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COLEGIO MONSEÑOR DIEGO ROSALESDEPARTAMENTO DE CIENCIASPROFESORA: ANLLELA VELÁSQUEZ
PRIMERO MEDIO
CIENCIAS NATURALES – EJE BIOLOGÍA
Nombreestudiante:Profesora: Anllela Velasquez Correo Electrónico: [email protected]:
Instrucciones:1. Si lo desea, puede imprimir este documento, responder directamente en su cuaderno de asignatura o responderla en computador y enviarla por correo electrónico.2. Lea atentamente cada explicación del contenido para luego responder las actividades.3. Estas guías corresponde a los Objetivos Prioritarios dispuestos por el Ministerio de Educación. La guía está separada por número de clase, que son 4 (desde la clase número 4 hasta la clase número 7.4. El tiempo estimado para realizar cada clase es de una hora y media cada día.5. Administre eficientemente su tiempo.6. Revise sus respuestas las veces que sea necesario.Si tiene alguna dificultad durante la realización de esta guía no dude en contactarme al mail: [email protected] De lunes a viernes de 9:00 a 13:00 horas estaré atenta para revisar sus consultas.
“FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN CELULAR”
CRONOGRAMA DE APOYO ZOOM
Estimados padres, apoderados y estudiantes, la siguiente tabla ordena los contenidos que se trabajarán semanalmente en los apoyos virtuales vía Zoom. Quedan cordialmente invitados a seguir participando activamente en estas instancias para aclarar dudas y responder inquietudes.
Fecha Nº de Clase Objetivo IDJueves 20 de Agosto
4 Determinar la relación complementaria de la respiración celular con el proceso de fotosíntesis de acuerdo a sus características como proceso de oxidación de compuestos orgánicos por parte de la célula y sus mitocondrias con utilización de oxígeno (O2) y liberación de dióxido de carbono CO2). PARTE I
473 429 2446
Jueves 27 de Agosto
5 Determinar la relación complementaria de la respiración celular con el proceso de fotosíntesis de acuerdo a sus características como proceso de oxidación de compuestos orgánicos por parte de la célula y sus mitocondrias con utilización de oxígeno (O2) y liberación de dióxido de carbono CO2). PARTE II
473 429 2446
Jueves 04 de Septiembre
6 Argumentar el rol de la producción primaria en ecosistemas de acuerdo a su importancia económica, social y ecológica.
473 429 2446
Jueves 11 de 7 Debatir en torno a los factores bióticos (plagas, 473 429 2446
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Septiembre interacciones) y abióticos (temperatura, vulcanismo) en diversos ecosistemas del país, y las implicancias de las acciones humanas que afectan la producción primaria en estos.
OA 7: Explicar, por medio de una investigación, el rol de la fotosíntesis y la respiración celular en el ecosistema considerando:• El flujo de la energía.• El ciclo de la materia.
Con el estudio de esta guía los estudiantes podrán determinar la relación complementaria de la respiración celular con el proceso de fotosíntesis de acuerdo a sus características como proceso de oxidación de compuestos orgánicos por parte de la célula y sus mitocondrias con utilización de oxígeno (O2) y liberación de dióxido de carbono CO2). También, argumentar el rol de la producción primaria en ecosistemas de acuerdo a su importancia económica, social y ecológica; y debatir en torno a los factores bióticos (plagas, interacciones) y abióticos (temperatura, vulcanismo) en diversos ecosistemas del país, y las implicancias de las acciones humanas que afectan la producción primaria en estos. Asimismo, aprenderán a diseñar, organizar y presentar una investigación experimental.
ATP: Es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa.
Ciclo de Calvin: Consiste en una serie de procesos bioquímicos que se realizan en el estroma de los cloroplastos de los organismos fotosintéticos.
Ciclo de Krebs: Es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aerobias, donde es liberada energía almacenada a través de la oxidación del acetil-CoA.
Cloroplasto: Son los orgánulos celulares que en los organismos eucariotas fotosintetizadores se ocupan de la fotosíntesis.
Estóma: Abertura microscópica del tejido epidérmico de los vegetales superiores, especialmente el de las hojas y partes verdes, por donde se verifica el intercambio de gases entre la planta y el exterior.
Estroma: En las plantas es el espacio lleno de fluido que en los plastos rodea a los tilacoides, y es el lugar donde se lleva a cabo la parte de la fotosíntesis.
Fosforilación oxidativa: Es un proceso metabólico que utiliza energía liberada por la oxidación de nutrientes para producir adenosina trifosfato.Glicolisis: Es la ruta metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula.
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Grana: Son estructuras que se encuentran dentro de los cloroplastos y que se visualizan al microscopio óptico como gránulos verdes y al microscopio electrónico como una serie de apilamientos de tilacoides. Las granas contienen la clorofila y los carotenoides que son los pigmentos responsables de la fotosíntesis.
Mesófilo: Es un término botánico que designa el tejido que se encuentra entre las epidermis del haz y del envés de las hojas.
NADP: Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato es una coenzima que interviene en numerosas vías anabólicas.
Piruvato: Es un ácido alfa-ceto que desempeña un papel importante en los procesos bioquímicos.
Tilacoide: Son sacos aplanados que son independientes de la membrana interna del cloroplasto, sitio de las reacciones captadoras de luz de la fotosíntesis y de la fotofosforilación.
Clase 4: Relación complementaria de la respiración celular con el proceso de fotosíntesis (Parte I).
Objetivo:
Determinar la relación complementaria de la respiración celular con el proceso de fotosíntesis de acuerdo a sus características como proceso de oxidación de compuestos orgánicos por
parte de la célula y sus mitocondrias con utilización de oxígeno (O2) y liberación de dióxido de carbono CO2).
La fotosíntesis es el proceso en el cual la energía de la luz se convierte en energía química en forma de azúcares. En un proceso impulsado por la energía de la luz, se crean moléculas de glucosa (y otros azúcares) a partir de agua y dióxido de carbono, mientras que se libera oxígeno como subproducto. Las moléculas de glucosa proporcionan a los organismos dos recursos cruciales: energía y carbono fijo (orgánico).
Energía. Las moléculas de glucosa sirven como combustible para las células: su energía química puede obtenerse a través de procesos como la respiración celular y fermentación, que genera trifosfato de adenosina ATP (una molécula pequeña portadora de energía) para las necesidades de energía inmediatas de la célula.
Carbono fijo. Cuando el carbono del dióxido de carbono (carbono inorgánico) se incorpora a moléculas orgánicas, este proceso se llama fijación de carbono, mientras que el carbono de moléculas orgánicas se conoce como carbono fijo. El carbono que está fijo y se ha incorporado a los
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azúcares durante la fotosíntesis puede utilizarse para crear otros tipos de moléculas orgánicas que necesitan las células.
En la fotosíntesis, se captura energía solar y se convierte en energía química en forma de glucosa, mediante el uso de agua y dióxido de carbono. El oxígeno se libera como subproducto.
Las plantas son los autótrofos más comunes en los ecosistemas terrestres. Todos los tejidos verdes de las plantas pueden fotosintetizar pero, en la mayoría de las plantas, la mayor parte de la fotosíntesis ocurre en las hojas. Las células de una capa intermedia de tejido foliar llamada mesófilo son el principal lugar donde ocurre la fotosíntesis.
En casi todas las plantas hay unos pequeños poros llamados estomas en la superficie de las hojas, los cuales permiten que el dióxido de carbono se difunda hacia el mesófilo y el oxígeno hacia el exterior.
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Cada célula mesófila contiene organelos llamados cloroplastos, que se especializan en llevar a cabo las reacciones de la fotosíntesis. Dentro de cada cloroplasto, las estructuras similares a discos llamadas tilacoides están dispuestas en pilas que se asemejan a panqueques y se conocen como granas. Las membranas de los tilacoides contienen un pigmento de color verde llamado clorofila, que absorbe la luz. El espacio lleno de líquido alrededor de las granas se llama estroma, mientras que el espacio interior de los discos tilacoides se conoce como espacio tilacoidal. Se producen distintas reacciones químicas en las diferentes partes del cloroplasto.
Etapas de la fotosíntesis
La fotosíntesis en las hojas de las plantas implica muchos pasos, pero puede dividirse en dos etapas: las reacciones dependientes de la luz y el ciclo de Calvin.
Las reacciones dependientes de la luz se producen en la membrana de los tilacoides y necesitan un suministro continuo de energía luminosa. La clorofila absorbe esta energía luminosa, que se convierte en energía química mediante la formación de dos compuestos: ATP (una molécula de almacenamiento de energía) y NADPH un portador de electrones reducido. En este proceso, las moléculas de agua también se convierten en gas oxígeno, ¡el oxígeno que respiramos!
El ciclo de Calvin, también llamado reacciones independientes de la luz, se lleva a cabo en el estroma y no necesita luz directamente. El ciclo de Calvin utiliza el ATP y NADPH de las reacciones dependientes de la luz para fijar el dióxido de carbono y producir azúcares de tres carbonos (moléculas de gliceraldehído-3-fosfato, o G3P) que se unen para formar la glucosa.
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Las reacciones dependientes de la luz se producen en la membrana de los tilacoides. Estas necesitan luz y su efecto neto es convertir las moléculas de agua en oxígeno, mientras que producen moléculas de ATP y de NADPH, mediante la reducción de NADP+.El ATP y el NADPH se producen en el lado del estroma de la membrana de los tilacoides, donde pueden ser utilizados en el ciclo de Calvin.
El ciclo de Calvin se lleva a cabo en el estroma y utiliza el ATP y NADPH de las reacciones dependientes de la luz para fijar el dióxido de carbono al producir azúcares de tres carbonos: moléculas de gliceraldehído-3-fosfato o G3P. El ciclo de Calvin convierte al ATP en ADP y Pi, y al NADPH en NADP+. El ADP, Pi y NADP+ pueden reutilizarse como sustratos en las reacciones de la luz.
En general, las reacciones dependientes de la luz capturan energía luminosa y la almacenan de forma temporal en las formas químicas de ATP y NADPH. Allí, el ATP se descompone para liberar energía, y el NADPH dona sus electrones para convertir las moléculas de dióxido de carbono en azúcares. Al final, la energía que empezó como luz acaba atrapada en los enlaces de los azúcares.
Factores que influyen en el proceso de fotosíntesis
Los factores externos más importantes que intervienen en el rendimiento de la fotosíntesis son:
La temperatura: cada especie vegetal tienen un intervalo de temperaturas en la que se siente más cómoda. Dentro de este intervalo, la eficacia del proceso varía como consecuencia de un aumento en la movilidad de las moléculas.
La concentración de dióxido de carbono: el rendimiento fotosintético aumenta proporcionalmente con la concentración de dióxido de carbono en el aire en condiciones constantes de radiación lumínica.
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La concentración de oxígeno: cuanto mayor es la concentración de oxígeno en el aire, menor es el rendimiento fotosintético. Esta variación se debe a los procesos de fotorrespiración.
La intensidad luminosa: a mayor intensidad luminosa, mayor rendimiento, hasta sobrepasar ciertos límites. Sobrepasados estos límites sobreviene la fotooxidación irreversible de los pigmentos fotosintéticos.
El tiempo de iluminación: existen especies que presentan una mayor producción fotosintética cuanto mayor sea el número de horas de luz.
La escasez de agua: ante la falta de agua en el terreno y de vapor de agua en el aire disminuye el rendimiento fotosintético. Si la planta detecta falta de agua cierra los estomas para evitar su desecación. La contrapartida es que este sistema de auto-protección dificulta la entrada de dióxido de carbono. Además, el incremento de la concentración de oxígeno interno desencadena la fotorrespiración.
El color de la luz: dependiendo del color de la luz y de las características de la especie, la conversión fotosintética es distinta.
Actividad
Desarrolla la siguiente actividad propuesta:
La luz es un requerimiento esencial para el proceso fotosintético, pero la intensidad de este elemento varía a lo largo del día y a través de distintas estaciones. En el gráfico presentado a continuación se muestra de qué manera la intensidad lumínica afecta a la fotosíntesis. Analiza la información del gráfico y lo siguiente.
A partir del gráfico responde lo siguiente:
a. Describe la relación que existe entre la intensidad lumínica y la tasa fotosintética entre los 0 y 750 watts de intensidad lumínica.
b. ¿Qué ocurre con la tasa fotosintética luego de los 750 watts de intensidad lumínica? ¿Cómo describiría la relación entre estas dos variables a partir de este punto.
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c. De acuerdo a la información aportada por el gráfico, construya un gráfico que indique cómo variará la tasa fotosintética a lo largo de las cuatro estaciones del año (no es necesario que incluya las medidas específicas).
d. Indique qué otros requerimientos ambientales son necesarios para que la tasa fotosintética sea la óptima.
Clase 5:Relación complementaria de la respiración celular con el proceso de fotosíntesis (Parte II).
Objetivo:
Determinar la relación complementaria de la respiración celular con el proceso de fotosíntesis de acuerdo a sus características como proceso de oxidación de compuestos orgánicos por
parte de la célula y sus mitocondrias con utilización de oxígeno (O2) y liberación de dióxido de carbono CO2).
¿Por qué necesitas respirar?
Por supuesto si no respiras, no podrías sobrevivir. ¿Pero, por qué necesitas aire para vivir? Necesitas el gas oxígeno para llevar a cabo la respiración celular para obtener energía de tu comida.
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La respiración celular es el proceso de extraer energía en la forma de ATP de la glucosa en los alimentos que comes.
¿Cómo ocurre la respiración celular al interior de la célula?
La respiración celular es un proceso de tres pasos. Brevemente:
1. En la etapa uno, la glucosa se desglosa en el citoplasma de la célula en un proceso llamado glucolisis.
2. En la etapa dos, las moléculas de piruvato son transportadas a la mitocondria. la mitocondria son los organelos conocidos como las "plantas eléctricas" de las células. En la mitocondria, el piruvato, que ha sido convertido en una molécula de 2-carbono, entra al ciclo de Krebs.
3. En la etapa tres, la energía en lo transportadores de energía entran en la cadena de transporte de electrones. Durante este paso, esta energía es usada para producir ATP.
Se necesita oxígeno para ayudar el proceso de transformar la glucosa en ATP. El paso inicial libera sólo dos moléculas de ATP por cada glucosa. Los pasos posteriores liberan mucho más ATP. Las reacciones que extraen energía de moléculas como la glucosa se llaman reacciones catabólicas. Eso significa que una molécula grande se rompe en moléculas más pequeñas.
Los reactantes
El oxígeno y la glucosa son ambos reactantes de la respiración celular. Oxígeno entra al cuerpo cuando el organismo respira. Glucosa entra al cuerpo cuando un organismo come.
Los productos
Los productos de la respiración celular son dióxido de carbono y agua. Dióxido de carbono es transportado desde tu mitocondria fuera de tu célula, hacia tus glóbulos rojos, y de vuelta a tus pulmones para ser exhalado. ATP es generado en el proceso. Cuando una molécula de glucosa es desglosada, puede ser convertida en un total neto de 36 o 38 moléculas de ATP. Esto sólo ocurre en la presencia de oxígeno.
La reacción química
La reacción química total para la respiración celular es una molécula de glucosa (C 6H 12O6) y seis moléculas de oxígeno (O2) produce seis moléculas de dióxido de carbono (CO2) y seis moléculas de agua (H2O). Usando símbolos químicos la ecuación es representada a continuación:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
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Se genera ATP durante el proceso. Aunque esta ecuación no parezca tan complicada, la respiración celular es una serie de reacciones químicas divididas en tres etapas: glucólisis, el ciclo de Krebs, y la cadena de transporte de electrones.
Glucólisis
La etapa uno de la respiración celular es la glucólisis. La glucólisis es la división, o lysis de glucosa. La glucólisis convierte la glucosa 6-carbono en dos moléculas de piruvato 3-carbono. Este proceso ocurre en el citoplasma de la célula, y ocurre en la presencia o ausencia del oxígeno. Durante la glucólisis una pequeña cantidad de NADH se hace ya que hay dos ATP. El NADH temporalmente almacena energía, que será usada en la etapa tres.
El ciclo de Krebs
En la presencia de oxígeno, bajo condiciones aeróbicas entra piruvato a la mitocondria para proceder al ciclo de Krebs. La segunda etapa de la respiración celular es la transferencia de energía en piruvato, que es la energía inicialmente en glucosa, en NADH y FADH 2. Una pequeña cantidad de ATP también es hecha durante este proceso. Este proceso ocurre en un ciclo continuo, llamado tras quien lo descubrió, Hans Krebs. El ciclo de Krebs usa una molécula de 2-carbono (acetilo-CoA) derivado del piruvato y produce dióxido de carbono.
La cadena de transporte de electrones.
La etapa tres de la respiración celular es el uso de NADH y FADH2 para generar ATP. Esto ocurre en dos partes. Primero, el NADH y FADH2 entran a una cadena de transporte de electrones, donde su energía es usada para bombear, por transporte activo, protones (H+) fuera del tilacoide. Esto establece una gradiente de protón a lo largo de la membrana tilacoidal. Estos protones entonces fluyen de vuelta hacia el tilacoide por difusión facilitada. Durante este proceso, se hace ATP agregando fosfato orgánico al ADP. Por cada glucosa que inicia la respiración celular, en presencia de oxígeno (condiciones aeróbicas), se generan 36-38 ATP. Sin oxígeno, bajo condiciones anaeróbicas mucho menos (¡sólo dos!) ATP son producidos.
En la respiración celular ocurren muchas reacciones en las que pasan electrones de una molécula a otra. Las reacciones en las que ocurren transferencias de electrones se conocen como reacciones de oxido-reducción (o reacciones redox). Una reacción redox es cuando una molécula pierde electrones y se oxida, mientras que otra molécula gana electrones (los que perdió la primera molécula) y se reduce.
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Tipos de respiración celular
La respiración puede ser de dos tipos según el compuesto que acepta los electrones:
Respiración aeróbica: el oxígeno O2 es la molécula que acepta los electrones para transformarse en agua (H2O).
Respiración anaeróbica: en ambientes donde no está presente el O2, algunos microorganismos (bacterias y arqueas) usan otras moléculas como aceptores de electrones, por ejemplo el sulfato y el nitrato.
Relación entre la fotosíntesis y la respiración celular
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La fotosíntesis y la respiración son procesos complementarios:
La fotosíntesis usa la energía solar para producir compuestos orgánicos; la respiración usa los compuestos orgánicos para obtener energía química.
Los compuestos orgánicos de la fotosíntesis sirven de alimento a los organismos que no son fotosintéticos.
El dióxido de carbono se transforma en compuestos orgánicos por la fotosíntesis; los compuestos orgánicos se transforman en dióxido de carbono por la respiración.
En la fotosíntesis se libera oxígeno que luego es utilizado en la respiración.
La fotosíntesis y la respiración forman parte del ciclo biológico del carbono.
Ambos procesos usan cadenas de transportadores de electrones para capturar la energía necesaria para otras reacciones.
La respiración celular y la fotosíntesis son partes importantes del ciclo de carbono. El ciclo de carbono es el sendero a través del cual el carbono es reciclado en la biosfera. Mientras la respiración celular libera dióxido de carbono al ambiente, la fotosíntesis saca dióxido de carbono fuera de la atmósfera. El intercambio de dióxido de carbono y oxígeno durante la fotosíntesis y la respiración celular por todo el mundo ayudan a mantener a nivel estable los niveles atmosféricos de oxígeno y dióxido de carbono.
Actividad
Desarrolla la siguiente actividad propuesta.
1. Completa las imágenes rotulando los requerimientos de los procesos que llevan a cabo los cloroplastos y las mitocondrias respectivamente.
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2. Completa las ecuaciones generales de los procesos de fotosíntesis y respiración celular, anotando los reactantes y productos correspondientes. Identifica la ecuación correspondiente a cada proceso biológico.
a. Proceso: ____________________________________________________________
6 CO2 + _____ C6H12O6 + ______b. Proceso:_____________________________________________________________
_______ + 6 O2 ______ + 6 H2O + _____
3. A continuación, explica cuál es la relación entre la fotosíntesis y la respiración celular.
Clase 6: Rol de la producción primaria en ecosistemas
Objetivo:
Argumentar el rol de la producción primaria en ecosistemas de acuerdo a su importancia económica, social y ecológica.
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Lea cuidadosamente la información presentada en el texto a continuación (más de una vez en caso de ser necesario. En el texto se explica el rol que cumple la producción primaria en ecosistemas de acuerdo a su importancia económica, social y ecológica. Al finalizar la lectura desarrolla las actividades propuestas.
La productividad primaria es una medida que hace referencia a la cantidad de energía lumínica transformada en molécula orgánica por un ecosistema, y que es almacenada en forma de biomasa en una unidad de superficie y en un tiempo determinado. Se puede distinguir entre productividad primaria bruta y neta.
Productividad Primaria Bruta (PPB): se refiere a la cantidad de energía que es captada por los productores, guardada como materia orgánica y almacenada en un área y tiempo determinado.
Productividad Primaria Neta (PPN): es la cantidad total de energía captada por los productores, menos la energía utilizada en la respiración celular, o sea, es la energía que se almacena en biomasa y puede ser aprovechada por otros niveles tróficos en un área y tiempo determinados.
Los lugares con mayor productividad primaria en el planeta corresponden a sectores con abundante vegetación, como el Congo de África o el Amazonas en Brasil. En estos lugares existen climas de tipo tropical, con temperaturas cálidas y mucha humedad, lo que favorece el crecimiento y la fotosíntesis de las plantas. En países como Rusia la productividad primaria es mucho menor que la productividad del Amazonas en Brasil. Esto se puede explicar debido a que en Rusia el invierno es la estación dominante y predominan las bajas temperaturas en varias regiones, condiciones que no favorecen el desarrollo de las plantas ni tampoco la fotosíntesis. En cambio en Brasil, su clima tropical con temperatura cálida y gran humedad favorece el desarrollo de una gran diversidad de plantas, además de presentar y luminosidad necesaria para la fotosíntesis, lo que explica que en este sector exista una mayor productividad primarias. En el siguiente mapa se muestra la cantidad de carbono fijado al año.
En los ecosistemas acuáticos, la productividad primaria está limitada por la cantidad de luz que entra a la superficie del agua y por la cantidad de nutrientes que allí se encuentran. Las mayores tasas en ecosistemas acuáticos se dan en las zonas cercanas a continentes, debido a que en estos sectores las profundidades son menores, con lo que la luz puede alcanzar más fácilmente el fondo, lo que a su vez favorece a los organismos fotosintéticos, los que pueden aprovechar mejor la luz.
Si bien todos los organismos fotosintéticos realizan el mismo proceso de fotosíntesis, no todos generan las mismas sustancias, ni las almacenan en los mismos órganos. Entonces, la producción de
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biomasa de un ecosistema dependerá del tipo de organismo que lo conforme y del modo en que estos interactúan con el ambiente.
Observa los siguientes gráficos.
A partir de esta información se puede concluir que la menor productividad de los desiertos extremos de rocas, arena o hielo se debe a que en estos ambientes no están dadas las condiciones necesarias de humedad apara el crecimiento de las planta. Al haber una menor cantidad de plantas, los niveles de productividad de estos lugares también son menores. En los arrecifes y lechos de algas, en cambio, están presentes las condiciones mínimas de disponibilidad de agua y de luz para que las algas puedan realizar fotosíntesis, con lo que su productividad primaria es mayor.
En el caso de los océanos abiertos, pese a que su producción por metro cuadrado es baja por las dificultades de la luz para alcanzar las partes más profundas del océano, su aporte al porcentaje de productividad primaria de la Tierra es alto debido a la gran superficie del planeta que ocupa, donde aproximadamente tres cuartas partes de la superficie de la tierra están cubiertas de agua. Por su parte las selvas tropicales, si bien ocupan una fracción bastante menor de la Tierra, tienen una alta productividad por metro cuadrado debido a que cuentan con las condiciones climáticas adecuadas que permiten el desarrollo de una gran abundancia y diversidad de plantas, con lo que las plantas fotosintéticas y la productividad en estos lugares son altas, aportando así gran parte del porcentaje de la productividad primaria total de la Tierra.
Actividad
Si la productividad primaria del ecosistema marino de una región disminuye:
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a. ¿Qué ocurrirá con la cantidad de organismos que habitan allí? Explique.b. ¿Cree que la situación causaría un impacto en el empleo de los trabajadores pesqueros de la
zona?c. Describa cómo estima que este hecho afectará a la comunidad y a la economía de la ciudad.
Clase 7: Factores bióticos y abióticos en diversos ecosistemas y las implicancias de las acciones
humanas que afectan la producción primaria.
Objetivo:
Debatir en torno a los factores bióticos (plagas, interacciones) y abióticos (temperatura, vulcanismo) en diversos ecosistemas del país, y las implicancias de las acciones humanas
que afectan la producción primaria en estos.
Muchos factores pueden interactuar para determinar la productividad primaria de los ecosistemas. Algunos de ellos son ambientales y climáticos y otros dependen directamente de las acciones humanas. Estos pueden clasificarse en factores bióticos o biocenosis y factores abióticos o biotopo.
Una biocenosis es el conjunto de organismos de todas las especies que coexisten en un espacio definido llamado biotopo, que ofrece las condiciones ambientales necesarias para su supervivencia. Puede dividirse en fitocenosis, zoocenosis y microbiocenosis. Por su parte, biotopo, es un área de condiciones ambientales uniformes que provee espacio vital a un conjunto de flora y fauna.
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Factores Abióticos
Son muy importantes estudiarlos dado que determinarán el tipo de vida que se desarrolle en un lugar. La distribución, la podemos incorporar dentro de los tipos de factores abióticos terrestres y acuáticos.
Para diferenciarlos tenemos el siguiente cuadro:
La Luz – la energía del Sol: Esencial en la fotosíntesis de las plantas. Por ejemplo, una elevada luminosidad favorece el crecimiento del fitoplancton sobre un ecosistema acuático.
Relieve o altitud: Son las condiciones geográficas y la orografía del terreno con su altitud. No es lo mismo si estas a nivel del mar que hacer vida a 5.000 metros de altura o viviendo en zonas escarpadas de montaña que en una llanura.
La presión: Es un aspecto físico del agua relativo a según profundidad del mar que limita la vida de muchas especies.
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El agua: Es esencial para toda la vida y además un factor limitante en ciertos ecosistemas. Fundamental en la síntesis de nueva materia orgánica.
La humedad: Las plantas han adquirido características genéticamente adaptadas que les permiten vivir en zonas con diferentes concentraciones de humedad.
El viento: Puede cambiar la temperatura de una región o puede aumentar el nivel de pérdida de agua de una especie por transpiración o evaporación.
El tipo de suelo y rocas: Por su estructura física (Por ejemplo más dura o menos dura), pH, y composición del suelo y las rocas limitan la distribución de las plantas, y por consecuencia, de los animales que se alimentan de estas.
La temperatura y calor: La temperatura tiene efectos en el metabolismo, acelera la velocidad de las reacciones bioquímicas. Por ejemplo, a más temperatura, las plantas, si tienen luz y los nutrientes necesarios, pues crecen más deprisa. También dependen de la temperatura en invierno o verano. La salinidad del agua: Decisiva en el caso de organismos marinos y de agua dulce.
El HP: Los seres vivos suelen tener un PH próximo a la neutralidad (6-6,5).
El CO2 disuelto en el agua y atmosférico: Fundamental para los organismos fotosintéticos.
El O2 atmosférico y disuelto en el agua. Necesario para la respiración celular.
También hay factores abióticos que pueden afectar a la producción primaria, como el vulcanismo, en donde la producción de humos que permanecen un tiempo en el aire y cenizas que se depositan sobre las plantas afecta negativamente la fotosíntesis de las plantas y con ello la producción primaria, al dificultarles poder captar la luz solar. Además, las plantas más cercanas a las erupciones volcánicas pueden quemarse al hacer contacto con la lava.
Los fertilizantes también pueden afectar a la productividad primaria de los ambientes acuáticos, donde pueden producir un fenómeno conocido como eutrofización, en donde el arrastre de fertilizantes por aguas de lluvia hacia cauces de agua de poco movimiento puede ocasionar un crecimiento explosivo de algas que se ubican en la superficies del agua, bloqueando el paso de la luz hacia las partes más profundas e impidiendo con ello la fotosíntesis. De este modo, al disminuir drásticamente la producción primaria de algas, desaparece rápidamente toda la vida en esos cauces de agua. La productividad se incrementa con la intensidad luminosa, hasta cierto límite. Esto se debe a que la tasa fotosintética aumenta al elevarse la intensidad de la luz, pero hay límite (diferente para cada especie) en el que se produce fotooxidación de los pigmentos.
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Factores Bióticos
Son todos aquellos organismos que tienen vida, sean unicelulares o pluricelulares, por ejemplo animales, vegetales y microorganismos.
Clasificación de los factores bióticos:
Productores o Autótrofos: Son los organismos capaces de fabricar o sintetizar su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas como bióxido de carbono, agua y sales minerales.
Consumidores o Heterótrofos: Son organismos incapaces de producir su alimento, por ello lo ingieren ya sintetizado.
Descomponedores: Organismos que obtienen su energía de la degradación de materia orgánica muerta o sustancias más simples.
Algunos factores bióticos como las plagas pueden afectar disminuyendo drásticamente la abundancia de plantas infectadas por esta plaga al alterar algunos procesos vitales de estos. Por su parte, las especies introducidas afectan a las especies de plantas nativas del lugar debido a que compiten con estas últimas por los recursos disponibles en el ambiente, en caso de ser plantas invasoras, o también pueden consumir las plantas en caso de ser animales introducidos. Además, las especies introducidas gozan de la ventaja de no poseer organismos depredadores que las puedan controlar debido a su reciente introducción en un nuevo hábitat, lo que favorece su crecimiento descontrolado.
En cuanto a la productividad primaria de los ecosistemas de nuestro país, considerando la influencia de la distribución del agua y de la temperatura, se puede inferir que en el norte de Chile la productividad se ve limitada por la escasez de agua característica del desierto y en el extremo sur (zona austral), por las bajas temperaturas. Por lo tanto, la zona de mayor productividad es el centro.
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Actividad
Elige una de las siguientes preguntas de investigación y luego diseña una situación experimental que permita responderla.
Durante el diseño, recuerda establecer:
- Objetivo.- Hipótesis.- Metodología de su investigación.- Además, describa los resultados que espera observar y esquematice cómo va a organizar,
representar, analizar e interpretar los resultados obtenidos. - Justifique conceptualmente por qué esperaría tales resultados.