Ciencia Tecnología y Naturaleza
CADA ACTIVIDAD SE DESARROLLARA POR SEMANA FAVOR NO ADELANTARSE SIN RECIBIR LAS EXPLICACIONES PERTINENTES
ACTIVIDAD 1 Observa el vídeo, saca 10 conclusiones y con ellas construye tu propio texto sobre el mensaje que deja Michell Jakson en el
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ACTIVIDAD 2. Lea detenidamente el texto, extraiga vocabulario desconocido, saque idea principal de cada párrafo y con ellas construya un texto explicativo sobre la realidad ambiental en Colombia
PROBLEMÁTICA AMBIENTAL COLOMBIANA
En los últimos años la calidad ambiental en Colombia ha desmejorado a un ritmo constante y sin precedentes, lo cual ha llevado a una crisis ambiental caracterizada por una alta deforestación, contaminación hídrica y alteraciones del ecosistema. La calidad del aire en grandes ciudades como Bogotá, Barranquilla, Cali, Medellín y ciudades intermedias como Sogamoso, superan los niveles aceptados de contaminación. La contaminación hídrica en el país es causada principalmente por los residuos domésticos, las actividades agropecuarias, los residuos industriales, las actividades mineras, el inadecuado manejo de rellenos de basura y de lixiviados. A esto se le suma el inadecuado manejo de los residuos hospitalarios
El gobierno y el sector industrial de Colombia han abogado e implementado monocultivos, que generan daño a la fertilidad de los suelos, como el caso de la palma africana para la generación de biocombustibles. Las implicaciones ambientales de algunos monocultivos causan el deterioro acelerado de los suelos. El uso intensivo de agroquímicos, que implica daños al medio ambiente, especialmente en regiones selváticas. Los cultivos de palma africana, se encuentran localizados en regiones selváticas del Pacífico colombiano, uno de los lugares con mayor biodiversidad en el mundo. La creación de carreteras y grandes obras de infraestructura han causado un impacto ambiental considerable en Colombia. Por otra parte, el gobierno busca abrir paso al desarrollo, y además disminuye las selvas que dan ventaja táctica a las guerrillas y demás grupos ilegales.
Los grupos guerrilleros como las FARC y ELN, adoptaron políticas de destrucción de la infraestructura económica que sirve al gobierno y a los intereses de multinacionales. Desde 1984, la destrucción de oleoductos petroleros es la táctica que más han utilizado las guerrillas. Dichos derrames de petróleo han causado la contaminación de suelos, cuencas hidrográficas y el deteriorado de diversos ecosistemas.
Los grupos armados ilegales envueltos en el negocio del narcotráfico como las FARC, ELN y AUC han promovido la expansión de cultivos ilícitos, lo que genera mayor destrucción de selva o bosque virgen para dar paso al cultivo ilícito.
FACTORES
En Colombia los factores que causan deterioro ambiental son variados, pero se pueden agrupar en dos grandes grupos:
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Libre acceso a los recursos naturales: Existen diversas actividades que no posee una vigilancia o acompañamiento del estado colombiano y han provocado graves problemas ambientales, como son: la minería ilegal, la tala de bosques ilegal y las actividades relacionadas con el narcotráfico.
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Falta de inversión estatal: En Colombia la inversión estatal y el acompañamiento en algunos temas ambientales, es casi nulo. La falta de inversión por parte del estado en el tratamiento de aguas residuales domésticas es poco. El manejo de basuras y el aprovechamiento de la misma es reducido a lo largo del país. Hay poca investigación en la contaminación y los recursos renovables.
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MEDIO AMBIENTE
Consecuencias ambientales de la minería ilegal en Santander de Quilichao, Colombia.
Deforestación en la Amazónica colombiana.
Véanse también: Deforestación en Colombia yMinería ilegal en Colombia.
La deforestación en Colombia en el periodo 2000-2007 fue de alrededor de 336 000 hectáreas de bosque al año. La destrucción de los bosque de alta biodiversidad como los encontrados en la zona del Pacífico ha sido causa de la actividad ilegal de la producción de coca. Se estima que desde el 2002 hasta el 2007 la zona sur del Pacífico colombiano perdió una área de 14.322 km2 de bosque tropical, un área mayor a la de Jamaica que mide 11.190 km2.5 La zona del Pacífico colombiano hace parte de Chocó biogeográfico, una de las zonas más megadiversas y lluviosas del planeta. En el Chocó existe el mayor porcentaje de endemismo del mundo para un área continental, incluso para las aves; pero muchas especies endémicas están en peligro de extinción.
Por otra parte, la minería ilegal que afecta a 16 departamentos en Colombia, ha causado considerables daños ambientales. La minería ilegal en Colombia ejerce presión sobre la diversidad biológica y es una de las principales amenazas sobre los ecosistemas en el país. En cuanto a la protección de los mares, Colombia protege el 2% de ellos, cuando los acuerdos de diversidad biológica exigen el 10%.
De acuerdo con el Banco Mundial, Colombia tiene un enorme potencial de desarrollar proyectos ambientales sostenibles que impacten los recursos hídricos, las áreas forestales y la biodiversidad. A su vez, con capacidad de ejercer cambios sociales en la alimentación, la salud, la habitabilidad y el trabajo de las poblaciones a través de iniciativas y propuestas que han sido probadas en el mundo, a favor del bienestar del medio ambiente. Según Pauli, G. Las problemáticas ambientales son una oportunidad para ejercer cambios relevantes en la manera de habitar y formar sociedad.
ACTIVIDAD 3 Ingresa con este link a la webb de WWF investiga que es, cuales son las causas y cuales las consecuencias del cambio climático lleva tu trabajo en el cuaderno a la próxima clase
ACTIVIDAD 4. Lee este poema, luego saca una connclusion y llevala en tu cuaderno para participar de un foro de discusion en clase
ESPERANZA MUERTA
Que paso con el planeta que era verde en el pasado
Que paso con las ballenas di porque las acabamos
Dime tú de las gaviotas dantas focas y las nutrias
Di porque las extinguimos persiguiendo hacer industrias
Donde están las azucenas que adornaban nuestros campos
Donde irán las golondrinas que anunciaba n el verano
Dime tú de los delfines que nadaban en los mares
Ya no hay mares donde jueguen. Di si somos racionales.
Di también de lindas aves que surcaban nuestros cielos
Ahora son solo recuerdos que entristecen al abuelo
Una vez oí de ozono y de efectúo invernadero
No presté atención alguna, no creí que fuese cierto
También vi talar a un árbol, vi también gorilas muertos
Ahora no hay sombra que cubra, ahora todo es un desierto
Que tristeza es ver un río convertido en lecho seco
Esto no tiene sentido un millón de peces muertos
Porqué somos asesinos que inventamos mil maneras
De acabar las cosas bellas, matar las primaveras
¿Di porque no me respondes?, ¿o es acaso no estas viendo?
Lo que al mundo le hemos hecho, nuestro mundo esta muriendo.
¿Di porque no me respondes o acompañas mi lamento?
¡Esperanza dime algo!... ¿O es que tu también has MUERTO?
Diego Bonilla
Libro ...Del alma 2007
ACTIVIDAD FINAL. Ingresa a este link y resuelve las preguntas por competencias sobre medio ambiente
TAREA · 1 Lee detenidamente este texto, busca vocabulario desconocido y encuentra el significado de cada palabra, extrae la idea principal de cada parrafo, luego enlazaklas para formar una idea general del texto y a partir de ella construye tu propio texto explicativo sobre el proceso de la fotosintesis
TAREA · 2 Observa el vídeo, saca 10 conclusiones y con ellas construye tu propio texto sobre la importancia de este proceso pàra la vida
TAREA · 3 Lee detenidamente este texto, busca vocabulario desconocido y encuentra el significado de cada palabra, extrae la idea principal de cada parrafo, luego enlazalas para formar una idea general del texto y a partir de ella construye tu propio texto explicativo sobre el proceso de la fermentacion
TAREA · 4 Ingresa al punto 2 del indice interactivo consulta sobre clases de fermentación y elabora un cuadro comparativo entre ellas
TAREA · 5 Observa el vídeo, saca 10 conclusiones y con ellas construye tu propio texto sobre la importancia de este proceso pàra la vida
TAREA · 6 Lee detenidamente este texto, busca vocabulario desconocido y encuentra el significado de cada palabra, extrae la idea principal de cada parrafo, luego enlazaklas para formar una idea general del texto y a partir de ella construye tu propio texto explicativo sobre la importancia de este proceso
TARE· 7 EVALUACION INTERACTIVA
Ingresa a estos links y resuelve los cuestionarios interactivos sobre fotosintesis y respiracion
http://www.interrogantes.com/test/pregunta.asp?gt=&keys=
https://www.educaplay.com/es/recursoseducativos/792194/examen_fotosintesis_1.htm
TAREA · 1 Lee detenidamente el texto, extrae vocabulario y al menos 3 ideas priincipales y usalas para construir tu propio texto explicativio que resuma los contenidos leidos
FLUJO DE ENERGIA EN LOS ECOSISTEMAS
La materia y la energía circulan a través de la biosfera y los ecosistemas en forma de relaciones tróficas ("trofos" en griego significa "comer").
Las relaciones tróficas se suelen representar mediante cadenas tróficas, donde cada organismo puede ser considerado como alimento de otros. En la representación gráfica de una cadena alimentaria o trófica la flecha indica el sentido en que se transfiere materia y energía de un sistema a otro
Las cadenas tróficas están formadas por varios eslabones o niveles tróficos. Son los siguientes:
1) Productores. Son organismos autótrofos capaces de captar y transformar la energía luminosa incidente en energía química mediante la fotosíntesis. Constituyen el primer nivel trófico.
CO2 + H2O —> Materia orgánica + O2
La materia orgánica fabricada es utilizada por los propios organismos fotosintéticos para el mantenimiento de sus procesos vitales mediante la respiración que, tras ser utilizada en los procesos vitales, se transforma en calor.
Materia orgánica + O2 —> CO2 + H2O + Energía
La energía restante se acumula en las estructuras vivas, pudiendo ser transferida en forma de alimento a los seres heterótrofos.
2) Consumidores. Son organismos heterótrofos que se alimentan de otros seres vivos, animales o vegetales. Podemos distinguir varios niveles:
a) Consumidores primarios o herbívoros. Se alimentan directamente de los tejidos de los productores. Constituyen el segundo nivel trófico.
b) Consumidores secundarios o carnívoros. Se alimentan de los herbívoros y de sus parásitos. Constituyen el tercer nivel trófico.
c) Carnívoros finales. Se alimentan de los carnívoros y constituyen el cuarto nivel trófico.
d) Omnívoros. Son heterótrofos que se alimentan de más de un nivel trófico (productores y consumidores). Se trata de un mecanismo adaptativo que facilita la supervivencia. Como ejemplo podemos citar al ser humano.
e) Detritívoros. Consumen toda una serie de restos orgánicos (detritos), excrementos o cadáveres. En función del estado en que se encuentre la materia orgánica de la que se nutren, podemos clasificarlos en tres tipos:
Carroñeros o necrófagos. Se alimentan de cadáveres recientes o poco descompuestos. Suelen actuar después de los carnívoros (buitres, hienas, larvas de insectos, córvidos...).
Saprófagos. Se alimentan de restos de plantas o de cadáveres muy alterados (lombrices de tierra, larvas de escarabajos, ácaros,. . .).
Coprófagos. Se alimentan de excrementos animales (escarabajos; conejos y liebres comen sus excrementos cuando contienen sustancias no digeridas).
3) Descomponedores. Son organismos capaces de transformar la materia orgánica en inorgánica (sales minerales), con lo que cierran el ciclo de la materia. La materia orgánica susceptible de ser degradada o descompuesta en materia inorgánica se denomina biodegradab
Los descomponedores se pueden dividir en dos grupos:
Saprofitos. Son descomponedores heterótrofos fundamentalmente bacterias y hongos del suelo y bacterias en el agua. Estos efectúan una serie de transformaciones cuyo resultado final son moléculas sencillas, tanto orgánicas como inorgánicas.
Mineralizadores. Son autótrofos quimiosintéticos. Obtienen la energía oxidando moléculas inorgánicas procedentes del metabolismo de otros organismos, que transforman en sales asimilables por los productores. Son las bacterias que cierran los ciclos de los ecosistemas.
Las cadenas tróficas o alimentarias representan las transferencias lineales de energía en las que cada organismo es un eslabón. Distinguimos tres tipos:
Cadenas de depredadores. (Productores àherbívoros à carnívoros).
Cadenas de parásitos. En ellas el productor y el consumidor están parasitados.
Cadenas de detritívoros. Comienzan en la materia orgánica muerta, continuando con diversos eslabones de microorganismos.
Ya que, a medida que ascendemos a niveles superiores, las disponibilidades energéticas disminuyen, con frecuencia muchos animales utilizan más de una cadena para alimentarse. En la naturaleza no existen habitualmente cadenas tipo sino que un mismo productor puede ser el alimento de varios herbívoros, y estos ser la presa de diversos carnívoros, que a su vez podrán ser presas de otros. Estas conexiones entre cadenas alimentarias constituyen las redes tróficas que se rigen por la regla del 10 %.
3.2.FLUJOS DE ENERGÍA ENTRE NIVELES TRÓFICOS
El sentido de transferencia de energía en la cadena trófica es unidireccional y, por tanto, abiertDe toda la energía que llega a la superficie terrestre procedente del Sol (47 %), solo el 0,2% es absorbida por las plantas verdes y algunas bacterias, y transformada en materia orgánica. Esta transformación es realizada por los autótrofos (productores), quienes transforman la energía química en materia orgánica (glúcidos, lípidos y proteínas) que ellos mismos fabrican a partir del agua, CO2 y sales minerale
Si representamos en un esquema no solo la energía sino también la materia, de ese esquema podemos deducir dos consecuencias:
a) El flujo de energía es unidireccional, acíclico y abierto. Esto es debido a las pérdidas que se van produciendo a lo largo de las cadenas tróficas (los seres vivos pierden energía en forma de calor). De aquí se deduce que, para que el ecosistema sea estable, es necesario un aporte exterior de energía procedente del Sol. Como resultado de esta disminución en el flujo de la energía, el número de eslabones tróficos ha de ser limitado (cinco como máximo).
b) El flujo de materia es cíclico y cerrado. Gracias a la actividad de los descomponedores, se transforma la materia orgánica (restos orgánicos) en materia inorgánica asimilable de nuevo por el ecosistema a través de los productores.
Suponiendo que el flujo solar sea constante, la cantidad de radiación solar que llega a la Tierra varía en función de la duración del día a causa de la rotación terrestre, la inclinación del eje de rotación y las estaciones del año debidas al movimiento de traslación alrededor del SoL
El objetivo fundamental de los ecosistemas, no es captar la máxima cantidad de energía, sino utilizar solamente la energía necesaria para el mantenimiento de la máxima cantidad de organismos que permiten el resto de los factores limitantes.
3.3 PIRÁMIDES TRÓFICAS
Una pirámide trófica es una representación esquemática de las relaciones alimentarias que se establecen en un ecosistema. Cada uno de los escalones de la pirámide se corresponde con un nivel trófico. En la base se representan los productores; en el escalón más alto, los animales que no forman parte de la dieta de ningún otro. Todos los escalones tienen la misma altura y su anchura es proporcional al valor de la variable que se quiere representar.
3.3.1 TIPOS DE PIRÁMIDES TRÓFICAS
Se pueden elaborar distintos tipos de pirámides tróficas en función de las variables que se utilicen: energía, biomasa, número de individuos, etc.
3.3.1.1 PIRÁMIDES DE ENERGÍA
Las pirámides de energía son representaciones que muestran el flujo de energía de unos niveles a otros. En cada escalón se muestra la producción neta de cada nivel trófico expresada en unidades de producción
Como en el paso de un eslabón de la cadena trófica al siguiente la eficiencia es de aproximadamente el 10 %, las pirámides de energía nunca pueden ser invertidas, ya que la energía almacenada en un nivel siempre es superior a la que se almacena en el siguiente.
3.3.1.2 PIRÁMIDES DE NÚMEROS
Las pirámides de números representan el número de individuos que hay en cada nivel trófico. Se utilizan poco, ya que muestran una información muy fragmentaria de la estructura trófica del ecosistema.
Pirámides de números
3.3.1.3 PIRÁMIDES DE BIOMASA
Las pirámides de biomasa muestran la cantidad de biomasa en un momento de- terminado en una parte del ecosistema, pero en ellas no está representado el factor tiempo, no indican la producción ni la productividad.
Pirámides de biomasa.
En las pirámides de biomasa se pueden indicar los valores numéricos de cada nivel, y se pueden representar o grupos tróficos o una cadena trófica en concreto.
3.4 EFICIENCIA ECOLÓGICA
Es la cantidad de biomasa o energía que se transfiere de un nivel trófico al siguiente. La transferencia se produce cuando un ser vivo cede su materia orgánica a un depredador o un parásito. Este cociente entre salidas/entradas podemos expresarlo mediante la ecuación:
EFICIENCIA ECOLÓGICA = ENGORDE / ALIMENTO INGERIDO
Eficiencia ecológica neta. El parámetro que se tiene en cuenta es la producción neta. Si se supone una producción neta en los autótrofos de 100 calorías, es de esperar una producción neta de 10 calorías al nivel de los herbívoros y únicamente de 1 caloría al nivel de los carnívoros.
Eficiencia ecológica = (PN del nivel n / PN del nivel n-1) x 100
Eficiencia ecológica bruta. El parámetro utilizado es la producción bruta.
Desde el punto de vista del aprovechamiento energético, teniendo en cuenta la regla del 10 %, es más eficiente una alimentación a partir del primer nivel ya que se aprovecha más la energía y, por tanto, se podrá alimentar mayor número de individuos.
REGLA DEL 10 %. La energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente el 10 % de la acumulada en él. Quiere esto indicar que de la energía disponible en un determinado nivel trófico, solo el 10 % es utilizada en la síntesis de nueva materia orgánica en el nivel siguiente. El resto (90 %) se consume en respiración, reproducción y excreción. El flujo de energía que atraviesa el ecosistema se divide por diez en cada paso. Esta energía se pierde en forma de calor y deja de ser utilizable. Por tanto, a mayor número de niveles tróficos en una red trófica, mayor es la pérdida de energía
Debido a ello, un herbívoro debe ingerir alrededor de 10 Kcal de energía de origen fotosintético para formar 1 Kcal de energía disponible para los carnívoros. De ahí la diferencia entre alimentarse de productores o de consumidores. Estas pérdidas que se producen en cada intercambio son el motivo por el que las cadenas tróficas tienen como máximo 5 niveles tróficos.
TAREA # 2
Lee el texto, busca palabras desconocidas y averigua su significado, luego extrae la idea principal de cada parrafo y con ellas construye una idea general que te permita formular un argumento acerca de la importancia de la dinamica poblacional
DINÁMICA POBLACIONAL Y FLUJO DE ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS
La dinámica de poblaciones es la especialidad de la ecología que se ocupa del estudio de los cambios que sufren las poblaciones biológicas en cuanto a tamaño, dimensiones físicas de sus miembros, estructura de edad, sexo y otros parámetros que las definen, así como de los factores que causan esos cambios y los mecanismos por los que se producen.
La dinámica de poblaciones es el principal objeto de la biología matemática en general y de la ecología de poblaciones en particular. Tiene gran importancia en la gestión de los recursos biológicos, como las pesquerías, en la evaluación de las consecuencias ambientales de las acciones humanas y también en campos de la investigación médica relacionados con las infecciones y la dinámica de las poblaciones celulares.
Crecimiento
Todas las especies biológicas están concentradas en producir mayor número de descendientes que los necesarios para mantener el tamaño de la población. Este es un principio fundamental para el concepto de selección natural con que el Darwinismo explica la evolución biológica en su aspecto mecanístico. En ausencia de limitaciones impuestas por el medio, el destino natural de una población es su crecimiento exponencial, tal como explicó, hace casi dos siglos, Robert Malthus. En la práctica, el crecimiento de la densidad de la población hace aparecer obstáculos a su continuidad, relacionados esencialmente con la progresiva escasez de recursos que provoca, a la vez que pone en marcha mecanismos intrínsecos de control del crecimiento.
El crecimiento poblacional es un fenómeno biológico y natural que está íntimamente ligado con aquella característica principal de la materia viva conocida como la capacidad reproductiva de los seres vivos. Es decir, el hecho de que una población llegue, con el tiempo, a saturar una determinada área geográfica, además de haber agotado todos los recursos que éste le pueda brindar, no es otra cosa que la manifestación de la ley natural. La ley natural de la vida que determina la existencia de las cosas. Podemos definir entonces, apoyados en la ley natural de la vida, tres fases en el crecimiento poblacional: El Inicio o Fase de Asentamiento, El intervalo de Abundancia o Fase de Desarrollo y La Decadencia o Fase de Control...
Fase de asentamiento
Comprendido como el punto de partida del crecimiento poblacional, en ésta fase encontramos a una población vulnerable, es decir, la población se enfrenta a las condiciones favorables o desfavorables que el medio (desconocido) le ofrece, pudiendo adaptarse o no a dichas condiciones, entonces, la adaptación de la población será un factor gravitante en esta primera fase. Las consecuencias de la incapacidad de adaptación que presente la población pueden manifestarse de dos maneras: La extinción de la especie o la migración definitiva de la población. Ahora, si es que la población logra adaptarse, estaríamos hablando de la Fase de Asentamiento propiamente dicha.
En el proceso de adaptación se produce la muerte de aquellos individuos que no presentan las condiciones adecuadas para enfrentarse a las adversidades del nuevo medio, es decir, se da el proceso de la selección natural. Entonces, al terminar esta fase encontraremos individuos adaptados
RELACION BIOTOPO - BIOCENIOCIS
TAREA # 3 Observa cada foto o imagen detenidamente y explica lo pedido en tu cuaderno
Investiga que condiciones del biotopo debo enfrentar para permanecer a esta profundidad 18 metros sin traje ni tanque de oxigeno y como lo hago
Explica que condiciones del biotopo impiden que esta bella sirena se quede a vivir con los pececitos que tanto ama
Observa mi foto y explica que factores abioticos debemos enfrentar los buzos y como nuestro traje nos ayuda a hacerlo
Investiga y explica porque el Nautilus es el unico ser vivo que puede vivir a diferentes rangos de pronfundidad
Observa la imagen y de acuerdo con lo visto en clase explica porque esta escena jamas podria ocurrir en la vida real
TAREA · 4 Lee detenidamente este texto, busca vocabulario desconocido y encuentra el significado de cada palabra, extrae la idea principal de cada parrafo, luego enlazaklas para formar una idea general del texto y a partir de ella construye tu propio texto explicativo sobre la importancia de este proceso, puedes ayudarte con este link
LOS CICLOS BIOGEOQUIMICOS
La materia circula desde los seres vivos hacia el ambiente abiótico, y viceversa. Esa circulación constituye los ciclos biogeoquímicos, que son los movimientos de agua, de carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y otros elementos que en forma permanente se conectan con los componentes bióticos y abióticos de la Tierra. Las sustancias utilizadas por los seres vivos no se "pierden" aunque pueden llegar a sitios donde resultan inaccesibles para los organismos por un largo período. Sin embargo, casi siempre la materia se reutiliza y a menudo circula varias veces, tanto dentro de los ecosistemas como fuera de ellos.
Nuestro planeta actúa como un sistema cerrado donde la cantidad de materia existente permanece constante, pero sufre permanentes cambios en su estado químico dando lugar a la producción de compuestos simples y complejos. Es por ello que los ciclos de los elementos químicos gobiernan la vida sobre la Tierra, partiendo desde un estado elemental para formar componentes inorgánicos, luego orgánicos y regresar a su estado elemental. En las cadenas alimentarias, los productores utilizan la materia inorgánica y la convierten en orgánica, que será la fuente alimenticia para todos los consumidores. La importancia de los descomponedores radica en la conversión que hacen de la materia orgánica en inorgánica, actuando sobre los restos depositados en la tierra y las aguas. Esos compuestos inorgánicos quedan a disposición de los distintos productores que inician nuevamente el ciclo.
Los ciclos biogeoquímicos más importantes corresponden al agua, oxígeno, carbono y nitrógeno. Gracias a estos ciclos es posible que los elementos principales (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre) estén disponibles para ser usados una y otra vez por otros organismos.
Los ciclos biogeoquímicos pueden ser gaseosos, sedimentarios y mixtos.
-Ciclos gaseosos
Los elementos casi siempre se distribuyen tanto en la atmósfera como en el agua y de ahí a los organismos, y así sucesivamente.
Los elementos que cumplen ciclos gaseosos son el carbono, el oxígeno y el nitrógeno.
La transformación de elementos de un estado a otro es relativamente rápida.
-Ciclos sedimentarios
Son aquellos donde los elementos permanecen formando parte de la tierra, ya sea en las rocas o en el fondo marino, y de ahí a los organismos. En estos, la transformación y recuperación de estos elementos es mucho más lenta. Ejemplos de ciclos sedimentarios son el del fósforo y el del azufre.
-Ciclos mixtos
El ciclo del agua es una combinación de los ciclos gaseoso y sedimentario, ya que esa sustancia permanece tanto en la atmósfera como en la corteza terrestre.
Los ciclos biogeoquímicos más importantes corresponden al agua, oxígeno, carbono y nitrógeno.
EL AGUA
Toda el agua de la Tierra forma la hidrosfera, que se distribuye en tres reservorios principales: los océanos, los continentes y la atmósfera. Entre estos reservorios existe una circulación continua. Alrededor del 70% de la superficie del planeta está cubierta por las aguas de los océanos, lagos, ríos, arroyos, manantiales y glaciares. Al perforar el subsuelo, por lo general se puede encontrar agua a profundidades diversas (agua subterránea o mantos freáticos). La luz solar es la fuente de energía térmica necesaria para el paso del agua desde las fases líquida y sólida a la fase de vapor, y también es el origen de las circulaciones atmosféricas que transportan el vapor de agua y mueven las nubes.
Ciclo del agua
Los rayos solares calientan las aguas. El vapor sube a la troposfera en forma de gotitas. El agua se evapora y se concentra en las nubes. El viento traslada las nubes desde los océanos hacia los continentes.
Diagrama del ciclo del agua
A medida que se asciende bajan las temperaturas, por lo que el vapor se condensa. Es así que se desencadenan precipitaciones en forma de lluvia y nieve.
El agua caída forma los ríos y circula por ellos. Además, el agua se infiltra en la tierra y se incorpora a las aguas subterráneas (mantos freáticos). Por último, el agua de los ríos y del subsuelo desemboca en los mares.
EL CARBONO
Es uno de los elementos más importantes de la naturaleza. Combinado con oxígeno forma dióxido de carbono (CO2) y monóxido de carbono (CO).
La atmósfera contiene alrededor de 0.03 % de dióxido de carbono. Es el elemento básico de los compuestos orgánicos (hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). El carbono también forma parte de sales llamadas carbonatos, como el carbonato de sodio (Na2CO3) y el carbonato de calcio (CaCO3), entre otras.
Ciclo del carbono
El carbono, como dióxido de carbono, inicia su ciclo de la siguiente manera:
Durante la fotosíntesis, los organismos productores (vegetales terrestres y acuáticos) absorben el dióxido de carbono, ya sea disuelto en el aire o en el agua, para transformarlo en compuestos orgánicos. Los consumidores primarios se alimentan de esos productores utilizando y degradando los elementos de carbono presentes en la materia orgánica. Gran parte de ese carbono es liberado en forma de CO2 por la respiración, mientras que otra parte se almacena en los tejidos animales y pasa a los carnívoros (consumidores secundarios), que se alimentan de los herbívoros. Es así como el carbono pasa a los animales colaborando en la formación de materia orgánica.
Los organismos de respiración aeróbica (los que utilizan oxígeno) aprovechan la glucosa durante ese proceso y al degradarla, es decir, cuando es utilizada en su metabolismo, el carbono que la forma se libera para convertirse nuevamente en dióxido de carbono que regresa a la atmósfera o al agua.
Los desechos de las plantas, de los animales y de restos de organismos se descomponen por la acción de hongos y bacterias. Durante este proceso de putrefacción por parte de los descomponedores, se desprende CO2.
En niveles profundos del planeta, el carbono contribuye a la formación de combustibles fósiles, como el petróleo. Este importante compuesto se ha originado de los restos de organismos que vivieron hace miles de años. Durante las erupciones volcánicas se libera parte del carbono constituyente de las rocas de la corteza terrestre.
Una parte del dióxido de carbono disuelto en las aguas marinas ayuda a determinados organismos a formar estructuras como los caparazones de los caracoles de mar. Al morir, los restos de sus estructuras se depositan en el fondo del mar. Con el paso del tiempo, el carbono se disuelve en el agua y es utilizado nuevamente durante su ciclo.
Los océanos contienen alrededor del 71% del carbono del planeta en forma de carbonato y bicarbonato. Un 3% adicional se encuentra en la materia orgánica muerta y el fitoplancton. El carbón fósil representa un 22%. Los ecosistemas terrestres, donde los bosques constituyen la principal reserva, contienen alrededor del 3-4% del carbono total, mientras que un pequeño porcentaje se encuentra en la atmósfera circulante y es utilizado en la fotosíntesis.
EL OXÍGENO
La atmósfera posee un 21% de oxígeno, y es la reserva fundamental utilizable por los organismosvivos. Además forma parte del agua y de todo tipo de moléculas orgánicas.
Ciclo del oxígeno
El ciclo del oxígeno está estrechamente vinculado al del carbono, ya que el proceso por el cual el carbono es asimilado por las plantas (fotosíntesis) da lugar a la devolución del oxígeno a la atmósfera, mientras que en el proceso de respiración ocurre el efecto contrario.
Otra parte del ciclo natural del oxígeno con notable interés indirecto para los organismos vivos es su conversión en ozono (O3). Las moléculas de O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, se rompen en átomos libres de oxígeno (O) que reaccionan con otras moléculas de O2, formando ozono. Esta reacción se produce en la estratosfera y es reversible, de forma que el ozono vuelve a convertirse en oxígeno absorbiendo radiaciones ultravioletas.
EL NITRÓGENO
La reserva fundamental es la atmósfera, que está compuesta por un 78% de nitrógeno. No obstante, la mayoría de los seres vivos no lo puede utilizar en forma directa, con lo cual dependen de los minerales presentes en el suelo para su utilización. En los organismos productores el nitrógeno ingresa en forma de nitratos, y en los consumidores en forma de grupos amino. Existen algunas bacterias especiales que pueden utilizar directamente el nitrógeno atmosférico. Esas bacterias juegan un papel muy importante en el ciclo al hacer la fijación del nitrógeno. De esta forma convierten el nitrógeno en otras formas químicas como amonio y nitratos, para que puedan ser aprovechadas por las plantas.
Ciclo del nitrógeno
Está compuesto por las siguientes etapas.
1- Fijación: se produce cuando el nitrógeno atmosférico (N2) es transformado en amoníaco (NH3) por bacterias presentes en los suelos y en las aguas. Las bacterias del género Rhizobium sp. viven en simbiosis dentro de los nódulos que hay en las raíces de plantas leguminosas. En ambientes acuáticos, las cianobacterias son importantes fijadoras de nitrógeno.
2- Amonificación: es la transformación de compuestos nitrogenados orgánicos en amoníaco. En los animales, el metabolismo de los compuestos nitrogenados da lugar a la formación de amoníaco, siendo eliminado por la orina como urea (humanos y otros mamíferos), ácido úrico (aves e insectos) o directamente en amoníaco (algunos peces y organismos acuáticos). Estas sustancias son transformadas en amoníaco o en amonio por los descomponedores presentes en los suelos y aguas. Ese amoníaco queda a disposición de otro tipo de bacterias en las siguientes etapas.
3- Nitrificación: es la transformación del amoníaco o amonio (NH4+) en nitritos (NO2–) por un grupo de bacterias del género Nitrosomas para luego esos nitritos convertirse en nitratos (NO3–) mediante otras bacterias del género Nitrobacter.
4- Asimilación: las plantas toman el amonio (NH4+) y el nitrato (NO3–) por las raíces para poder utilizarlos en su metabolismo. Usan esos átomos de nitrógeno para la síntesis de clorofila, de proteínas y de ácidos nucleicos (ADN y ARN). Los consumidores obtienen el nitrógeno al alimentarse de plantas y de otros animales.
5- Desnitrificación: proceso llevado a cabo por bacterias desnitrificantes que necesitan utilizar el oxígeno para su respiración en suelos poco aireados y mal drenados. Para ello, degradan los nitratos y liberan el nitrógeno no utilizado a la atmósfera.
NITRIFICACIÓN: transformación bacteriana de amoníaco en nitritos y luego en nitratos.
DESNITRIFICACIÓN: transformación bacteriana de nitratos no utilizados en nitrógeno atmosférico.
AMONIFICACIÓN: transformación de los desechos orgánicos en amoníaco.
ASIMILACIÓN: absorción de nitratos y amonio por las raíces de las plantas.
FIJACIÓN: transformación bacteriana del nitrógeno atmosférico en compuestos nitrogenados.
EL FOSFORO
La proporción de fósforo en la materia viva es bastante pequeña, pero el papel que desempeña es vital. Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN. Se encuentra presente en los huesos y piezas dentarias.
En la fotosíntesis y en la respiración celular, muchas sustancias intermedias están combinadas con el fósforo, tal el caso del trifosfato de adenosina (ATP) que almacena energía.
El fósforo es el principal factor limitante del crecimiento para los ecosistemas, porque su ciclo está muy relacionado con su movimiento entre los continentes y los océanos.
La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas. El fósforo se encuentra en forma de fosfatos (sales) de calcio, hierro, aluminio y manganeso.
Ciclo del fósforo
La lluvia disuelve los fosfatos presentes en los suelos y los pone a disposición de los vegetales. El lavado de los suelos y el arrastre de los organismosvivos fertilizan los océanos y mares. Parte del fósforo incorporado a los peces es extraído por aves acuáticas que lo llevan a la tierra por medio de la defecación (guano). Otra parte del fósforo contenido en organismos acuáticos va al fondo de las rocas marinas cuando éstos mueren. Las bacterias fosfatizantes que están en los suelos transforman el fósforo presente en cadáveres y excrementos en fosfatos disueltos, que son absorbidos por las raíces de los vegetales.
EL AZUFRE
El azufre está presente dentro de todos los organismos en pequeñas cantidades, principalmente en los aminoácidos (sustancias que dan lugar a la formación de proteínas). Es esencial para que tanto vegetales como animales puedan realizar diversas funciones. Las mayores reservas de azufre están en el agua del mar y en rocas sedimentarias. Desde el mar pasa a la atmósfera por los vientos y el oleaje.
Ciclo del azufre
Gran parte del azufre que llega a la atmósfera proviene de las erupciones volcánicas, de las industrias, vehículos, etc. Una vez en la atmósfera, llega a la tierra con las lluvias en forma de sulfatos y sulfitos. Cuando el azufre llega al suelo, los vegetales lo incorporan a través de las raíces en forma de sulfatos solubles. Parte del azufre presente en los organismos vivos queda en los suelos cuando éstos mueren. La descomposición de la materia orgánica produce ácido sulfhídrico, de mal olor, devolviendo azufre a la atmósfera.
LOS CICLOS EN VIDEO
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