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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 5
Índice general
Capítulo 1 Sistemas y ecosistemas ..................................... 11
La metodología de los investigadores ................... 12¿Qué es el beri-beri? ....................................... 15
La metodología científica .................................... 16El experimento .............................................. 16
Nuestro planeta es un sistema .............................. 17
Sistema Solar y movimientos de los planetas ...... 17Leyes de Kepler ............................................... 17Distancias medias y períodos de revolución de los planetas ................................................ 18
Fases de la Luna y eclipses ................................. 19
Elementos de la biosfera ..................................... 20
Los ecosistemas .................................................... 21¿Dónde encontramos selvas en el mundo? ...... 21
La selva amazónica ............................................. 21
¿Quiénes son y cómo trabajan los ecólogos? .. 22
Orden en los ecosistemas ................................... 22
¿Distribución arbitraria? ...................................... 23El método experimental ................................... 23
Actividad experimentalControl de variables en los experimentos ....... 24
Organización espacial de un ecosistema ............ 26
Organización espacial horizontal .................... 26
Organización espacial vertical ........................ 28Estratos o capas de estratificación vertical ....... 28
Actividad experimentalLa vegetación: un filtro solar ........................... 29
Vegetación epifita ........................................... 29
Organización del ecosistema en el tiempo ......... 30Biorritmos ........................................................ 30
El ciclo día/noche. El ciclo de las estaciones ... 30
Los ciclos y la estratificación del ecosistema ... 31Ciclos naturales ............................................... 31
Los componentes del ecosistema ........................ 31
Organización del ecosistema: factores ............ 31
Los factores bióticos .......................................... 32
Relaciones interespecíficas: simbiosis o mutualismo, cooperación, comensalismo, parasitismo, predación .................................... 32
La alimentación ............................................... 33
De la cadena a la red alimentaria .................. 33
Relaciones intraespecíficas ............................. 34
Regulaciones intraespecíficas: la comunicación 35Comportamiento territorial en los animales ..... 35
Los factores abióticos .......................................... 36Actividad experimentalLos medios físicos del ambiente ...................... 36
Los medios físicos en contacto ........................ 36
El ciclo del agua .............................................. 37Representación esquemática del ciclo del agua .......................................................... 37
El agua en la selva ......................................... 38
El suelo: sus componentes .............................. 39Ciclos biogeoquímicos ................................... 39
Actividad experimentalLos componentes del suelo ............................. 39
Distribución de los componentes .................... 40Actividad experimental Determinaciones en muestras .......................... 40
¿Cómo es el suelo de la selva? ....................... 41
El aire en la selva ............................................ 41
El clima de la selva ........................................ 42
La Amazonia: fuente de calor .......................... 42
Génesis y evolución de un ecosistema .............. 43
Origen de la selva amazónica ......................... 43
Del suelo desnudo a la vegetación selvática ... 44
Importancia de los factores abióticos en la sucesión ecológica ................................. 45
Culminación de la sucesión ecológica: clímax 45
Sucesión primaria y sucesión secundaria ........ 45
El funcionamiento del ecosistema ...................... 47
Equilibrio en la naturaleza .............................. 47
“Voces en la selva o vidas paralelas” (cuento) ... 48
Mecanismos de regulación del ecosistema ...... 51
¿Cómo se equilibra un ecosistema? ................. 51
La vinculación de los ecosistemas ................... 52La Tierra: ¿un invernadero? ............................. 53
Interacción selva/biosfera: su influencia sobre el clima .................................................. 54
Las selvas argentinas ........................................... 55Actividad grupal final .......................................... 56
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Índice general6
Capítulo 2 Tránsito en el ecosistema .................................. 57
La historieta “El día en que dejóde brillar el sol” .................................................... 58
El Sol, motor del ecosistema ............................... 59
¿Qué es la energía? .......................................... 59El Sol, la Tierra, la vida y la humanidad .......... 59
La energía se transforma ................................ 60Trabajo: fuerza por distancia .......................... 60
Los materiales y los átomos ............................ 61El atomismo y la teoría atómica ...................... 61Sustancias, elementos y materiales .................. 62
La información: orden y organización ............. 63
La fuente principal de energía ........................... 65
La fotosíntesis y la transformaciónde la energía ...................................................... 65
El almacenamiento de la energía solar .......... 65
Efectos de la energía solar ............................... 66¿Qué son los rayos solares? ............................ 66
Interacciones entre la luz y los objetos ........... 67Actividades experimentales El disco cromático o de Newton ..................... 67Interacciones entre la energía y los materiales................................................ 68La transmisión de calor por radiación ............. 69La transmisión de calor por conducción ..........70La transmisión de calor por convección ......... 70
La convección en la atmósfera ....................... 71Actividad experimentalCorrientes convectivas de aire ......................... 71
El clima y el rol de la selva ............................. 72Uso casero de la energía solar......................... 72
Otras fuentes de energía ...................................73Radiactividad .................................................. 74Energía geotérmica ...........................................74
Flujo de energía, materialese información en el ecosistema ..............................75
Flujo unidireccional de la energía ..................... 75Entrada de energía al ecosistema .................... 75
Actividad experimentalLos productos de la fotosíntesis ...................... 76
Importancia del almidón ................................. 76
¿Qué es el almidón? ........................................ 76
La producción primaria:resultado de la fotosíntesis .............................. 77
Actividad experimentalProducción primaria ....................................... 77
Materias primas para la fotosíntesis ................ 78Actividades experimentalesFunciones de las hojas .................................... 78Fotosíntesis en plantas acuáticas ..................... 78
Dos formas distintas de usar la energía: autótrofos y heterótrofos ................................. 79
Utilización de la energía liberada .................. 79Actividad experimentalLa respiración de los seres vivos ..................... 80
Fermentación .................................................. 80Actividad experimentalFermentaciones microbiológicas ..................... 81
El proceso de alimentación ............................ 82
Recuperación de los materiales: su camino cíclico ............................................. 82
¿Qué es reciclar? ........................................... 82Cadena de reciclaje de materiales ................... 83
Ciclo del carbono ........................................... 84
Ciclo del nitrógeno ......................................... 84
Ciclo del fósforo .............................................. 85
Acumulación de sustancias nocivas ............... 85Rachel Carson ..................................................85
Ecosistemas no autosuficientes ............................. 86
Ecosistemas naturales subsidiados ..................... 86Plataforma petrolífera .......................................86
Ecosistemas humanos o culturales ..................... 87
La sociedad y el uso de la energía nuclear ........... 88
¿Qué es un reactor nuclear? .............................. 88 Las centrales nucleares argentinas .................. 88
Las radiaciones y los seres vivos ........................ 89
Efectos ecológicos de la energía nuclear ........... 89La medicina nuclear en la Argentina ............... 89
Energía nuclear: esperanzas y temores .............. 90
Escuchemos las voces de todos ......................... 91 El debate nuclear ......................................... 91
Actividad grupal final ....................................... 92
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 7
Capítulo 3 Crecimiento y regulación de los seres vivos ... 93
Los sistemas y su relación con el medio ................ 94
¿Qué es una especie biológica? ............................. 95Mariposa Virrey y Monarca: parecidas pero diferentes ................................................ 96
La reproducción es determinantepara definir la especie ....................................... 97
La mula, ¿una excepción? ............................... 97
Niveles de organización ........................................ 98
¿Solos o en grupos? .......................................... 98¿Cómo se organiza la bandada? ...................... 99
Especialización contra independencia ............... 99
Individuo ......................................................... 101
El ambiente y el desarrollo del individuo ...... 101
La acción de la temperatura .......................... 102Actividad experimentalInfluencia de la temperatura sobre los seres vivos ................................................ 102
Factores limitantes para el individuo ............ 103Respuestas de los seres vivos a su ambiente .. 103
La acción de la humedad .............................. 104Regulación del agua en los organismos ......... 105
Actividad experimentalRespuestas de los vegetales a su ambiente ... 106
Hábitat y nicho ecológico ............................ 107
El organismo humano .......................................... 108
El organismo en movimiento .......................... 108Los huesos .....................................................108Las articulaciones ........................................ 109Esqueleto humano y músculos principales ... 109
Energía y materia para el organismo humano 110
La digestión de los alimentos ........................ 110Tipos de alimentos en una dieta balanceada 110
Sistema digestivo ............................................ 111
La absorción del alimento digerido .............. 112Actividades experimentalesPresencia de almidón en los alimentos ........ 112Presencia de glucosa en los alimentos .......... 112Presencia de grasa en los alimentos ........... 113
Aparato respiratorio ........................................ 114
Inspiración. Espiración ................................. 114Respirar puede ser peligroso.......................... 115
Sistema circulatorio ......................................... 116
¿Qué función tiene la sangre? ........................116
Los vasos sanguíneos ..................................... 117
El corazón ......................................................117Enfermedades coronarias .............................. 118
Sistema excretor ............................................. 118
Recepción y distribución de información del cuerpo humano ............................................ 120
El sistema nervioso ......................................... 120
El sistema nervioso central ........................... 121
El sistema nervioso autónomo ...................... 121
Los nervios .................................................... 121
Estímulos sensoriales ....................................... 122
Luz ................................................................ 122
Sonido .......................................................... 122
Gravedad y movimiento ............................... 123
Sabor y olor .................................................. 123
Tacto, presión y temperatura ........................ 123
Sistema endocrino .......................................... 124
Principales glándulas endocrinas .................... 124
Pituitaria o hipófisis ....................................... 124
Tiroides. Páncreas. Suprarrenales o adrenales. Ovarios. Testículos ........................................ 125 Las glándulas y la homeostasis ..................... 125
La reproducción humana .....................................126
Ciclo menstrual ................................................127
Nacimiento y desarrollo ...................................128Actividad grupal final ..................................... 129
Capítulo 4 Crecimiento y regulaciónde poblaciones y comunidades ..................... 131Poblaciones ......................................................... 132
Actividad experimentalVariaciones en una población .......................132
Características de las poblaciones ................. 133
Variabilidad poblacional ............................. 133
Tamaño de la población ............................. 134
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Índice general8
Densidad de la población ............................ 134
Distribución de la población ........................ 134
Crecimiento de la población ........................ 136Actividad experimentalEl crecimiento de las levaduras ..................... 136
¿Qué son los hongos? .....................................137
Capacidad de carga o de porte ......................138Cambios del tamañode una población en el tiempo .................... 138Superpoblaciones problemáticas .................. 139
La población humana ......................................... 140La población mundial en 2050 ..................... 140
Lo específicamente humano: la cultura .......... 141
El desarrollo de la humanidad ......................... 142
La población en la Argentina .......................... 143
Censos y muestreos de población ...................... 144
Importancia de los censos de poblaciones .... 145
Recuento de poblaciones naturales .............. 145Actividades experimentalesMuestreo de poblaciones móviles ................. 145
Censos de pingüinos ......................................146 Fauna silvestre y contaminación ambiental ....147
Comunidades ..................................................... 148
Competencia en las comunidades ................... 149
Competencia y nicho .................................... 150
Otras relaciones interespecíficas ......................151
Relación planta/herbívoro ..............................151
Relación herbívoro/carnívoro ........................ 152
Relación huésped/parásito ............................ 154El problema de la introducciónde especies exóticas ...................................... 154Situación de poblaciones silvestres en la Argentina .............................................. 155
Control ecológico de las plagas ....................... 156El avance de una especie exótica .................. 157
El ser humano y la salud .................................... 158
Epidemias, endemias y otras ............................ 158
Mal de Chagas-Mazza ................................... 159
Tuberculosis .................................................. 160La tuberculosis en la Argentina ......................160
Cólera ........................................................... 161
El cólera y las condiciones sanitarias............. 161
Paludismo o malaria ..................................... 162Endemias favorecidas .....................................162
Leishmaniosis ................................................ 162
Dengue ......................................................... 163
Dificultad para el control ecológico ................ 164
Delicado equilibrio de las comunidades en el ecosistema ............................................ 164Cáncer y ambiente .........................................164
Actividad grupal final ..................................... 165
Capítulo 5 Naturaleza y sociedad ..................................... 168
Las necesidades humanas .....................................168
¿Qué son las necesidadesy cómo se las satisface? .................................. 168
Necesidades biológicas (endosomáticas) ........ 169Una alimentación saludable ...........................169
Actividad experimentalCultiven sus propios alimentos ...................... 170
Necesidades culturales (exosomáticas) ..............171
El ser humano como consumidor de materiales, energía e información ................................... 173
Tipos de recursos ................................................ 176
Recursos naturales. Recursos construidoso inducidos. Recursos culturales ...................... 176
Recursos renovables y no renovables .............. 177
Modos de relacionarse con la naturaleza ............ 178
Donde la ecología y la economíase encuentran ................................................. 180
Contaminación del Reconquista, otro río pestilente ...........................................182El cuidado del medio ambiente y las acciones internacionales ....................... 183
Los materiales, la materia y sus propiedades ... 184Actividad experimentalMétodos de separación de los componentesde una mezcla .................................................185
Uso de los recursos ............................................. 186
Recursos minerales .......................................... 186
Recursos minerales metalíferos ........................ 187
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 9
La arcilla en las construcciones actuales ...... 187
Minerales de metales ferrosos........................ 188
Minerales de metales no ferrosos .................. 188
Minerales de metales preciosos ..................... 189
Minerales de metales radiactivos ................... 189
La minería y la contaminación ambiental...... 189
Recursos minerales no metalíferos .................. 190
Piedras preciosas y semipreciosas.
Rocas de aplicación ..................................... 190Algunos materiales peligrosos ........................190
Combustibles fósiles. Gases de la atmósfera.
Agua .............................................................. 191
Recursos bióticos ............................................. 192
¿Cómo usamos los recursos? ........................... 192Interés ambiental: el Club de Roma................193
Uso del aire, del agua, del suelo y de la biota silvestre ....................................... 194Actividad experimentalLa biodegradabilidad y los microorganismos del agua .......................................................... 195
Usos adecuados del suelo ............................ 196El caso del DDT ............................................196Suelos laterizados y suelos podzolizados ..... 197¿Cuál es la situación de los suelos en nuestro país? ........................................... 197
Uso sostenible de los recursos ........................ 198
Acciones contra el cambio climático ............ 198 El efecto invernadero ................................... 199
Circulación general de la atmósfera ................. 200
Esquemas principales de circulación ............. 200Actividad experimentalInfluencia de la humedad sobre el calentamiento .................................. 201
Circulación atmosférica y clima .................... 202
Circulación en los océanos .............................. 203
Los océanos .................................................. 204
Cambio global del clima ................................. 205La lluvia ácida ............................................... 205
Condiciones climáticaspara el origen de la vida .................................. 206
Darwin .......................................................... 206
Teoría de Oparin-Haldane sobre el origen de la vida en la Tierra ................................... 207Alexander Oparin .......................................... 207
Extinciones: pasado, presente y futuro ............. 208
El clima en las eras geológicas ...................... 208Las grandes extinciones del pasado .............. 209Pangea: un supercontinente .......................... 210Los homínidos ............................................... 211
Peligros de extinción: presente y futuro ........... 212
Participación de la actividad humana en el cambio climático global ....................... 212Panel Intergubernamental del Cambio Climático ......................................................212
El clima actual: causas y pronósticos............. 212Predicciones climáticas ................................ 213
Actividad grupal final ..................................... 214
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1Sistemas y ecosistemas
• La metodoLogía de Las CienCias naturaLes
• La organizaCión y funCionamiento deL eCosistema
• La seLva Como modeLo eCosistémiCo
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas12
La metodologíade los investigadores
Isla Martín García. Laguna formada en antigua
cantera rodeada por la típica vegetación de la
selva en galería.
En Biología, el investigador emplea la metodología de trabajo y pensamiento de las Ciencias Naturales. ¿En qué consiste dicha
metodología? En principio, toda persona interesada por lo que sucede a su
alrededor se comporta como un investigador en ciencias. Pero, por lo general, no emplea ningún sistema u orden establecido de pensamiento para resolver sus preguntas.
Hay distintas maneras de resolver problemas y distintas formas de poner a prueba supuestas soluciones.
Por lo visto, no existe entonces un único “método científico” para resolver problemas.
A menudo encontramos definidas las etapas a seguir en la investigación científica, casi como recetas para obtener soluciones mágicas. En esos casos no se tienen en cuenta aspectos difíciles de describir, como lo son la creatividad, el talento, el contexto social e histórico en el que actúa el investigador. Nos referimos a aspectos dinámicos, que no se pueden traducir en reglas.
Por lo tanto, no puede haber un método científico que se conciba como un conjunto de reglas fijas, porque la investigación científica requiere ante todo mucha flexibilidad.
El investigador se encuentra frente a distintos tipos de problemas.Si, por ejemplo, se pregunta cuántos tipos de plantas hay en
la isla Martín García (provincia de Buenos Aires), las respuestas surgirán de los datos recogidos a partir del análisis de estudios que otros investigadores hayan publicado, y de las observaciones propias efectuadas durante los censos y muestreos en el lugar.
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 13
En cambio, si la pregunta es: ¿por qué están presentes esas plantas y no otras?, entonces se deberá desarrollar otra manera de pensar y accionar. En este último caso, las respuestas no son fácilmente alcanzables, y el investigador deberá formular hipótesis que luego, mediante nuevas observaciones y comparaciones con otros ambientes similares de la región, aceptará o rechazará para formular otras suposiciones.
Las hipótesis son formuladas por el investigador en la búsqueda de una respuesta a un determinado problema. Pero muchas veces surgen hechos casuales, inicialmente no considerados como proble-mas, que también obligan al científico a suponer posibles soluciones.
Se hace referencia en todos los casos a la metodología científica como un conjunto de distintas formas de acceder al conocimiento de los diferentes aspectos de la realidad.
La investigación científica puede comenzar en momentos para nada previsibles.
Entre las diferentes situaciones que pueden dar comienzo a la investigación científica, se pueden mencionar las iniciadas por:
a) la casualidad;b) la genialidad en la creación del investigador;c) la perseverancia en la búsqueda de respuestas a problemas
planteados.En la historia de la ciencia encontramos ejemplos de cada una de
las posibilidades planteadas.a) El descubrimiento de la penicilinaAlexander Fleming (1881-1955) estaba estudiando el desarrollo
de ciertas bacterias (microorganismos). Para ello había preparado cultivos de dichas bacterias en cajas de Petri. El cultivo se contaminó con hongos, hecho que ocurre muy a menudo en el laboratorio. Pero en este caso le llamó la atención que había una zona más clara alrededor del hongo, donde habían desaparecido las bacterias.
Para intentar explicar este hecho, supuso que el hongo producía una sustancia que impedía el desarrollo de las bacterias.
De este modo, se descubrió en 1929 la penicilina como una sustancia con acción bactericida. Inmediatamente se pensó en su empleo como medicamento para controlar las infecciones bacterianas, pero se contaba con escasa cantidad del antibiótico para realizar investigaciones clínicas de tratamiento con penicilina.
Recién en 1940 se comenzó a producir la penicilina a escala industrial para satisfacer la demanda de su empleo; comenzaba así la era de los antibióticos, lo que posibilitó la curación de millones de personas afectadas por enfermedades infecciosas.
Este es un ejemplo de un descubrimiento científico casual, en el que el objetivo inicial de investigación era otro, pero alcanza el éxito gracias a la mente preparada del investigador, quien supo interpretar correctamente los hechos que se presentaban.
Alexander Fleming en su laboratorio de microbiología.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas14
b) El talento siempre está presente en los científicos, así como su creatividad e imaginación científica. Un buen ejemplo de genialidad en ciencia, que nos muestra la importancia de la ima-ginación científica como pilar en los descubrimientos centrales de la ciencia, es el descubrimiento de las leyes de los movimientos planetarios, realizado por Johannes Kepler (1571-1630), un genial astrónomo alemán, quien en 1596 planteó en el libro Misterio cósmico su adhesión al sistema heliocéntrico, propuesto en 1543 por Nicolás Copérnico. Además, en un intento por demostrar la suprema armonía del Universo como obra de Dios, aseguró que las distancias entre las órbitas planetarias estaban en una relación tal que se correspondían con las esferas que circunscribían los cinco poliedros regulares.
Con este curioso modelo del Cosmos, Kepler intentó resolver no solo la pregunta de cómo se movían los planetas, sino también por qué se movían así.
Esto lo llevó a rehacer todos los cálculos astronómicos a partir del punto de vista heliocéntrico y dedujo que la vieja idea de que los cuerpos celestes se movían con movimientos uniformes era errada; asimismo, consideró que tal vez la velocidad del movimiento de cada planeta estuviera en relación con la distancia al Sol.
Con estas ideas, Kepler no solo permitió el desarrollo de la teoría astronómica heliocéntrica, sino que también posibilitó que se edificara una nueva ciencia física de aplicación universal que explicara los movimientos de los cuerpos celestes y los terrestres bajo las mismas leyes, tarea completada más tarde por Isaac Newton.
c) La perseverancia en la búsqueda de respuestas a problemas planteados.
En la investigación científica, lo que más importa es la perseveran-cia o constancia de los investigadores a lo largo del tiempo.
A pesar de que sin duda esta afirmación también es válida para los dos casos anteriores, tal actitud puede ser ejemplificada mediante la historia de las investigaciones de las causas del beri-beri, una enfermedad difundida en el Lejano Oriente, ya identificada por los médicos chinos hace unos 2.000 años, y que seguía afectando a las poblaciones asiáticas.
Hacia fines del siglo XIX, Holanda envió una comisión médica a sus colonias en la isla de Java. Instalados los médicos holandeses en el hospital central de Batavia (hoy Yakarta, capital de Indonesia), comenzaron investigaciones clínicas para determinar las causas que producían la enfermedad.
Johannes Kepler y su modelo cosmológico (abajo). La superficie esférica exterior corresponde a Saturno; ella inscribe a un cubo, que inscribe a la esfera de Júpiter; esta inscribe a un tetraedro, que inscribe a la esfera de Marte, y así sucesivamente. En el centro del modelo se encuentra, por supuesto, el Sol.
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 15
Siguiendo las teorías del origen microbiano de las enfermedades, desarrolladas por Louis Pasteur y Robert Koch, los médicos intentaron durante casi un año aislar la bacteria causante de la enfermedad a partir del análisis microscópico de muestras de sangre, saliva, orina y sudor de los pacientes afectados. Sin embargo, no consiguieron encontrar al microorganismo culpable. Entonces, los jefes de la delegación redactaron un informe en el que se mantenía la hipótesis del origen bacteriano de la enfermedad y regresaron a Holanda, dejando para que terminara las investigaciones al joven médico Christiaan Eijkman (1858-1930). Este siguió intentando aislar al agente patógeno, pero continuaron los fracasos, hasta que un suceso le sugirió una nueva línea de investigación: un día apareció un brote epidémico entre los pollos del bioterio del hospital. Los animales presentaron signos similares a los de los pacientes humanos (rigidez en la marcha, falta de equilibrio, parálisis y, eventualmente, la muerte). Así como misteriosamente se inició la enfermedad de los pollos, esta desapareció. Y, ante los fallidos intentos de contagiar a pollos sanos inyectando sangre de pollos enfermos, Eijkman comenzó a investigar acerca de las condiciones que llevaron a la aparición de la enfermedad. Descubrió que poco antes de declararse la epidemia, los pollos habían cambiado su dieta: en lugar de la alimentación con arroz con cáscara –salvado–, debido a un faltante de ese alimento en el depósito, el encargado del cuidado de las aves comenzó a usar arroz pulido, destinado a la alimentación humana. Cuando el responsable del almacén se enteró del “derroche”, hizo interrumpir el suministro de ese alimento destinado a humanos. A ese punto, la nueva partida de arroz integral para los pollos había llegado y se reanudó la dieta normal, con la inmediata cura de los pollos afectados.
Al darse cuenta de ese hecho, Eijkman diseñó un experimento para provocar el beri-beri en los pollos, modificando solo su alimentación, pensando que había algo en la cascarilla del arroz que neutralizaba la enfermedad. De ese modo consiguió provocarla experimentalmente, lo que le valió, años después, el Premio Nobel de Medicina de 1929, compartido con sir Frederick Hopkins (1861-1947).
El paso siguiente encarado por Eijkman fue corroborar si su hipótesis se aplicaba también al beri-beri en seres humanos. Comenzó un estudio epidemiológico sobre la población carcelaria de Java y analizó en cada caso todas las posibles condiciones ambientales (hacinamiento, estado de los edificios, ventilación, dietas, etc.); así llegó a la conclusión de que el beri-beri aparecía cuando la dieta, basada principalmente en arroz que se suministraba a los presos, carecía de salvado, en el que seguramente se encontraba el factor que impedía la aparición de la enfermedad.
¿Qué es el beri-beri?Hoy se sabe que el beri-beri es una enfermedad carencial, provocada por la ausencia de una vitamina del complejo de las B, la B1 o tiamina en la dieta. Su carencia afecta al sistema nervioso, al tracto gas-trointestinal y al sistema circu-latorio. El organismo humano requiere de 1 a 2 mg diarios de esta vitamina. Abunda en cereales sin refinar, hígado, leche, huevos, verduras y frutas, entre otros.
Christiaan Eijkman.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas16
A partir de entonces comenzaron a realizarse suposiciones y pronósticos más certeros, que fueron totalmente aclarados cuando se descubrieron las vitaminas del complejo B y en especial la tia-mina, y su presencia en los cereales. Recién entonces se pudieron explicar completamente las causas de la enfermedad y se tomaron las precauciones para evitarla.
Una investigación como la recordada antes da cuenta de la importancia de ser consecuente en la tarea a través del tiempo, así como también del trabajo mancomunado de los investigadores. Para eso, ante todo, se deben comunicar a la comunidad científica los resultados de las investigaciones para que otros colegas estén en condiciones de proseguirlas.
Cabe insistir en la característica principal de las hipótesis y pronósticos en ciencia: estos son provisorios hasta tanto se encuentren argumentos contundentes para refutarlos. A través del tiempo, es posible verificar que hay hipótesis que han perdido su validez gracias a nuevos descubrimientos científicos, como fue el caso del beri-beri cuando se descubrieron las vitaminas.
La metodología científica Para conocer su entorno, los seres humanos –como ya se ha
dicho– emplean distintos procedimientos metódicos que, en el caso de la ciencia, suelen estar más pautados: en conjunto se denominan “metodología científica”. ¿En qué consiste esta conducta, esta forma más ordenada de conocer?
Básicamente, se trata de lo siguiente: la persona, ya sea un investigador científico o una persona corriente, percibe un fenómeno dado. Propone una explicación a dicho fenómeno. Dicha explicación tiene carácter provisorio y perfectible. Debe ser capaz de sostenerse cuando se la somete a distintas pruebas. De no poder hacerlo, hay que buscar nuevas explicaciones.
No importa para comprender la metodología científica, ni tampoco importa cuáles fueron las nuevas explicaciones que surgieron. Lo que interesa destacar es que estas pueden ser tan pasajeras como las iniciales y que, a su vez, pueden ser la piedra fundamental para proseguir la investigación.
En ciencia siempre queda abierta la posibilidad de seguir investigando. Sir Karl Raimund Popper (1902-1994) fue un filósofo y epistemólogo austro-británico que planteó un claro criterio de demarcación entre ciencia y pseudociencia: la refutabilidad de toda proposición (hipótesis, teoría). Una hipótesis es científica si es posible someterla a pruebas capaces de refutarla o probar que es falsa. Partió de la idea de que solo se puede decir con seguridad de una hipótesis si esta es falsa, nunca si esta es verdadera porque puede aparecer con el tiempo alguna situación que demuestre su falsedad.
el experimento
Muchas veces, para verificar las nuevas explicaciones, los científicos recurren al uso del experimento.Un experimento se diferencia de la observación simple y di-recta de un fenómeno en que, en el experimento, dicho fenó-meno es provocado delibera-damente, controlando las con-diciones bajo las cuales ocurre. Se busca identificar la rela-ción de sucesos que ocurren, es decir, relaciones de causa y efecto entre variables. Se deno-minan variables a cada una de las condiciones que cambian durante el experimento.De ese modo, se pueden ob-tener datos y compararlos con otros obtenidos en condiciones y circunstancias iguales o dis-tintas.En la observación no experi-mental debemos esperar que el fenómeno vuelva a repetirse naturalmente: por ejemplo, que ocurra un eclipse de sol.
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 17
Nuestro planeta es un sistemaEl globo terráqueo se comporta como un sistema con diversos
subsistemas relacionados entre sí.Con frecuencia, escuchamos la palabra sistema asociada a dis-
tintos contextos. Por ejemplo:• el Sistema Solar;• el sistema nervioso;• el sistema político;• el sistema operativo (de las computadoras).
Pero ¿qué es un sistema? Un sistema es un conjunto de elementos en interacción.¿Qué tienen en común todos estos sistemas?Lo que tienen en común es que están formados por varios
elementos; estos se vinculan entre sí y cumplen determinadas funciones.
Por ejemplo, el caso del Sistema Solar. ¿Cuáles son sus elementos? Por supuesto, el Sol. También los planetas (Mercurio, Venus, Tierra, Marte, etc.); los satélites (las lunas de los planetas), los asteroides, los cometas, los gases y el polvo interplanetario, la radiación solar, etc.
Sistema Solar y movimientos de los planetas Se ha visto cuáles son los elementos del Sistema Solar, pero no se
han mencionado las relaciones que guardan entre sí. La principal y más evidente es que todos los cuerpos del sistema orbitan en torno al Sol. Es decir, giran a su alrededor manteniendo ciertas órbitas fijas y recibiendo la luz proveniente del Sol.
La Tierra, en que habitamos, es uno más de los elementos del Sistema Solar, como el propio Sol, el resto de los planetas y otros objetos celestes. Todos juntos interactuando constituyen el Sistema Solar.
La comprobación de que los planetas visibles a simple vista “erran” entre las estrellas, constituye una de las observaciones astronómicas más antiguas. Al principio, este fenómeno resultó incomprensible. Los griegos gradualmente advirtieron su significado, y Aristarco de Samos llegó a la conclusión de que el Sol es el cuerpo central del sistema.
Le sucedió luego una época en que retornó la opinión firme de que la Tierra ocupaba la posición central (sistema geocéntrico) hasta que Copérnico, en el siglo XVI, redescubrió el sistema heliocéntrico (el Sol en el centro).
Leyes de Kepler: 1ª) elipse; 2ª) barrido de áreas iguales
en tiempos similares.
Leyes de KepLer
Johannes Kepler abandonó la antigua hipótesis de la circula-ridad de las órbitas planetarias y publicó en 1609 sus primeras dos leyes: 1ª ley. Las órbitas de los planetas son elípticas y el Sol está en uno de los focos de esas elipses. 2ª ley. La velo-cidad orbital de cada planeta es tal que una línea que una el planeta con el Sol barrerá áreas iguales de la elipse en tiempos iguales. Con ello transformó a la Astronomía en una disci-plina físico-explicativa de la dinámica celeste.Por último, los hallazgos de Kepler le permitieron formular una tercera ley del movimiento de los planetas, publicada en 1619 mediante la cual inten-taba describir los planes di-vinos que relacionaban los períodos de traslación de los pla netas con sus distancias al Sol. 3ª ley. Los cuadrados de los períodos de los planetas son proporcionales a los cubos de sus distancias medias al Sol.
• la luz• la humedad
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas18
planeta distancia del sol período período (millones de Km) sideral sinódico
Mercurio 58 88 días 116 días
Venus 108 225 días 584 días
Tierra 150 (*) 365 días ———-
Marte 228 687 días 780 días
Asteroides 220-850 1,76-13,7 años 394-845 días
Júpiter 779 11,9 años 309 días
Saturno 1.428 29,5 años 378 días
Urano 2.872 84,0 años 370 días
Neptuno 4.501 164,8 años 367,4 días
Plutón (**) 5.915 248,4 años 366,7 días
(*) 1 Unidad Astronómica (UA) = 150 millones de km (distancia Sol-Tierra). (**) Actualmente, la Asociación Internacional de Astronomía considera a Plutón un planetoide y no un planeta, debido a su masa reducida.
distancias medias y períodos de revolución de los planetas
El movimiento de un planeta puede expresarse por medio de su período sideral o tiempo que emplea para efectuar una vuelta completa en el cielo volviendo a la conjunción con una misma estrella, es decir, el período de su revolución real o vuelta completa alrededor del Sol. También se puede indicar mediante su período sinódico o intervalo, donde vuelve a ocupar la misma posición con respecto al Sol y la Tierra.
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La aparente complejidad de los movimientos planetarios se debe a que mientras observamos a los planetas desplazándose en sus órbitas, también varía nuestra posición en la órbita terrestre.
Cuando un planeta se adelanta o retrasa una vuelta completa con respecto a la Tierra, se dice que ha cumplido una revolución sinódica. Por ejemplo, Mercurio efectúa una revolución en menos tiempo que el empleado por la Tierra para recorrer la tercera parte de su órbita y Neptuno se desplaza tan solo dos grados de arco de su órbita en el tiempo en que la Tierra efectúa una revolución com-pleta. La Tierra y Marte tienen un período sideral muy próximo. La Tierra emplea unos dos años para adelantarse una vuelta con respecto a Marte, que es, en consecuencia, el planeta que posee un período sinódico mayor.
Cuando, proyectadas sobre el plano del Sistema Solar, la dirección del Sol y del planeta (observados desde la Tierra) coinciden, se dice que el planeta está en conjunción con el Sol. En la conjunción, el Sol y el planeta están en una misma línea.
El movimiento aparente de los planetas sobre una estrecha zona del zodíaco se debe al gran aplanamiento del Sistema Solar, que hace que veamos sus órbitas casi de perfil, y al hecho de que todos los planetas, incluyendo a la Tierra, se mueven en sus órbitas en el mismo sentido, aunque con distintas velocidades.
Ocurre como si estuviéramos situados en un punto de la llanta de una rueda en rotación y a su vez observáramos otro punto sobre la llanta de otra rueda que gira sobre el mismo eje, y en la misma dirección, pero con distinta velocidad.
Fases de la Luna y eclipsesLa Luna, nuestro satélite natural, acompaña a la Tierra en su
viaje espacial alrededor del Sol. A su vez, ella orbita alrededor de la Tierra, empleando un poco más que 29 días y medio en ubicarse en la misma posición relativa respecto de la Tierra y el Sol. Esos movimientos causan que veamos el disco lunar iluminado por el Sol con diferentes aspectos a lo largo del período mencionado. Esas cambiantes presentaciones de la cara lunar visible desde nuestro planeta se denominan fases de la Luna. Si bien se trata de un proceso continuo, reciben nombre cuatro de ellas: luna nueva, cuarto creciente, luna llena y cuarto menguante.
Además de las fases de la Luna, los movimientos de la Tierra y de su satélite en torno al Sol hacen que uno de estos cuerpos celestes se interpongan entre el Sol y el otro, produciendo sombra sobre la superficie de este último: son los eclipses. Las fases de la Luna.
La conjunción superior se produce cuando el planeta se
encuentra en el lado opuesto al Sol. Todos los planetas pueden
estar en conjunción superior. Cuando un planeta se encuentra
en el lado más cercano al Sol, entre este y la Tierra, está en
conjunción inferior. Solo pueden alcanzar la conjunción inferior
los planetas inferiores, cuyas órbitas son más pequeñas que
las de la Tierra. En este caso nuevamente Sol, Tierra y planeta
están en una misma línea. Solo pueden estar en oposición
los planetas superiores, cuyas órbitas son mayores que las de la Tierra. El período sinódico es el tiempo que media entre dos
conjunciones superiores.
• Divídanse en dos grupos. Uno investigará sobre el eclipse lunar y el otro, sobre el eclipse de sol.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas20
El planeta Tierra del modo en que se nos presenta en una foto tomada
desde el espacio.Para distinguir los elementos que componen el sistema del planeta
Tierra, debemos interpretar la imagen. Podemos observar grandes espirales blancas que corresponden a las nubes de la atmósfera terrestre; se reconocen partes de los continentes,
rodeados por los océanos.
Se han descrito los elementos que forman la biosfera. Faltaría mencionar las relaciones que mantienen entre ellos. Estas son relaciones de intercambio: intercambio de materiales (agua, minerales, etc.), intercambio de energía (transferencia de calor, luz, entre otros) e intercambio de información (por ejemplo, comunicación entre seres vivos y con su ambiente).
El eficaz funcionamiento de este sistema, la biosfera, asegura la organización de todos los elementos constituyentes y su modo de interactuar permite, por ejemplo, el desarrollo de la vida sobre la Tierra.
… el uso de algunas palabras.En la bibliografía científica es menos frecuente, pero se encuentra el uso de la palabra ecosfera en el sentido que aquí usamos biosfera.
aclarando...
• Reunidos en grupos, se-leccionen algún sistema que conozcan (cada grupo puede elegir un sistema di-ferente).
• Confeccionen una lista de los elementos que com-ponen el sistema elegido.
• Expliquen algunas rela-ciones entre dichos ele-mentos.
• Comparen su propia defini-ción de sistema con la dada anteriormente.
biosfera
La biosfera es un gran sistema que comprende la atmósfera, la hidrosfera, la litosfera y los seres vivos.
La hidrosfera está formada por la masa de agua que inunda las depresiones, formando distintos cuerpos de aguas naturales.
La atmósfera constituye la cubierta de aire, compuesto por diferentes gases y partículas de líquidos y sólidos.
La litosfera se forma por los minerales y rocas que componen la parte sólida del planeta, cuya porción más conocida son los continentes en los que vivimos.
El conjunto de los seres vivos constituyen el cuarto dominio biosférico. Debido a la escala de la foto, es imposible distinguir la intensa actividad de la vida sobre el planeta.
Elementos de la biosfera
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 21
Los ecosistemasLos cuatro dominios que conforman la biosfera se mezclan de
modos diferentes en cada punto geográfico del planeta, dando lugar a la formación de otros sistemas menores, diferenciados o subsistemas a los que denominamos sistemas ecológicos o ecosistemas. El conjunto de los ecosistemas de todo el planeta forman la biosfera.
Para poder definir mejor un ecosistema, debemos estudiar sus características, dadas por sus componentes y sus relaciones.
Es necesario, además, conocer la historia de los ecosistemas y las relaciones que el ser humano mantiene con ellos.
La selva amazónica La selva amazónica es un buen ejemplo para ilustrar la
organización y el funcionamiento de un ecosistema, y las relaciones que este mantiene con el resto de la biosfera. Pero la selva amazónica no solo es un excelente ejemplo de ecosistema, sino que también sirve para ilustrar los efectos que ciertas actividades humanas pueden provocar sobre la biosfera a través de su acción sobre los ecosistemas.
El ecosistema que se estudiará ha quedado así demarcado. Se desea conocer en detalle su origen, funcionamiento y evolución. Para ello, se debe recurrir a la información disponible que ha sido aportada por los estudios de campo que han recogido los especialistas en esos temas: los ecólogos.
• A partir de los datos ante-riores, ¿cuál será la extensión en km2 de la selva amazónica?
La cuenca abarca varios países de América del Sur: Brasil, Perú, Bolivia, Colombia y Venezuela. Contiene el río más caudaloso del mundo: el Amazonas.
la cuenca amazónica
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¿dónde encontramos selvas en el mundo?Las selvas pluviosas intertropi-cales del mundo se localizan en la franja entre los dos tró-picos. Comprenden 88 mi-llones de kilómetros cua-drados. El 77% de esta superficie está ocupada por hidrosfera.El 23%, por litosfera (conti-nentes).El 11,5% de la superficie de litosfera está cubierta por selvas.De la superficie total de selvas, el 69,5% corresponde a la selva amazónica.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas22
¿Quiénes son y cómo trabajan los ecólogos?
El trabajo de campo de los científicos puede ser tan apasionante y exigente como el más rudo de los deportes, como se ilustra en la portada de este capítulo. El ecólogo se sostiene mediante un sistema de sogas y poleas que posibilita la exploración del ambiente en las copas más altas de los árboles de la selva.
Las selvas tropicales difieren notablemente de otros ambientes con predominio de vegetación arbórea, como los bosques de las regiones templadas y frías. Esos bosques permiten que algunos rayos solares lleguen hasta el suelo, sustentando una vegetación baja y abundante. En cambio, en la selva tropical los fustes o troncos de los árboles pueden alcanzar gran altura antes de presentar ramas y hojas. Por eso, la selva, vista desde el suelo, semeja un gran toldo verde sostenido por columnas desnudas. Tam poco es posible distinguir numerosos animales desde el suelo. Sin embargo, se escuchan sus gritos y los ruidos que sus movimientos y desplazamientos producen.
Se ha calculado que las dos terceras partes de las especies de las selvas tropicales viven en las copas de los árboles. Es decir que para poder estudiar la mayoría de las especies hay que ir subiendo hasta encontrarlas. Por ello, los ecólogos trabajan en las selvas tropicales colgados mediante un sistema de sogas.
Para comprender qué es un ecosistema, se aplica el método de los científicos observando e identificando fenómenos, planteando interrogantes acerca de estos; buscando supuestas explicaciones a las preguntas surgidas; poniéndolas a prueba y reemplazándolas, de ser necesario, por otras nuevas, más satisfactorias en el momento de dar cuenta de los fenómenos.
Orden en los ecosistemas¿Existe un orden en los ecosistemas?Al observar la ilustración de la portada del capítulo que muestra
al ecólogo trabajando en la selva, y al compararla con la imagen de un paisaje urbano, la primera impresión que nos deja la selva es de un gran desorden y confusión. ¿A qué se puede deber esta impresión? Tal vez al concepto de orden y regularidad que tenemos por nuestra experiencia de convivir con nuestros semejantes en ambientes muy organizados artificialmente.
Como se puede apreciar, en el ambiente urbano predominan las distribuciones regulares de los objetos. Por eso, los elementos de la selva parecen desordenados. El trazado de una ciudad obedece a las necesidades y hábitos de sus pobladores, es decir que tiene su función.
Podríamos suponer, en principio, que algo parecido debería ocurrir en la selva. Los organismos en la selva, ¿se distribuyen en general en forma ordenada? ¿Cómo se averigua?
Vista aérea de la ciudad de Rosario.
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 23
¿Distribución arbitraria?En la selva conviven innumerables seres vivos (animales,
plantas, seres humanos, hongos etc.), y cada uno de ellos tiene sus características y hábitos propios.
Una posible explicación o suposición es que los seres vivos se han distribuido en la selva de forma tal que pueden satisfacer todas sus necesidades, es decir que su distribución no es arbitraria, sino que tiene cierto orden, aunque en apariencia parezca ausente.
¿Cómo comprobarlo?
Es imposible saber de antemano si la explicación provisoria es correcta, a menos que se estudie cada ser vivo en particular, para ver cómo es, dónde y cómo vive.
Empecemos a investigar
En alguna oportunidad habrán visto unos animales pequeños que al tocarlos se enroscan sobre su vientre, ocultando las patas y formando una bolita hasta que cesa la alarma de peligro. Son los llamados bichos bolita.
Asimismo, habrán percibido que la mayoría de las veces a estos animales se los encuentra en lugares húmedos y sombríos. ¿Será casualidad o existirá alguna razón para ello?
Se supone que los animales van a distribuirse preferentemente en los sitios donde reinen las condiciones climáticas y alimenticias propicias para su desarrollo.
¿Qué sucede con esos animales?
Las preguntas que uno se formula para la investigación son:• ¿dónde buscamos a estos organismos?;• ¿dónde se supone que viven? ¿En ambientes secos y lumino-
sos o secos y oscuros? o ¿en ambientes húmedos y luminosos o húmedos y oscuros?
La información que acompaña la figura anterior puede orientar en su búsqueda y es posible que se logre hallarlos. Pero, ¿es posible verificar dicha información?
¡Sí! Y para verificarlo se puede realizar un experimento.
Los bichos bolita son animales que los biólogos han
clasificado como crustáceos terrestres, muy difundidos en los suelos húmedos y ricos en restos
de vegetales. Evitan la luz solar directa y se muestran más activos
durante la noche.
el método experimental
Se constituyó en una herramienta esencial para la investigación científica de las ciencias naturales a partir del siglo XVII. Básicamente consiste en provocar artificialmente el fenómeno que se desea estudiar manteniendo un fuerte control de las variables, es decir, controlando las condiciones en las que ocurre el experimento y atendiendo las posibles fuentes de error que interfieren en los resultados obtenidos.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas24
actividad experimental
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nº de bichos bolita oscuridad penumbra claridad
Control de variables en los experimentosLa hipótesis de trabajo supone que los animales van a preferir los sitios en los que reinen las condiciones ambientales y alimentarias propicias para su normal desarrollo.
materiales
• Bichos bolita (unos veinte ejemplares)
• Caja de madera o cartón (tipo de zapatos)
• Una esponja seca y otra húmeda
• Lámina transparente de vidrio, plástico, polietileno, etc.
• Dos tapas de cartón para la caja
• Pantalla de cartón o madera para separar dos zonas dentro de la caja
construcción de la caja o dispositivo de experimentación
• Recorten un rectángulo en uno de los extremos de la tapa formando una ventana que abarque un tercio de la superficie de la tapa y cúbranlo con un material transparente del tamaño apropiado.
• Coloquen una pantalla de cartón o madera que deje un pasaje para la libre circulación de los animales.
dispositivo experimental armado, listo para su uso
procedimiento
Experimento 1
• Coloquen los bichos bolita en el centro de la caja. Esperen 15 minutos, destapen la caja y observen la distribución de los animales.
• Anoten los resultados en una tabla como la siguiente:
• Evalúen sus datos y saquen las conclusiones correspondientes.
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nº de bichos bolita ambiente seco ambiente húmedo
nº de bichos bolita ambiente seco ambiente húmedo
Nota importante: una vez finalizado el experimento, los bichos bolita deben ser devueltos al ambiente del cual fueron capturados.
El respeto por los seres vivientes exige que los animales de experimentación sean tratados cuidadosamente.
Experimento 2
• En un extremo de la caja, coloquen una esponja embebida en agua y en el otro extremo, una esponja seca.
• Pongan los bichos bolita en el centro. Dejen la caja abierta para que reciban suficiente luz.
• Esperen 15 minutos y vuelvan a observar la distribución de los animales.
• Registren los resultados en una tabla como la que sigue:
• Evalúen sus datos y saquen sus propias conclusiones.
Experimento 3• Repitan el experimento anterior, tapando la caja para crear condiciones de oscuridad.
• Esperen nuevamente 15 minutos, destapen y observen la distribución de los bichos bolita.
• Registren los resultados en una tabla como la que sigue:
• Evalúen sus datos y elaboren sus propias conclusiones.
• Comparen los resultados de los tres experimentos.
– ¿Se verifica la suposición inicial?
• Comparen sus datos y conclusiones con los de sus compañeros y compañeras.
– ¿Coinciden en líneas generales con los suyos?
– ¿Pueden sacar una conclusión final, luego del análisis de todos los datos y conclusiones parciales?
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas26
Organización espacial de un ecosistemaLas conclusiones de la investigación que estuvimos realizando
mostraron que, dado que el ambiente no es homogéneo, hay una cierta organización espacial que se produce a medida que los seres vivos encuentran los sitios más adecuados para su desarrollo.
La organización espacial del ecosistema es horizontal y vertical, y lleva a que un ecosistema presente zonas donde predominan ciertos organismos y están ausentes otros.
Lo que denominamos organización espacial horizontal se refiere, en el caso de la comparación urbana, al modo en que se presentan los distintos edificios: nuestra casa, la del vecino, un almacén, otra casa particular, la oficina de correos, un edificio de departamentos, etc.
En cambio, la organización espacial vertical muestra cómo se presentan organizados los edificios de varios pisos. En este caso, habrá vecinos que habitan la planta baja de los edificios, los del primer piso, los del segundo, etc.
La forma en que se manifiesta la organización del ecosistema es mediante la estratificación.
La estratificación se refiere a las separaciones que presentan los organismos en el espacio.
Organización espacial horizontal
La forma en que se estratifica horizontalmente un ecosistema produce zonas concéntricas.
Esta situación se hace evidente en una ciudad, donde encontramos una zona céntrica en la que abundan los edificios que concentran las instituciones gubernamentales (casa de gobierno, municipalidad, oficinas públicas, bancos, etc.), comercios y pocas viviendas de vecinos. Rodeando a la anterior, podemos encontrar la zona residencial, donde predominan las casas particulares y los negocios, mientras que las oficinas públicas están presentes en menor proporción. También se pueden encontrar zonas industriales: parques industria les o barrios en los que prevalecen las fábricas, bodegas, corralones, etc.
De este modo, se encuentra la ciudad dividida en zonas donde el paisaje y las actividades que en ellas se desarrollan son diferentes entre sí.
En la página siguiente se muestra el plano del centro de La Plata. Se puede observar que si bien presenta un ordenamiento en “cuadrícula” cortada por diagonales, se evidencian distintas zonas que reflejan los diferentes usos y actividades que se desarrollan en una ciudad.
La sucesión de distintos edificios a lo largo de la zona muestra su organización espacial horizontal.
Los edificios de varios pisosmuestran la organización espacial vertical: los pisos altos son más luminosos y secos, y los pisos inferiores son más oscuros y tal vez húmedos.
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Si trasladamos el ejemplo de la ciudad a un ecosistema natural determinado, podemos decir que los organismos que aparecen en una zona son distintos o están en distintas proporciones. Por ejemplo, en los límites de un ecosistema con otro, la composición faunística (animales) y florística (plantas), característica del centro del ecosistema, va cambiando, a veces insensiblemente, hasta transformarse en el otro ecosistema. Dado que a veces es difícil definir los límites del ecosistema por medio de una línea nítida, se los define mediante una franja o banda que recibe el nombre de ecotono. Este es el límite gradual de un ecosistema a otro.
En el caso de la selva amazónica, ese ecotono aparece cuando la selva cerrada comienza a presentar claros, árboles más espaciados y vegetación más baja hasta transformarse en una sabana, otro tipo de ecosistema. Allí, una vegetación casi continua de plantas herbáceas, fundamentalmente pastos, se interrumpe en bosquecillos discontinuos.
• Para reflexionar y debatir: “LA SELVA PRECEDE AL HOM BRE, EL DESIERTO LO SIGUE” (grafiti anónimo escrito durante las revueltas estudiantiles de mayo de 1968 en París, Francia).
• ¿Cómo se puede entender la frase del grafiti? ¿Refleja la realidad?
actividad
plano de la ciudad de la plata
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas28
Organización espacial vertical
¿Qué es lo que hace que los organismos de un ecosistema se presenten estratificados verticalmente? Del mismo modo que las condiciones del terreno varían horizontalmente, determinando la presencia de diferentes asociaciones de organismos, el ambiente también cambia a medida que variamos la altura. Esto ocurre a causa de la presencia y actividad de los propios organismos: un árbol que intercepta la luz solar incidente y proyecta su sombra sobre otras plantas está filtrando y disminuyendo la cantidad de radiación que pueden recibir los organismos que crecen a su sombra. Esto va creando diferentes zonas según la altura en la que se encuentre el nivel analizado.
Tanto en el estrato superior como en el inferior se encuentran distintas capas. En los ecosistemas selváticos y boscosos, el estrato superior está formado por varias capas verticales, distinguidas de acuerdo con la altura de la vegetación.
estratos o capas de estratificación vertical
Estrato superior
Recibe mayor cantidad de luz solar. Predominan los organismos que realizan fotosíntesis o los órganos de las plantas especializadas en fotosintetizar.
Dosel o canopia: la capa superior (sobrepiso) formada por las copas de los árboles más altos. Aquí las copas quedan expuestas a la luz directa e intensa del sol, absorbiendo y difundiendo la mitad de la luz incidente.
Subpiso: estrato de árboles más bajos donde aparecen los ejemplares jóvenes de los árboles que forman el dosel, pero también otros adaptados a vivir bajo la cubierta de los más altos, cuyas necesidades lumínicas son menores. Aquí solo llega parte de la luz.
Sotobosque: estrato formado por especies arbustivas que presentan ramas leñosas, pero no poseen un tronco o fuste como los árboles. Aquí apenas llega el 10% de la radiación solar incidente.
Estrato inferior
Recibe menor cantidad de luz solar. Las plantas se adaptan al ambiente con poca luz. Abundan los organismos que se alimentan de los restos orgánicos.
Estrato herbáceo: capa de vegetales sin madera o con poca madera, donde predominan las hierbas y helechos. La luz que llega es de solo el 5%.
Estrato muscinal: formado por musgos, líquenes y algas sobre el suelo. Aquí el ambiente es muy húmedo y sombrío. Los requerimientos lumínicos de estos seres son muy bajos. Solo llega el 1% de luz.
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 29
actividad experimental
vegetación epifita
En las selvas podemos encontrar cierto tipo de vegetales que, sin ser árboles, poseen largos tallos que les permiten mantener sus raíces en el suelo y elevar sus hojas a la luz. Aprovechan el soporte que les dan los troncos de los árboles, las lianas y las enredaderas. Ciertas plantas directamente hunden sus raíces en los huecos de los árboles, donde se ha acumulado el polvo, los restos orgánicos y el agua; otras ni si-quiera tienen raíces, y absorben la humedad y los nutrientes minerales a través de las hojas. Todas estas plantas conforman la vegetación epifita (plantas que viven encima de otras plantas); no se trata de plantas parásitas (que viven extrayendo parte o la totalidad de su alimento de otros vegetales). Cada uno de los estratos de una selva presenta un microclima particular (abrigo al viento, luz, temperatura, humedad) y una disponibilidad de alimentos muy diferentes para los restantes organismos que habitan cada estrato (animales, hongos, etc.).
La vegetación: un filtro solarSabemos que la intensidad de la luz solar va disminuyendo desde la superficie de la canopia: desde el 100% hasta el 1% que llega al suelo de la selva. Esta variación se debe a que la luz es interceptada y filtrada por sucesivas capas de hojas de la vegetación.
• ¿Cuántas capas de hojas serán necesarias para que reine la penumbra en el suelo?
• Suponemos que la luz es absorbida por las hojas.
• Ponemos a prueba la suposición y la verificamos con este experimento.
materiales
• Tubo de material opaco (cartón, metal, etc.) de 3 o 4 cm de diámetro
• Hojas de árboles que superen el diámetro del tubo
procedimiento
• Coloquen sobre un extremo del tubo una hoja de árbol.
• Observen la hoja por el extremo opuesto, y dirijan el tubo hacia la luz solar directa o hacia una fuente intensa de luz artificial (por ejemplo un foco de 100 W).
• Agreguen sucesivas hojas, observando qué ocurre luego del agregado de cada una hasta que la intensi-dad lumínica se reduzca al mínimo.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas30
Organización del ecosistema en el tiempo Tanto la estratificación vertical como la horizontal son modos de
organización en el espacio. Pero existe otro tipo de estratificación de los ecosistemas: la que tiene en cuenta el tiempo.
Volvamos a la analogía de la ciudad. En ciudades relativamente grandes, la actividad humana no cesa en ningún momento: siempre hay alguien desempeñando sus funciones a toda hora; por ejemplo, algunas fábricas trabajan las 24 horas en turnos de 8 horas cada uno. Muchos servicios se cumplen cuando cesa la actividad fundamental; por ejemplo, la limpieza de las oficinas o dependencias se realiza cuando no están ocupadas por los empleados. Además, existen personas dedicadas al mantenimiento de los servicios continuos, como las comunicaciones, el servicio eléctrico, el gas, el transporte público, la seguridad, etc.
O sea que a lo largo del día se encuentra cierta organización temporal de las actividades, es decir, cierta estratificación de las tareas en el tiempo, las que reaparecen periódicamente en el mismo escenario espacial.
El ciclo día/noche
Existen animales, como las águilas y los halcones, que salen a cazar de día y se retiran al anochecer. Hay otros, como las lechuzas y los búhos que, en cambio, cazan de noche y descansan durante el día. Tanto unos como otros viven en el mismo ambiente. En él siempre hay algún organismo en actividad. Podemos concluir, entonces, que el mismo ambiente es aprovechado al máximo.
Los cambios de luminosidad y temperatura a lo largo del día hacen que los organismos deban adaptarse a los cambios diarios que ocurren a lo largo de las 24 horas de un día. Esta característica de adaptación al período de 24 horas se llama ritmo circadiano (“alrededor del día”).
El ciclo de las estaciones
Existen otros ciclos naturales, por ejemplo, el ciclo de las estaciones.
De este ciclo dependen las épocas de floración (aparición de las flores) y de fructificación (aparición de los frutos) de las distintas especies vegetales.
Las aves rapaces se especializan en el momento del día en que realizan sus actividades predatorias.
biorritmos
Del mismo modo que en la ciudad, un ecosistema urbano creado por el hombre, en los ecosistemas naturales se ve que los seres vivos también re-gulan sus actividades. Se hace evidente su presencia en mo-mentos determinados, según el ritmo de los ciclos temporales naturales, como, por ejemplo, la alternancia día/noche o la sucesión de las estaciones a lo largo del año.De esta manera, los seres vivos llevan a cabo sus acti-vidades de acuerdo con un biorritmo o ritmo biológico de terminado: momentos de mucha actividad, momentos de descanso. En cada uno de esos períodos, el ser viviente presenta distintas caracterís-ticas, tales co mo la variación de su tem pe ratura corporal, la intensidad de sus movi-mientos, sus respuestas ante los estímulos externos.Esta estratificación se produce de acuerdo con la periodi-cidad en que pueden aparecer los organismos en los distintos momentos de los ciclos tem-porales naturales. Los ciclos son conjuntos de hechos o cosas que se repiten periódi-camente en el mismo orden.
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ciclos naturales
¿Qué puede ocurrir cuando una planta deja de producir flores?a) Los animales, por ejemplo los picaflores, que se nutrían de ellas pasan a alimentarse de otros tipos de flores que crecerán más tarde; b) si solo se alimentan de un tipo de flor, como es el caso de muchos insectos, estos deben cambiar de forma de vida a lo largo del año, apro-vechando otras fuentes de alimento; es el caso de las mariposas que en las etapas larvales (orugas) se alimentan de hojas y solo en las etapas adultas liban el néctar de las flores.
Los ciclos y la estratificación del ecosistema
Los ciclos naturales hacen a la organización de un ecosistema y a su estratificación temporal. Esta estratificación en el tiempo se relaciona con las variaciones cíclicas en la actividad de los seres vivos, sincronizadas con los cambios cíclicos naturales, como la duración del día, las fases lunares, las estaciones, etc. Esta armonía de interacción entre los ciclos ayuda al buen funcionamiento de un ecosistema.
Los componentes del ecosistema Hemos visto que el ecosistema se organiza en el espacio y en
el tiempo, de acuerdo con distintos factores del ambiente. Los bichos bolita, por ejemplo, buscan ambientes húmedos: los búhos y las águilas se alternan en la caza de animales de acuerdo con el ciclo del día. También las plantas, según su constitución, tienen distintas necesidades de luz. Revisando los conceptos explicados y recordando las conclusiones de las actividades realizadas, se puede concluir que la organización del ecosistema depende de varios factores:
• la luz;• la humedad;• las lluvias;• las estaciones del año;• la temperatura;• las interacciones con otros seres vivos;• la presión atmosférica;• las características del suelo;• los alimentos;• los seres vivos.
Organización del ecosistema: factores
Los factores mencionados pueden ser clasificados en dos grandes grupos, según estén constituidos por seres vivos o no vivos. A los primeros los denominaremos factores bióticos (factores vivos), y a los segundos factores abióticos (factores sin vida).
Estos factores son los componentes del ecosistema.Los factores bióticos comprenden los seres vivos, las relaciones
entre ellos y los alimentos que consumen.Los factores abióticos comprenden los elementos climáticos,
los medios físicos (suelo, aire y agua) y las características fisicoquímicas de estos medios.
Son características fisicoquímicas la salinidad del agua, la humedad del suelo, etc.
• ¿Coinciden los datos anali-zados con los hechos que observan en su región, a lo largo de las estaciones?
• Escriban en sus carpetas las respuestas a estas preguntas.
– ¿En qué época hay menor oferta de flores?
– ¿En qué época la oferta es mayor?
– ¿Qué árboles proveen flo-res en forma continua?
– ¿En qué época hay mayor oferta de frutos?
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas32
Los factores bióticos
Relaciones interespecíficas
Son las que se establecen entre los organismos que pertenecen a distintas especies. Ilustraremos algunas de esas relaciones.
Simbiosis o mutualismo
El liquen está formado por un hongo y un alga. Estos organismos se encuentran asociados obligatoriamente; es decir que si no se asociaran, no existiría el liquen. Este tipo de asociación beneficia a ambas partes y por ello se denomina simbiosis o mutualismo.
Cooperación
El colibrí liba el néctar de las flores y se convierte en un involuntario portador del polen hasta otra flor, fecundándola. Ambos organismos se benefician: uno se alimenta y el otro ve garantizada su reproducción. Esta relación no es obligatoria sino facultativa, porque ambos organismos seguirán existiendo aunque la relación no se establezca. Se la denomina de cooperación o protocooperación.
Comensalismo
Ranitas como la de la foto son arbóreas y nunca pisan suelo firme, pero para su reproducción necesitan un ambiente acuático que pueden encontrar en el depósito de agua que retiene la corona de la bromeliácea, una planta similar al ananá. Este tipo de asociación de cooperación que beneficia solamente a la ranita, y que es indiferente a la planta, se denomina comensalismo.
Parasitismo
Cuando la vinchuca pica al hombre o a los animales para extraerles sangre, establece con esos seres vivos una relación de explotación. La vinchuca se alimenta y el otro organismo se perjudica. Este tipo de relación se denomina parasitismo.
Predación
Aquí la araña ha atrapado una mosca. Este tipo de relación se denomina predación. El predador es la araña y la presa, la mosca.
Los factores bióticos se refieren a los organismos vivientes y a las relaciones que mantienen entre ellos. Estas relaciones son las que contribuyen a la estructura y funcionamiento del ecosistema.
aclarando...
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 33
La alimentación
La relación interespecífica más notoria en un ecosistema es la que se establece entre el predador y su presa, es decir, cuando un ser vivo sirve de alimento a otro. El alimento contiene distintas sustancias. El organismo que las ingiere recibe, por esa vía, materia y energía.
Los materiales le sirven para contar con los elementos básicos de la construcción de su organismo. Por ejemplo, calcio para formar sus huesos.
La energía es necesaria para que el organismo pueda cumplir con sus funciones y se mantenga en movimiento. Por ejemplo, que el organismo pueda contraer sus músculos.
Ejemplo de cadena alimentaria o trófica:
El sentido de la flecha que une a dos organismos indica:• la relación es “comido por”;• el traspaso de materia de un organismo a otro dentro del
ecosistema;• el traspaso de energía de un organismo a otro.
De la cadena a la red alimentaria
Dijimos que a través del componente biótico del ecosistema hay una circulación de materiales y de energía. Tanto los materiales como la energía obtenida sirven para cumplir con todas las actividades de cada ser viviente (crecer, moverse, reproducirse, etc.).
No siempre la relación alimentaria es lineal como la presentada en la figura anterior. Muchas veces un mismo organismo sirve de alimento a varios otros.
Del mismo modo, un organismo puede alimentarse de varios tipos distintos.
Así la cadena lineal se transforma en una intrincada red o trama alimentaria o trófica.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas34
actividad
Relaciones intraespecíficas
Las relaciones interespecíficas antes estudiadas se referían a asociaciones entre organismos de diferentes especies.
Los organismos de una misma especie generalmente interactúan activamente entre sí. Las relaciones pueden ser de cooperación, de antagonismo y de altruismo.
La manada de lobos caza sus presas cooperando y compartiendo su comida.
La conducta altruista de algunas aves se evidencia en los intentos de proteger a sus crías, atacandoa potenciales enemigos.
En época de reproducción, los machos de elefantes marinos luchan por retener espacios territoriales.
• Describan todas las cadenas que encuentren en la red alimentaria.• Identifiquen cuántos vegetales y cuántos animales hay.• Escriban sus respuestas a estas preguntas.
– ¿De qué se alimenta el vegetal presente?
– ¿Cuántos herbívoros identifican y cuáles son?
– ¿Cuántos carnívoros identifican y cuáles son?
gato salvaje
hombre
águila harpía
mono
pollode campo
hojas,frutas, raíces
insectopequeño
lagartija
rata
halcón
serpienterana
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Regulaciones intraespecíficas: la comunicación
La comunicación entre los animales, es decir, el intercambio de información es una función importantísima en la regulación de las poblaciones: los individuos coordinan sus actividades, comparten estrategias de búsqueda de alimentos, defensa, huida, reproducción, etc. Las señales de comunicación pueden ser odoríficas, visuales, táctiles o sonoras. Analizaremos un ejemplo a partir de un breve texto titulado “Aullidos a coro” extraído de AA.VV., Mamíferos 1. Fauna Argentina, Buenos Aires, CEAL, 1984, pág. 20.
“Uno de los rasgos singulares de los monos carayá o aulladores son los aullidos grupales, característica a la que deben justamente su nombre vulgar.
En 1976 J. D. Baldwin y J. I. Baldwin, ambos etólogos, publi-caron el resultado de sus estudios sobre estas vocalizaciones –su variedad en intensidad, tono y significado–, logrando una intere-sante caracterización.
Las vocalizaciones que se producen espontáneamente son rugidos potentes que no se relacionan aparentemente con una actividad determinada. Ini cia dos por un macho, son seguidos luego por otros en coro. Ocu rren al comenzar el día, después de la siesta y hacia el atardecer. Estos aullidos grupales en horarios fijos estarán relacionados con una especie de marcado auditivo de un territorio temporal.
Las vocalizaciones por contagio son aquellas en las que un individuo del clan comienza a rugir y los otros se le unen a coro.
Durante los enfrentamientos de clanes rivales hay verdaderos desafíos vocales. Los rugidos se emiten con intervalos durante los cuales suelen gritar agresivamente. Después del encuentro, uno de los clanes (o los dos) retrocede.
Durante el juego, los emisores son animales jóvenes. Si el juego se vuelve agresivo, los chillidos se transforman en gemidos y es, por lo general, un macho adulto quien, con un gruñido, pone fin a la cuestión.”
• Vuelvan a leer el texto sobre los monos aulladores.• Identifiquen los distintos tipos de relaciones que establecen.• Discutan las conclusiones con sus compañeros.• ¿En qué sentido podemos decir que las actividades de los monos
están estratificadas en el tiempo?• ¿Qué papel juegan los aullidos de los monos en sus relaciones
intraespecíficas?• ¿Creen que los aullidos tienen similar importancia en las rela-
ciones interespecíficas que los monos establecen con seres vivos de otras especies?
comportamiento terri-torial en los animales
Hemos visto que el ordena-miento, ya sea en el espacio o en el tiempo, tiene por signifi-cado aprovechar más eficiente-mente los recursos que el eco-sistema brinda. Por ejemplo, sabemos que, en el caso de una manada de monos aulladores, con sus gritos marcan un territorio a fin de mantener alejados a otros grupos de monos de su misma especie, potenciales competi-dores por los mismos alimentos y refugios. Su modo de indicar el territorio es el adecuado a un ambiente donde el denso follaje muchas veces impide la visuali-zación desde lejos; sin embargo, el sonido se puede oír desde grandes distancias.Otra forma de indicar la pro-piedad de un territorio consiste en el empleo de marcadores químicos, como en el caso de los perros, que recorren su terri-torio y lo van marcando en los puntos sobresalientes (árboles, postes, etc.) mediante la orina, la que deja un rastro oloroso in-confundible para el fino olfato de sus congéneres.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas36
Los factores abióticos Cuando mencionamos los factores abióticos, señalamos que estos
están constituidos por los medios físicos y por las características físicas y químicas de esos medios.
Los medios corresponden a dos fluidos: el aire y el agua. Se denominan así porque los materiales que los componen “fluyen”. Es decir, presentan una gran movilidad que permite acarrear infinidad de objetos.
Existe un tercer medio físico, de naturaleza sólida, con menor movilidad que los anteriores: el suelo.
Los tres medios –aire, agua y suelo– están en contacto y, en sus límites, se realizan intercambios. En muchos casos, los intercam-bios son facilitados por la presencia del componente biótico del ecosistema, que desarrolla su existencia estrechamente vinculado con la zona de contacto de los citados medios físicos.
actividad experimental
Los medios físicos del ambienteSuponemos que los distintos medios se mezclan y se vinculan.
materiales
• Tubo de ensayo
• Recipiente
• Mechero Bunsen
procedimiento
• Observen la atmósfera en un día ventoso. ¿Qué arrastra el viento?
• Observen la atmósfera en un día lluvioso. ¿Qué cae del cielo?
• Recojan un poco de agua (de río o de mar) en un recipiente transparente. Dejen en reposo el recipiente y observen lo que se deposita en el fondo.
• Calienten en forma gradual el mismo recipiente con agua del punto ante-rior y observen lo que ocurre. ¿Qué comienza a formarse y escaparse del seno del líquido?
• Tomen una porción de suelo, coloquen algunos terrones en un tubo de ensayo y caliéntenlos suavemente sobre una llama. Alejen el tubo de la llama y observen lo que se deposita en la parte superior del tubo.
• Sumerjan la muestra de suelo restante que utilizaron en el experimento anterior en un recipiente transparente con agua. ¿Qué ven desprenderse del suelo y escapar hacia la superficie del líquido?
• Anoten sus observaciones en la carpeta.
Los medios físicos en contacto
La investigación realizada permite comprobar que los medios no se presentan en estado puro. Están contaminados por porciones de los restantes medios.
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 37
El ser humano sólo puede realizar inmersiones de menos de
15 metros si no cuenta con la ayuda de equipos especiales.
Los mamíferos marinos, como los cachalotes, pueden sumergirse
unos 400 metros en busca de calamares gigantes.
Por ejemplo, en un vaso con agua de la canilla predomina el agua, pero están presentes, además, el aire disuelto en el agua y las partículas sólidas dispersas en ella.
Los seres vivos desarrollan sus vidas en las zonas donde los distintos medios se ponen en contacto. Nosotros, los seres humanos, vivimos “apoyados” sobre el suelo, rodeados por un océano de aire, con cantidades variables de agua a nuestra disposición. Es decir que vivimos donde los medios se contactan. Los medios físicos no solo se presentan mezclados. También pueden variar sus propiedades de acuerdo con el momento y el lugar.
El agua, según las circunstancias, puede sufrir una variación de su temperatura. Lo mismo puede ocurrir con otras propiedades como, por ejemplo, su salinidad y su presión.
El agua confinada en el fondo de un lago, que soporta el peso de la columna de agua que está por encima de ella, tendrá una presión diferente a la del agua de la superficie.
Los cambios que se producen en los medios crean distintas condiciones de vida. Los organismos vivientes, por lo tanto, se adaptan a esas condiciones que, en última instancia, determinan su distribución en el ecosistema.
El ciclo del agua
Los intercambios entre los medios físicos de distintos materiales no son totalmente azarosos: siguen rutas o caminos determinados y a ritmos constantes. Estas rutas son trayectorias cíclicas y se cumplen en plazos definidos, constituyendo verdaderos ciclos de los materiales o ciclos biogeoquímicos. Un ejemplo es el ciclo del agua o ciclo hidrológico.
representación esQuemáticadel ciclo del agua
Imaginemos el camino que podría recorrer una pequeña porción de agua: una gota. Una planta la absorbe en forma líquida del suelo por sus raíces, la transporta hasta sus hojas; allí reside un tiempo y luego escapa hacia la atmósfera por transpiración, en forma de vapor de agua. El viento la puede transportar muy lejos y, si es elevado a mayores alturas, se enfría y se con-densa nuevamente en forma de pequeñas go-titas de agua, cuyo conjunto forma las nubes. Si llueve sobre la ladera de una montaña, el agua forma parte de un arroyo y más tarde de un río. Se humedece el suelo a lo largo del recorrido y nuevamente puede ser atrapada la porción de agua por algún ser vivo, cerrando así uno de los interminables recorridos del ciclo del agua.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas38
El agua en la selva
Tal vez parezca que del ciclo del agua ya se ha dicho y comentado todo. Sin embargo, su estudio continúa siendo encarado por los científicos y se siguen descubriendo aspectos poco conocidos sobre el papel del agua en el funcionamiento de la biosfera.
Uno de estos aspectos, hasta ahora no muy conocido, es el del papel regulador que llevan a cabo las selvas tropicales, recibiendo, reteniendo y liberando agua.
Observemos con más detalle los caminos del agua en la selva. Veamos, a continuación, algunos aspectos de la economía del agua en la selva amazónica. Lo más notable radica en el hecho de que el 75% de la lluvia que cae sobre la selva es devuelta a la atmósfera como vapor de agua, sin tocar siquiera el suelo. Solo el 25% restante supera la barrera de la frondosa canopia y llega al suelo deslizándose por los troncos; una vez allí se infiltra en este, alimentando las napas subterráneas o escurriendo superficialmente hacia los cursos (ríos y arroyos), para finalmente desembocar en el mar.
Como recordarán, los factores climáticos son factores abióticos del ecosistema y determinantes de la distribución de la fauna y la flora. Las plantas y animales del ecosistema selvático estarán adaptados a vivir en un ambiente de altas temperaturas, abundantes precipitaciones y alta humedad relativa, vale decir, un clima cálido y húmedo.
• Con los conocimientos que tengan acerca de las condiciones climáticas de las selvas, marquen con una cruz la opción que consideren correcta en cada caso en la tabla siguiente:
Temperaturas medias Precipitaciones Humedad relativa
altas abundantes alta medianas medianas mediana bajas escasas baja
• Comparen sus respuestas con los datos climatológicos de dos regiones: – de la selva amazónica:
Temperatura media Precipitación Humedad relativa anual (°C) anual (mm) ambiente (%)
26 2.000-2.600 86
– de la región pampeana:
Temperatura media Precipitación Humedad relativa anual (°C) anual (mm) ambiente (%)
16,4 995 76
• ¿A qué conclusiones llegaron? ¿Cómo repercuten las condiciones climáticas sobre la distribución de la fauna y la flora?
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 39
actividad experimental
El suelo: sus componentes
Al soporte físico que se extiende bajo nuestros pies lo llamamos suelo; sin embargo es mucho más que una superficie por donde desplazarnos. También es el lugar de residencia de muchos seres vivos, algunos de ellos domesticados y cultivados, que nos proveen de alimentos, protección y materia prima para nuestros artefactos. Es decir que debemos considerar al suelo como un cuerpo natural, de composición y propiedades variables, que posibilita nuestra existencia en el planeta. Por lo tanto, otro medio muy importante para nuestra investigación es el suelo.
Es otro de los factores abióticos determinantes de la distribución de la fauna y la flora en todo ecosistema.
Pero ¿qué es el suelo? Es un medio sólido discontinuo, penetrado por los restantes medios, por lo que se debe esperar encontrar por lo menos tres componentes:
• aire;• agua;• sólidos. Los sólidos del suelo pueden ser:
- orgánicos (de origen biológico);- inorgánicos (de origen mineral).
Se pueden identificar los componentes del suelo a través de una actividad experimental.
Los componentes del sueloSuponemos que el suelo está compuesto por aire, agua y sólidos.
materiales
• Pan de tierra; pala; bolsa de polietileno; plástico grande u hojas de diario; guantes de polietileno descartables; lupa.
procedimiento
• Consigan un pan de tierra, cavando con una pala en un terreno natural o en un baldío sin escombros.
• Coloquen el pan de tierra en una bolsa de polietileno, tratando de no desarmarlo demasiado.
• Ubiquen la muestra de suelo sobre un plástico grande o sobre hojas de diario.
• Comiencen a desparramar el pan de tierra con las manos, suavemente. (Es conveniente que usen guantes de polietileno descartables.) ¿Qué pueden observar?
• A medida que se va rompiendo el material-suelo, escriban lo que observan. Pueden usar una lupa.
- ¿Pueden identificar animales pequeños? ¿Hay partes de vegetales? ¿Son abundantes?
- Los terrones que naturalmente se forman, ¿son sólidos o porosos? ¿Pueden romperse en unidades menores?
- ¿El suelo está húmedo o seco?
- ¿Pueden distinguir partículas elementales? (Por ejemplo, granos de arena).
• Confeccionen una lista completa de los elementos que encontraron en el suelo.
• Comparen con las listas realizadas por sus compañeros.
ciclos biogeoQuímicos
El tránsito de los materiales por la biosfera los lleva a per-manecer cierto tiempo en cada uno de los dominios que la componen. Un material puede estar en cierto momento for-mando parte de un ser vivo; en otro momento, escapar del ser vivo en forma de sustancias que pueden pasar a formar parte de la atmósfera o de la litosfera, o disolverse en la hidrosfera y su-marse de esta forma a los com-ponentes abióticos del ecosis-tema, a su aspecto geográfico y geológico. La naturaleza de estos materiales corresponde a distintas sustancias químicas. De allí el término “biogeoquímico“, el cual alude a los lugares y a la naturaleza de un material que circula por la biosfera.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas40
Determinaciones en muestrasSuponemos que se pueda medir la cantidad de agua, aire y sólido que hay en el suelo.
materiales
• Placa metálica
• Pinza
• Recipiente de cera o parafina
• Probeta graduada
• Varilla de vidrio o metal
procedimiento
• Tomen un terrón en el suelo y séquenlo, calentándolo sobre una placa metálica.
• Tomen con una pinza el terrón seco y sumérjanlo en un recipiente con cera o parafina derretida, extrayéndolo rápidamente para asegurarse de que quede sellado, pero con una capa delgada de cera.
• Dejen que se endurezca la capa de cera formada.
• Sumerjan el terrón en una probeta graduada con suficiente agua como para cubrirlo completamente.
• Verifiquen el volumen de agua empleada. Para ello lean la escala de la probeta y anoten lo registrado.
• Sumerjan el terrón y verán un ascenso en el nivel del líquido. Lean la escala y anoten el dato.
• Resten ambas cantidades y resultará el volumen del terrón intacto (sólidos + poros).
• Rompan el terrón usando la varilla y traten de macerarlo totalmente, sin perder material ni agua.
• Vuelvan a medir el volumen que indica el nivel del agua. ¿Ha disminuido? ¿Cuánto? ¿Por qué?
• Observen y saquen sus conclusiones. ¿Pueden calcular los volúmenes correspondientes a los sólidos y a los poros? ¿Qué porcentaje representan los poros del volumen total del terrón?
• Anoten sus conclusiones.
Distribución de los componentes
La actividad anterior nos permitió comprobar la presencia de agua y aire en los terrones de suelo. El aire y el agua deben ocupar los espacios que dejan entre sí los materiales sólidos. Se ubican en los poros y canales que presenta el suelo.
A través de otra experiencia se podrá cuantificar los volúmenes ocupados por los sólidos y por los poros. Es decir que se medirá la porosidad del suelo.
Se calculará la porosidad del suelo, pero también se verá que los terrones mantienen cierta estructura, cierta forma dada por la unión de los granos simples.
actividad experimental
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 41
¿Cómo es el suelo de la selva?
En la selva amazónica se desarrollan suelos característicos de zonas con alta humedad, altas temperaturas y abundantes precipitaciones. Estas lluvias producen regularmente el desborde del río Amazonas y de sus afluentes. Esto provoca grandes inundaciones que a su vez determinan las características de los suelos. A veces, los terrenos están bajo agua hasta seis meses.
Los suelos de las selvas tropicales están muy lavados, debido a la gran cantidad de agua que cae sobre ellos y se infiltra hacia las napas subterráneas. Además, las altas temperaturas y la humedad reinantes hacen que los materiales se oxiden rápidamente. Esto ocurre tanto con los minerales como con la materia orgánica. Los productos de la oxidación de los minerales de hierro y aluminio son los que permanecen al resistir la acción de los agentes ambientales, lo que da a los suelos un color rojizo o amarillento característico. Los restantes minerales son disueltos y arrastrados hacia las napas, por lo que los suelos tropicales son sumamente pobres desde el punto de vista de la fertilidad, o sea, de la cantidad de nutrientes minerales.
¿No es sorprendente esta revelación? ¿Cómo es posible que suelos tan pobres sostengan tanta riqueza de flora y fauna?
Para los argentinos, habitantes de un país de tradición agroganadera, el suelo fértil es sinónimo de vegetación exuberante. Nuestros suelos son el reservorio natural de los nutrientes que necesitan las plantas para su desarrollo.
Pero si los suelos de las selvas tropicales no son ricos en nutrientes, ¿cómo se explica la existencia de una vegetación abundante?
¿Cómo hacen las plantas epifitas, que viven colgadas a cierta altura sobre los árboles (por ejemplo, el clavel del aire), para obtener los nutrientes minerales necesarios?
El aire en la selva
Otro medio físico importante lo constituye el aire, que forma una capa continua en torno del planeta: la atmósfera.
La atmósfera terrestre está compuesta por una mezcla de gases que dejan pasar los rayos solares hacia la superficie terrestre. Parte de la radiación solar es reflejada por las capas más altas de la atmósfera y otra parte es absorbida por esta. El resto llega a iluminar y calentar la superficie terrestre.
El suelo caliente devuelve a la atmósfera su calor, lo que provoca un aumento de la temperatura de las capas inferiores de la atmósfera y las tornan compatibles con el desarrollo de la vida.
Las plantas epifitas como el clavel del aire son capaces
de obtener el agua que necesitan de la humedad ambiente,
del rocío que se condensa sobre sus hojas. Las raíces, cuando
las tienen, actúan a la manera de esponjas, reteniendo agua entre
sus tejidos. Los nutrientesminerales provienen del polvoque el aire arrastra y deposita
sobre las plantas.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas42
El clima de la selva
Estudios climatológicos y meteorológicos realizados en la selva amazónica indican que el 80% de la energía solar que incide en la zona es usada durante la evaporación del agua de lluvia y la transpiración de los vegetales. Habíamos señalado que cerca de la mitad de la lluvia no llega a tocar el suelo, dado que se evapora antes. Se ha calculado que del total de agua devuelta a la atmósfera en forma de vapor de agua, el 60% proviene de la transpiración y el 40% restante de la lluvia evaporada.
También se ha observado que un 50% de la lluvia que cae en la selva proviene del vapor que la misma selva produce y que el otro 50% viene arrastrado por los vientos desde el océano Atlántico.
La Amazonia: fuente de calor
Sobre la región amazónica se produce un fenómeno muy importante para el clima del planeta: importantes masas de aire húmedo y cálido se elevan desde las selvas tropicales hacia la atmósfera. A nivel del suelo, son reemplazadas por masas húmedas y algo más frías que provienen del océano.
Por lo tanto, las regiones que se encuentran a lo largo del Ecuador son fuentes de calor para la atmósfera terrestre.
El calor almacenado por las masas de aire es transportado más allá de los trópicos hacia los polos. Amortigua el frío de las regiones polares y evita el recalentamiento de las regiones tropicales. Sin esa corriente de calor hacia los polos, se produciría allí una disminución constante de energía calórica, porque las capas polares reciben menos calor del sol de lo que irradian hacia el espacio. De esta manera, el clima global se mantiene estable. Por ello, la Amazonia es una importante fuente de energía calórica para toda la atmósfera terrestre.
Las corrientes de aire ascendentes desde la zona ecuatorial no suben indefinidamente, sino que completan un ciclo, descendiendo en las regiones subtropicales, para retornar por
superficie nuevamente al Ecuador.
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Génesis y evolución de un ecosistema Cuando se analiza un ecosistema tan complejo como la selva amazónica,
se tiende a creer que siempre estuvo allí de la misma manera que se presenta ante nuestros ojos.
Sin embargo, existen algunas evidencias de que, en el pasado, no siempre existió el mismo ecosistema. En los suelos quedan registrados los cambios sucedidos a lo largo del tiempo... Rastros, restos, fragmentos de los seres vivos que habitaron el lugar, como también el estado en que se encuentran los materiales inorgánicos, permiten reconstruir el escenario, del mismo modo que un historiador puede reconstruir escenas del pasado.
Origen de la selva amazónica
Del mismo modo que los organismos pasan por distintas etapas de desarrollo, así también el ecosistema pasa por diferentes etapas a lo largo del tiempo.
La secuencia de las etapas constituye la sucesión ecológica de un ecosistema.
Hubo una época en que la Cordillera de los Andes aún no existía y el equivalente al río Amazonas desembocaba en el océano Pacífico; es decir que el sentido de la corriente era de Este a Oeste, inverso al sentido actual. En la Era Terciaria aparece la cordillera como un gran dique que impide que los ríos sigan desembocando en el Pacífico, por lo que comienza a formarse un inmenso lago en el interior del subcontinente sudamericano. Como testigos de aquel antiguo ambiente lacustre se podría mencionar la actual raya de agua dulce del Amazonas, como también a los delfines de río, los que continúan viviendo en el río Amazonas. Son animales que quedaron atrapados en la cuenca al aparecer la cordillera.
Más tarde, los ríos fueron retrocediendo en sus nacientes orientales y comenzaron a drenar hacia el océano Atlántico. Se constituyó así el sentido actual de circulación de las aguas de la cuenca amazónica. Finalmente, las aguas del gran lago interior drenaron totalmente, y toda el área antes inundada se convirtió en tierra firme.
La evolución geológica de la cuenca amazónica.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas44
Del suelo desnudo a la vegetación selvática
Finalizado el proceso descrito en el punto anterior, se inició la sucesión ecológica que daría lugar a la actual selva. Esta sucesión conduce, desde un suelo desnudo (antiguo fondo de lago) hasta otro cubierto por la vegetación selvática.
Sobre el suelo desnudo comienzan a actuar los factores climá-ticos que van degradando los sedimentos y rocas, disgregando y disolviendo los materiales. De tal forma, la sólida roca se va con-virtiendo en un manto de fino polvo. Los agentes de descomposi-ción de la roca son factores bióticos y abióticos.
Los que llegan primero...
Los primeros organismos que aparecen deben sobrevivir, como es lógico, en un ambiente muy adverso.
Los organismos colonizadores o pioneros (por ejemplo, los líquenes, hongos, bacterias, algas y pequeñas plantas) requieren abundante luz, pero son poco exigentes en cuanto a sus necesidades de humedad y profundidad del suelo. Luego de desarrollar su ciclo de vida, los organismos van muriendo. La materia orgánica de sus restos se va acumulando junto con los materiales inorgánicos, formando un suelo más fértil, capaz de albergar organismos vegetales más exigentes en lo que respecta a los nutrientes del suelo.
Como los suelos aún son muy delgados, solo podrán crecer plantas con raíces muy superficiales y pequeñas: pastos o hierbas. Sus raíces continuarán explorando el suelo, profundizándolo y enriqueciéndolo con sus restos. Los organismos pioneros ya fueron desplazados por los pastos que le hacen sombra, impidiendo el aprovechamiento de la luz. Así, los líquenes van desapareciendo del ecosistema, dando inicio a una nueva etapa de la sucesión.
Prosigue la colonización...
La siguiente ola de colonización la constituyen los vegetales con partes leñosas: arbustos y árboles.
Los pastos en general son anuales, es decir que mueren al culminar su ciclo vital de uno o dos años. Los arbustos y árboles, por el contrario, viven muchos años: son perennes y crecen en altura.
Los arbustos forman partes aéreas (tallos y ramas) y estructuras subterráneas de almacenamiento de buen tamaño (raíces y tallos). Las raíces utilizan los nutrientes del suelo y del agua de una manera más eficiente que los pastos. Por lo tanto, sus ramas comienzan a quitar luz solar a los pastos que están por debajo.
Los arbustos perennes no mueren cada año. Eso hace que las semillas de los pastos no se vean favorecidas en su invasión anual, ya que el medio se va adaptando a las necesidades de los arbustos, que son los que predominan en esta etapa.
Las imágenes muestran cómo el suelo, originalmente desnudo, se va poblando de vegetación.
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Y los árboles están de pie...
El siguiente paso en la sucesión ecológica lo da la supremacía de los árboles, que pasan a ocupar el lugar de los arbustos en cuanto a la captación y aprovechamiento directo de la energía solar.
Importancia de los factores abióticosen la sucesión ecológica
Los factores abióticos son determinantes para que se cumplan todas las etapas de sucesión. Se va a llegar a una formación arbórea siempre y cuando los factores climáticos (temperatura y precipitaciones) y edáficos (condiciones del suelo) lo permitan.
Por ejemplo, si las lluvias no superan los 1.000 mm anuales, la posibilidad de desarrollo de una selva se ve limitada. En su lugar aparece otro tipo de ecosistema regional que se denomina sabana. No solo es importante cuánta lluvia cae sino cómo está repartida. En el caso de la sabana, hay una estación seca muy marcada. Esto determina que la vegetación se seque y solo puedan sobrevivir las especies vegetales que se adapten a ese clima. Este es el caso de los pastos que pasan la estación desfavorable en forma de semillas y algunos pocos árboles raleados y de baja altura.
Sin embargo, cuando las lluvias superan los 1.000 mm anuales proliferan los árboles hasta formar la densa vegetación selvática.
Culminación de la sucesión ecológica: clímax
La etapa de la sucesión ecológica a la que pueda llegar un determinado ecosistema estará determinada por el clima regional. A dicha etapa se la denomina clímax o etapa climácica de la sucesión ecológica.
Las distintas etapas de la sucesión se caracterizan no solo por la vegetación, sino también por una fauna característica, que se alimenta de esa vegetación.
Sucesión primaria y sucesión secundaria
Hasta ahora se ha descrito una sucesión ecológica originada a partir de un ambiente inicialmente desprovisto de vida. Este tipo de sucesión se denomina sucesión primaria.
Por diversas causas en la historia de un ecosistema, pueden ocurrir severas perturbaciones que saquen al ecosistema de la etapa de la sucesión en la que se encontraba. En este caso estaremos en presencia de una regresión del ecosistema a etapas sucesionales anteriores a la climácica (si es que ya la había alcanzado).
A partir de ese momento, cuando cesa la perturbación, el ecosistema comienza nuevamente a transitar las etapas sucesionales, aunque, como ya existe una flora y una fauna instaladas, la nueva sucesión se denomina secundaria.
Los bosques, sean naturales o cultivados –como
el de la foto–, desplazanla vegetación de matorrales.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas4646
actividad
• Analicen el siguiente gráfico.
• Copien en sus carpetas un cuadro como el que sigue.
• Completen el cuadro a partir de la observación del gráfico de sucesión vegetal secundaria de la selva.
Tiempo 3 meses 10 meses 16 meses 26 meses
Eventos y características
Estrato dominante
Cantidad de estratos presentes
Altura del estrato dominante
El gráfico esquematiza cuatro etapas de una sucesión ecológica.
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El funcionamiento del ecosistemaLa observación de la foto plantea una pregunta. ¿Por
qué hay un claro en la selva?Podría tratarse de un accidente natural. Por ejemplo,
un claro ocasionado por la caída de un rayo durante una tormenta. Sin embargo, en este caso, se trata de la actividad de un grupo humano nómade que durante un cierto tiempo habitó el lugar. Para poder vivir allí desmontó un sector limitado de la selva. Por sus hábitos nómades, al cabo de un tiempo se desplazó hacia otras zonas dejando abandonado el lugar. ¿Cómo reacciona el ecosistema selva frente a este tipo de desequilibrios?
En estos casos se inicia una sucesión secundaria. Al desaparecer el estrato arbóreo, la luz penetra hasta la superficie del suelo. También desaparecen las plantas que vivían a la sombra de los árboles. Inmediatamente comienzan a prosperar especies vegetales con altos requerimientos de energía solar, cubriendo rápidamente la superficie desnuda. Se trata de especies herbáceas y arbustivas que forman lo que se denomina vegetación cicatrizante. Ella actúa como elemento protector contra la erosión del suelo y permite que comiencen a aparecer retoños de los árboles. A medida que los árboles cobran altura, sus sombras comienzan a impedir el desarrollo de la vegetación cicatrizante dando lugar a la instalación del sotobosque normal. Finalmente, al cabo de un tiempo variable, se restablece el equilibrio del ecosistema.
El ejemplo muestra que la selva, como ecosistema, cuenta con sus propios mecanismos de regeneración que intentan retornar a un cierto estado inicial correspondiente a la etapa climácica.
Equilibrio en la naturaleza
Una de las características importantes de los seres vivos es la conservación de la forma de sus partes, tanto externas como internas (órganos), y también su composición química relativamente constante a través del tiempo. A esto último se refiere el término “homeostasis”, es decir, la constancia permanente que mantiene el organismo mientras vive, y que se lo identifica con el mantenimiento de cierto “equilibrio interno” de su funcionamiento. Este concepto también es aplicado al ecosistema.
Muchas veces habrán escuchado la expresión “equilibrio de la naturaleza”. Esto significa que la naturaleza, el mundo natural que nos rodea, se presenta organizado bajo la forma de sistemas que tienen un cierto grado de equilibrio.
A través de un relato se verá de qué modo se establece el equilibrio en el ecosistema.
Claro en la selva.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas48
Voces en la selva o vidas paralelas(cuento)
Amanecía en la selva amazónica; la densa bruma se disipaba lentamente junto con las sombras de la noche.
El aire, todavía algo frío, se pobló de sonidos y el follaje de la exuberante vegetación comenzó a agitarse, desprendiéndose de las gotas del rocío nocturno.
De la maloca* familiar salió Davi, desperezándose, seguido por otros miembros de su familia. Había una razón para explicar por qué el pequeño yanomami* se despertaba, hoy, antes que el resto de los miembros del clan. Por primera vez, esta mañana Davi saldría de cacería con su padre.
El día anterior había estado inquieto, y por la tarde ya había acomodado el delgado arco y las flechas junto a su estera.
La luz del sol aún no iluminaba el techo de paja de la maloca cuando padre e hijo partieron, internándose en la espesura de la selva. Su objetivo era proveer de carne de mono aullador a la extensa familia.
Mientras se alejaba del solar familiar, Davi se detuvo un instante para observar a su madre. Como todos los días, ella se dirigía a la huerta integrada* que rodeaba a la maloca. La huerta estaba en los límites del claro que los yanomami habían abierto en medio de la selva desmontando algunos de los altos árboles y despejando la vegetación menor. Allí, a la sombra de los matorrales cultivaban mandioca*, entre los bananos y otras plantas silvestres que crecían en el lugar espontáneamente. La milenaria práctica de armar sus huertas en consonancia con el medio formaba parte de su cultura y tal vez no concebían otra forma de agricultura. ¿Por qué habrían de agredir a la selva más de lo necesario, si de ella obtenían todo lo que la tribu necesitaba para su existencia?
–¡Davi! –gritó su padre–. ¡Presta atención, que si no, no verás a los monos aunque se planten delante tuyo! Y ambos se fueron alejando de la maloca a paso vivo.
Caminaron algunas horas, soportando la atmósfera pesada, cálida y húmeda. Los insectos los atacaban sin tregua. Ellos estaban acostumbrados.
De pronto, en lo alto de las copas de los árboles, se escuchó un infernal griterío y unas formas oscuras comenzaron a saltar de rama en rama. La espesura del follaje impedía distinguir claramente a los culpables de semejante alboroto.
Su padre musitó:–Davi, ven aquí, allí están... Inmediatamente las formas se alejaron,
desapareciendo por entre los árboles. ¡La persecución había comenzado!Davi y su padre habían encontrado un dormidero* de monos aulladores.
Estos aún no lo habían abandonado para iniciar la recorrida diaria por su territorio, en busca de alimentos.
El día anterior, hacia el atardecer, la manada había llegado hasta la gran enredadera que crecía sobre las primeras ramificaciones de los enormes árboles, guiados por el jefe, un macho adulto con barba cana.
Instados por los gritos y gruñidos del jefe, la manada comenzó los preparativos para dormir. Al caer la noche, se apretujaron en el amplio nido, ya visitado otras veces, para pasar la noche.
La oscuridad reinó y los monos se mantuvieron quietos y silenciosos a la espera del día siguiente. Solo un par de veces el descanso de la manada se vio alterado y un nerviosismo generalizado puso en guardia a cada uno de los monos: una vez sintieron el rugido sordo del yaguareté*, que sigilosamente se desplazaba por las cercanías; la otra vez fue cuando creyeron oír sobre sus cabezas el batido amortiguado del águila harpía* en busca de presas.
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 49
El terror nocturno solo fue un mal recuerdo que no tardaron en olvidar cuando los primeros rayos de sol alcanzaron las altas copas de los árboles que servían de soporte a la enorme enredadera. Pronto comenzaron a ascender hasta las partes más altas a fin de recibir un poco de sol para calentarse y desentumecerse del frío de la noche.
Más tarde iniciarían la búsqueda de alimentos. Eran básicamente herbívoros. Hojas y brotes tiernos, frutos, enredaderas, algún que otro insecto...: esa era su comida.
Pero esta mañana era distinta... Cuando todavía no terminaban de abandonar la modorra, ya habían notado la presencia de esa tribu de monos pelados, sin cola, de largas patas y brazos cortos, que solían arrojarles palitos desde el suelo cada vez que se encontraban. Había pasado mucho tiempo desde el último encuentro, pero aún recordaban que dos grandes machos cayeron desde lo alto, atravesados por las ramitas de esos monos silenciosos. Un monito joven descendió tambaleante unos metros para observar mejor a los recién llegados: parecían amistosos. Sin embargo, el jefe, cumpliendo sus obligaciones para con la manada, lanzó un feroz aullido de advertencia acompañado de otros gritos que desencadenaron el desbande y la huida de los miembros del grupo. El monito, temeroso y confundido, no atinaba a huir y quedó paralizado, viendo a los dos monos terrestres que lo observaban desde abajo...
–¡Mira papá! –gritó Davi señalando al mono joven–. ¡A ese no le tires! –Tranquilo, Davi; solo busco a los machos adultos –dijo su padre.Los yanomami sabían que en esa época del año las hembras estaban
preñadas o tenían sus pequeñas crías y no era de buen augurio matarlas. Por lo tanto, su atención se centraba sobre todo en los machos adultos, grandes y gordos, con más carne que los huesudos monitos y sus madres. Era muy sencillo distinguir unos de otros, aun a la distancia. Los machos adultos tenían el pelaje oscuro, en cambio las hembras y los juveniles lo tenían de color marrón o amarillento, como las crías.
Los monos durante la huida se habían desparramado en todas las direcciones, pero pronto volvieron a recomponer la banda, guiándose por los aullidos que a coro emitían el jefe y otros machos subalternos que los seguían. Pasado el susto, retornaron a su rutina. En manada y organizados seguían recorriendo el territorio, los machos en la vanguardia y en la retaguardia, las hembras con sus crías en el centro, bien protegidas.
Iban saltando de rama en rama. Se ayudaban con la cola para afirmarse hasta que alguna pata pudiera alcanzar otra rama.
Si por casualidad, como la semana anterior, se encontraban con otra manada, todos se ponían a gritar lo más fuerte posible hasta hacer huir a la banda adversaria, que derrotada se alejaba del lugar.
La vida en la selva transcurría tranquilamente, salvo el inesperado encuentro matutino, y todo llevaba a pensar que ningún otro acontecimiento iba a perturbar la paz de la manada. La persecución ya se extendía demasiado; Davi sentía los múscu los de las pantorrillas doloridos y creía que pronto no le iban a responder. ¿Es que nunca se iban a detener? –pensó Davi.
Su padre, quien solo parecía atender a las señales que la manada iba dejando en su huida, lo sorprendió cuando dijo: –¡Vamos, Davi, un poco más, que ya falta poco!
Y así fue... Su padre ya había intuido que la manada se encontraba descansando en ese grupo de árboles semipelados: ¡un excelente lugar para la emboscada! El padre soltó el cordón que aseguraba el arco a su espalda y extrajo una delgada flecha de su bolsa. Miró la punta de la flecha, el extremo endurecido por el fuego y delicadamente afilado; verificó que ella estuviera impregnada con el veneno extraído de ciertas plantas de la selva y preparado según un viejo ceremonial cuyo origen se perdía en las tinieblas del pasado.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas50
Sigilosamente, Davi y su padre se acercaron a la manada desprevenida.
Varios monos eran blancos fáciles de alcanzar. El padre tensó el arco. Davi temblaba de emoción. Miró a su padre e intentó adivinar la trayectoria buscada.
Sus ojos siguieron el imaginario recorrido futuro de la flecha y arribaron a una silueta vagamente conocida... Davi murmuró:
–¡Por favor, papá, al chiquito no!¡Tranquilo, hijo!... –respondió el padre, al momento
que soltaba la cuerda y una nota musical se mezcló con el sonido de la selva.
El fuerte macho que comía tranquilo emitió un aullido inesperado, dio un gran salto y se aferró a una gruesa rama, tambaleándose. El aullido feroz y rabioso del jefe alertó a todos, quienes nuevamente huyeron desbandándose por los árboles. Davi y su padre emprendieron su regreso con la presa
bien amarrada a la espalda del cazador. Caminaron en silencio un buen rato; luego, cuando la emoción de la cacería se atenuó, volvieron a hablar.
–Cada vez es más difícil cazar monos aulladores, hoy los perseguimos casi todo el día y solo conseguimos uno. Parece que cada vez hay menos. Tu abuelo siempre volvía con varios monos cada vez que salía de caza y según contaba, su propio abuelo solía hacer lo mismo –reflexionaba en voz baja el padre.
–¿Y cuál es la razón, padre? –dijo Davi.–No lo sé, hijito…, tal vez la selva esté cambiando... Hace unos meses nos
encontramos con unos yanomami que venían del lado por donde asoma el sol y nos dijeron que a diez días de marcha está una tribu extraña que se tapa el cuerpo como nuestras mujeres con tejidos y que usan enormes y desconocidos animales de piedra, que derriban los árboles echándose sobre ellos y rugiendo como cien yaguaretés juntos. Luego por la noche se ven unas hogueras enormes y por la mañana el humo todavía tapa la luz del sol... La selva está cambiando...
–Padre, ¿eso será bueno para nosotros, los yanomami?–No, hijo, creo que no...Ya el techo de la maloca familiar se divisaba cerca del arroyo que corría
hasta el gran río Amazonas y el día finalizaba...
glosario
Dormidero: nido colectivo que suelen armar los monos aulladores sobre las ramas bajas de los árboles, empleando enredaderas.Harpía: especie de águila muy escasa, habitante de la selva tropical húmeda. Es muy poco vista, pues sale de caza en el crepúsculo y al alba; suele cazar monos. Su tamaño es de unos 80 cm. En nuestro territorio, se la encuentra en la selva misionera.Huerta integrada: es un tipo de huerta donde las especies cultivadas de vegetales crecen bajo la protección de otras especies silvestres que no han sido removidas por el hombre. La combinación y la variedad de vegetales aseguran una provisión casi continua de alimentos.Maloca: vivienda colectiva de la tribu yanomami, de forma circular y construida con materiales obtenidos de la selva. Cada maloca alberga un grupo familiar integrado por personas de varias generaciones y grados de parentesco.Mandioca: planta sudamericana cuya raíz es comestible. Sirve de alimento básico para la población de varios países de América del Sur. Yaguareté: también llamado jaguar, es un felino de gran tamaño, con manchas negras adornando su piel. Se extiende por América desde México hasta la Argentina.Yanomami: pueblo originario que habita en la selva amazónica.
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 51
Mecanismos de regulación del ecosistema
El relato describe escenas que se habrán repetido innumerables veces en la selva amazónica. Los seres humanos se han asentado desde hace miles de años en esa región. Los pueblos originarios se han sumado al ecosistema selvático paulatinamente. La población fue incrementando su número en la medida que aprendieron a utilizar los recursos alimenticios que la selva les brindaba. Este aprendizaje orientó a los indígenas hacia un comportamiento adecuado para convivir con todas las especies integrantes del ecosistema selvático. Esta conducta dio lugar a una cultura particular, diferente a la del colonizador occidental que se instaló hace pocos siglos, y cuya actividad en mayor o menor medida perturbó el estado de equilibrio de los ecosistemas.
¿Cómo se equilibra un ecosistema?
Ya se ha podido observar cómo la selva posee mecanismos regu-latorios de temperatura y humedad. Se podrían enunciar muchos otros mecanismos de regulación, como, por ejemplo, la existencia de tramas o redes alimentarias en vez de cadenas alimentarias lineales que permiten reparar accidentes. Por ejemplo:
El resultado de todos estos mecanismos de regulación conduce a lo mismo: mantener el equilibrio del ecosistema. En definitiva, procurar que un determinado ecosistema conserve sus característi-cas equivale a decir que la selva siga siendo la misma selva.
trama alimentaria accidentada y reparada
Trama alimentaria accidentada: desaparece
el mono.Trama reparada: se establece
un nuevo equilibrio en el ecosistema original.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas52
Como se recordará, el equilibrio de un ecosistema se alcanza como resultado de la interacción de los componentes abióticos y bióticos en el transcurso de un largo período de tiempo. Esto le ha permitido al ecosistema desarrollar mecanismos de autorregulación y conservación, que mantienen a la selva como tal.
¿Qué tipo de perturbaciones puede sufrir la selva?La selva puede sufrir múltiples y diversos desequilibrios. De
algunos consigue “reponerse” y de otros, no. Durante una tormenta, un rayo que inicia un incendio puede
constituir una perturbación para el ecosistema. Pero como ya se dijo, la misma selva posee sus mecanismos para reparar los claros que se producen como consecuencia de la acción del fuego.
En medio de la misma tormenta pueden ocurrir inundaciones por desbordes de ríos y arroyos (durante las grandes lluvias). La fauna y la flora están adaptadas para sobrellevar esto. Y lo que pareciera ser una catástrofe, tiene su “sentido” en el orden del ecosistema: la inundación dispersa por toda la superficie sedimentos que fueron arrastrados por el río desde sus nacientes, aportando los minerales que necesitan los vegetales para su crecimiento.
Hay otras perturbaciones para las que la selva no está preparada. Cuando el hombre intenta ganar superficie para la explotación agroganadera, debe primero eliminar los árboles. Esto se consigue talándolos o quemándolos.
La extensión y la velocidad con que ocurre esta eliminación de la selva no le permite al ecosistema repararse. Este tipo de perturbación es tan intensa que los mecanismos de autorregulación y autoconservación alcanzan para recuperar el equilibrio perdido.
La vinculación de los ecosistemas
Dada la naturaleza de la biosfera, todos los ecosistemas están interrelacionados. Por lo tanto, las perturbaciones que tienen lugar en un ecosistema pueden alterar el funcionamiento del resto de la biosfera.
Una consecuencia nefasta de perturbación de la biosfera podría ser por ejemplo la que sigue: al talar una selva, la madera comienza a ser rápidamente atacada por organismos que la descomponen, liberando el gas dióxido de carbono.
• Agrupen las siguientes perturbaciones posibles del ecosistema selva amazónica en dos columnas, según superen o no los mecanismos de regulación:
pesca comercial; pesca artesanal; caza comercial; una tormenta; un rayo que inicia un incendio; inun-daciones estacionales; construcción de autopistas transamazónicas; búsqueda de oro; perforaciones petroleras; quema y talas indiscriminadas de árboles; introducción de especies exóticas; plantaciones comerciales extensivas.
actividad
Preservar los componentes bióticos de la sucesión primaria del ecosistema es la mejor manera de prevenir los incendios forestales.
La tala indiscriminada y el uso constante del fuego por el hombre, asociados a las condiciones de sequía, pueden favorecer los incendios forestales.
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 53
Si además, la selva es quemada, el proceso de liberación de dióxido de carbono se acelera por la inmediata combustión de la materia orgánica que forma la madera.
El dióxido de carbono liberado por la destrucción de la selva va a sumarse a aquel que es liberado por la combustión masiva de petróleo, carbón y gas (combustibles fósiles), provocando un fenómeno atmosférico que ha sido denominado efecto invernadero. Se denomina efecto invernadero debido a que ocurre un proceso similar al de la retención de calor en un vivero o invernadero de plantas. Allí, los techos y paredes son de materiales translúcidos: vidrio, acrílico o polietileno. Estos permiten la entrada de la luz e impiden o retardan el escape del calor hacia el exterior. Del mismo modo, determinados compuestos de la atmósfera son capaces de capturar el calor y retenerlo por cierto tiempo antes de dejarlo escapar hacia el espacio exterior. El dióxido de carbono es un compuesto especialmente activo para capturar el calor.
emisiones deincendios forestales
emisionesdomiciliarias
atmósfera
radi
ació
n ab
sorb
ida
radiación re�ejada
radi
ació
n so
lar
emisiones industriales
emisiones de vehículos
la tierra: ¿un invernadero?
El efecto invernadero explica un fenómeno que los climatólogos detectaron en el siglo pasado, y es el au-mento paulatino de la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, acompañado de calentamiento global.Los científicos estiman que, en los últimos doscientos años, se ha venido produciendo un aumento en la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera. Este aumento se debería a la quema de combustibles necesarios para llevar adelante la Revolución Industrial iniciada a fines del siglo XVIII. Este calentamiento del clima mundial traería consecuencias. Algunas de las cuales ya se están percibiendo, como, por ejemplo, el retroceso de los glaciares en el mundo a un ritmo mayor y el consecuente aumento del nivel del mar. Sin embargo, se sospecha que los efectos serán muy graves para el funcionamiento de los ecosistemas actuales.La tala y quema de las selvas y bosques aumenta el fenómeno descrito y, de acuerdo con los especialistas, este no puede ser revertido en lo inmediato.Una posible solución sería la reforestación de las zonas desforestadas. No obstante, hasta que los jóvenes bosques implantados alcancen a retener las cantidades de carbono que los viejos bosques y selvas habían almacenado, pasarán cerca de 200 años. Tengamos en cuenta que se trata de ecosistemas naturales que poseen algunos miles de años de existencia.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas54
• Reúnan solo las afirmaciones que consideren verdaderas e ignoren las falsas.– El ecosistema no es un sistema cualquiera.– El ecosistema es un tipo de sistema.– El ecosistema es un sistema desordenado.– El ecosistema presenta una organización característica.– El ecosistema presenta componentes vivos y no vivos.– En el ecosistema solo encontramos componentes vivos.– Los componentes del ecosistema se presentan aislados.– El ecosistema mantiene interrelaciones con otros ecosistemas vecinos.– El conjunto de ecosistemas del mundo constituye la biosfera.– El ecosistema tiende a alcanzar cierto equilibrio con las condiciones ambientales de la región.– Cada ecosistema constituye un sistema aislado de los demás.– Nada de lo que ocurra en un ecosistema influye sobre los otros.– Todo ecosistema se interrelaciona con la biosfera.
actividad
Interacción selva/biosfera: su influencia sobre el clima
¿Qué consecuencias traerá la tala indiscriminada de los árboles de la selva para el clima de la Tierra?
Los científicos aseguran que con la tala de la selva amazónica:• habrá un 20% menos de lluvias en la región;• la temperatura disminuirá en los polos; • existirá mayor diferencia entre la temperatura máxima y la
temperatura mínima en todo el planeta;• aumentará el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera
y por lo tanto se recalentará la Tierra;• desaparecerán muchas especies vegetales y animales; • desaparecerán grupos humanos; • desaparecerá un importante productor de oxígeno atmosférico
al disminuir el proceso fotosintético.Por lo visto, la influencia de la perturbación producida por el
hombre sobre la selva amazónica, no solo produce efectos en la misma selva, sino que se hace sentir en el resto de nuestro mundo.
¿Por qué estudiamos la selva amazónica si nos queda tan lejos y en nuestro país tenemos otros problemas ecológicos?
El estudio de la selva no solo permite entender cómo es la estructura y funcionamiento de un ecosistema sino que también facilita comprender de qué modo se relaciona un ecosistema con el resto de ellos, es decir, con la biosfera en su totalidad.
La selva, como también otros ecosistemas arbóreos (bosques, montes, sabanas) del planeta están siendo profundamente alterados por las actividades humanas: incorporación de nuevas tierras agrícolas y ganaderas mediante la deforestación; minería en regiones boscosas; urbanizaciones; instalación de represas, carreteras y otras obras de gran magnitud, etc.
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Ciencias Naturales 1 · Biología: un enfoque ambiental 55
La situación planteada anteriormente exige que la gestión que se realiza sobre los ecosistemas naturales deba ser cuidadosamente planificada para evitar el deterioro del ambiente y permitir que continúen siendo lugares donde la riqueza viviente se manifieste en todo su esplendor.
Y ahora definamos
A lo largo de este capítulo, se han estudiado los distintos aspectos de un ecosistema, evitando dar una definición. Terminado el estudio sobre la organización, composición, evolución y funcionamiento de un ecosistema, están en condiciones de elaborar su propia definición.
Si se recuperan todos los aspectos analizados, se puede llegar a una definición como la siguiente. El ecosistema es un sistema compuesto por factores bióticos y abióticos que interactúan entre sí y con la biosfera de tal forma que evoluciona a lo largo del tiempo hacia un estado de equilibrio interno y con la biosfera.
Tal vez el intento de entender un poco más qué es un ecosistema y cuáles son sus características sirva para comprender mejor la naturaleza del mundo en que vivimos y la responsabilidad que nos cabe en su preservación.
Las selvas argentinas La selva amazónica no es el único ecosistema forestal del
continente. En nuestro país también se encuentran selvas, llamadas subtropicales por la latitud en que se desarrollan. Las selvas argentinas ocupan una superficie reducida del territorio nacional, ubicadas en dos áreas separadas en la región norte. En ambas el clima es cálido y húmedo, pero durante el invierno pueden producirse heladas e incluso nevar. La vegetación que presentan estas selvas posee una alta densidad, organizada en varios estratos abigarrados. También muestran alta biodiversidad, la más rica del país.
Las selvas subtropicales de montaña del noroeste argentino son un claro ejemplo de nuestros ecosistemas selváticos.
Estas selvas, también conocidas como selvas de las yungas se extienden como una estrecha franja por las laderas y montañas bajas desde Orán (norte de la provincia de Salta) hasta el centro de Tucumán.
Otra área selvática en territorio argentino, la selva subtropical misionera, ocupa toda la provincia de Misiones, el extremo nordeste de Corrientes, y llega hasta el Río de la Plata, al recorrer las costas de los ríos Uruguay y Paraná, bajo la denominación de “selvas en galería”.
El yaguareté, un integrante de nuestras selvas en peligro
de extinción.
Las yungas o selvastucumano-oranenses.
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Capítulo 1. Sistemas y ecosistemas56
Actividad grupal final
Investigación sobre las selvas argentinas
Les proponemos un trabajo de investigación sobre las selvas del noroeste argentino.
Aspectos temáticos a considerar
– Ubicación de las selvas del Noroeste. Aspectos históricos y geográficos.– Relevamiento y descripción de las principales actividades económicas de las regiones
citadas (agricultura, ganadería, explotación forestal, minería, turismo, etc.)– Estudio de los efectos positivos y negativos de las actividades económicas sobre el
ecosistema selva.– Relevamiento y análisis de las medidas correctivas que se toman para paliar los efectos
destructivos de las actividades económicas.
El trabajo grupal
• Lean y discutan todos los temas que contempla la investigación.• Distribuyan los temas por grupo.• Busquen bibliografía específica para cada tema (libros, revistas, artículos periodísticos,
búsqueda en Internet, etc.).• Investiguen las instituciones o personas que se especializan en los distintos aspectos a
estudiar.• Elaboren preguntas para entrevistar a los especialistas seleccionados.• Realicen un informe final que integre la búsqueda bibliográfica, las respuestas de los
especialistas y cualquier otro dato que consideren de interés.
El plenario
Cada grupo expondrá brevemente (en forma oral o gráfica, mediante carteles) los resultados de su investigación.
• Discutan sobre los siguientes puntos.– ¿Corre peligro de desaparecer el ecosistema de la selva subtropical de montaña en nuestro
país?– ¿Cuáles son los desequilibrios más graves que se han detectado?– ¿Cuáles son las consecuencias de dichos desequilibrios?– ¿Qué acciones deberán emprenderse para evitar dichos desequilibrios (a nivel
gubernamental y no gubernamental)?– ¿Qué actitud deberá asumir un ciudadano común frente al problema?
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