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por el tutor virtual.3. Desarrolla tus posibles respuestas según lo aprendido.4. Finalmente estar atento a la socialización de respuestas y próxima guía a

publicar.

#Mi clase es

Virtual

OBJETIVO Establecer pautas para la solución del desafío 1, módulo Competencia y éxito.

FUNDAMENTACIÓN GENERAL PARA RESOLVER LA SITUACIÓN PROBLEMA SABER-ICFES PLANTEADAS EN EL DESAFÍO 1 (TEMÁTICAS / HABILIDADES)

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA DESAFÍO 1 Antes de iniciar el estudio de los Desafíos debiología es importante tener en cuenta:

Elaboró: Nelson Méndez/Carlos Angulo Revisó: Eris Macea/Alex Barrera

1. LA ENERGÍA EN LOSECOSISTEMAS Los sistemas vivosconvierten la energía de unaforma en otra a medida quecumplen funciones esenciales demantenimiento, crecimiento yreproducción. En estasconversiones energéticas, comoen todas las demás, parte de laenergía útil se pierde en elambiente en cada paso. Las leyesde la termodinámica gobiernanlas transformaciones de energía.

“La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”.

“Una parte de la energía que se encuentra disponible para realizar

trabajo, se transforma en calor al pasar de una forma a otra. Esta energía escapa

al ambiente, perdiéndose.”

PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

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EL METABOLISMO FACILITA EL FLUJO DE ENERGÍA: Las células estáncontinuamente realizando miles de reacciones químicas necesariaspara mantener vivas y sanas a las células y a todo tu organismo. Estasreacciones químicas a menudo están vinculadas en cadenas o vías.Todas las reacciones químicas que suceden dentro de una célula seconocen en conjunto como el metabolismo de la célula.En la red metabóica de la célula, algunas reacciones químicas liberanenergía y pueden suceder espontáneamente (sin aporte de energía).Sin embargo, otras necesitan que se agregue energía para poderllevarse a cabo. De la misma forma como necesitas alimentartecontinuamente para reponer lo que usa tu cuerpo, también lascélulas necesitan una entrada continua de energía para impulsar susreacciones químicas que requieren energía. De hecho, ¡los alimentosque consumes son la fuente de energía que utilizan tus células!Para concretar la idea de metabolismo un poco más, examinemos dosprocesos metabólicos que son fundamentales para la vida en laTierra: aquellos que contruyen azúcares y aquellos que losdescomponen.Muchas células, incluso la mayoría de las células de tu cuerpo,obtienen energía de la glucosa (C6H12O6) en un proceso llamadorespiración celular. Durante este proceso, una molécula de glucosa sedegrada gradualmente, en muchos pasos pequeños. Sin embargo, elproceso tienen la siguiente reacción general:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + ATPLas plantas fabrican los azúcares como la glucosa en un procesollamado fotosíntesis. En la fotosíntesis, las plantas utilizan energíasolar para convertir el gas dióxido de carbono en moléculas de azúcar.Este proceso sucede en muchos pasos pequeños, pero su reaccióngeneral es justo la reacción de la respiración a la inversa:

6CO2 + 6H2O + Energía C6H12O6 + 6O2

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https://es.khanacademy.org/science/high-school-biology/hs-energy-and-transport/hs-introduction-to-metabolism/a/overview-of-metabolism

LAS RELACIONES TRÓFICAS FACILITAN EL FLUJO DE MATERIA Y ENERGÍA Dentro delecosistema, la materia y la energía fluyen a través de sistemas tróficos que constituyenrelaciones de consumo entre organismos de distintas especies. A continuación sedescriben tres conceptos claves: Nivel trófico, cadena trófica y red trófica

Nivel trófico: Un nivel trófico está constituido por el conjunto de organismos delecosistema que tienen el mismo tipo de alimentación. Existen tres niveles tróficos: losproductores, los consumidores y los descomponedores.

Cadena trófica: Una cadena trófica o alimentaria es un esquema en el que el que sedibuja organismos de distintos niveles tróficos del ecosistema (o se escriben susnombres) y en el que se indican, mediante flechas, las relaciones alimentarias que seestablecen entre ellos.

Red trófica: Las redes tróficas o alimentarias son representaciones del conjunto decadenas tróficas que hay en el ecosistema y de sus interconexiones.

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FACTORES QUE AFECTAN LOS SISTEMAS TRÓFICOS: FRAGMENTACIÓN, PERDIDA DE HÁBITATS Y DESENSAMBLE DE REDES TRÓFICAS

La fragmentación y pérdida de hábitats, mediada por efecto antrópico (causado por el hombre) onatural (por ejemplo incendios), representa una amenaza a la biodiversidad del planeta, porqueafecta las relaciones tróficas presentes en una comunidad biológica. Por ejemplo, los cambios enabundancia o pérdida de especies dentro de una comunidad biológica pueden tener efectosindirectos propagándose e incluso magnificándose al interior de un sistema trófico. Estos sistemastróficos, se ven afectados principalmente por el cambio en el uso humano de la tierra que tieneconsecuencias como la degradación, fragmentación y pérdida de hábitats. En un estudio Cagnolo yValladares (2011) describen los siguientes escenarios

Escenario posible sobre la estructura de una red de interaccionesecológicas hipotéticas

…” En un ambiente fragmentado, donde los tamaños poblacionalespueden ser pequeños y la posibilidad de “rescate” desde poblacionesvecinas se ve reducida, las especies raras tienen una mayor probabilidadde desaparecer junto a sus interacciones”…

“La extinción de especies es un fenómeno drástico que usualmente esanticipado por una reducción en los tamaños poblacionales y,consecuentemente, en la intensidad de las interacciones. Ante estacircunstancia, las redes no mostrarán cambios en tamaño ni en laintensidad relativa de interacción, por lo tanto, el fenómeno podría pasardesapercibido si se evalúa con estadísticos cualitativos de redes (basadosen número de especies e interacciones)”

“Las especies en niveles tróficos altos son más susceptibles antedisturbios o fragmentación del hábitat que especies en niveles tróficosintermedios o productores. De acuerdo a esto, tanto la pérdida deespecies como la reducción de los tamaños poblacionales son esperablespara las especies en niveles tróficos superiores. Esto produciría unacortamiento en el largo de las cadenas tróficas y reducciones en laproporción de especies entre consumidores y recursos.”

EVENTO

EROSIÓN

RETRACCIÓN

ACOTAMIENTO

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“La extinción local de algunas especies muy conectadas o la pérdida deinteracciones puede provocar la fragmentación de las redes en grupos deespecies desconectados o con pocas conexiones (Montoya et al. 2001).Estos grupos de especies interactuantes, desconectados o escasamenteconectados con el resto de la red de interacciones son denominados“compartimentos” en el contexto de redes de interacción (Pimm y Lawton1980). La compartimentalización de una red tendría como consecuencia elaislamiento de las dinámicas poblacionales de especies en distintoscompartimentos, lo que podría evitar el propagamiento de cascadas deextinción.”

“La conectancia es la proporción de conexiones que realmente ocurrenrespecto al total posibles. Este parámetro ha sido propuesto como unindicador de la complejidad de una red y fue históricamente relacionado ala estabilidad de los ecosistemas (May 1972). Cuando un ambiente sefragmenta, no sólo pueden extinguirse especies sino que puedenincorporarse especies nuevas (Sumerville 2004). Estas especies,generalmente ruderales, tienen la capacidad de utilizar diferentes recursoslo que los convierte en generalistas”

DIVISIÓN

CAMBIOS DE CONECTIVIDAD

FACTORES QUE AFECTAN A LAS COMUNIDADES DENTRO DE LOS ECOSISTEMAS: EL CASO DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA

El agua está contaminada cuando su composición o estado natural presenta alteraciones físicas(temperatura, calor, densidad, etc) químicas (sustancias disueltas, composición, etc) o biológicas,por lo que no puede cumplir sus funciones ecológicas. Estas alteraciones pueden tener un origennatural o un origen antrópico. Las principales fuentes de origen natural son diversas y no provocanaltas concentraciones de contaminantes, en comparación con las de origen antrópico. Entre lascausas de contaminación antrópica podemos mencionar:

Vertideros de aguas residuales comunitarias Los vertidos de explotaciones ganaderas Los vertidos de aguas residuales agrícolas Otras causas: construcción de presas y explotaciones mineras, contaminación por

embarcaciones, etc.

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Principales contaminantes de las aguas

Microorganismos patógenos Desechos organicos Sustancias químicas Inorganicas Nutrientes vegetales inorgánicos Compuestos Organicos Sedimentos y materiales en suspensión Sustancias radioactivas Contaminación Térmica

Principales consecuencias de la contaminación del agua

Disminución o perdida de las comunidades acuáticas o inclusive ecosistemas enteros

Afecta todo tipo de actividades humanas, inclusive, es esencial para la vida

Al ser el solvente universal, y estar inmerso dentro de un cliclo, puede llevar los contaminantes a otros sitios (por ejemplo la lluvia acida)

Otras…

DINÁMICA DE POBLACIONES: EL NÚMERO DE ORGANISMOS

La ecología es el estudio de las interacciones entre los organismos y de éstos con su ambientefísico. Los ecólogos intentan cuantificar las variables que afectan a los organismos en lanaturaleza, construir hipótesis que expliquen la distribución y abundancia observadas de losorganismos, y realizar y someter a prueba las predicciones basadas en sus hipótesis. La poblaciónes una unidad primaria de estudio ecológico; es un grupo de organismos de la misma especie,interfértiles, que conviven en el mismo lugar y al mismo tiempo. Una compleja gama de factoresambientales, tanto bióticos como abióticos, desempeñan un papel en la regulación del tamaño dela población.

SISTEMÁTICA: LOS ARBOLES FILOGENÉTICOS

La sistemática estudia la diversidad biológica y su clasificación, para lo cual, acude a la taxonomía,la identificación y clasificación de las especies, y a la filogenia, que estudia la historia evolutiva deun grupo de organismos. Para representar la relaciones de parentesco(genealogías) entre organismos se utilizan arboles filogenéticos, es decir, diagramas que rastreanlas relaciones evolutivas más probables con base en la evidencia disponible y de la manera másdetallada en que estas pueden ser determinadas. Dentro de un árbol, un clado (del griego Klados,rama) se define como un grupo de especies que incluye una especie ancestral y todos susdescendientes. El análisis de la manera en que las especies pueden agruparse en clados sedenomina cladística.

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La clasificación jerárquica se refleja en el estrechamiento progresivo de la ramificación de los arboles filogenéticos

Los clados, al igual que los rangos taxonómicos, pueden agruparse en monofiléticos,parafiléticos y polifilético (figura x), pero no todos los agrupamientos de organismos se clasificancomo clados.

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Biología. Campbell N. y Reece J. (2007). Editorial Panamericana. Biología. Curtis H., Barnes S.,Schnek A. y Massarini A. (2008) 7ª Edición. Editorial Médica Panamericana. Cagnolo. L,Valladares, G. (2011). Fragmentación del Hábitat y desensamble de redes tróficas.

Referencias bibliográficas

Sitios web consultados

https://www.researchgate.net/publication/263925744_La_hidrosfera_El_ciclo_del_agua_La_contaminacion_del_agua_Metodos_de_analisis_y_depuracion_El_problema_de_la_escasez_del_agua

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https://helmerpardo.com

https://www.youtube.com/watch?v=qrcEchCdOyw

https://www.youtube.com/watch?v=9N134jd-F3A