Ciclo Del Agua

Unidad 3: Organismos, ambiente y sus interacciones: Ciclos biogeoquímicos e interacciones biológicas.

1. Generalización:

Esta unidad pretende estudiar la importancia de los ciclos del carbono y del nitrógeno para la vida. Se abordan las características básicas de esos ciclos, la función que cumplen los organismos productores y descomponedores y las consecuencias de que la acción humana los deteriore. También se analizan las interacciones biológicas que se generan al interior de las comunidades de seres vivos en el ecosistema.

Los Aprendizajes Esperados apuntan a que los estudiantes reconozcan diversas relaciones biológicas entre organismos de la misma especie y de especies distintas. La unidad permite articular estos aprendizajes con habilidades de pensamiento científico para modelos y diagramas sobre los ciclos y formular hipótesis y predicciones sobre los ciclos biogeoquímicos en estudio y sobre las interacciones biológicas que se establecen al interior de los ecosistemas.

2. Pregunta Inicial:

¿Cómo circula la materia y la energía por los diferentes componentes de un ecosistema?

3. Abstracción Inicial:

Para poder comprender a cabalidad cómo fluye la materia y la energía por los diferentes componentes de un ecosistema, sean estos de origen biótico o abiótico, es necesario comprender el propio funcionamiento tanto de las cadenas alimentarias como de los ciclos biogeoquímicos, ya que estas son las vías del flujo de elementos químicos de enorme importancia en la estructura y fuente de energía de los seres vivos como el carbono, oxígeno, nitrógeno, azufre, etc. Del mismo modo, es necesario establecer las consecuencias de la intervención del ser humano es en estos ciclos.

Nuestro planeta reúne una serie de características que hacen posible la vida: una fuente de energía externa, el sol; una atmósfera y la existencia de agua. Los componentes de la Tierra son de gran importancia para la existencia de los seres vivos. En la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera se encuentran los mismos elementos químicos que están presentes en los seres vivos; sin embargo la abundancia de cada componente varía en los distintos ambientes. En la atmósfera el gas más abundante es el nitrógeno (78,1%), en la corteza terrestre abunda el oxígeno y diversos minerales, la hidrosfera está formada por agua y sustancias disueltas en ella y en los seres vivos el oxígeno, el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno representan más del 95% de su peso (Flores, Roldán, Muñoz, & Toro, 2009).

Los seres vivos toman la materia y energía disponible en su medioambiente con el fin de utilizarlos para realizar procesos vitales. Esta materia y energía, luego son transferidas a otros seres vivos y al ambiente. La energía fluye en una sola dirección entre los seres vivos de un ecosistema. La energía solar es aprovechada por organismos productores, como las plantas, y se transfiere a organismos consumidores, como los herbívoros, y luego a otros organismos consumidores, como los carnívoros. Todos los organismos de esta cadena constituyen la comunidad biológica. En cada traspaso de energía, entre los diferentes tipos de organismos hay una liberación de energía al medio, en forma de calor. Por el contrario, la materia fluye cíclicamente, los elementos químicos son transferidos entre los seres vivos y en el propio medio físico de cada ecosistema.

Todos los organismos de un ecosistema, muertos o vivos, son fuente potencial de alimento para otros. La transferencia de energía alimenticia a través de una serie de organismos, en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente, se denomina cadena alimentaria o trófica. A cada organismo de la cadena se le asigna un nivel trófico o de alimentación dependiendo de lo que produce, come o descompone. La cadena trófica se compone de los siguientes niveles tróficos (Belart, 2008):

Productores: Primer nivel. Son los organismos autótrofos fotosintéticos, que utilizan la energía solar para sintetizar sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas que toman del aire y del suelo. Son las cianobacterias, el fitoplancton y las plantas.

Consumidores Primarios: Segundo nivel. Son seres que se alimentan de los productores primarios. Son los herbívoros.

Consumidores Secundarios: Tercer nivel. Son los organismos carnívoros que se alimentan de los consumidores primarios.

Consumidores Terciarios: Son los animales que se alimentan de los consumidores secundarios. Los consumidores secundarios y terciarios son los animales que cazan sus presas o bien son parásitos que sin matar a su hospedador se alimentan de él.

Descomponedores y Transformadores: Son los organismos que llevan a cabo el reciclaje de la materia, al descomponer la materia orgánica de los organismos muertos de cada nivel transformándola en materia inorgánica que será utilizada nuevamente por los organismos autótrofos. Los descomponedores, bacterias y hongos, se alimentan de cadáveres, excrementos y residuos que transforman en compuestos inorgánicos; los transformadores, bacterias quimiosintéticas, obtienen la energía oxidando las moléculas inorgánicas que resultan de la actividad de los descomponedores.

En cada paso de una cadena alimenticia, una parte de la energía se utiliza o almacena, y otra, vuelve al ambiente en forma de calor. Ese calor queda retenido en la atmósfera y contribuye a mantener en la Tierra una temperatura adecuada para la vida. El flujo de la energía a través de una cadena alimenticia se puede representar mediante una pirámide de energía. De forma similar a las pirámides alimentarias, las pirámides de energía representan la cantidad de energía que existe en cada nivel. Así, entre más arriba está un nivel, menos energía posee. Esto se debe a que en cada nivel, solo una parte de la energía se encuentra disponible para pasar al siguiente nivel. Por ejemplo, del total de sustancias alimenticias producidas en la fotosíntesis, las plantas toman la mayor parte para crecer y mantenerse vivas , mientras que una mínima parte es almacenada en hojas, frutos, raíces y otros órganos que pueden servir como alimento

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