se las llama haploides (n) Función del núcleo: posee (en el A.D.N.) toda la información para regular el conjunto de todas las actividades celulares.

El citoplasma Es la masa que rodea al núcleo. Se divide en dos regiones: ectoplasma, interno y fluido; y endoplasma, externo y mas consistente.

El 70 % de su volumen es agua.

En el citoplasma, encontramos a las diferentes organelas citoplasmáticas donde se realizan todas las actividades celulares. Las más importantes son: Las principales organelas (u orgánulos) son: 4. mitocondrias: son organelas esféricas o cilíndricas. En ellas se realiza el proceso de respiración. Son verdaderas centrales energéticas que producen la energía necesaria para que la célula lleve a cabo sus múltiples funciones. En la respiración, las sustancias alimenticias son oxidadas (por el oxígeno), por lo que las uniones de las moléculas de esas sustancias se rompen. De esta manera, la energía encerrada en esas uniones es liberada y puede ser aprovechada por la célula.

5. Cloroplastos: Se encuentra presente solo en células vegetales.

Contiene los pigmentos responsables de captar la energía lumínica del sol. Intervienen también en la fijación del CO2 atmosférico. Es decir que son las organelas donde se realiza la fotosíntesis.

6. Ribosomas: organela donde se realiza la síntesis (formación) de enzimas y proteínas en general. La síntesis se realiza del siguiente modo: El ADN del núcleo es el que tiene la información necesaria para producir todas las proteínas y enzimas que la célula precisa. Existe un mensajero (ARN) que es el encargado de copiar la información del ADN en el núcleo y transportarla al citoplasma, a los ribosomas. Con esa

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información, los ribosomas fabrican las proteínas y enzimas necesarias para todas las actividades celulares.

7. Sistema retículo endoplasmático (S.R.E.): Está formado por una serie de cavidades mas o menos planas, que se comunican entre sí, formando una red que comunica a la membrana nuclear, el aparato de golgi y la membrana plasmática. Funciones: Sostén mecánico de toda la célula. Produce fenómenos de ósmosis y de intercambio. Es un “sistema circulatorio” intracelular.

8. Complejo de Golgi-lisosomas: El complejo de Golgi, está formado por una serie de bolsas aplanadas de cuyos bordes se desprenden vesículas cerradas. Presenta continuidad estructural con el S.R.E. Modifican las proteínas y los lípidos, producen carbohidratos y empacan moléculas para su transporte. Por lo tanto su función es la síntesis y liberación de secreciones. Por ejemplo, las enzimas hidrolíticas (degradan) son liberadas en vesículas llamadas lisosomas, que actúan sobre partículas alimenticias y las digieren.

En el siguiente cuadro, analizamos las diferencias que presentan las células eucariotas de las procariotas Estructura/Proceso Membrana nuclear ADN Cromosomas División celular Mitocondria Cloroplasto Ribosomas Pared celular Nucléolos Retículo endoplásmico

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en Eucariotas Presente Combinado con proteínas (histonas) Múltiples Mitosis o Meiosis Presentes

en Procariotas Ausente Desnudo y circular Único Fisión binaria Ausente. Los procesos bioquímicos equivalentes ocurren Presentes en células vegetales en la membrana citoplasmática.

Presentes Presentes Presente. Constituida por celulosa Presente. Formada por en vegetales o por quitina en hongos mureína Presentes Ausentes Presente Ausente

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GUÍA DE ESTUDIO Actividades 1. Definir brevemente y con tus palabras las principales características que debe presentar un sistema para ser considerado viviente.

2. El fuego se “reproduce”. ¿Es un ser viviente? ¿Por qué?

3. ¿En qué se diferencian un componente inorgánico de uno orgánico?

Ejemplificar 4. ¿Qué función común cumplen: a) un hidrato de carbono y un lípido, b) el ADN y el ARN? 5. El agua tiene capacidad homeotérmica. ¿Qué significa? ¿Qué importancia tiene esa capacidad para el organismo?

6. ¿Qué funciones cumplen las proteínas? ¿En que se diferencian las fibrosas de las globulares? Nombrar dos ejemplos de cada una 7. ¿Qué propone la teoría celular? ¿Por qué se dice qué la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos?

8. ¿En qué se diferencian una célula procariota de una eucariota? ¿Cuál es más evolucionada y porqué? ¿En que reinos vivientes encontramos a cada una de ellas?

9. Completar el siguiente esquema indicando en cada estructura señalada la función que cumple. Las estructuras que deben señalar son: membrana plasmática, citoplasma, membrana nuclear, núcleo, nucléolo, cromatina, mitocondria, ribosoma, sistema retículo endoplasmático, aparato de golgi:

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UNIDAD 3 DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVOS Como ya hemos estudiado en la unidad anterior, todos los seres vivos del planeta comparten ciertas características comunes: organización específica, homeostasis, desarrollo y crecimiento, etc. Sin embargo difieren en muchas otras que permiten afirmar que existe en la tierra una gran diversidad biológica, llamada Biodiversidad. Se estima que en la actualidad existen alrededor de 12,5 millones de especies de las cuales solo 1,7 millones han sido clasificadas.

Y cada día se descubren nuevas especies. Desde diminutas bacterias y levaduras, hasta estrellas de mar y ballenas, ¡la diversidad de vida es realmente impresionante! Con esta amplia gama de vida sobre la Tierra, ¿cómo poder entender y clasificar a la misma?

Resulta obvio entonces que hace falta analizar los parecidos y diferencias entre las mismas para poder agruparlas, es decir que hace falta un sistema de clasificación.

La Taxonomía o sistemática es la ciencia que se ocupa de la clasificación en la historia natural de los seres vivientes.

Ahora: ¿cómo clasificamos? Supongamos que analizamos un animal conocido, como un gato. Podemos primero agrupar a los animales que sean parecidos a él. En otro grupo colocaremos a los que no se parecen. ¿Qué criterios tomamos en cuenta para hacer esa clasificación? (4 patas, glándulas mamarias, vivíparos, pelos, etc.). ¿Cómo armamos un árbol filogénico a partir de este análisis?

Historia de la clasificación de los seres vivos Desde la época de Aristóteles los organismos vivos se reunían en solo dos reinos: Animal y Plantas. Dada la ambigüedad de algunos organismos unicelulares, Ernst Haeckel (S. XIX) creó el tercer reino: Protista, para incluir aquellos organismos unicelulares con aspectos intermedios entre plantas y animales.

El cuarto reino establecido es Monera, que abarca bacterias y algas verdeazuladas. Cuando Chatton descubrió en los años 1920 que las bacterias carecen de núcleo celular, propuso los términos procariota y eucariota en el mismo sentido en que los usamos ahora, y empezó a parecer oportuno a algunos llamar Monera al conjunto de los procariontes. Eso hizo Barkley en 1939 creando un nuevo reino: Monera cuya característica principal es la presencia de células procariotas: sin núcleo celular definido ni organelas. Los organismos de los reinos Animal, Planta y Protistas están formados por células eucariotas, es decir con núcleo rodeado por membranas y orgánulos celulares.

R. H. Whittaker en 1969 separó a todos los hongos de las plantas en el quinto reino: Fungi. Los individuos de este reino poseen células eucarióticas, tienen núcleos y paredes celulares pero carecen de pigmentos fotosintéticos, por lo que su nutrición no es autotrófica. En 1978 Whittaker y Margulis conservaron estos mismos 5 reinos pero incluyeron a las algas en las Protistas, denominándolo Protoctista.

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La mayoría de los biólogos actuales reconocen estos cinco reinos: Moneras, Protistos, Hongos, Plantas y Animales, que se basan en la organización celular, complejidad estructural, modo de nutrición y de reproducción. ¿Reinos o Dominios?

En 1977 Carl Woese propuso una categoría superior a reino: el DOMINIO, reconociendo tres linajes evolutivos; ARCHEA, BACTERIA y EUKARYA. Las características para separar estos dominios son el tipo de célula, compuestos que forman la membrana y estructura del ARN. Bajo el microscopio todas las bacterias aparecen similares, además la escasez de fósiles ha dificultado el establecimiento de las relaciones evolutivas entre ambos grupos. La evidencia presentada por la biología molecular sugiere que los primitivos procariotas se separaron en dos grupos muy temprano en el desarrollo de la vida en la tierra, los descendientes de estas dos líneas son las Eubacterias y las Arqueobacterias, consideradas el sexto Reino.

Haeckel (1866) Tres reinos Animalia

Chatton (1925) Dos grupos

Plantae Protista

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Barkley Whittaker Woese (1938) (1969) (1977) Cuatro reinos Cinco reinos Tres dominios Animalia Animalia Plantae Plantae Eukaryota Eukarya Fungi Protoctista Protista Archaea Prokaryota Monera Monera Bacteria

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CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN DE LOS REINOS VIVIENTES Llegó el momento de comenzar a estudiar mas en detalle la clasificación de los seres vivos en los reinos que ya mencionamos, pero antes de ello, debemos entender los criterios que se utilizan para dicha clasificación.

Criterios morfológicos: Analizan la forma de los seres vivos Tipo de célula:  Procarionte: No posee núcleo verdadero ni organelas citoplasmáticas.

Son las células más primitivas.  Eucarionte: Posee núcleo verdadero y organelas citoplasmáticas. Son células mas evolucionadas.

Nivel de complejidad:  Unicelular: Organismo formado por una sola célula.  Colonial: Organismo formado por muchas células iguales, que tienen la misma morfología y cumplen las mismas funciones.  Multicelular: Organismos formados por muchas células que presentan formas y funciones diversas. Aparece en estos organismos la división de funciones entre células diferentes.

Criterios funcionales: Analizan las funciones básicas de los seres vivos.

Tipo de nutrición:  Autotrófica: Los organismos son capaces de producir su propio alimento. Esto puede ocurrir por Fotosíntesis (utiliza al sol como fuente de energía) o Quimiosíntesis (aprovecha la energía química disipada en el medio).  Heterotrófica: Los organismos son incapaces de producir su propio alimento por lo que lo consumen de otro ser viviente. Este tipo de nutrición a su vez se divide en Absortiva o Ingestiva.  Absorción: Alimentación a expensas de sustancias disueltas en el medio. Su incorporación al organismo se hace a través de membranas. No existen estructuras especializadas.  Ingestión: La incorporación de sustancias nutritivas se hace por medio de estructuras especializadas temporarias (vacuolas) o permanentes (boca, citosoma).

Tipo de reproducción:  Reproducción asexual: A partir de un solo organismo, se origina uno nuevo idéntico a él. Es un mecanismo rápido pero poco evolucionado dado que al no presentar variabilidad genética, la posibilidad de adaptación a los cambios del medio ambiente es escasa.  Reproducción Sexual: Dos células especializadas (gametas masculina y femenina) se unen (fecundación) originando una célula huevo o cigota que se desarrollará en un embrión, originando un nuevo organismo. Presenta gran variabilidad genética por lo que se la considera el tipo de reproducción mas evolucionado dada su capacidad de adaptación a las variaciones medioambientales.

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Tipos de reproducción asexual: • Bipartición: El organismo (unicelular) se divide en dos células hijas iguales. Ej.: Protozoos.

• Escisión múltiple: Primero se divide el núcleo en muchos núcleos hijos, y luego se divide el citoplasma. Ocurre en protozoos.

• Fragmentación: El cuerpo del organismo se fragmenta y cada parte regenera lo que le falta para completar un nuevo organismo. Ocurre en anélidos y platelmintos.

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• Gemación: Se produce un brote o gema en el progenitor, que originará un nuevo organismo. Es típico de levaduras (Protozoos).

Tipos de reproducción sexual: • Sexos separados: Cada sexo se encuentra en un individuo distinto.

• Hermafroditismo: Ambos sexos se encuentran en un mismo individuo, pudiendo ocurrir autofecundación o fecundación cruzada entre dos hermafroditas.

De acuerdo a estos criterios, podemos entonces comenzar a clasificar y caracterizar a la gran diversidad de seres vivientes en reinos y dominios: DOMINIOS Archaea Las especies del dominio Archaea son microorganismos, la mayoría viven en medioambientes extremos, y son llamadas extremofilas. Otras especies de archaea no son extremofilas, y viven en temperaturas y niveles de salinidad comunes. ¡Algunas incluso viven en nuestros intestinos!

Algunas especies extremófilas sobreviven en agua hirviendo, como en los géisers del parque de Yellowstone y dentro de volcanes. Hay otras extremofilas que les gusta vivir en medioambientes extremadamente salados, conocidos como hipersalinos. Estas archaeas amantes de la sal se llaman halófilas.

Originalmente se pensaba que las archaeas eran como las bacterias, pero las archaeas son una forma de vida muy diferente y mucho más sencilla. ¡Es posible que sean la forma de vida más antigua que exista en la Tierra!

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Las archaea no necesitan de la luz solar para el proceso de la fotosíntesis como el que llevan a cabo las plantas, tampoco necesitan oxígeno. Las bacterias archaeas absorben CO2, N2, ó H2S, y eliminan gas metano a manera de producto de desecho. Son quimiosintéticas.

Eubacteria A las eubacterias también se les conoce como “bacterias verdaderas”, y son organismos microscópicos que tienen células procariotas. Nos ocuparemos de ellas a continuación, cuando analicemos al reino Monera.

Eucariota ¿Qué tienen en común los árboles, monos, plancton y hongos? Que todos son miembros del dominio eucariota. Plantas, animales, protistas y hongos pertenecen a este dominio.

Aunque estos grupos parecieran ser muy diferentes, y lo son, tienen una característica fundamental en común: todos ellos tienen células eucariotas.

Como ya hemos estudiado, las células eucariotas tienen una estructura especial llamada núcleo, que contiene el material genético en los cromosomas.

Podemos ahora comenzar a analizar cada uno de los reinos, tomando en cuenta los criterios de clasificación que ya hemos estudiado.

REINO MONERA: El Reino Monera es el más antiguo de todos. Se han descubierto fósiles de Monera en estratos rocosos de 3.500 millones de años de antiguedad.

Son organismos formados por células procariontes, que no poseen organelas. Pueden ser unicelulares o coloniales. Su nutrición es absortiva o autotrófica (por fotosíntesis o quimiosíntesis). La reproducción es asexual por bipartición (división simple). Los organismos de este reino se dividen en dos grandes grupos: Bacterias y algas verde-azules o cianofitas.

Bacterias

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Cianofitas

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REINO PROTISTA: Los miembros del Reino Protista son un grupo poco común de organismos que se unieron en un reino único porque en realidad parecían no pertenecer a ningún otro grupo. Algunos protistas se parecen y actúan como las plantas, otros actúan y se parecen a los animales, pero los protistas no son ni plantas ni animales.

De alguna manera, el reino Protista es el hogar de los organismos "restantes" que no pudieron ser clasificados en ninguna otra parte.

Los organismos de este reino están formados por células eucariontes. Son unicelulares o coloniales. Presentan diversas formas de nutrición: fotosíntesis, absorción, ingestión y combinación de estos. La reproducción es asexual por bipartición. En algunos casos se observa un mecanismo rudimentario de intercambio genético: la conjugación. Los organismos de este reino se dividen en dos grandes grupos: protozoos y algas unicelulares.

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REINO HONGOS: Aunque los hongos parecen plantas, estos están más relacionados con los animales. Los hongos no son capaces de llevar a cabo la fotosíntesis, por esta razón tienen que obtener sus nutrientes de otras fuentes. Muchos hongos absorben estos nutrientes directamente del suelo. Otros se alimentan de organismos muertos o en descomposición, por lo que tienen un papel importante en el reciclaje de nutrientes de los sistemas naturales. Podemos decir entonces que son organismos heterótrofos. Algunos hongos se alimentan de organismos vivos por lo que son parásitos.

Los hongos existen en gran variedad de tamaños y colores, pero todos ellos presentan características comunes: son eucariontes multinucleados. multicelulares, (algunos unicelulares), sin pigmentos fotosintéticos ni cloroplastos, se nutren por absorción y su ciclo reproductivo presenta fases alternadas: asexual y sexual.

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REINO VEGETAL: El Reino Plantae contiene más de 300.000 especies diferentes. No es el reino más grande, pero cumple funciones vitales para el resto de los seres vivos.

En el proceso conocido como "fotosíntesis", las plantas usan la energía del Sol para convertir agua y dióxido de carbono en alimentos (azúcares) y oxígeno. La fotosíntesis de las plantas suministra casi todo el oxígeno existente en la atmósfera de la Tierra. Debido a que las plantas pueden fabricar sus propios alimentos, son el primer paso de muchas de las cadenas alimenticias en el mundo.

Las primeras plantas vivieron en la tierra hace aproximadamente 450 millones de años. Desde entonces, las plantas han cobrado diferentes formas y se encuentran en muchos lugares de la Tierra. Las plantas pueden vivir en lugares secos o con agua, elevados o bajos, calientes o fríos. En cuanto a sus características distintivas, son multicelulares, presentan células eucariontes con pared celular y vacuolas. Con pigmentos fotosintéticos en cloroplastos, que les permiten nutrirse por fotosíntesis. Su reproducción es principalmente sexual.

Presentan diferenciación en órganos.

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REINO ANIMAL: Con más de 2 millones de diferentes tipos de animales, este reino es el más grande de todos. Pero cuando se piensa en "animal", ¿qué imagen viene a la mente? Mientras los mamíferos, pájaros, reptiles, anfibios y peces son los animales más conocidos por todos nosotros, aproximadamente la mitad de los animales en la Tierra pertenecen a un grupo de animales conocidos como "artrópodos". Los artrópodos incluyen animales como los ciempiés, los cangrejos, los insectos y las arañas. Existe más de un millón de especies de artrópodos, lo que lo convierte en el grupo de seres vivos más numeroso y diverso de la tierra.

Con tanta variedad de animales, es difícil imaginar que tienen en común. En primer lugar, los animales son multicelulares. En la mayoría estas células están organizadas en tejidos que crean diferentes órganos o sistemas de órganos.

Segundo, todos los animales son heterótrofos, esto significa que obtienen sus alimentos mediante el consumo de otros organismos: plantas, hongos y otros animales. Además, todos los animales requieren de oxígeno para sus metabolismos, pueden sentir y responder al medio ambiente (irritabilidad), y tienen la capacidad de reproducirse sexualmente (aún cuando algunos también se pueden reproducir asexualmente). Resumiendo: son eucariotas, multicelulares, con células sin pared celular, sin cloroplastos y sin pigmentos fotosintéticos, se nutren por ingestión, y presentan cavidad digestiva. Su reproducción es sexual, aunque existen numerosos ejemplos de reproducción asexual. Se los puede clasificar en dos grandes grupos: Vertebrados e invertebrados.

Vertebrados

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Invertebrados

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Para investigar y discutir en clase: Según las teorías evolucionistas: ¿cómo se produjo la divergencia evolutiva de los distintos grupos de seres vivos a partir de ancestros comunes?

Una ayuda…

Recordar los procesos naturales que llevan a la evolución (vistos en la unidad 1)

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GUÍA DE ESTUDIO Actividades 1. ¿Qué es la biodiversidad? En la actualidad, ¿la misma aumenta o disminuye? ¿Por qué crees que esto ocurre?

2. ¿Qué estudia la taxonomía? Armar una línea de tiempo donde puedas explicar las distintas clasificaciones que se han utilizado para agrupar a los seres vivos. Debes aclarar en que se basaron cada una de dichas clasificaciones.

3. ¿Porque crees que surgió el concepto de dominio? ¿A qué grupos permitió diferenciar?

4. Diferenciar los siguientes pares de características, indicando además cual es mas evolucionada y porqué: a. Procarionte – eucarionte b. Unicelular – colonial – multicelular c. Absorción – ingestión d. Fotosíntesis – quimiosíntesis e. Reproducción asexual – sexual f. Bipartición – gemación g. Fecundación cruzada – hermafroditismo 5. Completar el siguiente cuadro: REINO

MONERA

PROTISTA

HONGOS

VEGETAL

Tipo de célula Nivel de complejidad Nutrición

Reproducción

Ejemplos

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ANIMAL

UNIDAD 4 ECOLOGÍA Aunque el origen del término es dudoso, en general se acepta que fue el biólogo alemán Ernst Haeckel el primero que lo definió en el siguiente párrafo: Entendemos por ecología el conjunto de conocimientos referentes a la economía de la naturaleza, la investigación de todas las relaciones del animal tanto con su medio inorgánico como orgánico, incluyendo sobre todo su relación amistosa y hostil con aquellos animales y plantas con los que se relaciona directa o indirectamente.

En otras palabras, la ecología es el estudio de todas las complejas interrelaciones a las que Darwin se refería como las condiciones de la lucha por la existencia.

La voz griega Oikos significa "casa" o "lugar para vivir", y ecología (oikos logos) es literalmente el estudio de organismos "en su hogar” La ecología se ocupa de las interrelaciones que existen entre los organismos vivos, vegetales o animales, y sus ambientes, y éstos se estudian con la idea de descubrir los principios que regulan estas relaciones. Su campo de investigación abarca todos los aspectos vitales de las plantas y animales que están bajo observación, su posición sistemática, sus reacciones frente al ambiente y entre sí y la naturaleza física y química de su entorno.

Todos los seres vivos tienen una manera de vivir que depende de su estructura y fisiología y también del tipo de ambiente en que viven, de manera que los factores físicos y biológicos se combinan para formar una gran variedad de ambientes en distintas partes de la biosfera. Así, la vida de un ser vivo está estrechamente ajustada a las condiciones físicas de su ambiente y también a las bióticas, es decir a la vida de sus semejantes y de todas las otras clases de organismos que integran la comunidad de la cual forma parte.

Podemos ahora dar una definición de ecología que sintetice lo antes expuesto: La ecología es la rama de la biología que se ocupa del estudio científico de las relaciones recíprocas entre los organismos y los factores físicos y químicos de su medioambiente En este momento debemos entonces recordar lo estudiado respecto a la teoría de la evolución de Darwin y aclarar que las relaciones entre los organismos y sus ambientes no son sino el resultado de la selección natural, de lo cual se desprende que todos los fenómenos ecológicos tienen una explicación evolutiva.

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Como ya hemos visto en la unidad 1, cualquier ciencia tiene un objeto de estudio. En el caso de la ecología, su unidad de estudio es un sistema llamado sistema natural o ecosistema. Podríamos comenzar definiéndolo del siguiente modo: Un ECOSISTEMA es una unidad formada por los organismos vivientes y su medio ambiente, en interacción mutua, dentro de un área física restringida Un ejemplo clásico de un ecosistema bastante claro para ser analizado en detalle es una laguna o un estanque. La parte no viviente del lago comprende el agua, el oxígeno disuelto, el dióxido de carbono, las sales inorgánicas como fosfatos y cloruros de sodio, potasio y calcio, y muchos compuestos orgánicos.

Los organismos vivos pueden subdividirse en productores, consumidores y desintegradores según su papel contribuyendo a conservar en función al ecosistema como un sistema estable de interacción mutua. Cuando hablo de interacción mutua me refiero a las relaciones que se producen entre los seres vivos, y entre estos y los factores medioambientales. En primer lugar, existen organismos productores; como las plantas verdes que pueden fabricar compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas sencillas por fotosíntesis. En un lago, hay dos tipos de productores: las plantas mayores que crecen sobre la orilla o flotan en aguas poco profundas, y las plantas flotantes, muchas microscópicas como las algas, que se distribuyen por todo el líquido, hasta la profundidad máxima alcanzada por la luz. Estos productores pequeños, que se designan colectivamente con el nombre de fitoplancton, no suelen ser visibles, salvo si las hay en gran cantidad, en cuyo caso comunican al agua un color verdoso. Suelen ser bastante más importantes como productoras de alimentos para el lago que las plantas visibles.

Los organismos consumidores son heterótrofos (toman su alimento de otro ser vivo dado que no lo producen), por ejemplo, insectos y sus larvas, crustáceos, peces y tal vez algunos bivalvos de agua dulce (mejillones). Los consumidores primarios son los que ingieren plantas; los secundarios, los carnívoros que se alimentan de los primarios, y así sucesivamente. Podría haber algunos consumidores terciarios que comieran a los consumidores secundarios carnívoros. Otros consumidores, pueden alimentarse tanto de planta como de animales, por lo que se los llama omnívoros (omni = todo).

Nosotros los humanos somos un claro ejemplo.

El ecosistema se completa con organismos descomponedores, bacterias y hongos, que desdoblan los compuestos orgánicos de procedentes del productor muerto, materia fecal, y organismos consumidores muertos en sustancias inorgánicas que pueden usarse como materia prima por las plantas verdes. Aún el ecosistema más grande y más completo puede demostrarse que está constituido por los mismos componentes: organismos productores, consumidores y desintegradores, y componentes inorgánicos.

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Ecosistema de laguna En resumen, y luego del análisis del ejemplo anterior podemos definir a los componentes de un ecosistema:  Factores abióticos o ambiente abiótico: Son las variables físicas del medio ambiente tales como el agua, oxígeno, dióxido de carbono, tipo de suelo, recursos minerales, régimen climático (temperatura, humedad, presión atmosférica) e incidencia de luz.  Factores bióticos o ambiente biótico: Es el conjunto de todos los seres vivos que ocupan el área limitada del ecosistema. Puede haber muchas especies distintas y muchas poblaciones de la misma especie. Básicamente se agrupan en productores, consumidores y descomponedores.  Niveles tróficos y cadena alimentaria: El conjunto de poblaciones que forman la comunidad biótica establecen entre ellas múltiples conexiones, de las cuales las más importantes son las interacciones tróficas o alimentarias.

El nivel trófico es cada nivel respecto de la alimentación que puede ocupar una población de un ecosistema.

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 1º Nivel: Productores: Son los organismos que producen la materia orgánica de un ecosistema.

Son capaces de tomar sustancias inorgánicas del medio ambiente y transformarlas en sustancias orgánicas. Como ya expliqué, son los vegetales y algunas algas y son llamados autótrofos. Es decir que se “autoalimentan” dado que pueden producir la materia orgánica de la que se nutrirán. Son, dentro de un ecosistema, los únicos capaces de realizar la producción de las sustancias orgánicas que serán el alimento del resto de las poblaciones del ecosistema, de ahí su importancia. Son organismos fotosintetizadores (vegetales, algas, algunas bacterias) y quimiosintetizadores (bacterias).  2º Nivel: Consumidores: Son aquellos organismos incapaces de transformar la materia inorgánica en orgánica, por lo tanto deben alimentarse de sustancias orgánicas producidas por los productores. Se los llama heterótrofos (hétero: distinto, trofos alimento) y son los animales, protozoos, hongos y algunas bacterias. Según que hábito alimentario tengan se los clasifica en:  Consumidores 1º: Son los herbívoros. Se alimentan de productores.  Consumidores 2º: Son carnívoros de 1º orden. Se alimentan de herbívoros.  Consumidores 3º: Son carnívoros de 2º orden. Se alimentan de Consumidores 2º.  3 º Nivel: Descomponedores: Son los organismos que se encargan de degradar la materia orgánica proveniente de productores o consumidores muertos convirtiéndola en materia inorgánica que es devuelta al medio.

Son también heterótrofos. Son hongos y bacterias.

NIVELES TRÓFICOS productores

consumidores

Organismos capaces de sintetizar la materia orgánica a partir de la inorgánica (plantas y fitoplancton).

Consumidores primarios: Se alimentan de los productores (son Seres que consumen la materia los herbívoros) orgánica ya producida por Consumidores secundarios: otro ser vivo del ecosistema.

Se alimentan de los consumidores Se diferencian en los primarios (son los carnívoros). siguientes tipos: Consumidores terciarios: Se alimentan de los consumidores secundarios ( son los super-depredadores)

descomponedores

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Seres que utilizan los desechos de los demás grupos, excrementos y cadáveres para obtener energía.

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Por último, cabe aclarar que la estructuración de un ecosistema consta de la biocenosis o conjunto de organismos vivos de un ecosistema, y el biótopo o medio ambiente en que viven estos organismos. No importa el tamaño, todo sistema natural en donde la materia forma ciclos (la materia inorgánica se transforma en orgánica y viceversa) es considerado un ecosistema. Es considerado un sistema cerrado por que solo recibe energía (lumínica) del exterior, la materia se recicla dentro del mismo ecosistema.

Aclaración: Sistema cerrado es aquel que intercambia energía pero no materia con el exterior.

Ciclo de la materia en un ecosistema Por lo explicado anteriormente, podemos observar que un ecosistema es autosuficiente en cuanto al requerimiento de materia para su funcionamiento.

Esto quiere decir que la materia (inorgánica u orgánica) de un nivel u eslabón será la materia prima que precise el eslabón siguiente para vivir. Analicémoslo con el ejemplo de la laguna: 1. Las plantas y algas (productores) utilizarán la materia inorgánica (agua, dióxido de carbono y minerales) para producir su propia materia orgánica (glucosa, almidón) 2. Esta materia orgánica producida por los productores será el alimento de los consumidores primarios.

3. La materia orgánica de los consumidores primarios será a su vez el alimento de los consumidores secundarios y así sucesivamente.

4. La materia orgánica de plantas y animales muertos será utilizada por los descomponedores que al aprovecharla como alimento, liberan materia inorgánica (minerales, fosfatos, nitratos, dióxido de carbono) que devuelven al medio ambiente.

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5. Esta materia inorgánica liberada por los descomponedores será utilizada por los productores reiniciándose el ciclo. Solo hizo falta que del exterior llegara: energía lumínica proveniente del sol De modo que la energía procedente originariamente del sol pasa a través de una red de alimentación. Las redes de alimentación normalmente están compuestas por muchas cadenas de alimentación entrelazadas. Cualquier red o cadena de alimentación es esencialmente un sistema de transferencia de energía. Las numerosas cadenas y sus interconexiones contribuyen a que las poblaciones de presas y depredadores se ajusten a los cambios ambientales y, de este modo, proporcionan una cierta estabilidad al sistema.

Analicemos entonces el siguiente esquema:

Flujo de energía en el ecosistema: La energía llega al ecosistema como energía lumínica y los productores (por medio de la fotosíntesis) la transforman en energía química (contenida en la materia orgánica). La energía fluye en un solo sentido, no forma ciclos como la materia, y va pasando de un nivel trófico a otro. En cada salto de nivel se pierde un 90% de la energía, de modo que un ecosistema es un sistema de baja eficiencia. Pero como la fuente energética (el sol) es ilimitada la energía que llega al último nivel es suficiente para que el ecosistema se mantenga energéticamente estable a lo largo del tiempo

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ESQUEMA DE PIRÁMIDE ECOLÓGICA

Otra forma de analizar el ciclo de la materia y el flujo de la energía en un ecosistema es mediante el siguiente esquema. ¿Puedes explicarlo brevemente?

ESQUEMA PARA EXPLICAR CON TUS PALABRAS

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FACTORES ABIÓTICOS El Agua El agua, al mismo tiempo que constituye el líquido más abundante en la Tierra, representa el recurso natural más importante y la base de toda forma de vida.

No es usual encontrar el agua pura en forma natural, aunque en el laboratorio puede llegar a obtenerse o separarse en sus elementos constituyentes, que son el hidrógeno (H) y el oxígeno (O). Cada molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, unidos fuertemente en la forma H-O-H. En nuestro planeta las aguas ocupan una alta proporción en relación con las tierras emergidas, y se presentan en diferentes formas: • mares y océanos, que contienen una alta concentración de sales y que llegan a cubrir un 71% de la superficie terrestre • aguas superficiales, que comprenden ríos, lagunas y lagos • aguas del subsuelo, también llamadas aguas subterráneas, por fluir por debajo de la superficie terrestre.

Importancia del agua para la vida  Como ya hemos visto en la unidad 1, las investigaciones han revelado que la vida se originó en el agua.  El agua constituye más del 80% del cuerpo de la mayoría de los organismos, e interviene en la mayor parte de los procesos metabólicos que se realizan en los seres vivos.  Desempeña de forma especial un importante papel en la fotosíntesis de las plantas y, además, sirve de hábitat a una gran parte de los organismos.

Dada la importancia del agua para la vida de todos los seres vivos, y debido al aumento de las necesidades de ella por el continuo desarrollo de la humanidad, el hombre está en la obligación de proteger este recurso y evitar toda influencia nociva sobre las fuentes del preciado líquido.

Es una práctica acostumbrada el ubicar industrias y asentamientos humanos a la orilla de las corrientes de agua, para utilizar dicho líquido y, al mismo tiempo, verter los residuos del proceso industrial y de la actividad humana. Esto trae como consecuencia la contaminación de las fuentes de agua y, por consiguiente, la pérdida de grandes volúmenes de este recurso.

Actualmente, muchos países que se preocupan por la conservación, prohíben esta práctica y exigen el tratamiento de los residuos hasta llevarlos a medidas admisibles para la salud humana.

Es un deber de todos cuidar nuestros recursos hidrológicos, así como crear la conciencia de que el agua es uno de los recursos más preciados de la naturaleza, por el papel que desempeña en la vida de todos los seres vivos.

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El aire La atmósfera es una capa gaseosa que rodea el globo terráqueo. Es transparente e impalpable, y no resulta fácil señalar exactamente su espesor, ya que no posee una superficie superior definida que la limite, sino que se va haciendo menos densa a medida que aumenta la altura, hasta ser imperceptible.

La atmósfera está formada por varias capas concéntricas:  las capas bajas, que no mantienen una altura constante, y a las que se denomina troposfera y estratosfera.  las capas altas, a las que se da el nombre de ionosfera y exosfera.

Los gases atmosféricos forman la mezcla que conocemos por aire. En las partes más inferiores de la troposfera, el aire está compuesto principalmente por nitrógeno y oxígeno, aunque también existen pequeñas cantidades de argón, dióxido de carbono, neón, helio, ozono y otros gases. También hay cantidades variables de polvo procedentes de la Tierra, y vapor de agua.

El oxígeno forma aproximadamente el 21% de la atmósfera, y es el gas más importante desde el punto de vista biológico. Es utilizado por los seres vivos en la respiración, mediante la cual obtienen la energía necesaria para todas las funciones vitales; también interviene en la absorción de las radiaciones ultravioleta del Sol que, de llegar a la Tierra en toda su magnitud, destruirían la vida animal y vegetal. La atmósfera es también la fuente principal de suministro de oxígeno al agua, y entre ambas se establece un intercambio gaseoso continuo.

Este proceso de intercambio de oxígeno en la biosfera recibe el nombre de ciclo del oxígeno y en él intervienen las plantas, como fuentes suministradoras de oxígeno a la atmósfera, y los seres vivos, incluyendo las propias plantas, como utilizadores de este gas.

No hay dudas de que la atmósfera constituye un recurso natural indispensable para la vida, y se clasifica como un recurso renovable. Sin embargo, su capacidad de renovación es limitada, ya que depende de la actividad fotosintética de las plantas, por la cual se devuelve el oxígeno a la atmósfera. Por esta razón, es lógico pensar que de resultar dañadas las plantas, por la contaminación del aire o por otras acciones de la actividad humana, es posible que se presente una reducción del contenido de oxígeno en la atmósfera, con consecuencias catastróficas para todos los seres vivos que lo utilizan.

El hombre, en su incesante avance científico-técnico, debe tomar las medidas adecuadas para que su propio desarrollo no haga a nuestra atmósfera víctima de la contaminación. Solamente con una política planificada y consecuente es posible reducir tan terrible mal, y evitar a las futuras generaciones las peligrosas consecuencias que este puede implicar.

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El Suelo Uno de los principales recursos que brinda la naturaleza al hombre es el suelo, ya que en él crecen y se desarrollan las plantas, tanto las silvestres como las que se cultivan para servir de alimento al hombre y los animales.

La formación de los suelos depende de un largo y complejo proceso de descomposición de las rocas, en el cual intervienen factores físicos, químicos y biológicos. La interacción de estos, como factores ecológicos, provoca la desintegración de los minerales que, unidos a los restos de animales y plantas en forma de materia orgánica, originan el suelo.

Los seres vivos intervienen en la destrucción de la roca madre y, además de los agentes climáticos, toman parte en la mezcla de sustancias del suelo, en su distribución horizontal, y añaden a éste materia orgánica. Las sustancias de desecho de animales y vegetales, así como los propios cuerpos de estos al morir, son las únicas fuentes de materia orgánica del suelo, la cual proporciona a éste algunos componentes esenciales, lo modifica de diferentes modos, y hace posible el crecimiento de fauna y flora variadas, que de otra manera no podrían existir.

La presencia de distintos tipos de minerales, las variaciones climáticas, la altura sobre el nivel del mar, la latitud geográfica y otros factores, determinan una gran variabilidad de los suelos, la cual se manifiesta en las características físicas y químicas de estos.

Otros fenómenos que se presentan en los suelos son el exceso de acidez y salinidad, los cuales imposibilitan la utilización óptima de los suelos.

Para evitar la degradación de los suelos es necesario: • Restituirles, por medio de la fertilización, los nutrientes que van siendo extraídos por las plantas o que son arrastrados por las aguas.

• Evitar las talas y los desmontes desmedidos, así como las quemas, fundamentalmente en las laderas.

• Preparar los surcos, en zonas de alta pendiente, en forma perpendicular a estas, de manera que el agua, al correr, no arrastre el suelo.

• Proporcionar al suelo la cobertura vegetal necesaria para evitar la erosión.

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•

Evitar la contaminación que provoca el uso indiscriminado de productos químicos en la actividad agrícola.

Según los porcentajes de arena, limo y arcilla, los suelos pueden clasificarse en arenosos (tamaño de partícula: 0,05 a 0,2 mm), limosos (0,02 a 0,05 mm), arcillosos (menos de 0,02 mm) o rocosos. Los porcentajes de estos elementos son los que determinan la permeabilidad de los suelos y la capacidad de retención de agua que estos presentarán.

Los Recursos Marinos El océano desempeña un papel de enorme importancia en la vida de la humanidad. Todo parece indicar que el medio marino primitivo fue el medio idóneo favorable al surgimiento de la vida, al ser éste donde se constituyeron las primeras células. El agua ocupa casi el 71% de la superficie de la Tierra.

Ya en la comunidad primitiva el hombre usaba los recursos biológicos del mar para el consumo. Actualmente, en la medida en que el desarrollo científicotécnico se hace más efectivo, las posibilidades de explotación del mar han aumentado, al contarse con nuevos recursos que hasta ahora eran desconocidos.

El océano mundial adquiere cada vez más importancia como fuente de recursos alimenticios. En sus aguas habitan cerca de 180.000 especies de animales; entre ellas, alrededor de 16.000 variedades de peces. También habitan aproximadamente 10.000 especies de plantas, que son indispensables en las cadenas alimentarias de los habitantes marinos. Por todo esto, el océano ofrece no solo riqueza de carnes, sino también otros recursos, como la harina de pescado, útil en la alimentación del ganado y las aves de corral, e, indirectamente, en la alimentación del hombre.

Constituyen también un recurso valioso las algas marinas, las cuales son de utilidad en la elaboración de papel, cartón, cola, alcohol y levaduras.

Pero el océano, con su enorme extensión, no es fuente tan solo de alimentos. Debajo de las aguas existen recursos tan importantes para el hombre, como petróleo y gas, y de ellas es fácil obtener un alto número de elementos, tales como magnesio, bromo, boro, uranio, cobre, etc. La sal común, tan necesaria para la humanidad, es obtenida directamente del mar.

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CICLOS DE LA MATERIA Como ya hemos analizado en puntos anteriores, la materia en los ecosistemas forma ciclos. Esto significa que la materia de un eslabón es utilizada por el siguiente, y así sucesivamente hasta volver al primer eslabón.

Analizaremos dos ejemplos: los ciclos del agua y del carbono.

Ciclo del agua La cantidad total de agua que existe en la Tierra, en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa, se ha mantenido constante desde la aparición de la humanidad. El agua de la Tierra (que constituye la hidrósfera) se distribuye en tres reservorios principales: los océanos, los continentes y la atmósfera, entre los cuales existe una circulación contínua: el ciclo del agua o ciclo hidrológico. El movimiento del agua en el ciclo hidrológico es mantenido por la energía radiante del sol y por la fuerza de la gravedad.

Desde los mares, ríos, lagos se evapora agua constantemente hacia la atmósfera, hasta que llega un momento en que esa agua se condensa y se precipita de nuevo hacia el suelo. De esta agua que cae, una parte se evapora, otra se escurre por la superficie del terreno hasta los ríos, lagos, lagunas y océanos, y el resto se infiltra en las capas de la tierra, y fluye subterráneamente hacia ríos, lagos y océanos. Esta agua subterránea es la que utilizan los vegetales, los cuales la devuelven después de nuevo a la atmósfera por medio de la transpiración.

Como observamos, al volver el agua a la atmósfera se completa un ciclo, que se denomina ciclo hidrológico o del agua.

De esta manera la naturaleza garantiza que el agua no se pierda y pueda volver siempre a ser utilizada por los seres vivos.

Para investigar: ¿Cómo afecta la acción humana al ciclo del agua?

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Ciclo del carbono El carbono es el primer y principal elemento de la estructura de los seres vivos. Se encuentra combinado, es decir, formado por compuestos como carbohidratos (azúcares y almidón), grasas, proteínas y ácidos nucleicos. Las plantas absorben el dióxido de carbono del aire o del agua, durante la fotosíntesis la transforman en compuestos orgánicos llamados azúcares.

Además, al respirar, todos los seres vivos liberan dióxido de carbono devolviéndolo a la atmósfera.

Este ciclo ocurre a tres niveles:  Nivel celular: Las células fotosintéticas de las plantas toman CO2 del aire y producen hidratos de Carbono (glucosa). Algo de éste carbono vuelve a la atmósfera en forma de CO2 (producto de la respiración) y el resto queda almacenado en la biomasa.  Nivel del ecosistema: El carbono almacenado en las plantas será consumido por los consumidores, quienes también devuelven algo de ese carbono a la atmósfera (por respiración) y almacenan el resto.  Nivel del suelo: El carbono de los organismos muertos y restos vegetales es utilizado por los descomponedores. Estos también liberan CO2 a la atmósfera por respiración.

CICLO DEL CARBONO

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Hábitat y nicho ecológico Para describir las relaciones ecológicas de los organismos resulta útil distinguir entre dónde vive un organismo y lo que hace como parte de su ecosistema. Dos conceptos fundamentales útiles para describir las relaciones ecológicas de los organismos son el hábitat y el nicho ecológico.

Hábitat El hábitat de un organismo es el lugar donde vive, su área física, alguna parte específica de la superficie de la tierra, aire, suelo y agua. Puede ser vastísimo, como el océano, o las grandes zonas continentales, o muy pequeño, y limitado por ejemplo la parte inferior de un leño podrido, pero siempre es una región bien delimitada físicamente. En un hábitat particular pueden vivir varios animales o plantas.

Nicho ecológico En cambio, el nicho ecológico es el estado o el papel de un organismo en la comunidad o el ecosistema. Depende de las adaptaciones del organismo, de sus respuestas fisiológicas y su conducta.

Puede ser útil considerar al hábitat como la dirección de un organismo (donde vive) y al nicho ecológico como su profesión (lo que hace biológicamente).

El nicho ecológico no es un espacio demarcado físicamente, sino que comprende todos los factores físicos, químicos, fisiológicos y bióticos que necesita un organismo para vivir.

Para describir el nicho ecológico de un organismo es preciso saber qué come y qué lo come a él, cuáles son sus límites de movimiento y sus efectos sobre otros organismos y sobre los factores abióticos del ambiente. Una de las generalizaciones importantes de la ecología es que dos especies no pueden ocupar el mismo nicho ecológico. Si esto llegara a ocurrir, las especies comenzarían a competir por los recursos (alimento, espacio) hasta que la especie mas débil emigre, cambie el nicho o se extinga.

Una sola especie puede ocupar diferentes nichos en distintas regiones, en función de factores como el alimento disponible y el número de competidores.

Algunos organismos son generalistas, es decir que su alimentación puede ser variada así como su espacio vital. Otros son especialistas, es decir que se han adaptado, a lo largo del tiempo, a explotar un único recurso (alimento, espacio). ¿Qué ventajas y desventajas crees que tienen cada uno de estos mecanismos?

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ECOLOGÍA DE POBLACIONES Cuando se estudia un ecosistema, se encuentran muchísimos organismos de distintas especies y/o poblaciones. La ecología de las poblaciones es la parte de la ecología que se encarga de estudiar el desarrollo de una población de organismos a lo largo del tiempo, su relación con otras poblaciones y con su medioambiente.

Es necesario entonces comprender la diferencia existente entre organismos de distintas especies y organismos de distinta población pero igual especie.

Población Es el conjunto de organismos de características morfológicas (forma) y fisiológicas (funciones) similares que en la naturaleza se cruzan entre sí dejando descendencia fértil, y que coexisten espacial y temporalmente, es decir que viven en el mismo lugar y al mismo tiempo.

Una población está constituida por organismos de una misma especie.

Especie Conjunto de organismos de características morfológicas y fisiológicas similares que en la naturaleza pueden potencialmente cruzarse entre sí dejando descendencia fértil, y que pueden o no coexistir espacial y/o temporalmente. Es decir, se consideran también organismos de una misma especie a aquellos que habitan lugares geográficos distintos o que vivieron en épocas diferentes.

Todos los organismos de una población son de la misma especie. No todos los organismos de una misma especie son de la misma población.

Características de la población Cuando se estudia una población debe tomarse en cuenta lo que ocurre con ella en el momento del estudio (para ello se estudian las características estructurales) y también lo que va a ocurrir con ella a lo largo del tiempo (características dinámicas).

Características estructurales de una población  Tamaño  Composición  Distribución en el espacio  Densidad Características dinámicas  Tasa de natalidad  Tasa de mortalidad  Tasa de inmigración  Tasa de emigración

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Características estructurales de la población Tamaño de la población: Es el número de individuos que componen una población.

El conteo de la cantidad de individuos se llama censo. Es un conteo directo y se utiliza en poblaciones pequeñas o fáciles de contar.

En cambio, en poblaciones numerosas o difíciles de contar, se utiliza un muestreo que es un conteo indirecto.

Muestreo: Consiste en contar el número de individuos en un número de áreas pequeñas ubicadas dentro del área total.

Con esos datos puede realizarse una estimación del número total de individuos de la población. Por ejemplo: Se desea calcular el número de individuos de una población vegetal en un área de 1000 m2.

Divido el área en parcelas de 5 m2 (200 parcelas).

Elijo 10 parcelas al azar, realizo en cada una un conteo directo y calculo un promedio entre las 10 parcelas. Obtuve entonces el número promedio de individuos por parcela (por ejemplo: 36).

Entonces realizo una regla de 3, extrapolando al total del área: 1 parcela (5 m2) --------- 36 individuos 200 parcelas (1000 m2) --------- x = 7200 individuos De manera que la cantidad de individuos de la población (el tamaño) es 7200 individuos. Resulta obvio que el número no es exacto sino que representa una estimación del valor total de individuos.

Composición de la población Estudia el sexo y la edad de los individuos de la población, es decir, el número de machos y hembras y la cantidad de individuos en cada clase de edad. Según la relación entre las clases de edad las poblaciones se clasifican en:  En expansión: Cuando hay mayor cantidad de jóvenes (J) que de adultos (A) y seniles (S).  Estable: Cuando hay igual cantidad de jóvenes, adultos y seniles.  En declinación: Cuando hay menor cantidad de jóvenes que de adultos y de seniles.

PIRÁMIDES DE EDAD: V

S V

V

A

A A

A

J

JJ

J

EXPANSIÓN

ESTABLE

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DECLINACIÓN

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Distribución en el espacio Los organismos pueden distribuirse espacialmente de tres formas:  Al azar: Los individuos están dispersos en forma irregular, la presencia de uno no afecta la del otro. Se observa cuando cualquier lugar del espacio tiene la misma probabilidad de ser ocupado por un individuo de la población, sin que esta ocupación afecte la ubicación de otros individuos pertenecientes a la misma población.  Uniforme: Los individuos se repelen dado que hay entre ellos una alta competencia. Por lo tanto los individuos son encontrados siguiendo un patrón regular, de manera que localizar un ejemplar, disminuye la probabilidad de encontrar otro en las cercanías. Es el típico ejemplo de especies territoriales.  Agrupada o agregada: Viven en grupos. Es la distribución más común tanto en plantas como en animales. Ocurre cuando la presencia de un individuo genera una mayor probabilidad de encontrar en las cercanías otros de la misma población. Esto puede deberse a:  alimento (Los individuos se agrupan donde abunda el alimento).  hábitat (por ejemplo, los bicho bolita, que solo pueden vivir en lugares húmedos como debajo de rocas).  falta de elementos de dispersión (en plantas y algunos animales).  Supervivencia (El amontonamiento puede disminuir la mortalidad pues están más protegidos de los depredadores (en animales) o del viento (en plantas).  Sociabilidad (Abejas, hormigas).

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Densidad La densidad da idea de la cantidad de individuos en función del espacio que ocupan. Se define como el número de individuos que habitan en una unidad de superficie o de volumen.

La densidad de población es con frecuencia difícil de medir en función del número de individuos, pero se calcula por medidas indirectas como por ejemplo, los insectos atrapados por una hora en una trampa, o la cantidad de protozoos por mililitro de agua estancada, etc.

Otros ejemplos: 10 grillos/m2, 60 habitantes/km2, 200.000 bacterias/litro, etc.

Características dinámicas de la población 1. Natalidad (N): Es el número de individuos que se agregan por nacimientos a una población en un determinado período de tiempo.

2. Mortalidad (M): Es el número de individuos que se pierden por muerte en una población en un período de tiempo determinado.

3. Inmigración (I): Es el número de individuos que se agregan a una población y que no nacieron en ella (llegan de otra población), en un período de tiempo determinado.

4. Emigración (E): Es el número de individuos que se pierden en una población y que no han muerto (se van a otra población), en un período de tiempo determinado.

De este modo, puede estudiarse la evolución de una población a lo largo del tiempo, mediante la tase de crecimiento (T.C.) T.C. =

N

+

l

-

(M

+

E)

La gráfica en la que se muestra el número de organismos en función del tiempo es llamada curva de supervivencia de la población. Tales curvas son características de las poblaciones y de dichas curvas puede deducirse el momento en que una especie particular es más vulnerable.

Ejemplos de curvas de supervivencia en poblaciones que crecen

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Equilibrio biológico Si analizamos las curvas del gráfico anterior (curvas 1, 2 y3), observamos que todas tienden, a lo largo del tiempo, a estabilizar y mantener relativamente constante la cantidad de individuos de la población. Esto ocurre cuando la población se ha equilibrado respecto del ambiente que la rodea, es decir que ha alcanzado el equilibrio biológico. Para que este equilibrio se mantenga deben actuar dos factores:  Constancia de los factores fisico-químicos del lugar.  Mantenimiento de las relaciones existentes entre las distintas poblaciones.

Cuando alguno de estos dos factores se altera, se rompe el equilibrio biológico.

Ejemplo de cambios en los factores físico-químicos: a. Cambios exagerados de temperatura pueden provocar la eliminación de alguna especie que no pueda adaptarse a tal cambio. b. Cambios en la salinidad de un lago o laguna (puede provocar lo mismo que el caso anterior). c. Tala indiscriminada de un bosque: provoca un aumento de la luz que llega al suelo, provocando un drástico aumento de la Temperatura y disminución de la humedad, provocando la extinción de plantas y pequeños animales.

Ejemplos de cambios en las relaciones entre los seres vivos: Son muy comunes los desequilibrios provocados por la introducción de nuevas especies a un ecosistema. Esto puede provocar que la especie nueva no encuentre los predadores que tenía en su lugar de origen por lo tanto su densidad aumenta en forma explosiva. Mencionemos algunos ejemplos argentinos:  La trucha es un pez originario de Europa que al ser introducido en nuestro país con fines turístico-deportivos se convirtió rápidamente en un predador de las especies de mojarras autóctonas, extinguiendo a varias de ellas.  El castor europeo fue introducido en tierra del fuego (solo se trajeron veinticinco parejas de castores) en 1945, siendo suficiente para que se convierta en plaga. Es un animal vegetariano que se alimenta de especies de árboles que tienen un crecimiento muy lento como la Lenga y el Ñire. Construyen madrigueras a orillas de ríos y lagos con troncos de estos árboles que ellos mismos talan. Al interrumpir el cauce, producen diques y represas que forman pequeños lagos. Las inundaciones que provocan traen como consecuencia la desaparición de especies animales y vegetales no adaptadas a la vida en ambientes acuáticos. Son animales muy exitosos por lo que prácticamente no tienen enemigos naturales. Todo esto hace que en la actualidad, el castor europeo esté provocando en Tierra del Fuego serios trastornos en la flora.

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 El visón, fue introducido al país para explotar su piel. Algunos ejemplares se escaparon y hoy es un terrible predador en la zona Andino-patagónica. Está provocando la extinción de aves acuáticas y costeras, de roedores como el coipo y de algunas especies de peces.  El ciervo colorado, fue introducido en el sur argentino como trofeo de caza. Es un gran pastoreador, daña gran cantidad de especies vegetales y erosiona los suelos por exceso de pastoreo. Además desplaza en competencia a especies autóctonas como el Huemul.

INTERACCIONES ENTRE LOS SERES VIVOS Los seres vivos que habitan el mismo ambiente se relacionan entre sí.

Cuando las relaciones se establecen entre organismos de una misma especie, se llaman intraespecíficas. La unión de machos y hembras para reproducirse, o para alimentar y proteger a las crías son ejemplos de relaciones dentro de una misma especie. Otro ejemplo claro son las relaciones de jerarquía social, por ejemplo el gallo dominante de un gallinero (macho alfa).

Las relaciones interespecíficas son las que se establecen entre especies diferentes de una comunidad. En muchos casos, los individuos pelean por el alimento o el espacio para vivir. Las aves pueden disputar el hueco de un árbol para construir su nido, y dos o más especies animales competir por la misma presa para alimentarse. La relación de competencia por el alimento y el espacio se produce entre individuos de la misma especie o de diferentes especies.

Relaciones intraespecíficas  Dominación Social: Es la estratificación de grupos sociales, de acuerdo con la influencia que ejercen sobre el resto de los grupos de una población. Por ejemplo, en una población de hormigas, existen castas distinguidas en reinas, soldados, obreras y machos fértiles.  Jerarquía Social: Es la estratificación de los individuos de acuerdo con la dominación que ejercen sobre el resto de los individuos de una población. Por ejemplo, en un gallinero, el Gallo macho adulto más fuerte ejerce un dominio absoluto sobre el resto de los miembros de la población (gallinero). A este gallo se le denomina macho Alfa. Por debajo de él están todas las gallinas y el resto de los gallos más débiles que él. El gallo tiene preferencia por una gallina en particular, lo cual la convierte en una gallina que domina al resto de las gallinas y a los gallos más débiles que el macho Alfa. Esta gallina tiene el "derecho" de picotear al resto de las gallinas y aún a los gallos más débiles. La segunda gallina en jerarquía, o gallina Beta, puede picotear al resto de los individuos del gallinero, excepto al gallo Alfa y a la gallina Alfa. Y así sucesivamente, por orden de picotazos, hasta llegar al paria de esa población, aquél polluelo que come las sobras de la comida, que siempre está relegado a un rincón del gallinero y que se observa herido y desplumado por los picotazos recibidos de los demás miembros del gallinero.

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Relaciones interespecíficas Las relaciones interespecíficas pueden ser positivas, neutrales o negativas: Las relaciones positivas son en las que, cuando menos, una de las especies obtiene un beneficio de otra sin causarle daño o alterar el curso de su vida.

Las relaciones interespecíficas neutrales son aquéllas en las cuales no existe un daño o beneficio directo hacia o desde una especie. El daño o beneficio se obtienen solo de manera indirecta.

Las relaciones interespecíficas negativas son aquéllas en las cuales una de las especies obtiene un beneficio en detrimento de otras especies.

1. COMPETENCIA: Se da cuando dos poblaciones intentan conseguir objetivos similares (alimento, luz, espacio, protección) dentro del mismo ecosistema, es decir, están “peleando” por el mismo nicho ecológico. La competencia culmina cuando la población más débil migra, cambia de nicho o se extingue. La competencia puede ser intra o interespecífica Ejemplos de competencia intraespecífica:  Competencia entre machos por el apareamiento.  Competencia por el espacio en una especie territorial.

Especie territorial: Es una especie formada por individuos que se instalan en un territorio y luchan (entre ellos) por conservarlo. A mayor densidad de población, se produce una mayor competencia que puede llevar a: baja fecundidad, alta agresividad, y hasta el suicidio en masa, tal es el caso de los Lemmings en Europa, que veremos en clase.

2. PREDACION: En este tipo de relación, el organismo más grande (predador) se beneficia (mata) y el más débil (presa) se perjudica (muere). Es una relación que termina con la muerte del más débil.

3. PARASITISMO: Es un caso de predación en el que la víctima u hospedador es mucho más grande que el depredador (en este caso, un parásito) el cual obtiene su alimento consumiendo tejido vivo del hospedador. Los parásitos se clasifican en: a) Endoparásitos: viven dentro del cuerpo del hospedador. Ejemplo: Tenia solium (lombriz solitaria), Tripanosoma cruzi (causante del Mal de Chagas) b) Ectoparásitos: viven en la superficie externa del hospedador. Ej. Garrapatas, pulgas, sanguijuelas.

4. COMENSALISMO: Ocurre cuando un organismo (comensal) se beneficia y el otro (hospedador) ni se beneficia ni se perjudica. Ej. rémora y tiburón. La rémora se fija con una ventosa a la región ventral del tiburón y se alimenta de los desperdicios de alimento que el tiburón deja escapar por las agallas.

5. MUTUALISMO O SIMBIOSIS: Las dos poblaciones se benefician por la asociación y se hacen completamente dependientes una de la otra. Por ejemplo, los líquenes, que son una asociación simbiótica de algas (que

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proveen alimento por fotosíntesis) y hongos (que proveen humedad y protección). Es una relación obligada, dado que la ausencia de uno hace imposible la existencia del otro.

6. PROTOCOOPERACION: Ambos se benefician pero, a diferencia de la simbiosis, la relación no es obligatoria. Ej. Flores-insectos (polinizaciónnectar).

7. NEUTRALISMO: Los dos organismos son indiferentes entre sí. No se benefician ni se perjudican.

Relaciones interespecíficas TIPO DE INTERRELACION

EFECTOS INMEDIATOS

Protocooperación

+/+

Ambas poblaciones se benefician. La interacción es opcional para ambas especies

Mutualismo o simbiosis

+/+

Ambas poblaciones se benefician, la interacción es indispensable para la supervivencia y crecimiento de cada una de las especies.

Comensalismo

+/0

Una de las poblaciones se beneficia, la otra resulta inafectada.

Competencia

-/-

Una población elimina a la otra, en el proceso ambas sufren.

Depredación

+/-

Una de las poblaciones se beneficia. La interacción es necesaria para la supervivencia del depredador.

Parasitismo

-/+

Una de las poblaciones se beneficia. La interacción es necesaria para la supervivencia del parásito.

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DEFINICIÓN

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Sucesión y comunidades clímax Los ecosistemas son dinámicos en el sentido de que las especies que los componen no son siempre las mismas. Esto se ve reflejado en los cambios graduales de la comunidad vegetal con el paso del tiempo, fenómeno conocido como sucesión.

Comienza por la colonización de un área alterada, como un campo de cultivo abandonado o un río de lava recientemente expuesto, por parte de especies capaces de tolerar sus condiciones ambientales. En su mayor parte se trata de especies oportunistas que se aferran al terreno durante un periodo de tiempo variable. Dado que viven poco tiempo y que son malas competidoras, acaban siendo reemplazadas por especies más competitivas y de vida más larga, como ocurre con ciertos arbustos que más tarde son reemplazados por árboles. La velocidad de la sucesión depende de la competitividad de la especie implicada; de la tolerancia a las condiciones ambientales producidas por el cambio en la vegetación; de la interacción con los animales, sobre todo con los herbívoros rumiantes, y del fuego. Con el tiempo, el ecosistema llega a un estado llamado clímax (estado óptimo de una comunidad biológica, dadas las condiciones del medio), en el que todo cambio se produce muy lentamente, y el terreno queda dominado por especies de larga vida y muy competitivas. Al ir avanzando la sucesión, no obstante, la comunidad irá permitiendo que ocupen el área más especies de animales. Con el tiempo, los animales característicos de fases más avanzadas de la sucesión reemplazan a los propios de las primeras fases.

Sucesión de las comunidades vegetales Un campo devastado por el fuego o despejado para el uso agrícola recupera la vegetación con rapidez en ausencia de erosión. En los primeros años, surgen praderas, pobladas por especies oportunistas (diferentes pastos y plantas herbáceas pequeñas) capaces de tolerar las condiciones ambientales.

Después surgen arbustos y plantas más competitivas que no tardan en ser dominantes.

Luego brotan los primeros árboles y, tras el primer siglo, un bosque de coníferas ocupa lo que fue una superficie sobreexplotada o calcinada. El bosque crea un nuevo entorno que, tras otro medio siglo, permite la competencia de otras especies de árboles que pueden llegar a reemplazar a los iniciales. La sucesión, debida a cambios ambientales, es un proceso recurrente e inacabable.

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CONSERVACIÓN DE RECURSOS NATURALES La misión de la ecología, conservación de los recursos Tanto en el medio rural como en el urbano son muchas las tareas que debe llevar a cabo la ecología en el presente. Su misión fundamental, desde el punto de vista práctico, puede resumirse en una sola palabra: prevenir. Cualquier acción irracional que se produzca en el medio biológico trae como consecuencia verdaderas reacciones en cadena. El conocimiento de la ecología debe llegar antes y no después, porque una vez iniciado el proceso destructivo del ambiente resulta muy difícil detenerlo. La segunda misión de la ecología es conservar, que no sólo implica evitar la destrucción sino favorecer, a veces artificialmente, a las poblaciones cuya existencia peligra. ¿Qué son los Recursos Naturales?

Los recursos naturales son los elementos y fuerzas de la naturaleza que el hombre puede utilizar y aprovechar.

Estos recursos naturales representan, además, fuentes de riqueza para la explotación económica. Por ejemplo, los minerales, el suelo, los animales y las plantas constituyen recursos naturales que el hombre puede utilizar directamente como fuentes para esta explotación. De igual forma, los combustibles, el viento y el agua pueden ser utilizados como recursos naturales para la producción de energía. Pero la mejor utilización de un recurso natural depende del conocimiento que el hombre tenga al respecto, y de las leyes que rigen la conservación de aquel. ¿Qué es la conservación de los recursos naturales?

La conservación del medio ambiente debe considerarse como un sistema de medidas sociales, socioeconómicas y técnico-productivas dirigidas a la utilización racional de los recursos naturales, la conservación de los complejos naturales típicos, escasos o en vías de extinción, así como la defensa del medio ante la contaminación y la degradación.

Podemos decir entonces que la conservación es la utilización racional de los recursos naturales. Se busca mantener al recurso en continua producción pero sin que ésta utilización produzca una disminución perjudicial en el recurso.

Es una explotación planificada de los recursos naturales, que tiene en cuenta el futuro y se basa en los conocimientos previos que el hombre tiene sobre dichos recursos.

En una utilización irracional, en cambio, no existe planificación alguna con miras al futuro. La codicia prevalece sobre los conocimientos científicos de modo que se sobreexplota al recurso hasta que se agota o contamina.

Un poco de historia Las comunidades primitivas no ejercieron un gran impacto sobre los recursos naturales que explotaban, pero cuando se formaron las primeras concentraciones de población, el medio ambiente empezó a sufrir los primeros daños de consideración.

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En la época feudal aumentó el número de áreas de cultivo, se incrementó la explotación de los bosques, y se desarrollaron la ganadería, la pesca y otras actividades humanas. Mas adelante, la revolución industrial y el surgimiento del capitalismo fueron los factores que más drásticamente incidieron en el deterioro del medio ambiente, al acelerar los procesos de contaminación del agua, aire y suelo por el auge del desarrollo de la industria, la explotación desmedida de los recursos naturales y el crecimiento demográfico. De ahí que el hombre tenga que aplicar medidas urgentes para proteger los recursos naturales y garantizar, al mismo tiempo, la propia supervivencia.

Clasificación de recursos naturales Los recursos naturales son de dos tipos: renovables y no renovables. La diferencia entre unos y otros está determinada por la posibilidad que tienen los renovables de ser usados una y otra vez, siempre que el hombre cuide de la regeneración.

Las plantas, los animales, el agua dulce y el suelo constituyen recursos renovables siempre que exista una verdadera preocupación por explotarlos en forma tal que se permita su regeneración natural o inducida por el hombre.

Dado que por acción humana muchas plantas y animales están en peligro de extinción, en la actualidad se los considera parcialmente renovables.

Los minerales y el petróleo constituyen recursos no renovables porque se necesitó de complejos procesos que demoraron miles de años para que se formaran. Esto implica que al ser utilizados, no puedan ser regenerados.

Todo esto nos hace pensar en el cuidado que debe tener el hombre al explotar los recursos que le brinda la naturaleza.

Otros recursos como la energía lumínica, el aire y las mareas son considerados renovables permanentes o inagotables dada la cantidad en que se encuentran. Esto no significa que no puedan ser alterados por la contaminación.

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Concepto de Contaminación La contaminación es la presencia de sustancias nocivas y molestas en el aire, el agua y los suelos, depositadas allí por la actividad humana, en tal cantidad y calidad, que pueden interferir la salud y el bienestar del hombre, los animales y las plantas, o impedir el pleno disfrute de la vida.

Las formas de contaminación y sus fuentes pueden ser muy variadas; puede estar compuesta de sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Además, hay otras formas de contaminación que deben tomarse en cuenta, tales como el ruido, el calor y los olores.

Principales fuentes de contaminación Entre las fuentes de contaminación más notables, podemos citar las siguientes: • Emanaciones industriales, en forma de humo o polvo, las cuales son lanzadas a la atmósfera y contaminan el aire.

• Aguas residuales de origen industrial, que constituyen la principal fuente de contaminación de las aguas.

• Aguas albañales procedentes de la actividad humana.

• Productos químicos procedentes de la actividad agropecuaria, los cuales son arrastrados por las aguas; entre ellos, plaguicidas, fertilizantes, desechos de animales, etc.

• Residuos sólidos provenientes de la industria y de las actividades domésticas.

• Emanaciones gaseosas producidas por el transporte automotor.

• Dispersión de hidrocarburos en las vías fluviales y marítimas, causadas por el transporte a través de estas vías.

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Para leer en clase: Cadenas Alimenticias Humanas vs. Naturales La civilización humana depende de la agricultura. Solamente con la agricultura podrían unas pocas personas alimentar al resto de la población; el resto de la población que no tiene que producir alimentos puede entonces dedicarse a hacer todas las cosas que asociamos con "civilización". Agricultura significa manipular el ambiente para favorecer las especies de plantas que comemos. En esencia, los humanos manipulamos la competencia, permitiendo que prosperen las especies favorecidas (cultivos) y reprimiendo aquellas especies que podrían competir con ellas (malezas). Es decir, con la agricultura estamos creando un ecosistema muy simple; como mucho, solamente tiene tres niveles - productores (cultivos), consumidores primarios (ganado, humanos) y consumidores secundarios (humanos). Con esto, poca energía se pierde antes de llegar a los humanos ya que hay muy pocos niveles tróficos. Esto es bueno para los humanos pero, ¿qué tipo de "ecosistema" hemos creado? Los ecosistemas agrícolas tienen varios problemas. En primer lugar, creamos monocultivos (campos con un solo cultivo); esto hace más fácil sembrar, desyerbar, y cosechar, pero también coloca muchas plantas similares en un área pequeña, creando una situación ideal para las enfermedades y las plagas de insectos. En los ecosistemas naturales, las plantas de una especie están, con frecuencia, esparcidas.

Los insectos, que comúnmente se especializan en alimentarse de una especie vegetal en particular, tienen problemas en encontrar las plantas esparcidas. Sin alimento, las poblaciones de insectos se mantienen a raya. Ahora bien, en un campo de maíz, aún el insecto más inepto puede encontrar una nueva planta con un simple salto.

Igualmente, las enfermedades se diseminan más fácilmente si las plantas están próximas. Es necesario usar muchos productos químicos (pesticidas) para mantener el monocultivo. Otro problema con la agricultura humana es que dependemos de relativamente pocas especies vegetales alimenticias. Si en un año fallan, a nivel mundial, los cultivos de maíz y arroz, nos veríamos en apuros para alimentar a todo el mundo (aunque hay que reconocer que tampoco estamos haciendo un buen trabajo ahora). Los ecosistemas naturales usualmente tienen fuentes alternativas de alimento en caso de que una fuente falte. Finalmente, un problema asociado con los agroecosistemas es el problema del reciclaje de los nutrientes inorgánicos. En un ecosistema natural, cuando una planta muere cae al suelo y se descompone, y sus nutrientes inorgánicos son regresados al suelo del que fueron tomados. En agricultura, sin embargo, cosechamos el cultivo, llevamos lejos la cosecha y, al final, los eliminamos por los sistemas sanitarios siendo arrastrados por los ríos hacia el océano.

Aparte del problema de contaminación del agua que esto crea, es obvio que los nutrientes no son regresados a los campos. Ellos tienen que ser repuestos por medio de fertilizantes químicos, lo que significa minería, transportación, electricidad, etc., sin olvidar que los fertilizantes químicos tienden a disolverse y contaminar, aún más, las aguas. Se dispone de algunas soluciones a estos problemas pero, al mismo tiempo, ellas crean nuevos problemas. La agricultura de labranza cero usa herbicidas para eliminar las malezas; entonces se siembra el cultivo a través de las plantas muertas sin labrar el suelo. Esto reduce la erosión del suelo pero los mismos herbicidas pueden dañar los ecosistemas. En muchas áreas se ha usado las aguas servidas de ciudades para que sirvan de fertilizantes. Esto reduce las necesidades de fertilizantes químicos pero requiere de demasiada energía para transportar el material. Además, si no se tiene cuidados, productos como químicos para el hogar y metales pesados pueden contaminar esos productos que se biomagnificarían en los cultivos que luego nos comeríamos.

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Uso racional y rendimiento sostenido “La conservación también sirve a un propósito ecológico para mantener la función del ambiente total, tal como la protección de bosques que asegure el sostenimiento de agua para las poblaciones urbanas; o la protección de estuarios que sostenga una pesquería en el océano. Pero la preservación o la protección de recursos naturales no es sólo preocuparse de la conservación; un uso racional también implica conservación. Así, limpiar el bosque, rasar los prados para el ganado, pescar, son actividades coherentes y necesarias; igualmente, se puede considerar una parte legítima del uso racional de recursos la caza de animales salvajes, cuando se llevan a cabo de forma que perpetúen el recurso y no lo pongan en peligro.

Estas actividades envuelven otro concepto, el de rendimiento sostenido. Se entiende como rendimiento sostenido, por ejemplo, cuando se caza y pesca tomando sólo el sobrante anual de individuos, así como no poner en peligro las crías que mantendrán ese sostenimiento. Igualmente, la tala de árboles o el corte de céspedes debe eliminar únicamente el incremento anual, o la porción capaz de ser reemplazada a lo largo de un periodo de años, mediante proceso natural o con ayuda humana si es necesario” ¿Estás de acuerdo con el texto? ¿Qué significa rendimiento máximo sostenido?

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GUÍA DE ESTUDIO Actividades 1. ¿Qué estudia la ecología? ¿Qué relación tiene la ecología con el concepto de evolución de Darwin?

2. ¿Qué es un ecosistema? ¿Por qué se dice que los ecosistemas son sistemas cerrados? Mencionar por lo menos 3 ejemplos de ecosistemas en la comunidad en que vives.

3. De los siguientes ejemplos identificar cuales son ecosistemas naturales.

Justificar las respuestas  Laguna  Océano  Bosque  Edificio  Ciudad  Plaza  Acuario  Campo de trigo 4. ¿Cuáles son los componentes de un ecosistema?

5. Diferenciar los siguientes conceptos. Mencionar ejemplos de cada uno  Factores bióticos-abióticos  Autótrofos-heterótrofos  Productor-consumidor-descomponedor  Consumidor primario-secundario-terciario  Biocenosis-biotopo  Cadena alimentaria-red alimentaria 6. En el siguiente esquema identifica: factores abióticos, productores, consumidores primarios, secundarios y terciarios, descomponedores.

Arma dos cadenas alimentarias acuáticas (una de cuatro eslabones y otra de cinco) y dos cadenas terrestres (una de cuatro y otra de cinco).

16 18

17 15

1. Agua 2. Plantas acuáticas 3. Flores 4. Langosta 5. Ratón de agua 6.

Hormigas 7. Peces pequeños 8. Rana 9. Arañas 10. Cuis 11. Búho 12.

Aves 13. Zorro 14. Hongos 15. Suelo 16. Aire 17. Pasto 18. Árbol

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7. ¿Por qué se dice que un ecosistema la materia forma ciclos y la energía es un flujo? Explicar brevemente y con tus palabras el ciclo de la materia y el flujo de la energía en un ecosistema.

8. En cuanto al aprovechamiento de la energía, los ecosistemas ¿son sistemas eficientes? Justificar 9. Explica con tus palabras el esquema de la página 55.

10. ¿En que formas se encuentra el agua en el planeta?

11. ¿Qué importancia tiene el agua para la vida?

12. Confeccionar una lista de actividades humanas que afectan al agua. No solo uses los ejemplos del cuadernillo, piensa en ejemplos de tu comunidad.

13. ¿Qué es la atmósfera? ¿Cuáles son sus capas?

14. ¿Qué elementos gaseosos encontramos en las diferentes capas de la atmósfera? ¿Puedes explicar la utilidad que tienen para la vida cada uno de ellos?

15. ¿Qué actividades humanas crees que afectan a la atmósfera? ¿Cómo la afectan?

16. ¿Qué importancia tienen los suelos en los ecosistemas?

17. ¿Cómo afecta al suelo la actividad humana?

18. ¿Qué medidas debemos tomar paras evitar la pérdida de su fertilidad?

19. ¿En qué se diferencian los suelos arenosos, arcillosos, limosos y rocosos? ¿Cuáles crees que son los mejores para los cultivos? ¿Por qué?

20. Esquematiza y explica con tus palabras los ciclos del agua y del carbono. ¿Cómo puede afectar la actividad humana a dichos ciclos?

Nombra ejemplos que ocurran en tu comunidad.

21. ¿Qué es el nicho ecológico? ¿En qué se diferencia del concepto de hábitat?

22. Dos especies: ¿pueden ocupar el mismo nicho ecológico? ¿Por qué?

23. ¿En que se diferencia una especie generalista de una especialista? ¿Qué ventajas crees que tiene cada una de estas estrategias?

24. ¿Qué estudia la ecología de poblaciones?

25. ¿En que se diferencian una población de una especie? ¿Cuál de los dos abarca al otro?

26. Tu familia y una familia que vive en Madrid: ¿Son de la misma especie? ¿y de la misma población? Justificar 27. Tu familia y una familia que vivió en Buenos Aires en 1810: ¿Son de la misma especie? ¿y de la misma población? Justificar 28. ¿En qué se diferencian las características estructurales y dinámicas de una población?

29. ¿Qué es el tamaño de una población? ¿En qué se diferencian un censo de un muestreo? ¿En qué casos aplicarías cada uno de ellos?

30. ¿Cuándo una población está en crecimiento? ¿Cuándo estable? ¿Cuándo en decrecimiento?

31. ¿Qué tipos de distribuciones espaciales conoces? ¿Puedes esquematizarlas? Menciona 2 ejemplos de cada una.

32. ¿Qué es la densidad de población? ¿Cuándo una población tiene una densidad alta y cuando baja? Menciona dos ejemplos en la Provincia de Buenos Aires.

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33. ¿Cuáles son las tasas que se toman en cuenta al analizar el crecimiento de una población?

34. Se desea realizar un estudio acerca del crecimiento poblacional de una especie de roedores de la provincia de Bs. As. La especie es el ratón de campo Mus músculus.

35. ¿Todos los ratones de la especie Mus músculus pertenecen a ésta población? ¿Por qué?

36. Se estudia un campo de 1000 m2 y se realiza un muestreo de 10 parcelas de 10m2 obteniéndose los siguientes valores: MUESTRA cantidad de ratones por cada 10 M2 1 25 2 19 3 21 4 26 5 20 6 22 7 26 8 23 9 24 10 21 a) b) c) d)

¿Qué tamaño estimado tiene la población? ¿Qué tipo de distribución espacial presenta? ¿Por qué? ¿Cuál es su densidad en número de ratones / m2?

Sabiendo que el 45% de los individuos es juvenil, el 35% es adulto y el 20% es senil: ¿qué tipo de composición presenta la población? e) Conociendo el valor de las siguientes tasas anuales: Natalidad=500, Mortalidad=350, Inmigración=20 y Emigración=120, calcular la tasa de crecimiento anual de la población. f) ¿Cuál será el tamaño estimado de la población dentro de 10 años? g) ¿Qué efecto tendría sobre la población de mus músculus la introducción de otra especie de roedor en el mismo campo?

Justificar. h) Si en ese mismo campo se incrementa la tasa de natalidad de aves rapaces y gatos salvajes: ¿Que pasaría con la tasa de crecimiento del roedor? ¿Por qué?

37. ¿Cuándo una población alcanza el equilibrio biológico? Menciona ejemplos que rompen o alteran dicho equilibrio.

38. ¿En qué se diferencian las relaciones interespecíficas de las intraespecíficas? Menciona tres ejemplos de cada una.

39. Define las siguientes relaciones: competencia, predación, parasitismo, simbiosis, protocooperación, comensalismo, neutralismo. ¿Qué ocurre con la especie más fuerte y con la más débil en cada una de esas relaciones?

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40. ¿Qué es una sucesión ecológica? ¿Qué especies son las que ingresan primero a la sucesión y porqué? ¿Qué características poseen las especies que dominan durante el climax de la sucesión?

41. Describir con tus palabras una sucesión de comunidades vegetales 42. ¿Qué es un recurso natural? ¿Cómo se clasifican?

43. Del siguiente listado, mencionar cuales recursos son renovables, parcialmente renovables, no renovables o permanentes:  Petróleo  Agua dulce  Agua  Oxígeno  Trigo  atún  Carbón  Energía lumínica  Gas natural  Viento  Cobre  Hierro  Bosque 44. ¿Qué es la conservación de los recursos naturales? ¿Qué características diferencian al uso racional del irracional?

45. Según lo analizado en clase debes explicar cual es el uso racional que debería realizarse en una pesquería y en un campo. ¿Cuál es el uso irracional que habitualmente se lleva a cabo? ¿Cuáles pueden ser las consecuencias de dicho uso? Explicarlo tanto para una pesquería como para un campo 46. ¿A que se llama contaminación? ¿Es solamente la liberación de sustancias tóxicas? Justificar 47. Mencionar cuales son las fuentes de contaminación mas comunes.

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AREA: CIENCIAS NATURALES MATERIA: BIOLOGÍA CURSO: PRIMERO ES

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS PROFESOR: LIC. FERNANDO MERANI

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ÍNDICE DE TRABAJOS PRÁCTICOS TP Nº1: Microscopía: manejo de microscopio óptico.

TP Nº2: Microscopía: preparados microscópicos.

TP Nº3: Observación microscópica de levaduras TP Nº4: Cultivos de protozoos TP Nº5: Observación microscópica de la reproducción asexual por gemación en levaduras

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TRABAJO PRÁCTICO Nº1 MICROSCOPÍA: MANEJO DE MICROSCOPIO ÓPTICO FUNDAMENTOS TEÓRICOS En la antigüedad y hasta la aparición del microscopio, a los seres vivos se los agrupaba en dos grandes reinos: Plantae y Animalia. A partir del descubrimiento del microscopio y del perfeccionamiento de las técnicas de microscopía, se pudo comenzar a estudiar todo aquello que a simple vista resultaba imposible: a) Organismos invisibles a simple vista (microscópicos) b) Estructuras de las células de los organismos macroscópicos.

La microscopía es el estudio de las técnicas que permiten, a través de sistemas de lentes, analizar las estructuras y organismos que no se ven a simple vista, es decir que tienen tamaños inferiores al milímetro. Para ello es necesario no solo contar con un microscopio sino conocer y saber utilizar determinadas técnicas de observación de estructuras pequeñas. Muchas veces una persona toma cualquier objeto y lo coloca al microscopio para ver algo interesante y, como poco o nada pueden ver, termina allí su interés por la microscopía. Lo que ocurre es que hay que preparar previamente el material a observar. Esto se realiza mediante técnicas de preparación. El resultado es un preparado microscópico que permite visualizar en detalle las características microscópicas del mismo.

INSTRUMENTOS DE OBSERVACIÓN Existen 3 tipos de instrumentos de observación: Lupa, Microscopio óptico y Microscopio electrónico.

Lupa:  Permite visualizar con mas detalle objetos que se ven a simple vista  Visualiza objetos cuyos tamaños son iguales o mayores de 1mm.  Aumento: de 4 a 40 veces Microscopio óptico:  Permite visualizar objetos que no se ven a simple vista (bacterias y estructuras celulares)  Visualiza objetos entre 1 micrómetro y 1 mm  Aumento: de 100 a 1000 veces según que lente use Microscopio electrónico:  Usa una fuente de electrones que refleja estructuras extremadamente pequeñas  Visualiza estructuras de 1 Armstrong (décima parte de un nanómetro) a 100 micrómetros  Aumento: mas de 100.000 veces

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UNIDADES DE MEDIDAS MICROSCÓPICAS: EQUIVALENTES DE MEDIDA: • 1 CENTÍMETRO (cm) = 10 -2 METROS (metros) = 1/100 m.

• 1 MILÍMETRO (mm) = 10-3 METROS (m) = 1/1000 m = 1/10 cm • 1 MICRÓMETRO (μm) = 10-6 (METROS) m = 1/1.000.000 m = 1/10000 cm • 1 NANÓMETRO (nm) = 10-9 (METROS) m = 1/10.000.000.000 m = 1/10.000.000 cm • 1 METRO = 100 cm = 1.000 mm = 1.000.000 μm = 1.000.000.000 nm PARTES DE LOS INSTRUMENTOS DE OBSERVACIÓN Lupa Formada por una parte óptica (lentes) y una mecánica (soporte y pie).

Microscopio Óptico Formada por una parte óptica (ocular, objetivos, foco, diafragma, condensador, espejo, tornillos de enfoque) y una parte mecánica (pie, columna, platina).

Microscopio electrónico Formada por una fuente de electrones que se propaga a través de un filamento de tungsteno, a una velocidad de 130.000 Km/hora; una bomba de vacío, que permite la propagación de los electrones; tres bobinas electromagnéticas que actúan como el condensador, los objetivos y el ocular y una pantalla fluorescente o placa fotográfica para observar la imagen.

DETALLES DEL MECANISMO DE UN MICROSCOPIO ÓPTICO 1. MECÁNICA: COLUMNA (aporta sostén), PIE (le da estabilidad), PLATINA (es el soporte del preparado)

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lupa

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2. ÓPTICA: OCULAR (2 lentes cercanos al ojo), REVOLVER (estructura giratoria que desplaza los objetivos), OBJETIVOS (lentes de 5x a 100x), TORNILLOS DE ENFOQUE (macro y micrométricos, para aproximar el enfoque), DIAFRAGMA Y CONDENSADOR (regulan y condensan la cantidad de luz que llega al preparado) DETERMINACIÓN DEL AUMENTO TOTAL DE LA IMAGEN: Para determinar el aumento total de la imagen se deben multiplicar los aumentos correspondientes al objetivo y al ocular.

Por ejemplo: si el ocular tiene un aumento de 10x y el objetivo de 10x el aumento total es de 100x.

PARTES DEL MICROSCOPIO ÓPTICO Ocular

Revolver Objetivos Sujetadores

Columna

Soporte del preparado

Platina

Macrométrico Micrométrico

Diafragma Condensador

Llave

Pie

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MANEJO DEL MICROSCOPIO ÓPTICO 1. Colocar el objetivo de menor aumento en posición de empleo y bajar la platina completamente. Si el microscopio se recogió correctamente en el uso anterior, ya debería estar en esas condiciones.

2. Colocar la preparación sobre la platina sujetándola con las pinzas metálicas.

3. Comenzar la observación con el objetivo de 4x (ya está en posición) o colocar el de 10 aumentos (10x) si la preparación es de bacterias.

4. Para realizar el enfoque: a. Acercar al máximo la lente del objetivo a la preparación, empleando el tornillo macrométrico. Esto debe hacerse mirando directamente y no a través del ocular, ya que se corre el riesgo de incrustar el objetivo en la preparación pudiéndose dañar alguno de ellos o ambos. b. Mirando, ahora sí, a través de los oculares, ir separando lentamente el objetivo de la preparación con el macrométrico y, cuando se observe algo nítida la muestra, girar el micrométrico hasta obtener un enfoque fino. c. Pasar al siguiente objetivo. La imagen debería estar ya casi enfocada y suele ser suficiente con mover un poco el micrométrico para lograr el enfoque fino. Si al cambiar de objetivo se perdió por completo la imagen, es preferible volver a enfocar con el objetivo anterior y repetir la operación desde el paso 3. El objetivo de 40x enfoca a muy poca distancia de la preparación y por ello es fácil que ocurran dos tipos de percances: incrustarlo en la preparación si se descuidan las precauciones anteriores y mancharlo con aceite de inmersión si se observa una preparación que ya se enfocó con el objetivo de inmersión.

Empleo del objetivo de inmersión: 1. Bajar totalmente la platina.

2. Subir totalmente el condensador para ver claramente el círculo de luz que nos indica la zona que se va a visualizar y donde habrá que echar el aceite.

3. Girar el revólver hacia el objetivo de inmersión dejándolo a medio camino entre éste y el de x40.

4. Colocar una gota mínima de aceite de inmersión sobre el círculo de luz.

5. Terminar de girar suavemente el revólver hasta la posición del objetivo de inmersión.

6. Mirando directamente al objetivo, subir la platina lentamente hasta que la lente toca la gota de aceite. En ese momento se nota como si la gota ascendiera y se adosara a la lente.

7. Enfocar cuidadosamente con el micrométrico. La distancia de trabajo entre el objetivo de inmersión y la preparación es mínima, aun menor que con el de 40x por lo que el riesgo de accidente es muy grande.

8. Una vez que se haya puesto aceite de inmersión sobre la preparación, ya no se puede volver a usar el objetivo 40x sobre esa zona, pues se mancharía de aceite. Por tanto, si desea enfocar otro campo, hay que bajar la platina y repetir la operación desde el paso 3.

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9. Una vez finalizada la observación de la preparación se baja la platina y se coloca el objetivo de menor aumento girando el revólver. En este momento ya se puede retirar la preparación de la platina. Nunca se debe retirar con el objetivo de inmersión en posición de observación.

10. Limpiar el objetivo de inmersión con cuidado empleando un papel especial para óptica. Comprobar también que el objetivo 40x está perfectamente limpio.

MANTENIMIENTO Y PRECAUCIONES A. Al finalizar el trabajo, hay que dejar puesto el objetivo de menor aumento en posición de observación, asegurarse que la parte mecánica de la platina no sobresale del borde de la misma y dejarlo cubierto con su funda.

B. Cuando no se está utilizando el microscopio, hay que mantenerlo cubierto con su funda para evitar que se ensucien y dañen las lentes. Si no se va a usar de forma prolongada, se debe guardar en su caja dentro de un armario para protegerlo del polvo.

C. Nunca hay que tocar las lentes con las manos. Si se ensucian, limpiarlas muy suavemente con un papel de filtro o, mejor, con un papel de óptica.

D. No dejar el portaobjetos puesto sobre la platina si no se está utilizando el microscopio.

E. Después de utilizar el objetivo de inmersión, hay que limpiar el aceite que queda en el objetivo con pañuelos especiales para óptica o con papel de filtro (menos recomendable). En cualquier caso se pasará el papel por la lente en un solo sentido y con suavidad. Si el aceite ha llegado a secarse y pegarse en el objetivo, hay que limpiarlo con una mezcla de alcoholacetona (7:3) o xilol. No hay que abusar de este tipo de limpieza, porque si se aplican estos disolventes en exceso se pueden dañar las lentes y su sujeción.

F. No forzar nunca los tornillos giratorios del microscopio (macrométrico, micrométrico, platina, revólver y condensador).

G. El cambio de objetivo se hace girando el revólver y dirigiendo siempre la mirada a la preparación para prevenir el roce de la lente con la muestra.

No cambiar nunca de objetivo agarrándolo por el tubo del mismo ni hacerlo mientras se está observando a través del ocular.

H. Mantener seca y limpia la platina del microscopio. Si se derrama sobre ella algún líquido, secarlo con un paño. Si se mancha de aceite, limpiarla con un paño humedecido en xilol.

I. Es conveniente limpiar y revisar siempre los microscopios al finalizar la sesión práctica y, al acabar el curso, encargar a un técnico un ajuste y revisión general de los mismos.

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ACTIVIDADES 1. Partes de un microscopio óptico: en el esquema 1, indicar las partes del microscopio óptico y la función que cumplen cada una de ellas.

2. Observación de preparados con lupa y microscopio: mediante las técnicas de manejo que hemos estudiado, se realizará la observación de distintos preparados.

3. Esquematización: en la planilla de esquemas, se dibujará lo observado indicando: a. Nombre de la estructura observada b. Coloración (si es que la tiene) c. Instrumento utilizado d. Aumento con el que se trabajó

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NOMBRE:

CURSO:

ESQUEMA 1 PARTES DE UN MICROSCOPIO

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NOMBRE:

CURSO:

PLANILLA DE ESQUEMAS

Estructura __________________

__________________

t l

__________ Instrumento __________ Aumento __________

__________ __________ __________

Coloraciรณn

Estructura __________________

__________________

__________ Instrumento __________ Aumento __________

__________ __________ __________

Coloraciรณn

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TRABAJO PRÁCTICO Nº2 MICROSCOPÍA: PREPARADOS MICROSCÓPICOS FUNDAMENTOS TEÓRICOS Existen dos tipos de preparados:  En fresco o In Vivo: Se realizan con el material vivo o fresco y se abandona luego de su uso dado que la materia orgánica comienza a descomponerse.  Duraderos: Se obtienen mediante técnicas de fijación y coloración.

Se usan sustancias que matan al ser vivo y que lo mantienen con el mismo aspecto que tenía al estar vivo o fresco, para luego colorearlo y resaltar sus características. Estos preparados reciben el nombre de laminillas histológicas.

Coloración o tinción Preparación de extensiones coloreables El material que contienen las células o bacterias (tierra, orina, pis, leche, heces, saliva) se diluye en agua o solución salina. A continuación se extiende sobre el porta una fina y homogénea capa de suspensión en un área aproximada de 1 cm de diámetro (FROTIS). Extendido el frotis, debe secarse: se calienta durante 2 o 3 segundos sobre la llama del mechero, esto adhiere las bacterias y/o células al vidrio (FIJACIÓN). A continuación se utilizará un colorante que reaccione (TINCIÓN) con algunas de las estructuras del preparado tiñéndolas y por lo tanto resaltándolas del resto del preparado.

ALGUNOS COLORANTES Nombraremos a los colorantes más usados, detallando el color y los elementos que tiñe.

COLORANTE COLOR ELEMENTOS Azul de metileno Azul Núcleo y membrana plasmática Hematoxilina Azul Núcleo, ribosomas y purpureo SRE Eosina Rosado Citoplasma Fast green Celeste Paredes celulósicas Safranina Rojo Paredes con lignina o suberificadas EJEMPLO DE FIJACIÓN Y COLORACIÓN 1. Rotular convenientemente los portaobjetos y realizar los extendidos 2. Dejar secar al aire o utilizando alcohol.

3. Fijar por calor, pasando el portaobjeto a través de la llama del mechero.

4. Colorear.

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ACTIVIDADES 1. Célula vegetal en epidermis de Allium cepa (cebolla) MÉTODO 1:  Separar una de las hojas internas de la cebolla (llamadas túnicas reservantes) y desprender la tenue membrana que está adherida por su cara inferior cóncava.  Depositar el fragmento de membrana en un portaobjetos con unas gotas de agua. Colocar el porta sobre la cubeta de tinción para que caiga en ella el agua y los colorantes. Si es preciso, estirar el trozo de epidermis con ayuda de dos agujas enmangadas.  Escurrir el agua, añadir una gotas de verde de metilo acético (o azul de metileno) sobre la membrana y dejar actuar durante 5 minutos aproximadamente. ¡No debe secarse la epidermis por falta de colorante o por evaporación del mismo!  Con el cuentagotas bañar la epidermis con agua abundante hasta que no suelte colorante. Colocar sobre la preparación un cubreobjetos evitando que se formen burbujas y llevarla al microscopio.  Observa la preparación a distintos aumentos, empezando por el más bajo. Identifica las distintas células del tejido epidérmico y las de las hojas del bulbo de cebolla.

2. Célula vegetal en epidermis de Allium cepa (cebolla) MÉTODO 2:  Toma un trozo de túnica reservante y con una pinza extrae de la cara interna cóncava una porción de la epidermis, tal como lo hiciste en el método 1.  Coloca el trozo de la epidermis sobre el portaobjetos en una gota de zafranina y luego cubre con el cubreobjetos.  Enfocando con el menor aumento verás que la epidermis está formada por células alargadas de forma aproximadamente rectangular.  Enfocando con mayor aumento observa que el núcleo se a coloreado de rojo, es esférico, mas denso que el citoplasma, presenta uno o mas nucléolos muy refringentes (a veces pueden no verse). En el citoplasma podrás observar inclusiones lipídicas que se presentan como gránulos refringentes.  Dibuja una de estas células epidérmicas y las partes adyacentes de las células vecinas, indicando cuidadosamente la pared celular, el citoplasma con su contenido granuloso, el núcleo y los nucléolos.

3. Célula vegetal: cloroplastos en hoja de Elodea sp:  Toma una hojita de Elodea sp. y móntala en una gotita de agua, cuidando de ponerla con la cara superior hacia arriba.  Busca la parte basal de la lámina y enfoca con el menor aumento un grupo de células de la región cercana a la vena media.  Con mayor aumento verás en las células alargadas de sección aproximadamente rectangular, la membrana celular y unos

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pequeños corpúsculos de color verde brillante, son los cloroplastos.  Mirando con detenimiento podrás ver que los cloroplastos no están inmóviles, sino que se desplazan rápidamente alrededor de la o las vacuolas centrales. Este movimiento se llama ciclosis.  El núcleo es difícilmente visible debido a su transparencia y a la abundancia de cloroplastos que lo enmascaran.  Dibuja cuidadosamente una célula marcando la membrana celular, los cordones citoplasmáticos, las vacuolas y los cloroplastos. Indica con flechas la dirección de la ciclosis.

4. Observación de cromoplastos en células de pulpa de tomate.

La presencia de cromoplastos en las células que constituyen la pared del fruto le da la coloración característica.  Coloca una gota de pulpa de tomate fresco sobre un portaobjetos.  Coloca un cubreobjetos. Observa el preparado bajo el microscopio.  Indica forma, tamaño y color de las células observadas. Indica la distribución de los cromoplastos en las células.  Puedes repetir el procedimiento con finas porciones de zanahoria, morrón o pétalos de flores.

5. Observación de células de la mucosa bucal.  Raspa la cara interior de la mejilla con una espátula de borde romo.  Descarta el depósito mucoide obtenido y raspa nuevamente en el mismo lugar.  Extiende el raspado sobre un portaobjetos.  Fija el preparado con una gota de metanol 95 %. Seca al aire.  Tiñe con orceína acética al 2% (otra opción es agregar una pequeña gota de azul de metileno o hematoxilina).  Esquematiza y coloca referencias.

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TRABAJO PRÁCTICO Nº3 OBSERVACIÓN MICROSCÓPICA DE LEVADURAS OBJETIVOS 1. Realizar preparaciones en fresco de levaduras 2. Observar las estructuras celulares de las mismas MATERIALES portaobjetos y cubreobjetos, azul de metileno, pipeta, cultivo de levadura de cerveza (Saccharomyces sp.).

ACTIVIDAD Observación de células de levadura (Saccharomyces sp.)  Tomar una muestra de levaduras incubadas en una solución azucarada y colocarla sobre un portaobjetos.  Fijar el preparado suavemente a la llama.  Teñir con azul de metileno durante 15 minutos.  Lavar con agua corriente. Secar cuidadosamente con papel de filtro.  Observar al microscopio y esquematizar.

OBSERVACIONES MICROSCÓPICAS

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TRABAJO PRÁCTICO Nº4 CULTIVOS DE PROTOZOOS OBJETIVOS 1. Realizar cultivos de protozoos con diferentes medios 2. Comparar la eficacia de los mismos 3. Realizar observaciones microscópicas.

MATERIAL NECESARIO  Frascos de boca ancha  Muestra de agua estancada  Agua de pozo (porque no contiene cloro)  Restos vegetales (cáscaras de banana, hojas de lechuga)  Gotero  Fuente de luz  Portaobjetos  Microscopio Metodología: A. Recolección: Muchos protozoos habitan en aguas estancadas o semiestancadas.

Lo más fácil para nosotros es buscar alguna charca de este tipo, y mejor todavía si lo recolectamos de alguna charca que sirva de abrevadero de animales, como vacas, ovejas, etc. Basta con recoger agua situada alrededor de cualquier materia en descomposición tanto de origen animal como vegetal y colocarla en un frasco.

B. Cultivo: Si no podemos recolectarlos del medio natural podemos originar su cultivo a base de hojas de lechuga, paja seca, y cáscaras de plátano dentro de un frasco con algo de agua. El proceso es mucho más lento, pero se obtendrán ejemplares de protozoos en una semana más o menos. Entonces, colocaremos en un frasco de boca ancha alguno de los elementos antes mencionados y lo dejaremos en el exterior pero sin que le dé el sol directo. Es conveniente dejarlo en el exterior porque inicialmente libera un poco de olor producto de la descomposición. Se puede cultivar de esta forma porque cuando las condiciones del medio son adversas, como en los meses estivales cuando se empiezan a secar las charcas, muchos protozoos se rodean de una capa protectora contra la desecación, formando quistes que los mantienen casi durante tiempo indefinido en estado de letargo, hasta que mejoran las condiciones del medio.

Cuando el cultivo ha crecido, observaremos el frasco densamente poblado de protozoos, sobre todo donde la luz incide directamente.

Veremos una especie de placa blanquecina en continuo movimiento.

Tomando una gota de esta placa, se observará al microscopio multitud de protozoos nadando a toda velocidad tratando de escapar del campo de visión, molestos por el calor que produce la luz del microscopio.

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OBSERVACIONES MICROSCÓPICAS: Dibujar las diferentes formas de protozoos que se observan, identificando el tipo de estructuras locomotoras (cilias, flagelos) y que tipo de movimiento realiza cada uno.

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RESPONDER: 1. Según el tipo de estructura y el movimiento clasificar a los ejemplares observados en ciliados, flagelados, rizópodos o esporozoos.

2. ¿Cuál de los medios de cultivo fue más eficiente?

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TRABAJO PRÁCTICO Nº5 OBSERVACIÓN MICROSCÓPICA DE LA REPRODUCCIÓN ASEXUAL POR GEMACIÓN EN LEVADURAS OBJETIVOS 4. Observar en fresco la reproducción asexual de levaduras por el mecanismo de gemación.

5. Realizar una tinción simple de las mismas con el fin de visualizarlas mejor.

6. Retrasar el mecanismo de gemación con un medio desfavorable para el desarrollo de las levaduras.

7. Familiarizarse con las técnicas de tinción y el manejo de material óptico.

MATERIAL NECESARIO  Microscopio      

Portaobjetos Cubreobjetos Levadura Agua azucarada Aguja enmangada Lactofenol-safranina

TÉCNICA 1. Disolver con ayuda de una aguja enmangada un poco de levadura sobre un porta que contenga 2 o 3 gotas de agua ligeramente azucarada.

2. Colocar el cubreobjetos y observar al microscopio.

3. Repetir los pasos anteriores mezclando sobre el portaobjetos la suspensión acuosa de la levadura con una gota de lactofenolsafranina. Con este procedimiento se consigue una doble finalidad: a) Ver mejor las células de las levaduras, teñidas por la safranina. b) Retrasar un poco el desprendimiento de las células hijas gracias a la acción desfavorable del fenol para la vida normal de las levaduras.

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REPRODUCCIÓN CELULAR: REPRODUCCIÓN ASEXUAL POR GEMACIÓN EN LEVADURAS NOMBRE:

CURSO:

OBSERVACIONES

Aumento Total ____________ Sin/Con tinción ____________

Aumento Total ____________ Sin/Con tinción ____________

RESPONDER: 1. ¿Por qué se realiza la tinción?

2. ¿Qué hace la safranina?

3. ¿Cuál es la función del lactofenol?

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