El llibre Ciències de la naturalesa per a 2n d’ESOés una obra col·lectiva concebuda, dissenyadai creada al Departament d’Edicions Educativesde Grup Promotor / Santillana,dirigit per Enric Juan Redali M. Àngels Andrés Casamiquela.

En la realització han intervingut:

X. Andrés CasamiquelaM. Blanco KroegerA. Brandi FernándezM. À. Madrid RangelI. Meléndez HeviaM. Montes AguileraE. Vidal-Abarca

EDICIÓ

Magda Belsa HernándezAntonio Brandi FernándezPilar de Luis Villota

DIRECCIÓ DEL PROJECTE

Antonio Brandi Fernández

Ciències dela naturalesa 2 ESO

Grup PromotorSantillana

833921 _ 0001-0003.qxd 25/1/08 16:03 Página 1

2

52 53

El sistema nerviós

Les cèl·lules nervioses (neurones) de tots els animals són molt semblants.No obstant això, l’organització del sistema nerviós varia d’uns grups auns altres, a causa, fonamentalment, de com es disposen les neuronesen cadascun.

El sistema nerviós dels invertebrats

Els invertebrats tenen uns sistemes nerviosos senzills. En destaquenles xarxes nervioses i el sistema ganglionar.

El sistema nerviós dels vertebrats

Els vertebrats disposen d’un sistema nerviós més complex que els in-vertebrats. Està format per centres nerviosos i nervis.

• Centres nerviosos. Són els òrgans que reben la informació dels re-ceptors i elaboren les respostes que envien als efectors. Són l’encè-fal, situat al cap, i la medul·la espinal, al dors de l’animal.

• Nervis. Estan formats per fibres nervioses, que són prolongacionsde les neurones.

Els nervis constitueixen una xarxa que duu els impulsos des dels cen-tres nerviosos fins a totes les parts del cos, i fan que els músculs escontraguin o que les glàndules produeixin substàncies.

Segons les funcions que duen a terme, hi ha bàsicament dos tipusde nervis:

– Sensitius. Transmeten la informació des dels receptors cap als cen-tres nerviosos.

– Motors. Transmeten la informació des dels centres nerviosos cap alsdiferents òrgans efectors del cos: els músculs i les glàndules.

El sistema nerviós és el conjunt d’òrgans i estructures formats per cèl·lules nervioses. Rep informació, la interpreta, elaborarespostes i les transmet als efectors de manera que coordina el cos dels animals.

4

Es presenta en els celenterats, com ara els pòlips i les meduses.

Les cèl·lules nervioses formen una xarxa difusa que s’estén

per tot l’animal, a través del qual es transmet l’impuls nerviós

en totes direccions.

És característic dels anèl·lids, els artròpodes, els mol·luscs

i els crustacis. Les neurones s’agrupen en ganglis units

per cordons nerviosos. Els ganglis més grans s’agrupen

al cap i formen el cervell.

Xarxes nervioses

Encèfal

Nervis

Medul·la

espinal

Com funciona el sistema nerviós?

La informació que reben els òrgans dels sentits (receptors) és processa-da pel sistema nerviós, que elabora una resposta. El funcionament éssemblant en tots els animals.

Les respostes més ràpides i simples a un estímul són els actes refle-xos. Aquestes respostes són involuntàries, ja que generalment es fansense que l’animal en sigui conscient fins després d’haver fet el movi-ment. Un bon nombre d’actes reflexos tenen funció defensiva i protec-tora, per evitar situacions perilloses.

Per contra, hi ha altres respostes que són accions voluntàries, com aracórrer quan l’animal és perseguit per un depredador. Aquestes respos-tes no es produeixen automàticament, sinó de manera conscient, ja queen tot moment estan sota control, i l’animal pot modificar-les.

Les neurones

Les neurones són cèl·lules especialitzades

a transmetre impulsos nerviosos.

Tenen una estructura característica,

amb unes prolongacions filamentoses,

que facilita la connexió amb altres neurones

o òrgans.

Les prolongacions de les neurones formen

fibres. Aquestes fibres s’agrupen en feixos,

que, al seu torn, també s’agrupen i formen

els nervis.

A FONS

9. Quina funció duu a terme el sistema nerviós?

10. Què és un nervi?

11. Què és un acte reflex? Posa’nun exemple.

ACTIVITATS

Els òrgans dels sentits capten

un estímul. L’estímul pot ser un

soroll, una imatge, una olor, etc.

Els receptors transformen aquest

estímul en impulsos nerviosos.

Els nervis sensitius duen

la informació fins al cervell.

El cervell rep la informació,

l’analitza i elabora una resposta

adequada.

La resposta s’envia als òrgans

efectors. Els músculs produeixen

moviment i les glàndules secreten

substàncies químiques. La resposta

és pràcticament instantània.

Xarxa difusaCordó nerviós

Ganglis

Cervell

Cos cel·lular.Conté el nucli i part

del citoplasma.

Axó. Prolongació llarga ramificada

a la part final, que permet conduir

l’impuls nerviós a una altra neurona

o òrgan.

Dendrites. Prolongacions

curtes nombroses i molt

ramificades del cos cel·lular.

Sistema ganglionar

20 21

Ciència a l’abastPlantejament del problema que es vol estudiar. Observació d’estomes

¿Totes les cèl·lules vegetals tenen la mateixa forma

i estructura o les cèl·lules que fan funcions diferents

presenten formes diferenciades? Podem trobar

la resposta a aquesta pregunta científica mitjançant

l’observació, utilitzant un microscopi.

Les plantes, com tots els éssers vius, necessiten fer

un intercanvi de gasos amb el medi. No tan sols

expulsen a l’exterior una gran quantitat de vapor

d’aigua, sinó que en fer la fotosíntesi prenen del medi

diòxid de carboni i expulsen oxigen, i en respirar,

prenen oxigen i expulsen diòxid de carboni.

La planta fa aquests intercanvis de manera contínua,

és a dir, les plantes no poden funcionar com un circuit

tancat a l’exterior, produint i consumint els seus propis

gasos.

L’entrada i la sortida del vapor d’aigua, de l’oxigen

i del diòxid de carboni es fa a través d’uns orificis

anomenats estomes, situats al revers de les fulles.

Els estomes no són simples obertures, sinó que estan

formats per dues cèl·lules, que poden dilatar-se i tancar

l’orifici, o retraure’s i obrir-lo.

1. Obtenim l’epiteli. Necessitem una fulla

de la qual sigui fàcil desprendre l’epiteli

del revers. Pot servir la fulla d’un lliri, tot i que

també podem utilitzar una fulla qualsevol

i submergir-la durant 30 segons en aigua bullint.

D’aquesta manera, l’epiteli es desprèn

amb més facilitat.

2. Fem la preparació. Posem un petit fragment

de l’epiteli sobre un portaobjectes net. Hi afegim

un colorant (blau de metilè o verd de metil),

i esperem dos minuts perquè impregni bé

les cèl·lules.

A continuació, aboquem unes gotes d’aigua

per eliminar el colorant sobrant, i cobrim

la preparació amb un cobreobjectes.

3. Observem el resultat. Col·loquem la preparació

al microscopi i l’observem amb l’objectiu

de menys augment. Un cop enfocat, posem

l’objectiu d’augment mitjà i, després de tornar

a enfocar-lo bé, passem al de més augment.

Cal observar la preparació durant una bona

estona, canviant els objectius diverses vegades,

ja que al principi no es perceben bé els detalls.

Cal que la vista s’acostumi al que està veient i,

a més, s’ha de trobar un lloc de la preparació

en què es vegin bé els estomes.

25. Per què s’ha de tenyir la preparació? Quina part de la cèl·lula vegetal es tenyeix més intensament?

26. Fes un dibuix senzill de com són les cèl·lules que formen l’epiteli vegetal i de com són les que formen els estomes. Són iguals o hi observes alguna diferència de forma?

27. Quina funció fan les cèl·lules de l’epiteli vegetal? I les cèl·lules que formen els estomes?

ACTIVITATS

Portaobjectes

Colorant

Rentatge

Làmina d’epiteli

del revers

Cobreobjectes

Cèl·lula epitelial

Estoma

Els microscopis

Sens dubte, les dimensions tan petites que té la cel·lula

n’han condicionat l’estudi al desenvolupament tecnològic

del microscopi.

Actualment, hi ha dos tipus bàsics de microscopis, que es

diferencien, principalment, en la capacitat d’augment que

aconsegueixen.

Utilitzen la llum com a font de radiació.

Fan servir lents de vidre per regular la llum.

Poden arribar als 2.500 augments.

La imatge s’observa en blanc i negre o en color,

depenent de la tinció.

Permeten observar material viu.

Tipus: estereoscòpic (permet apreciar el relleu),

de camp brillant, de camp clar, de contrast de fase,

de fluorescència, de polarització, petrogràfic

(per observar talls de minerals o roques), etc.

Utilitzen els electrons com a font de radiació.

Fan servir electroimants per regular els electrons.

Poden arribar als 500.000 augments.

La imatge s’observa en blanc i negre. Se solen acolorir

artificialment.

No permeten observar material viu.

Tipus: de transmissió (MET), amb el qual s’obtenen

imatges de talls (s’hi aprecien dues dimensions),

de rastreig (MER), amb el qual s’obtenen imatges

de superfícies (s’hi aprecien tres dimensions).

A FONS

Microscopis òptics Microscopis electrònics

Ocular

Lents

Preparació

Font de llum

Font

d’electrons

Preparació

Electroimants

Ocular

Parameci vist amb el microscopi òptic (A) i amb l’electrònic MET (a). Sang vista amb el microscopi òptic (B) i amb l’electrònic (b)

i acolorida artificialment. Llevats vistos amb el microscopi òptic (C) i amb l’electrònic MER (c) i acolorits artificialment. Bacteris

vistos amb el microscopi òptic (D) i amb l’electrònic MER (d).

A B

C D

a b

c d

Esquema d’una unitat

Els contingutses desenvolupen en una o dues pàgines,

de manera molt estructurada i amb

un suport d’imatges abundant. Les paraules

clau figuren en negreta.

Les idees fonamentalsestan destacades

sobre fons verd.Continguts desenvolupats a fonsdins d’alguns epígrafs.

Les activitatset permetran repassar els continguts treballatsen la pàgina.El símbol al costatd’algunes activitats indica que has de buscar la informació en els conceptes claudel final del llibre.

La relació i la coordinació

En aquesta unitat...

• Comprendràs en què consisteix la relació i com es produeixen diferentscomportaments en els animals.

• Aprendràs els diferents tipus de respostes i d’efectors dels animals.

• Diferenciaràs la comunicació nerviosade l’hormonal.

• Coneixeràs l’organització del sistemanerviós en diversos grups d’animals.

• Identificaràs diferents aparellslocomotors d’animals.

• Entendràs la resposta de les plantes als canvis en l’entorn.

• Aprendràs com es relacionen els organismes unicel·lulars.

• Experimentaràs amb el geotropisme dels vegetals.

PLA DE TREBALL

Macacos rhesus.

L’any 1953, un grup de científics japonesos anava cada dia a la platja del’illa de Koshima, al Japó, i hi deixaven moniatos per alimentar els ma-cacos rhesus que hi vivien, ja que el nombre de mones havia augmentatfins al punt que no hi havia prou recursos naturals per sostenir la pobla-ció. D’aquesta manera, els investigadors pretenien que els macacos aban-donessin el bosc i es quedessin al descobert, per poder-ne observar el com-portament de prop.

Un dia, després de donar de menjar als macacos, una femella de 18 me-sos, que van anomenar Imo, es va endur el moniato a l’aigua, el va sub-mergir amb una mà i amb l’altra li va treure la sorra. Al cap d’uns dies,la seva mare va començar a fer el mateix, i més tard, el grup de companyspropers a Imo es va unir a l’hàbit de netejar els moniatos abans de men-jar-se’ls.

Actualment, tots els macacos de Koshima renten els moniatos a l’aigua demar, i un bon nombre fins i tot ho fan repetidament abans de cada mos-segada, com si els agradés el gust salat.

Uns dos anys després, els científics van escampar grans de blat per la plat-ja. Els macacos recollien els grans d’un en un per menjar-se’ls. Però undia, Imo va agafar un grapat de sorra i blat i el va llançar a l’aigua. La so-rra es va enfonsar i els grans de blat van surar; Imo va recollir els grans ise’ls va menjar. Al cap d’un parell de mesos, la seva mare, els seus com-panys i la resta de macacos van aprendre novament aquest comportament.

1. Quins òrgans permeten als macacos captar la informació del medi?

2. Quin va ser el desencadenant que va provocarel comportament d’Imo? I la seva resposta?

3. Quins avantatges proporcionava a Imo i a la resta de macacos, aquest comportament?

4. Els macacos, com la resta d’animals, tenen un sistema que controla i coordina elfuncionament dels diferents òrgans. Quin ésaquest sistema?

5. Poden respondre a estímuls, els vegetals?Com?

RECORDA I RESPON

Busca la resposta Quins tipus de comportament pot tenir un animal?

3Número i títolde la unitat.

El text d’introduccióexplica un fet històric que està relacionat ambel contingut de la unitat.

La secció Pla de treball

presenta tots els puntsque es treballaran

al llarg de la unitat.

Una pàgina completa per a un contingut

desenvolupat a fons.

Les experiències al finaldels continguts et posenla ciència a l’abast.Estan explicades de manera molt clara i es poden fer fàcilment.Al llarg del llibre s’hanordenat de manera que puguis seguir cada una de les fases que els investigadorsduen a terme segons el mètode científic.

Doble pàgina com a introducció a la unitat

Pàgines d’epígrafs amb els continguts

Continguts per aprendre més coses i per fer pràctiques al laboratori

En la secció Recordai respon es formulenalgunes preguntes. Per respondre-les hauràsde recordar el que ja sapssobre el tema.La resposta de l’apartat Busca la respostala trobaràs al llarg de la unitat.

833921 _ 0001-0003.qxd 25/1/08 16:03 Página 2

3

EL RACÓ DE LA LECTURA

Llibres:

Secretos del mundo animalTIM BIRKHEAD et al. Ed. Reader's Digest

Llibre interessant, amè i il·lustrat a tot color, escrit en un llen-

guatge sezill i ple de descobriments científics fascinants so-

bre els animals.

Etologia: cap a la desmitificació de l’homeJORDI SABATER PI, PERE TOBARUELA. Publicacions de l’A-

badia de Montserrat, 2004

Llibre sobre els hàbits i la conducta dels animals.

La vida secreta de les plantesPETER TOMPKINS. Ed. Diana.

Tracta sobre les capacitats sensitives de les plantes.

En la pantalla:

Mecanismes biològics de control. VHS. Fundació Ser-

veis de Cultura Popular.

Descriu el funcionament dels diversos mecanismes pels

quals animals i plantes s’adapten al seu entorn mitjançant

respostes o senyals interns i externs.

En la xarxa:

http://canal-h.net/webs/sgonzalez002/Etologia/

indice.htm

Pàgina amb molta informació sobre comportament animal.

http://www.biologia-en-internet.com/default.asp?

Id=4&Fs=2

Interessant web sobre hormones vegetals.

NO T’HO PERDIS

62 63

51. Assenyala què li passa a un animal des que es produeix un estímul fins que executa una resposta.

52. Completa el resum indicant quins dos tipus de sistemes de coordinació presenten els animals, i assenyala

les característiques de cadascun. Els vegetals tenen tots dos tipus de coordinació?

53. A què dóna lloc el conjunt de respostes d’un organisme als estímuls externs? De quin tipus pot ser

en els animals?

54. Completa el resum indicant els principals tipus de tropismes.

ACTIVITATS

Resum

Estímuls

Un estímul és un canvi en el medi extern o intern, capaç de provocar

una resposta.

Els estímuls poden ser: físics, químics o biòtics.

Receptors

Són estructures que capten els estímuls. En els animals s’agrupen

en els òrgans dels sentits. Converteixen aquest estímul en impulsos

nerviosos que viatgen fins als centres nerviosos. Segons la naturalesa

de l’estímul, els receptors poden ser:

• Mecanoreceptors: sensibles al tacte, la pressió, el moviment i el so.

• Quimioreceptors: capten la presència de determinades substàncies

químiques.

• Termoreceptors: perceben canvis de temperatura.

• Fotoreceptors: capten la llum.

Centres

nerviosos

Elaboren les respostes que són conduïdes fins als òrgans efectors.

En els vertebrats són l’encèfal i la medul·la espinal.

Els nervis són els encarregats de dur els impulsos des dels receptors

fins als centres nerviosos i des dels centres nerviosos fins a totes

les parts del cos, i fer que els òrgans efectors executin l’acció.

Efectors

Són els òrgans encarregats de produir la resposta. Hi ha dos tipus

de resposta davant d’un estímul:

• Motora: la resposta és el moviment. La duu a terme l’aparell

locomotor.

• Secretora: la resposta és la producció de determinades substàncies.

La duen a terme les glàndules.

CO

OR

DIN

AC

IÓ I

RE

LA

CIÓ

AN

IMA

L

La resposta que donen les plantes enfront dels estímuls externs pot ser

de dos tipus:

• Tropismes: respostes permanents davant d’un estímul, en les quals es produeixen

canvis en la direcció del creixement del vegetal. Es parla de tropismes positius quan

el creixement de la planta es dirigeix cap a l’estímul, i de tropismes negatius

quan se n’allunya.

• Nàsties: són moviments passatgers de determinades zones del vegetal

com a resposta a un estímul extern.CO

OR

DIN

AC

IÓ I

RE

LA

CIÓ

VE

GE

TA

L

Sistemes sensorials

L’ ou d’un gavià argentat té laforma d’un ou de gallina, peròés força més gran. Tendeix a serde color verdós o marró, i pre-senta un seguit de taques fosques,especialment a l’extrem rom.Igual que l’oca a què fèiem re-ferència abans, el gavià recupe-ra els seus ous si roden fora delniu. L’ etòleg holandès GerardBaerends ha estudiat aquestcomportament en una enginyo-sa i extensa bateria d’experi-ments per descobrir exactamentquins estímuls li diuen a l’ani-mal que l’objecte que hi ha foradel niu és certament un ou.

Baerends va posar dos ous fal-sos, l’un al costat de l’altre, foradel niu d’un gavià i va observardes d’un amagatall quin feia ro-dar primer. Al llarg de milers deproves, va anar variant les ca-racterístiques dels models per de-terminar quines eren les pre-ferències dels gavians. Per evitarconfusions, només canviava untret cada vegada. Per exemple,va posar a prova els gavians ambous de mides variades: des deld’un colom fins al d’un estruç,però conservant la forma, el co-lor i la taca dels originals durant

tots els experiments. Per inves-tigar la influència de la forma,va utilitzar models en forma deprismes, cilindres, blocs rectan-gulars, així com d’altres en for-ma d’ou, però tots de la matei-xa mida i pintats de manerasemblant amb l’objectiu de com-provar quina forma era la méseficaç.

Per decidir quines característi-ques eren les més importants perals gavians, va haver de fer ungran nombre d’experiments, jaque els ocells mostraven una mar-cada preferència per la posició:davant de dos ous semblants, al-guns triaven gairebé invariable-ment el que estigués a l’esquerra,i uns altres, el de la dreta.

Per prendre en consideració totaixò, calia presentar a cada ga-vià molts parells diferents i can-viar-ne la posició de manera sis-temàtica. Els resultats van sermolt aclaridors. Per exemple, elsocells tendien a preferir el mésgran dels dos ous, fins i tot en-cara que fos molt més gran queels seus i l’altre fos de mida normal. També preferien els ousfalsos amb moltes taques petites als

naturals amb poques taques grans.Probablement, la raó de totesdues reaccions era que els ous demida més gran i amb moltes ta-ques són cridaners. De fet, potser que estimulin més els ulls

de l’ocell i, per tant, tinguin més probabilitat d’atraure la sevaatenció.

PETER J. B. SLATER,El comportamiento animal.

Ed. Cambridge University Press(text adaptat)

55. Com són els ous d’un gavià argentat?

56. Per què els gavians preferien els ous grans

i amb moltes taques?

57. Què volia descobrir Baerends? A quines

conclusions arriba Baerends en els seus

experiments?

58. Imagina’t que has d’investigar sobre el color que

prefereixen els gavians en els ous, com ho faries?

59. Per què creus que Baerends canviava només

un tret dels ous cada vegada que feia un

experiment?

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

Conceptes clau

243

iocenosiConjunt dels éssers vius que formenpart d’un ecosistema. La biocenosi ésla part viva de l’ecosistema, mentre queel biòtop és la part inerta. Del grec bios:‘vida’, i koinós: ‘comú’.

Biodiversitat Quantitat d’espècies que hi ha en unlloc, en un ecosistema o en qualsevolaltre sistema considerat. Com més granés la biodiversitat, més complexes sónles relacions que s’estableixen entre elséssers vius.

BioelementElement químic present en els éssersvius i que forma les biomolècules. Sónexemples de bioelements el carboni, l’hidrogen, l’oxigen i el nitrogen.

Bioma Conjunt d’ecosistemes d’una zona de laTerra caracteritzats per un clima deter-minat o unes condicions determinades.Les selves equatorials, els deserts tropi-cals o els fons oceànics són exemples debiomes on es poden trobar ecosistemesdiferents.

BiomassaQuantitat de matèria viva que hi ha enun ésser viu, en un ecosistema o enqualsevol altre sistema considerat.També és la matèria orgànica procedentdels éssers vius, que es pot utilitzar coma font energètica. És la font d’energiarenovable més utilitzada.

Biomolècula Molècula constituent dels éssers vius.Les biomolècules estan formades perla unió d’àtoms de certs elements quí-mics. Es poden classificar en dostipus: inorgàniques, com l’aigua i lessals minerals, i orgàniques, exclusi-ves dels éssers vius, com els glúcids,els lípids, les proteïnes i els àcidsnucleics.

BiosferaConjunt de tots els éssers vius que hiha a la Terra. Del grec bios: ‘vida’, isphaira: ‘esfera’.

B

BiòtopEspai físic ocupat per un ecosistema, incloent-hi tots els components no bio-lògics, com les roques, l’aigua i l’aire, i totes les variables que s’hi poden me-surar: temperatura, hores de llum, hu-mitat, quantitat d’oxigen dissolt en l’ai-gua, etc. Del grec bios: vida, i tópos: lloc.

Bipartició Modalitat de reproducció asexual en laqual una cèl·lula es divideix en duesmeitats iguals. És freqüent en bacterisi protozous.

alorEnergia que es transfereix d’un cos aun altre quan es troben a temperaturesdiferents. La unitat en el sistema inter-nacional és el joule (J), tot i que es man-té com a unitat d’ús habitual la calo-ria (cal).

Capil·laritatFenomen físic pel qual certs líquids,entre ells l’aigua i les seves dissolucions,ascendeixen per tubs de diàmetre pe-tit vencent la força de la gravetat.

Carbonització Transformació de la matèria orgànica,especialment de la fusta, en carbó, acausa d’un augment de la temperaturai la pressió en absència d’oxigen. Aquestprocés natural es duu a terme tambéartificialment a les carboneres per ob-tenir carbó vegetal a partir de la fusta.

CàrsticReferent a l’acció geològica de les ai-gües que produeixen una dissolució so-bre les roques, ja sigui en la superfície(modelat càrstic superficial) o en el sub-sòl (modelat càrstic subterrani). De laregió de Karst, a l’antiga Iugoslàvia.

C

Catabolisme Conjunt de reaccions químiques mit-jançant les quals les cèl·lules degradenels nutrients orgànics en compostosmés senzills.

Cèl·lula fotoelèctrica Dispositiu que produeix electricitatquan rep llum. Es pot utilitzar com adetector del pas de persones o animals(com ara a les portes d’alguns ascen-sors), o com a dispositiu per generarelectricitat. En aquest cas s’agrupenmoltes cèl·lules fotoelèctriques (ano-menades cèl·lules fotovoltaiques), queformen un panell fotovoltaic.

Clast Fragment de roca de qualsevol mida,forma i procedència, que és produït permeteorització i evacuat per un agentgeològic. Els clasts més petits són lespartícules d’argila, i els més grans sónels blocs transportats per les glaceres.

Colada Capa de materials d’origen volcànic.Pot ser de lava o de piroclasts.

Colònia Conjunt de cèl·lules o individus quecreixen en un mateix lloc, que s’espe-cialitzen en diferents funcions i queprocedeixen d’un mateix progenitor.

Conductor tèrmic Material que condueix bé la calor, perexemple, la gran majoria de metalls.

Contracció Disminució de mida que experimentaun cos, ja sigui sòlid, líquid o gasós, acausa del descens de temperatura.

Egestió Procés pel qual els animals eliminen elsresidus dels aliments que no han po-gut ser digerits i que han de ser expul-sats a l’exterior de l’organisme en for-ma de matèria fecal.

Energia Capacitat que tenen els cossos de pro-duir transformacions. Es pot presentaren diferents formes: llum, calor, energiaelèctrica, so, etc. Les transformacions esduen a terme mitjançant treball o calor.En el sistema internacional l’energia esmesura en joules (J).

EòlicReferent al vent. Del grec Aíolos: déudels vents.

Epicentre Lloc de la superfície terrestre situat justa la vertical de l’hipocentre o focus sís-mic. És el lloc on es percep primer el ter-ratrèmol, i on aquest assoleix la inten-sitat més gran. Del grec epi: ‘a sobre’, ikentron: ‘centre’.

Escorrentia Lloc per on s’escorre l’aigua. L’ escor-rentia superficial fa referència a les ai-gües salvatges i els rius. Les aigües queflueixen per l’interior de l’escorça te-rrestre formen l’escorrentia subterrània.

Esporangi Estructura dels vegetals, en forma de sac,nascuda de l’esporòfit i que s’especialit-za a produir espores. Del grec spor: ‘lla-vor’, i angion: ‘vas’ o ‘recipient’.

EsporòfitTipus d’individu, o part d’aquest, quepresenten les plantes al llarg del seu ci-cle vital, capaç de produir espores. Enles plantes amb flors i en les falguerescorrespon a la part visible. Del grec spor:‘llavor’, i phyton: ‘planta’.

EstacionalRelatiu a les estacions de l’any. Per exem-ple, la floració de molts vegetals, les neva-des o les sequeres, són fenòmens que esconsideren estacionals, ja que són carac-terístics de determinades èpoques de l’any.

242

CotilèdonCadascuna de les primeres fulles queapareixen en l’embrió d’una planta ambllavors. Contenen reserves alimentíciesper alimentar l’embrió durant la ger-minació.

escomponedorOrganisme que es nodreix de restesd’èssers vius, a partir dels quals pro-dueix matèria orgànica i sals minerals,amb la qual cosa augmenta la fertilitatdel sòl o l’aigua. Els organismes des-componedors són la major part delsbacteris i fongs unicel·lulars.

Desplaçament Distància que separa els punts final iinicial d’un moviment. El desplaçamentno és sempre igual a l’espai recorregut,només en el cas d’una trajectòria rec-ta coincideixen l’espai recorregut i eldesplaçament.

DiàclasiFractura en una roca rígida sense quees desplaci cap dels fragments.

clipsiFenomen que té lloc quan un cos que-da ocult totalment o parcialment perun altre, de manera que s’impedeixveure el primer normalment. Els méshabituals són els de Sol i els de Lluna.

EcosferaConjunt de tots els ecosistemes de laTerra.

EcosistemaConjunt format pels éssers vius que ha-biten en una zona determinada i queinteraccionen estretament entre si, i elsfactors ambientals que caracteritzenaquesta zona.

Efecte d’hivernacle Fenomen natural provocat per l’ele-vació de la temperatura de l’atmosferai de la superfície terrestre, a causa del’absorció dels raigs infraroigs (calor),per part dels gasos atmosfèrics, fentpossible una temperatura apta per alséssers vius.

E

D

comodació visualCanvi que té lloc en la curvatura del cris-tal·lí perquè els raigs de llum s’enfoquincorrectament sobre la retina.

Aïllant tèrmic Material que no condueix bé la calor,com el suro, la fusta o el porexpan.

AnabolismeConjunt de reaccions químiques mit-jançant les quals les cèl·lules fabriquenels compostos orgànics.

AngiospermaPlanta amb flors i llavors amagades enun fruit, com ara l’alzina i la rosella. Delgrec angion: ‘vas’ o ‘receptacle’, i sperm:‘llavor’.

Anys llumDistància que la llum recorre en un any.Correspon aproximadament a 9,5 bi-lions de quilòmetres.

AtmosferaCapa gasosa que envolta la Terra. Estàformada per una mescla de gasos anomenada aire. Del grec atmós: ‘va-por’, i sphâira: ‘esfera’.

Autòtrof Ésser viu que pot elaborar matèria or-gànica a partir d’aigua, diòxid de car-boni, sals minerals i energia, mitjançantla fotosíntesi (energia lumínica). Són au-tòtrofs les plantes, les algues i els bacte-ris fotosintètics, i també reben el nomd’organismes productors. Del grec au-tós: ‘un mateix’, i trophé: ‘menjar’.

A

greix àcidgras

glicerol

proteïna

aminoàcid

El Resum està estructurat de manera

molt esquemàtica perquètinguis en una sola

pàgina el més essencialde la unitat. Les activitats

et permeten treballar-lo o bé et demanen que n’elaboris un de nou.

Una selecció de textoscreen El racó de la lectura. Aquí podràs llegir alguns fragments interessants, a mésde dades biogràfiquesi altres informacions.Unes preguntes et permetran desenvoluparla comprensió lectora.

Per acabar, et recomanemalguns llibres o revistes,pel·lícules i documentals,i adreces d’Internet.

114 115

24 ��� En la composició d’una biocenosi calconsiderar dos paràmetres: abundància, que és la proporció entre el nombre d’individusd’aquesta espècie i el nombre total d’individus a la comunitat, i diversitat, que és la proporció entre el nombre d’espècies presents i el nombre totald’individus de la comunitat. En els esquemes següents s’han representat duesbiocenosis de dues zones diferents.

a) Quina és l’abundància de cada espècie en cadascuna de les zones?

b) Quina de les dues zones presenta més diversitat?c) Quin lloc presenta condicions més favorables?d) En gairebé totes les biocenosis hi ha una espècie

dominant, que sol ser la més abundant.Generalment, les espècies dominants són les quedonen nom a l’ecosistema on es troben: pineda,roureda, alzinar, etc. Hi ha alguna espècie dominanten cadascuna de les biocenosis?

25. � Copia l’esquema següent a la llibreta i marca-hi les diferents zones que es distingeixen en un ecosistema marí.

Activitats26. �� Observa la fotografia següent i assenyala el tipus

d’ecosistema de què es tracta.

27. �� Identifica els éssers vius següents i indica si sóncaracterístics d’un ecosistema marí o d’aigua dolça, o si poden ser en tots dos.

28. �� A la muntanya hi ha una gran diferència en la quantitat d’animals que s’observen durantl’estiu i a l’hivern. Pots explicar-ne la raó?

29. �� Sovint, la vegetació que hi ha en un parc no depèn del clima de la zona. Podem trobar arbresde climes humits en zones de clima sec. Potsexplicar per què?

30. ��� La rata comuna és omnívora i s’alimenta sovint de les deixalles. Una empresa desratitzadoradiu que té un producte que acabarà amb més de la meitat de les rates d’una ciutat. Et sembla una bona solució? Quina estratègia faries servir tu?

Espècie A

Espècie B

Espècie C

Espècie D

Espècie E

Zona 1

Zona 2

31. ���La fotografia A mostra les fulles de la carrasca(Quercus rotundifolia), i la fotografia B, les fulles del faig (Fagus sylvatica).

Assenyala en quin ecosistema terrestre creix cadaplanta i indica algunes de les adaptacions que han fetal medi on viuen.

32. ��� Les fotografies mostren una perdiu blanca (foto A) i una perdiu comuna (foto B). La perdiublanca té un color ben diferent de la comuna. Creus que es tracta d’una adaptació al medi on viuen? Per què?

L’ecosistema del llac

Els llacs, a diferència dels mars, presenten dues capes:una de superior, calenta a l’estiu i freda a l’hivern, i una d’inferior, sempre freda. A les ribes s’hidesenvolupa una vegetació en què abunden les plantesaquàtiques. La fauna és molt variada, i són moltabundants els insectes, els anèl·lids i els crustacis. Els fons dels llacs són diferents, dependent de l’exposició als vents. On els vents són forts, abunden les onades i els fons sorrencs. On hi ha poc vent, les aigües són més tranquil·les i es poden acumulargrans dipòsits de llot al fons. A les zones més profundes, on l’aigua amb prou feines circula, l’oxigenés escàs.

El dibuix adjunt representa un ecosistema associat a un tram de llac.

33. � Quines poblacions podem distingir en el dibuix?

34. �� Quins factors abiòtics creus que condicionenl’ecosistema? Quin tipus de factor és la torre de la línia elèctrica, abiòtic o biòtic?

35. ��� Un grup d’estudiants ha mesurat la quantitat d’oxigen del llac de dia i de nit, i ha obtingut unes dades una mica diferents. Els valors han quedat reflectits en les gràfiquessegüents:

Explica a què creus que són degudes les variacionsque s’observen entre la quantitat d’oxigen durant el dia i la nit.

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

A B

A B

Oxigen

Pro

fund

itat

Pro

fund

itat

Quantitat de O2 dissolt

O2 Dia

O2 Nit

A B C

D EF

G H I

Oxigen Quantitat de O2 dissolt

Les activitats finalsestan plantejades perquè

puguis comprovar tot elque recordes de la unitat,

i relacionen i integren uns continguts amb unsaltres. En cada activitat

s’indica el grau de dificultat que té:

● Senzilla●● Mitjana

●●● Complicada

Cada concepte està definit i explicat d’una manera senzillaperquè el puguis entendre fàcilment.Es tracta d’un element de consulta que utilitzaràsal llarg de tot el curs.

Al final del llibre trobaràsels Conceptes clau, que és una relació de

conceptes importantsque s’han tractat al llarg

de les unitats.

En l’apartat Una anàlisi científicapodràs examinar un tema concret o aplicar els teusconeixements a un casparticular de la vida quotidiana. En aquest apartat es plantegen preguntes ambles quals podràs treballar i desenvolupar la teva competència científica.

Doble pàgina amb activitats finals

Un resum i una lectura per acabar la unitat

Els conceptes clau definits al final del llibre

833921 _ 0001-0003.qxd 25/1/08 16:03 Página 3

Índex

4

BLOC I: FUNCIONS DELS ÉSSERS VIUS

1. El manteniment de la vida1. Els éssers vius i les funcions vitals .............................................. 82. La composició química dels éssers vius...................................... 103. El coneixement històric de la cèl·lula ......................................... 114. Com són les cèl·lules? ................................................................ 125. La nutrició cel·lular .................................................................... 146. La nutrició autòtrofa i l’heteròtrofa............................................. 157. La fotosíntesi .............................................................................. 168. La respiració cel·lular ................................................................. 179. La reproducció cel·lular.............................................................. 18A fons. Els microscopis ................................................................. 20Ciència a l’abast. Plantejament del problema que es vol estudiar.Observació d’estomes..................................................................... 21Una anàlisi científica. El cas de l’euglena ..................................... 23El racó de la lectura. De la fotosíntesi als àcids nucleics............... 25

2. La nutrició 1. La funció de nutrició.................................................................. 282. El procés digestiu en els animals ................................................ 303. La respiració en els animals........................................................ 324. Tipus de respiració en els animals (I) ......................................... 335. Tipus de respiració en els animals (II)........................................ 346. El transport de substàncies en els animals.................................. 357. Tipus d’aparells circulatoris en els animals................................. 368. L’excreció en els animals ............................................................ 379. La nutrició en les plantes............................................................ 38Ciència a l’abast. Formulació d’una hipòtesi. El transport en les plantes .............................................................. 41Una anàlisi científica. L’aparell digestiu dels herbívors ................ 43El racó de la lectura. Adaptacions a l’ambient aquàtic.................. 45

3. La relació i la coordinació1. La relació i la coordinació en els éssers vius ............................... 482. Els receptors d’estímuls.............................................................. 503. Els sistemes de coordinació........................................................ 514. El sistema nerviós....................................................................... 525. El sistema endocrí ...................................................................... 546. L’aparell locomotor .................................................................... 557. Les respostes de les plantes als estímuls ..................................... 56A fons. La funció de relació en els organismes unicel·lulars.................................................................................... 58Ciència a l’abast. Formulació i comprovació d’hipòtesis. El geotropisme de les plantes ......................................................... 59Una anàlisi científica. Els reflexos condicionats ........................... 61El racó de la lectura. Sistemes sensorials...................................... 63

4. La reproducció1. La reproducció i el cicle vital.................................................... 662. La reproducció asexual en els animals...................................... 673. La reproducció sexual en els animals ....................................... 684. La fecundació........................................................................... 695. El desenvolupament embrionari .............................................. 706. El desenvolupament postembrionari........................................ 717. El cicle vital de les plantes........................................................ 728. La reproducció asexual en les plantes....................................... 739. La reproducció sexual en les plantes amb llavors ..................... 74

10. L’eficàcia de la reproducció ...................................................... 76Ciència a l’abast. Elaboració d’un dibuix científic. La flor............................................................................................. 77Una anàlisi científica. Clonar conills............................................ 79El racó de la lectura. Un amant sacrificat ..................................... 81

BLOC II: ELS ÉSSERS VIUS I ELS ECOSISTEMES

5. L’estructura dels ecosistemes 1. La biosfera, l’ecosfera i els ecosistemes ..................................... 842. Els components de l’ecosistema ............................................... 853. La interacció entre el biòtop i la biocenosi ............................... 864. Les principals adaptacions dels éssers vius .............................. 875. L’hàbitat i el nínxol ecològic..................................................... 886. La matèria i l’energia en els ecosistemes ................................... 897. L’alimentació dels éssers vius en els ecosistemes ...................... 908. Les piràmides ecològiques........................................................ 919. El paper dels productors i els descomponedors ....................... 92

10. Les relacions biòtiques ............................................................. 9311. L’autoregulació de les poblacions ............................................. 94Ciència a l’abast. Representacions gràfiques. Estudi de les relacions tròfiques en un ecosistema ......................... 95Una anàlisi científica. Piocs salvatges i segadores......................... 97El racó de la lectura. Quant val la biosfera?.................................. 99

6. Els ecosistemes de la Terra1. Els ecosistemes terrestres........................................................... 1022. Exemples d’ecosistemes terrestres naturals................................ 1043. Exemples d’ecosistemes terrestres humanitzats ......................... 1054. Els ecosistemes aquàtics ............................................................ 1065. Exemples d’ecosistemes marins................................................. 1086. Exemples d’ecosistemes d’aigua dolça ....................................... 1097. Valoració de la biodiversitat....................................................... 1108. El sòl com a ecosistema............................................................. 111A fons. Canvis ambientals en la història de la Terra....................... 112Ciència a l’abast. Elaboració de taules de dades. Anàlisi d’un sòl.............................................................................. 113Una anàlisi científica. L’ecosistema del llac ................................. 115El racó de la lectura. De ratolins i llops....................................... 117

833921 _ 0004-0005.qxd 25/1/08 16:08 Página 4

5

BLOC III: DINÀMICA TERRESTRE

7. La dinàmica externa del planeta1. La meteorització de les roques. Els agents atmosfèrics ............ 1202. Els processos de meteorització ................................................ 1213. El modelat del relleu. Els agents geològics .............................. 1224. El motor dels agents geològics................................................. 1245. Classificació dels agents geològics ........................................... 1256. El vent..................................................................................... 1267. Les glaceres ............................................................................. 1278. Les aigües salvatges ................................................................. 1289. Els rius .................................................................................... 129

10. Les aigües subterrànies............................................................ 13011. El mar ..................................................................................... 13112. Les roques sedimentàries......................................................... 13213. Representació del relleu .......................................................... 133A fons. Les captures fluvials.......................................................... 134Ciència a l’abast. Elaboració de models experimentals. El retrocés d’un penya-segat .......................................................... 135Una anàlisi científica. L’agent geològic que flueix cap amunt ..... 137El racó de la lectura. Un llarg viatge i un gran llibre.................... 139

8. La dinàmica interna del planeta1. La calor interna de la Terra...................................................... 1422. Les manifestacions de la calor interna ..................................... 1433. El vulcanisme.......................................................................... 1444. Els terratrèmols ....................................................................... 1465. Les ones sísmiques i l’estructura de la Terra ............................ 1476. Els moviments de les plaques litosfèriques.............................. 1487. Volcans, terratrèmols i tectònica de plaques ............................ 1498. La formació de muntanyes ...................................................... 1509. Els riscos atribuïbles a processos interns ................................. 152

10. La interacció dels processos interns i externs .......................... 15311. Les falles i els plecs ................................................................. 15412. Les roques ígnies .................................................................... 15613. Les roques metamòrfiques....................................................... 157A fons. La història del Mediterrani ............................................... 158Ciència a l’abast. Elaboració de taules de dades. Simulació de diferents colades de lava .......................................... 159Una anàlisi científica. La perillositat dels volcans ....................... 161El racó de la lectura. Viatge a les profunditats ............................ 163

BLOC IV: MATÈRIA I ENERGIA

9. El moviment i les forces1. El moviment............................................................................ 1662. Tipus de moviments ............................................................... 1683. Les forces................................................................................. 1704. Representació de les forces ..................................................... 1725. La força de la gravetat.............................................................. 1746. Massa i pes .............................................................................. 1757. La pressió ................................................................................ 176

Ciència a l’abast. Estudi d’un moviment a través de la seva gràfica espai-temps........................................................ 179Una anàlisi científica. El principi d’Arquimedes ......................... 181El rincón de la lectura. Astronautes de silici ............................... 183

10. L’energia1. Què és l’energia?...................................................................... 1862. Característiques de l’energia .................................................... 1873. Formes de presentació de l’energia.......................................... 1884. La conservació i la degradació de l’energia .............................. 1905. Energia i treball ....................................................................... 1916. Les fonts d’energia i els tipus que n’hi ha ................................ 1927. Fonts no renovables d’energia (I). Carbó i petroli ................... 1938. Fonts no renovables d’energia (II). Gas natural i urani............ 1949. Fonts renovables d’energia (I). Hidràulica............................... 195

10. Fonts renovables d’energia (II). Solar, eòlica, biomassa, geotèrmica i mareomotriu ....................................................... 196

11. El futur de l’energia ................................................................. 198Ciència a l’abast. Interpretació de resultats. Escalfador d’aigua per energia solar............................................... 199Una anàlisi científica. Centrals d’energia elèctrica....................... 201El racó de la lectura. La tecnologia primitiva .............................. 203

11. La calor i la temperatura1. Els conceptes de calor i temperatura ......................................... 2062. Els efectes de la calor sobre els cossos ....................................... 2083. La mesura de la temperatura ..................................................... 2104. El termòmetre ........................................................................... 2115. La propagació de la calor........................................................... 2126. Conductors i aïllants tèrmics..................................................... 2147. La pell com a òrgan de percepció de la calor............................. 215A fons. Adaptacions dels éssers vius a la temperatura.................... 216Ciència a l’abast. Interpretació de resultats. La dilatació dels cossos.................................................................. 217Una anàlisi científica. Fins quant pot augmentar la temperaturad’una substància? .......................................................................... 219El racó de la lectura. El gep del camell........................................ 221

12. La llum i el so1. Què és una ona?...................................................................... 2242. Els objectes com a fonts secundàries de llum.......................... 2253. La llum es propaga en línia recta ............................................. 2264. Les ombres i els eclipsis........................................................... 2275. La reflexió de la llum............................................................... 2286. La refracció de la llum............................................................. 2297. La descomposició de la llum ................................................... 2308. El color dels cossos ................................................................. 2319. La percepció de la llum. L’ull .................................................. 232

10. El so ........................................................................................ 23311. Les qualitats del so .................................................................. 23412. La percepció del so. L’orella .................................................... 235A fons. La contaminació acústica i lumínica ................................. 236Ciència a l’abast. Comunicació de resultats. La reflexió de la llum..................................................................... 237Una anàlisi científica. L’impacte del meteorit.............................. 239El racó de la lectura. Tecnologies de seguiment visual ................ 241

CONCEPTES CLAU .................................................................. 242

833921 _ 0004-0005.qxd 25/1/08 16:08 Página 5

El manteniment de la vida

En aquesta unitat...

• Identificaràs les característiques dels éssers vius i els distingiràs de la matèria inerta.

• Comprendràs la teoria cel·lular i l’estructura dels diferents tipus de cèl·lules.

• Diferenciaràs els dos tipus de nutriciócel·lular.

• Entendràs els processos mitjançant els quals una cèl·lula obté matèriai energia.

• Reconeixeràs la importància de la fotosíntesi.

• Analitzaràs la respiració cel·lular com a mitjà d’obtenció d’energia.

• Identificaràs les formes en què esreprodueixen les cèl·lules.

• Observaràs cèl·lules al microscopi.

• Comprendràs la importància de tenyircèl·lules per facilitar-ne l’observació.

PLA DE TREBALL

1833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 6

Des de l’antiguitat fins als nostres dies s’han formulat moltes hipòtesis perrespondre a l’enigma de com sorgeix la vida.

L’any 1640, el científic Jan Baptista van Helmont va arribar a proposar unarecepta per crear ratolins: «Les criatures com ara polls, paparres, puces icucs són els nostres hostes i veïns, però neixen de les nostres entranyes i excrements. Perquè si col·loquem roba interior plena de suor juntamentamb blat en un recipient de boca ampla, al cap de vint-i-un dies l’olor can-via, i el ferment, sorgint de la roba interior i penetrant a través de lesclofolles del blat, canvia el blat en ratolins». Segons Helmont, la suor hu-mana actuava de força vital per transformar el blat en ratolins.

Aquesta idea està fundada en el concepte de «generació espontània» queva perdurar durant molt temps.

La primera experiència científica en contra de la generació espontània lava fer l’any 1668 Francesco Redi, que va demostrar que els cucs blancsque apareixien als pots de carn en descomposició eren larves de mosca ique només sorgien quan els pots estaven destapats. No obstant això, moltscientífics no van acceptar les conclusions de Redi, ja que consideraven queels cucs no apareixien als pots tancats a causa de l’absència d’oxigen, un«principi vital» fonamental per al desenvolupament d’aquests animals.

1. Què s’entén per generació espontània?

2. Posa un exemple d’ésser viu i un de matèriainerta, i per mitjà d’aquests exemples, intentaexplicar quines característiques del primer el diferencien del segon.

3. Què necessita bàsicament un ésser viu per mantenir-se amb vida?

4. Quines característiques comunescomparteixen tots els éssers vius? Què s’enténper funcions vitals?

5. Per què creus que es diu que la cèl·lula és la unitat mínima de la vida? Quins tipus de cèl·lules coneixes?

6. Quin instrument utilitzaries per poder observarles cèl·lules?

RECORDA I RESPON

Busca la respostaNecessiten respirar, les plantes?

Jan

Bap

tista

van

Hel

mon

t.

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 7

Els éssers vius i les funcions vitals

Una papallona, una alzina i nosaltres mateixos som éssers vius. En can-vi, una roca, l’aire o un robot són matèria inerta.

Fins a l’edat mitjana es pensava que les característiques pròpies dels és-sers vius eren degudes al fet que estaven proveïts d’una força vital, mis-teriosa i divina. Aquesta doctrina era coneguda com a vitalisme.

Però, què diferencia els éssers vius de la matèria inerta? Una part de laresposta a aquesta pregunta rau en les característiques pròpies de cadaun.

Els éssers vius ens alimentem, respirem, expulsem productes de rebuig,percebem canvis en el medi i hi responem, creixem i ens reproduïm.Aquestes funcions s’anomenen funcions vitals.

Els éssers vius som capaços de dur-les a terme perquè posseïm unesestructures específiques, mentre que la matèria inerta no disposa d’a-questes estructures i no fa funcions vitals.

L’organització dels éssers vius

Tots els éssers vius, des dels més petits fins als més grans, presentem di-ferents nivells d’organització amb diversos graus de complexitat es-tructural creixent.

Un dels nivells inferiors correspon als compostos químics. Tots els és-sers vius estem formats per un seguit de compostos químics exclusiusi complexos. Per contra, la matèria inerta està constituïda per compos-tos químics més senzills.

Els compostos químics dels éssers vius formen estructures cel·lulars.Aquestes, al seu torn, s’uneixen per formar cèl·lules. Les cèl·lules s’organitzen en teixits; els teixits, en òrgans, i els òrgans, en sistemes. Ca-dascun d’aquests passos correspon a un nivell d’organització.

Alimentació i nutrició

Mitjançant l’alimentació, els éssers vius incorporem substàncies del me-di que ens envolta.

Quan arriben a l’interior de les cèl·lules, les substàncies són transfor-mades, per mitjà de reaccions químiques, en energia, necessària per ales funcions vitals, i en matèria, necessària per créixer i reposar les partsdanyades. Aquest procés rep el nom de nutrició.

Respiració

Per mitjà de la respiració els éssers vius obtenim l’energia que con-tenen els aliments que arriben a l’interior de les cèl·lules. En aquestprocés, que generalment necessita oxigen, es produeixen energia isubstàncies de rebuig, sobretot diòxid de carboni i aigua.

Tots els éssers vius, tant els animals com els vegetals, els fongs i els mi-croorganismes, respirem. Per fer-ho, prenem oxigen i expulsem diòxidde carboni.

1

8

Tots els éssers vius, des dels bacterismicroscòpics fins a les palmeres gegantines,estem formats per estructures similars amb diversos graus de complexitat creixent.

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 8

9

Excreció de productes de rebuig

Com a conseqüència de la respiració i la transformació de l’aliment enmatèria pròpia, es produeixen substàncies que, si s’acumulen, resultenperjudicials per a l’organisme. L’excreció és el procés pel qual aques-tes substàncies de rebuig són expulsades a l’exterior.

En els animals, els principals productes d’excreció són el diòxid decarboni (CO2), l’aigua (H2O) i l’amoníac (NH3). El diòxid de carboni s’elimina a través de l’aparell respiratori, i l’aigua i l’amoníac, a través del’aparell excretor.

Al contrari que els animals, les plantes no tenen òrgans especialitzats enl’eliminació de substàncies de rebuig. Expulsen diòxid de carboni (du-rant la nit), oxigen i aigua a través de les fulles.

Resposta davant els canvis ambientals

Tots els éssers vius ens relacionem amb el nostre entorn, és a dir, de-tectem canvis (estímuls) en el medi, tant intern com extern, i hi ela-borem respostes adequades.

La resposta a un estímul pot ser simple, com el moviment d’un bactericap a un focus lluminós, o complexa, com els rituals d’aparellament d’al-guns animals.

Els animals podem percebre estímuls a través d’estructures especialit-zades, anomenades receptors, com ara els òrgans dels sentits.

Les plantes no tenen òrgans dels sentits i no es desplacen. No obstantaixò, poden percebre estímuls i elaborar-hi respostes adequades. Les res-postes més freqüents de les plantes consisteixen en creixements diri-gits o en obrir i tancar unes estructures determinades.

Creixement

El creixement d’un ésser viu es manifesta com un augment de la midacel·lular, del nombre de cèl·lules o de totes dues coses. Pot durar totala vida de l’organisme, com en determinats arbres, o restringir-se a unaetapa de la vida o fins a certa alçària, com en la majoria dels animals.

Reproducció

Mitjançant la reproducció els éssers vius produïm descendents idènticso similars a nosaltres. Així perpetuem la vida i assegurem la continuï-tat de la nostra espècie al llarg del temps.

Segons si hi intervé un sol individu o dos progenitors, la reproducciópot ser asexual o sexual.

1. Indica alguns exemples que demostrin que les plantes, com la restad’éssers vius, responen a canvis ambientals.

2. Busca en els conceptes clau el significat de teixit, òrgan, sistemai estímul.

ACTIVITATS

Les flors de les campanetes es tanquen a la nit.

Dia

Nit

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 9

10

La composició química dels éssers vius

A més de fer un seguit de funcions vitals comunes, tots els éssers viusestem formats per cèl·lules i constituïts pel mateix tipus de substànciesquímiques, les biomolècules. Aquestes biomolècules estan compostesper un seguit d’elements químics, els bioelements.

Biomolècules inorgàniques

S’anomenen així perquè estan presents tant en la matèria viva com enla inerta.

• Aigua. És la substància més abundant en tots els éssers vius. Consti-tueix prop del 65 % del nostre cos, encara que la distribució variad’uns òrgans a uns altres: per exemple, la sang i el cervell contenenmés quantitat d’aigua que els ossos. L’aigua és el component principal de les cèl·lules i de líquids orgànics,com la sang. L’aigua és el mitjà de transport de substàncies, i s’hi duen a terme totes les reaccions químiques de l’organisme.

• Sals minerals. Tenen diverses funcions en els éssers vius; formenestructures, com ara les cobertes dels crustacis i els mol·luscs o l’es-quelet dels vertebrats, i participen en funcions com ara la transmis-sió de l’impuls nerviós i la contracció muscular.

Biomolècules orgàniques

S’anomenen així perquè són exclusives dels éssers vius.

• Glúcids. Són molècules formades per monosacàrids, com la gluco-sa, de la qual s’obté energia. La unió de diversos monosacàrids for-ma els polisacàrids, com ara el midó de les plantes, amb funció de reserva energètica, o la cel·lulosa, que forma la paret de les cèl·lulesvegetals.

• Lípids. Són molt variats i tenen diverses funcions. Destaquen els grei-xos, amb funció de reserva energètica en animals, i els fosfolípids oel colesterol, que formen membranes cel·lulars.

• Proteïnes. Són grans biomolècules formades per la unió de moltesmolècules més petites anomenades aminoàcids. Tenen un gran nom-bre de funcions: estructural, com ara el col·lagen de la pell; transpor-tadora, com ara l’hemoglobina de la sang; defensiva, com ara els an-ticossos; reguladora de reaccions químiques, com ara els enzims; etc.

• Àcids nucleics. Són grans biomolècules formades per la unió d’altres de més petites anomenades nucleòtids. N’hi ha de dos ti-pus: l’àcid desoxiribonucleic (ADN), encarregat d’emmagatzemar i transmetre la informació perquè l’ésser viu es desenvolupi i funcio-ni, i l’àcid ribonucleic (ARN), la missió del qual és intervenir en lasíntesi de proteïnes.

Els bioelements majoritaris són: carboni (C), hidrogen (H),oxigen (O), nitrogen (N), fòsfor (P) i sofre (S).

2

3. Quina funció fa l’aigua en els éssers vius?

4. Quin tipus de biomolèculaés el colesterol? Quina funciófa en les cèl·lules animals?

5. Quins tipus d’àcids nucleics hi ha a la cèl·lula? Quina funció fan?

6. Busca en els conceptes clau el significat dels termesmacromolècula, polímeri monòmer.

ACTIVITATS

Polisacàrid

Monosacàrid

greix

àcid gras

glicerol

Proteïna

Aminoàcid

Àcid nucleic

Nucleòtid

Biomolècules orgàniques

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 10

11

El coneixement històric de la cèl·lula

La gran majoria de les cèl·lules no són visibles a ull nu, de manera queel descobriment i l’estudi de la seva estructura han estat estretamentlligats al desenvolupament de les tècniques d’observació.

L’any 1666, el biòleg Robert Hooke, observant una petita làmina de suroa través d’un microscopi molt simple que arribava a 50 augments, va veu-re que estava formada per unes petites cel·les polièdriques que es repetien,semblants a les cel·les d’un rusc, i per això les va anomenar cèl·lules.

El 1675, un científic aficionat, Antoni van Leeuwenhoek, va perfeccio-nar les lents d’augment, i a través d’un microscopi fabricat per ell ma-teix, va observar l’aigua de les basses, on va poder veure uns éssers viuspetitíssims que va anomenar «animàlculs». Així va ser el primer a obser-var els bacteris i altres microorganismes unicel·lulars.

Durant el segle XVIII es va progressar molt poc en el coneixement de la cèl·lu-la, a causa de l’escàs progrés que va tenir el microscopi en aquella època.

La teoria cel·lular

En la primera meitat del segle XIX, amb microscopis més potents i mi-llors tècniques d’observació microscòpica, es va avançar en el coneixe-ment de l’estructura cel·lular. El 1838, Matthias J. Schleiden i Theo-dor Schwann van enunciar els dos primers principis de la teoria cel·lular:

• La cèl·lula és la unitat estructural dels éssers vius. Tots els éssersvius estan constituïts per una cèl·lula o més.

• La cèl·lula és la unitat funcional dels éssers vius. És la unitat mí-nima capaç de dur a terme les funcions vitals d’un ésser viu.

El 1855, Rudolf Virchow va contribuir a millorar la teoria cel·lular in-dicant l’origen de les cèl·lules, i va enunciar un tercer principi:

• Tota cèl·lula procedeix, per divisió, d’una altra cèl·lula preexistent.

3

Amb un microscopi molt simple fabricat per ell mateix, Leeuwenhoek va poder veure per primera vegada bacteris, protozousi altres microorganismes.

7. Per què va destacarLeeuwenhoek en el camp de la biologia?

8. Què significa que la cèl·lula ésla unitat estructural i funcionalde tots els éssers vius?

ACTIVITATS

Una qüestió de mida

Els diferents nivells d’organització es diferencien molt pel que fa a les mides.Això n’ha condicionat el coneixement i l’estudi.

A FONS

Molèculespetites

Virus

Microscopi electrònic

Microscopi òptic

Visió sense instrumentsBacteris

Cèl·lula animal

Formiga

Ratolí

Cavall

Sequoia

0,1 nm 1 nm 10 nm 100 nm 1 �m 10 �m 100 �m 1 mm 1 cm 0,1 m 1 m 10 m 100 m

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 11

12

Com són les cèl·lules?

Hi ha una gran varietat de cèl·lules. Des de la cèl·lula més senzilla d’unbacteri, fins a les cèl·lules més complexes d’animals i vegetals.

En general, les cèl·lules tenen mides microscòpiques, i només podemobservar-les utilitzant el microscopi. La unitat de longitud que s’utilit-za per mesurar la mida de les cèl·lules és el micròmetre (�m), que equi-val a la mil·lèsima part d’un mil·límetre: 1 �m = 0,001 mm.

També hi ha una gran varietat de formes cel·lulars. Les cèl·lules aïlladestenen forma esfèrica. Als teixits, les cèl·lules adopten formes que depe-nen de la funció que tenen. Per exemple, hi ha cèl·lules estrellades, comara les neurones, i prismàtiques, com ara les cèl·lules de la pell.

L’estructura de les cèl·lules

• Membrana plasmàtica. És una membrana prima que recobreixtota la cèl·lula. Regula el pas de substàncies entre l’exterior i l’in-terior cel·lular.

• Material genètic. És una substància, l’ADN, que controla i regula elfuncionament de la cèl·lula i que conté la informació hereditària quepassa d’una cèl·lula a les cèl·lules filles. Segons com es trobi el mate-rial genètic a l’interior de la cèl·lula, es distingeixen dos tipus cel·lu-lars: les cèl·lules procariotes i les cèl·lules eucariotes.

• Citoplasma. És l’interior cel·lular, on hi ha els orgànuls, unes estruc-tures encarregades de dur a terme les funcions cel·lulars.

Totes les cèl·lules tenen tres estructures bàsiques: membranaplasmàtica, citoplasma i material genètic.

4

Les cèl·lules procariotes són les que no tenennucli visible. El material genètic està dispers pel citoplasma. Els bacteris són organismesunicel·lulars procariotes.

Les cèl·lules eucariotes tenen el materialgenètic tancat al nucli, que està limitat per lamembrana nuclear. L’organització és méscomplexa i tenen una mida més gran. Sóneucariotes les cèl·lules animals i les vegetals.

Model present als protozous (unicel·lulars), els fongs i els animals (pluricel·lulars). No tenen cloroplasts ni paret cel·lular. Els vacúols són més abundants i més petits que els vegetals.

Model present en algues (unicel·lulars i pluricel·lulars) i plantes (pluricel·lulars). Tenen una paret cel·lular externa, que manté la forma i protegeix la cèl·lula. Disposen de cloroplasts,on es fa la fotosíntesi. Tenen pocs vacúols de mida gran.

Cèl·lula animal Cèl·lula vegetal

Materialgenètic

Nucli

Reticle endoplasmàtic

Vacúols

Nucli

Mitocondris

Lisosomes

Complex de Golgi

Membrana plasmàtica CloroplastsCentrosoma

Paret cel·lular

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 12

13

Orgànuls cel·lulars

Els orgànuls són estructures que hi ha a l’interior del citoplasma i ques’encarreguen de dur a terme determinades funcions cel·lulars.

Mitocondris. Solen ser ovalats i estanformats per dues membranes: l’externa és llisa i la interna està replegada formantcrestes. L’espai interior de la membranainterna rep el nom de matriu. S’hi duu a terme la respiració cel·lular.

Ribosomes. Partícules nomembranoses, molt petites, formadesper ARN i proteïnes. S’encarreguen de la síntesi de proteïnes.

Complex de Golgi. Consisteix en un conjunt de sacs aplanats i superposats, les cisternes, però que no estan connectatsentre si. Acumula les substàncies que provenen del reticle endoplasmàtic i s’encarrega de segregar-les a l’exterior de la cèl·lula mitjançant petites vesícules.

Vacúols. Són vesícules formades per membrana. Emmagatzemensubstàncies de reserva o de rebuig.Intervenen en la nutrició cel·lular i en la regulació de la quantitatd’aigua de la cèl·lula.

Lisosomes. Són vesícules, semblants als vacúols, que contenen substànciesamb funció digestiva.

Centrosoma. Està situat a prop del nucli i està format per dos centríolsi fibres. Participa en la divisió cel·lular i en el control de cilis i fagels.

Reticle endoplasmàtic. Està format per un conjunt de sacs i canalsinterconnectats entre si i generalmentassociats a la membrana nuclear.Si té ribosomes associats s’anomena reticleendoplasmàtic rugós, i té la funciód’emmagatzemar i transportar les proteïnesque s’han sintetitzat als ribosomes. La part que no té ribosomes rep el nom de reticle endoplasmàtic llis i participa en la síntesi, l’emmagatzematge i el transport de lípids.

Cloroplast. És un orgànulexclusivament vegetal. Està format per un sistema de membranes que s’apilen i formen els grànuls. A l’interior dels grànuls s’hi fa la fotosíntesi.

Doblemembrana

Ribosoma

Vesícules de secreció

Fibres

Centríol

Doblemembrana

Grànul

Cresta

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 13

14

La nutrició cel·lular

Les substàncies que la cèl·lula pren de l’exterior són els nutrients. Lacèl·lula utilitza aquestes substàncies per obtenir energia, així com peraconseguir les substàncies necessàries per créixer i per construir i re-novar les estructures cel·lulars.

Un cop dins la cèl·lula, els nutrients experimenten un seguit de pro-cessos químics que en conjunt reben el nom de metabolisme.

Segons la finalitat i el tipus de reacció que tingui lloc, el metabolisme esdiferencia en:

• Catabolisme. Correspon a reaccions de tipus degradatiu. Consisteixen la transformació de substàncies orgàniques complexes, riques enenergia (com ara glúcids, lípids, proteïnes...), en compostos més pe-tits i simples (com diòxid de carboni, aigua, amoníac...). En el cata-bolisme s’obté energia química, que la cèl·lula utilitza per sintetitzarnoves molècules, per a la reproducció o per al funcionament cel·lular.

• Anabolisme. Correspon a reaccions de tipus constructiu. Comprènels processos que converteixen les substàncies petites i senzilles ensubstàncies orgàniques complexes pròpies de la cèl·lula, que utilitzaper créixer i per reposar estructures danyades o perdudes. Per dur aterme aquests processos cal utilitzar energia, que la cèl·lula obté bà-sicament de dues fonts: l’energia lumínica del Sol (en el cas de lescèl·lules fotosintètiques) i l’energia química que aporta el catabolisme.

La nutrició cel·lular és el conjunt de processos mitjançant els quals les cèl·lules obtenen la matèria i l’energia necessàriesper fer les funcions vitals.

5

Hi ha organismes unicel·lulars, com ara les amebes, que prenen l’aliment de l’exterior mitjançant un procés anomenatfagocitosi.

9. Quines diferències hi ha entre catabolisme i anabolisme?

10. La síntesi de proteïnes de la cèl·lula a partir de diferents aminoàcids és un procés anabòlic o catabòlic?

11. Quin tipus de cèl·lules són capaces d’utilitzar l’energia de la llumdel Sol per dur a terme un procés anabòlic? Per mitjà de quinareacció? Busca informació sobre les substàncies de les quals es parteix i les que s’obtenen en aquesta reacció.

ACTIVITATS

Substànciesorgàniquescomplexes.

Catabolisme Anabolisme

Substàncies senzilles.

Substànciessenzilles.

Substànciesorgàniquescomplexes.

Energia Energia

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 14

15

La nutrició autòtrofa i l’heteròtrofa

Segons el tipus de nutrients que incorpora la cèl·lula, distingim dos ti-pus de nutrició:

• Autòtrofa. La presenten les cèl·lules capaces d’elaborar la pròpiamatèria orgànica, a partir de substàncies inorgàniques senzilles queprenen de l’exterior, com ara l’aigua, les sals minerals i el diòxid decarboni. Per dur a terme aquesta transformació cal una font d’energia, que ge-neralment prové de la llum solar. Tenen cèl·lules autòtrofes les plan-tes, les algues i alguns bacteris.

• Heteròtrofa. La presenten les cèl·lules que necessiten incorporarmatèria orgànica elaborada per altres organismes, ja que són incapa-ces de fabricar-la per si soles. Són heteròtrofes les cèl·lules dels ani-mals, dels fongs, dels protozous i de molts bacteris.

6

12. Busca en els conceptes clau el significat dels termes autòtrofi heteròtrof.

13. Quins tipus de substànciesincorporen les cèl·lulesautòtrofes de l’exterior?

14. Quin tipus de nutrició tenim les persones? I les plantesverdes?

ACTIVITATS

Nutrició autòtrofa Nutrició heteròtrofa

1. La cèl·lula pren aigua, diòxid de carboni i sals minerals de l’exterior i elabora matèria orgànica utilitzant energialumínica. En el procés es desprèn oxigen, que és expulsat forade la cèl·lula.

2. Part de la matèria obtinguda s’utilitza en els mitocondris, on esprodueix el catabolisme. Utilitzant oxigen, s’obté energia i substàncies inorgàniques.

3. Com a resultat del catabolisme es produeix diòxid de carboni,que és expulsat.

4. Amb l’energia i les molècules senzilles se sintetitzen gransmolècules orgàniques (anabolisme).

1. Els nutrients orgànics, elaborats per altres organismes, es prenen del medi i s’incorporen a la cèl·lula.

2. Una part d’aquesta matèria orgànica s’utilitza als mitocondris, on es produeix el catabolisme. Utilitzant oxigen, s’obté energia i substàncies inorgàniques (aigua i diòxid de carboni).

3. Com a resultat del catabolisme es produeix diòxid de carboni,que és perjudicial i s’expulsa fora de la cèl·lula.

4. Amb l’energia procedent del catabolisme i les substànciesorgàniques senzilles se sintetitzen grans molècules orgàniques (anabolisme).

4

1

2

3

Altres funcions

Matèria orgànica complexa

Energia

O2

Llum solar

1

3

Energia

Matèriaorgànicasenzilla

CO2

O2 CO2

H2O

Salsminerals

4

2

Matèriaorgànicasenzilla

Altres funcions

Matèria orgànica complexa

H2O

CO2

O2

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 15

16

La fotosíntesi

Les cèl·lules vegetals són capaces d’elaborar la seva pròpia matèria orgà-nica a partir de substàncies inorgàniques, usant energia lumínica.

La reacció i les seves fases

La fotosíntesi és un procés anabòlic que té lloc als cloroplasts, uns orgà-nuls exclusius de les cèl·lules vegetals.

Als cloroplasts, l’aigua (H2O), el diòxid de carboni (CO2) i les sals mi-nerals són transformats en compostos orgànics, principalment glucosa,una substància rica en energia.

A partir de la glucosa, obtinguda en la fotosíntesi, la cèl·lula produeix laresta de biomolècules orgàniques, com ara el midó, els lípids, etc.

Les substàncies orgàniques produïdes són acumulades per la cèl·lula,per utilitzar-les posteriorment com a font d’energia durant el seu creixe-ment o per dur a terme diferents funcions cel·lulars.

Perquè tingui lloc la fotosíntesi cal energia lumínica, que prové del Sol.Aquesta energia és captada per un pigment que hi ha als cloroplasts,la clorofil·la, que és el responsable del color verd de les algues i lesplantes.

La reacció global esquemàtica de la fotosíntesi és:

CO2 � H2O � sals minerals � energia lumínica glucosa � O2

La fotosíntesi presenta una fase lluminosa, en la qual l’energia capta-da del Sol és transformada en energia química, i una fase fosca, en laqual, utilitzant aquesta energia, a partir de matèria inorgànica, s’obtématèria orgànica, principalment glucosa.

A més de les plantes i les algues, també hi ha alguns bacteris que són ca-paços de fer la fotosíntesi.

La importància de la fotosíntesi

Durant la fotosíntesi s’allibera oxigen, que és expulsat fora de lacèl·lula. L’oxigen és un gas essencial per mantenir la vida al nostreplaneta, ja que és necessari per a la respiració cel·lular de gairebé totsels organismes.

La fotosíntesi és el procés que manté els nivells d’oxigen de l’atmos-fera.

La vida a la Terra depèn de la fotosíntesi. Les substàncies orgàniques fa-bricades pels organismes fotosintètics emmagatzemen una gran quan-titat d’energia. Una part d’aquesta energia la consumeixen els vegetals,però una altra part l’aprofiten la resta dels éssers vius del planeta.

La fotosíntesi és el procés mitjançant el qual s’elaborensubstàncies orgàniques riques en energia a partir de substànciesinorgàniques, utilitzant com a font d’energia la llum del Sol.

7

15. Busca en els conceptes clau el significat del termefotosíntesi.

16. En quin orgànul té lloc la fotosíntesi? Què s’obtéd’aquest procés? Quin paper té l’oxigen que es desprèn?

17. Poden fer la fotosíntesi totesles cèl·lules d’una planta? Per què?

18. Seria possible la vida a la Terra, tal com la coneixem actualment, sense la fotosíntesi? Per què?

ACTIVITATS

Llum solar

Matèria orgànica

Oxigen (O2)

Salsminerals

Aigua (H2O)

Diòxid decarboni (CO2)

Esquema de la fotosíntesi en un cloroplast.

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 16

17

La respiració cel·lular

Independentment de com hagin obtingut les cèl·lules la matèria orgà-nica, aquesta s’ha de degradar en altres compostos més senzills, per alli-berar l’energia emmagatzemada i poder-la utilitzar.

Les cèl·lules, tant les autòtrofes com les heteròtrofes, utilitzen el procésde la respiració cel·lular per degradar les substàncies orgàniques, riquesen energia, com ara la glucosa, en compostos inorgànics més senzills,pobres en energia, com ara el diòxid de carboni i l’aigua.

Per dur a terme aquesta degradació, la majoria de les cèl·lules necessi-ten l’oxigen.

L’ equació global esquemàtica de la respiració és:

Glucosa � O2 H2O � CO2 � energia química

L’energia alliberada en aquest procés s’emmagatzema en una molèculaanomenada ATP, que transporta l’energia a qualsevol lloc de la cèl·lu-la on es necessiti. Tot seguit, l’energia és utilitzada per dur a terme di-ferents funcions (síntesi de substàncies més complexes, moviment...).

En les cèl·lules eucariotes la respiració cel·lular té lloc als mitocon-dris, i, en les procariotes, a la membrana plasmàtica.

La respiració cel·lular és la degradació total (per mitjà de l’oxidació) de certes substàncies orgàniques fins a matèriainorgànica per alliberar energia.

8

19. La respiració cel·lular és un procés catabòlic o anabòlic?

20. Les cèl·lules vegetals respiren? Per què?

21. Què és l’ATP?

ACTIVITATS

Les fermentacions

Hi ha cèl·lules que degraden la matèria sense utilitzar oxigen. En aquest cas, obtenen l’energia mitjançant la fermentació.

Amb la fermentació, les cèl·lules degraden parcialment les substàncies orgàniques fins a unes altres també orgàniques. En aquest procés s’allibera menys energia que en la respiració, ja queels compostos orgànics que s’obtenen encara disposen d’energia.

Les fermentacions són processos que poden dur a terme cèl·lules de pràcticament tots els éssers vius, però són especialment rellevantsen molts bacteris i fongs unicel·lulars (llevats).

Gràcies a les fermentacions s’obtenen aliments com el pa, el vi, el iogurt, el formatge, etc.

A FONS

Matèria orgànica

Oxigen (O2)

Energia

Diòxid de carboni (CO2)

Aigua (H2O)

Esquema de la respiració cel·lular en un mitocondri.

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 17

18

La reproducció cel·lular

La majoria de les cèl·lules, quan han assolit una mida adequada, es re-produeixen; és a dir, originen noves cèl·lules filles.

• En els organismes unicel·lulars, la divisió cel·lular comporta l’apa-rició de nous individus idèntics als progenitors i, per tant, un aug-ment en la mida de la població.

• En els organismes pluricel·lulars, la divisió cel·lular comporta unaugment del nombre de cèl·lules de l’organisme i, al seu torn, elcreixement de l’individu o la renovació d’alguna de les parts que s’hagin pogut perdre o danyar.

Tipus de divisió cel·lular

Segons el nombre i la mida de les cèl·lules filles, hi ha quatre tipus dedivisió cel·lular.

La reproducció cel·lular és el procés mitjançant el qual una cèl·lula mare es divideix i origina noves cèl·lules, anomenades cèl·lules filles.

9

El nucli de la cèl·lula mare es divideix en dos nuclis idèntics.Posteriorment, la cèl·lula mare es divideix en dues cèl·lules filles de la mateixa mida, que creixen fins que es transformen en cèl·lulesadultes. Es dóna en organismes unicel·lulars, com ara bacteris i protozous, i en els teixits d’organismes pluricel·lulars.

Bipartició Pluripartició

La cèl·lula mare divideix el nucli diverses vegades. Cada nucli s’envolta de citoplasma i membrana, i així es constitueixen les cèl·lules filles. La cèl·lula mare es divideix en diverses cèl·lulesfilles. Aquest tipus de reproducció és propi d’alguns protozous.

Gemmació Esporulació

El nucli de la cèl·lula es divideix en dos, mentre que al citoplasma es produeix una protuberància o gemma a la superfície. Un dels dosnuclis es desplaça cap a la gemma, se’n separa i creix fins que assoleix la mida adequada. És molt comú en els llevats.

El nucli de la cèl·lula mare es divideix successives vegades. Cada nucli s’envolta de citoplasma i dóna lloc a diferents cèl·lulesfilles, anomenades espores. Aquestes s’alliberen quan es trenca la membrana de la cèl·lula mare. Es dóna en fongs, algues, molses i falgueres.

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 18

19

Material genètic i cromosomes

Una de les característiques principals de les cèl·lules eucariotes és queel material genètic està situat en un nucli ben definit.

Aquest material genètic està format per llargues molècules d’ADN, quecontrolen el funcionament de la cèl·lula. En una cèl·lula hi pot haver unao diverses molècules d’ADN, que es transmeten de pares a fills.

Al nucli de les cèl·lules eucariotes, l’ADN està associat a proteïnes i for-ma un conjunt de fibres que rep el nom de cromatina. Abans de divi-dir-se la cèl·lula, aquestes fibres de cromatina es dupliquen i es con-densen; és a dir, s’amunteguen i es repleguen, per formar unes estructuresanomenades cromosomes.

El nombre de cromosomes d’una espècie és constant i característic. Perexemple, totes les cèl·lules humanes, excepte les reproductores, tenen46 cromosomes, les d’un gos en tenen 78, etc.

Mitosi

Al començament del procés, les fibres de cromatina es dupliquen i escondensen, formant els cromosomes, i la membrana nuclear de la cèl·lu-la mare desapareix. Posteriorment, els cromosomes es divideixen en duesmeitats, cadascuna de les quals es dirigeix cap a un extrem de la cèl·lu-la. Tot seguit, es forma un nucli en cada pol de la cèl·lula i els cromo-somes es descondensen, i formen novament fibres de cromatina.

Quan s’acaba la mitosi, se succeeix una divisió del citoplasma, en la qualla cèl·lula es divideix en dues cèl·lules filles idèntiques a la cèl·lula ma-re. En les cèl·lules animals es produeix per estrangulament de la cèl·lu-la. En canvi, en les cèl·lules vegetals, com que disposen de paret cel·lu-lar, es forma un envà de separació en el pla mitjà de la cèl·lula.

La mitosi és un procés de divisió del nucli mitjançat el qual es reparteixen les dues còpies del material genètic en duesmeitats iguals, per donar lloc als nuclis de les cèl·lules fillesdesprés de la divisió cel·lular.

Ordenació dels 46 cromosomes d’una cèl·lulahumana. Aquesta ordenació rep el nom de cariotip.

22. Quines diferències hi ha entrela bipartició i la pluripartició?

23. Explica la diferència que hi haentre cromatina i cromosoma.

24. Quina diferència hi ha en la divisió del citoplasmaentre una cèl·lula animal i una de vegetal?

ACTIVITATS

El procés de la mitosi

Les fibres de cromatina es dupliquen i es condensen.

Desapareix la membrananuclear i s’observen els cromosomes.

Els cromosomes se situen a la zona central de la cèl·lula.

Els cromosomes es divideixen per la meitat i esdirigeixen als pols.

Cadascuna deles meitats arribaa un extrem de la cèl·lula.

Els cromosomes esdescondensen i formen de noucromatina.

Es formen nous nuclis i comença la separació.

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 19

20

Els microscopis

Sens dubte, les dimensions tan petites que té la cel·lulan’han condicionat l’estudi al desenvolupament tecnològicdel microscopi.

Actualment, hi ha dos tipus bàsics de microscopis, que esdiferencien, principalment, en la capacitat d’augment queaconsegueixen.

Utilitzen la llum com a font de radiació.

Fan servir lents de vidre per regular la llum.

Poden arribar als 2.500 augments.

La imatge s’observa en blanc i negre o en color,depenent de la tinció.

Permeten observar material viu.

Tipus: estereoscòpic (permet apreciar el relleu), de camp brillant, de camp clar, de contrast de fase, de fluorescència, de polarització, petrogràfic (per observar talls de minerals o roques), etc.

Utilitzen els electrons com a font de radiació.

Fan servir electroimants per regular els electrons.

Poden arribar als 500.000 augments.

La imatge s’observa en blanc i negre. Se solen acolorirartificialment.

No permeten observar material viu.

Tipus: de transmissió (MET), amb el qual s’obtenenimatges de talls (s’hi aprecien dues dimensions), de rastreig (MER), amb el qual s’obtenen imatges de superfícies (s’hi aprecien tres dimensions).

A FONS

Microscopis òptics Microscopis electrònics

Ocular

Objectiu

Preparació

Font de llum

Font d’electrons

Preparació

Electroimants

Ocular

Parameci vist amb el microscopi òptic (A) i amb l’electrònic MET (a). Sang vista amb el microscopi òptic (B) i amb l’electrònic (b) i acolorida artificialment. Llevats vistos amb el microscopi òptic (C) i amb l’electrònic MER (c) i acolorits artificialment. Bacterisvistos amb el microscopi òptic (D) i amb l’electrònic MER (d).

A B

C D

a b

c d

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 20

21

Ciència a l’abastPlantejament del problema que es vol estudiar. Observació d’estomes

Totes les cèl·lules vegetals tenen la mateixa formai estructura o les cèl·lules que fan funcions diferentspresenten formes diferenciades? Podem trobar la resposta a aquesta pregunta científica mitjançantl’observació, utilitzant un microscopi.

Les plantes, com tots els éssers vius, necessiten fer un intercanvi de gasos amb el medi. No tan solsexpulsen a l’exterior una gran quantitat de vapord’aigua, sinó que en fer la fotosíntesi prenen del medidiòxid de carboni i expulsen oxigen, i en respirar,prenen oxigen i expulsen diòxid de carboni.

La planta fa aquests intercanvis de manera contínua, és a dir, les plantes no poden funcionar com un circuittancat a l’exterior, produint i consumint els seus propisgasos.

L’entrada i la sortida del vapor d’aigua, de l’oxigen i del diòxid de carboni es fa a través d’uns orificisanomenats estomes, situats al revers de les fulles. Els estomes no són simples obertures, sinó que estanformats per dues cèl·lules, que poden dilatar-se i tancarl’orifici, o retraure’s i obrir-lo.

1. Obtenim l’epiteli. Necessitem una fullade la qual sigui fàcil desprendre l’epiteli del revers. Pot servir la fulla d’un lliri, tot i quetambé podem utilitzar una fulla qualsevol i submergir-la durant 30 segons en aigua bullint.D’aquesta manera, l’epiteli es desprèn amb més facilitat.

2. Fem la preparació. Posem un petit fragment de l’epiteli sobre un portaobjectes net. Hi afegimun colorant (blau de metilè o verd de metil), i esperem dos minuts perquè impregni bé les cèl·lules. A continuació, aboquem unes gotes d’aigua per eliminar el colorant sobrant, i cobrim la preparació amb un cobreobjectes.

3. Observem el resultat. Col·loquem la preparació al microscopi i l’observem amb l’objectiu de menys augment. Un cop enfocat, poseml’objectiu d’augment mitjà i, després de tornar a enfocar-lo bé, passem al de més augment.Cal observar la preparació durant una bonaestona, canviant els objectius diverses vegades, ja que al principi no es perceben bé els detalls.Cal que la vista s’acostumi al que està veient i, a més, s’ha de trobar un lloc de la preparació en què es vegin bé els estomes.

25. Per què s’ha de tenyir la preparació? Quina part de la cèl·lula vegetal es tenyeix més intensament?

26. Fes un dibuix senzill de com són les cèl·lules que formen l’epiteli vegetal i de com són les que formen els estomes. Són iguals o hi observes alguna diferència de forma?

27. Quina funció fan les cèl·lules de l’epiteli vegetal? I les cèl·lules que formen els estomes?

ACTIVITATS

Portaobjectes

Colorant

Rentatge

Làmina d’epiteli del revers

Cobreobjectes

Cèl·lula epitelial

Estoma

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 21

22

28. ●● Quin és l’origen de l’energia que utilitzen els éssers vius? Indica les transformacions queexperimenta aquesta energia, des que és captada pels éssers vius fins que és utilitzada per la cèl·lula per fer un treball determinat, com ara el moviment.Assenyala en quin tipus de cèl·lules i en quinaestructura es duu a terme aquesta transformació.

29. ●● Copia el quadre següent a la llibreta i completa’l.

30. ●●● Les proteïnes són un tipus de biomolèculesorgàniques formades per la unió de diferentsaminoàcids. Hi ha només vint aminoàcids diferentsformant part de les proteïnes.

a) Imagina’t que només dos aminoàcids formessin part de les proteïnes (anomenats aa1 i aa2). Escriuels diferents tipus de proteïnes, formades per tresaminoàcids, que podríem trobar. Tingues en compte que els aminoàcids es poden repetir.

b) Escriu com a mínim tres proteïnes diferentsformades per quinze aminoàcids que resultin de la combinació dels dos aminoàcids anteriors.

c) Hi ha proteïnes formades per un nombre reduïtd’aminoàcids, però d’altres en disposen de milers. El canvi d’un aminoàcid en una cadena pot produiruna proteïna diferent. Creus que aquest fet téalguna relació amb la gran varietat d’éssers vius que hi ha al planeta?

31. ●● Amb quin tipus de microscopi està fetacadascuna d’aquestes fotografies?

Activitats32. ●●● El dibuix següent és una composició

que representa dos grans tipus de cèl·lules.

a) A quin tipus de cèl·lules corresponen A i B?En què has basat l’observació?

b) Anomena les estructures indicades pels números.c) Dels orgànuls i les estructures assenyalades,

indica els que són propis de la cèl·lula A, els que corresponen a la cèl·lula B i els que sóncomuns a tots dos tipus de cèl·lules.

d) Indica en quin lloc de la cèl·lula tindrien lloc aquests processos:– CO2 � H2O � sals minerals → glucosa � O2

– Duplicació de la cromatina.– Glucosa � O2 → CO2 � H2O � energia– Pas de substàncies provinents de l’exterior

cel·lular.

33. ● De les estructures següents, assenyala les que sónpròpies de les cèl·lules animals, les que corresponena cèl·lules vegetals i les comunes a tots dos tipus de cèl·lules.

a) Mitocondris.b) Nucli.c) Paret cel·lular.d) Cloroplasts.e) Vacúols.

34. ●●● Les fotografies següents mostren fases de la mitosi. Indica què passa en cada fotografia i ordena-les.

Biomolèculesorgàniques

Funció Exemples

Glúcids

Lípids

Proteïnes

Àcids nucleics

A B

C D

A B

C D

A B1

2

34

2

3

64

5

1

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 22

23

35. ●●● Coneixent el contingut en aigua dels teixits o els òrgans següents, ordena’ls de més a menysactivitat.

Pulmons: 71 % Músculs: 75 %Fetge: 70 % Ronyó: 61 %Sang: 79 % Cervell: 85 %Teixit ossi: 22 % Dents: 10 %

36. ● Indica si les cèl·lules següents són autòtrofes o heteròtrofes.

a) Cèl·lules de la fulla d’una alzina.b) Cèl·lula muscular d’una personac) Cèl·lules de l’arrel d’un gerani.

37. ●● El llevat Saccharomyces cerevisae és un fongunicel·lular que s’utilitza per fabricar aliments com ara el pa i la cervesa. En absència d’oxigen,degrada els sucres de la farina i produeix alcohol(etanol) i diòxid de carboni.

a) Quin procés catabòlic fa aquest llevat?b) El diòxid de carboni desprès en aquest procés

és responsable directe de l’aspecte esponjós de la molla de pa. Què passa amb l’alcohol?

38. ● L’esquema següent mostra el metabolisme d’un tipus de cèl·lules.

a) Indica a quins orgànuls corresponen els números.b) Substitueix les lletres pel nom de la substància

que correspongui.c) Quin tipus de nutrició representa?d) De quin tipus de cèl·lula es tracta? e) Quins éssers vius tenen aquest tipus de nutrició?

El cas de l’euglena

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

L’Euglena viridis és un protoctist flagel·lat unicel·lular de vida lliure d’uns 60 µm que habita sobretot a les aigües dolces. Prefereix els hàbitats amb matèriaorgànica abundant, i es troba sovint en llocscontaminats, per la qual cosa és utilitzada com a indicador de la qualitat de l’aigua. Té una estructura molt senzilla. Disposa d’un llarg flagelimplantat al fons d’una cavitat en forma d’ampolla, el receptacle, situat en un extrem de la cèl·lula. A l’interior del receptacle buida el seu contingut un vacúol, anomenat vacúol contràctil, que reculll’excés d’aigua de les altres parts de la cèl·lula i les descarrega en aquest receptacle. Així mateix, té una taca fotosensible, la taca ocular, que li permetdetectar la llum. Pot fer la fotosíntesi, ja que posseeixnombrosos cloroplasts, però davant la manca de llumabsorbeix compostos orgànics del medi a través de la superfície del cos. Es reprodueix per mitjà de divisió binària i pot viure, enquistada, en condicionsdesfavorables.

39. ● Quin tipus de cèl·lula té l’euglena, procariota o eucariota? Raona la resposta.

40. ● Quin tipus de nutrició presenten les euglenes?

41. ● Quina funció tenen la taca ocular i el flagel? Quinavantatge presenta per a l’euglena poder detectar la llum?

42. ● Quina estructura característica de les cèl·lulesvegetals no apareix en l’euglena? Formula una hipòtesi que expliqui els avantatges de l’euglena de no disposar d’aquesta estructura.

43. ●● El citoplasma de l’euglena és més salat que el medi d’aigua dolça on viu. Quin orgànul de l’euglena s’encarrega de regular el contingutd’aigua a l’interior del seu cos?

1

2

A B

C

D

E

A

G

F

Nucli

CloroplastMitocondri

Tacaocular

Vacúol contràctil

ReceptacleFlagel

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 23

24

44. Quina és la diferencia principal entre les cèl·lules procariotes i les eucariotes?

45. Quina diferència hi ha entre els organismes unicel·lulars i els pluricel·lulars?

46. Inclou en el resum les funcions principals de cadascuna de les biomolècules, i posa’n, quan puguis, un exemple.

47. Quines són les tres estructures bàsiques que tenen totes les cèl·lules?

48. Completa el resum indicant quins organismes disposen de cèl·lules autòtrofes i quins d’heteròtrofes.

ACTIVITATS

Funcions vitals

• Alimentació.

• Respiració.

• Excreció de productes de rebuig.

• Resposta davant els canvis ambientals.

• Creixement.

• Reproducció.

Resum

Composició

Tots els éssers vius estem formats per dos tipus de biomolècules:

• Inorgàniques. No exclusives dels éssers vius: aigua i sals minerals.

• Orgàniques. Exclusives dels éssers vius: glúcids, lípids, proteïnes i àcids nucleics.

Cèl·lules

Teoria cel·lular:

• La cèl·lula és la unitat estructural dels éssers vius.

• La cèl·lula és la unitat funcional dels éssers vius.

• Tota cèl·lula procedeix, per divisió, d’una altra de preexistent.

Hi ha diversos tipus de cèl·lules:

• Procariota: sense nucli definit.

• Eucariota: amb nucli. Poden ser animals o vegetals.

Nutriciócel·lular

Les cèl·lules poden presentar dues modalitats de nutrició:

• Nutrició autòtrofa. Fabriquen la seva pròpia matèria orgànica a partir de compostos inorgànics senzills i una font d’energia,generalment la llum del Sol.

• Nutrició heteròtrofa. Han de prendre la matèria orgànica de l’exterior, ja que són incapaces de sintetitzar-la.

El metabolisme és el conjunt de processos químics que tenen lloc dinsla cèl·lula. Hi ha dos tipus de reaccions metabòliques:

• Catabolisme: degradació de substàncies orgàniques per alliberarenergia.

• Anabolisme: construcció de molècules complexes a partir de molècules senzilles. Requereix energia.

EL

MA

NT

EN

IME

NT

DE

LA

VID

A

Reproducciócel·lular

És el procés mitjançant el qual una cèl·lula mare es divideix i originanoves cèl·lules, anomenades cèl·lules filles.

La mitosi és un procés de divisió del nucli, en què el material genètices reparteix de manera equitativa entre les cèl·lules filles.

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 24

De la fotosíntesi als àcids nucleicsEls humans van créixer en boscos i nosaltresels tenim una afinitat natural. Que bonic és unarbre que s’esforça per arribar al cel! Les se-ves fulles recullen la llum solar per fotosinte-titzar-la i així els arbres competeixen i deixena l’ombra els seus veïns. Si busquem bé, veu-rem sovint dos arbres empenyent-se i inclinant-se amb una gràcia lànguida. Els arbres sónmàquines grans i belles, accionades per la llumsolar, que prenen aigua del sòl i diòxid de car-boni de l’aire i converteixen aquests materialsen aliment per a ells i per a nosaltres. La plan-ta utilitza els hidrats de carboni que fabricacom a font d’energia per dur a terme els seusassumptes vegetals. I nosaltres, els animals,que som en definitiva paràsits de les plantes,els robem els hidrats de carboni per poder dura terme els nostres assumptes. Quan mengem

plantes, combinem els hidrats de carboni ambl’oxigen que tenim dissolt a la sang per la nos-tra propensió a respirar l’aire, i d’aquesta ma-nera extraiem l’energia que ens permet viure.En aquest procés exhalem diòxid de carboni,que després les plantes reciclen per fabricarmés hidrats de carboni. Quin sistema tan me-ravellosament cooperatiu! Plantes i animalsque inhalen mútuament les exhalacions delsaltres, una mena de reanimació mútua a es-cala planetària, boca a estoma, impulsada peruna estrella a 150 milions de quilòmetres dedistància.Hi ha desenes de milers de milions de tipus co-neguts de molècules orgàniques. Tanmateix,en les activitats essencials de la vida només sen’utilitzen una cinquantena. Les mateixes es-tructures s’utilitzen una vegada i una altra demanera conservadora i enginyosa per dur aterme funcions diferents. I al nucli mateix dela vida a la Terra, les proteïnes que controlenla química de la cèl·lula i els àcids nucleics que

transporten les instruccions hereditàries, des-cobrim que aquestes molècules són essencial-ment les mateixes en totes les plantes i ani-mals. Una alzina i jo estem fets de la mateixasubstància. Si retrocedim prou, ens trobemamb un avantpassat comú.La cèl·lula vivent és un règim tan complex ibell com el regne de les galàxies i de les es-trelles. L’exquisida maquinària de la cèl·lulaha anat evolucionant penosament durant mésde quatre mil milions d’anys. Fragments d’a-liment es metamorfosen en maquinària cel·lu-lar. La cèl·lula sanguínia blanca d’avui són elsespinacs amb crema d’ahir. Com aconsegueixaixò la cèl·lula? Al seu interior hi ha una ar-quitectura laberíntica i subtil que manté lapròpia estructura, transforma molècules, em-magatzema energia i es prepara per copiar-sea ella mateixa.

CARL SAGAN,

Cosmos. Ed. Grupo V(text adaptat)

Llibres:El viaje alucinanteISAAC ASIMOV. Ed. DebolsilloAventura de ficció que tracta sobre un viatge a l’interior del cos.

Cómo descubrimos los gérmenesISAAC ASIMOV. Ed. MolinoLlibre sobre el descobriment dels microbis i els bacteris.

En la pantalla:Sobre la cèl·lula. VHS. Fundació Serveis de CulturaPopular.Introduccció a l’estructura i la fisiologia de la cèl·lula. Inclou la reproducció dels éssers vius.

En la xarxa:http:/www.edu365.cat/aulanet/naturalesa/En l’apartat Micromón hi ha força informació sobre cèl·lules animals, cèl·lules vegetals, bacteris, etc.

25

EL RACÓ DE LA LECTURA

49. Amb quin propòsit reciclen les plantes el nostre diòxidde carboni?

50. Per què «s’empenyen» els arbres?

51. Quins elements formen «el meravellós sistemacooperatiu»? Per què s’anomena cooperatiu?

52. L’autor del text mostra entusiasme o decepció amb el que descriu? Indica algunes oracions del text que mostrin l’actitud de l’autor.

53. Podem afirmar que els macarrons que has pres per dinar avui seran part del teu cos demà? Explica-hobreument.

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

NO T’HO PERDIS

833921 _ 0006-0025.qxd 25/1/08 16:14 Página 25

2En aquesta unitat...

• Coneixeràs els aparells que intervenen en la nutricióanimal i les funcions que fan.

• Aprendràs els principals mecanismes que tenen llocen els processos digestius de diferents animals.

• Coneixeràs els models circulatoris dels animals.

• Entendràs com es duen a terme la respiració i l’excreció.

• Estudiaràs els processos implicats en la nutrició de les plantes.

• Diferenciaràs els processos de transport de saba brutai saba elaborada.

• Aprendràs com fan la respiració i l’excreció les plantes.

• Comprovaràs experimentalment el transport en les plantes.

PLA DE TREBALL

Om sec, afectat per la grafiosi.

La nutrició

Om sa.

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 26

L’om és un arbre que forma part de la cultura i el paisatge de molts poblesd’Europa, però actualment n’han desaparegut més de mil milions d’exem-plars sense que gairebé no s’hagi pogut fer res per evitar-ho.

La causa ha estat una malaltia, la grafiosi, que significa ‘malaltia gràfica’,ja que fa referència als curiosos dibuixos que formen sota l’escorça de l’ar-bre els insectes que la transmeten.

Al principi de la primavera, uns escarabats petits, els corcs de l’om, nascutsen arbres morts per la grafiosi, surten de les seves galeries amb el fongque origina la malaltia enganxat al seu cos, i volen en cerca de troncs o bran-ques de nous exemplars.

El fong entra a l’arbre a través d’aquest insecte i es difon ràpidament pelsseus vasos conductors, en provoca l’obstrucció, avança cap a les arrels i im-pedeix la circulació normal d’aigua i nutrients, cosa que provoca la mortde l’arbre.

La malaltia va aparèixer a Holanda al principi del segle XX. Se’n desconeixl’origen amb certesa, tot i que sembla que prové de l’Àsia, on els oms sónmés resistents. Una de les hipòtesis amb què s’especula és que va ser intro-duïda pels immigrants xinesos que van venir a Europa a treballar al fer-rocarril. Les maletes que duien estaven fetes de fusta d’om, i amb elles vaarribar el fong causant de la malaltia.

1. Quines espècies participen en la propagació i el desenvolupament de la grafiosi? Quin tipus de nutrició té cada espècie?

2. Quina acció del fong causa la mort de l’om?

3. D’on obtenen els éssers vius l’energia necessària per fer les diferents funcions vitals?

4. Per què cal que els éssers vius disposin d’un sistema excretor?

5. Quines matèries primeres utilitzen les plantes per formar la matèria orgànica pròpia?

RECORDA I RESPON

Busca la respostaQuina diferència hi ha entre aliment i nutrient?

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 27

28

La funció de nutrició

Tots els éssers vius, des del més senzill fins al més complex, necessitenmatèria i energia per mantenir i renovar les seves estructures i perdur a terme les funcions vitals.

Els aliments són substàncies que proporcionen matèria i energia als és-sers vius. El procés de prendre aliments es coneix com alimentació, iforma part de la nutrició.

Els aliments estan formats per substàncies més senzilles, els nutrients,que són incorporats a les cèl·lules.

Segons el tipus de nutrició, els éssers vius es poden classificar en:

• Autòtrofs. Són capaços de produir la pròpia matèria orgànica a par-tir de substàncies inorgàniques senzilles (diòxid de carboni, aigua isals minerals) que prenen del medi. Per fer-ho, necessiten una fontd’energia. Segons la font d’energia, poden ser:– Fotosintètics. Obtenen l’energia de la llum del Sol. En aquest grup

s’inclouen les algues, les plantes i els bacteris fotosintètics. – Quimiosintètics. Utilitzen l’energia alliberada de certes reaccions

químiques. Pertanyen a aquest grup uns bacteris determinats. • Heteròtrofs. Utilitzen com a font de matèria les biomolècules orgà-

niques fabricades per altres éssers vius. És a dir, s’alimenten d’altresorganismes o de les seves restes. L’ energia l’obtenen de la degradaciód’aquestes biomolècules. Són heteròtrofs els protozous, els fongs, elsanimals i un gran nombre de bacteris. Segons els hàbits alimentaris, poden ser: herbívors, carnívors, om-nívors, filtradors, carronyaires, etc.

La nutrició és el conjunt de processos mitjançant els quals els éssers vius prenen substàncies de l’exterior i les transformenen matèria pròpia i energia.

1

Les plantes són organismes autòtrofs capaços de produir matèria orgànica a partirde la inorgànica, gràcies a l’energia lumínica del Sol.

Els herbívors s’alimenten de vegetals.

Els carnívors s’alimenten d’altres animals.

Els omnívors s’alimenten de vegetals i animals.

Els filtradors s’alimenten de partículessuspeses a l’aigua.

Els carronyaires, o necròfags, s’alimenten de cadàvers.

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 28

29

Processos implicats en la nutrició

En l’intercanvi de matèria i energia que fan els éssers vius amb el medi,tenen lloc un seguit de processos que s’engloben en la nutrició.

• En els animals, després d’ingerir els aliments (alimentació), s’esde-venen els processos següents:– Procés digestiu. Transformació dels aliments en substàncies més

simples, que l’organisme pot utilitzar. Aquestes substàncies passena la sang des de l’aparell digestiu.

– Intercanvi gasós. Captació de l’oxigen necessari per dur a termeel metabolisme, i eliminació del diòxid de carboni produït com aresidu. Se n’encarrega l’aparell respiratori.

– Transport. Repartiment d’oxigen i nutrients fins a cadascuna deles cèl·lules de l’organisme, i recollida del diòxid de carboni i lessubstàncies de rebuig. El duu a terme l’aparell circulatori.

– Metabolisme i respiració cel·lular. Ús dels nutrients que entren ales cèl·lules per construir estructures i obtenir l’energia necessària.

– Excreció. Eliminació de les substàncies de rebuig produïdes en elmetabolisme. Se n’encarrega l’aparell excretor.

• En les plantes, els processos implicats en la nutrició són:– Absorció de nutrients inorgànics (aigua i sals minerals) a través de

les arrels.– Transport de nutrients inorgànics, a través dels vasos conductors,

fins a les parts verdes de la planta.– Evapotranspiració, a través de les fulles, de gran part de l’aigua

absorbida.– Intercanvi de gasos a través dels estomes de les fulles.– Fotosíntesi. Transformació de les substàncies inorgàniques en

substàncies orgàniques utilitzant l’energia de la llum solar.– Transport de substàncies orgàniques a totes les cèl·lules de la

planta a través dels vasos conductors.– Metabolisme i respiració cel·lular. Utilització per les cèl·lules

dels compostos orgànics, provinents de la fotosíntesi, per obtenirenergia i elaborar matèria pròpia.

– Eliminació dels productes de rebuig generats en el metabolismecel·lular.

1. Quina diferència hi ha entre alimentació i nutrició?

2. Posa un exemple, diferent del que surt en el text, d’animal herbívor,carnívor, omnívor, filtrador i necròfag, i indica de què s’alimentacadascun.

3. Per què és necessària per als éssers vius la funció de nutrició?

4. On es duu a terme la fotosíntesi en les plantes?

ACTIVITATS

H2O CO2 O2

Intercanvi de gasos

Fotosíntesi

Matèriaorgànica

O2

Absorció

Transport

Respiració

EnergiaCO2

H2O

Evapotranspiració

El procés de nutrició vegetal

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 29

30

El procés digestiu en els animals

Els animals necessiten aliment, elaborat per altres organismes, que trans-formen per obtenir nutrients i utilitzar l’energia que conté.

El procés digestiu en els animals consta de quatre fases:

• Ingestió. Presa d’aliments de l’exterior. • Digestió. Transformació dels aliments en nutrients. La digestió pot

ser de dos tipus:– Intracel·lular. Es duu a terme dins la cèl·lula. La fan organismes

unicel·lulars i pluricel·lulars primitius, com ara les esponges. Cadacèl·lula transforma els nutrients que ella mateixa captura.

– Extracel·lular. Té lloc fora de les cèl·lules, al tub digestiu, onunes glàndules determinades aboquen unes proteïnes anomena-des enzims, que s’encarreguen de descompondre parcialmentels aliments. La digestió extracel·lular pot ser externa, si es fafora del cos, com en el cas dels aràcnids, o interna, si es duu aterme dins del cos, com en molts invertebrats i tots els verte-brats.En la digestió extracel·lular els aliments poden experimentar unatransformació mecànica (l’aliment es fragmenta en porcions méspetites amb l’ajuda d’òrgans especialitzats, com les dents dels ver-tebrats) i una transformació química (els aliments experimententransformacions químiques, gràcies a l’acció dels enzims).

• Absorció. Pas de nutrients des de l’aparell digestiu fins a la sang,que els condueix a l’interior de les cèl·lules de l’organisme.

• Egestió. Eliminació, des de l’aparell digestiu, de tots els residus d’a-liments que no han estat digerits. Són transformats en matèria fecali expulsats a l’exterior de l’organisme.

Tipus d’aparells digestius

Es poden distingir dos grans tipus d’aparells digestius:

• La cavitat gàstrica. Una mena de sac entapissat de cèl·lules, quecomunica amb l’exterior per un únic orifici, anomenat òscul, que faalhora de boca i anus. És característic d’animals amb digestió intracel·lu-lar, com les esponges i alguns celenterats.

• El tub digestiu. Un tub més o menys llarg, que comença a la boca,per on entren els aliments, i acaba a l’anus, per on s’expulsen els re-sidus. Al llarg d’aquest tub es distingeixen regions que fan missionsdigestives específiques i que estan adaptades al tipus d’alimentacióde l’animal.

El procés digestiu comprèn els fenòmens que tenen lloc a l’aparelldigestiu i que permeten captar els aliments, transformar-los en substàncies útils per a l’organisme i expulsar els residusproduïts.

2

Les aranyes segreguen uns enzims digestius que aboquen a l’exterior, per digerir les seves preses abans d’ingerir-les.

Òscul

Cavitatgàstrica

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 30

El procés digestiu dels vertebrats

Els vertebrats presenten digestió extracel·lular interna, que té lloc al llargdel tub digestiu.

Els aparells digestius són diferents segons el tipus d’aliment. En general,consten de boca, on l’aliment es tritura i es barreja amb la saliva, faringe, esòfag, estómac, que fa la digestió gàstrica, intestí prim,que finalitza la digestió i absorbeix els nutrients, i intestí gros,on es produeix l’egestió.

A més, al llarg del tub digestiu hi ha diverses glàndulesannexes: les salivals, el fetge i el pàncrees. Aquestes glàndules aboquen al tub digestiu enzims i altres substàncies,que col·laboren en la digestió.

31

Les esponges, per capturar l’aliment,provoquen corrents d’aigua a través dels nombrosos porus de què disposen, i això els aporta petites partículesd’aliments. Tenen unes cèl·lules, anomenadescoanòcits, disposades com un tapís a la part interior del cos, encarregadesde fer la digestió intracel·lular.

Els celenterats capturen les preses vives amb l’ajudadels tentacles que elsenvolten la boca. Tenen unes cèl·lules, anomenadescnidoblasts, amb un líquidque injecten a la presa per capturar-la. Després, la presa és introduïda peruna única obertura quefunciona de boca i anus finsa la cavitat gastrovascular, on es produeix la digestióextracel·lular.

Els mol·luscs tenen digestió extracel·lular interna. Aquesta té llocal tub digestiu, proveït de boca i anus. Els gasteròpodes presenten una glàndula, anomenada hepatopàncrees, que segrega enzimsque col·laboren en el procés digestiu. Els bivalves són filtradorsi es nodreixen de partícules alimentoses que penetren amb el corrent d’aigua que els travessa el cos.

Els artròpodes tenen digestió extracel·lular, que pot ser interna,com és el cas dels insectes, o externa, com els aràcnids. En els insectes, l’aparell digestiu comença a la boca, amb apèndixs bucals. A continuació, hi ha l’esòfag, amb una dilatació anomenada pap, on els aliments són barrejats amb saliva, abans d’arribar al pedrer, on es trituren.Segueix l’intestí, on s’absorbeixen els nutrients i, finalment, l’anus.

5. Per què els animals necessiten fer la digestió dels aliments que consumeixen?

6. Què és l’egestió i en què es diferencia de l’excreció?

ACTIVITATS

El procés digestiu d’alguns invertebrats

Cnidoblasts

Coanòcits

Porus

Tentacles

Pap

Boca

Esòfag Pedrer

Anus

Intestí

Hepatopàncrees

EstómacBoca

Anus

Glàndula salival

BocaFaringe

Esòfag

Fetge Intestí gros

Intestí primEstómac

Pàncrees

Cavitatgastrovascular

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 31

32

La respiració en els animals

A l’interior de les cèl·lules, els nutrients són degradats als mitocondrisper mitjà de la respiració cel·lular. Per dur a terme aquesta degradacióles cèl·lules utilitzen oxigen, i produeixen energia i substàncies de re-buig, com ara el diòxid de carboni, que s’ha d’eliminar.

L’oxigen prové del medi extern, al qual també s’expulsa el diòxid de car-boni. Aquest intercanvi de gasos es fa a l’aparell respiratori.

Superfícies d’intercanvi gasós

Les superfícies d’intercanvi són les regions de l’aparell respiratori a tra-vés de les quals es produeix el pas de gasos entre l’exterior i l’interior del’organisme.

Per facilitar aquest intercanvi de gasos i assegurar-se que es fa de ma-nera satisfactòria, les superfícies d’intercanvi gasós han de ser primes,han d’estar sempre humides i estar revestides d’un gran nombre devasos sanguinis.

3

Respiració aèria enfront de respiracióaquàtica

El medi aeri i l’aquàtic ofereixen condicions diferents pel que fa a humitat i disponibilitat d’oxigen, per això els organismes que viuen en aquests medis tenen unes estructures adaptades a cadascun.

L’aire atmosfèric conté molt més oxigen que l’aigua, i a més la proporció d’aquest gas a l’aire és constant, ja que l’oxigen que es consumeix en la respiració éscompensat pel que s’allibera en la fotosíntesi.

Per contra, en el medi aquàtic la proporció d’oxigen dissolt varia, i la disponibilitat és més reduïda a l’aigua marina que a l’aigua dolça; en tots dos casos, la solubilitat de l’oxigen a l’aigua disminueix a mesura que augmenta la temperatura d’aquesta.

A l’aigua, l’oxigen és escàs i els animals aquàtics es veuen obligats a nedar contínuament de manera que gasten més energia que els animals aeris.

Així mateix, els animals aquàtics han de fer passaruna quantitat d’aigua més gran per les seves superfícies respiratòries, cosa que implica un grandesenvolupament de les estructures respiratòries, com les brànquies.

No obstant això, el medi aquàtic proporciona un avantatge als animals que hi habiten: no tenen els problemes de pèrdua d’aigua per les superfíciesrespiratòries que presenten els animals terrestres.

A FONS

7. Per què necessiten oxigen, els animals?

8. Quines característiques han de tenir les superfíciesd’intercanvi gasós?

ACTIVITATS

A l’aire hi ha 25 vegades més oxigen que a l’aigua, de manera que els animals aquàtics han de fer més treball per obtenir aquest gas.

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 32

33

Tipus de respiració en els animals (I)

Els animals més senzills, com ara les esponges i els celenterats, no tenenaparells respiratoris, i l’intercanvi de gasos es fa a través de tota la super-fície del cos.

La resta d’animals disposen d’un aparell respiratori, adaptat al medi onviuen, i associat a l’aparell circulatori, que transporta els gasos a les cèl·lu-les i d’aquestes a l’exterior de l’organisme.

Podem distingir quatre tipus de respiració en els animals: cutània, bran-quial, traqueal i pulmonar.

Respiració cutània

La presenten els cucs que viuen en ambients humits, com ara el cuc deterra, i també els amfibis en estat adult, tot i que en aquests darrers escomplementa amb respiració pulmonar.

L’ intercanvi de gasos es fa a través de la superfície corporal. Aquests ani-mals tenen una pell molt fina i humida, proveïda de nombrosos vasossanguinis pròxims a la superfície, fet que facilita l’intercanvi.

Respiració branquial

És característica d’animals aquàtics, com alguns anèl·lids, mol·luscs, crus-tacis, equinoderms, larves d’amfibis i peixos.

L’ intercanvi de gasos es fa a través de brànquies, unes fines prolonga-cions laminars de la superfície del cos envoltades de nombrosos vasossanguinis. Poden ser externes o internes.

4

La forma cilíndrica del cuc de terra li permetdisposar d’una gran superfície per a l’intercanvi de gasos.

Les brànquies externes són expansions de la superfície del cos projectades cap a l’exterior de l’animal, senseprotecció. No tenen cap mecanisme de ventilació, i això obliga l’animal a moure’s en cerca de llocs oxigenats. Es dóna en alguns cucs marins, mol·luscs, crustacis, en les larvesd’insectes i amfibis i en alguns peixos,com ara l’axolot.

Les brànquies internes estan protegidesen una cavitat que comunica amb l’exterior. Són característiques de molts mol·luscos i dels peixos. En els peixos ossis estan cobertes per una placa òssia, anomenada opercle. En els cartilaginosos, l’aiguapenetra per la boca i per uns orificis,anomenats espiracles, i surt per lesfenedures branquials.

Circulació de l’aigua

BrànquiesOpercle Brànquies

Fenedures branquials

Opercle

BrànquiaCirculacióde l’aigua

Circulació sanguínia

La respiració en els peixos ossis

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 33

34

9. Per què les esponges i les meduses no necessitenòrgans respiratoris?

10. L’aparell circulatori dels insectes està molt pocdesenvolupat. A què creus que és degut?

ACTIVITATS

Tràquees

Estigma

Pulmó ambparet llisa

Pulmó ambenvans Sacs

aeris

Alvèolspulmonars

Tipus de respiració en els animals (II)

Respiració traqueal

És característica d’artròpodes terrestres (insectes, aràcnids i miriàpodes).Es fa per tràquees, uns tubs ramificats que arriben pràcticament a totsels òrgans de l’animal. Aquests conductes s’obren a l’exterior per uns ori-ficis anomenats estigmes, situats al llarg de la superfície del cos, per onentra i surt l’aire.

Les tràquees, en ramificar-se, van disminuint de diàmetre, al mateixtemps que les parets se’ls fan més primes. Així, l’oxigen arriba directa-ment a totes les cèl·lules, on es fa l’intercanvi de gasos, de manera queno cal disposar d’un complex aparell circulatori.

Respiració pulmonar

És típica d’alguns vertebrats: amfibis, ocells, rèptils i mamífers, tot i quetambé d’alguns invertebrats, com ara els caragols terrestres.

Es fa per mitjà de pulmons, que són unes cavitats internes de paretsmolt fines i humides, plenes de vasos sanguinis.

L’ aire entra a través de la boca i les fosses nasals, i continua per la fa-ringe, la laringe, la tràquea i els bronquis.

La ventilació pulmonar es duu a terme en dos moviments diferents: la ins-piració o entrada d’aire als pulmons, i l’expiració o sortida.

En els amfibis adults, els pulmons són simples bosses buides, amb unasuperfície molt reduïda. També tenen respiració cutània. En els rèptils, elspulmons tenen envans o estan plegats interiorment, fet que representa unasuperfície de contacte més gran per a l’intercanvi de gasos. En els ocells,la superfície d’intercanvi és més gran, ja que tenen unes extensions en for-ma de bossa anomenades sacs aeris. Els mamífers presenten pulmonsamb una gran superfície d’intercanvi gasós, gràcies al fet que disposen d’ungran nombre de sacs diminuts anomenats alvèols pulmonars.

5Tràquees d’insecte

Amfibi Rèptil Ocell Mamífer

Aire

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 34

35

El transport de substàncies en els animals

Els animals més senzills, com ara les esponges i els celenterats, no tenenaparell circulatori, ja que els nutrients i l’oxigen els arriben directa-ment a totes les cèl·lules.

La resta d’animals disposen d’un aparell circulatori que duu els nu-trients i l’oxigen a totes les cèl·lules, i retira el diòxid de carboni i els pro-ductes de rebuig resultants del metabolisme. L’aparell circulatori cons-ta dels elements següents:

• Líquid de transport. És un líquid que circula per l’interior, formatprincipalment per aigua, proteïnes i diverses cèl·lules. En els verte-brats i els cucs el líquid de transport és la sang, en els equinodermscorrespon a la hidrolimfa, i en els insectes és l’hemolimfa.

• Vasos. Són conductes pels quals circula el líquid de transport. Enels vertebrats podem distingir-ne tres tipus:– Artèries. Vasos pels quals la sang surt del cor.– Venes. Vasos pels quals la sang torna al cor.– Capil·lars. Vasos de parets molt fines que connecten les artèries i

les venes. A través seu es fa l’intercanvi de gasos, nutrients i resi-dus, amb cadascuna de les cèl·lules i amb el medi extern.

• Cor. És l’òrgan encarregat d’impulsar el líquid de transport pels va-sos, mitjançant moviments de contracció i dilatació.

6

La sang dels vertebrats

La sang està constituïda per una part líquida, el plasma sanguini, que és una dissolució d’aigua,proteïnes i altres substàncies, i les cèl·lulessanguínies, que són de tres tipus:

• Glòbuls vermells o eritròcits. Són cèl·lules que tenen el citoplasma ple d’una proteïnaanomenada hemoglobina. Aquesta proteïna és de color vermell i s’encarrega de transportar l’oxigen i part del diòxid de carboni.

• Glòbuls blancs o leucòcits. Són cèl·lules mésgrans que els eritròcits. No tenen hemoglobina, i per això són incolores. S’encarreguen,principalment, de protegir l’organisme contra infeccions.

• Plaquetes. No són autèntiques cèl·lules, sinó fragments d’aquestes. Intervenen quan esprodueix un trencament en algun dels vasossanguinis. S’adhereixen ràpidament al lloc del trencament perquè cessi l’hemorràgia, i permeten que es formi un coàgul.

A FONS

Glòbuls blancs

Artèria

Capil·lars

Vena

Cèl·lules

Líquid intersticial

Glòbulsvermells

Plaquetes

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 35

36

Tipus d’aparells circulatoris en els animals

Segons la xarxa de vasos que tingui l’aparell circulatori, se’n distingeixendos tipus.

• Aparell circulatori obert. Es dóna en molts mol·luscs i artròpodes.Es caracteritza perquè els vasos no formen un circuit tancat, sinóque la sang o l’hemolimfa en surt i xopa unes cavitats amb les qualsestan en contacte les cèl·lules, on es duu a terme l’intercanvi gasós ide nutrients, i d’allà torna de nou al cor per uns orificis anomenatsostíols.

• Aparell circulatori tancat. És típic d’anèl·lids, cefalòpodes i verte-brats. Es caracteritza perquè la sang circula sempre per l’interior delsvasos. Presenta uns vasos relativament llargs, que surten del cor, re-corren tot el cos, i hi tornen.

Hi ha dos tipus d’aparell circulatori tancat: el senzill i el doble.

7

11. Quines dues funcions bàsiques ha de garantir el sistema de transport en un animal?

12. En l’aparell circulatori obert, on es duu a terme l’intercanvi gasós i de nutrients amb les cèl·lules?

13. Quina diferència hi ha entre l’aparell circulatori tancat senzill i el doble?

ACTIVITATS

Aparell circulatori tancat senzill Aparell circulatori tancat doble

La sang passa una vegada pel cor en un recorregut complet. Del cor va a les brànquies, on recull oxigen i descarrega diòxid de carboni. De les brànquies va a la resta del cos. Aquest tipus de circulació es dóna en els peixos.

La sang passa dues vegades pel cor, i es creen dos circuits: la circulació menor, que s’estableix entre el cor i els pulmons, i la circulació major, entre el cor i els altres òrgans. Es dóna en la resta de vertebrats.

Cor

Ostíols

Sang rica en oxigen

Sentit de lacirculació de la sang

CorSang pobra en oxigen

Cor

Circulació major

Circulaciómenor

Aparell circulatori obert

Brànquies

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 36

37

L’excreció en els animals

L’activitat metabòlica de les cèl·lules genera productes de rebuig que hande ser eliminats fora de l’organisme, ja que si s’hi acumulen resulten tò-xics. Entre aquestes substàncies hi ha: el diòxid de carboni, l’amoní-ac i la urea.

El diòxid de carboni s’expulsa gràcies a l’acció conjunta dels aparells cir-culatori i respiratori, a través de les superfícies d’intercanvi. De l’elimina-ció de la resta de substàncies se n’encarrega l’aparell excretor.

Els animals més senzills, com les esponges i els celenterats,no disposen d’aparell excretor, i aboquen les substàncies derebuig directament al medi a través de la superfície del cos.

Els insectes utilitzen els tubs de Malpighi, que són unstubs prims tancats per un extrem i oberts per l’altre al tubdigestiu, on aboquen els productes de rebuig que ha reco-llit l’hemolimfa a l’interior del cos.

Els crustacis disposen de dues glàndules localitzades al capi prop de la base de les antenes, les glàndules verdes, permitjà de les quals recullen les substàncies de rebuig i les eli-minen a l’exterior.

En els vertebrats, hi ha diferents òrgans que participen enl’excreció. Els principals són els ronyons, que formen l’ori-na, mitjançant la qual s’expulsen els productes de rebuig,com ara la urea.

L’orina elaborada pels ronyons en surt pels urèters, que des-emboquen a la bufeta urinària, on s’emmagatzema. D’allàsurt a l’exterior per la uretra.

A més dels ronyons, en els mamífers també participen en lafunció d’excreció les glàndules sudorípares, els pulmons,l’intestí i el fetge.

Els rèptils i els ocells que beuen aigua salada tenen unes es-tructures anomenades glàndules secretores de la sal a tra-vés de les quals eliminen l’excés de sal que aporten els ali-ments marins i l’aigua de mar. Aquestes glàndules eslocalitzen al cap i desemboquen a sobre del bec (ocells) o alcostat dels ulls (rèptils).

L’excreció és el procés que permet recollir els productes de rebuig i expulsar-los a l’exterior.

8

14. Quins són els òrgans d’excreció en els mamífers?

15. Quina funció tenen les glàndules secretores de la sal?Quins animals en tenen?

ACTIVITATS

Tubdigestiu

Tubs de Malpighi

Glàndulaverda

RonyóUrèter

Bufetaurinària

Uretra

Aparell excretor d’un insecte

Aparell excretor d’un crustaci

Aparell excretor d’un vertebrat

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 37

38

La nutrició en les plantes

Els vegetals són organismes autòtrofs, és a dir, capaços d’elaborar la se-va pròpia matèria a partir de molècules inorgàniques (diòxid de carbo-ni, aigua i sals minerals) que prenen del medi.

Els organismes unicel·lulars fotosintètics prenen directament del medi,a través de la membrana plasmàtica, els nutrients que necessiten.

Les algues i les molses, que viuen en ambients aquàtics o humits, no dis-posen d’òrgans especialitzats en l’absorció i el transport de nutrients, iels prenen a través de tota la seva superfície.

Les plantes superiors han desenvolupat òrgans especialitzats en la nutrició:les arrels absorbeixen aigua i nutrients minerals, la tija sosté la planta i lesfulles actuen com a òrgans encarregats de la fotosíntesi.

L’absorció de nutrients

L’absorció és el pas d’aigua i sals minerals des del sòl fins a l’interior del’arrel. Aquest procés té lloc en els nombrosos pèls absorbents, unes fi-nes ramificacions que hi ha a les arrels.

L’aigua penetra a l’arrel directament des del sòl. Les sals minerals entrendissoltes en aigua.

El conjunt de nutrients inorgànics absorbits per la planta constitueix lasaba bruta, que serveix de matèria primera per fer la fotosíntesi.

El transport de saba bruta

Un cop la saba bruta ha penetrat a l’interior de l’arrel, entra en uns va-sos conductors, el xilema. Aquests vasos estan formats per files de cèl·lu-les mortes, allargades i cilíndriques.

Els vasos del xilema recorren l’interior de la tija i transporten la sababruta a les fulles i a altres parts verdes de la planta, on es fa la foto-síntesi.

L’ascens de la saba és degut a fenòmens com ara la capil·laritat, la trans-piració de les fulles i la pressió de l’aigua a l’arrel.

9

La saba bruta ascendeix pels vasos del xilema i recorre llargues distàncies que,com en el cas de les palmeres, pot arribar a superar els 50 metres.

Pèlsabsorbents

Ascens de la sababruta

Absorciód’aigua i salsminerals

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 38

39

L’intercanvi de gasos

El diòxid de carboni és necessari per fer la fotosíntesi, procés en el quals’allibera oxigen. Una part d’aquest oxigen s’utilitza en la respiració cel·lu-lar, i una altra part és expulsada a l’atmosfera.

A través dels estomes de les fulles, entra el diòxid de carboni i s’allibe-ra l’oxigen produït.

Quan la saba bruta arriba a les fulles, gran part de l’aigua s’evapora,per transpiració, a través també dels estomes. Mentrestant, les sals mi-nerals es queden retingudes.

La fotosíntesi

A partir de la saba bruta, que arriba a les fulles, i el diòxid de carboni,captat pels estomes, es fa la fotosíntesi, per la qual mitjançant l’energiade la llum solar se sintetitzen molècules orgàniques.

La fotosíntesi té lloc als cloroplasts de les cèl·lules, on hi ha laclorofil·la, un pigment capaç d’absorbir l’energia lumínica procedentdel Sol.

En el procés de la fotosíntesi es produeix matèria orgànicaque, juntament amb aigua, constitueix la saba elaborada.També es produeix oxigen que es consumeix, en part, en larespiració cel·lular de la planta; la resta de l’oxigen s’expul-sa a l’exterior i els éssers vius heteròtrofs l’utilitzen en larespiració.

La fotosíntesi és un procés essencial per mantenir la vida a la Terra, ja que és la font d’oxigen i de matèria orgànica, imprescindibles per a tots els éssers vius. Les plantes són l’aliment dels herbívors i aquests, al seu torn, ho són dels car-nívors, de manera que la matèria orgànica va passant d’uns auns altres.

El transport de saba elaborada

La saba elaborada s’ha de repartir des de les zones on s’ha pro-duït a tots els llocs de la planta.

Aquest transport es fa per mitjà d’un conjunt de vasos conductors, elfloema, que estan formats per cèl·lules vives.

Els estomes estanconstituïts per dues

cèl·lules en forma de ronyó que deixen entre si un orifici per

on passen els gasos i es produeix la transpiració. Estan situats al revers

de les fulles.

16. Què passaria si cobríssim completament la superfície de les fullesd’una planta amb cera?

17. Podem afirmar que la fotosíntesi és un procés exclusiu de lesplantes? Justifica la resposta.

18. Busca en els conceptes clau el significat de capil·laritat, transpiraciói estoma.

19. Els vegetals que habiten en zones de clima sec, tenen pocs o moltsestomes?

ACTIVITATS

Salsminerals

Llum solar

Matèriaorgànica

O2

CO2

H2O

O2

CO2 H2O

Cloroplast

Estoma

Sabaelaborada

Sababruta

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 39

40

El metabolisme i la respiració cel·lular en les plantes

Un cop les diferents cèl·lules de la planta han rebut els nutrients pro-cedents de la saba elaborada, els utilitzen per dur a terme el metabolis-me cel·lular.

La planta empra una part dels nutrients orgànics per fabricar, mitjançantreaccions anabòliques, els seus propis compostos orgànics, com ara elmidó, la cel·lulosa, els enzims, etc.

Una altra part dels nutrients orgànics es degrada, mitjançant reaccionscatabòliques, en compostos més senzills, a través de la respiració cel·lu-lar. En aquest procés, que té lloc als mitocondris, es necessita oxigen,es desprèn diòxid de carboni i s’allibera energia.

En les plantes, els processos de respiració i de fotosíntesi són simultanisdurant el dia, però durant la nit només es fa la respiració.

L’excreció en les plantes

En les plantes, gran part dels residus metabòlics són utilitzats de nouper sintetitzar diferents substàncies. Les necessitats d’excreció són moltreduïdes i no tenen aparell excretor.

El diòxid de carboni produït en la respiració cel·lular i l’oxigen que s’a-llibera en la fotosíntesi s’expulsen pels estomes.

Els altres residus generats poden ser acumulats en els vacúols de lescèl·lules, tal com passa amb els olis essencials de la fulla de llorer, oemmagatzemats a l’espai entre les cèl·lules, com passa a la pell de la ta-ronja o la llimona.

20. Es pot considerar l’oxigen unproducte d’excreció per a les plantes? I el diòxid de carboni? I en els animals?

21. De vegades es recomana que a la nit no dormim en una habitació en què hi hagiplantes. Quina explicació té?Creus que està justificadaaquesta afirmació?

ACTIVITATS

Plantes amb nutrició heteròtrofa

Plantes carnívores. Realment són plantes autòtrofesque viuen en sòls pobres en sals minerals. Aquestesplantes tenen les fulles transformades en poderosestrampes per capturar petits insectes, a partir dels quals obtenen les sals minerals necessàries. Exemples de plantes carnívores són la dròsera i la dionea.

Plantes paràsites. No tenen clorofil·la i prenen les substàncies orgàniques d’altres plantes. Tenen unes arrels xucladores que penetren a les tiges o a les arrels d’altres plantes fins que arriben al floema, i es nodreixen de la saba elaborada de la planta hoste.Exemples de plantes paràsites són els cabells d’àngeli els frares.

Altres plantes, com el vesc, són hemiparàsites. Encaraque fan la fotosíntesi, creixen sobre les branquesd’altres arbres i tenen arrels xucladores que penetrenals vasos conductors de la planta hoste, de la qualobtenen la saba elaborada.

A FONS

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 40

41

Ciència a l’abastFormulació d’una hipòtesi. El transport en les plantes

Com es fa el transport de substàncies per l’interiord’una planta?Per respondre aquesta pregunta hem de fer un experiment els resultats del qual puguem interpretar clarament.Posem una flor de color blanc, amb una tija d’uns quinze o vint centímetres, en un recipient amb aigua acolorida amb tinta.

Podem formular una hipòtesi: si el transport es fa de manera canalitzada, la tinta arribarà al cap de poques hores a la flor, ho farà de manera desigual i tenyirà primer les zones a les quals arriben els vasosconductors de la tija.En el cas que la hipòtesi no es compleixi, caldràformular-ne una de nova, que tingui en compte els aspectes que hagis observat a l’experiment.

1. Preparem l’experiment. Posem un clavell, un lliri o una altra flor blanca i de pètals grans, en un gotamb aigua acolorida amb tinta blava. Es pot utilitzarblau de metilè, però també serveix tintad’estilogràfica o de retolador.

2. Desenvolupem l’experiment. Cal deixar la flor al got durant unes vint-i-quatre hores, i ésinteressant fer diverses proves simultàniament,posant flors diferents i provant diverses tintes i colorants (retolador, tinta xinesa, tintad’estilogràfica, blau de metilè, etc.). Cada flor s’ha de posar en un got independent. El tall de la tija ha de ser net, fet amb una ganiveta i amb cura, per no aixafar els vasos conductors. Al got convé posar-hi, a més, mitja cullerada de sucre.

3. Interpretem els resultats. Després de vint-i-quatrehores, les flors estaran tenyides. Depenent del tipusde flor, unes es tenyiran abans i unes altresdesprés, i presentaran diferents patrons en el tenyit dels pètals: taques irregulars, franges,tenyit a la vora, etc.

22. Fes a la llibreta una explicació resumida d’aquesta pràctica, amb tres parts ben diferenciades: 1) Hipòtesi. 2) Preparació de l’experiment. 3) Anàlisi dels resultats.

Desenvolupa cada apartat, explicant quina és la hipòtesi que volem posar a prova amb l’experiment, com l’has preparat i quins han estat els resultats, així com la interpretació.

23. Els resultats obtinguts, indiquen un transport difús o un transport canalitzat a l’interior de la planta? Suposa que la flor s’hagués tenyit al principi només per la base dels pètals, i al cap d’un temps, s’haguessin anat tenyint de manera uniforme tots els pètals cap a la vora. Quina interpretació hauries donat a aquest resultat?

24. Tenint en compte que els pètals són en realitat fulles modificades, dedueix si el transport de la tinta s’ha fet pels vasos que van des de les fulles cap a l’arrel o pels vasos que van des de l’arrel cap a les fulles.

25. Quin tipus de saba circula pels vasos que han dut la tinta fins als pètals: la saba bruta o la saba elaborada?

26. Podem formular una altra hipòtesi: «El transport es fa a causa de l’evapotranspiració d’aigua des dels pètals». Com podríem aleshores forçar l’evapotranspiració d’aigua des dels pètals per accelerar el transport? Quins resultats esperaries obtenir en repetir l’experiment si el transport fos, en efecte, més ràpid?

ACTIVITATS

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 41

42

27. ● Explica per quina raó en les plantes, a diferènciadels animals, no són necessaris els processosdigestius per incorporar els nutrients.

28. ●● Explica què passa en el dibuix següent i quintipus de digestió s’hi representa.

29. ●●● A l’aire hi ha unes 25 vegades més oxigen que a l’aigua. Suposant que tinguin els mateixosrequeriments energètics, qui desenvoluparà un aparellrespiratori amb més superfície d’intercanvi de gasos,un animal terrestre o un animal aquàtic? Com es potexplicar que un peix fora de l’aigua es mori?

30. ● Indica quin tipus d’aparell respiratori tenen els organismes següents: seitó, gos, xampinyó, colom, aranya, granota, balena, saltamartí, llagostí i cuc de terra.

31. ●●● El fet que els pulmons dels vertebrats estiguinsituats a l’interior del cos representa un granavantatge per a l’animal en comparació amb l’intercanvi de gasos a través de la pell. Quincreus que és, aquest avantatge?

32. ●● A diferència dels mamífers, un gran nombred’ocells tenen pap, on no es produeix cap mena de digestió. Aquest òrgan apareix molt desenvolupaten coloms i flamencs durant el període de cria.

a) Per a què creus que serveix aquest òrgan?b) Per què creus que molts ocells, com les gallines,

ingereixen sorra juntament amb els alimentsd’origen vegetal?

33. ●● Alguns cucs anèl·lids que habiten en aigüesestancades, quan hi ha escassetat d’oxigen a l’aigua,són capaços d’estirar el cos fins a augmentar més de vint vegades la seva longitud.

Quin tipus d’aparell respiratori tenen? Quin avantatgeels proporciona estirar el cos en aigües amb escassetatd’oxigen?

Activitats34. ●●● En els esquemes següents hi ha representats

els sistemes circulatoris d’un amfibi adult (granota) i un mamífer (vaca).

a) Quin tipus de circulació tenen aquests dosanimals?

b) Quins vasos transporten sang amb un contingutelevat d’oxigen? Quins transporten sang amb granquantitat de diòxid de carboni?

c) La circulació dels amfibis i de la majoria dels rèptils s’anomena incompleta, mentre que la dels ocells, els mamífers i alguns rèptilss’anomena completa. A què creus que és degut?

d) Descriu el recorregut que segueix una gota de sangde la vaca des que surt de l’aurícula dreta del corfins que hi torna després de passar per algun òrgandel seu cos.

35. ● Les plantes carnívores són verdes i fan la fotosíntesi, per tant, no necessiten matèria orgànicadels animals. Quina utilitat té capturar insectes i petits invertebrats?

36. ●● Pot fer-se l’intercanvi de gasos i nutrients quan la sang circula per les artèries i les venes? I quan ho fa pels capil·lars? Justifica la resposta.

37. ●● Les egagròpiles són paquets arrodonits que els ocells regurgiten amb les restes indigeriblesdel que han menjat, com ara pèls, plomes, pell, ossos... Les més grosses són les dels rapinyaires nocturns,com el mussol, l’òliba, etc., perquè s’empassentrossos grans de preses o les preses senceres.

a) Quina etapa del procés digestiu es fa amb l’expulsió de les egagròpiles?

b) Per què creus que es regurgiten pèls, plomes, pell i ossos?

c) Quines dades ens pot facilitar l’estudi de les egagròpiles?

Granota Vaca

833921 _ 0026-0045.qxd 1/2/08 15:40 Página 42

43

38. ● Copia el quadre següent i completa’l.

39. ●● Quan comprem flors ens recomanen que afegimuna mica de sucre a l’aigua del gerro perquè no es marceixin ràpidament. Per què creus que tarden més a marcir-se si seguim aquestarecomanació?

40. ●●● En les gràfiques següents es representa la taxade transpiració, en diferents hores del dia, d’un roure i d’una planta de desert.

Quina corba pertany a cada planta? Raona la resposta.

L’aparell digestiu dels herbívors

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

Característica Saba bruta Saba elaborada

Composició

Via de transport

Recorregut que fa

Funció

La cel·lulosa és un glúcid molt abundant en els vegetals.La major part dels animals no podem digerir-la, ja queno disposem dels enzims capaços de transformaraquesta molècula en substàncies nutritives. En canvi,els herbívors remugants sí que poden usar aquestasubstància com a font de nutrients, ja que al tubdigestiu tenen uns microorganismes que produeixen els enzims que transformen la cel·lulosa.Els remugants digereixen els aliments en dues etapes,primer els tallen, en fan una masticació parcial i se’lsempassen, i després fan la ruminació, que consisteix a regurgitar el material semidigerit i tornar-lo a mastegarper desfer-lo i agregar-hi saliva. En els dibuixos es pot observar l’aparell digestiu d’un mamífer carnívor, el d’un mamífer herbívorremugant i el d’un mamífer herbívor no remugant.

41. ● Quin tipus de biomolècula és la cel·lulosa?

42. ● Quins éssers vius ajuden els herbívors en la digestió de la cel·lulosa?

43. ● Assenyala quins dels animals següents sóncarnívors, quins herbívors remugants i quinsherbívors no remugants.

Vaca, cavall, cabra, ovella, guineu, llop, conill.

44. ●● Quins animals tenen un aparell digestiu més llarg, els carnívors o els herbívors?

Formula una hipòtesi per explicar aquest fet.

45. ●● Quins animals creus que tenen un sistemadigestiu més eficaç? Per què?

46. ●● Per què creus que els herbívors ingereixenquantitats més grans d’aliments que els carnívors i amb més freqüència?

a) L’herba és un aliment poc nutritiu, i per això els herbívors necessiten ingerir-ne quantitatsmolt grans i amb molta freqüència.

b) Els herbívors són més grans que els carnívors, i per això necessiten menjar més.

c) Els herbívors són més actius que els carnívors, i per això necessiten menjar una gran quantitatd’aliment per reposar energia.

47. ●● Els herbívors remugants ingereixen en poctemps grans quantitats d’herba i, més tard,ruminen el que han ingerit. Quina explicació pots donar a aquest comportament alimentari?

Aparell digestiude carnívor

Aparell digestiud’herbívorremugant

Aparell digestiud’herbívor noremugant

Tax

a de

tran

spir

ació

A

B

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Hores del dia

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 43

44

Respiració

LA

NU

TR

ICIÓ

AN

IMA

L

Es duu a terme en l’aparell respiratori. Hi ha diversos tipus de respiració:

• Cutània. L’intercanvi de gasos es produeix a través de la superfíciedel cos.

• Branquial. Es fa per mitjà de brànquies, unes prolongacions moltfines de la superfície del cos envoltades de nombrosos vasossanguinis.

• Traqueal. Es fa per tràquees, uns tubs ramificats que arribena gairebé totes les cèl·lules de l’animal.

• Pulmonar. Es fa per pulmons, unes cavitats internes de parets moltfines i humides plenes de vasos sanguinis.

Resum

48. Quins tipus de digestió es poden donar en els animals? Com es duen a terme?

49. Inclou en el resum els organismes característics de cada tipus de respiració animal.

50. Inclou en el resum els tipus de brànquies.

51. Quin tipus d’aparell circulatori tenen els animals següents: mosquit, bacallà, musclo, gavina?

52. Quins mecanismes permeten l’ascensió de la saba bruta des de l’arrel fins a les fulles?

ACTIVITATS

Digestió

Es duu a terme en l’aparell digestiu. Comprèn quatre fases:

• Ingestió. Presa d’aliments de l’exterior.

• Digestió. Transformació dels aliments en nutrients.

• Absorció. Pas dels nutrients a la sang.

• Egestió. Eliminació dels residus no digerits a l’exterior.

LA

NU

TR

ICIÓ

VE

GE

TA

L

Comprèn els processos següents:

• Absorció. Pas d’aigua i sals minerals des del sòl cap a l’interior de l’arrel. Es duu a terme a través dels pèls absorbents de les arrels. Forma la saba bruta.

• Transport de saba bruta. Conducció des de l’arrel fins a les parts verdes de la planta. Es duu a terme a través dels vasos conductors del xilema.

• Intercanvi de gasos. Es fa a través dels estomes.

• Fotosíntesi. Té lloc a les fulles i les tiges verdes.

• Transport de saba elaborada. Transport de les substàncies orgàniques fabricades en la fotosíntesi a totes les cèl·lules de la planta. Es fa a través del floema.

• Respiració mitocondrial. Utilització de les substàncies orgàniques per obtenir energia.

• Excreció. Acumulació i eliminació dels productes de rebuig generats en el metabolisme.

Excreció

Procés pel qual es recullen els productes de rebuig produïts per l’activitat cel·lular i s’expulsen a l’exterior. El fan: els tubs de Malpighi (insectes), les glàndules verdes (crustacis) i els ronyons (vertebrats).

Circulació

Es fa a l’aparell circulatori. Hi ha dos tipus d’aparells circulatoris:

• Obert. El líquid de transport abandona els vasos sanguinis i s’escampa pels espais que hi ha entre els òrgans.

• Tancat. La sang circula sempre per l’interior dels vasos sanguinis.Pot ser senzill si la sang passa només una vegada pel cor en un recorregut complet, o doble, si passa dues vegades pel cor.

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 44

Adaptacions a l’ambientaquàtic

Llibres:FotosíntesisISAAC ASIMOV. Ed. Paza & JanésAborda la fisiologia de les plantes.

Atles de zoologia: invertebratsJOSEP CASTELLÓ, M. CRISTINA SANZ. Edibook

Atles de zoologia: vertebratsMANUEL PUIGCERVER I OLIVÁN. EdibookAquest llibre i l’anterior són complementaris. Expliquen,amb molts dibuixos, la fisiologia dels animals.

En la pantalla:Mecanismes de la fotosíntesi. VHS. (25 min) Ancora (TheOpen University). Estudi de la fotosíntesi.

Les plantes i els animals. DVD. Enciclopèdia Catalana Vi-sual, 2000. Versió en català, castellà i anglès.Conté molta informació de plantes i animals.

En la xarxa:www.naturenotes.org/notes/dbiologia/Quadern de biologia amb informació sobre fisilogia animal.

NO T’HO PERDIS

45

A l’hemisferi nord s’han fet moltesobservacions de les diferents ma-neres d’alimentar-se que tenen lesiubartes, sobretot a la zona que vades del cap Cod fins a Terranovao a Glacier Bay, a Alaska. Aquí devegades es veuen alguns animalsnedant en cercle amb la boca en-treoberta, mentre que uns altresavancen més o menys paral·lela-ment a la superfície, també ambla boca parcialment oberta, de ma-nera semblant a com ho fan les ba-lenes franques. Unes altres prac-tiquen envestides: surten de sotal’aigua cap a la superfície amb laboca entreoberta i emergeixen, devegades gairebé verticalment,abans de tancar la boca per expul-sar l’aigua continguda.No obstant això, la tècnica d’ali-mentació més fascinant és la ba-sada en les «xarxes de bombolles».Per posar-la en pràctica, la iubar-ta ascendeix en cercle lentamentper sota dels bancs de preses, men-tre va deixant anar suaument l’ai-re, que puja a la superfície en for-ma de bombolles. A causa delmoviment circular del cetaci,aquestes bombolles van formantgairebé una barrera que impedeixla dispersió dels petits organismes,que hi queden «atrapats» dins. Enel moment adequat, la iubartaemergeix verticalment per dins dela «xarxa» amb la boca oberta i

engoleix el menjar que hi ha reu-nit. Totes aquestes formes d’ali-mentar-se es donen exclusivamenten les aigües fredes, tant de l’he-misferi nord com del sud, dominatpel krill. [...]El cetaci ha d’obtenir tot l’oxigenque necessita per a una immersiódurant el breu període en què surta la superfície i respira. Els cetacisrespiren amb menys freqüència queels mamífers terrestres, però hocompensen respirant més profun-dament, de manera que renovenmés quantitat d’aire dels pulmonsi assimilen millor l’oxigen. Els ce-tacis inspiren abans de submergir-se i descendeixen amb els pulmonsparcialment plens, al contrari queles foques, que expiren abans desubmergir-se. Ara bé, això no ex-plica per què els cetacis resisteixentanta estona sota l’aigua.El primer que cal tenir en comp-te per trobar una resposta és l’a-parell respiratori. L’ aparell respi-ratori dels cetacis presenta algunesparticularitats derivades de lesadaptacions necessàries per impe-dir l’entrada d’aigua a les vies res-piratòries: els conductes nasals sóncomplicats i la laringe (l’extrem su-perior del tub respiratori) s’esténcap a la cavitat nasal en lloc d’o-brir-se cap a la gola.[...]

La forma en què els cetacis han in-crementat la capacitat d’emma-gatzemar oxigen no ha estat aug-mentant la mida dels pulmons, sinómodificant el sistema circulatori iel metabolisme muscular.La sang dels cetacis constitueix entre el 10 i el 15 % del pes corpo-ral, mentre que en l’ésser humàaquesta xifra és del 7 %. Encaramés, els glòbuls vermells de la sang, responsables del transport de l’oxi-

gen, són més abundants que en elsmamífers terrestres i la concentra-ció d’hemoglobina en gairebé totsels cetacis és notablement més al-ta. Tot això augmenta la quanti-tat d’oxigen que la sang pot trans-portar.

RICHARD HARRISON

i M. M. BRYDEN,

Ballenas, delfines y marsopas.Ed. Plaza & Janes

(text adaptat)

EL RACÓ DE LA LECTURA

53. En quines zones tenen lloc les formesd’alimentació que es descriuen en el text?

54. Quina finalitat tenen les particularitats de l’aparellrespiratori dels cetacis?

55. Per què les iubartes aguanten tanta estona sotal’aigua?

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

833921 _ 0026-0045.qxd 25/1/08 16:18 Página 45

La relació i la coordinació

En aquesta unitat...

• Comprendràs en què consisteix la relació i com es produeixen diferentscomportaments en els animals.

• Aprendràs els diferents tipus de respostes i d’efectors dels animals.

• Diferenciaràs la comunicació nerviosade l’hormonal.

• Coneixeràs l’organització del sistemanerviós en diversos grups d’animals.

• Identificaràs diferents aparellslocomotors d’animals.

• Entendràs la resposta de les plantes als canvis en l’entorn.

• Aprendràs com es relacionen els organismes unicel·lulars.

• Experimentaràs amb el geotropisme dels vegetals.

PLA DE TREBALL

Macacos rhesus.

3833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 46

L’any 1953, un grup de científics japonesos anava cada dia a la platja del’illa de Koshima, al Japó, i hi deixaven moniatos per alimentar els ma-cacos rhesus que hi vivien, ja que el nombre de mones havia augmentatfins al punt que no hi havia prou recursos naturals per sostenir la pobla-ció. D’aquesta manera, els investigadors pretenien que els macacos aban-donessin el bosc i es quedessin al descobert, per poder-ne observar el com-portament de prop.

Un dia, després de donar de menjar als macacos, una femella de 18 me-sos, que van anomenar Imo, es va endur el moniato a l’aigua, el va sub-mergir amb una mà i amb l’altra li va treure la sorra. Al cap d’uns dies,la seva mare va començar a fer el mateix, i més tard, el grup de companyspropers a Imo es va unir a l’hàbit de netejar els moniatos abans de men-jar-se’ls.

Actualment, tots els macacos de Koshima renten els moniatos a l’aigua demar, i un bon nombre fins i tot ho fan repetidament abans de cada mos-segada, com si els agradés el gust salat.

Uns dos anys després, els científics van escampar grans de blat per la plat-ja. Els macacos recollien els grans d’un en un per menjar-se’ls. Però undia, Imo va agafar un grapat de sorra i blat i el va llançar a l’aigua. La so-rra es va enfonsar i els grans de blat van surar; Imo va recollir els grans ise’ls va menjar. Al cap d’un parell de mesos, la seva mare, els seus com-panys i la resta de macacos van aprendre novament aquest comportament.

1. Quins òrgans permeten als macacos captar la informació del medi?

2. Quin va ser el desencadenant que va provocarel comportament d’Imo? I la seva resposta?

3. Quins avantatges proporcionava a Imo i a la resta de macacos, aquest comportament?

4. Els macacos, com la resta d’animals, tenen un sistema que controla i coordina elfuncionament dels diferents òrgans. Quin ésaquest sistema?

5. Poden respondre a estímuls, els vegetals?Com?

RECORDA I RESPON

Busca la resposta Quins tipus de comportament pot tenir un animal?

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 47

48

La relació i la coordinació en els éssers vius

Els éssers vius necessiten alimentar-se, reproduir-se, defensar-se dels de-predadors, etc.; és a dir, relacionar-se amb el medi que els envolta.

Els elements de la relació

En el procés que va des que un ésser viu rep un estímul fins que elabo-ra una resposta hi intervenen diversos elements:

• Estímuls. Són les variacions del medi, tant extern com intern, capa-ces de desencadenar una resposta. Un mateix estímul pot provocar respostes molt diferents, fins i totcontràries, segons les condicions ambientals. Els estímuls poden ser:– Físics, com ara la llum, la temperatura, el so, la pressió, etc.– Químics, com ara la presència o l’absència de substàncies químiques

al medi intern o extern; per exemple, aigua, sals, contaminants...– Biòtics, que corresponen als provocats per la presència o l’absèn-

cia d’altres organismes vius.Segons l’origen, els estímuls poden ser: interns, si provenen de l’in-terior de l’organisme, o externs, si provenen de l’exterior.

• Receptors. Són estructures que capten els estímuls.En els animals, els òrgans dels sentits són estructures capaces decaptar estímuls de l’exterior del cos i transmetre’ls als centres nervio-sos, on s’enregistren i s’elaboren les respostes.

• Coordinadors. Són els òrgans que reben la informació dels recep-tors i la interpreten per després enviar els missatges adequats als òr-gans efectors.En els animals s’han desenvolupat dos sistemes de coordinació de fun-cions: el sistema nerviós i el sistema endocrí o hormonal. Es dife-rencien per la rapidesa de les reaccions, per les vies que condueixenels estímuls i per les funcions que regulen i coordinen.

• Efectors. Són les estructures que duen a terme les respostes. En elsanimals són els músculs i les glàndules.

La funció de relació permet als éssers vius captar determinatscanvis (estímuls) que es produeixen dins o fora del seu cos i respondre-hi de la millor manera possible.

1

1. Quins tipus de coordinació hi ha en els animals? Què diferenciacada tipus?

2. Què és un efector? Quins efectors hi ha en els animals?

ACTIVITATS

La granota rep un estímul interior quan sent gana, i veu un insecte del qual es pot alimentar(estímul extern) a través del sentit de la vista.

La informació es transmet cap als centres nerviosos.Aquests centres elaboren una resposta que hauràde ser executada pels efectors.

La granota captura l’insecte i satisfà la gana. Els sistemes nerviós i hormonal coordinen el procés.

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 48

49

Com respon un ésser viu?

La resposta és una acció que executa un ésser viu com a reacció a unestímul. En les plantes, les respostes generalment són lentes i associadesal creixement, mentre que en els animals són més ràpides. En els ani-mals hi ha dos tipus de resposta davant d’un estímul.

• Motora. La resposta és un moviment. Els moviments són respostespuntuals i ràpides, fetes per l’aparell locomotor. Els òrgans efectorsque produeixen el moviment són els músculs.

• Secretora. La resposta és la producció d’una determinada substàn-cia. Aquesta producció s’anomena secreció. Les secrecions són res-postes fetes per les glàndules.

Comportament i adaptació

El conjunt de respostes dels organismes als estímuls externs dóna llocal comportament de l’ésser viu.

Els comportaments de les plantes gairebé sempre estan relacionats ambel creixement d’algun dels seus òrgans, com ara els fruits, la tija, etc.

Per contra, en els animals es distingeixen dos tipus de comportament:

• Innat o instintiu. És degut a factors hereditaris, és a dir, l’animal jael té des del moment del naixement, i no necessita aprendre’l. L’es-picossada que fan els pollets acabats de sortir de l’ou, per buscar ali-ment, és un exemple de comportament instintiu.

• Adquirit o après. És el condicionat per factors ambientals. És el re-sultat de l’aprenentatge. Aquest tipus de comportament es pot modi-ficar.L’ aprenentatge és possible en gairebé tots els animals, fins i tot en elsinvertebrats, encara que hi ha animals que aprenen molt més ràpidque uns altres, ja que aquesta capacitat està estretament relacionadaamb la intel·ligència dels animals.

La producció de suor i de saliva són respostessecretores.

3. Quins dos tipus de resposteses produeixen en els animalsdavant d’un estímul?

4. Quina diferència hi ha entre el comportament instintiu i l’après? Poden aprendre tots els animals? De què depèn?

ACTIVITATS

En néixer, els pollets s’arrauleixen els uns al costat dels altres per protegir-se del fred de manera instintiva.

Els ocells poden construir el niu sense necessitat d’aprenentatge, seguint un comportament innat.

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 49

50

Els receptors d’estímuls

La manera de captar els estímuls és diferent en animals i en plantes.En els animals hi ha diferents òrgans sensorials, anomenats també òr-gans dels sentits. En les plantes, aquesta funció la duen a terme unescèl·lules repartides per tot l’organisme.

Atenent al lloc que ocupin els receptors, se’n distingeixen dos tipus:

• Exteroceptors. Estan localitzats a la superfície de l’organisme i sóncapaços de captar estímuls procedents de l’exterior. Són exemplesd’exteroceptors els òrgans dels sentits.

• Interoceptors. Estan situats internament, i capten estímuls proce-dents de l’interior de l’organisme, com els que detecten les sensa-cions de gana, set, etc.

Atenent al tipus d’estímul al qual són sensibles, els receptors dels ani-mals es classifiquen en:

• Mecanoreceptors. Sensibles al tacte, a la pressió, al moviment i also. Per exemple, els receptors del tacte, repartits per tot el cos de l’a-nimal, i els receptors del so, localitzats a l’orella.

• Quimioreceptors. Capten la presència de determinades substànciesen l’ambient. En un gran nombre de vertebrats estan constituïts perles cèl·lules gustatives, situades a la boca, que detecten el gust decerts aliments, o les cèl·lules olfactives del nas, que informen de lesolors.

• Termoreceptors. Perceben canvis de temperatura en el medi. Solenestar repartits per tot el cos. En els vertebrats se situen a la pell.

• Fotoreceptors. Capten la llum i són necessaris per a la visió. En sónexemples els ulls dels vertebrats i els ocels (ulls simples) dels artrò-podes.

Els receptors són estructures sensorials especialitzades a captar els estímuls, tant externs com interns.

2

5. Quin tipus de receptors creusque té la pell dels mamífers?

6. Quin tipus de receptors captenles sensacions de gana i set en un animal?

ACTIVITATS

Les fossetes de certes serps detecten la calorque emeten les preses.

Els ulls compostos dels invertebratspermeten detectar moviments al seu voltant.

Les antenes dels artròpodes tenen quimioreceptors.

La línia lateral dels peixosdetecta la profunditat i les vibracions de l’aigua.

Estímul Receptor Sentit

Llum Ull Vista

So Orella Oïda

OlorPituïtària (fosses nasals)

Olfacte

SaborPapil·les gustatives(llengua)

Gust

TàctilCorpuscles(pell) Tacte

Els cinc sentits dels mamífers

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 50

51

Els sistemes de coordinació

Els éssers vius duen a terme simultàniament funcions molt variades: crei-xen, respiren, s’alimenten, etc. Perquè això sigui possible, cal que hi ha-gi sistemes de coordinació que assegurin que totes les tasques es facinde manera correcta en el moment adequat.

• Els animals disposen de dos sistemes capaços de regular i coordinarles funcions vitals.– Sistema nerviós. Regula i coordina les funcions de l’organisme

per mitjà d’impulsos nerviosos. Controla funcions que exigeixenrespostes ràpides i poc duradores. El sistema nerviós està format per neurones, unes cèl·lules espe-cialitzades a transmetre informació en forma d’impulsos nervio-sos. Els impulsos nerviosos són corrents elèctrics de baixa intensi-tat que recorren els nervis portant informació.

– Sistema endocrí. Regula i coordina les funcions per mitjà de laproducció de substàncies químiques. Controla les funcions querequereixen respostes lentes però duradores.

El sistema endocrí està constituït per glàndules endocrines, que pro-dueixen unes substàncies químiques, les hormones. Les hormones sónabocades a la sang, que les transporta a través de l’organisme.

• Les plantes coordinen les seves funcions mitjançant la producció dedeterminades substàncies químiques, les hormones vegetals, d’unamanera semblant al sistema hormonal dels animals.

3

Quan detecta la presència dels depredadors,la presa comença a córrer. La sevasupervivència depèn de la rapidesa i l’eficàcia dels sistemes de coordinació.

7. Indica el sistema de coordinació que actua en les situacionssegüents:

a) Acostem la mà a una flama i l’enretirem de manera instantània.b) Manteniment d’un nivell correcte de sucre a la sang. c) Travessant un carrer, ens aturem quan veiem que ve un cotxe.

8. Busca en els conceptes clau el significat del terme glàndula.

ACTIVITATS

Característiques Sistema nerviós Sistema endocrí

Via utilitzada Nervis Sang

Sistema de transmissió Impulsos nerviosos Hormones

Velocitat de la resposta Ràpida Lenta

Durada de la resposta Breu Duradora

Funcions que regula i coordina

Les que exigeixen respostes ràpides, com arala locomoció.

Les que exigeixen respostes mantingudes, com ara el creixement,el desenvolupament, el metabolisme, etc.

Comparació entre el sistema nerviós i el sistema endocrí

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 51

52

El sistema nerviós

Les cèl·lules nervioses (neurones) de tots els animals són molt semblants.No obstant això, l’organització del sistema nerviós varia d’uns grups auns altres, a causa, fonamentalment, de com es disposen les neuronesen cadascun.

El sistema nerviós dels invertebrats

Els invertebrats tenen uns sistemes nerviosos senzills. En destaquenles xarxes nervioses i el sistema ganglionar.

El sistema nerviós dels vertebrats

Els vertebrats disposen d’un sistema nerviós més complex que els in-vertebrats. Està format per centres nerviosos i nervis.

• Centres nerviosos. Són els òrgans que reben la informació dels re-ceptors i elaboren les respostes que envien als efectors. Són l’encè-fal, situat al cap, i la medul·la espinal, al dors de l’animal.

• Nervis. Estan formats per fibres nervioses, que estan constituïdesper prolongacions de les neurones. Segons les funcions que duen a terme, hi ha bàsicament dos tipusde nervis:– Sensitius. Transmeten la informació des dels receptors cap als cen-

tres nerviosos.– Motors. Transmeten la informació des dels centres nerviosos cap als

diferents òrgans efectors del cos: els músculs i les glàndules.Els nervis constitueixen una xarxa que duu els impulsos des dels cen-tres nerviosos fins a totes les parts del cos, i fan que els músculs escontraguin o que les glàndules produeixin substàncies.

El sistema nerviós és el conjunt d’òrgans i estructures formats per cèl·lules nervioses. Rep informació, la interpreta, elaborarespostes i les transmet als efectors de manera que coordina el cos dels animals.

4

Es presenta en els celenterats, com ara els pòlips i les meduses. Les cèl·lules nervioses formen una xarxa difusa que s’estén per tot l’animal, a través del qual es transmet l’impuls nerviós en totes direccions.

És característic dels anèl·lids, els artròpodes i els mol·luscs. Lesneurones s’agrupen en ganglis units per cordons nerviosos.Els ganglis més grans s’agrupen al cap i formen el cervell.

Xarxes nervioses

Encèfal

Nervis

Medul·laespinal

Xarxa difusa Cordó nerviós

Ganglis

Cervell

Sistema ganglionar

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 52

53

Com funciona el sistema nerviós?

La informació que reben els òrgans dels sentits (receptors) és processa-da pel sistema nerviós, que elabora una resposta. El funcionament éssemblant en tots els animals.

Les respostes més ràpides i simples a un estímul són els actes refle-xos. Aquestes respostes són involuntàries, ja que generalment es fansense que l’animal en sigui conscient fins després d’haver fet el movi-ment. Un bon nombre d’actes reflexos tenen funció defensiva i protec-tora, per evitar situacions perilloses.

Per contra, hi ha altres respostes que són accions voluntàries, com aracórrer quan l’animal és perseguit per un depredador. Aquestes respos-tes no es produeixen automàticament, sinó de manera conscient, ja queen tot moment estan sota control, i l’animal pot modificar-les.

Les neurones

Les neurones són cèl·lules especialitzades a transmetre impulsos nerviosos. Tenen una estructura característica, amb unes prolongacions filamentoses, que facilita la connexió amb altres neurones o òrgans.

Les prolongacions de les neurones formen fibres. Aquestes fibres s’agrupen en feixos,que, al seu torn, també s’agrupen i formen els nervis.

A FONS

9. Quina funció duu a terme el sistema nerviós?

10. Què és un nervi?

11. Què és un acte reflex? Posa’nun exemple.

ACTIVITATS

Els òrgans dels sentits capten un estímul. L’estímul pot ser unsoroll, una imatge, una olor, etc. Els receptors transformen aquestestímul en impulsos nerviosos.

Els nervis sensitius duen la informació fins al cervell. El cervell rep la informació, l’analitza i elabora una respostaadequada.

La resposta s’envia als òrgansefectors. Els músculs produeixenmoviment i les glàndules secretensubstàncies químiques. La respostaés pràcticament instantània.

Cos cel·lular.Conté el nucli i part del citoplasma.

Axó. Prolongació llarga ramificada a la part final, que permet conduirl’impuls nerviós a una altra neurona o òrgan.

Dendrites. Prolongacions curtes nombroses i molt ramificades del cos cel·lular.

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 53

54

El sistema endocrí

A més del sistema nerviós, en el control de les diferents funcions de l’or-ganisme hi participa el sistema endocrí.

Les hormones són substàncies químiques produïdes per les glàndu-les endocrines, que s’alliberen a la sang, des d’on es distribueixenper tot el cos i actuen de manera específica sobre òrgans determinats.El sistema nerviós controla, directament o indirectament, el funcio-nament de les glàdules endocrines.

En general, el sistema endocrí té uns efectes més lents i prolongats queels del sistema nerviós, com ara els canvis que es produeixen en el cosen passar a adult, la producció de llet per les mamelles, els canvis quees fan durant la metamorfosi d’alguns animals, etc.

El sistema endocrí està constituït per òrgans especialitzatsanomenats glàndules endocrines, que produeixen hormones, unes substàncies que actuen com a missatgers.

5

Les feromones

Tots els animals disposen d’unes substàncies químiques,anomenades feromones, que són produïdes per unes glàndulesespecials i abocades al medi extern de l’organisme. Les feromonesactuen com a senyals químics de comunicació, i indueixen en els individus de la mateixa espècie un comportament determinat.

En els insectes socials (abelles, tèrmits i formigues), les feromonestenen una funció important en la diferenciació dels diferentsindividus de la societat, i coordinen i regulen les activitats que desenvolupa cadascú. En les abelles i en les papallones actuen,a més, en l’atracció sexual.

Molts mamífers les utilitzen per marcar el territori. En altrespermeten que els mascles localitzin les femelles a quilòmetres de distància.

Creus que aquest tipus de substància es pot considerar dins del sistema endocrí? Per què?

A FONS

L’abella reina emet una feromona que manté les abelles del rusc al seu voltant.

12. Busca en els conceptes clau el significat d’hormona.

13. Com arriben les hormonesproduïdes per les glàndulesendocrines fins als òrgans o les cèl·lules sobre els qualsactuen?

14. Assenyala diferents accionscontrolades pel sistemaendocrí.

ACTIVITATS

Testicles

Glàndulessuprarenals

Hipòfisi

Ovaris

Pàncrees

Tiroide i paratiroide

Tiroide i paratiroide

Pàncrees

Glàndulessuprarenals

Hipòfisi

Glàndules endocrines

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 54

55

L’aparell locomotor

Davant d’uns estímuls determinats, els animals reaccionen amb des-plaçaments: acostant-se a l’estímul o allunyant-se’n.

El conjunt d’òrgans que permet als animals fer moviments constitueixl’aparell locomotor. Aquest aparell és l’encarregat d’executar les res-postes motores ordenades pel sistema nerviós.

L’aparell locomotor dels invertebrats

Molts invertebrats tenen un esquelet extern o exosquelet, que intervéen les funcions de locomoció, sosteniment i protecció. El principal pro-blema que planteja aquest tipus d’esquelet és que impedeix el creixe-ment de l’animal.

Els insectes, animals de locomoció ràpida, tenen un exosquelet dur i rí-gid, però lleuger i flexible en les articulacions, que permet el desplaça-ment de l’animal. El problema del creixement el resolen per mitjà de lesmudes, que fan diverses vegades a la vida.

L’aparell locomotor dels vertebrats

Els vertebrats presenten un esquelet intern o endosquelet constituït perossos, que s’uneixen entre si per les articulacions.

Encara que els ossos individualment són rígids, l’esquelet és flexible,i permet un ampli marge de moviments. L’esquelet, a més de donarforma al cos i sostenir-lo, serveix d’ancoratge per als músculs es-quelètics, i també de caixa protectora per a determinats òrgans.

Els músculs esquelètics són òrgans que tenen la capacitat de contraure’si relaxar-se, i gràcies a això executen els moviments voluntaris de res-posta davant d’estímuls. Els músculs esquelètics s’uneixen als ossosper mitjà dels tendons.

6

15. Què és i per a què serveixl’esquelet?

16. Què són i per a què serveixenels músculs?

17. Com es produeix el moviment?

18. Què és la muda? Per què es fa?

ACTIVITATS

Molts animals queviuen fixos al substrat

(coralls, musclos, etc.) oque presenten moviments

lents (eriçons, estrelles demar, etc.) tenen unes cobertes

rígides que els protegeixen.

Quan els insectes augmenten de mida, es desprenen de l’esquelet extern i tot seguiten fabriquen un de més gran; aquest procéss’anomena muda.

Extremitats

Crani

Cavitattoràcica

Columnavertebral

Sistema esquelètic d’un vertebrat

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 55

56

Les respostes de les plantes als estímuls

Les plantes no tenen òrgans sensorials receptors d’estímuls, ni òrgans lo-comotors per al desplaçament, ni un sistema nerviós capaç de produirrespostes. No obstant això, igual que la resta d’éssers vius, són capacesde captar estímuls i reaccionar-hi, elaborant respostes.

Les respostes de les plantes són més lentes i de vegades menys percep-tibles que les dels animals, i es duen a terme fonamentalment per mitjàde la variació del creixement del vegetal.

Els estímuls que perceben les plantes poden ser:

• Lumínics. Radiacions lluminoses o variacions de la intensitat lumí-nica.

• Gravitacionals. L’estímul és la força de la gravetat.• Mecànics. Com ara cops, fregaments o pressió. • Químics. Els causats per la presència o la variació de substàncies

químiques.• Tèrmics. Canvis de temperatura.• Hídrics. Com ara la quantitat d’aigua del sòl o la humitat atmosfè-

rica.Quan les plantes responen davant d’algun d’aquests estímuls externs,poden fer-ho de dues maneres, per mitjà de tropismes o per mitjà denàsties.

Tropismes

Un tropisme es considera positiu si es dirigeix cap a l’estímul, i negatiusi es produeix en sentit contrari.

Els principals tipus de tropismes són els següents:

• Fototropisme. L’estímul que el provo-ca és la llum. Les tiges creixen cap a lallum.

• Geotropisme. És una resposta davantla gravetat. Les arrels creixen cap a l’in-terior de la terra, i això facilita l’obten-ció d’aigua i sals minerals.

• Tigmotropisme. És una resposta da-vant un contacte. Les plantes enfiladis-ses, com la vinya, s’enrotllen al voltantd’un suport.

• Hidrotropisme. Està provocat per l’ai-gua. Les arrels de les plantes creixen capa zones del sòl on l’aigua és abundant.

Els tropismes són les respostes permanents davant d’un estímul,en les quals es produeixen canvis en la direcció del creixement de la planta.

7

19. Certes plantes obren les flors a la nit i les tanquen de dia. De quin tipus és l’estímul que provoca aquesta resposta?

20. El fototropisme de les tiges és positiu o negatiu?

ACTIVITATS

La tija de les plantes creix amb fototropisme positiu, i l’arrel, amb geotropisme positiu.

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 56

57

Nàsties

A diferència dels tropismes, els moviments no es produeixen en una di-recció determinada i no són permanents, sinó transitoris.

Hormones vegetals

En les plantes, aquestes substàncies són produïdes per cèl·lules que noestan agrupades en glàndules específiques. Es troben principalment a lapart apical de les arrels i les tiges.

Des del lloc on es produeixen, les hormones són transportades de cèl·lu-la a cèl·lula o pels vasos conductors fins a la part de la planta on hand’actuar.

Les accions de les hormones vegetals són molt variades, per exemple:induir la floració o la maduració dels fruits, regular la caiguda de les fu-lles i dels fruits, estimular el creixement de certes estructures del vege-tal, provocar el tancament dels estomes, etc.

Les hormones vegetals són substàncies químiques que regulen i coordinen les funcions vitals de les plantes.

Les nàsties són les respostes passatgeres de determinadeszones de la planta com a resposta a un estímul extern.

L’etilè és una hormona vegetal que s’utilitza en agricultura per afavorirla maduració dels fruits.

La caiguda de les fulles de les plantes a la tardor està regulada per hormonesvegetals.

Les flors de nit s’obren al capvespre i es tanquen de dia.

Les tulipes s’obren o es tanquen segons la temperatura.

Les dionees (plantes carnívores)tanquen les fulles quan s’hiposa un insecte.

La sensitiva plega totalmentles fulles quan algú les toca.

21. És cert que els vegetals no es mouen? Raona la resposta.

22. Quina diferència hi ha entretropismes i nàsties?

23. Quin tipus d’estímuls provocal’enrotllament dels circells de la vinya?

24. Què és una hormona vegetal?

ACTIVITATS

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 57

58

A FONS

Tots els organismes unicel·lulars són capaços de relacionar-se amb el medi on viuen, ja que en depenen per sobreviure.

La capacitat que permet a qualsevol cèl·lula percebre els canvis (estímuls) que es produeixen en el seu medi i respondre-hi de la manera més adequada rep el nomde sensibilitat cel·lular.

Tipus de respostes

Les respostes dels organismes unicel·lulars són moltdiverses, i les podem agrupar en dos tipus:

• Respostes estàtiques. Les respostes que noimpliquen moviment de la cèl·lula. Davant de certs canvis, com ara manca d’aliment,sequedat, augment de la temperatura, etc., algunsorganismes poden adoptar un estat de vida latent per mitjà de l’enquistament.

• Respostes dinàmiques. Les respostes en què lacèl·lula fa algun moviment, que pot ser d’acostamenta l’estímul (resposta positiva) o d’allunyament(resposta negativa). Aquests moviments s’anomenentactismes i poden ser causats per la gravetat, la llum,la temperatura, etc.

Els estímuls que perceben els organismes unicel·lularssón molt variats:

• Físics, com els canvis de llum, temperatura, pressió, etc.

• Químics, com els canvis en la quantitat d’una substància química present en el medi que envolta la cèl·lula, etc.

25. Busca quina diferència hi ha entre els cilis i els flagels.

26. Busca en els conceptes clau el significat del terme pseudòpode.

ACTIVITATS

La funció de relació en els organismes unicel·lulars

L’enquistament consisteix en la formació d’una cobertaexterna, dura i resistent, que aïlla la cèl·lula del medi extern i la manté amb vida.

Ameboide. Es produeix per mitjàde prolongacions del citoplasma,anomenades pseudòpodes. Éscaracterístic d’organismes coml’ameba.

Vibràtil. Es fa per mitjà de ciliso flagels, unes prolongacions finesdel citoplasma. El paramecipresenta cilis. L’euglena té un flagel llarg.

Contràctil. Es produeix perescurçaments i allargaments de la cèl·lula en una direcció, sense arribar a desplaçar-se. Éscaracterístic de la vorticel·la.

Tres tipus de moviment

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 58

59

Ciència a l’abastFormulació i comprovació d’hipòtesis. El geotropisme de les plantes

L’arrel de les plantes tendeix a créixer cap a l’interiordel sòl, un moviment que rep el nom de geotropismepositiu. El geotropisme de l’arrel sembla indicar que la planta pot percebre la gravetat terrestre i reacciona orientant-se en la direcció correcta.

Podem formular una hipòtesi: si l’arrel creix sempre cap avall, aleshores si girem una planta, l’arrel esreorientarà per continuar creixent en la direcciócorrecta. Farem un experiment senzill per posar a prova la nostra hipòtesi.

1. Preparem un germinador. Agafem un pot de vidre o de plàstic transparent i l’omplim de cotó fluix fins a tres quartes parts de l’alçària.

Tot seguit posem unes quantes mongetes, llenties o cigrons a mitja altura del cotó fluix, en contacte amb la paret del pot, per poder veure les llavors i observar-ne eldesenvolupament.Finalment, humitegem el cotó fluix i deixem el pot en un lloc ventilat i lluminós, a temperaturaambient.L’experiment necessita una mica més d’una setmana per desenvolupar-se del tot; per això cal mantenir el cotó fluix humit, no xop, durant tot aquest temps.

2. Observem el desenvolupament de les llavors.Al cap de dos o tres dies, les llavors començaran a germinar. Desenvoluparan una tija, que creixeràcap amunt, i una arrel, que creixerà cap avall.

3. Fem la maniobra per comprovar la nostra hipòtesi. Quan l’arrel mesuri un centímetre de llarg, girem el pot i el recolzem en horitzontal, i esperem tres o quatre dies més.

27. Explica a la llibreta el procés d’aquesta pràctica, desenvolupant els punts següents:

a) Introducció: explica breument què és el geotropisme que presenta l’arrel.b) Formulació de la hipòtesi i plantejament de l’experiment.c) Desenvolupament de l’experiment, anotant el grau de creixement de la planta cada dia.d) Resultats i interpretació. Ha resultat ser correcta, la hipòtesi?

28. Fes a la llibreta un dibuix detallat del resultat de l’experiment, indicant en quinpunt s’aprecia més clarament la curvatura de l’arrel.

29. Observa el dibuix de la dreta. Representa un pot en el qual ha germinat una llavor, i que està ajagut sobre una taula. Quan la llavor va començar a germinar, el pot estava en la mateixa posició que ara? Fa temps que el pot està ajagut o s’acaba de girar ara mateix? Raona i explica les respostes.

ACTIVITATS

Cotó fluix

Llavors

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 59

60

30. ● Copia i completa el quadre següent, indicant quinsentit i quins receptors són els encarregats de percebre, en un mamífer, cada informació de l’entorn.

31. ● Dels cinc sentits que té un mamífer (vista, oïda,gust, olfacte i tacte), quins creus que són els dossentits que proporcionen més informació de l’ambient?Per què?

32. ● A quin òrgan del cos d’un vertebrat envien la informació els òrgans dels sentits? Què fa aquestòrgan amb la informació que rep dels òrgans dels sentits?

33. ●● Quins dos sistemes de coordinació hi ha en els animals? Podria un animal sobreviure sense els dos sistemes de coordinació? Per què? Quinsproblemes creus que tindria a curt i a llarg termini?

34. ●● Indica, en cada cas, quin és l’estímul i quina la resposta.

a) Quan a l’exterior les temperatures són fredes, els llangardaixos tendeixen a amagar-se i paralitzartota activitat, per reduir al mínim el consumd’energia.

b) Els cucs de terra fugen de la llum i busquen la humitat, i s’amaguen sota la terra humida.

c) Les meduses, quan freguen un altre animal,disparen un filament present en algunes de lescèl·lules i a través seu injecten un líquid urticant.

d) Els camaleons, davant la presència d’undepredador, tendeixen a camuflar-se, i adquireixenla mateixa tonalitat del lloc on es troben.

35. ●●● Resulta gairebé impossible aixafar una moscadomèstica amb la mà, però és molt més fàcil fer-hoamb un matamosques amb forats. Elabora una hipòtesi que intenti justificar aquest fet.

36. ● Fes un esquema del recorregut que segueix un estímul i la resposta en un acte que estiguicontrolat pel sistema nerviós.

Activitats37. ● Quan sentim l’olor d’un menjar que ens ve

de gust, solem dir que «se’ns fa la boca aigua». Quin estímul ha provocat aquest comportament? Quin tipus de resposta es produeix?

38. ●● Observa els dibuixos i tot seguit respon les preguntes.

a) Quin tipus de comportament mostra el caragol,innat o adquirit?

b) Quin és l’estímul que ha provocat aquestcomportament? I la resposta?

c) Quin avantatge comporta per al caragol, aquesttipus de comportament?

39. ●●● Quina funció creus que tenen la llengua bífidade les serps i dels llangardaixos, així com els bigotisdels gats?

40. ● Indica si les accions següents són voluntàries o involuntàries.

a) Un conill gira el cap en sentir un soroll en un matoll.b) Una mona enretira el braç ràpidament en notar

una punxada.c) Un linx va a primera hora del matí a beure aigua

a la vora d’un riu.d) El ritme del cor d’un lleó augmenta quan persegueix

una gasela.e) Un elefant manté més o menys constant

la temperatura del seu cos.f) Un coala acaricia suaument la pell de la seva cria.g) Un mussol mou els ulls intentant veure una possible

presa.

41. ● La contracció de qualsevol múscul origina un moviment en el cos de l’animal. Quines duescondicions creus que són necessàries perquè un múscul origini un moviment?

Informació Sentit Receptors

Temperatura

Forma d’un objecte

Llums i ombresSubstàncies presents en els alimentsVibracions en l’ambient

Substàncies químiques en l’aire

Colors d’un objecte

Pressió

A B

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 60

61

42. ●● Explica quina conclusió es pot treure dels dibuixos següents.

43. ●● Dissenya una experiència per explicar el geotropisme de l’arrel i el fototropisme de la fulla.

44. ●●● Els organismes són capaços de produirestímuls que desencadenin el comportament d’altresindividus. Això constitueix una forma de comunicacióentre els organismes.

Indica quin significat poden tenir aquests fets:

a) Els crits de les mones.b) La producció de feromones en les formigues.c) L’exhibició del plomatge virolat dels mascles

d’alguns ocells.d) La forma inflada del ventre de les femelles d’alguns

peixos.

Els reflexos condicionats

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

Al principi del segle XX, el metge Ivan Pavlov vaobservar que els gossos que tenia al seu laboratori en tenien prou de sentir els passos de la persona queels portava el menjar per començar a salivar i a secretar sucs gàstrics; és a dir, semblava que els gossos havien après a anticipar el menjar.

Pavlov va començar a estudiar aquest fenomen de manera més detallada amb altres estímuls. Vamesurar la quantitat de saliva secretada pel gos quanse’ls presentava un tros de carn, i va observar ques’incrementava el flux de saliva quan això passava (A).En una segona part de l’experiment va mesurar la salivació en fer sonar una campana (B) i després vafer coincidir el so de la campana amb el moment de rebre el menjar (C). En una tercera part de l’experiment (D), Pavlov feia sonar una campanadiverses vegades abans de presentar el tros de carn, i va observar que el gos secretava saliva abundant en escoltar el so de la campana, encara que no se’ls oferís cap aliment. Aquesta manera de respondre es coneix com a reflex condicionat.

45. ● Quina idea intentava posar a prova Pavlov?

46. ● En la primera fase de l’experiment de Pavlov,quin és l’estímul? I la resposta?

47. ● En la segona fase de l’experiment, quin és l’estímul? I la resposta?

48. ● Quins òrgans efectors han produït les respostes?

49. ●● Indica quin ha estat el recorregut correcte en què han circulat els missatges nerviosos:

a) Estímul ➝ Receptor ➝ Centre nerviós ➝➝ Efector múscul ➝ Resposta

b) Estímul ➝ Efector ➝ Centre nerviós ➝➝ Receptor glàndula ➝Resposta

c) Estímul ➝ Resposta ➝ Receptor ➝ Centrenerviós ➝ Efector glàndula ➝ Resposta

d) Estímul ➝ Receptor ➝ Centre nerviós ➝➝ Efector glàndula ➝ Resposta

50. ●● Quina oració explica millor el que va passar al final de l’experiment?

a) El gos mostrava un comportament après per associació.

b) El gos mostrava un comportament instintiu.

c) La quantitat de saliva produïda depenia del nombre de vegades que es feia sonar la campana.

A B

C D

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 61

62

51. Assenyala què li passa a un animal des que es produeix un estímul fins que executa una resposta.

52. Completa el resum indicant quins dos tipus de sistemes de coordinació presenten els animals, i assenyala les característiques de cadascun. Els vegetals tenen tots dos tipus de coordinació?

53. A què dóna lloc el conjunt de respostes d’un organisme als estímuls externs? De quin tipus pot ser en els animals?

54. Completa el resum indicant els principals tipus de tropismes.

ACTIVITATS

Resum

EstímulsUn estímul és un canvi en el medi extern o intern, capaç de provocaruna resposta.

Els estímuls poden ser: físics, químics o biòtics.

Receptors

Són estructures que capten els estímuls. En els animals s’agrupen en els òrgans dels sentits. Converteixen aquest estímul en impulsosnerviosos que viatgen fins als centres nerviosos. Segons la naturalesade l’estímul, els receptors poden ser:

• Mecanoreceptors: sensibles al tacte, la pressió, el moviment i el so.

• Quimioreceptors: capten la presència de determinades substànciesquímiques.

• Termoreceptors: perceben canvis de temperatura.

• Fotoreceptors: capten la llum.

Centresnerviosos

Elaboren les respostes que són conduïdes fins als òrgans efectors. En els vertebrats són l’encèfal i la medul·la espinal.

Els nervis són els encarregats de dur els impulsos des dels receptorsfins als centres nerviosos i des dels centres nerviosos fins a totes les parts del cos, i fer que els òrgans efectors executin l’acció.

Efectors

Són els òrgans encarregats de produir la resposta. Hi ha dos tipus de resposta davant d’un estímul:

• Motora: la resposta és el moviment. La duu a terme l’aparelllocomotor.

• Secretora: la resposta és la producció de determinades substàncies.La duen a terme les glàndules.

CO

OR

DIN

AC

IÓ I

RE

LA

CIÓ

AN

IMA

L

La resposta que donen les plantes enfront dels estímuls externs pot ser de dos tipus:

• Tropismes: respostes permanents davant d’un estímul, en les quals es produeixencanvis en la direcció del creixement del vegetal. Es parla de tropismes positius quanel creixement de la planta es dirigeix cap a l’estímul, i de tropismes negatius quan se n’allunya.

• Nàsties: són moviments passatgers de determinades zones del vegetal com a resposta a un estímul extern.C

OO

RD

INA

CIÓ

IR

EL

AC

IÓ V

EG

ET

AL

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 62

EL RACÓ DE LA LECTURA

Llibres:Secretos del mundo animalTIM BIRKHEAD et al. Ed. Reader's DigestLlibre interessant, amè i il·lustrat a tot color, escrit en un llen-guatge sezill i ple de descobriments científics fascinants so-bre els animals.

Etologia: cap a la desmitificació de l’homeJORDI SABATER PI, PERE TOBARUELA. Publicacions de l’A-badia de Montserrat, 2004Llibre sobre els hàbits i la conducta dels animals.

La vida secreta de les plantesPETER TOMPKINS. Ed. Diana.Tracta sobre les capacitats sensitives de les plantes.

En la pantalla:Mecanismes biològics de control. VHS. Fundació Ser-veis de Cultura Popular.Descriu el funcionament dels diversos mecanismes pelsquals animals i plantes s’adapten al seu entorn mitjançantrespostes o senyals interns i externs.

En la xarxa:http://canal-h.net/webs/sgonzalez002/Etologia/indice.htmPàgina amb molta informació sobre comportament animal.

http://www.biologia-en-internet.com/default.asp?Id=4&Fs=2Interessant web sobre hormones vegetals.

NO T’HO PERDIS

63

Sistemes sensorialsL’ ou d’un gavià argentat té laforma d’un ou de gallina, peròés força més gran. Tendeix a serde color verdós o marró, i pre-senta un seguit de taques fosques,especialment a l’extrem rom.Igual que l’oca a què fèiem re-ferència abans, el gavià recupe-ra els seus ous si roden fora delniu. L’ etòleg holandès GerardBaerends ha estudiat aquestcomportament en una enginyo-sa i extensa bateria d’experi-ments per descobrir exactamentquins estímuls li diuen a l’ani-mal que l’objecte que hi ha foradel niu és certament un ou.

Baerends va posar dos ous fal-sos, l’un al costat de l’altre, foradel niu d’un gavià i va observardes d’un amagatall quin feia ro-dar primer. Al llarg de milers deproves, va anar variant les ca-racterístiques dels models per de-terminar quines eren les pre-ferències dels gavians. Per evitarconfusions, només canviava untret cada vegada. Per exemple,va posar a prova els gavians ambous de mides variades: des deld’un colom fins al d’un estruç,però conservant la forma, el co-lor i la taca dels originals durant

tots els experiments. Per inves-tigar la influència de la forma,va utilitzar models en forma deprismes, cilindres, blocs rectan-gulars, així com d’altres en for-ma d’ou, però tots de la matei-xa mida i pintats de manerasemblant amb l’objectiu de com-provar quina forma era la méseficaç.

Per decidir quines característi-ques eren les més importants perals gavians, va haver de fer ungran nombre d’experiments, jaque els ocells mostraven una mar-cada preferència per la posició:davant de dos ous semblants, al-guns triaven gairebé invariable-ment el que estigués a l’esquerra,i uns altres, el de la dreta.

Per prendre en consideració totaixò, calia presentar a cada ga-vià molts parells diferents i can-viar-ne la posició de manera sis-temàtica. Els resultats van sermolt aclaridors. Per exemple, elsocells tendien a preferir el mésgran dels dos ous, fins i tot en-cara que fos molt més gran queels seus i l’altre fos de mida normal. També preferien els ousfalsos amb moltes taques petites als

naturals amb poques taques grans.Probablement, la raó de totesdues reaccions era que els ous demida més gran i amb moltes ta-ques són cridaners. De fet, potser que estimulin més els ulls

de l’ocell i, per tant, tinguin més probabilitat d’atraure la sevaatenció.

PETER J. B. SLATER,El comportamiento animal.

Ed. Cambridge University Press(text adaptat)

55. Com són els ous d’un gavià argentat?

56. Per què els gavians preferien els ous grans i amb moltes taques?

57. Què volia descobrir Baerends? A quinesconclusions arriba Baerends en els seusexperiments?

58. Imagina’t que has d’investigar sobre el color queprefereixen els gavians en els ous, com ho faries?

59. Per què creus que Baerends canviava només un tret dels ous cada vegada que feia unexperiment?

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

833921 _ 0046-0063.qxd 25/1/08 16:24 Página 63

La reproducció

Cavall marí mascle embarassat.

Alevins de cavall marí.

4En aquesta unitat...

• Coneixeràs el significat i la finalitat de la reproducció.

• Reconeixeràs les principals fases que tenen lloc en el cicle biològic.

• Distingiràs entre reproducció asexual i sexual.

• Identificaràs les fases de la reproducciósexual en animals.

• Identificaràs les estructures que esformen en el cicle vital de les plantes.

• Reconeixeràs les etapes de la reproducció sexual en les plantes.

• Valoraràs els avantatges i els inconvenients de la reproduccióasexual i de la sexual.

• Faràs el dibuix científic d’una flor.

PLA DE TREBALL

Festeig de cavalls marins.

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 64

La biòloga Amanda Vicent és una gran experta en cavalls marins i la pri-mera persona que ha estudiat la reproducció i el comportament d’aquestsanimals sota l’aigua. Actualment dirigeix el projecte Seahorse, adreçat aprotegir l’hàbitat d’aquests animals i a estudiar-ne la reproducció i el com-portament, amb l’objectiu de contribuir a la seva conservació.

El més sorprenent del cavall marí és la forma de reproduir-se, ja que quiqueda «embarassat» és el mascle. La reproducció comença amb una dan-sa que pot durar fins a dos dies, en què el mascle i la femella s’entrellacenamb la cua. Després, la femella diposita més de 200 ous, a través d’un tubponedor, en una bossa que el mascle té a l’abdomen. Un cop els ous es-tan segurs a la bossa, el mascle allibera l’esperma per fecundar-los. A labossa incubadora es desenvolupen els embrions i queden ben protegits.Entre dues i sis setmanes més tard, els ous es desclouen. Llavors, el mas-cle s’encorba i llança les cries, que fan prop d’un centímetre, ja total-ment desenvolupades, a través d’una obertura de la bossa.

1. A quin tipus d’organismes creus que pertanyen els cavallsmarins?

2. Quin tipus de reproducció tenen els cavalls de mar?

3. Per què és tan important la funció de reproducció?

4. Què és la fecundació?

RECORDA I RESPON

Busca la respostaCom es diu el fet que el mascle i la femella d’una espècie siguin molt diferents?

Am

anda

Vic

ent.

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 65

66

La reproducció i el cicle vital

La supervivència de qualsevol espècie necessita que els seus individuses multipliquin per reemplaçar els que moren.

Hi ha dos tipus fonamentals de reproducció:

• Asexual. Hi intervé un sol individu o progenitor, a partir del qual esformen nous individus idèntics a ell. La presenten les algues, elsprotozous, els fongs i algunes plantes i animals.

• Sexual. Generalment hi intervenen dos progenitors: un mascle i unafemella. Es produeixen individus amb caràcters de tots dos progeni-tors. La presenten els organismes pluricel·lulars.

El cicle vital o biològic

El cicle vital o biològic és el conjunt d’etapes per les quals travessa unorganisme al llarg de la seva vida, des que només és una cèl·lula fins quees converteix en individu adult, capaç de reproduir-se.

En el cicle biològic de qualsevol organisme es poden distingir diverses fa-ses, en les quals l’organisme experimenta uns canvis característics i té di-ferents necessitats alimentàries. La durada d’aquestes fases és molt dife-rent segons les espècies, i va des d’unes hores fins a diversos anys.

Generalment, un cicle biològic comprèn les fases següents:

• Reproducció. En aquesta fase, els organismes produeixen les cèl·lu-les reproductores (gametogènesi) que generalment reben el nom degàmetes. A continuació, es produeix la fecundació, que consisteixen la unió d’un gàmeta masculí i un de femení per originar una novacèl·lula, el zigot.

• Desenvolupament embrionari. El zigot, per mitjà d’un seguit dedivisions cel·lulars, dóna lloc a un individu complet amb les caracte-rístiques dels seus progenitors.

• Creixement. En aquesta fase es produeix una maduració i un aug-ment de la mida corporal. En finalitzar, l’organisme assoleix la midadefinitiva i les característiques pròpies dels adults de la seva espècie.En els organismes unicel·lulars, el creixement es produeix com aconseqüència de l’increment del volum cel·lular. En els pluricel·lu-lars, principalment, per un augment en el nombre de cèl·lules.

La reproducció és la funció per la qual els individus progenitorsdonen lloc a nous individus, semblants a ells, anomenatsdescendents.

1

1. Per què és necessària la reproducció en els éssers vius? Quina funció compleix per a l’espècie?

2. Quines diferències hi ha entre la reproducció asexual i la sexual?

3. Què és un zigot?

ACTIVITATS

La reproducció és una funció de tots els éssers vius, necessària per a la continuïtat de l’espècie.

Gametogènesi i aparellament del mascle i la femella

Fecundació en la femella

Postad’ous al niu

Desenvolupament de l’ou fins a la formació de l’embrió

Sortida de l’embrió

Pollet

Cicle vital d’un ocell

Creixement

Desenvolupamentembrionari

Reproducció

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 66

67

La reproducció asexual en els animals

La reproducció asexual és un procediment comú en organismes uni-cel·lulars, però en els animals és poc freqüent i queda limitat als més sen-zills i menys evolucionats.

En els animals en què té lloc, la reproducció asexual es pot fer princi-palment de dues maneres:

• Escissió o fragmentació. Consisteix en el trencament del progeni-tor en dues parts o més, cadascuna de les quals dóna lloc a un nouindividu. És habitual en els celenterats, com ara l’anemone, i en elscucs, com ara el cuc de terra i les planàries.Alguns animals, com ara l’estrella de mar, encara que no es repro-dueixen per escissió, sinó per reproducció sexual, solen utilitzar unprocediment anomenat regeneració, mitjançant el qual són capaçosde tornar a formar nous individus a partir de fragments perduts acci-dentalment. En animals com ara la salamandra i la sargantana, aques-ta capacitat només els permet regenerar certs òrgans, com ara la cua.

• Gemmació. Consisteix en la formació d’una mena de bony o gem-ma en el cos de l’animal. La gemma se’n pot separar i originar un in-dividu adult, com passa en l’hidra d’aigua dolça, o romandre unida al’organisme progenitor formant una colònia, com passa en els co-ralls.

2

4. Quines diferències hi ha entre la bipartició d’organismesunicel·lulars i l’escissió dels animals?

5. Quins són els dos tipus de reproducció asexual més comuns en els animals?

ACTIVITATS

Gemmació individual Gemmació colonial

Escissió Regeneració

Gemma

Hidra d’aigua dolça

Planària mare

Fragmentsregenerats

Planàries filles

Estrella de mar Fragmentregenerat

Fragmentregenerat

Corall

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 67

68

La reproducció sexual en els animals

La majoria d’animals es reprodueixen per mitjà de processos sexuals.Però hi ha algunes espècies, com ara les meduses, que tenen repro-ducció alternant, és a dir, alternen processos sexuals amb asexuals.

Generalment, en la reproducció sexual dels animals cal que hi partici-pin dos individus de sexe diferent, el mascle i la femella, cadascun delsquals aporta una o diverses cèl·lules sexuals o gàmetes.

Els mascles i les femelles desenvolupen uns òrgans especialitzats en lareproducció, les gònades, on es formen els gàmetes.

• En els mascles, les gònades són els testicles, on es produeixen elsgàmetes masculins o espermatozoides. Aquests gàmetes general-ment són petits i mòbils.

• En les femelles, les gònades són els ovaris, on es produeixen els gà-metes femenins o òvuls. Aquests gàmetes són immòbils, de mida mésgran que els espermatozoides, i acumulen substàncies nutritives pernodrir l’embrió en les primeres etapes de desenvolupament.

El sexe dels individus

Tenint en compte si els individus presenten o no tots dos tipus de gò-nades, les espècies poden ser:

• Unisexuals. Cada individu té només un tipus de gònada. Els orga-nismes presenten sexes separats, uns són de sexe masculí, o mascles( ), amb testicles, i uns altres de sexe femení, o femelles ( ), ambovaris. La majoria d’animals són unisexuals. En alguns casos, el mascle i la femella de la mateixa espècie són moltsemblants, i només es diferencien per les gònades, com passa en elsgossos i els conills. En altres casos, el mascle i la femella de la mateixa espècie es dife-rencien en la mida, la forma i el color, com passa en els lleons, les abe-lles, els paons, etc. En aquest cas es diu que l’espècie presenta di-morfisme sexual.

• Hermafrodites. Cada individu té tots dos tipus de gònades, mascu-lines i femenines. Tot i que els individus hermafrodites produeixentots dos tipus de gàmetes, rarament ho fan simultàniament i, pertant, no es fecunden ells mateixos (autofecundació). L’hermafroditis-me és freqüent en animals que viuen fixos al substrat, com ara elpercebe, que tenen moviments lents, com per exemple el caragol i el cuc de terra, o que són paràsits, com ara la sangonera.

3

6. En quins òrgans es formen els gàmetes en els animals?

7. Busca exemples d’animals amb dimorfisme sexual.

8. Per què creus que en els individus hermafrodites no és freqüent que es produeixi l’autofecundació?

ACTIVITATS

En el moment de l’aparellament, un caragolactua com a mascle i l’altre com a femella, i intercanvien els gàmetes.

Molts celenterats presenten un cicle vital amb dues fases: la fase de pòlip i la de medusa. Les meduses tenen vida lliurei es reprodueixen sexualment. Després de la reproducció sexual, es forma una larvaque creix i es converteix en pòlip. Aquest es fixa al fons, i al cap d’un temps esfragmenta (reproducció asexual) i dóna lloc a les meduses.

ReproducciósexualMedusa

Larva

PòlipsFragmentació

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 68

69

La fecundació

Un cop format, el zigot es divideix successivament i dóna lloc a l’embrió,que es desenvolupa fins a formar un nou individu similar, però no idèn-tic, als seus progenitors.

Perquè es produeixi la fecundació, els gàmetes han de seralliberats a un medi aquós idoni, amb l’objectiu que els es-permatozoides nedin fins a l’òvul i el fecundin. Hi ha dos ti-pus de fecundació:

• Externa. Se sol donar en la majoria d’animals aquàtics ien uns quants de terrestres, com ara els amfibis i certsinsectes. Es fa fora de l’organisme matern, al medi ex-tern. La femella expulsa els òvuls sense fecundar, i pos-teriorment els mascles alliberen els espermatozoides quefecundaran aquests òvuls. Aquest tipus de fecundaciódepèn de l’atzar, i per això s’alliberen grans quantitats degàmetes.

• Interna. Es dóna en alguns peixos, en els mol·luscs cefalòpodes ien la majoria dels animals terrestres. Té lloc a l’interior de l’aparellreproductor femení, que proporciona la humitat que necessita elprocés. Per fer-ho, generalment és necessària la copulació. La copu-lació consisteix en la transmissió dels espermatozoides del mascle al’aparell reproductor de la femella a través d’un òrgan copulador,com passa en gran part dels insectes, rèptils, ocells i mamífers.

La fecundació és la unió d’un òvul i un espermatozoide, amb la fusió dels seus nuclis per formar el zigot

4

Desenvolupament embrionari

Ous

ÒvulsEspermatozoides

MascleFemella

Zigot

Espermatozoides

Òvul

Mascle

9. Quines condicions han de donar-se perquè esprodueixi la fecundació?

10. Quin dels dos tipus de fecundació et sembla més avantatjosa? Per què?

ACTIVITATS

Cicle vital amb fecundació interna

Femella

Cicle vital amb fecundació externa

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 69

70

El desenvolupament embrionari

Segons el lloc on es produeix la fecundació i el desenvolupament de l’em-brió, en els animals es distingeixen tres tipus de reproducció:

• Ovípara. El desenvolupament de l’embrió té lloc fora del cos de lamare, a l’ou, i es nodreix de les substàncies de reserva que conté. Esdóna en animals amb fecundació externa, com en la majoria de pei-xos, i en alguns de fecundació interna, com els ocells i els rèptils.

• Vivípara. L’embrió es desenvolupa a l’interior de la mare que, a mésde proporcionar-li protecció, el nodreix durant el desenvolupament.En la majoria de mamífers, l’embrió es desenvolupa a l’úter de la ma-re, un òrgan situat a l’interior de l’abdomen.L’embrió i la mare estan units per mitjà de la placenta, un òrgan lo-calitzat a la cara interna de l’úter. Des de la placenta surt el cordó um-bilical, un òrgan format per vasos sanguinis que uneix la placenta al’embrió. Gràcies a la placenta l’embrió obté oxigen i nutrients de lamare, i elimina els productes de rebuig.

• Ovovivípara. El desenvolupament de l’embrió té lloc a l’interior dela mare, però es nodreix de les substàncies de reserva de l’ou. Esprodueix en certs taurons, rajades i en algunes serps i llangardai-xos.

El desenvolupament de l’embrió conclou amb la desclosa de l’ou, en elsovípars i ovovivípars, i amb el part, en els vivípars.

El desenvolupament embrionari comprèn el període des que esforma el zigot fins que neix el nou individu.

5

L’ou dels ocells i el dels rèptils

En els ocells i els rèptils l’òvul fecundat es converteix en l’ou, on es desenvolupa l’embrió. Els ocells coven els ousper facilitar el desenvolupament de l’embrió, i en canvi els rèptils no ho fan.

Un ou consta de les parts següents:

Closca. Coberta porosa i calcària que s’endureix tan bon punt es posa encontacte amb l’aire. Proporciona protecció.

Membranes de la closca. Dues membranes que hi ha sota la closca. Se separenal pol arrodonit de l’ou, i delimiten una cambra d’aire. Serveixen de barreracontra l’entrada de microorganismes.

Albúmina o clara de l’ou. Conté les substàncies indispensables per alimentarl’embrió.

Calaza. Cadascun dels dos filaments formats per proteïnes que sostenen el rovell al centre de la clara.

Rovell. Constitueix l’ou pròpiament dit. És una cèl·lula derivada de l’òvul desprèsde l’ovari, amb citoplasma, nucli i membrana. Pot presentar una taca vermellosa: el disc germinatiu, a partir del qual es desenvolupa l’embrió.

A FONS

11. Què és la placenta? On esforma? Quina funció té?

12. Quins avantatges creus que téla reproducció vivípara enfrontde l’ovípara?

ACTIVITATS

Els marsupials, com ara els cangurs, són mamífers que no tenen placenta, per la qual cosa la cria neix en un estatimmadur i completa el desenvolupament al marsupi, on hi ha les mamelles.

Closca

Clara

Rovell

Membranesde la closca

Discgerminatiu

Calaza

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 70

71

El desenvolupament postembrionari

En els animals, aquest desenvolupament postembrionari pot ser:

• Directe. En néixer, les cries presenten un aspecte semblant a l’adult,de manera que es tracta d’un procés de simple creixement. Es dónaen animals ovípars amb moltes substàncies nutritives a l’ou, com ararèptils, ocells i alguns insectes, i també en els vivípars mamífers.

• Indirecte. La cria, anomenada larva, neix en una fase poc desenvo-lupada, i té un aspecte i un comportament molt diferents a l’adult.La transformació de la larva en adult es fa per mitjà d’un seguit decanvis, que reben el nom de metamorfosi.

Metamorfosi

Es poden distingir dos tipus de metamorfosi: senzilla i complexa.

S’anomena desenvolupament postembrionari el creixement de l’individu des que neix fins que arriba a l’estat d’adult, en el qual adquireix la capacitat de reproduir-se.

6

La larva, a més de les mudes, s’immobilitza i es transforma en pupa o crisàlide, fins que es converteix en un individu adult. És característica d’alguns insectes, com ara les mosques o les papallones.

La larva esdevé adult en un procés continu, sense passar per una etapa d’inactivitat; només experimenta un seguit de mudes a la pell per créixer. Té lloc en amfibis, mol·luscs, equinoderms i alguns insectes.

Metamorfosi complexaMetamorfosi senzilla

OusLarva

Pupa

Ous

Larva

Adult

13. Per què creus que el règimalimentari de les larves sol serdiferent del dels adults?

14. Quines diferències hi ha entrela metamorfosi senzilla i la complexa?

ACTIVITATS

Adult

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 71

72

El cicle vital de les plantes

En les plantes, al llarg del cicle vital, s’alternen dos tipus d’estructures:

• L’esporòfit. És l’estructura en què es formen les espores.• El gametòfit. És l’estructura en què s’originen els gàmetes o cèl·lu-

les reproductores masculines i femenines.

El gametòfit forma els gàmetes. Quan s’uneixen un gàmeta masculí ambun de femení, s’origina el zigot, que forma l’embrió. Quan l’embrió esdesenvolupa, dóna lloc a l’esporòfit, que produeix espores, a partir deles quals es desenvolupen nous gametòfits.

En les plantes amb flors (angiospermes i gimnospermes), l’esporòfit éstota la planta visible, mentre que el gametòfit no té vida independent iqueda reduït a l’interior de les flors. En les molses, el que normalmentveiem és el gametòfit, i en les falgueres, la part visible és l’esporòfit.

7

15. Quina part d’un roser correspon a l’esporòfit? I al gametòfit?

16. Busca en els conceptes clau el significat d’esporòfit, gametòfit,esporangi, angiosperma i gimnosperma.

ACTIVITATS

Cicle vital de les molses Cicle vital de les falgueres

En les molses, el que normalment veiem és el gametòfit. El zigot es desenvolupa sobre el gametòfit i dóna lloc a l’esporòfit, un llarg filament amb una càpsula a l’extrem, on es desenvolupen les espores. Quan cauen a terra, les esporesgerminen i produeixen nous gametòfits.

Les fulles (frondes) formen l’esporòfit. A la zona posterior de les frondes hi ha unes protuberàncies anomenades sorus, que contenen els esporangis, on es produeixen les espores. Un cop formades, les espores cauen a terra, germinen i originengametòfits, que s’anomenen protal·lus i practicament no es veuen.La unió dels gàmetes masculí i femení origina el zigot, que donaràlloc a un nou esporòfit.

En els vegetals superiors, l’esporòfit és tota la planta visible, mentre que el gametòfit és molt petit i gairebé no es veu.

Esporòfit Esporòfit

EsporesGerminació

Fecundació

Gametòfitmasculí

Gametòfit

Gametòfitfemení

Gametòfit

Fronda

Esporangi

Espores

Germinació

Gametòfitfemení

Gametòfitmasculí

Fecundació

Càpsula

Protal·lus

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 72

73

La reproducció asexual en les plantes

La reproducció asexual és més freqüent en les plantes que en els ani-mals. Se’n distingeixen dues modalitats:

• Reproducció vegetativa. Es basa en la capacitat dels vegetals de for-mar nous individus a partir d’un fragment d’una planta, anomenatgemma. Se’n poden diferenciar les formes següents:

– Estolons. Són tiges de poca alçada que creixen paral·leles al ter-ra. Alguns punts de la tija, anomenats gemmes, en tocar al terraemeten arrels i desenvolupen nous individus, independents de laplanta progenitora. És típic de les maduixes i els trèvols.

– Bulbs. Són tiges subterrànies curtes, envoltades de fulles gruixu-des i carnoses, a partir de les quals broten noves plantes. Es dónaen la ceba, l’all o la tulipa.

– Tubercles. Són tiges subterrànies engruixides per la gran quanti-tat de substàncies de reserva que acumulen, com ara la patata.Aquestes tiges presenten uns bonys o gemmes (els anomenats «ullsde la patata»), a partir dels quals es pot originar una nova planta.

• Reproducció per espores. A partir d’una cèl·lula d’un individu, elnucli de la qual es divideix repetidament, s’originen diversescèl·lules filles anomenades espores. Aquestes cèl·lules, en condi-cions favorables i sense unir-se a altres cèl·lules, germinen i donenlloc a nous individus. Aquest procés reproductor té lloc en molsesi falgueres. Tot i que no són plantes, els fongs també es reproduei-xen per espores.

8

17. Quina diferència hi ha entre un bulb i un tubercle?

18. Què és una espora?

ACTIVITATS

Reproducció artificial

Des de ben antic, en l’agricultura s’utilitza la capacitat de reproducció asexual de les plantes per obtenir exemplarsiguals amb una característica determinada. Entre els mètodes més utilitzats destaquen els següents:

A FONS

Quins avantatges té per als agricultors la reproducció asexual de les plantes?

Esqueix. És un fragment d’arrel, tija o fulla capaç de generar un nouindividu, tal com passa amb el gerani, el roser o el pollancre. Si la brancaestà proveïda de gemmes, s’anomenaestaca.

Colgat. És una part de la planta quees doblega i s’enterra perquè arreli.Un cop ja ha tret les arrels es talla i es trasplanta a un altre lloc.Aquest procediment s’utilitza per a la figuera i la vinya.

Empelt. Aquesta tècnica consisteix a introduir un fragment amb gemmesde la tija (empelt) d’una planta a l’interior de la tija d’una altra plantade la mateixa varietat o d’una espèciesimilar.

Reproducció per estolons d’un trèvol.

Estoló

Gemma

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 73

74

La reproducció sexual en les plantes amb llavors

En les plantes amb llavors, (gimnospermes i angiospermes), el gametò-fit és a les flors, on es localitzen els òrgans reproductors i es produeixenels gàmetes necessaris per a la reproducció sexual.

Estructura de la flor

A l’interior de la flor es formen els gàmetes i té lloc la fecundació. Unaflor completa consta de les parts següents:

• Embolcalls florals. Envolten i protegeixen els òrgans reproductors.– Peduncle. És la part que uneix la flor a la tija. A vegades és molt

reduït.– Calze. És l’embolcall més extern. Està format per sèpals, gene-

ralment de color verd, que protegeixen la flor fins que s’obre.– Corol·la. És més interna i està constituïda per pètals, de colors

vistosos, que serveixen de reclam per atraure els animals pol·linitzadors.

• Òrgans reproductors. Són els que produeixen els gàmetes:– Pistil. És l’òrgan reproductor femení. Està format per una o di-

verses estructures en forma d’ampolla. La part superior és l’estig-ma, el coll s’anomena estil i la base és l’ovari, que conté els gà-metes femenins, anomenats oosferes.

– Estam. És l’òrgan reproductor masculí. Està format per un fila-ment que sosté l’antera, on hi ha els grans de pol·len, dins delsquals s’originen els gàmetes masculins.

La major part de les flors són hermafrodites, és a dir, tenen òrgans re-productors masculins i femenins alhora. Les flors que només tenen òr-gans reproductors d’un dels dos sexes s’anomenen unisexuals.

Pol·linització

La pol·linització és el procés pel qual els grans de pol·len, situats a lesanteres dels estams, arriben fins al pistil de la mateixa flor o d’una altra.

Si el gra de pol·len es diposita sobre un pistil de la mateixa flor, s’ano-mena autopol·linització. Si arriba al pistil d’una altra flor, s’anomenapol·linització encreuada.

El gra de pol·len pot viatjar d’una flor a una altra de maneres molt di-verses, entre les quals destaquen les següents:

• Pel vent. És característic de plantes gimnospermes, com ara el pi, id’algunes angiospermes, com ara els cereals. Exigeix que la plantaprodueixi un nombre elevat de grans de pol·len que, a més, han deser molt lleugers.

• Per animals. És característic de plantes angiospermes com el roser,de pètals vistosos i olors agradables. Aquest tipus de pol·linització laduen a terme sovint els insectes, tot i que també la poden fer ocellscom el colibrí.

9

19. Què hi ha dins un gra de pol·len?

20. En què es diferencial’autopol·linització de la pol·linització encreuada?

21. Per què les plantes que espol·linitzen per l’aire han de produir tanta quantitat de pol·len?

22. Quina funció tenen els colorscridaners i les olors de certesflors?

ACTIVITATS

Antera

Gransde pol·len

Filament

Antera

Sèpals(calze)

Pètals (corol·la)

Estigma

Estil

Ovari

Oosfera

Esta

m

Pis

til

Peduncle

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 74

75

Fecundació i formació de l’embrió i la llavor

La fecundació es produeix quan els gàmetes masculí i femení s’uneixen.A partir d’aquest moment es formen l’embrió i la llavor.

Formació del fruit. Tipus de fruits

Després de la fecundació, l’ovari es transforma en el fruit, que té coma missió protegir les llavors i col·laborar en la dispersió.

Segons com siguin les parets, es distingeixen dos tipus de fruits:

• Carnosos. Com ara el tomàquet, el raïm o la poma. Tenen les paretssucoses i dolces, ja que acumulen substàncies nutritives i aigua.

• Secs. Com ara l’ametlla, la gla o la nou. Tenen les parets enduridesperquè han perdut aigua.

Dispersió i germinació de la llavor

Quan els fruits estan madurs, se separen de la planta i les llavors (en-voltades pel fruit o nues) es dispersen. La dispersió evita que les plantescreixin massa juntes.

Quan la llavor troba les condicions adequades d’oxigen, temperatura ihumitat, es produeix la germinació.

La germinació s’inicia amb l’entrada d’aigua en la llavor, cosa que pro-voca que aquesta s’obri i l’embrió comenci el desenvolupament.

En la majoria de les llavors, el primer que emergeix és l’esbós de l’ar-rel, la radícula, que permet que la planta es fixi al sòl. A continuació,apareix una petita tija, la plúmula, que s’allarga per assolir la superfície.A més hi ha una o dues fulletes, els cotilèdons, que proporcionen elsnutrients necessaris perquè creixi la nova planta.

23. D’on prové el tub pol·línic?Quina funció té?

24. Quina funció tenen els cotilèdons?

25. Quines condicions influeixenen la germinació de la llavor?

ACTIVITATS

1. El gra de pol·len arriba al pistil i desenvolupa el tub pol·línic, que creix fins que assoleix l’ovari. Hi circulen els gàmetes masculins.

2. A l’interior de l’ovari es produeix la fecundació de l’oosfera i es forma el zigot, que donarà lloc a l’embrió.

3. L’oosfera fecundada es transforma en llavor. Aquesta conté l’embrió i les reserves alimentàries o albumen,que alimenten la nova planta fins quedesenvolupi fulles verdes i pugui fer la fotosíntesi. L’ovari es transforma en el fruit, que protegeix la llavor i ajuda a dispersar-la.

4. En l’embrió s’observa la radícula, la plúmula i la primera gemma de la planta. A més, pot contenircotilèdons. Al sòl i amb les condicionsadequades la llavor germina, l’embrió esdesenvolupa i dóna lloc a una nova planta.

Gra de pol·len

Tub pol·línic

Gàmetamasculí

Llavor

Albumen

Embrió

Cotilèdons

Oosfera

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 75

76

L’eficàcia de la reproducció

La reproducció és una funció comuna a tots els éssers vius, que no de-termina la supervivència dels individus, però que és imprescindible perperpetuar l’espècie.

Inconvenients i avantatges de la reproducció asexual

La reproducció asexual presenta l’inconvenient que els descendentssón iguals entre si i iguals als progenitors; és a dir, formen un clon, perla qual cosa qualsevol canvi ambiental negatiu pot provocar la mort detots. És el cas d’un clon de bacteris al qual s’aplica un antibiòtic que elsmata a tots. Si hi haguessin bacteris diferents, hi hauria la possibilitatque alguns sobrevisquessin.L’avantatge principal que ofereix és que es pot dur a terme sense laparticipació d’un altre organisme. Només són necessàries unes condi-cions ambientals adequades i abundància d’aliment; a més, el procés solser molt ràpid i efectiu, a partir d’un sol individu es poden produir nom-brosos descendents, i augmentar la mida de la població de manera con-siderable en poc temps.

Inconvenients i avantatges de la reproducció sexual

En la reproducció sexual, bona part de l’activitat que fan els organismesi de l’energia que consumeixen està dedicada a aquest procés. La forma-ció de gàmetes, l’aparellament, el desenvolupament i la maduració del’organisme són funcions que impliquen grans despeses energètiques. Entre altres inconvenients d’aquest tipus cal esmentar:– De vegades el procés depèn de l’atzar, ja que els gàmetes de sexe

oposat s’han de trobar perquè es pugui fer la fecundació.– Per afavorir la trobada dels gàmetes, cal produir-ne en gran quanti-

tat, fet que comporta un cost energètic elevat.– Almenys un dels gàmetes ha de ser mòbil perquè es puguin trobar.– Es requereix un medi aquós perquè tingui lloc la fecundació dels

gàmetes. Aquest fet comporta una despesa extra per als animals d’ambients secs.

Malgrat totes aquestes dificultats, la reproducció sexual presenta un granavantatge: es formen descendents amb barreja de caràcters de tots dosprogenitors. Això dóna lloc a una rica diversitat d’individus. D’aques-ta manera, en cas de canvis en les condicions ambientals, hi ha una pro-babilitat més alta que alguns individus puguin suportar-los i siguin ca-paços de sobreviure per perpetuar l’espècie. És el cas de la supervivènciad’algunes persones a les epidèmies de pesta de l’edat mitjana.

10

26. Quina finalitat té la reproducció?

27. Quins avantatges té per a una espècie la diversitat d’individus?

28. Per què creus que són tan escasses les espècies que esreprodueixen només asexualment?

ACTIVITATS

En la majoria de mamífers, la reproducció télloc en un determinat període de l’any,anomenat època de zel. Les cries neixen en les èpoques en què hi ha abundànciad’aliment.

La reproducció asexual és un procés eficaçper a animals que viuen fixos o d’escassamobilitat, que tenen dificultats per trobar-seamb un altre individu de la seva espècie.

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 76

77

Ciència a l’abastElaboració d’un dibuix científic. La flor

L’elaboració de dibuixos científics té gran importància, especialment en l’estudi de la botànica,en la qual sempre es prefereix un dibuix ben fet que una fotografia, ja que en el primer es podendestacar els caràcters més interessants per identificarla planta.

Farem el dibuix científic d’una flor. El problemaprincipal és que té parts molt petites i que cal utilitzaruna lupa molt potent o un microscopi. Per evitar-ho,utilitzarem un projector de diapositives, que enspermetrà ampliar la imatge fins a una mida prou granper dibuixar-la.

1. Preparem la diapositiva. Necessitem un portaobjectes, o una superfície llisa de vidre o plàstic.

– Traiem alguns pètals de la flor per veure’nl’ovari i els estams.

– Tallem l’ovari per la meitat, amb una ganiveta,procurant que hi quedin alguns estamsadherits.

– Posem tires de cinta adhesiva transparentsobre la flor, i la deixem ben coberta i enganxada al portaobjectes.

– Desenganxem el paper adhesiu de manera quela flor s’hi quedi enganxada i l’adherim a una làmina d’acetat.

– Retallem l’acetat, deixant la flor en un requadrede 3,5 � 3,5 cm, i l’introduïm en un marquet per a diapositives, amb cura que la flor no es desenganxi.

2. Projectem la imatge. Introduïm la diapositiva al projector i la projectem sobre una pantalla o sobre la paret. Aconseguirem un gran augment i força nitidesa, que podem ajustar enfocantl’òptica del projector.

Per apreciar els detalls, podem veure la imatgemolt augmentada allunyant bé el projector de la pantalla. A continuació posem un paperenganxat a la paret i hi projectem la imatge a sobre, a una distància que permeti obtenir una imatge d’una mida adequada per al nostrepaper. Així podrem dibuixar els detalls de la imatge projectada.

3. Completem el dibuix. Afegim al dibuix els nomsdels components de la flor, i els pintem amb els colors corresponents. Cal afegir també el nom de la planta.

29. El projector de diapositives és útil per fer una preparació amb flors de mida petita. Què podries utilitzar per fer un muntatge similar amb una flor més gran?

30. Com podries calcular quants augments té el dibuix que has fet de la flor respecte del natural?

31. Explica com podries utilitzar el projector de diapositives per observar ampliada una preparació d’epiteli de ceba,per intentar observar-ne les cèl·lules molt ampliades.

32. Quines estructures pots observar en la flor que has dibuixat? Pots veure’n les oosferes? En què es converteixenquan la flor es transforma en fruit?

ACTIVITATS

Flor sobre una superfíciede vidre Filament

Pètal

Sèpal Ovari

Estil

AnteraEstigma

S’enganxa en acetat, es retalla

i es munta en un

marquet

Es cobreixamb cintaadhesiva

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 77

78

33. ● Indica si les afirmacions següents corresponen a la reproducció sexual o asexual.

a) Els descendents són idèntics al progenitor.b) És habitual en organismes que viuen fixos al substrat.c) Generalment hi intervenen dos individus.d) Requereix la formació de gàmetes.e) És necessari que hi hagi fecundació.f) Els descendents tenen caràcters barrejats dels dos

progenitors.g) Proporciona diversitat d’individus.h) A partir d’un sol individu es poden generar en poc

temps una gran quantitat de descendents.

34. ●● Les tènies són cucs plans, paràsits, que viuen a l’intestí prim de certs mamífers, entre ells les persones. Són organismes hermafrodites amb autofecundació.

a) Què significa que són hermafrodites?b) Per què creus que fan l’autofecundació?c) Quins inconvenients té l’autofecundació enfront

de la fecundació encreuada?d) L’hermafroditisme és força freqüent en els vegetals.

Quina creus que en pot ser la causa?

35. ●● Quines diferències trobes entre espores i gàmetes?

36. ●● Organitzats per grups, elaboreu un mural, amb fotografies retallades de catàlegs i revistes, sobre el cicle vital d’una planta angiosperma.

37. ●●● Anomena un animal de cadascun dels tipussegüents.

a) Ovípar amb fecundació externa.b) Vivípar marí.c) Ovovivípar terrestre.d) Ovípar marí amb fecundació interna.e) Ovípar terrestre amb fecundació interna.f) Vivípar terrestre.

Activitats38. ●●● La partenogènesi és un tipus de reproducció

en què no cal que l’òvul sigui fecundat. És freqüenten alguns insectes, com ara les abelles, les vespes i les formigues.

Quins avantatges pot presentar la partenogènesienfront de la reproducció sexual normal? Quins inconvenients?

39. ●●● L’armadillo és un mamífer que experimenta un curiós procés de reproducció. Consisteix en la fragmentació d’un embrió, en les primeres fasesdel desenvolupament, en diversos embrions idènticsque després es desenvolupen independentment.Després d’una gestació d’uns dos-cents setanta dies,en cada camada poden néixer entre nou i onzeindividus coberts d’una pell tova, flexible i elàstica que s’endureix al cap de poques setmanes.

a) Quin tipus de reproducció presenta un armadillo?b) Creus que els armadillos que es generen a partir

d’un sol embrió seran tots del mateix sexe?c) Coneixes algun altre animal vertebrat en què tingui

lloc un procés semblant al dels armadillos?

40. ●● En alguns animals, com ara el bacallà o lasardina, tant la femella com el mascle produeixen unagran quantitat de gàmetes. En canvi, en altres espècies, com ara els llops o els conills, el mascleprodueix una gran quantitat de gàmetes i la femella, molt pocs. Quina explicació pots donar a aquest fet?

41. ●● Elabora a la llibreta un quadre sobre la fecundacióinterna i externa i indica en cada cas: el lloc ons’efectua, el nombre de gàmetes que es produeixen i la probabilitat de la trobada dels gàmetes.

42. ●●● Els mamífers tenen un desenvolupamentembrionari llarg, i els embrions necessiten una granquantitat de nutrients. Tanmateix, el zigot téescassetat de substàncies de reserva. Com es potexplicar aquest fet?

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 78

79

43. ●● Observa les flors següents.

a) Quina de les dues és pol·linitzada pel vent? Quinescaracterístiques afavoreix aquest tipus de pol·linització?

b) Quina flor és pol·linitzada per insectes? Quinesestructures afavoreixen aquesta pol·linització?

c) Quins avantatges presenta la flor pol·linitzada per insectes enfront de la pol·linitzada pel vent?

44. ●● La xicoira amarga o dent de lleó és una planta de flors grogues hermafrodites molt comuna als jardins. En un experiment es va tallar l’arrel d’un exemplar en quatre trossos. Cadascun es vaenterrar en un test i al cap d’unes setmanes, de cadafragment de l’arrel, en va créixer una planta nova.

a) Quin tipus de reproducció es va dur a terme?b) Aquesta planta és considerada una mala

herba. A què creus que és degut?

Clonar conills

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

Els clons són còpies idèntiques d’un individu.

Un equip d’investigadors volia aconseguir un clon de conills formats a partir d’un conill progenitor. Per fer-ho, van prendre cinc cèl·lules de la mamellad’una conilla (conilla 1) i els van treure el nucli. A una altra conilla (conilla 2), li van extreure cinc òvuls no fecundats i també els van treure el nucli.

A continuació van inserir cadascun dels nuclis extretsde les cèl·lules de la conilla 1 en cadascun dels òvulsde la conilla 2. Aquests òvuls es van dividir successivesvegades fins a formar embrions. Finalment, es vanimplantar els cinc embrions a l’úter d’una altra conilla(conilla 3), que va actuar de «mare adoptiva». Aquestaconilla va quedar prenyada i al cap del temps vannéixer cinc fills.

45. ●●● Quin tipus de reproducció creus que s’ha fetper obtenir els cinc conills, asexual o sexual?Justifica la resposta.

46. ● Quina molècula orgànica, encarregadad’emmagatzemar i transmetre la informació per al desenvolupament i el funcionament de l’ésser viu, van eliminar els científics en extraureel nucli dels òvuls?

a) Glucosa. b) Un cromosoma. c) ADN.

47. ●●● Quines de les oracions següents sobre els llorigons de l’experiment són certes?

a) Tots són de sexe femení.

b) Tots són de sexe masculí.

c) Tots tenen el mateix color.

d) N’hi ha de sexes diferents.

e) Els conills acabats de néixer tenen mare, però no pare.

48. ● Quin gàmeta ha participat en la tècnica de reproducció? Quin gàmeta no hi ha participat?

A B

Conilla 1

(Blanca)

Conilla 2(Blanca i negra)

Nucli de cèl·lulasomàtica

Introducció del nucli a l’òvul

Formació de l’embrió

Òvul sense nucli

Òvul immadur

Neixen llorigons blancs

Conilla 3

Implantaciód’embrions

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 79

80

49. Resumeix les diferències que hi ha entre la fecundació interna i l’externa.

50. Completa el resum indicant les característiques del desenvolupament directe i l’indirecte.

51. Fes a la llibreta un esquema del cicle vital d’una molsa i el d’una falguera, i assenyala-hi els processos que hi tenen lloc.

52. Fes una taula a la llibreta indicant els avantatges i els inconvenients de la reproducció asexual i de la sexual.

ACTIVITATS

Resum

Asexual

Es pot dur a terme per:

• Escissió: trencament del progenitor en dues parts o més, cadascunade les quals donarà lloc a un nou individu.

• Gemmació: formació d’una gemma al cos de l’animal, que se’n potseparar i originar un nou individu o romandre-hi unit formantcolònies.

Sexual

Generalment, necessita que hi participin dos individus de sexediferent, cadascun dels quals aporta uns gàmetes, que es formen a les gònades.

• Les gònades masculines són els testicles, on es formen els espermatozoides.

• Les gònades femenines són els ovaris, on es formen els òvuls.

Les etapes de la reproducció sexual son les següents:

• Fecundació: unió de l’òvul i l’espermatozoide per formar el zigot. Pot ser externa o interna.

• Desenvolupament embrionari: des que es forma el zigot fins que neix l’individu.

• Desenvolupament postembrionari: des del naixement de l’individufins que arriba a adult. Pot ser directe o indirecte.

RE

PR

OD

UC

CIÓ

EN

AN

IMA

LS

Asexual

Es pot fer per:

• Reproducció vegetativa. Per mitjà de la formació de gemmes a partir de les quals neix un individu. Pot ser per estolons, bulbs o tubercles.

• Reproducció per espores. A partir d’una cèl·lula de l’individus’originen diverses cèl·lules filles o espores, capaces per si solesd’originar un nou individu.

Sexual

En les plantes amb llavors, comprèn les etapes següents:

• Pol·linització. Transport del gra de pol·len fins al pistil.

• Fecundació. Té lloc a l’interior de l’ovari. Com a conseqüència es forma l’embrió, que es troba dins la llavor, resultat de la transformació de l’oosfera.

• Formació del fruit. Procedeix de la transformació de les parets de l’ovari. Té la funció de protegir i dispersar la llavor.

• Dispersió i germinació de la llavor. Per mitjà de la dispersió, la llavor es propaga a llocs diferents. La llavor germina quan troba les condicions adequades d’oxigen, temperatura i humitat.

RE

PR

OD

UC

CIÓ

EN

PL

AN

TE

S

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 80

EL RACÓ DE LA LECTURA

Llibres:Ous fatalsMIKAÏL BULGÀKOV. Edicions de la MagranaNarrativa de ciència-ficció per a joves que ens avisa sobre lacura que cal tenir amb el progrés científic.

La reproducción de los animalesDAVID BURNIE. Ed. SMLlibre sobre zoologia i reproducció.

En la pantallaLlavors i plantes. VHS. Fundació Serveis de Cultura Popu-lar. Descriu la formació, la dispersió i el creixement de les llavors.

En la xarxa:http://www.med.unc._edu/embryo images/Pàgina amb imatges d’embrions de mamífer. (Anglès)

NO T’HO PERDIS

81

Un amant sacrificatEl pregadéu (Mantis religiosa)femella comença a experimentaralguns canvis importants ben en-trat l’estiu. L’abdomen augmen-ta de volum a causa de la madu-ració de rasts d’ous petits i el seucaràcter, que per si mateix ja ésviolent, es torna encara mésagressiu. Quan dues femelles s’en-fronten, la majoria de vegades elconflicte es redueix a una exhibi-ció de les seves habilitats físiques,adornada de «manotades», temp-tatives de tumult i gestos ritua-litzats que solen acabar pacífica-ment amb la retirada d’una de lescombatents.

[...]

Mentrestant, els mascles tambéhan sentit la crida del deure, mésque la de l’amor. Al final d’agostcomencen l’arriscat galanteigaproximant-se a les femelles ambtota mena de precaucions. De-ambulen al seu voltant amb cu-riositat i respecte, mentre aques-tes sembla que no mostren capinterès per la seva presència. De sobte, s’estableix una formad’entesa entre tots dos, i el mas-cle se sent acceptat, s’envalenteix,desplega les ales i d’un salt s’afer-ra al dors de la seva corpulentacompanya. Tota la parada d’a-proximació és molt lenta: la fe-mella no es mostra receptiva nité pressa, mentre que els recelsdel mascle estan del tot justificats.

La còpula s’allarga de vegadescinc o sis hores, en les quals elsamants s’uneixen i se separen di-verses vegades. Un cop esgotadala capacitat fertilitzant del mas-cle, la femella es gira bruscamenti el tenalla pel clatell. Sense inte-rrompre la còpula, comença a de-vorar-lo pel cap mentre la meitatposterior del mascle continua latasca d’inseminació amb fal·le-ra fins que la seva companya fapresa en l’abdomen i li inutilitzaels òrgans sexuals. Les femelles,tot i que fecundades, accepten lacòpula amb altres mascles que,després de l’aportació, corren lamateixa sort que el primer. Quanla posta és imminent, els masclesincauts que surten de ronda estroben que han perdut tot el seuatractiu sexual i que les femellesno hi veuen res més que presesobstinades i fàcils d’aconseguir.Així doncs, durant el temps quedura el zel, els galans no tenencap oportunitat de fecundar i des-prés fugir. Amb l’esperma, lliurenla vida.

[...]

Robert Burton esmenta una espè-cie de pregadéu que només pot reproduir-se amb la decapitacióinexorable del mascle. En aquestcas, els moviments d’aproxima-ció encara es fan amb més cura. Per recórrer trenta centímetres necessita més d’una hora.

Sempre s’acosta per darrere i al’esquerra de la femella. Un des-cuit significa la mort o, el que éspitjor, la interrupció en la cade-na hereditària dels seus gens.Quan per fi la té a l’abast, lamunta per l’esquena ràpidamenti amb precisió. És la maniobramés arriscada del procés: un errorde càlcul i s’acaba l’aventura.Però no té escapatòria. Un ins-tint més poderós que el de la su-pervivència l’empeny a perpetuarl’espècie.

La femella es regira, l’atrapa i co-mença a devorar-li el cap, de ma-nera que despulla l’organisme delmascle d’un ressort nerviós queimpedeix la sortida de l’espermadels òrgans genitals. El que quedadel mascle fa la còpula per mitjàde reaccions reflexes que sense la decapitació estarien blocades.

JOAQUÍN ARAUJO I ALTRES,

El reto de la vida. EnciclopediaSalvat del comportamiento

animal. Ed. Salvat(text adaptat)

53. Quins canvis es poden observar en el pregadéu durant l’estiu?

54. Què els passa als pregadéus mascles quan copulenamb femelles ja fecundades?

55. Descriu el festeig entre un pregadéu mascle i una femella.

56. Què vol dir l’oració «un instint més poderós que el de supervivència l’empeny a perpetuarl’espècie»?

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

833921 _ 0064-0081.qxd 25/1/08 16:30 Página 81

En aquesta unitat...

• Estudiaràs els components d’un ecosistema: el biòtop i la biocenosi.

• Descobriràs que els éssers vius interactuen amb les condicions físiques del seu entorn.

• Identificaràs les principals adaptacions dels éssersvius als medis aquàtics i terrestres.

• Diferenciaràs entre nínxol ecològic i hàbitat.

• Coneixeràs les relacions alimentàries ques’estableixen entre els éssers vius, i aprendràsalgunes maneres de representar aquestes relacions.

• Descobriràs que els éssers vius depenem els uns dels altres per viure.

• Estudiaràs les relacions tròfiques en un ecosistemaconcret.

PLA DE TREBALL

Desert del Sahel.

La bassa dels cocodrils.

5 L’estructura delsecosistemes

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 82

1. Què signifiquen els termes carnívor, herbívori omnívor? A quins tipus d’éssers viuss’apliquen? Indica algun exemple de cadascun.

2. Coneixes algun exemple d’ecosistematerrestre? I d’aquàtic?

3. Què és l’ecologia? Indica la resposta correcta:

a) L’estudi dels impactes que l’ésser humàprovoca sobre el medi.

b) Un conjunt de normes per protegir la naturalesa.

c) Una part de la biologia que estudia les relacions entre els éssers vius i el medi on viuen.

d) L’opció política definida pels partits que s’anomenen «verds».

RECORDA I RESPON

Busca la respostaQuè són les relacions tròfiques?

L’ hivern del 2005, uns científics espanyols que estudiaven els ocellsmigratoris a Mauritània van sentir parlar d’una bassa on vivien co-codrils. Considerant que era impossible que aquests animals vis-

quessin al mig del desert, a més de 200 quilòmetres del riu mésproper, van anar a visitar la zona.

Sorprenentment, van comprovar que era cert. Enuna bassa de 100 metres quadrats habitaven uns30 cocodrils, que s’alimentaven dels abundants

peixos d’aquesta petita massa d’aigua.

«És un fenomen ecològic únic: aquesta població de cocodrils va que-dar aïllada dels corrents fluvials fa més de 9.000 anys, quan el Saheles va convertir en un desert, i s’ha mantingut gràcies a la granabundància de microorganismes que hi ha a l’aigua, dels quals es no-dreixen els peixos, que, al seu torn, són l’aliment d’aquests rèptils.»

Curiosament, els cocodrils no ataquen mai el bestiar que hi va abeure. Per això, els indígenes els consideren animals sagrats i s’abs-tenen de fer-los mal. Així s’ha establert un equilibri entre l’activi-tat humana i aquest fràgil i extraordinari ecosistema en miniatura.

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 83

84

A la Terra hi ha molts ecosistemes diferents: n’hi ha d’aquàtics, com unriu, una bassa o el fons sorrenc del mar, i de terrestres, com els deserts,les selves o les praderies, entre d’altres.

Els ecosistemes terrestres que ocupen grans extensions en el planeta ambuna vegetació característica reben el nom de biomes.

En realitat, tots els ecosistemes de la Terra estan connectats entre si, demanera que el conjunt de tots rep el nom d’ecosfera.

L’ecosfera és el conjunt de tots els ecosistemes del nostreplaneta. La biosfera constitueix la part viva de l’ecosfera.

Un ecosistema és el conjunt d’éssers vius que habiten en un llocdeterminat, les relacions que estableixen entre si, així com les característiques físiques del lloc on viuen i les relacions entre el medi i els organismes.

Els herbívors necessitenmenjar plantes o algues. Els carnívors necessitenmenjar altres animals.

Els paràsits necessiten unhoste del qual alimentar-se o en el qual dur a terme el cicle vital.

Els organismes quedescomponen la matèriamorta necessiten les restesd’altres éssers vius.

Els organismes fotosintèticsnecessiten les substànciesinorgàniques que produeixen els descomponedors.

Les migracions d’animals estableixenrelacions entre ecosistemes allunyats.

La biosfera, l’ecosfera i els ecosistemes

Si comencéssim a fer una llista de tots els éssers vius de la Terra, segu-rament no oblidaríem els tigres, els lleons ni els elefants, ni tampoc al-guns vegetals vistosos, com ara els avets, els rosers, etc.

No sabem quants éssers vius diferents, és a dir, quantes espècies, for-men la biosfera, tot i que actualment se’n coneixen i se n’han classificatmés de dos milions.Tampoc no sabem quina és la massa total de la biosfera, però s’estimaque més de la meitat d’aquesta massa de matèria viva està formada permicroorganismes, com ara els bacteris o els protozous.Els éssers vius que constituïm la biosfera, tant els unicel·lulars com elspluricel·lulars, depenem els uns dels altres.

El conjunt de tots els éssers vius que habiten la Terra es coneixcom a biosfera.

1

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 84

Els components de l’ecosistema

En qualsevol ecosistema, tant terrestre com aquàtic, podem identificardos components: la biocenosi i el biòtop.

La biocenosi

És el conjunt dels éssers vius de l’ecosistema: animals, plantes, fongs itota mena d’organismes. Per descriure-la i identificar-la completamentnecessitem conèixer:

– La llista d’éssers vius de l’ecosistema i el percentatge de la massa dela biocenosi que representa cada espècie.

– Les relacions que s’estableixen entre tots aquests éssers vius. Hi harelacions tròfiques o alimentàries, però també n’hi ha d’altres tipus.

Els factors que sorgeixen per a la presència de diversos éssers vius en unecosistema s’anomenen factors biòtics.

El biòtop

És la part inorgànica de l’ecosistema. Està format per les roques, l’aire,l’aigua, les sals dissoltes, la sorra, etc. Per descriure’l necessitem:

– Una descripció del tipus d’ecosistema: una bassa, un parc, un con-reu de cereals, una zona del fons marí, etc.

– Una relació dels paràmetres físics i químics que el caracteritzen, comara el tipus de sòl, la quantitat de llum, les temperatures, etc.

Les variables fisicoquímiques del medi, que influeixen en la vida dels or-ganismes, es coneixen com a factors abiòtics.

La ciència que estudia la composició i el funcionament dels ecosistemesés l’ecologia, que és una part de la biologia.

2

85

Ecosistema

1. Busca en els conceptes clau el significat dels termes biosfera,bioma i ecosfera.

2. Què són els microorganismes?Quin percentatge aproximatformen de la massa de matèriaviva a la Terra?

3. De quina manera depenend’altres éssers vius els organismes fotosintètics?

4. Què necessitaríem saber per conèixer la biocenosi d’un ecosistema?

ACTIVITATS

BiòtopBiocenosi

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 85

86

La interacció entre el biòtop i la biocenosi

Els factors del biòtop influeixen decisivament en el tipus d’ecosistema,però, al seu torn, la biocenosi de l’ecosistema produeix modificacionssobre el biòtop. Vegem-ne un exemple:

3

5. En l’exemple explicat, descriu com han canviat la composició i la humitat del sòl, i el clima de la zona.

6. Per què en la fase inicial no poden créixer arbres com els pollancres? Quin factor abiòtic ho impedeix?

ACTIVITATS

2. En el transcurs d’entredeu i quinze anys,

la biocenosi produeix canvisen el biòtop: les arrels

de les plantes provoquen la disgregació de la part

superficial de les roques, i alliberen l’argila que formapart de la seva composició.

La roca fragmentadasuperficial passa a tenir

una part argilosa que, al seu torn, conserva

la humitat.

4. Sobre aquest nou sòl, una mica més argilós

i humit, comença a desenvolupar-se una

biocenosi una mica diferent. Sorgeixen

arbustos, com el rosersilvestre, els esbarzers

i la ginesta, que, al seu torn, acceleren

la disgregació de la roca inicial i incrementen

la humitat del sòl.

6. Les modificacions sobre el biòtop poden

arribar a ser molt notables.Al cap d’uns cent anys

de la situació inicial, potarribar a desenvolupar-se

un bosc de clima humit.

1. Sobre un terreny rocós i en una zona on les

temperatures a l’estiu sónaltes i les precipitacions

escasses, es pot establir unabiocenosi de líquens,

plantes herbàcies com elgram, l’ordi silvestre o la

cugula, i plantes xeròfiles(que suporten bé

l’escassetat d’aigua), com lafarigola, l’argelaga o

l’espígol.

3. Al cap d’uns altres deu o vint anys, la creixent

humitat del sòl i el gruix mésgran de l’argila permeten

el creixement d’algunsarbres, com ara pollancres,

savines i pins. Les fullesd’aquests arbres fan

disminuir la quantitat dellum que arriba al sòl i les

arrels fan augmentar encaramés la humitat i el caràcter

argilós del sòl.

5. Els arbres continuen el mateix procés a mesuraque les arrels disgreguen

la roca inicial i, per tant,s’incrementa

el gruix del sòl argilós fèrtil. A més, els arbres

evaporen grans quantitatsd’aigua per les fulles

i fan ombra al sòl; aquest fet modifica

les condicions climàtiquesde la zona.

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 86

Factorabiòtic Adaptacions dels éssers vius

Les plantes d’ambients molt humits presenten abundants estomes que faciliten l’evapotranspiració. Les plantes de llocs secs, com ara la farigola, tenen fulles petites o estretes, que redueixen la pèrdua d’aigua. Algunes, com ara el cactus, emmagatzemen aigua i tenen les fulles transformades en espines, fet que dificulta la pèrdua d’humitat. Pel que fa als animals de zones seques, alguns tenen closques, o cobertes impermeables,com les escates dels rèptils o l’exosquelet dels insectes, que disminueixen la pèrduad’aigua. D’altres secreten substàncies que mantenen la humitat, com ara el caragol.

En zones amb escassetat de llum, alguns vegetals creixen verticalment de maneradesmesurada, com passa en certs arbres de la selva tropical. D’altres presenten fullesaplanades molt grosses, que augmenten la superfície capaç de captar llum. Molts animals són actius només durant el dia, com passa en una gran part dels ocells i els mamífers. No obstant això, hi ha espècies que només són actives durant la nit, com ara les ratapinyades i les òlives.

Els animals poiquiloterms, que tenen una temperatura semblant a la del medi, en condicions desfavorables emigren, romanen en estat de letargia, enterrats o en estat larvari.Els animals homeoterms, que mantenen la temperatura interna constant i independentde la del medi, poden presentar diferents adaptacions al fred. Alguns tenen capesgruixudes de greix sota la pell. Uns altres tenen cobertes de pèl o plomes. En zones de temperatures elevades, uns presenten sudoració, uns altres desenvolupen hàbitsnocturns, etc.

Els organismes fotosintètics només es desenvolupen a les capes més altes (zona fòtica). Presenten formes laminars o de cinta, o tenen les fulles esteses sobre la superfície de l’aigua, de manera que poden captar la llum que necessiten. Les algues disposen de diferents pigments que els permeten utilitzar l’energialumínica que arriba a les capes més profundes i menys il·luminades.Alguns animals de zones poc il·luminades tenen la capacitat de produir llum(bioluminescència) per mitjà d’òrgans específics.

Els organismes de zones amb forts corrents s’han adaptat de diferents maneres.Algunes algues viuen fixes al substrat; els equinoderms tenen formes arrodonides i cobertes dures; hi ha peixos que es refugien en coves o sota pedres, uns altres neden activament, com els que viuen en cursos fluvials; alguns cucss’enterren a la sorra, etc.

Els peixos de zones profundes són aplanats i tenen les cavitats internes molt reduïdes,fet que disminueix els efectes d’una pressió elevada. Les aletes i la forma hidrodinàmica dels animals nedadors els permeten desplaçar-se oferint la mínima resistència a l’aigua. També disposen de cavitats plenes de gas (bufeta natatòria dels peixos) amb les quals poden surar sense esforç.

La salinitat de l’aigua és la quantitat de sals minerals que hi ha dissoltes a l’aigua. És més elevada als mars i els oceans (35 g/l de mitjana) que a les aigües dolces (0,5 g/l de mitjana).Alguns rèptils i ocells marins tenen glàndules secretores de sal, a la cavitat nasal, que secreten un líquid més salat que l’aigua del mar. Aquestes glàndules serveixen per eliminar l’excés de sal. Molts taurons tenen la glàndula rectal amb una funciósemblant.

87

Les principals adaptacions dels éssers vius

La diversitat d’éssers vius del planeta és una conseqüència de les adap-tacions que han fet als diferents medis.

4A

dap

taci

on

s a

eco

sist

emes

terr

estr

esA

dap

taci

on

s a

eco

sist

emes

aq

uàt

ics

Pre

ssió

Sal

init

atM

ovi

men

ts

de

l’aig

ua

Llu

mT

emp

erat

ura

Llu

mH

um

itat

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 87

88

L’hàbitat i el nínxol ecològic

En els ecosistemes, els éssers vius ocupen un hàbitat i un nínxol ecolò-gic, dos conceptes diferents, però íntimament relacionats.

• Hàbitat. És el lloc físic d’un ecosistema on viuen els individus d’unaespècie determinada. L’ hàbitat d’un ésser viu té les condicions natu-rals necessàries per permetre la vida de la seva espècie.

• Nínxol ecològic. És el paper que té una espècie en l’ecosistema. Elnínxol ecològic d’una espècie es defineix per molts aspectes, com arael comportament, el tipus d’aliment que consumeix, els llocs on tro-ba aquest aliment, els depredadors que se n’alimenten, la manerad’utilitzar els recursos disponibles o els efectes que té sobre altresespècies de l’ecosistema, entre d’altres.

Dues espècies poden compartir el mateix hàbitat, però normalment nosolen ocupar de manera simultània i permanent un mateix nínxol ecolò-gic. Si totes dues mengen el mateix aliment, necessiten la mateixa tem-peratura, humitat, etc., s’estableix una competència, i una de les duesespècies, la més ben adaptada, acabarà excloent l’altra.

Per exemple, si en un ecosistema on habiten conills introduïm una po-blació de llebres, totes dues espècies entraran en competència per l’ali-ment, i la pitjor adaptada acabarà desapareixent.

De vegades, les característiques ambientals poden variar dins de certs lí-mits, i com a resposta a aquesta variació, els organismes poden canviarel seu nínxol ecològic i adaptar-se a les noves característiques.

El nínxol ecològic d’un organisme resulta de l’adaptació d’aquest orga-nisme a l’ambient on viu.

5

7. Quina diferència hi ha entre l’hàbitat i el nínxol ecològic d’una espècie?

8. Per què hi ha animals, com el talp o la ratapinyada, que viuen en ambients foscos i són cecs o tenen la visió molt disminuïda?

9. Quins animals creus que tenen una distribució geogràfica més gran,els homeoterms o els poiquiloterms? Justifica la resposta.

ACTIVITATS

En una mateixa zona de la sabana podemtrobar girafes, que s’alimenten de les fullesde les branques altres, i zebres, que ho fan de les fulles que hi ha arran de terra. Les dues espècies comparteixen el mateixhàbitat, però no competeixen entre si perquètenen nínxols diferents.

Les fulles en forma d’espines dels cactuseviten la pèrdua d’aigua. Això no tindriasentit si els cactus habitessin en llocs humits.

Hi ha organismes que tenen diferents nínxols en diferents fases del seu cicle vital. Un capgròs és herbívor, mentre que la granota adulta s’alimenta d’insectes.

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 88

89

La matèria i l’energia en els ecosistemes

En els ecosistemes, la matèria i l’energia es transmeten per mitjà de lesrelacions alimentàries (tròfiques) que s’estableixen entre els organismes.

En tots els ecosistemes tenen lloc dos processos de manera simultània:un flux d’energia, obert, i un cicle de matèria, tancat.

El flux d’energia

El flux d’energia a través de l’ecosistema s’inicia ambla fotosíntesi. L’ energia entra a l’ecosistema com aenergia lumínica, procedent del Sol, i els organismesfotosintètics (productors) la transformen en energiaquímica, que s’emmagatzema en la matèria orgànicadels productors; d’aquesta manera passa d’uns nivellstròfics a uns altres.

En passar per diferents nivells tròfics, l’energia segueixun flux unidireccional. En cada transferència energè-tica, d’un nivell tròfic a un altre, només s’aprofita unapart de l’energia per al manteniment de les funcionsvitals, mentre que una altra part es perd amb la res-piració en forma de calor. Aquesta calor se cedeix almedi i no es reutilitza.

En els ecosistemes aquàtics, en cada pas es perd el 90 % de l’energia quees rep, i només en queda el 10 % disponible per al nivell següent. En els terrestres, el percentatge que arriba a cada nivell encara és més baix.

El cicle de la matèria

Al contrari del que passa amb l’energia, la matèriaes recicla i no es perd, sinó que circula per l’ecosis-tema de manera cíclica.

Els organismes productors consumeixen matèriainorgànica i la transformen en matèria orgànica, queva passant pels diferents nivells de consumidors. Quanels productors i els consumidors moren, les seves res-tes són transformades en matèria inorgànica pels organismes descomponedors. Com a resultat del tre-ball dels descomponedors, les substàncies inorgàni-ques s’alliberen al medi (sòl o aigua), des d’on podenpassar de nou als productors.

6

10. Indica les transformacions successives que experimenta l’energiades que arriba a l’ecosistema fins que en surt.

11. Per què s’utilitza el terme flux per a l’energia i el terme cicle per a la matèria?

ACTIVITATS

Energiasolar

Productors Consumidorsprimaris

Consumidorssecundaris

Consumidorsterciaris

Energia despresa (calor)

Descomponedors

Productors Consumidorsprimaris

Consumidorssecundaris

Consumidorsterciaris

Matèria inorgànica

Descomponedors

833921 _ 0082-0099.qxd 1/2/08 15:49 Página 89

90

L’alimentació dels éssers vius en els ecosistemes

Els éssers vius es poden classificar en els nivells tròfics següents:• Els productors fabriquen la seva pròpia matèria orgànica a partir de

diòxid de carboni, aigua i sals minerals. Per aconseguir-ho, fan la fo-tosíntesi utilitzant l’energia del Sol. Les plantes, les algues i algunsbacteris són els productors en els ecosistemes.

• Els consumidors s’alimenten d’altres éssers vius. N’hi ha de tres tipus:– Primaris, com ara les ovelles, els saltamartins i molts altres ani-

mals. Són herbívors, és a dir, s’alimenten de vegetals.– Secundaris, com ara els llops, les musaranyes i molts d’altres. Són

carnívors, i s’alimenten dels herbívors. Alguns són omnívors, ésa dir, inclouen vegetals en la dieta.

– Terciaris, com ara els taurons, les serps o l’àliga marcenca. S’ali-menten d’altres animals, tant herbívors com carnívors. També re-ben el nom de supercarnívors.

• Els descomponedors es nodreixen descomponent la matèria orgà-nica i produint com a resultat substàncies inorgàniques, que són lesque utilitzen els productors en la fotosíntesi.

Les relacions tròfiques

Les relacions tròfiques són les que s’estableixen entre els éssers vius ques’alimenten els uns dels altres.Els ratolins tenen una relació tròfica amb les plantes de cereals i amb lesalzines, de les llavors de les quals s’alimenten, i també tenen una relaciótròfica amb les guineus i els mussols, que s’alimenten de ratolins.Les relacions tròfiques que hi ha entre diversos éssers vius es poden pre-sentar en forma de cadenes i, xarxes tròfiques i també en forma depiràmides ecològiques.

Tots els éssers vius necessiten energia, que obtenen dels aliments. El conjunt d’organismes d’un ecosistema que obtéels aliments de la mateixa manera rep el nom de nivell tròfic.

7

Xarxa tròfica

Cadena tròfica

Consumidorterciari

Consumidorterciari

Consumidorsecundari

Consumidorprimari

Productor

En una cadena tròfica es representen algunséssers vius, de manera que cada baula ésl’aliment del següent. Si es representendiverses cadenes interrelacionades,s’aconsegueix una xarxa tròfica.

12. Els fongs i els bacteris sónorganismes descomponedors.Quina posició ocuparia un xampinyó en una cadenatròfica?

13. Què ofereix més informaciósobre les relacions tròfiquesd’un ecosistema, les cadenes o les xarxes tròfiques?

ACTIVITATS

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 90

91

14. Quin inconvenient tenen les piràmides de nombres? Per què?

15. Per què les piràmides d’energiano poden ser invertides?

ACTIVITATS

Les piràmides ecològiques

Els nivells tròfics es representen per mitjà de pisos superposats. La basecorrespon als organismes productors, i per sobre es disposen, per or-dre, la resta de nivells. Tots els pisos tenen la mateixa altura, mentreque l’amplada és proporcional al valor de la característica que es repre-senta per a cada nivell.

Hi ha diferents tipus de piràmides ecològiques:

Piràmides de nombres

S’hi representa el nombre d’individus que hi ha de cada nivell tròfic perunitat de superfície o volum de l’ecosistema.

En aquest tipus de piràmide no es té en compte la mida de l’organis-me i es considera de la mateixa manera, per exemple, un elefant queun saltamartí.

En alguns casos es poden donar piràmides invertides, amb pisos infe-riors més petits que els superiors, quan el nombre d’individus d’un ni-vell és superior al del nivell inferior; per exemple, un arbre (produc-tor) que sustenta diferents poblacions de consumidors, o un organismei els seus paràsits.

Piràmides de biomassa

En aquestes piràmides, els pisos representen la biomassa de cada nivell trò-fic. La biomassa és la quantitat de matèria orgànica que forma un indivi-du, un nivell tròfic o un ecosistema. La biomassa es mesura en grams oen quilograms de matèria orgànica seca per unitat de superfície o volum.

A mesura que pugem, els pisos són més petits, ja que la matèria orgà-nica s’utilitza per produir energia. Ara bé, hi pot haver piràmides inver-tides, com en alguns ecosistemes aquàtics, on els productors són fi-toplàncton, que té una massa inferior a la dels nivells superiors. En aquestsecosistemes, el fitoplàncton és consumit, però creix i es reprodueix ambrapidesa. Aquests tipus de piràmides invertides acostumen a ser tem-porals, ja que si la situació es mantingués molt de temps, l’ecosistemaacabaria desapareixent.

Piràmides d’energia

Cada pis representa l’energia emmagatzemada en un nivell tròfic en untemps determinat. Són les que proporcionen més informació, ja que mos-tren el flux d’energia entre els nivells tròfics.

Aquestes piràmides no poden ser invertides, ja que l’energia que té unnivell tròfic sempre és més gran que la del nivell superior, per poder sos-tenir-lo. D’altra banda, en el pas d’energia d’un nivell a un altre, semprehi ha una part de l’energia que es perd en forma de calor.

Una piràmide ecològica és una manera de representar gràficamentla variació que hi ha entre els diferents nivells tròfics, per a una característica determinada.

8

Consumidorsterciaris

Consumidorssecundaris

Consumidorsprimaris

Productors

Consumidorsterciaris

Consumidorssecundaris

Consumidorsprimaris

Productors

Productors

Consumidorsprimaris

Consumidorssecundaris

Energiasolar

Calor

Calor

Calor

Calor

Piràmide de nombres

Piràmide de biomassa

Piràmide d’energia

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 91

92

El paper dels productors i els descomponedors

Els animals herbívors són consumidors primaris, i els carnívors, se-cundaris i terciaris.

Els consumidors ingerim matèria orgànica d’altres éssers vius, que ensserveix per produir la nostra pròpia matèria. Per exemple, quan mengemun tall de carn, estem ingerint proteïnes, amb les quals fabriquem les pro-teïnes dels nostres teixits. Per això diem que els consumidors tenim unanutrició heteròtrofa; és a dir, ens alimentem d’altres éssers vius.

Productors

Els productors no ingereixen matèria orgànica. Tenen nutrició autò-trofa, que significa que fabriquen la seva pròpia matèria orgànica a par-tir de substàncies inorgàniques, com ara el diòxid de carboni, l’aiguai les sals minerals.

El procés d’elaboració de matèria orgànica necessita una gran quantitatd’energia. La majoria dels autòtrofs utilitzen l’energia lumínica per mitjàde la fotosíntesi.

Un cop ha estat produïda, la matèria orgànica passa d’uns éssers vius auns altres. I, finalment, acaba formant les restes orgàniques: organismesmorts, excrements, mudes de pell, plomes, branques seques, fullaraca,etc.

Descomponedors

Sobre les restes actuen els descomponedors, que se’n nodreixen i queamb l’activitat que duen a terme transformen de nou les proteïnes, elsgreixos i els glúcids en diòxid de carboni, aigua, sals minerals..., quequeden al sòl, o dissolts en l’aigua, on els productors autòtrofs foto-sintètics els poden tornar a utilitzar.

Els descomponedors transformen la matèria orgànica en inorgànica, que pot tornar a ser utilitzada pels productors.

Per mitjà de la fotosíntesi, els productors fabriquen la matèriaorgànica que després utilitzen els consumidors.

9

16. Què són els organismes productors? Tots són plantes, o hi haaltres tipus de productors?

17. Què són els consumidors? Quin tipus d’alimentació poden tenir?Quina correspon a l’ésser humà?

18. Què produeixen els descomponedors? Quins éssers vius utilitzenels productes resultants de l’activitat dels descomponedors?

19. Què passa amb la matèria orgànica dels productors que els consumidors primaris no poden utilitzar?

ACTIVITATS

Els productors fabriquen matèria orgànica,que passa d’uns éssers vius a uns altres.

Els descomponedors converteixen les restesorgàniques en matèria inorgànica.

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 92

93

Les relacions biòtiques

En la naturalesa, els éssers vius no estan aïllats, sinó que es relacionenels uns amb els altres. Aquestes relacions poden ser intraespecífiques,si tenen lloc entre individus de la mateixa espècie, o interespecífiques,si s’estableixen entre organismes d’espècies diferents.

10

20. Quan una associació familiar està formada per un mascle i una femella, es diu que és monògama. Si està composta per un mascle i diverses femelles, es diu que és polígama. Posa algun exemple de cada tipus.

21. La competència és un tipus de relació que es produeix entreorganismes de la mateixa espècie, o diferent, que competeixen per un recurs. Quina és més intensa, la intraespecífica o la interespecífica? Raona la resposta.

ACTIVITATS

Intr

aesp

ecíf

iqu

es

Asociacionsgregàries

Grups d’individus, no necessàriament emparentats, que viuen junts durant un període més o menys llarg, amb l’objectiu d’ajudar-se mútuament (defensa, cerca d’aliment, migracions, etc.). Per exemple, un esbart d’ocells migrant.

Associacionscolonials

Conjunts d’individus que es mantenen units i que provenen d’un mateixprogenitor. Per exemple, els coralls.

Associacionssocials

Conjunts d’individus jerarquitzats entre si i amb distribució del treball. Els individus solen presentar diferències anatòmiques i fisiològiques. Per exemple, un rusc d’abelles.

Associacionsfamiliars

Grups d’individus emparentats entre si, l’objectiu dels quals és la procreació i la protecció de les cries. Per exemple, una família de lèmurs.

Inte

resp

ecíf

iqu

es

Mutualisme

Dos individus o més d’espècies diferents s’associen per beneficiar-se mútuament.Per exemple, els esplugabous s’alimenten dels paràsits dels bous. Si la relació de dependència és molt forta i els organismes no poden viure per separat, es parla de simbiosi.

ComensalismeUn individu (comensal) s’alimenta de les restes de menjar o dels productesalliberats per un altre organisme, al qual aquesta acció li resulta indiferent. Per exemple, els escarabats que s’alimenten d’excrements de mamífers.

InquilinismeUn individu (inquilí) es refugia en el cos (o en alguna resta) d’un altre ésser viu, sense perjudicar-lo. Per exemple, el bernat ermità que viu a les closques buides de caragols.

ParasitismeUn individu (paràsit) viu a costa d’un altre (hoste), al qual perjudica, però sensecausar-li la mort. Per exemple, la cotxinilla és paràsita de la figuera de moro.

DepredacióUn individu (depredador) en mata un altre (presa) i el consumeix totalment o parcialment per alimentar-se’n. Per exemple, el lleopard i la gasela.

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 93

94

L’autoregulació de les poblacions

Si representéssim en una gràfica el nombre d’individus d’unapoblació en funció del temps, per a un medi sense limitacions,obtindríem una corba exponencial o corba en J.

Tanmateix, una població natural no pot créixer de manera in-definida, ja que els recursos i l’espai disponibles són limitats.A més, el creixement també està limitat per les altres espèciesamb les quals es relaciona. Això provoca que, amb el temps,el nombre d’individus s’estabilitzi al voltant d’una mida mà-xima, de manera que s’obté una corba de creixement en for-ma de S.

El nombre màxim d’individus d’una població que el medipot sostenir sota unes condicions determinades s’anomenacapacitat de sosteniment. En els animals, aquesta capaci-tat depèn de l’aliment i de l’espai, i en les plantes, de la llumi la disponibilitat d’aigua.

Les poblacions que fluctuen al voltant de la capacitat de sosteniment tenen un creixement estacionari i es troben en equilibri.

Sistema depredador-presa

La interacció entre les diferents poblacions que habiten en un ecosiste-ma n’afecta la mida, de manera que entre elles s’estableix un mecanis-me regulador. Això manté les diferents poblacions oscil·lants al voltantd’un nombre mitjà d’individus. Un exemple d’això és el sistema de-predador-presa.

Si es representa gràficament el nombre d’individus de dues espècies, enla qual una és depredadora i l’altra presa, s’observen fluctuacions pe-riòdiques regulars i paral·leles. En aquestes fluctuacions, un augmentdel nombre de preses comporta un increment de depredadors, ja quedisposen de més aliment. Aquest augment del nombre de depredadorsprovoca una disminució en el nombre de preses, i a continuació, coma conseqüència, la manca d’aliment ocasiona la disminució en el nom-bre de depredadors.

11

160

140

120

100

80

60

40

20

Llebre

1845 1855 1865 1875 1885 1895 1905 1915 1925 Anys

Linx

Nom

bre

d’in

divi

dus

Les dades obtingudes per a les poblacions de linx del Canadà i llebre de les neus a la badia de Hudsondes del 1845 fins al 1935 mostren lesfluctuacions del tipus depredador-presa.

22. Què li passaria a una poblacióque creixés de maneraexponencial i per sobre de la capacitat de sosteniment?

23. A més del sistema depredador-presa, quins altresfactors poden influir en elcreixement d’una població?

ACTIVITATS

Capacitat de sosteniment (K) 4

Període d’assentament.

Fase de creixement exponencial.

La capacitat de sosteniment limita el creixement i la població s’estabilitza.

El nombre d’individus oscil·la al voltant del límit de sosteniment.

4

3

2

1

1

2

3

Nombred’individus

Temps

1935

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 94

95

Ciència a l’abastRepresentacions gràfiques. Estudi de les relacions tròfiques en un ecosistema

En tots els ecosistemes s’estableixen relacions tròfiquesentre els éssers vius que en formen la biocenosi.Aquestes relacions són més complexes com més granés la biodiversitat de l’ecosistema, de manera que són

més fàcils d’observar i estudiar en un ecosistema amb biodiversitat baixa, com ara un parc urbà, un conreu, un estany, una bassa, o qualsevol altre ecosistema humanitzat.

1. Identifiquem i delimitem un ecosistema. Triem un parc, una bassa, una platja, un conreu, etc. que hi hagi en una zona pròxima al centre escolar, per fer-hi l’estudi. N’anotem les característiques en forma de fitxa, en la qual podem incloure un plànol descriptiu, fotos o dibuixos.

2. Fem un inventari de la biodiversitat. Observem i anotem tots els éssers vius que podem trobar a l’ecosistema. No hem d’oblidar els habitants del sòl (insectes, aràcnids, cucs de terra, talps...). Si és un ecosistema aquàtic, com ara una bassa o una platja, n’hem d’observar una mostra de l’aigua al microscopi.

Podem fer fotos o dibuixos dels éssers vius que ens cridin més l’atenció. Per identificar els animals i les plantes ens serviran les guies de camp de plantes, insectes, ocells, etc.

3. Interpretem les relacions tròfiques. Classifiquem els éssers vius com a productors, consumidors primaris, consumidors secundaris i consumidors terciaris. Amb aquesta classificació ja podem construir una piràmide ecològica.

A continuació podem elaborar diverses cadenes tròfiques amb diferents éssers vius de l’inventari. Finalment, amb totes les dades obtingudes, elaborem una possible xarxa tròfica.

24. Organitzeu-vos en grups i trieu un ecosistema pròxim al centre escolar. Feu-ne un estudi seguint el mètodedescrit. Necessitareu una llibreta i llapis de colors. Us serà molt útil una càmera de fotos senzilla. Podeumesurar les distàncies per passes: si allargueu bé la passa, cadascuna fa aproximadament un metre.

ACTIVITATS

Consumidors terciaris

Consumidors secundaris

Consumidors primaris

Productors

Extensió aproximada: 70.000 m2 (350 m x 200 m).

Descripció: parc amb uns quants arbres crescuts,

uns altres de més joves i uns altres acabats de plantar.

Presenta arbustos, extensions d’herba i camins. Hi ha dues

superfícies d’uns 200 m2 desproveïdes de vegetació.

Factors abiòtics: les temperatures són una mica més

baixes que a les zones pròximes de la ciutat. El parc

es rega artificialment. S’hi fan diverses tasques

de manteniment: neteja, reg, poda dels arbres, etc.

Gronxadors

Petanca

Zona d’arbresmés grans

Zona d’arbresmés joves

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 95

96

25. ● Quin nom rep la biocenosi de l’ecosfera?

26. ● Quins són els dos components que podemreconèixer en qualsevol ecosistema? Explica en quèconsisteix cadascun.

27. ●● Per identificar el biòtop d’un ecosistema no n’hiha prou de dir de quin tipus és. Quina informació hi hauries d’afegir per diferenciar el biòtop de dos riusmolt diferents, com l’Ebre al seu pas per Tortosa i el Fluvià al seu pas per Olot?

28. ●● La humitat és un factor biòtic o abiòtic? Com influeix sobre les plantes i els animals de la selvaamazònica?

29. ●● L’arenària és una gramínia, una planta semblant a l’herba, que creix sobre la sorra de les dunescostaneres. Descriu les característiques del seubiòtop.

30. ●● Què estudia l’ecologia i quins resultats tractad’obtenir?

31. ●● Descriu l’hàbitat i el nínxol ecològic d’un elefantafricà.

32. ●● Quan es tala un bosc, és fàcil que l’erosióprovocada per la pluja, que ja no és retinguda per les fulles i les arrels dels arbres, s’endugui el sòl fèrtil, que no és retingut per les arrels, i deixi al descobert la roca nua. Quant temps pot tardaraquesta zona a tornar a tenir un bosc autòcton?

33. ● Les característiques del biòtop influeixen moltsobre la biocenosi d’un ecosistema. Al seu torn, els éssers vius influeixen sobre les condicions del biòtop. Explica com.

34. ● Identifica els organismes productors i els consumidors primaris i secundaris.

Activitats35. ● Explica quines diferències hi ha entre els

consumidors primaris, els secundaris i els terciaris.

36. ● Què és una cadena tròfica? Elabora’n una que correspongui a un ecosistema marí.

37. ●● Ordena els éssers vius següents formant una cadena tròfica.

38. ●●● Elabora una piràmide ecològica amb algunséssers vius característics d’un ecosistema marí poc profund de fons sorrenc.

39. ●●● Els voltors i les hienes són carronyaires,s’alimenten d’animals morts, però no sóndescomponedors. Quines característiques tenen els descomponedors? Què són aleshores els voltors i les hienes?

40. ● Fes un resum a la llibreta amb la classificació dels éssers vius d’un ecosistema segons la maneraque tenen d’obtenir energia.

41. ●●● Les plantes carnívores són consumidorssecundaris? Raona i explica la resposta.

42. ● Què són els nutrients? D’on els obtenim? Què ens proporcionen?

43. ●● Quins són els nutrients orgànics que necessitemels consumidors? Quines són les substànciesinorgàniques que necessiten els productors? Quins organismes transformen la matèria orgànica en inorgànica?

44. ●●● Què és la zona intermareal? Quinescaracterístiques presenta el biòtop d’aquestecosistema? Esmenta alguns éssers vius, productors i consumidors, que formin part de la seva biocenosi.

A B C

D E

A BC

D E

F

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 96

97

45. ●● En la gràfica següent es representa el creixementd’una població de bacteris d’una peixera en funció del temps.

a) Analitza la gràfica i indica què passa en els tramsassenyalats com A, B i C.

b) Què indica el valor K? Es pot modificar?

46. ● En les cadenes tròfiques següents, qui rep mésenergia, el gat salvatge o el mussol? Per què?

a) Pastura ➝ llebre ➝ gat salvatgeb) Arbre ➝ papallona ➝ gripau ➝ serp ➝ mussol

47. ●●● En un prat hi ha 2.000.000 de plantes, 220.000herbívors, 100.000 carnívors i un supercarnívor. En un bosc temperat hi ha 250 plantes, 100.000 herbívors, 9.000 carnívors i dos supercarnívors.

a) Dibuixa les piràmides corresponents als dosecosistemes. De quina mena de piràmides estracta?

b) Hi ha alguna piràmide invertida? A què creus que és degut?

48. ●● Els consumidors primaris s’alimenten de totamena de vegetals. On hi deu haver més quantitat de consumidors primaris, a l’alta muntanya o en un bosc?

49. ●●● Sabent que els cucs de terra s’alimenten de la matèria orgànica en descomposició que hi ha al sòl, procedent principalment de la fullaraca dels arbres, pots explicar per què a les dunes no hi viuen talps?

50. ● Esmenta quatre animals que visquin en ecosistemes humanitzats i que s’hagin adaptatperfectament a la presència humana.

Piocs salvatges i segadoresEl nombre de piocs salvatges s’ha reduït molt els darrersanys, i per això ara són uns ocells protegits. La reduccióestà relacionada amb la utilització de maquinària pesant(segadores) en la collita dels cereals.

Aquestes màquines seguen un camp en un matí, i abans aquesta tasca ocupava diversos dies. Aixòpermetia que els polls d’aquests ocells poguessinmadurar i abandonar el niu, mentre que actualment sónatropellades sense tenir temps d’escapar.

Els piocs salvatges no són els únics ocells que tenenaquest problema: hi ha rapinyaires, com ara l’esparvercendrós, que també nien entre les espigues, que hanvist delmat el nombre d’individus en augmentar la mecanització del camp.

51. ●● Explica què significa en el text l’expressió«mecanització del camp».

52. ● Els ocells rapinyaires són herbívors o carnívors?

53. ● Els ocells que s’esmenten en el text, quina menad’ecosistema habiten?

54. ● Segons el contingut del text, quina de les afirmacions següents és l’única correcta? Per què?

a) L’esparver cendrós és perjudicial per a lescollites pel costum de niar entre les espigues.

b) Dedicar grans àrees al conreu de cereals ésperjudicial per als piocs salvatges i altres ocells,ja que es veuen obligats a niar entre les espigues.

c) La utilització de maquinària pesant en la collitaretarda molt la recollida dels cereals, fet queperjudica els ocells que nien als conreus.

d) L’ús de maquinària pesant ha provocat un descens en el nombre d’alguns ocells, com ara els piocs salvatges.

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 Temps (dies)

Nre. d’individus

700600500400300200100

K

A B C

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 97

Hàbitat i nínxol

ecològic

• L’hàbitat és el lloc físic on es poden trobar habitualment els individus d’una espècie i al qual estan adaptats.

• El nínxol ecològic és la funció que una espècie té en l’ecosistema.

98

Resum

Components de

l’ecosistema

Un ecosistema està constituït per la biocenosi, el biòtop i les relacions,tant biòtiques com abiòtiques, que estableixen entre si.

• La biocenosi és el conjunt d’éssers vius, o de poblacions que ocupen una àrea natural, i les relacions que estableixen entre si.

• El biòtop és el lloc o espai físic ocupat per una comunitat i les característiques o condicions ambientals que el caracteritzen.

ES

TR

UC

TU

RA

DE

LS

EC

OS

IST

EM

ES

Nivells tròfics en

l’ecosistema

En els ecosistemes l’energia segueix un flux unidireccional, mentre que la matèria circula de forma cíclica.

Un nivell tròfic és el conjunt d’organismes que obtenen la matèria i l’energia de la mateixa manera. Podem distingir els nivells següents:

• Productors. Organismes autòtrofs, que fabriquen la seva pròpiamatèria orgànica a partir de matèria inorgànica.

• Consumidors. Organismes heteròtrofs, que s’alimenten de matèriaorgànica ja elaborada. Poden ser:

– Primaris (herbívors). S’alimenten dels productors.

– Secundaris (carnívors). S’alimenten dels herbívors.

– Terciaris. S’alimenten dels consumidors secundaris.

• Descomponedors. Organismes heteròtrofs que transformen la matèria orgànica dels nivells anteriors en matèria inorgànica.

Relacionstròfiques

Les relacions tròfiques que s’estableixen entre els éssers vius d’un ecosistema es poden representar en forma de cadenes i xarxes tròfiques.

L’estructura tròfica d’un ecosistema també es pot representargràficament utilitzant piràmides ecològiques de tres tipus: piràmidesde nombres, piràmides de biomassa i piràmides d’energia.

Relacions entre els

organismes

• Intraespecífiques: entre individus de la mateixa espècie, com ara les relacions gregàries, colonials, socials o familiars.

• Interespecífiques: entre individus d’espècies diferents, com ara el mutualisme, el comensalisme, l’inquilinisme, el parasitisme o la depredació.

55. Explica en què consisteix el sistema depredador-presa.

56. Fes dos dibuixos esquemàtics, un del flux d’energia i un del cicle de la matèria d’un ecosistema.

ACTIVITATS

Energiasolar

Productors Consumidorsprimaris

Consumidorssecundaris

Consumidorsterciaris

Energia despresa (calor)

Descomponedors

Productors Consumidorsprimaris

Consumidorssecundaris

Consumidorsterciaris

Matèria inorgànica

Descomponedors

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 98

Quant val la biosfera?

EL RACÓ DE LA LECTURA

Els ecosistemes es mantenen esta-bles en part gràcies al principi degarantia de biodiversitat. Si unaespècie desapareix d’una comuni-tat, el seu nínxol serà ocupat d’u-na manera més ràpida i eficientper una altra espècie si hi ha moltscandidats per a aquest paper enlloc de pocs. Per exemple: un in-cendi arran de terra s’estén peruna pineda i mata moltes de lesplantes i animals del sotabosc. Sial bosc hi ha biodiversitat, la com-posició i la producció originals deplantes i animals es recuperen mésràpidament. Els pins més gransse’n lliuren i només se’n socarri-ma l’escorça inferior; continuencreixent i fent ombra com abans.Algunes espècies de matolls i plan-tes herbàcies també aguanten i re-prenen immediatament la rege-neració. En algunes pinedessotmeses a incendis freqüents, lamateixa calor del foc dispara lagerminació de llavors latents queestan genèticament adaptades arespondre a la calor, i això acce-lera encara més el recreixementde la vegetació forestal.[...]La biodiversitat genera més bio-diversitat i l’abundància conjun-ta de plantes, animals i microor-

ganismes augmenta fins a ungrau corresponent:• Quan construeixen preses, els

castors creen estanys, pantans iprats inundats. Aquests ambientsacullen espècies de plantes i ani-mals que són rares o nul·les enels rius que flueixen lliurement.Les masses submergides de fus-ta en descomposició que formenles preses hi afegeixen encaramés espècies, que se sumen alconjunt i se n’alimenten.

• Els elefants trepitgen i arren-quen matolls i arbres petits, iobren clarianes ombrívoles alsboscos. El resultat és un mosaicd’hàbitats que contenen en con-junt un nombre elevat d’espè-cies residents.

• Les tortugues gòfer de Floridaexcaven túnels de deu me-tres de longitud que remouen el sòl, de manera que en diver-sifiquen la textura i alteren lacomposició dels microorganis-mes que hi viuen. Així mateix,comparteixen els amagatallsamb serps, granotes i formiguesespecialitzades a viure en caus.

• Els caragols del gènere Echon-drus, que habiten al desert delNegev, a Israel, trituren les ro-ques toves per alimentar-se delslíquens que viuen a l’interior.

En convertir les roques en sòl ialliberar els nutrients fotosinte-titzats pels líquens, multipliquenels nínxols per a altres espècies.

En conjunt, un gran nombre d’ob-servacions independents procedentsde diferents tipus d’ecosistemes as-senyalen cap a la mateixa conclu-sió: com més espècies visquin juntes,més estables i productius són els eco-sistemes que componen.

EDWARD O. WILSON, El Futuro de la Vida.

Ed. Círculo de Lectores(text adaptat)

Llibres:La Vida en dos ecosistemes : el bosc i la bassaLLUÍS M. DEL CARMEN et al. Ed. GraóLlibre sobre l’ecologia i els ecosistemes forestals.

Dientes de gallina y dedos de caballoSTEPHEN JAY GOULD. Ed. Crítica SLExemples curiosos d’adaptacions animals.

La recerca al boscLLUÍS M. DEL CARMEN. Ed. Teide, col·lecció VivacInformació i suggeriments per fer experiències i projectesrelacionats amb el bosc.

En la pantalla:Ecosistemes. VHS. Fundació Servei de Cultura Popular.Una aproximació al delta del Llobregat, l’ecosistema urbà, i l’alzinar.

L'Ecosistema urbà. VHS. Jaume Terradas i Marina Mir.Videofon. La possibilitat d'aconseguir el control d'un ecosistema urbàper part d'éssers de ficció d'un altre planeta serveix per amostrar els fonts energètiques, la densitat de població,la xarxa de subministrament d'aliments i l'organitzaciósocial.

En la xarxa:http://www.edu365.cat/aulanet/comsoc/Lab_bio/glossari_bio.htm#LA%20DINÀMICA%20DE%20l'ECOSISTEMAMostra la dinàmica de l’ecosistema. Inclou nivells tròfics i ca-denes alimentàries.

http://www.natureduca.com/cienc_indice.phpWeb amb informació sobre cadenes alimentàries.

NO T’HO PERDIS

99

57. De què s’alimenten els caragols Echondrus?

58. Per què hi ha més espècies animals en un riu amb castors que en un on no n’hi ha?

59. En funció de la lectura anterior, quines característiques comparteixen els castors,els elefants, les tortugues i els caragols?

60. Imagina’t un ecosistema que tingués poca biodiversitat. Què passaria si un desastre natural eliminés una gran part dels éssers vius que l’habiten?

61. Tenint en compte les darreres cinc línies del primer paràgraf, es pot deduir que els incendis són beneficiosos per a la naturalesa?

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

BENVINGUTSNOVA ZONA

PER REPOBLAR

833921 _ 0082-0099.qxd 25/1/08 16:36 Página 99

Els ecosistemesde la Terra

En aquesta unitat...

• Reconeixeràs els principalsfactors que condicionen els ecosistemes terrestres i els aquàtics.

• Coneixeràs els grans ecosistemesterrestres i aquàtics del planeta.

• Analitzaràs alguns ecosistemesaquàtics i terrestres, i alguns dels éssers vius que en formen la biocenosi.

• Valoraràs la importància del sòl i n’identificaràs algunescaracterístiques biòtiques i abiòtiques.

• Aprendràs a analitzar algunescaracterístiques d’un sòl.

PLA DE TREBALL

Mapamundi del 1890 i diversos ecosistemes.

6833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 100

1. Què és un ecosistema? Descriu alguns elements dels ecosistemes de les fotografies.

2. Hi ha elements dels ecosistemes que no es poden veure a ull nu?

3. Els paisatges de les fotografies, corresponen a llocs càlids,temperats o freds? Com ho saps?

4. Quins són els dos grans tipus d’ecosistemes?

RECORDA I RESPON

Busca la respostaQuin nom reben els organismes microscòpics que viuensuspesos a l’aigua i que es desplacen amb el movimentd’aquesta?

Les expedicions científiques fetes durant els segles XVIII i XIX vanassentar les bases de l’estreta relació que mantenen les plantes i elsanimals quan es distribueixen conjuntament en determinades re-gions geogràfiques. L’activitat principal dels naturalistes de l’èpo-ca va ser recopilar innumerables dades geològiques i descripcionsde noves espècies de plantes i animals. Un dels naturalistes mésdestacats va ser Alexander von Humboldt, que va investigar la in-teracció dels processos naturals sobre els éssers vius, incloent-hiles persones com a part d’aquest conjunt.

Humboldt va fer un gran nombre d’observacions al llarg de di-versos viatges per Amèrica, Europa i Àsia. Durant el viatge perAmèrica va recollir moltes plantes i en va estudiar diferents espè-cies, i es va interessar per la distribució geogràfica i altitudinal dela vegetació. Així, quan va descriure que pujar una muntanya ésanàleg a viatjar des de l’equador cap al nord o cap al sud, va des-cobrir un principi ecològic important, en termes de clima i vege-tació, que és la relació que hi ha entre la latitud i l’altitud.

Ale

xand

er v

on H

umbo

ldt.

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 101

102

Els ecosistemes terrestres

Tant en el medi terrestre com en l’aquàtic, trobem diferents ecosistemes,que es caracteritzen pels biòtops i les biocenosis.

Els ecosistemes terrestres són aquells en què els éssers vius poden viu-re sobre terra ferma, envoltats d’aire. Tot i que són menys extensos queels aquàtics, tenen una gran importància, ja que els éssers vius s’hi handiversificat molt. Aquesta diversitat és deguda a l’heterogeneïtat dels fac-tors abiòtics, que varien molt d’un lloc a un altre.

Els factors abiòtics en medis terrestres

La distribució dels organismes en els ecosistemes terrestres depèn prin-cipalment de certs factors abiòtics relacionats amb el clima:

• Temperatura. En un mateix lloc, pot presentar grans variacions dià-ries i estacionals. La temperatura descendeix a mesura que augmen-ta l’altitud. Així mateix, varia amb la latitud, i augmenta des delspols cap a l’equador. La proximitat del mar també afecta la tempera-tura, per la qual cosa les regions costaneres solen tenir temperaturesmés moderades.

• Llum. Té una gran influència sobre les plantes, ja que permet dur aterme la fotosíntesi. En els animals influeix en les funcions vitals i elscostums.

• Humitat. És la quantitat d’aigua present en l’aire. És fonamental enels organismes terrestres per fer les funcions vitals.

Segons les condicions climàtiques, es diferencien tres grans zones a ca-da hemisferi: la zona freda, des dels pols fins als cercles polars; la zonatemperada, entre els cercles polars i els tròpics, i la zona càlida, entreel tròpic de Càncer i el de Capricorn.

1

1. Quins factors determinen els diferents ecosistemesterrestres?

2. Per què és necessària la llumen els ecosistemes terrestres?

3. Busca en els conceptes clau el terme estacional.

ACTIVITATS

Desert fred

Alta muntanya

Tundra

Taigà

Estepa

Bosc caducifoli

Bosc mediterrani

Bosc equatorial

Bosc tropical

Sabana

Desert càlid

Cercle polaràrtic

Tròpic de Càncer

Tròpic de Capricorn

Cercle polarantàrtic

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 102

103

Els ecosistemes terrestres principals

Els ecosistemes solen establir-se segons la vegetació dominant, queestà condicionada per les característiques climàtiques.

4. Indica quines característiques tenen en comú la tundra i la taigà.

ACTIVITATS

Zona climàtica

Ecosistema Característiques

Freda

Desert fred Glaç permanent. Al pol sud hi ha pingüins i al pol nord, óssos polars.

Tundra

Clima molt fred, amb poques precipitacions. El sòl roman glaçatconstantment, tot i que a l’estiu se’n desglaça la part superior. Hi abundenles molses i els líquens, i algunes plantes herbàcies i gramínies. Hi ha mamífers, com ara el ren, el lèmming, el llop i la guineu àrtica, i ocells com ara la perdiu blanca.

Taigà

Abundants precipitacions en forma de neu. Hiverns llargs i molt freds. Hi predominen els boscos de coníferes (pins, avets, làrixs i pícees). Hi ha mamífers com ara el linx, l’ós, el llop, l’ant, el ren, el cérvol i la llebre de les neus.

Temperada

Estepa

Pluges escasses i irregulars. Estius secs i hiverns llargs i freds. Es caracteritza per grans formacions de gramínies en les quals habitenantílops, cavalls salvatges, bisons, llops, coiots, esquirols, gossos de les praderes, rèptils, etc.

Bosc

caducifoli

Pluges molt abundants durant tot l’any. Estacions molt marcades, amb hiverns freds i estius calorosos. Abunden els boscos de roures, faigs i castanyers, i els arbustos. Hi habiten mamífers com ara l’ós, la guineu,l’esquirol i el gat salvatge.

Bosc

mediterrani

Pluges irregulars, amb precipitacions de curta durada però sovint intenses.Hiverns suaus i poc plujosos, i estius càlids i secs. La vegetació està formada per sureres, alzines i plantes xeròfiles (arbustos i matolls), i la fauna, per insectes,rèptils, conills, senglars, linxs, mangostes, gats mesquers, daines i cérvols.

Càlida

Bosc

equatorial

Precipitacions abundants i temperatures elevades al llarg de tot l’any. Hi ha grans arbres de fulla perenne, falgueres, lianes i plantes epífites. Hi abunden els insectes, i s’hi poden trobar anacondes, jaguars, iguanes,mones, tucans, etc.

Bosc

tropical

Precipitacions irregulars. Amb una estació humida i càlida, i una altra de seca i freda. Abunden els grans arbres de fulla ampla amb lianes i plantes enfiladisses. Hi viu una gran diversitat d’insectes, amfibis,mamífers i ocells.

Sabana

Temperatures altes i amb variacions poc importants al llarg de l’any. Hi ha una llarga estació seca i una altra d’humida, de curta durada. La vegetació presenta herbes, matolls i alguns arbres, com ara les acàcies. Els mamífers més importants són la gasela, el búfal, la girafa, la zebra, el nyu, el lleó, la hiena i el rinoceront.

Desert

càlid

Clima molt sec amb escassetat de precipitacions. Els canvis de temperaturaentre el dia i la nit són molt bruscos. Presenta una vegetació xeròfila de cactus i eufòrbies. Hi ha animals com ara camells i dromedaris,llangardaixos, cangurs, correcamins, corbs, etc.

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 103

104

Exemples d’ecosistemes terrestres naturals

Altes muntanyes

A la muntanya, el biòtop presenta grans diferències de temperaturaentre l’estiu i l’hivern, i arriba a quedar cobert de neu els mesos mésfreds. L’escassetat d’aliment és la causa que molts animals migrin durantl’hivern a zones més càlides.

Boscos caducifolis

Aquests boscos estan formats per arbres que perden les fulles a l’hivern.Són d’una riquesa extraordinària. El sòl fèrtil i gruixut acull molts éssersvius. Són típics del clima oceànic, amb hiverns freds i precipitacionsabundants.

2

Isard Gralla

Falcó

Faigs i bedolls

SaltamartíBàlec,ginesta...

Llangardaix,sargantana, escurçó...

Molses i falgueres

Gamarús

Talp

Papallones

Picot verd

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 104

105

Exemples d’ecosistemes terrestres humanitzats

Conreus

Els terrenys conreats amb cereals, alfals o altres plantes herbàcies, en-cara que presentin un aspecte monòton, són ecosistemes que acullenuna biocenosi rica. Les característiques del biòtop varien segons el cli-ma de la zona i el tipus de conreu (regadiu o secà).

Una part molt important d’aquests ecosistemes són els marges dels camps,ocupats per esbarzers, arbres i herbes. En aquestes zones nien, viuen is’alimenten molts éssers vius diferents.

Parcs i jardins

L’entorn urbà allotja ecosistemes en què la presència humana és moltimportant, però on també habiten animals que han adaptat els seus cos-tums per conviure amb l’ésser humà. Aquests ecosistemes, per la proxi-mitat i la facilitat per accedir-hi, són ideals per fer observacions sobre elbiòtop i la biocenosi.

3

Espècies conreades i plantes de marges

Ratolí

Talpó

Xoriguer

Conill

Pioc salvatge

Ànec

Insectes

Gat

Pardal, colom,garsa...

Arbres ornamentals

Arbustosvariats

Guineu

Aligot

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 105

106

Els ecosistemes aquàtics

Els ecosistemes aquàtics són aquells en què els éssers vius estan envol-tats d’aigua. Es poden agrupar en dos tipus: el marí i el d’aigua dolça, ca-dascun amb biòtops i biocenosis característics.

Els factors abiòtics en medis aquàtics

En els ecosistemes aquàtics, els factors que tenen més influència en ladistribució dels organismes són els següents: • La llum. És un dels factors més importants, ja que condiciona la presèn-

cia d’organismes fotosintètics. Disminueix amb la profunditat i, així,es distingeix una zona fòtica, il·luminada, i una zona afòtica, on ambprou feines hi arriba llum i on gairebé no hi ha organismes fotosintètics.

• La temperatura. És menys variable que en els ecosistemes terrestres.Les variacions estan en funció de la distància a la costa i de la pro-funditat. A partir dels 300 metres de profunditat, la temperatura esmanté constant a 2ºC, aproximadament.

• La pressió. A mesura que augmenta la profunditat, també ho fa la pres-sió hidrostàtica, fet que condiciona la forma dels éssers vius, espe-cialment en el medi marí.

• La salinitat. Les aigües marines tenen un contingut en sals molt es-table, mentre que les aigües continentals són més heterogènies, ja quedepenen de factors com ara el tipus de sòl pel qual circulen.

• La quantitat d’oxigen. En els ecosistemes aquàtics hi ha molt pocsgasos dissolts a l’aigua. Aquest fet comporta una limitació per als és-sers vius que no existeix en els ecosistemes terrestres.

La vida a les aigües

Segons la manera de viure, els éssers vius aquàtics es classifiquen en:• Plàncton. Són petits organismes que viuen surant en les aigües, són

immòbils o fan petits moviments. Dins d’aquest grup es distingeix elfitoplàncton i el zooplàncton.

• Nècton. Està format per animals que poden nedar i que es desplacenamb facilitat. Per exemple, peixos, balenes, calamars, etc.

• Bentos. Són els organismes que viuen sobre el fons, fixos o desplaçant-s’hi. Per exemple, les estrelles de mar, els musclos, els coralls, etc.

4

5. Les característiques d’un ecosistema marí són mésuniformes i constants que les d’un ecosistema terrestre.Quin dels dos ecosistemes ésmés favorable per a la vida?

6. En què es diferencienfonamentalment els ecosistemesmarins dels d’aigua dolça?

7. Als ecosistemes aquàtics de zones molt fredes se solformar una capa superficial de glaç, però les zonesprofundes no es glacen mai. A què creus que és degut?

8. Busca en els conceptes clau els termes fitoplànctoni zooplàncton.

ACTIVITATS

Bentos.Nècton.Plàncton.

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 106

107

9. Assenyala quatre factors pels quals la comunitat bentònica de la zona abissal dels oceans és escassa i, de vegades, nul·la.

10. Creus que hi ha consumidors primaris a la regió abissal dels oceans?

11. De quins organismes fotosintètics prové la matèria òrganica de la qual s’alimenten els éssers aquàtics?

12. Creus que hi ha zona abissal a les aigües dolces?

ACTIVITATS

Els ecosistemes marins

Els ecosistemes marins (mars i oceans) es poden classificar segons la pro-funditat i segons la distància a la costa.

Segons la profunditat, es distingeixen tres zones:• Zona pelàgica. És la més superficial, arriba fins a uns 200 m. És una

zona il·luminada, amb plàncton i organismes nedadors.• Zona batial. Comprèn dels 200 als 2.000 m de profunditat. Hi

abunden els animals nedadors adaptats a la manca de llum.• Zona abissal. Per sota dels 2.000 m. Es caracteritza per l’absència de

llum i les altes pressions. Hi ha organismes bentònics i peixos abissals,amb adaptacions especials a les altes pressions i a la foscor, com ara laforma plana o els òrgans productors de llum.

Segons la distància a la costa, es diferencien dues zones:• Zona nerítica. És la propera a la costa, situada sobre la plataforma

continental. Es caracteritza pel moviment continu de l’aigua a causade l’onatge, les marees i els corrents costaners.

• Zona d’alta mar. És la més allunyada de la costa, situada més enllàde la plataforma continental.

Els ecosistemes d’aigua dolça

Corresponen a les aigües continentals. Hi ha menys diversitat d’espèciesque als marins. Se’n poden distingir dos tipus:• Aigües corrents. Són els rius i els torrents. Als trams alts es produei-

xen forts corrents. Els organismes estan adaptats perquè aquests co-rrents no els arrosseguin. A les zones baixes, l’aigua va a menys velo-citat, abunden les plantes aquàtiques i els animals filtradors.

• Aigües estancades. Són els llacs, les basses i els pantans. Hi distingim:• – Zona litoral. Pròxima a la riba i poc profunda. És la zona més ha-

bitada, hi predominen algues, ocells, amfibis, insectes i plantes aquà-tiques, com els joncs.

• – Zona d’aigües lliures. Allunyada de la riba i il·luminada. Hi pre-domina el fitoplàncton, diversos peixos i petits crustacis.

• – Zona profunda. Allunyada de la riba, amb poca llum i baixa con-centració d’oxigen. No conté vida vegetal. Els ocupants principalssón bacteris i animals bentònics, com bivalves, anèl·lids, peixos ilarves d’insectes.

Alguns peixos abissals tenen la possibilitatde produir llum (bioluminescència) com una adaptació a les condicions del fons marí.

Els peixos que viuen als cursos alts dels rius són bons nedadors, per evitar que l’aigua els arrossegui.

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 107

108

Exemples d’ecosistemes marins

Zona intermareal

El biòtop es caracteritza per quedar submergit i sotmès a l’onatge durantla marea alta, i quedar al descobert durant la marea baixa; molts animalss’enterren llavors a la sorra o ocupen els tolls que hi queden; alguns ocellshi van en cerca d’aliment.

Els fons sorrencs poc profunds

És un biòtop permanentment submergit, al qual hi arriba força llum ique conté oxigen en abundància, ja que està sotmès a l’onatge. Sobreel sediment sorrenc solt creixen algues i plantes, entre les quals viuenmolts animals.

5

Bivalves

Crancs

Cucs

Glans de mar

Gavina i cuereta

Celenterats

Gat

AlguesVarietat d’ocells

Caragol de mar Equinoderms

Peixos plansPosidònies

Algues

Gasteròpodes

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 108

109

6

Ocellsaquàtics

Llúdriga

Cigonya

Joncs

Truita

Libèl·lules,tricòpters i altres insectes

Algues carals

Exemples d’ecosistemes d’aigua dolça

Rius i rierols

Els cursos d’aigua són biòtops que, si no estan contaminats, es caracte-ritzen per tenir llum abundant i molt oxigen dissolt en l’aigua, a causade l’agitació. Quan l’aigua queda estancada, és freqüent que n’augmen-ti la temperatura i hi disminueixi la quantitat d’oxigen dissolt.

Llacs i aiguamolls

Aquestes masses d’aigua, que en alguns casos són salades si estan prop dela costa, es caracteritzen per la poca profunditat, fins i tot algunes vegadesarriben a assecar-se. En no haver-hi agitació a l’aigua, la quantitat d’oxigendissolt pot ser escassa, per la qual cosa són molt sensibles a la contamina-ció. La presència dels contaminants redueix encara més l’oxigen disponible.

Granota

Ànec

Serp de collaret

Llentiesd’aigua

Canyís i boga

Bernatpescaire

Carpa

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 109

110

Valoració de la biodiversitat

La biodiversitat és una variable que s’utilitza en ecologia per valorarla qualitat de la biocenosi d’un ecosistema i expressar la quantitat de for-mes de vida diferents que la constitueixen.

Si tenim en compte les formes de vida unicel·lulars, els animals mi-croscòpics, com ara els àcars, els paràsits interns (i per això no visibles),etc., resulta gairebé impossible fer un inventari de tots els compo-nents de la biocenosi.

Per això, el que es fa en un ecosistema per valorar-ne la biodiversitat ésun recompte de les plantes i dels animals fàcilment apreciables, junta-ment amb una estimació al màxim de precisa de la quantitat de massaque representen. D’aquesta manera es tenen dues dades: el nombre d’espè-cies diferents que hi ha i la seva abundància relativa. En un ecosistemaamb biodiversitat alta, com ara un bosc caducifoli, el nombre d’espèciesés gran i cap no destaca per contenir la part més gran de la biomassade la biocenosi, mentre que en un ecosistema de biodiversitat baixa, comara un conreu, el nombre d’espècies és petit i hi ha una espècie o unesquantes que representen la major part de la matèria viva.

7

La selva presenta una biodiversitat tan alta que encara no ha estatpossible fer un recompte de totes les espècies d’éssers vius que conté.

En les deveses, els arbres i les zones sense conrear augmentenmoltíssim la seva biodiversitat. Són un exemple d’explotacióagrícola respectuosa amb la naturalesa.

13. Escriu a la llibreta una definiciódels termes biomassai biodiversitat.

14. Valorar la biodiversitat d’un ecosistema és difícil; en canvi, és relativament senzillcomparar la de dosecosistemes. Indica, en cadaparella d’exemples, quin té una biodiversitat més gran.

a) La part sorrenca i secad’una platja o la zonaintermareal.

b) Un conreu de gira-sols o el marge de la carreteraque hi ha al costat.

c) Un prat silvestre o un hort.d) Un bosc autòcton o una

plantació de pollancres.

ACTIVITATS

Els camps de conreus són ecosistemes de baixa biodiversitat.Els boscos presenten una biodiversitat alta.

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 110

111

El sòl com a ecosistema

El sòl és la capa més superficial que recobreix l’escorça terrestre, té ungruix variable, i està format per materials sòlids procedents de l’altera-ció de les roques i l’activitat dels éssers vius, per aire i per aigua.

El biòtop del sòl

Entre els components inorgànics es poden trobar: sòlids (graves, sor-res, llims i argiles), líquids (aigua, amb diferents sals dissoltes) i gasos(aire contingut als porus).Entre les característiques fisicoquímiques del sòl destaquen: el clima,com a condicionant de la seva formació; una temperatura estable; elpendent del terreny, i la manca de llum, tret de la capa més superficial.

La biocenosi del sòl

Hi destaquen les plantes verdes, que produeixen matèria orgànica i con-tribueixen a l’erosió de les roques. Entre els animals, destaquen petitsmamífers, com ara musaranyes i talps, i anèl·lids, insectes, aràcnids, etc.També hi ha fongs i bacteris que descomponen la matèria orgànica iformen l’humus.Entre tots aquests elements es creen relacions complexes; el tipus i elgrau d’aquestes relacions depenen del sòl.

Formació i destrucció del sòl

La formació del sòl és un procés llarg amb diferents fases.

8

Els fenòmens atmosfèricsactuen sobre les roques de la superfície i provoquen la meteorització.

S’hi instal·len éssers vius,que col·laboren a disgregarles roques i proporcionencompostos orgànics.

El resultat és la formaciód’una capa superficial que recobreix les roques.

El sòl desenvolupat permetuna vegetació de mida mésgran i la instal·laciód’animals.

15. Per què creus que es considerael sòl com un dels recursosnaturals més valuosos?

16. Enumera alguns factors quepermetin explicar l’erosió i la degradació actual del sòl.

17. Quines mesures creus que espoden adoptar per protegir i recuperar els sòls des del punt de vista agrícola?

ACTIVITATS

La destrucció del sòl és un fenomen geològic natural que es pot intensificara causa de diferents activitats humanes i originar serioses conseqüències,com ara la desertització. Entre aquestes activitats destaquen: la tala delsboscos, els incendis forestals, el sobrepasturatge, els conreus abusius,la mineria, les obres públiques, l’expansió de zones urbanes, la instal·la-ció d’indústries, etc.

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 111

112

Canvis ambientals en la història de la Terra

Al llarg de la història de la Terra s’han succeït grans canvis ambientals, la gran majoria naturals, que han provocatmodificacions en el biòtop i la biocenosi dels ecosistemes. Podem destacar els canvis següents:

A FONS

Formació d’oceans. El refredament de la Terra va ferque el vapor d’aigua de l’atmosfera es condensés i precipités en forma de pluges contínues, fet que vadonar lloc a les primeres masses d’aigua líquida, en les quals es va desenvolupar la vida.

Aparició d’éssers vius. Fa aproximadament 3.500milions d’anys van sorgir les primeres formes de vida.Això ha condicionat la composició i la dinàmica de lageosfera, la hidrosfera i l’atmosfera.

Canvis en la composició de l’atmosfera.En les primeres etapes, l’atmosfera no tenia oxigen i estava formada principalment per nitrogen, diòxid de carboni i vapor d’aigua, procedents de les emissions volcàniques. Fa uns 2.500 milionsd’anys, els primers organismes fotosintètics aquàticsvan alliberar oxigen a l’atmosfera i van fixar el CO2.L’atmosfera es va enriquir d’oxigen, va passar a ser oxidant, i va adquirir les característiques actuals.

Formació de la capa d’ozó. L’abundància d’oxigen en l’atmosfera va permetre, fa uns 600 milions d’anys,la formació de la capa d’ozó a l’estratosfera. Aquestacapa, protectora dels letals raigs ultraviolats del Sol, va facilitar la colonització d’ambients terrestres. Totaixò va provocar una gran expansió d’éssers vius i l’aparició de nombrosos ecosistemes diferents.

Canvis en la distribució dels continents.Des que es van formar, la distribució de continents i oceans no ha parat de canviar, com a conseqüènciadels moviments de l’escorça. Això ha provocatl’obertura i el tancament dels oceans, l’allunyament,l’acostament i la col·lisió de continents, la formació de grans serralades, etc. Tot això ha fet que esmodifiquin factors com ara els corrents oceànics, el clima i la distribució dels éssers vius.

Canvis climàtics. Actualment, la temperatura mitjanadel planeta és d’uns 15 ºC. Tanmateix, el clima de la Terra ha presentat variacions extremes i cícliques, amb períodes alterns de fred i calor. Durantels períodes freds, coneguts com a glaciacions, bonapart dels continents i els oceans van quedar cobertsper grans masses de glaç.

Extincions d’espècies. Al llarg de la història de la Terra, nombroses espècies d’éssers vius s’hanextingit, tot i que també n’han sorgit de noves. Es considera que al llarg de la història de la Terra hi ha hagut sis grans extincions, entre les qualsdestaquen la que va tenir lloc al final del Paleozoic (fa 245 milions d’anys), en la qual van desaparèixermés del 90 % de les espècies, i la del final del Mesozoic(fa 65 milions d’anys), en la qual es van extingir mésdel 75 % de les espècies, incloent-hi els dinosaures.

18. L’aparició de l’espècie humana és molt recent en la història de la Terra. Tanmateix, l’impacte ambiental que ha causat és molt gran. Organitzeu-vos per grups i elaboreu una llista d’impactes positius i una altrad’impactes negatius que ha ocasionat la nostra espècie en el planeta.

19. Les dues extincions més grans de les quals es té constància sembla que tenen relació amb l’impacte de meteorits a la Terra. Quins efectes pot provocar l’impacte d’un meteorit per dur a terme l’extinció d’un gran nombre d’espècies?

ACTIVITATS

Es calcula que al llarg de la història de la Terra han tingut llocmés de cinc impactes de grans meteorits. Aquests impactesprovoquen grans canvis ambientals, que comporten la destrucció d’hàbitats i l’extinció d’espècies.

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 112

113

Elaboració de taules de dades. Anàlisi d’un sòl

El sòl té diversos components, entre els qualsdestaquen: una fracció mineral, de sorra i argila;l’humus, format per matèria orgànica en descomposició; una gran varietat d’éssers viusmicroscòpics, com ara protoctists, bacteris i fongs, i aigua.

Analitzarem mostres de tres sòls diferents per identificar-hi la composició de la fracció mineral, la proporció d’aigua que contenen (humitat), i la presència d’activitat biològica.Presentarem els resultats en forma de taula de dades.

20. Calcula la quantitat d’humitat i el percentatge d’humitat de les mostres B i C de l’exemple.

21. La mostra A és l’única que ha presentat bombolleig amb el HCl. Què indica això respecte de la seva composició?

22. La mostra B és l’única que no produeix bombolleig amb l’aigua oxigenada. Què significa aquest resultat?

23. Sabent que les mostres A i C han produït una reacció diferent amb l’aigua oxigenada, quina creus que deu haverproduït un bombolleig més intens? Raona la resposta.

ACTIVITATS

Ciència a l’abast

1. Recollim les mostres. Hem de recollir tresmostres; per exemple, d’un jardí (A), de la sorra d’un riu (B) i del marge d’una carretera(C). N’hi ha prou amb uns 200 g de cada mostra, que agafarem amb una cullera. Posem cadamostra en una bossa de plàstic, que tancarem bé perquè no s’assequi la terra. És importantpesar les bosses buides per descomptar-nedesprés la massa quan pesem les mostres del sòl.

2. Fem les anàlisis. De cada mostra, en separem una petita porció per afegir-hi unes gotes d’àcid clorhídric (HCl) al 10 %. Si es produeixbombolleig, indica la presència de carbonat de calci, i es tracta per tant d’un terra calcari.

En una altra petita porció hi afegim aiguaoxigenada. El bombolleig indica la presència de bacteris, i posa de manifest l’existènciad’humus i d’activitat biològica al sòl.

Pesem la resta de la mostra amb la bossa. Al valor obtingut li restem la massa de la bossa.Buidem la bossa en un plat i el posem en un lloccalent perquè s’assequi bé.

Tornem a pesar la mostra quan estiguitotalment seca. Així podrem calcular el percentatge d’humitat que té el sòl.

3. Elaborem una taula de dades. Per expressar elsresultats i poder comparar-los, elaborem una taula en quèindiquem la composició del sòl, el contingut en humitat, i la reacció a l’àcid clorhídric i a l’aigua oxigenada.

Descripció de la mostra

A. Terra de jardí.Fosca, porosa,

molt humida

B. Sorra de riu.

Neta, seca,solta, sense vegetació

C. Terra de marge.

Marró, argilosa, una

mica humida,

dura

Massa de la mostra humida 252 g 207 g 315 g

Massa de la mostra seca 198 g 205 g 294 g

Humitat de la mostra 54 g

Percentatge d’humitat 21,4 %

Bombolleja amb HCl? Sí No No

Bombolleja ambaigua oxigenada? Sí No Sí

A B C

Humitat del sòl � massa de la mostra humida � massa de la mostra seca � 100

massa de la mostra humida.

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 113

114

24 ●●● En la composició d’una biocenosi calconsiderar dos paràmetres: abundància, que és la proporció entre el nombre d’individusd’aquesta espècie i el nombre total d’individus a la comunitat, i diversitat, que és la proporció entre el nombre d’espècies presents i el nombre totald’individus de la comunitat. En els esquemes següents s’han representat duesbiocenosis de dues zones diferents.

a) Quina és l’abundància de cada espècie en cadascuna de les zones?

b) Quina de les dues zones presenta més diversitat?c) Quin lloc presenta condicions més favorables?d) En gairebé totes les biocenosis hi ha una espècie

dominant, que sol ser la més abundant.Generalment, les espècies dominants són les quedonen nom a l’ecosistema on es troben: pineda,roureda, alzinar, etc. Hi ha alguna espècie dominanten cadascuna de les biocenosis?

25. ● Copia l’esquema següent a la llibreta i marca-hi les diferents zones que es distingeixen en un ecosistema marí.

Activitats26. ●● Observa la fotografia següent i assenyala el tipus

d’ecosistema de què es tracta.

27. ●● Identifica els éssers vius següents i indica si sóncaracterístics d’un ecosistema marí o d’aigua dolça, o si poden ser en tots dos.

28. ●● A la muntanya hi ha una gran diferència en la quantitat d’animals que s’observen durantl’estiu i a l’hivern. Pots explicar-ne la raó?

29. ●● Sovint, la vegetació que hi ha en un parc no depèn del clima de la zona. Podem trobar arbresde climes humits en zones de clima sec. Potsexplicar per què?

30. ●●● La rata comuna és omnívora i s’alimenta sovint de les deixalles. Una empresa desratitzadoradiu que té un producte que acabarà amb més de la meitat de les rates d’una ciutat. Et sembla una bona solució? Quina estratègia faries servir tu?

Espècie A

Espècie B

Espècie C

Espècie D

Espècie E

Zona 1

Zona 2

A B C

D EF

G H I

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 114

115

31. ●●●La fotografia A mostra les fulles de la carrasca(Quercus rotundifolia), i la fotografia B, les fulles del faig (Fagus sylvatica).

Assenyala en quin ecosistema terrestre creix cadaplanta i indica algunes de les adaptacions que han fetal medi on viuen.

32. ●●● Les fotografies mostren una perdiu blanca (foto A) i una perdiu comuna (foto B). La perdiublanca té un color ben diferent de la comuna. Creus que es tracta d’una adaptació al medi on viuen? Per què?

L’ecosistema del llac

Els llacs, a diferència dels mars, presenten dues capes:una de superior, calenta a l’estiu i freda a l’hivern, i una d’inferior, sempre freda. A les ribes s’hidesenvolupa una vegetació en què abunden les plantesaquàtiques. La fauna és molt variada, i són moltabundants els insectes, els anèl·lids i els crustacis. Els fons dels llacs són diferents, dependent de l’exposició als vents. On els vents són forts, abunden les onades i els fons sorrencs. On hi ha poc vent, les aigües són més tranquil·les i es poden acumulargrans dipòsits de llot al fons. A les zones més profundes, on l’aigua amb prou feines circula, l’oxigenés escàs.

El dibuix adjunt representa un ecosistema associat a un tram de llac.

33. ● Quines poblacions podem distingir en el dibuix?

34. ●● Quins factors abiòtics creus que condicionenl’ecosistema? Quin tipus de factor és la torre de la línia elèctrica, abiòtic o biòtic?

35. ●●● Un grup d’estudiants ha mesurat la quantitat d’oxigen del llac de dia i de nit, i ha obtingut unes dades una mica diferents. Els valors han quedat reflectits en les gràfiquessegüents:

Explica a què creus que són degudes les variacionsque s’observen entre la quantitat d’oxigen durant el dia i la nit.

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

A B

A B

Oxigen

Pro

fund

itat

Pro

fund

itat

Quantitat de O2 dissolt

O2 Dia

O2 Nit

Oxigen Quantitat de O2 dissolt

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 115

116

ResumE

LS

EC

OS

IST

EM

ES

DE

LA

TE

RR

A

Ecosistemesterrestres

La distribució dels organismes en els ecosistemes terrestres depèn de factors climàtics. Els principals ecosistemes terrestres, depenent de la zona climàtica,són els següents:• Zona freda:

– Desert fred, amb glaç permanent.– Tundra. El clima és molt fred i les precipitacions, escasses.– Taigà. Abunden les precipitacions en forma de neu.

• Zona temperada:– Estepa. Pluges escasses i irregulars.– Bosc caducifoli. Pluges abundants tot l’any.– Bosc mediterrani. Pluges molt irregulars.

• Zona càlida:– Bosc equatorial. Abundants precipitacions i temperatures

elevades.– Bosc tropical. Precipitacions irregulars.– Sabana. Temperatures altes i poques variacions.– Desert càlid. Clima molt sec.

Ecosistemesaquàtics

Els factors que tenen més influència en la distribució dels organismessón els següents:

• La llum.

• La temperatura.

• La pressió.

• La profunditat.

• La salinitat.

• El contingut d’oxigen.

• El moviment de l’aigua.

Es poden classificar en:

• Ecosistemes marins (mars i oceans).

• Ecosistemes d’aigua dolça, que al seu torn poden ser:

– Aigües estancades o quietes (llacs, basses i pantans).

– Aigües corrents (rius i torrents).

36. Fes un esquema a la llibreta amb les espècies de plantes i animals més importants dels ecosistemes terrestres.

37. Indica quines són les diferents zones d’un ecosistema marí en funció de la profunditat i de la distància a la costa.

38. Defineix biodiversitat i valora la biodiversitat d’un bosc mediterrani i la d’un conreu.

39. Fes a la llibreta un dibuix en diversos passos que expliqui el procés de formació del sòl.

ACTIVITATS

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 116

De ratolins i llops

EL RACÓ DE LA LECTURA

Llibres:Gaia, una sola Terra : efecte hivernacle,contaminació, desertitzacióJORDI DE MANUEL, et al. Ed. GraóEcologia, medi ambient i contaminació.

Articles:«Puntos calientes de biodiversidad». National Geografic, març del 2004.

En la xarxa:http://www.natureduca.com/cienc_indice.phpConté molta informació sobre ecosistemes terrestres,marins, humanitzats…

http://mediambient.gencat.net/cat/el_medi/parcs_de_catalunya/Web sobre protecció i educació mediambiental. Descripció detallada del biòtop i la biocenosi de sis parcs naturals.

NO T’HO PERDIS

117

Al cap d’unes quantes setmanesd’estudi, la solució del problema decom s’alimentaven els llops sem-blava tan remota com al principi.Es tractava d’un problema fona-mental, ja que el motiu d’aquellaexpedició era precisament resol-dre’l d’una manera que els meuscaps consideressin satisfactòria.Els caribús són els únics herbívorsgrans que hi ha a la tundra enabundància. Malgrat que fa tempseren tan nombrosos com el búfalde les praderies, havien experi-mentat un descens catastròfic du-rant les tres o quatre dècades an-teriors al viatge que vaig fer aaquella regió. Les dades obtingu-des per diversos organismes go-vernamentals gràcies a paranyerscaçadors i comerciants de pellssemblaven demostrar que el perilld’extinció del caribú era degut fo-namentalment a les depredacionsdels llops.[...]Quan vaig descobrir que la dietaestiuenca dels llops consistia prin-cipalment en ratolins, no vaig do-nar per acabat el meu treball en elterreny de la dietètica. Sabia quela relació entre ratolins i llops erauna cosa revolucionària per a laciència, que despertaria recels, ique possiblement es ridiculitzaria,tret que no quedés cap dubte sobrela seva validesa.Ja havia establert dos punts fona-mentals:

1. Que els llops caçaven i men-javen ratolins.

2. Que els petits rosegadors erenprou nombrosos perquè la po-blació de llops en visqués.

Però seguia sense aclarir un ter-cer punt, d’importància vital persostenir el meu argument, rela-cionat amb el valor nutritiu delsratolins. Era absolutament neces-sari que demostrés que una dietaa base de petits rosegadors era su-ficient per mantenir un carnívorgran en bones condicions.

[...]

Ootek podia aportar moltes dadesals meus coneixements sobre elscostums alimentaris dels llops.Després de confirmar el que jo jahavia descobert sobre el paper quetenien els ratolins en la seva die-ta, em va explicar que els llopstambé menjaven grans quantitatsd’esquirols llistats, i de vegades finsi tot semblava que els preferien alscaribús.

Aquest tipus d’esquirols abunda a la major part de l’Àrtic, tot i que la badia de la Casa dels Llopsés al sud de la seva zona de dis-tribució. Són parents propers del’esquirol comú de les planes occi-dentals, però a diferència d’a-quests, el seu sentit d’autoconser-vació està molt poc desenvolupat.Per aquest motiu són presa fàcil de llops i guineus. A l’estiu, quan estan grassos i ben alimentats,

arriben a pesar fins a nou-centsgrams, de manera que matant-neun nombre adequat, un llop potfer un bon àpat amb una despesad’energia molt més baixa que laque necessita la caça d’un caribú.

Jo suposava que els peixos ambprou feines entraven a la dieta delsllops, però Ootek em va assegurarque estava equivocat. Em va dirque havia vist diverses vegades elsllops pescant lluços de riu.

[...]

Aquests detalls del caràcter del lloperen fascinants, però Ootek em vaobrir realment els ulls durant una

discussió sobre el paper que teniael caribú en la vida dels llops. Emva explicar que el llop i el caribúestan tan estretament vinculatsque gairebé constituïen una solaentitat. M’ho va aclarir amb unahistòria que semblava treta de l’An-tic Testament, però que, segons emva assegurar Mike, formava partdel folklore semireligiós dels inuitsde les terres de l’interior.

FARLEY MOWAT,

Los lobos también lloran.Ed. Debate

(text adaptat)

40. Quins avantatges té per al llop menjar esquirols llistats?

41. Per què el protagonista està interessat a estudiar com s’alimenten els llops?

42. Què passaria si els esquirols desapareguessin de l’Àrtic?

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

833921 _ 0100-0117.qxd 25/1/08 16:46 Página 117

En aquesta unitat...

• Comprendràs els processos que trenquen i disgreguen les roques.

• Estudiaràs la meteorització i l’erosió, i com té lloc el modelat del paisatge.

• Coneixeràs els agents geològicsprincipals, i la forma en què erosionen,transporten i sedimenten els materials.

• Interpretaràs algunes formes de modelatdel paisatge.

• Aprendràs què són les aigüessubterrànies, com modelen el paisatge i com s’aprofiten.

• Estudiaràs les roques sedimentàries, i com es formen.

• Aprendràs l’origen i la importància del carbó, el petroli i el gas natural.

• Elaboraràs un model experimental de l’erosió d’un penya-segat.

PLA DE TREBALL

Glacera a Alaska.

Bloc erràtic.

7 La dinàmica externa del planeta

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:44 Página 118

119

1. Les glaceres són agents geològics. Quins altres agentsgeològics coneixes?

2. Quins tres processos característics duen a terme els agentsgeològics?

3. D’on obtenen l’energia els agents geològics per fer aquestsprocessos?

4. Les enormes roques abandonades, anomenades blocserràtics, estan situades en llocs on actualment no hi ha glaç.Com hi poden haver arribat?

RECORDA I RESPON

Busca la respostaTots els agents geològics estan formats per aigua o aire en moviment? N’hi ha algun que pugui modelar el paisatge en un lloc sense atmosfera, com la Lluna?

Durant el segle XVIII es va intentar trobar una explicació a la presèn-cia d’uns blocs de pedra enormes que reposaven abandonats endiversos llocs del centre d’Europa i de l’Amèrica del Nord. Te-nien una composició molt diferent de la de les roques del voltanti, en molts casos, jeien enmig d’un pla, amb signes evidents d’ha-ver estat portats fins allà des de ben lluny. Però, quin mecanismepodia explicar el desplaçament d’aquells blocs de moltes tones depes al llarg de centenars de quilòmetres?

L’ any 1803 el matemàtic i naturalista John Playfair va resumirles investigacions, fent referència a les glaceres actuals: «Pel que faal transport de grans masses rocoses, les màquines més poderosesque utilitza la natura, [...] són les glaceres, aquests rius de glaç [...]en moviment perpetu [...]. La quantitat i la mida immensa de lesroques que transporten han estat contemplades per tots els ob-servadors, i expliquen prou bé com es van poder posar en movi-ment aquells blocs de pedra».

Playfair va posar així en evidència que, en un passat no gaire llunyà,el glaç havia recobert bona part d’Europa i de l’Amèrica del Nord,i havia transportat aquelles roques fins a la ubicació actual.

Blocs erràtics.

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:44 Página 119

120

La meteorització de les roques. Els agents atmosfèrics

Als vessants de les muntanyes podem trobar pedres de formes i midesdiferents. De vegades, la quantitat de fragments rocosos acumulats ésmolt gran, i la procedència és evident: s’han desprès de les roques queformen la muntanya. Com es produeixen aquests fragments? Què pas-sa amb aquests fragments un cop s’han desprès?

Els fragments de roca de qualsevol mida, composició i procedència re-ben el nom de clasts.

Les roques exposades a la intempèrie es van deteriorant i acaben frag-mentant-se i originant els clasts que s’acumulen als vessants.

La fragmentació de les roques és produïda pels agents atmosfèrics:

• La pluja i la neu mullen les roques i causen la dissolució dels mi-nerals que les componen. També provoquen diverses reaccions quí-miques que alteren els minerals i fan disminuir la resistència de laroca.

• Els canvis de temperatura ocasionen la dilatació de les roquesquan el sol les escalfa i la contracció amb el fred nocturn. Aquestscanvis de volum poden arribar a esquerdar-les.

• La congelació de l’aigua que s’infiltra a les esquerdes de les roquesles sotmet a unes tensions fortíssimes, que acaben trencant-les.Aquest procés s’anomena gelifracció.

El resultat és el trencament i la disgregació de les roques. Els clasts re-sultants van caient vessant avall, i s’amunteguen al peu del relleu.

Els clasts no romanen sempre al lloc on cauen. La meteorització els con-tinua afectant: els fragmenta encara més, i altera i dissol els minerals queels componen.

Alguns minerals, com els feldspats i les miques, en alterar-se per mitjàde reaccions químiques es transformen en argiles. Això fa que la rocade la qual formen part aquests minerals s’esmicoli amb facilitat i origi-ni clasts cada vegada més petits i un residu argilós.

La meteorització és més eficaç com més agressius i extrems són els agentsatmosfèrics:

– En zones on els canvis de temperatura són freqüents i molt brus-cos.

– En climes molt freds, en els quals és freqüent la congelació i la des-congelació de l’aigua.

– En zones on l’atmosfera està contaminada i la pluja pot conteniràcids en dissolució. La pluja àcida és un agent de meteoritzacióeficaç.

La meteorització és el conjunt de processos causats pels agents atmosfèrics que provoquen el trencament i la disgregació de les roques.

1

1. Busca en els conceptes clau els termes tartera i clast. Explicaa la llibreta, utilitzant aquestsdos termes, què són i com es formen les tarteres.

2. Elabora una definició del termemeteorització.

3. Què són i quins són els agentsatmosfèrics? Quin efecte tenensobre les roques?

4. Les argiles formen el fang i el llot. Com s’originen?

Activitats

Les acumulacions de fragments rocosos als vessants dels relleus reben el nom de tarteres.

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:44 Página 120

121

Els processos de meteorització

No totes les roques es meteoritzen amb la mateixa facilitat, ni tampoctotes són sensibles als mateixos processos de meteorització.

La quarsita, per exemple, és una roca molt dura; està formada pràcti-cament per un sol mineral, el quars, que és molt resistent i no s’alteraquímicament. Ara bé, la seva pròpia rigidesa fa que es trenqui amb fa-cilitat quan l’aigua s’infiltra en una esquerda i es congela.

El granit és una altra roca molt dura i resistent, però les miques i elsfeldspats que el formen s’alteren fàcilment quan l’aigua de pluja és lleu-gerament àcida o duu diòxid de carboni en dissolució. Aleshores,aquests minerals es transformen en argiles i el granit s’esmicola ambfacilitat.

Els processos de meteorització es classifiquen en tres grups:

• Meteorització mecànica. Té lloc quan les roques es fragmenten acausa de les dilatacions i les contraccions, dels esforços produïtsper la congelació de l’aigua dins les esquerdes de les roques o delsimpactes d’altres roques en caure.

• Meteorització química. Té lloc quan la disgregació de les roques ésdeguda a reaccions químiques que alteren els minerals que les cons-titueixen.

• Meteorització biològica. És deguda a l’acció dels éssers vius. Aquestspoden provocar el trencament de les roques, especialment les arrelsdels vegetals, que s’introdueixen per les esquerdes i hi exerceixenpressió.D’altra banda, moltes plantes, algues i fongs produeixen substànciesquímiques que alteren alguns minerals. Aquesta meteorització pro-vocada pels éssers vius és una barreja de meteorització mecànica iquímica.

Factors que influeixen en la meteorització

L’eficàcia amb què es produeixen els processos de meteorització depèn dedos factors que, al seu torn, depenen del clima:

• La temperatura. Unes temperatures altes faciliten les reaccions quí-miques, sempre que hi hagi aigua disponible o que l’ambient siguihumit. Unes temperatures permanentment baixes dificulten molt lesreaccions de meteorització química. Unes temperatures canviants,amb fortes glaçades a l’hivern i estius calorosos, afavoreixen els pro-cessos de meteorització mecànica.

• La humitat. Un ambient humit, com el de les selves, afavoreix lesreaccions de meteorització química, mentre que en un ambient secla majoria d’aquestes reaccions no es poden produir.

Si l’ambient és humit i calorós, les reaccions químiques són molt efec-tives i la meteorització biològica adquireix molta importància. En am-bients freds i secs, les roques, tot i que poden fragmentar-se mecànica-ment, en general es mantenen inalterades químicament.

2

5. Fes a la llibreta un resum dels tipus de meteorització,indicant les condicions de temperatura i humitat que afavoreixen una eficàciamàxima en cada procés.

ACTIVITATS

L’aigua penetra a les esquerdes de les roques.

L’aigua, en congelar-se, augmenta de volum i fa de tascó a l’interior de les roques.

La roca pot arribar a trencar-se.

Procés de gelifracció

Aigua

Glaç

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:44 Página 121

122

El modelat del relleu. Els agents geològics

Hi ha paisatges que ens resulten fascinants: unes onades batent contraun penya-segat, un desert de dunes suaus, un gran salt d’aigua, una llen-gua de glacera...

Tal com els va descriure John Playfair el 1803, els agents geològics sónles màquines que de manera natural modelen el paisatge, transportenmaterials i els acumulen en forma de sediments. Tots els agents geolò-gics duen a terme els processos d’erosió, transport i sedimentació.

Erosió

L’erosió és la retirada de materials del seu lloc d’origen. En alguns casos,l’agent geològic simplement s’enduu els fragments de roca, els grans desorra o les partícules d’argila resultants de la meteorització prèvia de lesroques. Unes altres vegades, l’agent geològic els arrenca directamentde la roca de la qual formen part.

L’erosió feta al llarg de milions d’anys causa grans modificacions en elrelleu: excava valls profundes, desgasta les muntanyes fins a deixar-lescom a extenses planes, fa retrocedir els penya-segats, dissol les roquesdel subsòl i origina grutes i galeries...

Cada agent geològic origina un modelat característic. Així, és fàcil dife-renciar una vall excavada per una glacera de l’excavada per un riu, de lamateixa manera que és fàcil distingir un penya-segat erosionat per l’o-natge del mar, encara que actualment l’agent geològic que el va elaborarja no actuï.

No tots els agents geològics erosionen amb la mateixa rapidesa. L’eficà-cia del procés erosiu està determinada per dos factors:

• L’energia de l’agent geològic. Un riu cabalós i amb un pendent fortté més capacitat erosiva que un altre de menys cabal i curs més tran-quil; l’onatge en una zona de forts vents és més enèrgic que en unazona arrecerada i poc profunda; una glacera molt gran té més capaci-tat erosiva que una altra de més petita, etc.

• La resistència de les roques. Les argiles, les calcàries, els gresos, lespissarres... són roques fàcilment erosionables, mentre que el granit,el gneis, el basalt, la quarsita... són roques dures en les quals l’erosióprogressa lentament.

El modelat del relleu correspon als canvis que l’erosió dels agents geològics produeix en el paisatge.

3

6. Escriu a la llibreta una definició d’erosió i afegeix-hi una explicació de la diferència que hi ha entre l’erosió i la meteorització.

7. Per què es troben molts més relleus formats per quarsites i granitque compostos per argiles?

ACTIVITATS

Els ràpids i les cascades dels rius són zoneson es produeix una intensa erosió, ja que el riu té molta energia.

Hi ha roques que són molt resistents, es mantenen sense erosionar i, quan al seuvoltant es produeix erosió, formen relleuscom aquest.

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:44 Página 122

123

Transport

Tots els agents geològics tenen capacitat per transportar clasts, peròho fan de maneres diferents, que en general es poden classificar en dostipus:

• Transport pel fons. Té lloc quan l’onatge o un corrent d’aigua, d’aire ode glaç produeix el moviment dels clasts pel sòl, ja sigui arrossegant-loso fent-los rodar.

• Transport en suspensió. Els clasts són transportats sense tocar elterra, o bé hi cauen i són aixecats de nou (saltació).

Durant el transport, els clasts es poden copejar entre si, de manera quees desgasten, i es fan més petits i més arrodonits.

Si el transport té lloc dins l’aigua, els minerals dels clasts es van alteranti només queden els que estan formats per minerals més estables.

Sedimentació

La sedimentació té lloc quan un agent geològic diposita definitivamentels clasts en un lloc, després de perdre la capacitat per continuar el trans-port. Per exemple, una glacera sedimenta els clasts a la zona on acaba lallengua.

De vegades, un agent geològic perd temporalment la capacitat de trans-port i diposita sediments. Això passa amb els rius, el cabal dels quals potvariar al llarg de l’any. Durant una crescuda, l’energia del riu augmentai pot transportar clasts grans, però quan disminueix el cabal, aquestses dipositen al llit i hi queden sedimentats fins que el riu torna a adquirircapacitat de transport.

Quan un agent geològic diposita els seus materials, és freqüent que si-guin recollits per un altre, que els torna a posar en moviment. Per exem-ple, els sediments d’una glacera solen ser erosionats i transportats perl’aigua de rierols i rius.

8. Quines dues formes de transport poden utilitzar els agents geològics? En què es diferencien?

ACTIVITATS

El transport dels materials pel fons d’un riu va arrodonint els clasts.

Clasts de mida gran dipositats al llit d’un riu en disminuir l’energia d’aquest.

Dunes en una platja. La sorra ha estatdipositada pel vent, que l’ha recollit de la platja on l’havia dipositada l’onatge; les onades, al seu torn, l’han portat des de la desembocadura d’un riu.

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 123

124

El motor dels agents geològics

Els agents geològics són sistemes naturals que duen a terme l’erosió,el transport i la sedimentació de materials, i determinen el modelat delpaisatge.

Quan sentim el so d’un riu de muntanya que baixa turbulent i ambmolt cabal, no solem pensar que la causa de bona part d’aquest sorollsón les pedres que el corrent transporta, rodant o bé arrossegades pelfons.

Les llengües de glacera de les glaceres alpines també transporten unagran quantitat de materials, que queden dipositats quan el glaç es fon.

Tant el riu com la glacera són agents geològics, sistemes capaços d’ero-sionar la superfície terrestre arrencant materials, transportant-los i acu-mulant-los en un altre lloc.

A més, hi ha altres agents geològics: el vent, el mar, l’aigua d’aixaraga-llament..., i tots erosionen, transporten i sedimenten. Però, d’on provél’energia necessària per fer aquestes tasques?

Els agents geològics estan formats per aigua en moviment (en forma lí-quida i en forma de glaç) o per aire que es mou, en el cas del vent.

L’energia del Sol causa els vents i aquests originen, al seu torn, l’onat-ge. És també l’energia del Sol la que evapora l’aigua que després formaprecipitacions d’aigua o neu, i alimenta els rius i les glaceres.

L’energia del Sol, juntament amb l’acció de la gravetat, mou els agents geològics que modelen la superfície terrestre.

4

Acumulacions de sediments dipositats per una glacera.

9. Una pala excavadora també fa erosió, transport i sedimentació, però no esconsidera un agent geològic.Quina condició l’exclou?

10. Explica per què l’erosióproduïda per l’enorme massade glaç que forma una glacera,quan llisca lentament cap avall,és una tasca que utilitzaenergia solar.

ACTIVITATS

El Sol posa en marxa el ciclede l’aiguaevaporant-la, i també provocantels vents queporten la humitatcap al continent.

Les diferències de temperatura a la superfície terrestre, causadespel Sol, originen els vents.

El vent causa l’onatge al mar, i a més és un agent geològic que forma

les dunes als deserts i a les platges.

Les glaceres,els rius i l’onatgesón agentsgeològics que causen un modelat de la superfície.

Les precipitacionsen forma de neu i aigua alimentenles glaceres i altres rius.

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 124

Classificació dels agents geològics

Hi ha sis grans agents geològics l’activitat dels quals deixa empremtesfàcils de reconèixer a la superfície terrestre:

• El vent. Duu a terme la seva acció per tota la superfície terrestre. Ésun agent eficaç en absència de vegetació, on hi ha materials finssolts, i vents constants, com als deserts i algunes platges.

• Les glaceres. Tenen una capacitat d’erosió i transport molt gran.L’acció està restringida a les zones polars i d’alta muntanya.

• Les aigües salvatges. Són les que corren per la superfície desprésd’una pluja forta. Tenen una gran capacitat erosiva en zones de plu-ges escasses i torrencials.

• Els rius. Són cursos permanents d’aigua. La capacitat d’erosió i trans-port està determinada pel cabal i el pendent, que, al seu torn, depe-nen del clima i de la proximitat a una zona muntanyosa.

• Les aigües subterrànies. L’acció erosiva consisteix en la dissolució deles roques solubles del subsòl, principalment calcàries i guixos, i en laformació de cavitats i estructures com ara coves, estalactites, etc.

• El mar. L’acció es duu a terme a les costes i la capacitat erosiva esmanifesta especialment als penya-segats. Transporta els materials se-dimentats pels rius a la desembocadura.

Tots aquests agents geològics estan constituïts per aire o per aigua, el mo-viment dels quals els proporciona la capacitat erosiva i de transport. Elseu moviment és degut a l’energia del Sol i a la gravetat terrestre.

5

11. Per què a les platges trobemsovint sorra que procedeixclarament de la destrucció de roques situades a moltsquilòmetres a l’interior?

12. En moltes platges catalanes hi ha dunes formades pel vent.Per què es manifesta tanclarament l’acció del vent en aquestes zones?

ACTIVITATS

Un agent geològic estrany

Quan l’any 1969 la nau Apollo 11 va aterrar a la Lluna, els astronautes van comprovar que el sòl del nostre satèl·lit estava cobert en molts llocs de fragments de roca de mides diverses; n’hi havia de força grans, però la majoria eren de la mida d’una grava fina. També hi abundaven la sorra i la pols.

Aquest sediment que recobreix la superfície lunar, i que rep el nom de regolita, era el resultat de la trituració de les roques de la superfície.Però, quin agent geològic podia actuar a la Lluna, on no hi ha ni aire ni aigua? Quins processos de meteorització hi pot haver si no hi ha atmosfera?

La resposta ja se sabia, i els astronautes van poder recollir proves que ho demostraven: l’agent geològic que actua a la Lluna són els impactes dels meteorits. A la Terra, l’atmosfera impedeix que els petits meteorits arribin al sòl, però a la Lluna hi ha una pluja constantd’aquest material, que amb el pas del temps causa la trituració de les roques de la superfície.

Per què l’atmosfera terrestre impedeix que els meteorits arribin al sòl? Què els passa?

A FONS

125

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 125

126

El vent

La capacitat erosiva del vent és força reduïda. En el nostre àmbit medi-terrani hi ha pocs exemples de formes erosives que hagin estat produï-des per aquest agent geològic.

El vent té, sobretot, una gran capacitat de transport dels materials mésfins, com ara les partícules d’argila, que són arrossegades a molta altu-ra, i poden recórrer milers de quilòmetres abans de caure a terra.

Quan el vent perd velocitat, diposita els materials que transporta. La sor-ra forma unes acumulacions anomenades dunes, que es desplacen enla direcció del vent a mesura que els grans són arrossegats des de la ca-ra enfrontada al vent (sobrevent) cap a la cara oposada al vent (sota-vent).

En alguns pobles costaners i en altres de propers als deserts de sorra, lesdunes suposen una amenaça, ja que quan avancen envaeixen les hortes,els carrers i fins i tots els habitatges. Per fixar-les i evitar-ne el desplaça-ment, s’intenta colonitzar-les amb vegetació.

La pols que transporta el vent també pot formar dipòsits extensos, ano-menats loess, que donen lloc a terrenys molt fèrtils.

6

13. Descriu a la llibreta, amb l’ajuda d’un dibuix esquemàtic, en què consisteix el procés d’abrasió eòlica. Es tracta d’un procésd’erosió, de transport o de sedimentació?

14. Què és la deflació? Què queda en una zona que ha estat sotmesa a aquest procés?

ACTIVITATS

Fotografia de satèl·lit d’una tempesta de pols.El vent pot transportar molt lluny les partícules en suspensió.

A. El vent aixeca l’argila i la sorra. Aquestprocés erosiu s’anomena deflació.

B. L’acumulació de sorra provoca dunes. Elsdeserts de sorra s’anomenen ergs, i lesdunes en forma de mitja lluna, barcanes.

C. La deflació produeix camps de pedresanomenats regs.

D. La sorra duu a terme un procés de «poli-ment» anomenat abrasió. Com que el ventaixeca els grans més grans a menys altu-ra, les roques s’erosionen més per la base,i donen estructures en forma de bolet.

Columna de sorra

Roquesen formade bolet

Barcanes

Ergs

Regs

A

D

B

C

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 126

Les glaceres

A les zones de clima polar, com Grenlàndia o l’Antàrtida, i a les mun-tanyes més altes, com l’Himàlaia, els Andes o els Alps, la neu no arribaa fondre’s a l’estiu i s’hi va acumulant.

A mesura que les capes de neu s’acumulen, les inferiors es comprimei-xen i perden l’aire que contenen. Quan la neu està a uns set o vuit me-tres de profunditat, s’ha transformat totalment en glaç.

El glaç pot tenir un gruix que va de poques desenes de metres a mésde quatre quilòmetres, i es pot moure a causa de la gravetat.

A l’Antàrtida i a Grenlàndia, el glaç cobreix milers de quilòmetres qua-drats, i forma les glaceres de casquet, que tapen el relleu.

A les regions on s’acumula menys glaç, aquest es canalitza entre les mun-tanyes formant les anomenades glaceres alpines. Aquestes glaceres cor-ren, en forma de llengües de glacera, des de la zona d’acumulació, ano-menada circ glacial, fins a les zones més baixes del relleu.

Les glaceres són masses de glaç que es desplacen des de la zonaon s’acumula la neu fins a les zones on el glaç es fon.

7

15. Quins dos processos experimenta la neu fins que es transforma en el glaç que forma les glaceres?

16. Què són les glaceres i de quins tipus poden ser?

17. Què són les morenes i de quins tipus n’hi ha?

ACTIVITATS

A la glacera de casquet de l’Antàrtida, el glaç té en alguns llocs un gruix de més de quatre quilòmetres.

A. El glaç produeix una intensa meteoritza-ció mecànica sobre les roques, i originarelleus escarpats.

B. Als circs glacials la neu s’acumula i estransforma en glaç.

C. El glaç forma la llengua de glacera. Lesllengües de glacera arrosseguen gransquantitats de pedres, que constitueixenles morenes. Les morenes laterals s’acu-mulen a tots dos costats de la llengua.Dues morenes laterals poden formar unamorena central. Al final de la llengua s’o-rigina una morena frontal.

D. Les llengües de glacera excaven valls ambun perfil en U.

Vall en U

Llengua

Circ glacial

A

C

B

D

127

Relleus escarpats

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 127

128

Les aigües salvatges

A les zones on el clima és sec i la vegetació escassa, quan hi plou de ma-nera torrencial l’aigua no s’infiltra en el sòl, sinó que corre per la su-perfície i erosiona intensament el terreny.

A gairebé tots els països mediterranis, aquestes aigües salvatges són elprincipal agent geològic que modela el paisatge.

L’aigua forma solcs al terreny, que es van fent més profunds i originenbarrancs. A les zones de fort pendent, aquesta erosió és molt intensa ies desenvolupen xaragalls, formats per solcs profunds que deixen en-tre ells crestes i columnes sense erosionar.

Sovint aquests solcs conflueixen fins a desembocar en un únic llit. Ales-hores es forma un torrent, que només duu aigua després d’una plujaforta. Als torrents es poden diferenciar tres parts: la conca de recepció,el canal de desguàs i el con de dejecció.

Quan el con de dejecció és gran i ocupa una extensió de diversos quilò-metres quadrats, rep el nom de ventall al·luvial.

Les aigües salvatges són un agent geològic que té una grancapacitat erosiva i de modelat en zones de clima sec i pluges torrencials.

8

18. En quina part d’un rierol es desenvolupen els xaragalls?

19. Busca informació sobre què són els pilars coronats. Redacta a la llibreta una explicació, amb dibuixos esquemàtics, sobre comes poden formar aquestes estructures.

20. En quines parts d’un rierol predomina l’erosió, el transport i la sedimentació?

21. Per què es consideren zones de risc els ventalls al·luvials?

ACTIVITATS

Con de dejeccióVentall al·luvial

Xaragalls

Conca de recepció

Pilarscoronats

A. A la conca de recepció l’erosió és molt in-tensa i es poden formar xaragalls.

B. Les torres que queden aïllades per l’ero-sió reben el nom de pilars coronats.

C. Els ventalls al·luvials són zones en què hipot haver risc de riuades, i tot i això, mol-tes poblacions estan assentades sobreaquestes zones.

A

C

BCanal de desguàs

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 128

Els rius

Els rius són cursos permanents d’aigua que van confluint els uns en elsaltres fins a formar un corrent principal que en general desemboca almar.

El conjunt que forma un riu principal amb tots els seus afluents cons-titueix una xarxa de drenatge, i l’àrea que aporta aigua a una xarxa dedrenatge rep el nom de conca hidrogràfica.

Quan els rius corren per zones de cert pendent, n’erosionen el llit, el fanmés profund i originen una vall estreta i pregona.

Les parets laterals de la vall són erosionades pels rierols i les aigües sal-vatges, de manera que van perdent la inclinació vertical i la vall pren unperfil en V.

A mesura que el llit es fa més profund, el riu perd pendent i capacitaterosiva, i comença a traçar revolts, anomenats meandres, que fan re-trocedir les parets, i originen una vall de fons pla o vall d’obi.

Quan un riu que circula per una vall d’obi es desborda, ocupa tot el fonsde la vall o gran part. La plana d’inundació és l’extensió de terreny sus-ceptible de ser inundada si puja el nivell del riu.

Després de milions d’anys, les valls de fons pla es van ampliant cada ve-gada més, s’uneixen les unes amb les altres i formen finalment una enor-me superfície plana, que rep el nom de peneplà.

Els rius sedimenten els materials en el seu propi llit quan perden capa-citat de transport, o en la plana d’inundació, després d’una crescuda. Noobstant això, la major part dels sediments acaba arribant al mar, onsón transportats de nou per l’onatge.

Quan un riu acumula materials a la desembocadura més de pressa delque l’onatge els retira, es pot formar un delta.

9

22. Explica què és la plana d’inundació d’un riu, i per què els rius que en tenen solen traçar meandres.

23. Què és un peneplà?

ACTIVITATS

Els deltes estan en un procés continu de formació per l’aportació de sedimentsfluvials i per la destrucció causada per l’onatge.

Els congostos són valls fluvials estretes i pregones.

Les valls en V es formen si les aigüessalvatges modelen les parets de la vall.

Quan un riu traça meandres, amplia la vallformant una vall d’obi.

129

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 129

10

130

Les aigües subterrànies

Les aigües que s’infiltren en el sòl poden produir la dissolució d’algunsminerals constituents de les roques.

Si l’aigua duu diòxid de carboni dissolt, té caràcter àcid i pot dissol-dre la calcita, un mineral format per carbonat de calci (CaCO3).

Com a resultat d’aquesta dissolució es produeixen cavitats subterrànies (co-ves i avencs). També comencen a aparèixer empremtes del procés a l’ex-terior, ja sigui per dissolució de la superfície de les roques o per l’enfonsa-ment de les grutes, que causa depressions al terreny (bòfies i dolines).

Als llocs on degota l’aigua que circula per l’interior de les galeries, s’hidiposita el carbonat de calci que duu dissolt i origina estalactites, quees formen al sostre, i estalagmites, que descansen a terra.

L’aprofitament de les aigües subterrànies

En un complex càrstic es poden formar rius i llacs subterranis, però on hiha un altre tipus de roques no solubles, les aigües subterrànies ocupen elsporus i les esquerdes de les roques, i flueixen amb menys facilitat.

Les persones aprofitem els aqüífers extraient-ne aigua per mitjà de bom-bes. Als llocs on s’ha dut a terme una sobreexplotació, i l’extracció d’ai-gua ha estat més ràpida que la recàrrega natural dels aqüífers, se n’haprovocat l’exhauriment.

Els aqüífers són acumulacions d’aigües subterrànies que es poden explotar per mitjà de pous.

El modelat càrstic és el conjunt d’empremtes subterrànies i superficials produïdes per la dissolució de les roques.

24. Les roques calcàries no es dissolen fàcilment. Quin ésel principal mineral componentd’aquestes roques? Què ha de tenir l’aigua perquè aquestmineral es torni soluble?

25. Què és una dolina i com es forma?

ACTIVITATS

A. Les dolines són depressions produïdes pelcol·lapse de cavitats subterrànies.

B. Les sales o grutes són grans cavitats enquè es formen estalactites i estalagmites.Els avencs són conductes verticals queconnecten amb la superfície.

C. De vegades es produeix un modelat càrs-tic en roques de guix.

B

A

C

Dolina

Gruta

Avenc

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 130

El mar

Les onades, els corrents marins i les marees són moviments de l’aiguadels mars i els oceans, que poden actuar com a agents geològics.

• L’onatge és produït pel vent. Erosiona les costes altes, tritura els ma-terials i transporta els més fins, i en provoca la sedimentació a les zo-nes arrecerades.

• Els corrents marins es formen per diferències de temperatura i sali-nitat de les aigües, o per la influència de vents molt constants. Fan untransport de materials fins al llarg d’algunes costes i també mar endins.

• Les marees són moviments de grans masses d’aigua causades per lainfluència gravitatòria de la Lluna i del Sol. Augmenten la zona d’ac-tuació de l’onatge.

L’onatge erosiona les costes, provoca el retrocés dels penya-segats i ela-bora extenses plataformes d’abrasió. També causa la trituració de lesroques i de les conquilles dels éssers vius: el resultat és una sorra finaque es pot acumular a les platges, tot i que gran part d’aquesta sorra ésaportada pels rius.

El transport de la sorra al llarg de la costa és fet pels corrents de deri-va, que són provocats pel vent quan bufa segons una direcció predomi-nant obliqua a la costa.

La sorra forma acumulacions com les platges, les fletxes litorals, quesón barres de sorra paral·leles a la costa, o el tómbols, que uneixen lacosta a una illa. A les costes mediterrànies hi trobem fletxes que hanoriginat zones gairebé aïllades del mar obert, com el mar Menor a Múr-cia, l’Albufera de València i tómbols com el Penyal de Peníscola al BaixMaestrat.

11

26. Què és un corrent de deriva,quins efectes provoca i com es forma?

27. Què és la sobreexcavació de la base d’un penya-segat,com es produeix i quins efectes té?

ACTIVITATS

A. Les onades provoquen la sobreexcavaciódels penya-segats, fet que causa la cai-guda de blocs. Com a resultat, es produeixun retrocés del penya-segat. El retrocésdeixa una superfície horitzontal anome-nada plataforma d’abrasió. L’acumulacióde sorra procedent de l’erosió forma plat-ges.

B. L’onatge modela el penya-segat formantarcs, blocs aïllats i altres estructures.

C. Quan el vent dominant és oblic a la costaes formen corrents de deriva, que trans-porten la sorra paral·lelament a la costa iformen acumulacions sorrenques que po-den deixar llacunes aïllades.

A

C

B

Platja

Arc

Fletxalitoral

Tómbol

Penya-segat

Plataformad’abrasió

131

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 131

132

Les roques sedimentàries

Els sediments transportats pels agents geològics acaben acumulant-se enzones de l’escorça que estan una mica més enfonsades que les del seuentorn, i que reben el nom de conques sedimentàries.

Les capes de sediments reben el nom d’estrats i arriben a formar grui-xos de milers de metres a mesura que la conca s’enfonsa.

Els materials que han quedat enterrats profundament es transformaranper l’acció de tres factors:

• Una gran pressió, causada pel pes dels materials que s’acumulensobre seu.

• Una temperatura elevada, provocada per la calor interna de la Terra.• La circulació de l’aigua continguda als sediments, que dissol al-

guns minerals i en fa cristal·litzar uns altres.Aquests tres factors fan que els sediments presentin simultàniament unacompactació i una cimentació que determinen que els clasts se soldin en-tre si. D’aquesta manera, el sediment es transforma en una roca sedi-mentària.

Aquest procés s’anomena diagènesi o litificació.

Petroli, carbó i gas natural

Quan en una conca sedimentària marina s’acumulen argiles que conte-nen molta matèria orgànica, la diagènesi produeix un seguit de reaccionsquímiques que transformen aquesta matèria orgànica en petroli.

Posteriorment, el petroli pot ser expulsat de l’argila i acumular-se alsbuits d’una altra roca, per exemple un gres, formant un jaciment de pe-troli, que es pot explotar comercialment.

Si la conca sedimentària és continental, i el que s’hi acumula són gransgruixos de matèria vegetal que queden enterrats amb els sediments, ladiagènesi provoca una carbonització natural de la fusta, que acabaformant vetes de carbó.

El gas es forma a partir del carbó i el petroli, i s’acumula als buits deles roques. D’aquí s’extreu i es purifica per fer-ne disminuir l’explosivi-tat i fer-lo apte per a l’ús domèstic. Aquest producte elaborat industrial-ment rep el nom de gas natural.

Les conques sedimentàries són zones deprimides de l’escorçaterrestre on s’acumulen els sediments. El fons s’enfonsalentament a mesura que els sediments s’hi apilen en capes.

12

28. Perquè tingui lloc la diagènesi cal que el fons de la concasedimentària experimenti un lent enfonsament. Per què?

29. Quines diferències i quines semblances hi ha en l’origen del carbó i del petroli?

ACTIVITATS

Roca sedimentària Sediment

Llot de carbonat de calci i, de vegades,fragments de conquilles.

Argila aportada pels rius,sedimentada en planes o al mar.

Sorra formadaprincipalment per quars.

Grava amb clasts de diferents mides,sempre més grans de dos mil·límetres.

Cristalls de guixdipositats en evaporar-se aigua de mar.

Calcària

Argila

Gres

Conglomerat

Guix

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 132

133

Representació del relleu

Mapes topogràfics

Els mapes topogràfics s’utilitzen per representar d’una manera força pre-cisa el relleu, que és un del principals elements del paisatge.

En els mapes topogràfics es representen les anomenades corbes de ni-vell, que són línies, generalment tancades, que uneixen punts que te-nen la mateixa altitud sobre el nivell del mar.

Com que els talls horitzontals són equidistants, les corbes de nivell tam-bé representen altituds equidistants.

Mapes geològics

Els tipus de roques que hi ha en un territori, com es distribueixen i al-tres informacions relacionades amb la geologia es poden representaren un mapa que rep el nom de mapa geològic.

13

Mapa geològic de Catalunya. De l’observaciód’aquest mapa es pot afirmar que de roquessedimentàries n’hi ha pertot arreu, en canvi ladistribució de les roques ígnies està limitadaa les zones de muntanya, en especial alPirineu i la serralada Litoral. Pel que fa a les roques metamòrfiques, el mapa ensindica que predominen al Pirineu, el Maresme, les Gavarres i les Guilleries.

M A R

ME D

I T ER

R

AN

I

Roques ígnies

RoquessedimentàriesRoquesmetamòrfiques

Si traslladem les corbes de nivell a un papern’obtindrem el mapa topogràfic.

30. Quines són les principalsdiferències entre un mapatopogràfic i un mapa geològic?

ACTIVITATS

A partir del relleu es fanuna sèrie de tallshoritzontals equidistants (a la mateixa distància uns dels altres) imaginaris i es dibuixen les corbes de nivell amb els punts que assenyalen lesinterseccions de cada tallamb la superfície del relleu.

480m480 m

460 m440 m

420 m

460m440m

420m

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 133

134

A FONS

Alguns dels rius que veiem en els mapes poden havertingut en el passat un recorregut molt diferent del que tenen actualment. Quan les aigües salvatgesdesmantellen els relleus que separen dues conquesfluvials, pot passar que dos rius diferents arribin a posar-se en contacte. En aquest cas, el riu que té menyspendent aboca les aigües al que té més inclinació. El llit del primer queda aleshores abandonatsobtadament, mentre que el segon riu augmenta de manera molt brusca de cabal. Aquest fenomen rep el nom de captura fluvial.

Aquest procés té lloc a l’escala de milions d’anys en què es compta el temps geològic i molts rius de la nostra geografia presenten un traçat en el qual es poden reconèixer colzes de captura.

Un exemple d’aquest procés de captura fluvial vasucceir fa uns 5 milions d’anys, quan es va obrir el Pasde l’Ase (prop de Vinebre, Ribera d’Ebre), que comunicales aigües que circulen per la depressió de l’Ebre amb el mar Mediterrani. El Pas va ser obert per un riuque inicialment anava de la serralada Prelitoral fins al Mediterrani, fins que va capturar les aigües de l’altrecostat de la serralada.

Però el cas més espectacular que es coneix implica dosdels grans rius de l’Amèrica del Nord i un llac que ja noexisteix: el llac Agassiz, que es va formar fa uns 14.000anys, quan el glaç del darrer període glacial haviacomençat a retrocedir.

Aquell llac gegantí que recollia l’aigua del desglaç eraun petit mar d’aigua dolça que desguassava pel riu Mississipí al golf de Mèxic. Ara bé, un afluent del riu Sant Llorenç va anar erosionant els relleuspròxims al llac fins que va trencar la barrera que el contenia i l’aigua dolça del llac Agassiz va vessar a través del riu Sant Llorenç a l’Atlàntic Nord.

L’arribada d’aquesta gegantina massa d’aigua dolça va alterar la salinitat d’aquesta zona de l’oceà i va interrompre els corrents oceànics que transportencalor procedent de l’equador.

Com a resultat, Europa es va submergir en un períodeextremament fred que va durar uns mil anys: el tempsque va tardar el llac a baixar de nivell i tornar a desguassar al Mississipí. Aquesta petita glaciació de mil anys de durada, que va fer avançar de nou les glaceres sobre el centre d’Europa, ha rebut el nom de Younger Dryas (‘el jove Dryas’).

31. Localitza el riu Ebre en un mapa de Catalunya i fes un dibuix esquemàtic del seu recorregut per la Riberad’Ebre, indicant les principals poblacions per on passa. Assenyala el pas que s’esmenta en el text, identificaels revolts que hi ha prop de Miravet i retola’ls en el dibuix amb el nom que es dóna a aquestes estructures.

32. Copia a la llibreta de manera simplificada els dibuixos que il·lustren el procés de captura fluvial, i escriu un text explicatiu breu del que passa en cada vinyeta.

ACTIVITATS

Les captures fluvials

Riu A

Riu B

Riu A

Riu B

Riu A

Riu B

Colze de captura

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 134

135

Ciència a l’abastElaboració de models experimentals. El retrocés d’un penya-segat

En una investigació científica de vegades cal elaborarun model per simular el funcionament del sistema realque estem estudiant. Això és especialment útil quan estracta de sistemes inaccessibles (com el nucli terrestre),o que són molt grans (com l’atmosfera), o quan elprocés té lloc al llarg de milions d’anys (com el modelatde la superfície terrestre pels agents geològics).

El retrocés d’un penya-segat i la formació d’una plataforma d’abrasió per l’acció erosiva de l’onatge és un procés que dura milions d’anys.Nosaltres elaborarem un model experimentalper poder visualitzar aquest procés en pocs minuts.

1. Preparem els materials. Necessitem una safata de plàstic gran i una mica fonda, sorra de platja o de riu, una petita pala de plàstic per provocar l’onatge, i una galleda de plàstic petita o qualsevol recipient que puguem utilitzar per construir una pila de sorra que representarà el penya-segat.

2. Preparem el model. Utilitzant el recipient,humitegem la sorra i construïm un bloc sobre la safata. A continuació, hi posem aigua fins a una mica més de la meitat de l’altura de la safata i, amb la pala, provoquem un onatgesuau que copegi la paret del nostre penya-segatde sorra.

3. Observem el funcionament. Farem que l’onatgeactuï durant uns deu minuts. En aquest interval de temps podem observar els processos següents:

– L’onatge provoca una excavació de la base del penya-segat i l’enfonsament de petits blocs del penya-segat.

– La sorra caiguda s’acumula al peu del penya-segat, o forma petits illots.

– A mesura que la sorra caiguda és mobilitzadaper l’onatge, va formant una superfície sorrencasubmergida, equivalent a una plataformad’abrasió.

4. Comparem el model amb el sistema real. Als penya-segats reals s’acumulen els fragmentsrocosos despresos mentre són triturats per l’onatge. En aquest model això quedarepresentat pels blocs de sorra caiguts, disgregatsa causa de l’onatge que hem provocat.

En el model també podem observar que quanl’acumulació de blocs caiguts deixa una part del penya-segat sobresortint de l’aigua, allà s’hipot formar una platja.

33. Fes diversos dibuixos o fotografies de les successives fases per les quals travessa el penya-segat a mesura que ha anat retrocedint. Indica les formes de modelat que s’han desenvolupat.

34. Com podríem construir un model per simular la formació i el funcionament d’un corrent de deriva? Explica-ho a la llibreta amb l’ajuda d’un dibuix esquemàtic.

35. Les costes del sud d’Europa s’estan aixecant des de fa pocs milions d’anys, fet que en molts casos ha provocat que la plataforma d’abrasió quedi sobre el nivell del mar formant una plana aixecada que s’anomena rasa marina.Dissenya un experiment per elaborar una rasa marina.

ACTIVITATS

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 135

136

36. ● Copia a la llibreta el dibuix següent. Afegeix-li rètolsexplicatius del procés que representa, i indica si estracta d’un procés de meteorització mecànica, química o biològica.

37. ● En un clima fred i sec en què són freqüents les glaçades nocturnes i les pluges són escasses, quin tipus de meteorització hi deu predominar? Raona la resposta.

38. ●● Quina relació hi ha entre la meteorització, la contaminació atmosfèrica i el deterioramentd’alguns monuments?

39. ● Indica si els treballs següents els fan els agentsatmosfèrics o els agents geològics.

a) Erosió, transport i sedimentació.b) Alteració química dels minerals que formen

les roques.c) Fragmentació de les roques.d) Modelat del paisatge.e) Meteorització mecànica i química.

40. ● On deu ser més eficaç la meteorització química: en una selva tropical o al desert? Per què?

41. ●● El Sistema Central és un relleu format per granit, gneis i quarsita; la serralada Ibèrica és un relleu en què abunden calcàries, guixos i argiles. Tots dos es van formar en una èpocasemblant, pots deduir quin dels dos relleus està més erosionat?

42. ● A la península Ibèrica hi ha molts penya-segats que estan sotmesos a l’acció erosiva de l’onatge, però no tots són erosionats a la mateixa velocitat. Per què?

43. ●● El transport per saltació consisteix en un clastque és aixecat del terra, recorre un tram dins un fluid i torna a caure, rebota i és aixecat de nou, de manera que es desplaça a salts. Quins agentsgeològics poden fer aquest tipus de transport i quins no?

Activitats44. ●● Explica per què els clasts transportats per un riu

es van arrodonint a mesura que són transportats,mentre que els clasts que transporta una glacera es mantenen angulosos.

45. ● La meteorització química pot continuar durant el transport? Explica com.

46. ● Els agents geològics transporten materials fins al punt en què perden la capacitat per desplaçar-losmés; aleshores, per què trobem clasts al llit d’un riu?Per què els hi ha dipositat? Pot el riu reprendre el transport en algun moment?

47. ●●● A les dunes de la platja de Guardamar (Baix Segura, Alacant) trobem grans de sorraprocedents de les serralades Bètiques, concretamentde la serra de Segura. Consulta un mapa i dóna una explicació de com poden haver arribat aquestsgrans de sorra fins a aquestes dunes.

48. ● De les característiques següents, copia a la llibretales que es poden aplicar a tots els agents geològicsque actuen a la superfície terrestre.

a) Estan formats per aire o per aigua en moviment.b) Només actuen quan bufa el vent.c) Erosionen el relleu i provoquen un modelat

característic.d) Causen una meteorització química sobre els clasts

que transporten.

49. ● Copia el dibuix a la llibreta i afegeix-hi una explicació del procés que representa; indica si es tracta d’un procés d’erosió o de sedimentació, i quin n’és el resultat.

50. ●● La construcció d’embassaments reté els sediments i impedeix que una gran part arribi al mar. Es creu que això produirà una disminució de la mida dels deltes. Pots explicar per què?

51. ●● Explica quina relació hi ha entre els meandresd’un riu i el fet que se n’ampliï la vall.

A B C

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 136

137

52. ● Copia a la llibreta el dibuix d’una duna, indica la direcció en què bufa el vent i la direcció en què es desplaça la duna.

53. ● Copia a la llibreta el dibuix següent d’una glacera.Assenyala-hi el circ glacial i la llengua de glacera, i indica on es formen les morenes i quin nom reben.

54. ● Què és un aqüífer? En què es diferencien els aqüífers de les zones càrstiques dels que es formen en altres tipus de terrenys?

55. ● Quins dos processos provoquen l’apariciód’estructures càrstiques a la superfície del terreny?

56. ●● Copia a la llibreta aquest dibuix esquemàtic d’un penya-segat i afegeix-hi uns textos explicatiusbreus sobre els processos erosius que hi tenen lloc i sobre les formes de modelat que hi observes.

57. ● Observa aquesta fotografia i explica a la llibretaquina obra s’ha fet al talús de la carretera, què es tractad’evitar amb l’obra i en l’acció de quin agent geològics’està interferint.

L’agent geològic que flueix cap amunt

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

El glaç de les glaceres té un aspecte sòlid, però flueixempès pel seu pes com si fos un líquid. Aquestcomportament plàstic d’un material d’aspecte sòlid rep el nom de solifluxió, «flux sòlid».

Les glaceres poden arribar a fluir cap amunt en algunsllocs, quan el glaç recobreix una depressió del terreny i el seu pes l’empeny. En aquests casos fa una erosióintensa, fet que augmenta encara més la profunditatde la zona còncava.

En retirar-se el glaç, la concavitat sol formar un llac.Una gran part dels grans llacs de l’Amèrica del Nord i d’Europa tenen l’origen en aquest procés erosiu de sobreexcavació produït per les glaceres.

58. ●● Copia a la llibreta el dibuix de la llengua de glacera i substitueix A, B i C per aquests textos.

• Zona en què el glaç està sotmès a distensió.

• Zona en què el glaç està sotmès a compressió.

• Zona en què es produeix sobreexcavació.

59. ● Escriu una definició de sobreexcavació.

60. ● Explica en quina zona es formarà probablementun llac si el glaç arriba a desaparèixer.

61. ●●● A la zona B el glaç està deformat, i arriba a formar crestes que s’alcen uns quants metres.Què causa aquest plegament?

62. ●● Depassaria la glacera el llindar glacial si perl’esquerra el glaç no vingués de més amunt, sinó que el nivell del glaç estigués més baix que en el punt C? Fes un dibuix d’aquesta situació i raona la resposta.

A

Llindar glacial

C

B

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 137

138

Resum

Meteorització

• Meteorització química: alteració dels minerals que componen les roques.

• Meteorització mecànica: trencament de les roques a causad’esforços, cops i fregaments.

• Meteorització biològica: produïda per l’activitat dels éssers vius.

Els agents atmosfèrics provoquen la meteorització de les roques. Els agents geològicsprovoquen l’erosió, el transport i la sedimentació dels materials i fan un modelat del paisatge.

LA

DIN

ÀM

ICA

EX

TE

RN

A D

EL

PL

AN

ET

A

Erosió,transport

i sedimentació

Erosió. Consisteix en l’evacuació del material arrencat a les roques.

• Provoca el modelat del relleu.

• Cada agent geològic modela el relleu d’una manera característica.

• La capacitat erosiva d’un agent geològic depèn de l’energia que tingui i de la resistència de les roques.

Transport. Es pot fer pel fons o en suspensió.

Sedimentació. Quan l’agent geològic perd energia i capacitat de transport, diposita els sediments.

Agentsgeològics

• Vent: poca capacitat d’erosió. Transporta materials fins.

• Glaceres: gran capacitat d’erosió i transport. Només en climes fredsi de muntanya. Excaven valls en U.

• Aigües salvatges: gran capacitat erosiva. Els ventalls al·luvials són zones de risc.

• Rius: excaven valls en V i valls d’obi. Formen peneplans.

• Aigües subterrànies: produeixen la dissolució de les roquescalcàries i la formació del modelat càrstic (coves).

• Mar: origina penya-segats, plataformes d’abrasió, etc.

Roquessedimentàries

Els sediments s’acumulen en estrats a les conques sedimentàries.

L’enfonsament de la conca permet l’acumulació de grans gruixos de materials.

La diagènesi transforma els sediments en roques sedimentàries.

Representaciódel relleu

El relleu es representa mitjançant els mapes topogràfics.

Els tipus de roques d’una zona es representen en els mapesgeològics.

63. Fes a la llibreta un resum amb els tipus de meteorització mecànica i química.

64. Explica alguns riscos derivats de l’acció de les aigües salvatges, de les aigües subterrànies, de la dinàmica fluvial i de l’acció del vent.

65. Escriu a la llibreta les característiques que tenen en comú els agents geològics.

66. Fes un resum a la llibreta sobre la formació del carbó, el petroli i el gas natural. Explica què és el gas natural.

ACTIVITATS

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 138

Un llarg viatge i un gran llibre

EL RACÓ DE LA LECTURA

Lyell va continuar sol el viatge capal sud. Més enllà dels Estats Pon-tificis, que llavors ocupaven bonapart del centre de la península ita-liana, s’estenia el regne de les DuesSicílies, amb Nàpols com a capi-tal. Era una regió pobra, insegu-ra (perquè els pirates de Trípoliatacaven sovint el sud de la pe-nínsula i Sicília) i incòmoda, pocaconsellable per als viatges; peròCharles Lyell volia conèixer els dosvolcans més importants del conti-nent: el Vesuvi i l’Etna. No tan solsli interessava veure els volcans ac-tius, sinó també els moviments sís-mics associats i, sobretot, si aquestsmoviments havien causat defor-macions en els dipòsits actuals isubactuals, i per això va dedicaruna atenció especial als sedimentslitorals. Entre les moltes observa-

cions que va fer, una de les més im-portants va ser a l’illa d’Ischia, al’oest de Nàpols. Allà va trobarunes capes d’argiles i gres que con-tenen exactament la mateixa fau-na que viu actualment al Mediter-rani, cosa que en demostra l’edatcontemporània, malgrat que es-tan a 200 metres per sobre del ni-vell del mar.[...]

Entusiasmat per aquests resul-tats, Lyell va decidir travessarl’estret de Messina i visitar Sicí-lia, un viatge que en aquella èpo-ca era tota una aventura, ambcerts perills i moltes incomoditats,sobretot a les regions muntanyo-ses de l’interior; però ell estavadecidir a fer-lo i, acompanyatd’un guia local i d’una cavalca-

dura que transportava l’e-quipatge, va pujar a l’Et-na. Les valls profundesque en tallen els vessantsli van permetre estudiar

en detall les diferents capesde lava i altres materialsque formen el con volcà-nic i que s’intercalen amb

materials sedimentaris.Lyell era un bon excur-sionista i ho va continuar

sent fins a una edat moltavançada, però l’ascensió

a l’Etna va posar a pro-va les seves forces. Quancomençava el descensva caure una forta ne-

vada que els va deixar a ell, el seuguia i el seu precari mitjà detransport aïllats durant unsquants dies a Nicolosi, un petitpoble al vessant sud del volcà. [...]

Així, va reconèixer que hi haviaunes capes d’argila amb gransblocs de roques arribades de lluny,semblants a les que constitueixenels dipòsits de les actuals glaceresque ell coneixia dels Alps i queencertadament va pensar que s’haurien dipositat en momentsen què aquesta regió tenia un cli-ma molt més fred que l’actual, elsperíodes glacials. Uns altres ni-

vells amb restes d’hipopòtams ialtres espècies que només viuenactualment en àrees càlides i hu-mides demostraven que aquestsperíodes glacials havien alternatamb d’altres d’interglacials ambtemperatures molt més càlides.Aquest descobriment li va inte-ressar moltíssim, ja que encaixa-va perfectament amb les seves teories sobre el clima que haviaanat exposant des de les prime-res edicions dels Principis.

CARMINA VIRGILI,El fin de los mitos geológicos. Lyell.

Ed. Nivola (text adaptat)

Llibres:Roques i sòls. TERRY JENNINGS. Ed. CruïllaLlibre sobre els tipus de roques i sòls que trobem al territori.

El libro del aguaKLAUS LANZ & GREENPEACE ESPAÑA. Ed. DebateLlibre ple d’informació sobre aquest recurs, des de l’impacteque té sobre el paisatge fins als usos que en fem.

En la pantallaTerra dins la mar. VHS. Ramon Folch et al. Generalitat de Catalunya. Departament d'Ensenyament.Paper de l’èsser humà com a modificador del medi.

En la xarxahttp://www.xtec.cat/~pcairo/bios/2.htmWeb sobre l’alteració del medi geològic i les conseqüències que comporta (pèrdua del sòl, desertització...).

NO T’HO PERDIS

139

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

67. Què li interessava conèixer a Charles Lyell abans de continuar el seu viatge cap al sud?

68. Quins descobriments van sorprendre més CharlesLyell? Tria dues alternatives.

a) Les deformacions que provoca l’activitat volcànica.

b) La profunditat de les valls que li permeten estudiarels sediments.

c) Trobar blocs de roques que procedien de terresllunyanes.

d) Els efectes de l’activitat volcànica sobre la vidaanimal.

e) Les restes d’animals que en aquests momentsviuen en llocs més calorosos.

69. Si Lyell hagués fet els seus estudis en l’actualitat,quines facilitats hauria trobat?

833921 _ 0118-0139.qxd 25/1/08 16:45 Página 139

La dinàmica interna del planeta

En aquesta unitat…

• Aprendràs què és el gradient geotèrmic,i les causes de la calor interna de la Terra.

• Estudiaràs la relació entre la calorinterna i el relleu.

• Coneixeràs la relació que hi ha entre la pressió, la temperatura i la facilitatamb què les roques es poden fondre i originar vulcanisme.

• Estudiaràs les parts d’un volcà i els productes que s’expulsen durant una erupció.

• Comprendràs els processos associatsals terratrèmols.

• Comprendràs l’origen dels grans relleusde la Terra.

• Simularàs colades de lava.

PLA DE TREBALL

Volcà en erupció.

8Parc Nacional de Timanfaya,Lanzarote.

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 140

1. Recordes els noms de les tres capes queformen la part sòlida del nostre planeta?

2. A l’interior de la Terra les roques estan a temperatures molt elevades. Com es manifesta aquesta calor a la superfície?

3. Què és el focus sísmic d’un terratrèmol?

RECORDA I RESPON

Busca la respostaEn què consisteix un sistema d’alerta primerenca?

«L’ 1 de setembre, entre les nou i les deu de la nit, la Terra es va obrirde sobte a prop de Timanfaya. [...] Una muntanya enorme es va alçarde dins el terra i de l’àpex s’escapaven flames que van continuar cre-mant durant dinou dies. Pocs dies després es va formar un nou abis-me i un torrent de lava es va precipitar sobre Timanfaya, sobre Rodeoi sobre una part de Mancha Blanca. La lava es va estendre [...], al prin-cipi amb tanta rapidesa com l’aigua, però aviat la velocitat es va re-duir i només corria com la mel. Però el 7 de setembre [...] la massade lava [...] va destruir en un instant els llocs de Maretas i Santa Ca-talina [...]. L’ 11 de setembre [...] la lava [...] es va precipitar sobreMazo, va incendiar i va cobrir tot aquest llogaret i va seguir el seu ca-mí fins al mar, corrent sis dies seguits amb un soroll espantós i for-mant veritables cascades. Una gran quantitat de peixos morts sobre-nedaven a la superfície del mar [...].»

Així va descriure el mossèn de Yaiza l’erupció que el 1730 va canviardel tot l’aspecte de l’illa de Lanzarote, a l’arxipèlag canari. Aproxima-dament un quilòmetre cúbic de lava va ser expulsat a la superfície ter-restre en pocs dies, va enterrar diverses poblacions i va modificar dràs-ticament el paisatge.

Les roques ens permeten veure que en el passat hi va haver erupcionsvolcàniques, milers de vegades més violentes que aquesta, en dife-rents llocs de la Terra. El nostre planeta disposa d’una gegantina quan-titat d’energia a l’interior, capaç de desplaçar els continents, aixecarmuntanyes, provocar terratrèmols i desfermar l’activitat volcànica.

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 141

142

La calor interna de la Terra

Les erupcions volcàniques, com la que va descriure el mossèn de Yai-za, posen de manifest que a l’interior de la Terra la temperatura és tanalta que pot fondre les roques i convertir-les en lava.

Quines temperatures s’assoleixen a l’interior del nostre planeta? I perquè la Terra està tan calenta?

Fent sondejos i mines, s’ha comprovat que des de la superfície terres-tre cap a l’interior la temperatura augmenta gradualment.

A partir d’unes quantes desenes de quilòmetres, el gradient geotèrmicse suavitza i la temperatura ja no puja tan ràpidament. Tot i així, en arri-bar als 300 km de profunditat, les roques es troben a més de mil grausde temperatura i al centre de la Terra s’assoleixen temperatures d’unscinc mil graus.

L’origen de la calor interna de la Terra

El nostre planeta es va formar fa uns 4.600 milions d’anys per l’agrega-ció d’asteroides. Els impactes de meteorits gegants, cadascun dels qualsproduïa una gran quantitat de calor, es van allargar durant més de cinc-cents milions d’anys.

Amb el xoc dels meteorits, la Terra va anar augmentant de mida i la tem-peratura es va apujar, fins que va arribar a estar fosa en gran part. Enaquest moment, els materials metàl·lics es van enfonsar cap a l’interiori van formar un nucli, compost gairebé totalment per ferro. L’enfonsa-ment de la massa de ferro també va provocar molta calor per fregament.

L’urani, el plutoni o el tori són elements que formen part dels mineralsque constitueixen les roques de l’escorça terrestre. Són radioactius i esdesintegren emetent energia en forma de radiació. Aquesta energia atò-mica és una altra de les fonts de calor que escalfa les roques.

Encara es conserva gran part d’aquesta calor. El nucli disposa de duesparts: una d’externa, que encara es manté fosa, i una altra d’interna,solidificada per les altíssimes pressions, però a una temperatura de gai-rebé cinc mil graus.

Pressió i temperatura a l’interior terrestre

Cap a l’interior de la Terra no tan sols augmenta la temperatura a quèestan sotmeses les roques, també ho fa la pressió.

Per exemple, les roques situades a 50 km de profunditat es troben a mésde 600 ºC de temperatura i a una pressió de més de 20.000 atmosfe-res; és a dir, vint mil vegades més gran que la pressió que l’aire exer-ceix sobre nosaltres a la superfície de la Terra.

S’anomena gradient geotèrmic l’augment de la temperatura des de la superfície de la Terra cap a l’interior. A prop de la superfícieaugmenta 30 ºC cada quilòmetre de profunditat.

1

1. Com influeix la pressió en la fusió de les roques?

2. Resumeix a la llibreta els processos que van aportarl’energia per a la fusió del planeta fa més de 4.000 milions d’anys.

3. Fes a la llibreta un dibuixesquemàtic i explicatiu del’estructura de la Terra, indicantla situació i l’estat de les trescapes: escorça, mantell i nucli.

ACTIVITATS

La pressió dificulta la fusió de les roques. Per això hi pot haver roques sòlides a més de mil graus a l’interior de la Terra. Si estiguessin a la superfície a aquestamateixa temperatura, es fondrien.

Fa 4.600milionsd’anys

Meteorit

Fa 4.000milionsd’anys

Actualitat

Mantell

Nucli

Escorça

MantellsòlidNucliexternfos

Escorçasòlida

Nucliintern sòlid

Oceà

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 142

143

2

4. Escriu a la llibreta una llista de fenòmens que trobem a la superfície terrestre quetenen relació amb la calorinterna de la Terra.

5. Quina relació hi ha entre la hidrosfera i l’activitatvolcànica?

6. Com i on s’origina el campmagnètic terrestre?

ACTIVITATS

Actualment, els volcans expulsen gasos, que s’incorporen a l’atmosfera, i vapor d’aigua, que en condensar-se passa a formar part de la hidrosfera. Volcà Iwo Jima, Japó.

La calor intensa de la Terra es posa de manifest en els fenòmenshidrotermals, com els guèisers del parc de Yellowstone, Estats Units.

Les manifestacions de la calor interna

Igual com passa quan la llet o la sopa, en bullir, produeixen vapor i es-cuma i el líquid vessa, la calor interna de la Terra es manifesta a la su-perfície de diverses maneres:

• Vulcanisme. És el fenomen que produeix la sortida a la superfícieterrestre de roques que s’han fos a l’interior de l’escorça.

• Terratrèmols. Són moviments bruscos i breus de l’escorça terrestre.• Deriva continental. Consisteix en desplaçaments horitzontals lents

dels continents. Per exemple, Amèrica del Nord i Europa s’allunyenuns dos centímetres l’any, de manera que l’oceà Atlàntic es va fentcada vegada més ample.

• Isostàsia. Són moviments verticals lents de l’escorça terrestre, que enalguns llocs tendeix a enfonsar-se i en uns altres, a alçar-se. Per exem-ple, la península Ibèrica s’alça en l’actualitat entre un i tres mil·líme-tres l’any.

• Deformacions. Són modificacions del relleu produïdes per les for-ces generades per la calor interna de la Terra.

A més d’aquests efectes, la calor interna també en té d’altres, claramentvisibles a la superfície terrestre:

• L’ atmosfera de la Terra es va formar fa uns 4.000 milions d’anys, apartir dels gasos que es van escapar de l’interior.

• El camp magnètic que envolta el planeta s’origina al nucli extern.L’agitació del ferro fos que el forma produeix un camp magnètic quepodem detectar amb una brúixola.

• Les roques calentes, que en llocs com Islàndia es troben a poca pro-funditat, permeten instal·lar centrals geotèrmiques, que aprofitenaquesta calor per vaporitzar aigua i produir electricitat.

• Els fenòmens hidrotermals, com els guèisers o les aigües termals, esprodueixen quan l’aigua que s’infiltra a l’escorça a través d’esquerdeses posa en contacte amb roques a altes temperatures.

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 143

144

El vulcanisme

L’ escorça terrestre és una capa de roques amb un gruix que varia entremenys de deu quilòmetres i més de setanta. En comparació amb el man-tell terrestre, que es troba just a sota, és una capa rígida i freda.

No obstant això, en algunes zones l’escorça es troba més calenta del nor-mal. Si, a més, en aquesta zona l’escorça és més prima i les roques nosuporten gaire pressió, es poden fondre i formar magma.

Les roques foses són més lleugeres que les roques sòlides del voltant, itendeixen a pujar apartant els materials que tenen a sobre. Si en la pu-jada troben una via de sortida a l’exterior a través d’una fractura, es pro-dueix una erupció volcànica, durant la qual els gasos s’escapen i la ro-ca fosa vessa formant colades de lava.

El magma és una barreja de roca fosa i gasos que es troba a l’interior de l’escorça.La lava és la roca fosa, sense gasos, quan surt a la superfície.

3

7. Explica quina diferència hi haentre magma i lava.

8. Per què, de vegades, en les erupcions volcàniques la lava surt a l’exterior de formaexplosiva?

ACTIVITATS

Zona propícia per a la formació de magmes

MantellZona calenta del mantell

Piroclasts

Els gasos es poden escaparviolentament i produirexplosions.

El con volcànic està format per capesde piroclasts i colades de lava.

El cràter comunica la xemeneia amb l’exterior.

Escorça

Escorça

Mantell

Nucliextern

Nucli intern

A la cambra magmàticas’acumula el magma.

El magma puja per la xemeneiavolcànica.

Colades de lava

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 144

145

Els productes volcànics

En una erupció volcànica s’expulsen materials en els tres estats:

• Gasos. Els més abundants són el diòxid de carboni i el vapor d’ai-gua. També s’expulsen compostos de sofre i monòxid de carboni.

• Líquids. La lava és més fluida com més alta és la temperatura a quèes troba. Quan està a més de mil graus, flueix bé i forma coladesmolt extenses que avancen ràpidament. Quan està a menys de set-cents graus, és molt viscosa i avança lentament.

• Sòlids. Reben el nom de piroclasts i corresponen a fragments deroques que són llançats a l’aire. Alguns surten del volcà en estat lí-quid i se solidifiquen en l’aire. Poden ser:– Bombes volcàniques. Tenen una mida gran, des de pocs centí-

metres fins a més d’un metre de diàmetre.– Lapil·li. Té la mida de la grava fina o una mica més gran.– Cendres volcàniques. Tenen la mida de la sorra gruixuda.

Tipus d’activitat volcànica

La temperatura del magma, el tipus d’erupció, la perillositat i altres ca-racterístiques permeten diferenciar tres tipus d’activitat volcànica: hawaiana, estromboliana i vulcaniana.

9. Quins gasos s’expulsen durantuna erupció volcànica?

10. Les cendres volcàniques, tot i el seu nom, no són restesd’objectes cremats. Què són?

11. Observa els dibuixos dels diversos tipus de volcans.Creus que estan fets a la mateixa escala? Quin estàfet més reduït per poder-loveure sencer?

ACTIVITATS

FORMA DEL VOLCÀ

Hawaiana. Els materials emesos durantl’activitat són colades de lava molt fluidaamb escassos piroclasts.Si es té compte la forma que prenen després de l’erupció, reben el nom de volcàescut. Són volcans més extensos que alts, tot i que arriben a assolir milers de metresd’alçada.

• Magma a temperatura molt alta(superior a 1.000 ºC).

• Explosivitat: baixa.

• Perillositat: baixa.

• Riscos: la lava molt fluida pot sepultarciutats.

Estromboliana. Els materials emesos durantl’activitat són colades de lava viscosa, ambabundants piroclasts de totes les mides.Si es té en compte la forma que prenendesprés de l’erupció, reben el nomd’estratovolcà. Són volcans més alts queextensos, amb una forma de con moltapreciable. Estan constituïts per l’apilamentde piroclasts i colades de lava.

• Magma a temperatura mitjana (entre 700 i 1.000 ºC).

• Explosivitat: mitjana.

• Perillositat: mitjana.

• Riscos: els piroclasts poden sepultar ciutats.

Vulcaniana. Els materials emesos durantl’activitat són cendres barrejades amb gasosincandescents (núvols roents) i abundànciade piroclasts.Si es té en compte la forma que prenendesprés de l’erupció, reben el nom de dom. Són volcans en forma de muntanya escarpada i estreta, tot i que no gaire alta.

• Magma a temperatura baixa (inferior a 700 ºC).

• Explosivitat: alta.

• Perillositat: alta.

• Riscos: els núvols roents i les explosions són molt destructives.

Volcà escut

Cambramagmàtica

Xemeneiaprincipal

Calderaprincipal

XemeneiaCràter Cambra

magmàtica

Estratovolcà Con volcànic

Banyó volcànic de lava consolidada

Dom

Cambramagmàtica

TIPUS D’ACTIVITAT CARACTERÍSTIQUES

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 145

146

Els terratrèmols

El 26 de desembre de 2004 un fort terratrèmol, que va assolir els 9,2 grausen l’escala de Richter, va sacsejar el fons de l’oceà Índic a prop d’Indonèsia.

Les onades gegantines o tsunamis, de fins a 15 metres d’alçada, van co-pejar les costes d’Indonèsia, Sri Lanka i l’Índia, i van arribar fins a les cos-tes africanes. Van devastar tot el que trobaven i van matar més de 300.000persones.

El lloc on es produeix el trencament rep el nom d’hipocentre o focussísmic. El punt de la superfície terrestre situat just a sobre de l’hipo-centre és l’epicentre, i és el punt on el terratrèmol es percep en primerlloc i amb més intensitat.

En un terratrèmol es produeixen vibracions molt intenses que s’allar-guen durant diversos segons, o fins i tot minuts. Com més fredes i rígi-des són les roques que es desplacen o es fracturen, més intenses sónles vibracions que s’originen.

Les vibracions produïdes en el focus sísmic es transmeten per l’interiorde la Terra en totes direccions en forma d’ones sísmiques.

A l’epicentre es formen ones sísmiques superficials, que es propaguenper la superfície, i que són les que ocasionen els danys materials.

La magnitud d’un terratrèmol es mesura amb l’escala de Richter, ambla qual s’indica la quantitat d’energia alliberada a l’hipocentre. Cada graud’aquesta escala indica deu vegades més energia que el grau anterior.

Els terratrèmols o sismes són deguts a la vibració produïda per moviments bruscos o trencaments de l’escorça terrestre.

4

12. Busca en els conceptes claules paraules hipocentrei epicentre, copia’n les definicions a la llibreta i afegeix-hi un dibuix explicatiu.

ACTIVITATS

La vibració produïda a l’hipocentre és similara la que podem percebre a les mans quantrenquem un pal. Com més rígid és el material que trenquem, més intensa és la vibració que percebem a les mans.

El sisme més gran registrat va tenir lloc a Xileel 1960, i va assolir 9,5 graus a l’escala de Richter.

Les onessísmiquessuperficialsprovoquen danys greus.

Les vibracions es transmeten en forma d’onessísmiques per l’interior de la Terra a partir de l’hipocentre o focus sísmic.

Des de l’epicentre, les vibracions estransmeten per la superfície en forma d’ones sísmiques superficials.

Danys en edificisTsunamis

Corriments de terra

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 146

147

Les ones sísmiques i l’estructura de la Terra

Actualment, al món hi ha milers de laboratoris sismològics equipatsamb sismògrafs molt sensibles que permeten detectar i registrar les onessísmiques.

Quan té lloc un sisme fort, les ones recorren tot el planeta i molts la-boratoris les registren. Naturalment, les ones no arriben a tots els sismò-grafs del món al mateix temps ni amb la mateixa intensitat, perquè enrecórrer l’interior de la Terra es van atenuant i, en travessar els diferentsmaterials que la componen, també es desvien.

En comparar els sismogrames obtinguts en diferents llocs del món, des-prés d’un terratrèmol, es pot interpretar la manera en què les ones sís-miques han viatjat a través del planeta, i així és possible deduir com sónels materials de l’interior terrestre.

Capes i plaques

L’any 1951, el geofísic Beno Gutenberg, estudiant el com-portament de les ones sísmiques, va esbrinar la pro-funditat a què es troba la separació entre el mantelli el nucli.Des de llavors, el coneixement de l’estructura terres-tre es va anar perfeccionant, i es va poder saber quel’escorça, juntament amb la part més superficial delmantell, formen una capa rígida, la litosfera, que estàfragmentada en grans trossos: les plaques litosfèri-ques.El mantell terrestre està format principalment per peridotita, i pel que fa a l’escorça, n’hi ha dos tipus: la que forma els continents, en la qual abunda el granit, i la que constitueix els oceans, composta sobretot de basalt.Es distingeixen tres tipus de plaques:• Plaques litosfèriques oceàniques. Són les que tenen l’escorça basàltica.• Plaques litosfèriques continentals. Les que tenen escorça granítica.• Plaques litosfèriques mixtes. Són les que tenen escorça de tots dos

tipus.

El coneixement que es té de l’estructura interna de la Terra s’haobtingut interpretant el comportament de les ones sísmiques en travessar el planeta després d’un terratrèmol.

13. De què està composta la litosfera? Quins tres tipus de plaqueslitosfèriques hi ha? En què es diferencien?

14. Què és un sismògraf i quina informació proporciona? Busca aquestterme en els conceptes clau.

15. Com s’ha pogut esbrinar l’estructura interna de la Terra?

ACTIVITATS

Els sismògrafsregistren l’activitat sísmicaen forma de sismogrames.

La litosfera està trencada en grans fragments: les plaques litosfèriques.

Escorça(granit i basalt)

Mantell(peridotita)

Nucli(composiciómetàl·lica)

Nucli intern(sòlid)

Nucliextern(líquid)

Litosfera

5

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 147

148

6Rift

Litosfera Correntascendent

Zona deseparació de les plaques.

Subducciód’una placaoceànica sotauna decontinental.

Lliscamentde duesplaques,l’unacontral’altra.

Distribució de les plaques litosfèriques.

PLACA EURASIÀTICA

PLACAAFRICANA

PLACA DE NAZCA

PLACA SUD-AMERICANA

PLACA ÍNDICA

PLACA ANTÀRTICA

PLACA FILIPINA

PLACA PACÍFICA

PLACA NORD-AMERICANA

Dorsal oceànica Zones de subducciói col·lisió continental

Els moviments de les plaques litosfèriques

Les plaques litosfèriques són els enormes fragments en què està tren-cada la litosfera. Constitueixen la superfície terrestre formant un puz-le gegant. Hi ha unes onze plaques molt grans i moltes altres de més pe-tites.La calor interna de la Terra provoca que el mantell situat sota la litos-fera es mogui amb corrents de convecció, semblants als que es for-men en un cassó d’aigua posat al foc. Aquests corrents empenyen lesplaques litosfèriques, i fan que es desplacin les unes respecte de les al-tres de tres maneres:• Separant-se. Quan dues plaques se separen, entre totes dues surt a la

superfície el material fos del mantell, i es produeix un vulcanisme in-tens. L’esquerda entre les plaques rep el nom de rift.

• Col·lidint. Si dues plaques xoquen l’una contra l’altra, la més densai pesant s’enfonsa sota la més lleugera.Si la que queda a sota és una placa oceànica amb escorça basàltica,s’enfonsa en el mantell i forma una zona de subducció.Si totes dues plaques són continentals i tenen escorça granítica, la quequeda a sota no es pot enfonsar en el mantell, ja que el granit és moltmés lleuger que la peridotita. Aleshores, totes dues plaques quedenincrustades l’una contra l’altra, i recolzades sobre el mantell.

• Lliscant. Si dues plaques llisquen lateralment l’una contra l’altra, pro-voquen unes sacsejades que donen lloc a zones de sismicitat elevada.

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 148

149

Volcans, terratrèmols i tectònica de plaques

Els terratrèmols i els volcans han aportat una informació molt valuo-sa: no es distribueixen a l’atzar sobre la superfície terrestre, sinó ques’alineen formant zones sísmiques i zones volcàniques, que coinci-deixen amb les vores dels continents o corren al llarg dels oceans.

Aquesta distribució indica clarament les vores de les plaques litosfè-riques. En aquestes vores les plaques freguen entre si i provoquen sis-mes, o el xoc genera una calor que fon les roques i origina el magma, oen separar-se deixen escapar materials fosos del mantell.

Com a conseqüència dels moviments de les plaques tenen lloc diver-sos processos geològics:

• Sismicitat a les zones on dues plaques col·lideixen o llisquen l’unaal costat de l’altra.

• Vulcanisme, tant a les zones de rift com a les zones de subducció.

• Subducció de la litosfera. Això fa disminuir l’extensió de l’oceà lavora del qual està subduint, com passa a l’oceà Pacífic.

• Formació de nova litosfera oceànica a les zones de rift, cosa quefa augmentar l’extensió de l’oceà on hi ha el rift. Això passa, perexemple, a l’oceà Atlàntic.

• Deformacions de les roques que formen la litosfera, a causa de lesgrans pressions que exerceixen les empentes d’unes plaques sobreunes altres. Les capes de roques de la superfície poden doblegar-se otrencar-se a causa d’aquestes forces.

• Formació de relleus. El plegament de la litosfera en provoca l’en-gruiximent i origina cadenes de muntanyes.

La tectònica de plaques és la teoria que explica les causes, el mecanisme i les conseqüències dels moviments de les plaques litosfèriques.

7

16. Compara el mapa que mostra la distribució del vulcanisme i la sismicitat amb el mapade les plaques de la pàginaanterior. Quina raó hi haperquè l’oceà Pacífic estiguienvoltat de volcans i zonessísmiques?

ACTIVITATS

Distribució de focus sísmics i volcans.

Sismicitat altaSismicitat moderada

Sismicitat baixa

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 149

150

La formació de muntanyesLes altíssimes temperatures que hi ha a la base del mantell terrestre, onestà en contacte amb el nucli, fan que es formin corrents de roca ca-lenta, que ascendeixen a través del mantell fins a arribar a zones pròxi-mes a la superfície.

En aquestes zones, que són escalfades des de baix, es forma magma quepot desfermar l’activitat volcànica en pujar fins a la superfície.

Però a més de provocar la formació de magmes, aquests corrents as-cendents, que en refredar-se tornen a enfonsar-se al mantell, són els quemouen les plaques litosfèriques i els que determinen que aquestes aca-bin col·lidint entre si.

Formació del relleu

La col·lisió de dos continents és un procés molt lent, que s’allarga du-rant milions d’anys. L’energia implicada és molt gran, i l’escorça i la partsuperficial del mantell s’arruguen i n’augmenta el gruix.

La calor que arriba a l’escorça des de les profunditats de la Terra mou lesplaques litosfèriques i provoca un vulcanisme intens.

L’ activitat volcànica en aquests punts calents de l’escorça pot originar consvolcànics molt alts que, quan es formen sobre el fons oceànic, originenarxipèlags volcànics, com Hawaii o les illes Canàries.

El relleu es pot formar per la col·lisió de plaques litosfèriques o perl’activitat volcànica en els punts calents de l’escorça. Tots dos mecanimes estan relacionats amb els correntsascendents i descendents que hi ha al mantell.

L’engruiximent de l’escorça causat per la col·lisió de continentsdóna lloc a cadenes de muntanyes, com els Pirineus o l’Himàlaia.

8

El moviment de la península Ibèrica cap al nord i cap a l’est va provocar la col·lisióamb Europa i l’aixecament de la serraladadels Pirineus. La col·lisió es va allargar durant més de 50 milions d’anys.

17. Quants tipus de mecanismescreadors de relleu es podendiferenciar? Explica com és el relleu que es forma en cadacas.

18. Com es va formar la serraladadels Pirineus? Fes a la llibretaun dibuix esquemàtic del procés de formació, i indicaquant va durar l’aixecament i què el va causar.

ACTIVITATS

Fa 20 milions d’anys: els Pirineus estantotalment formats i s’està produintl’aixecament de les Bètiques.

Fa 60 milions d’anys: comença la col·lisió entre la placa Ibèrica i Euràsia.

Fa 100 milions d’anys: la placa Ibèrica es desplaça cap al nord-est i la d’Alborán, cap a l’oest.

PlacaIbèrica

Massísde l’Ebre

Placad’Alborán

PlacaIbèrica

Placad’Alborán

Euràsia

Pirineus

Bètiques

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 150

151

El relleu terrestre. Continents i fons marins

Tots els processos geològics que tenen lloc al nostre planeta han creat unrelleu característic. Si poguéssim veure tota la superfície terrestre sense l’ai-gua que en cobreix bona part, ens adonaríem que els fons oceànics tam-bé tenen unes formes de relleu característiques.

19. Quines formes del relleu dels fons oceànics estan relacionadesamb l’activitat volcànica?

ACTIVITATS

CONTINENTS

Tenen una altitud mitjana d’uns 600 m sobre el nivell del mar. Hi destaquen tres formes de relleu:

Serralades

Alineacions muntanyoses de gran altitud,com la serralada de l’Himàlaia a l’Àsia, o els Andes a l’Amèrica del Sud. A la península Ibèrica destaquen les Bètiques,els Pirineus i la serralada Cantàbrica.

Grans planes

També s’anomenen escuts. Són grans extensions pràcticament horitzontals, com la planura del riu Amazones a l’Amèrica del Sud o la del Sàhara a l’Àfrica.

Plataformes continentals

Abracen des de la línia de costa fins a uns quants quilòmetres mar endins. Tenen una profunditat màxima d’uns 300 mi, tot i que estan sota l’aigua, formen la voradels continents.

Dorsaloceànica

Plataformacontinental

Fossaoceànica Volcans

submarins

Planaabissal

Escut

Serralada

FONS OCEÀNICS

Tenen una profunditat mitjana d’uns 4.500 m per sota del nivell del mar. Hi destaquen:

Serralades oceàniques

També anomenades dorsalsoceàniques, com la de l’oceà Atlàntic. Presenten una intensa activitat volcànica.

Fosses oceàniques

Són les zones més profundesdels oceans, com la fossa de les Mariannes, amb 11.034 mde profunditat, o la del Japó,amb més de 10.500 m.

Planes abissals

Són zones planes submarines.Són les més extenses del planeta i estan situades a una profunditat mitjana d’uns 4.000 a 4.500 m.

Volcans submarins

Són relleus aïllats, que en alguns casos emergeixen de l’oceà i originen arxipèlagsvolcànics, com Hawaii o les Canàries.

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 151

152

Els riscos atribuïbles a processos interns

Les erupcions volcàniques i els terratrèmols suposen un gran perill pera l’ésser humà a les zones geològicament més actives, per això aquestessituacions de perill s’intenten preveure, prevenir i predir.

• La previsió és el conjunt de mesures que es prenen per avaluar lapossibilitat que un risc es pugui materialitzar i provocar danys.Consisteix a elaborar mapes de risc, en els quals s’indica la probabilitat que s’originin terratrèmols o erupcions volcàniques. Per elaborar aquests mapes, els geòlegs consideren factors com ara l’existència de terratrèmols i activitat volcànica en el passat recent, lapresència de zones fracturades en l’escorça i l’estructura geològica dellloc.

• La prevenció comprèn les mesures que es prenen perquè els danyssiguin mínims, en el cas que el risc s’arribi a materialitzar.Es prepara la població sobre com s’ha d’actuar en cas d’un sisme ouna erupció volcànica, es dissenyen els edificis perquè suportin elsterratrèmols sense esfondrar-se, s’estableixen serveis de vigilànciaper alertar la població, s’entrena els membres de protecció civil i al-tres serveis d’emergència per actuar en aquestes situacions, etc.

• La predicció consisteix a intentar saber el moment i el lloc en què elrisc es materialitzarà en forma de terratrèmol o erupció volcànica.Actualment no és possible predir els sismes ni les erupcions, tot ique les investigacions han permès saber que hi ha alguns signesque poden indicar una erupció o un sisme imminents, com perexemple, l’emanació de gas argó des del sòl, l’alteració brusca delnivell d’aigua dels pous, els canvis en la inclinació del terreny o elcomportament anòmal d’alguns animals.

Els sistemes d’alerta primerenca

Hawaii és una zona sotmesa a risc volcànic, però les catàstrofes més re-cents han estat causades per tsunamis formats a més de mil quilòme-tres de distància.

Tenint en compte que un tsunami pot tardar més d’una hora a arribardes de l’epicentre fins a Hawaii, hi ha temps suficient per donar l’alar-ma i evacuar les zones de risc.

Actualment, als oceans de tot el món hi ha diversos milers de boies si-tuades en posicions fixes que capten tota mena d’informació relativa al’onatge, el vent i els moviments sísmics que puguin sacsejar les mas-ses d’aigua. Aquest conjunt de boies formen un sistema d’alerta pri-merenca (SAT).

Les boies envien constantment les dades per via satèl·lit als laborato-ris sismològics. Així, a Hawaii poden saber que s’aproxima un tsunamiamb una antelació d’entre trenta minuts i una hora, i per tant, podenfer una predicció molt exacta i posar en marxa les mesures de preven-ció a temps perquè els efectes siguin els mínims.

20. Explica què són la previsió, la prevenció i la predicció del risc sísmic.

21. Quins factors tenen en compte els geòlegs per avaluar el risc sísmic i volcànic d’una zona?

22. Què és un sistema d’alertaprimerenca? Quina utilitat té?

ACTIVITATS

Mapa de risc sísmic de la península Ibèrica.Les serralades Bètiques i els Pirineus sónzones on hi ha possibilitat de terratrèmols.

Mapa de risc volcànic d’algunes illes de l’arxipèlag canari.

Baix Moderat Alt

Baix Moderat Alt

La Palma Tenerife

El Hierro

Lanzarote

9

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 152

153

La interacció dels processos interns i externs

Igual com una barca quan s’hi col·loca una càrrega a sobre, que ten-deix a submergir-se lleugerament, l’escorça també s’enfonsa quan so-bre seu s’hi afegeixen materials; per exemple:

– Si es produeix una glaciació i sobre un continent es desenvolupa uncasquet de glaç de milers de metres de gruix.

– Si els agents geològics aporten materials a una conca sedimentària.La subsidència és el moviment vertical d’enfonsament de l’escorça a cau-sa de l’acumulació de materials.

D’altra banda, quan el glaç desapareix després d’una glaciació, o quanl’erosió elimina els materials d’un massís muntanyós, en ser despulladade part de la seva massa, l’escorça tendeix a elevar-se. El moviment d’ai-xecament rep el nom d’ascens isostàtic.

Els agents geològics que actuen sobre la superfície de la Terra i els pro-cessos interns produeixen sovint efectes contraris:

– Els agents geològics, en general, erosionen els relleus i omplen lesconques sedimentàries; igualen el relleu i originen planes.

– Les col·lisions entre continents solen engruixir l’escorça terrestre i ai-xecar els relleus. La isostàsia tendeix a enfonsar les conques sedi-mentàries i a aixecar els relleus a mesura que són erosionats.

Els moviments isostàtics són desplaçaments verticals de la litosfera, que tendeix a enfonsar-se en alguns llocs i a aixecar-se en uns altres.

En el relleu es produeix una intensa erosió que treu pes a la litosfera. Com a conseqüència, el relleu experimentaun ascens isostàtic.

Ascensisostàtic

Subsidència

En la conca sedimentària el pes dels sediments acumulats produeixsubsidència, per la qual cosa noarriba a omplir-se del tot.

23. Busca en els conceptes clau el terme isostàsia. Explica quinsmoviments pot produir.

ACTIVITATS

La serralada de l’Himàlaia està senterosionada intensament, per la qual cosaexperimenta alhora un ascens isostàtic.

Moviments isostàtics

10

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 153

154

Les falles i els plecs

L’energia interna de la Terra fa que a la litosfera es generin forces. A mésde desplaçar les plaques, aquestes forces poden deformar les capes deroques de la superfície. Així, en el relleu terrestre podem trobar estruc-tures produïdes per aquestes forces: les falles i els plecs.

Les falles

De vegades s’originen fractures sense que els blocs es desplacin. Aques-tes fractures s’anomenen diàclasis.En una falla ideal podem trobar les parts següents:

• Pla de falla: és el pla al llarg del qual es produeix la fractura i el des-plaçament del terreny.

• Cabussament: angle que forma el pla de falla amb l’horitzontal.• Direcció: angle del pla de falla respecte del nord geogràfic. • Llavis de falla: cadascun dels blocs de terreny als dos costats del pla

de falla. S’anomenen llavi enfonsat i llavi alçat.• Salt de falla: desplaçament entre els dos llavis de la falla.

Hi ha diferents tipus de falles, però les més importants són:

• Normal: sorgeix per forces divergents sobre el terreny que es fractu-ra i, com a conseqüència, s’hi enfonsa un bloc. Apareixen en les zo-nes de rift.

• Inversa: creada per forces convergents sobre el terreny que es frac-tura i, com a conseqüència, s’hi eleva un bloc. Apareixen en lescol·lisions entre plaques litosfèriques.

• Transformant: forces laterals desplacen els blocs de terreny, senseenfonsament ni elevació.

Una falla és una fractura del terreny, en la qual els fragments oblocs resultants es desplacen.

11

Falla en unes roques costaneres.Podem observar les grans dimensions de la fractura, comparada amb les cases.

Llavi de fallaLlavi de falla

Salt de falla

Pla de falla

Cabussament

Parts d’una falla.

Falla normal.

Falla inversa.

Falla transformant.

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 154

155

Els plecs

Tot i que les roques són, aparentment, rígides, si les condicions de tem-peratura, pressió i temps ho permeten, mostren una gran plasticitat.Per això, en determinades condicions, en comptes de fracturar-se, es de-formen lentament, doblegant-se. Podem reconèixer fàcilment els plecssi en el terreny s’aprecien les capes de roques o estrats.En un plec podem distingir diverses parts:

• Xarnera: zona de màxima curvatura. • Flancs: cadascun dels costats del plec.• Pla axial: pla que uneix totes les xarneres dels estrats del plec (de

vegades coincideix amb el pla de simetria del plec). • Vergència: angle d’inclinació del pla axial amb l’horitzontal.• Cabussament: angle que forma un flanc amb l’horitzontal.• Direcció: angle que forma el pla axial respecte del nord geogràfic.

Hi ha diferents tipus de plecs:

• Anticlinal: els estrats són convexos i la xarnera és la part més eleva-da dels materials.

• Sinclinal: els estrats són còncaus; la xarnera és la part més baixa.• Recte: és el plec que té pla axial vertical. Té una vergència de 90°.• Inclinat: és un plec amb una vergència de menys de 90°.• Tombat: plec amb un pla axial molt inclinat o quasi horitzontal.

Tots aquests plecs poden classificar-se, a més, en simètrics (el pla axialés també el pla de simetria del plec) i asimètrics (els flancs del plec nosón simètrics entre si).

Un plec és una ondulació en les capes de roques, produïda per forces de compressió.

Xarnera

Sinclinal.

Plec recte.

Plec inclinat.

Plec tombat o ajagut.

Anticlinal.

Pla axial

Flanc

Cabussament

Vergència

Parts d’un plec.

Plec en una serralada.

24. Enumera els tipus de falles.

25. En què es diferencien una falla i una diàclasi?

26. Explica: com pot formar-se un plec?

ACTIVITATS

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 155

156

27. Explica com diferenciaries a ull nu una roca plutònicad’una roca volcànica.

28. El granit i la pegmatita sóndues roques plutòniques i tenen els mateixos minerals. En què es diferencien?

ACTIVITATS

12 Les roques ígnies

Les roques ígnies o magmàtiques són les que s’originen pel refreda-ment (consolidació) d’una massa de roca fosa.La velocitat a què es produeix el refredament de la roca fosa determinala textura que tindrà la roca, és a dir, l’aspecte i la mida dels mineralsque la formen. Hi ha dos tipus de roques ígnies:• Plutòniques. Procedents del refredament lent del magma dins l’es-

corça. Presenten una textura cristal·lina. Els minerals formen cris-talls apreciables a ull nu.

• Volcàniques. Produïdes pel refredament ràpid de la lava a la super-fície terrestre, o sota de l’aigua. La majoria presenten textura micro-cristal·lina o vítria. Els minerals formen cristalls microscòpics, ono formen cristalls, sinó un vidre d’aspecte uniforme.

Les roques ígnies, en especial el granit i el basalt, són àmpliament uti-litzades com a material de construcció i pavimentació ja que són moltresistents i bons aïllants tèrmics.

Principals roques ígnies

Granit Gabre Sienita Pegmatita

Textura cristal·lina amb cristalls petits de quars, feldspat i mica. Color variableen funció de la quantitat relativa de mica.

Textura cristal·lina amb cristalls de mida mitjana de feldspat (més plagiòclasique ortosa) i altres mineralsfoscos. Color verd fosc.

Textura cristal·lina amb cristalls petits de feldspat (especialment ortosa) i mica. No conté quars. Color rosat.

Textura cristal·lina. Hi coexisteixen cristalls gransamb cristalls molt petits. Composició semblant a la del granit. Color variable,però generalment clar.

Basalt Pumicita (pedra tosca) Obsidiana Escòria volcànica

Textura microcristal·lina amb cristalls microscòpics de plagiòclasi i altres minerals foscos. Densitat elevada. Color negre o gris fosc.

Textura vítria. Presenta granquantitat d’espais buits pels gasos alliberatsen el refredament. Aspectemolt esponjós i lleuger (flotaa l’aigua). Colors variats,sovint clars.

Textura vítria. Formada perquars, ortosa i mica. Aspectede vidre. Pot donar vores tallants si es trenca. Molt dura,ratlla el vidre. Color negre brillant.

Textura semblant a la del basalt, però presenta gran quantitat d’espais buitsper l’expulsió dels gasos en el refredament. Aspecte aspre i molt irregular. Colors variats, sovint foscos.

Ro

qu

es p

lutò

niq

ues

Ro

qu

es v

olc

àniq

ues

833921 _ 0140-0163.qxd 1/2/08 15:50 Página 156

157

29. Si una argila està sotmesa a un metamorfisme suau al principi i cada vegada mésintens després, quines tresroques diferents pot originar?

30. La quarsita i el marbre tenen de vegades un aspecte moltsemblant. Quina és la maneramés senzilla de diferenciartotes dues roques sensedubtar?

ACTIVITATS

Processos metamòrfics i principals roques metamòrfiques

Pissarra Esquist Gneis Quarsita Marbre

Color variat, sovint negre. Es trenca fàcilment en làmines. Pot contenir fòssils.

Presenta una laminaciómolt clara. S’aprecia gran abundància de mica blanca que brilla.

Presenta bandes fosquesi clares deformades i ondulades. Es veuencristalls grans de feldspat.

Colors variats, normalment clars o vermellosos. Roca extraordinàriamentdura.

Colors variats, sovint clars amb vetes d’un altre color. Reacciona amb bombolleig en afegir-hi un àcid.

Ro

ca o

rig

inal

i p

rocé

s m

etam

òrf

icR

oca

met

amò

rfic

a re

sult

ant

Argila

Augment suau de pressió

i temperatura.

Argila o pissarra

Augment intensde pressió

i temperatura, es formen

minerals nous (mica, feldspat

i d’altres).

Argila, pissarrao esquist

Augment molt intens de pressió

i temperatura. Es formen grans

cristalls de feldspat.

Gres molt ric en quars

Augment intensde pressió

i temperatura. Els grans de quarsse solden entre si.

Calcària

Augment intensde pressió

i temperatura. Els cristalls de calcita

augmenten de mida i se solden

entre si.

13 Les roques metamòrfiques

Si observem un tros de pissarra al microscopi, podrem comprovar queaquesta roca procedeix de la compactació d’una argila; en alguns exem-plars fins i tot hi podem trobar fòssils de fulles o d’animals. Com estransforma una argila tova en una roca tan dura com la pissarra?

En algunes zones de l’interior de l’escorça terrestre les roques estan sot-meses a altes temperatures i pressions, encara que no arriben a fon-dre’s. Els minerals experimenten canvis en la composició o en la tex-tura, i la roca adquireix un aspecte molt més compacte.

Les roques resultants del metamorfisme s’anomenen roques metamòr-fiques. Qualsevol roca, ja sigui sedimentària, ígnia o metamòrfica, potser sotmesa a altes pressions i temperatures i originar una roca metamòrficanova. La pissarra és una roca metamòrfica que prové de l’argila.

La majoria de les roques metamòrfiques tenen moltes aplicacions. Perexemple, les pissarres tenen força usos en la construcció, i els marbress’utilitzen sobretot amb finalitats ornamentals.

El metamorfisme és el conjunt de canvis que experimenta una rocaen ser sotmesa a altes temperatures i pressions a l’interiorde l’escorça terrestre, sense canviar d’estat sòlid.

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 157

158

31. Localitza en un atles el mar de Màrmara i el mar Negre. Com es diu l’estret que els comunica, i el que els comunica amb el Mediterrani? El mar Negre també ha estat en el passat aïllat del Mediterrani, però no va arribar a quedar-se sec, ja que rep l’aigua d’un dels rius més importants d’Europa. Quin?

ACTIVITATS

La història del Mediterrani

El mar Mediterrani és una conca molt tancada, amb una única connexió amb l’oceà Atlàntic: l’estretde Gibraltar. A més, és una zona geològicament molt activa, ja que l’escorça està molt fracturada, fet que origina terratrèmols freqüents i permet que el continent europeu i l’africà tinguin movimentsindependents. Tot i que tots dos tendeixen a moure’scap a l’est, no tenen unes trajectòries paral·leles.

L’estret de Gibraltar mateix és una zona de granactivitat geològica. Hi passa una enorme fractura queve des del centre de l’oceà Atlàntic i independitza els moviments de l’Àfrica i Europa.

Els moviments de l’Àfrica i Europa es produeixen des de fa molts milions d’anys i, com a resultat, la comunicació del Mediterrani amb l’Atlàntic hapassat èpoques en què ha estat més restringida i d’altres en què l’estret ha estat més obert.

Però fa sis milions d’anys, un moviment de l’Àfricacap al nord va tancar del tot l’estret de Gibraltar.

Privat de la seva font principal d’alimentació, el Mediterrani es va evaporar del tot al cap de nomésmil anys. On hi havia hagut un extens mar va quedarnomés una interminable extensió salina.

La quantitat de sal dipositada va ser enorme. Encarahi ha més de dos quilòmetres de gruix de salentapissant el fons de la conca mediterrània com a testimoni d’aquell episodi d’aïllament i dessecaciódel mar.

Però els moviments dels continents van continuar i a penes un milió d’anys després, fa cinc milions i mig d’anys, un moviment de l’Àfrica va començar a obrir de nou l’estret de Gibraltar. Les aigües de l’Atlàntic van irrompre a la conca mediterràniacom una cascada gegantina que en uns cent anys va tornar a omplir el mar.

La zona mediterrània és especialment sensible al moviment dels continents que l’envolten. Els terratrèmols de Turquia i Grècia que durant el segle XX s’han cobrat molts milers de vides,l’activitat volcànica a Itàlia, amb l’Etna i l’Strombolirecentment actius, o amb el Vesuvi, que va causar la desaparició de Pompeia l’any 79 de la nostra era,són conseqüències d’aquests moviments quetendeixen a comprimir la conca mediterrània. Escalcula que d’aquí a uns cent milions d’anys el MareNostrum, el Mediterrani, haurà desaparegut del tot, i que el continent africà s’haurà incrustat totalment a Euràsia.

A FONS

Conca mediterrània amb els moviments dels continents i les diferents falles que l’afecten.

Falles

Moviments dels continents

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 158

159

Ciència a l’abastElaboració de taules de dades. Simulació de diferents colades de lava

La lava, com la cera, és més o menys fluïda depenentde la temperatura a què es troba. Per això utilitzemcera per simular colades de lava i observar la viscositat que presenta segons la temperatura.

1. Preparem el pendent sobre el qual fluirà la «lava».Posem una fullola o un cartó resistent sobre unataula i el falquem amb un objecte perquè tingui unpendent d’uns 30º. Convé que el pendent tinguiuna longitud d’uns 60 cm o més. Si volem que no estaqui amb la cera, podem recobrir la superfície amb un paper. A la part més alta del pendent, hi tracem una línia recta utilitzant un regle, i una altra línia al llarg del pendent, en un lateral.

2. Preparem la «lava». En un pot metàl·lic escalfem cera de depilar. Esperem que estigui fosa del tot, introduïm a l’interior un termòmetre de laboratori, i la continuem escalfant fins que arribi a 80 ºC. És important remoure la cera amb una vareta durant tot l’experiment, perquè la temperatura sigui homogènia.

3. Aboquem les «colades de lava». Posem una petita quantitat de cera fosa en un dels extremsdel pendent. Fluirà fins força avall, ja que trigaràuna mica a refredar-se i deixar de fluir. A continuació esperem que la temperatura de la cera baixi a 70 ºC, i aboquem una segona«colada de lava»; després esperem que la ceraestigui a 60 ºC i aboquem la tercera. Continuemabocant «colades de lava», cada una 10 ºC més freda que l’anterior. Quan arribem a 30 ºC no serà possible abocar la cera, ja que serà massaviscosa i no caurà del pot.

4. Anotem els resultats i els analitzem. Mesuremcada «colada de lava» i elaborem una taularelacionant cada temperatura amb la longitudcorresponent.Si observem la taula on hem abocat la cera,veurem que les línies poden ser els dos eixos per representar gràficament la nostra taula devalors, i que unint els extrems de les colades de lava obtenim una gràfica que relacionaaproximadament la temperatura i la fluïdesa de la «lava».

32. Quina és la variable independent i quina la variable dependent en aquest experiment?

33. Perquè la longitud de les colades de lava correspongui amb la seva temperatura, cal abocar en cada cas la mateixaquantitat de cera. Dissenya la manera d’aconseguir-ho. Explica quin instrumental utilitzaries i com ho faries.

ACTIVITATS

Temperatura (ºC) 80 70 60 50 40

Longitud (cm)

Paper

Cera a 80 ºC

Cera a 70 ºC

Cera a 60 ºC

Temperatura (ºC)

40 50 60 70 80

Fullola

60 cm

30º

Long

itud

de la

«co

lada

»

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 159

160

34. ● Què és el gradient geotèrmic i quin valor té en els primers quilòmetres de l’escorça terrestre?

35. ●● Per què a l’interior de l’escorça terrestre hi pot haver roques sòlides a gairebé mil graus de temperatura, mentre que si estiguessin a aquesta temperatura a l’exteriores fondrien?

36. ●●● El nucli intern està més calent que el nucliextern. Per què llavors el nucli intern està sòlid i l’extern està fos?

37. ●● Què tenen en comú el vulcanisme i els terratrèmols?

38. ●● Com es va formar l’atmosfera terrestre? I la hidrosfera? Quin procés continua aportant gasos a l’atmosfera i aigua a la hidrosfera?

39. ●● Què són els fenòmens hidrotermals? Posa’n algun exemple i explica com s’originen.

40. ● Què és un magma?

41. ● Fes a la llibreta un dibuix esquemàtic de les capes de la Terra i explica com es va formar el nucli.

42. ● On es formen els magmes? Per què tendeixen a pujar? Com ho fan?

43. ● Fes un resum a la llibreta dels productes sòlids,líquids i gasosos que expulsen els volcans.

44. ●●● En algunes zones de l’escorça les roques estanmolt calentes, però es mantenen sòlides. En canvi, si es produeix una disminució de la pressió (per exemple, per una fractura a l’escorça), les roques poden començar a fondre’s i formar un magma. Per què?

45. ● Quina relació hi ha entre la temperatura de la lava i la viscositat que presenta?

46. ●● De què depèn que la lava que expulsa un volcàsigui més fluida o sigui més viscosa? En quin cas és més perillosa l’erupció?

47. ●● En el cas de les roques que es fracturen i provoquen un sisme, quin efecte té la rigidesad’aquestes roques en la perillositat del terratrèmol?

Activitats48. ● Relaciona a la llibreta aquestes dues columnes

amb els tipus d’activitat volcànica i el tipus de volcàque originen.

49. ● Copia a la llibreta el dibuix esquemàtic i afegeix les paraules que falten als requadres.

50. ● Què és la magnitud d’un terratrèmol? En quina escala es mesura la magnitud dels terratrèmols? Quina diferència hi ha entre un grau i el següent de l’escala?

51. ● Explica què són la previsió, la prevenció i la predicció d’un risc. Què són els signes precursors?Posa’n dos exemples.

52. ● Explica què són el magmatisme i el metamorfisme,en què es diferencien aquests dos processos i quins tipus de roques originen.

53. ● Els processos interns i els processos externs sovintprovoquen efectes contraris. Explica de quinsprocessos i quins efectes es tracta.

54. ●● Les illes Hawaii i les illes Canàries tenen una cosaen comú. Què és?

55. ●● Com s’han format les serralades dels Pirineus i de l’Himàlaia?

56. ●● La península d’Escandinàvia ha estat coberta per un gran gruix de glaç fins fa uns 10.000anys. En l’actualitat s’està aixecant per isostàsia. Quina relació hi ha entre aquests dosfets?

• Dom

• Volcà en escut

• Estratovolcà

Hawaiana •

Estromboliana •

Vulcaniana •

Ones sísmiques

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 160

62. ● Què és la textura d’una roca? Quin nom reben i en què es diferencien les textures d’una rocaplutònica i d’una roca volcànica?

63. ●● Copia l’esquema del cicle de les roques icompleta’l.

57. ● Què són els moviments isostàtics? I la subsidència?

58. ●● Explica les diferències entre els parells de conceptes següents:a) Falla i plec.b) Pla de falla i pla axial d’un plec.c) Falla normal i falla inversa.d) Anticlinal i sinclinal.e) Salt de falla i cabussament de falla.

59. ●● Dibuixa una falla transformant i assenyala les principals parts que s’hi poden reconèixer.

60. ●●● Dibuixa i compara un plec simètric i un plecasimètric.

61. ● Quines són les condicions que determinen que les roques aparentment rígides presentin una granplasticitat?

La perillositat dels volcans

La fluïdesa de la lava depèn directament de la temperatura a què es troba: com més alta és la temperatura, més líquida està i a més velocitatflueixen les colades.

Si el magma està relativament fred, per sota dels 700 ºC, és extremament viscós. Els gasos queintenten escapar-se fragmenten el magma i produeixenesquitxades, i de vegades fortes explosions.

El cas extrem es produeix quan el magma és extrudit per la xemeneia volcànica en estat gairebé sòlid, a una temperatura pròxima als 600 ºC. Els gasos no espoden escapar i queden acumulats a l’interior d’aquestaroca incandescent; però si es produeix una fractura en la massa magmàtica que ja ha sortit a l’exterior, els gasos són expulsats instantàniament amb unaexplosió fortíssima que polvoritza la roca i provoca unnúvol de gas incandescent, fum i cendres volcàniques,que rep el nom de «núvol roent» i és molt destructiu.

Així, paradoxalment, com més fred està el magma, mésperillosa és l’activitat volcànica que produeix.

64. ●● Imagina’t dues cassoles, una amb aigua i una altra amb un puré espès, totes dues bullint.Quina esquitxa més en perdre les bombolles de vapor? Quin magma s’assembla més a l’aiguabullint: un de molt calent o un de més fred? I quin s’assembla més al puré?

65. ●● En els dibuixos de sobre, identifica en quin dels tres casos d’activitat volcànica la temperaturadel magma és més alta, en quin és intermèdia i en quin és més baixa.

66. ●●● L’últim paràgraf del text expressa una relacióinversa entre la temperatura del magma i la perillositat de l’erupció. Com és la relació entrela temperatura del magma i la fluïdesa de la lava:inversa o directa?

67. ● Uneix amb fletxes aquests textos de manera que cadascun sigui la causa del següent.

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

Temperatura del magmapròxima als 600 ºC.

S’origina un núvolroent.

Els gasos no es poden escapar amb facilitat.

El magma és extrudit com una roca pràcticament sòlida.

Si la roca es fractura,els gasos s’escapen

violentament.

Es produeix una explosió fortíssima.

Magma molt viscós

A B C

161

Dis

greg

ació

Disgregació

SEDIMENTS

MAGMAROCA SEDIMENTÀRIA

ROCA METAMÒRFICA

ROCA ÍGNIA

Metamorfisme

Fusió

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 161

Manifestacions

• Vulcanisme: sortida a la superfície de les roques foses formantcolades de lava.

• Terratrèmols: sacsejades brusques de l’escorça terrestre.

• Isostàsia: moviments lents verticals, d’enfonsament o aixecamentde l’escorça.

• Deriva continental: moviments lents horitzontals dels continents i els oceans, la posició dels quals va canviant.

• Deformacions: plecs i falles.

La calor interna també ha originat altres efectes:

• L’atmosfera i la hidrosfera. Els volcans expulsen diòxid de carboni i vapor d’aigua entre altres gasos.

• El camp magnètic que es produeix al nucli extern.

• Les roques calentes, que es poden utilitzar com a recurs per obtenir energia elèctrica.

• Els fenòmens hidrotermals, com els guèisers i les fonts termals.

162

ResumEstà produïda per la calor interna del planeta, que, al seu torn, es va produir per:

• Impacte de meteorits.

• Caiguda dels materials densos a l’interior i formació del nucli.

• Desintegració d’elements radioactius.

LA

DIN

ÀM

ICA

INT

ER

NA

DE

L P

LA

NE

TA

68. Completa a la llibreta el requadre de les manifestacions de l’activitat interna, amb un esquema explicatiu del que són l’hipocentre, l’epicentre i les ones superficials d’un terratrèmol.

69. Completa el resum amb els processos de formació de les muntanyes.

70. Explica a la llibreta, amb un exemple, què és un sistema d’alerta primerenca.

71. Explica quina relació hi ha entre els processos geològics externs i els interns.

ACTIVITATS

Riscos

Quan l’ésser humà ocupa zones d’activitat volcànica o sísmica.

Quan els volcans i els sismes produeixen fenòmens secundaris, com els tsunamis, que causen danys en zones allunyades.

L’ésser humà tracta d’evitar les catàstrofes per mitjà de:

• Previsió: estudi del terreny i elaboració de mapes de risc.

• Prevenció: aplicació de mesures per evitar o minimitzarels danys.

• Predicció: esbrinar el moment i el lloc en què es materialitzarà el risc. Es fa per mitjà de sistemes d’alerta primerenca.

Roques

• Ígnies. Són les formades per la consolidació d’un magma. Podenser: plutòniques, si es consoliden lentament a l’interior de l’escorça, com ara el granit, i volcàniques, si es consolidenràpidament a la superfície terrestre, com ara el basalt.

• Metamòrfiques. S’originen quan les roques són sotmeses a altespressions i temperatures, sense arribar a fondre’s, com ara lapissarra o el marbre.

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 162

EL RACÓ DE LA LECTURA

72. Què va passar el 26 de desembre de 2004?

73. Per què està preocupat el professor Satoru?

74. A què es dedica el professor Satoru?

75. Per què el ministre demana disculpes al professor Satoru?

76. Quina utilitat tindrà per a la humanitat el vaixelld’investigació Chikyu?

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

Llibres:La Tierra. Un viaje por la historia de nuestro planetaGREGOR MARKL. Ed. Ares y MaresDos nois guien el lector en un viatge per la història de la Ter-ra, amb un llenguatge assequible per a totes les edats.

En la xarxa:http://www.xtec.cat/centres/a8019411/volcans/index.htmUna web força interessant sobre el món dels volcans.

NO T’HO PERDIS

163

Viatge a les profunditats

El matí del 26 de desembre de 2004 unacadena de tsunamis arrasava les costesd’una àmplia regió asiàtica. Mentrestant, al’illa japonesa de Hokkaido el prestigiósprofessor Satoru lamentava tremendamentaquesta fatídica tragèdia.

Aquí el professorSatoru, qui truca? Sóc l’assistent del

ministre de Ciència iTecnologia.Acabo de veure a les

notícies el terribletsunami. M’imagino queem truca per això. Sí, hem convocat una

reunió urgent; d’aquí a 15 minuts us passaran a buscar.Mmmm, és molt poc

temps, he de recollirels papers… però farétot el que pugui perquèés una qüestió de vitalimportància.

...Ens hem reunit per traçar un programa d’acció,cal evitar que això torni a passar. Potser és una

mica tard, oi?Col·laborarem amb vostès.

Sí, professor, teniu raó i us prego que em disculpeu.

Us oferim tot el nostresuport.

Gràcies a tots.Professor, quin pla teniu?

Ha estat una bona ideaincloure un heliport alvaixell, professor, perquènecessitarem una via ràpida de transport.

En efecte. És laprimera vegadaen la històriaque s’intentaràfer una cosasemblant.

Un projecte arriscat, però prometedor. Per fi podrem controlarqualsevol indici de moviments sísmics. Aquí hi haurem d’instal·lar un escut per protegir l’estructura. Amb això, el

vaixell ja pesaràunes 57.000tones.

No us preocupeu,professor, elvaixell podrà

aguantar-ho.

Un cop iniciem la perforació de l’escorçaterrestre,instal·laremsensors i controlareml’activitat sísmica.

Professor Satoru,voleu fer els honors,sisplau? Al cap i a la fi, és el vostre vaixell.

Gràcies, senyor ministre.L’hem anomenat Chikyu, és a dir, ‘planeta Terra’...Potser algun dia la humanitatpodrà dormir tranquil·lasense haver de témer ser despertada per un terratrèmol.

Tres anys més tard, al port de Fukuoka.

833921 _ 0140-0163.qxd 25/1/08 16:51 Página 163

El moviment i les forces

En aquesta unitat...

• Interpretaràs els diferents tipus de moviments.

• Coneixeràs la diferència entre velocitat i acceleració.

• Elaboraràs gràfiques per representar el moviment.

• Entendràs el concepte de força.

• Reconeixeràs les forces com a causa del moviment i la deformació dels cossos.

• Aprendràs a representar les forcesmitjançant vectors.

• Identificaràs el pes com una força.

• Coneixeràs el concepte de pressió.

• Simularàs un moviment rectiliniuniforme.

PLA DE TREBALL

Albert Einstein.

9833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 164

1. Com s’anomena el camí que segueix un cos quan esmou?

2. Quants tipus de moviments coneixes?

3. Com pots saber si en una situació determinada hi estàactuant una força?

4. Quins tipus de forces coneixes? Posa un exemple de cada tipus.

5. Què recordes de la força de fregament? Què en saps,de la gravetat?

RECORDA I RESPON

Busca la respostaQuina diferència hi ha entre massa i pes?

Albert Einstein (1879-1955) està considerat un delspersonatges més rellevants del segle XX. Els seusdescobriments científics van revolucionar la físicade tal manera que les troballes que va fer van can-viar la concepció clàssica de l’espai i el temps.

Malgrat els seus descobriments, ell no es creia unsuperdotat amb talents especials. Atribuïa el seu èxital fet de ser «apassionadament curiós, res més».Creia més en la seva imaginació i en la inquietudcientífica constant que en la seva intel·ligència con-vencional. Ell mateix deia: «la cosa més bonica quepodem experimentar és el misteri», i afegia «és l’e-moció fonamental que suporta el bressol del veri-table art i la veritable ciència».

El 1905 va publicar la «teoria de la relativitat es-pacial» en la qual va presentar la famosa fórmula:

E � m � c2

en què relacionava la massa (m), l’energia (E) i la ve-locitat de la llum (c).

Uns quants anys més tard, el 1915, va presentar unaaltra teoria, la «teoria general de la relativitat», enla qual va reformular el concepte de gravetat. L’ any1921 va rebre el premi Nobel de física per l’expli-cació de l’efecte fotoelèctric i les nombroses contri-bucions que havia fet a la física teòrica.

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 165

166

El moviment

Al nostre voltant hi ha moltes coses que estan en moviment: els ocellsque volen, els cotxes que circulen per la carretera, fins i tot la Terra estàen moviment.

Posició

La posició d’un cos és el lloc on es troba. Per determinar la posició d’unobjecte necessitem fer-ho respecte d’un sistema de referència fix queconsiderem immòbil.

Quan un objecte no canvia de posició respecte del sistema de referèn-cia, diem que està en repòs. Si la posició canvia al llarg del temps, diemque està en moviment i l’anomenem mòbil.

L’estat de moviment o de repòs d’un cos depèn, per tant, del sistemade referència que es considera. Per això es diu que el moviment és re-latiu.

Així doncs, un cos pot estar en moviment respecte d’un sistema de re-ferència i, en canvi, pot estar en repòs respecte d’un altre punt de referència.Per exemple, en un autobús, els passatgers estan en repòs respecte delconductor, però si prenem com a referència la gent que s’espera a la parada, direm que els passatgers s’estan movent respecte de la parada.

Trajectòria i desplaçament

La trajectòria és el camí recorregut pel mòbil, i correspon a la líniaresultant de la unió de les diferents posicions ocupades pel mòbil alllarg del temps. La longitud de la línia que marca la trajectòria és l’es-pai recorregut (x).

En el sistema internacional d’unitats (SI) l’espai recorregut (x) es mesuraen metres (m).

La trajectòria pot ser una línia recta quan, per exemple, deixem cau-re un objecte a terra, o una línia corba; és el cas, per exemple, de la pi-lota de bàsquet quan la llancem a cistella.

El desplaçament és la distància que separa els punts final i inicial d’unmoviment.

El desplaçament no sempre és igual a l’espai recorregut. Només en elcas d’una trajectòria recta coincideixen l’espai recorregut i el desplaça-ment.

Un cos es mou quan la seva posició canvia respecte d’un sistema de referència, que considerem immòbil.

1

En aquest cas, els eixos de coordenadesformen el sistema de referència per determinar les diferents posicions, la trajectòria i el desplaçament del mòbil.

Els passatgers del tren s’estan moventrespecte de les persones de l’andana.

(1,2)

Despla

çam

ent

(5,7)

0 1 2 3 4 5 6 7X

(cm)

Y(cm)7

6

5

4

3

2

1

0

Trajectòria

1. Busca en els conceptes clau el significat de desplaçament.

2. Explica què vol dir: el moviment és relatiu.

ACTIVITATS

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 166

167

La velocitat que marca el velocímetre d’un cotxe correspon a la velocitatinstantània. Quan augmenta la velocitat,l’acceleració és positiva. Quan frena, la velocitat disminueix i l’acceleració és negativa.

3. Expressa les velocitats en km/h.• Velocitat del so a l’aire:

340 m/s.• Velocitat de la llum a l’aire:

300.000.000 m/s.• Velocitat de la Terra

en el moviment al voltant del Sol: 30.000 m/s.

• Velocitat de la Lluna en el moviment al voltant de la Terra: 997 m/s.

4. Expressa les velocitats en m/s.• Un cotxe circula

per una carretera a 80 km/h. En un tram de revolts redueix la velocitat a 45 km/h. Després,en un tram recte, l’avança una moto a 70 km/h.

5. L’acceleració pot ser positiva o negativa. Quan serà negatival’acceleració?

ACTIVITATS

Velocitat

Un mòbil es pot desplaçar amb més o menys rapidesa, segons el tempsque tardi a fer el moviment. Si considerem el temps invertit en un mo-viment, podem estudiar-ne la velocitat. En els moviments, la velocitatno sol ser constant, per la qual cosa podem distingir-ne dos tipus:

• Velocitat instantània (vi). És la que té un mòbil en un moment de-terminat.

• Velocitat mitjana (vm). És la relació que hi ha entre l’espai recorre-gut per un mòbil i el temps que ha tardat a recórrer-lo. Es calcula di-vidint la longitud de la trajectòria, és a dir, l’espai recorregut (x) en-tre el temps (t).

vm �

En el sistema internacional es mesura en metres per segon (m/s).

Unitats de la velocitat

En el sistema internacional, la velocitat s’expressa en metres per segon(m/s). Una altra unitat que s’utilitza molt en la vida quotidiana és elquilòmetre per hora (km/h). Per passar d’una unitat a l’altra es fan ser-vir els factors de conversió. Fixa’t en els exemples següents:

60 � � � 216

36 � � � 10

Acceleració

Quan la velocitat d’un mòbil canvia, es diu que té acceleració.

L’ acceleració (a) es calcula dividint la diferència de la velocitat final (vf)i la inicial (vi), entre el temps (t) emprat en aquest canvi. En el sistemainternacional es mesura en m/s2.

a �vf � vi

t

ms

1 h3.600 s

1.000 m1 km

kmh

kmh

3.600 s1 h

1 km1.000 m

ms

xt

De Berga a Móra d’Ebre hi ha 231 km. Un autobús tarda4 hores a recórrer la distància que separa les duespoblacions.

a) Calcula la velocitat mitjana de l’autobús.

vm � � � 57,75 km/h231 km

4 h

xt

b) L’autobús està aturat i arrenca sobtadament, assolint una velocitat de 20 m/s en 10 segons.Calcula’n l’acceleració.

a � a � � 2 m/s220 m/s � 0 m/s

10 svf �vi

t

1. EXERCICI RESOLT

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 167

168

Tipus de moviments

Segons la trajectòria, els moviments es classifiquen en:

• Rectilinis, si la trajectòria és recta.

• Curvilinis, si la trajectòria és corba. Quan és una circumferència ouna part d’aquesta, s’anomenen circulars.

Segons la velocitat, els moviments poden ser:

• Uniformes, si la velocitat és constant. No tenen acceleració.

• Variats, si la velocitat canvia; és a dir, si tenen acceleració.

2

Moviment rectilini. En un moviment rectilini, la trajectòria seguida pel mòbil és una línia recta. Un exemplede moviment rectilini és la caiguda d’una pedra.

Moviment curvilini. En aquest moviment, la trajectòria no ésuna recta. Un tipus de moviment curvilini és el movimentcircular, en què la trajectòria descrita és una circumferència.

Moviment a velocitat constant. En molts moviments el mòbil esmou a una velocitat constant. Per exemple, el so es mou per l’aire a una velocitat constant de 340 m/s.

Moviment a velocitat variable. En uns altres moviments la velocitat del mòbil canvia a mesura que transcorre el temps.Així, la velocitat d’un objecte que cau augmenta fins que xocaamb el terra.

Tipus de moviments

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 168

169

Moviment rectilini uniforme

Un ascensor, una cinta transportadora o una escala mecànica, mentreestan en moviment, tenen aquest tipus de moviment.

En ser rectilini i mantenir la velocitat constant, es compleix que:

En el moviment rectilini uniforme l’espai recorregut és directament proporcional a la velocitat i el temps.

x � v � t

Moviment rectilini uniformement variat

Un objecte que cau lliurement té una trajectòria rectilínia i la seva ve-locitat augmenta de manera regular i constant.

Si representem la velocitat en funció del temps, obtenim una gràfica li-neal amb un pendent que depèn del valor de l’acceleració.

v � a � t

El moviment rectilini uniformement variat (MRUV) és el que descriu un mòbil que segueix una trajectòria rectilínia i que varia la velocitat de forma regular i constant.

El moviment rectilini uniforme (MRU) és el que descriu un mòbilque segueix una trajectòria rectilínia i manté la velocitatconstant.

6. Un vehicle circula a una velocitatconstant de 80 km/h. Calculal’espai que ha recorregut en 20 segons.

7. Un atleta és capaç de córrer a una velocitat constant de 5 m/s.Calcula el temps que tardarà a recórrer 3 km.

ACTIVITATS

30

20

10

0

x(m)

0 1 2 3 t (s)

30

20

10

0

v(m/s)

Gràfica espai-temps Gràfica velocitat-temps

Velocitat i risc d’accident

Com més ràpid es mou un objecte,més energia té. Això vol dir que, en un xoc, com mésràpid vagi l’objecte esmentat, mésefectes greus patirà a causa de l’impacte. En el cas de lacirculació d’automòbils, la velocitatalta té dues conseqüències greus:

• D’una banda, augmenta el risc depatir un accident. A més velocitat,l’adherència del cotxe al sòl éspitjor, l’estabilitat disminueix, ésmés difícil reaccionar davant elsimprevistos de la circulació, etc.

• D’una altra, un accident que es técirculant a una velocitat altacomporta generalmentconseqüències pitjors per a la salut dels passatgers o dels vianants.

A FONS

• L’espai recorregut augmenta demanera constant i regular, demanera que si representem grà-ficament l’espai en funció deltemps, obtindrem una líniarecta que tindrà un pendentmés gran com més gran siguila velocitat.

• La velocitat es manté constantmentre dura el moviment. Enrepresentar la velocitat en fun-ció del temps, obtenim una lí-nia recta horitzontal.

0 1 2 3 t (s)

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 169

170

Les forces

En la nostra vida quotidiana fem forces contínuament. Quan empe-nyem una porta, quan inflem un globus, quan premem un timbre, quanobrim un pany amb una clau o quan aixequem un objecte, estem exer-cint una força.

En una escala més àmplia les forces també són importants. Per exem-ple, la Terra gira al voltant del Sol perquè aquest exerceix una forçasobre el nostre planeta (i també sobre els altres astres del sistema so-lar).

Quan diem que una força pot modificar l’estat de repòs o de movimentd’un cos, volem dir que pot aturar un cos que es mou o bé pot moureun cos que estava en repòs, que pot accelerar un cos que ja estava enmoviment o desviar-lo de la seva trajectòria, etc.

Tipus de forces

En exercir una força, es produeix una interacció entre dos cossos. Segons la manera en què tingui lloc la interacció, hi ha dos tipus de forces:

• Forces a distància. Els cossos que interaccionen no es toquen. L’a-tracció i la repulsió magnètiques són forces a distància.

• Forces de contacte. Hi ha contacte directe entre els cossos que in-teraccionen. Estirar una molla, aixecar un got o xutar una pilota sónforces de contacte.

La força de fregament

Un cas particular de forces de contacte és la força de fregament, queté les característiques següents:

• Sempre s’oposa al moviment. És a dir, si un objecte es mou sobreuna superfície d’esquerra a dreta, la força de fregament va de dreta aesquerra.

• Augmenta amb la velocitat. Com més de pressa es mou un objec-te més intensa és la força de fregament. La força de fregament ambel fluid que l’envolta, generalment l’aire, és el principal obstacle pertal que un vehicle assoleixi una velocitat elevada.

• Depèn de la superfície de contacte. En una superfície rugosa laforça de fregament és més gran que en una superfície llisa. Així, enel glaç hi ha menys fregament que en la sorra.

Sense la força de fregament costaria molt fer una vida normal. Per exem-ple, no podríem caminar perquè relliscaríem sobre qualsevol superfí-cie, hauríem de subjectar i fixar al terra els mobles de casa, i malgratque les rodes giressin, els cotxes no avançarien.

Una força és la causa capaç de modificar l’estat de repòs o de moviment d’un cos, o de deformar-lo.

3

8. La força de fregament fa que un mòbil s’aturi. Com és l’acceleració que causa,positiva o negativa?

9. En les situacions següents,indica si les forces existents són forces de contacte o forces a distància.• Un martell copejant un clau.• Una atleta llançant una javelina.• Un arc llançant una fletxa.• Una persona subjectant

una maleta.• Una bola tombant unes bitlles.• Uns claus que es mouen

quan són atrets per un imant.

10. La força de la gravetat, correspon a una interacció a distància o per contacte?

11. És correcte dir que un cos pesa10 kg?

ACTIVITATS

Si exercim una força sobre un cos, podem variar-ne l’estat de repòs o de moviment (A), o provocar-hi una deformació (B).

A

B

833921 _ 0164-0183.qxd 1/2/08 15:59 Página 170

171

Forces i acceleració

Les forces poden augmentar o disminuir la velocitat d’un mòbil. Si no s’e-xerceix cap força sobre un cos, hi ha dues possibilitats:

• Si el cos es trobava en repòs, continuarà en repòs.• Si el cos es movia, es continuarà movent amb un moviment rectilini

a velocitat constant (MRU).

Quan s’exerceix una força sobre un objecte en repòs i aquest es posa enmoviment, se’n modifica la velocitat, és a dir, es provoca una acceleració.Passa el mateix si l’objecte estava en moviment i la força s’exerceix en lamateixa direcció del moviment.

L’acceleració pot ser positiva, si augmenta la velocitat del mòbil, o nega-tiva, si la força fa reduir la velocitat, o fins i tot aturar el mòbil.

La relació entre la força aplicada (F) i l’acceleració (a) causada depèn dela massa (m) del cos, i s’expressa mitjançant la fórmula:

F � m � a

En el sistema internacional, la unitat de força és el newton (N).

1 N � 1 kg � 1 m/s2

Moviments de trajectòria circular

Pot succeir que exercim una força sobre un cos i que el valor de la velo-citat no variï. En aquests casos la força exercida només modifica la di-recció del moviment. És el cas dels moviments de trajectòria circular avelocitat constant.

Un exemple consisteix a fer girar una pedra lligada amb una corda. Lacorda exerceix una força cap al centre de la trajectòria circular sobre la pe-dra que impedeix que aquesta s’allunyi. En aplicar una força, la direcciódel moviment de la pedra canvia, tot i que la velocitat es manté constant.

Forces i deformacions

De vegades les forces no provoquen un moviment sinó una deformació.Per exemple, si apliquem una força sobre un tros de plastilina, la defor-mem. Les deformacions poden ser de dos tipus:

• Deformacions plàstiques. Són permanents, és a dir, es mantenen en-cara que ja no s’exerceixi la força deformant. L’exemple característic ésel de la plastilina.

• Deformacions elàstiques. No són permanents, ja que la deformaciódesapareix quan es deixa d’exercir la força deformant. Per exemple,si estirem una molla es deforma i s’allarga, però quan la deixem anar,torna a la seva forma i longitud inicial.

El fet que un cos presenti un comportament elàstic o plàstic respecte del’acció d’una força depèn del material que constitueix el cos i també dela força que s’hi hagi aplicat. Aixi, l’estirament elàstic de la molla té un lí-mit. Si se supera aquest límit la molla ja no recupera la forma inicial.

La major part dels objectes també tenen un límit per a les deformacionsplàstiques. Si la força deformant supera aquest límit, l’objecte es trenca.

12. Quina força hem d’exercir sobre un objecte de 10 kg, si volem aconseguir una acceleració de 5 m/s2?

13. Calcula la força que cal exercirsobre un objecte de 500 g de massa per tal que assoleixi una acceleració de 6 m/s2.

ACTIVITATS

La força modifica l’estat de repòs de la pilota.

La força modifica la direcció del moviment.

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 171

172

Representació de les forces

Per identificar una força no n’hi ha prou de donar-ne un valor numèricde la intensitat, ja que hi ha altres paràmetres, com ara la direcció i elsentit, que són tan importants com la intensitat.

Les forces són magnituds vectorials, i es representen per mitjà de flet-xes, anomenades vectors, en les quals es distingeixen quatre elements:el mòdul, la direcció, el sentit i el punt d’aplicació.

• El mòdul o intensitat d’una força indica el valor numèric de la força.És la magnitud a la qual fem referència quan diem, per exemple,que una força val 20 N. Per exemple, quan dos cavalls estiren un car-ro exerceixen una força de més intensitat que quan l’empeny un solcavall.

• La direcció d’un força indica la línia imaginària en la qual s’exerceixla força. Per exemple, quan una grua aixeca un pes, el cable de la gruaexerceix una força en direcció vertical.

• El sentit és cadascuna de les dues orientacions possibles que hi ha enuna mateixa direcció. Una força exercida en direcció vertical pot seraplicada cap amunt o cap avall, és a dir, es pot exercir en dos sentitsoposats.

• El punt d’aplicació és el punt sobre el qual s’exerceix la força. Lesforces produeixen diferents efectes segons el punt d’aplicació, per exem-ple, quan empenyem una porta molt a prop de la frontissa, costa mésesforç moure-la que quan l’empenyem des de la maneta.

Composició de forces. La força resultant

Molt poques vegades hi ha una única força que actuï sobre un cos. Al con-trari, en general hi sol haver dues o més forces que hi actuen simultània-ment.

Per exemple, sobre un cotxe que es mou s’hi exerceixen diverses forces:

• D’una banda, la força del motor que impulsa el cotxe cap endavant.• D’una altra, la força de fregament amb l’aire, que s’oposa al moviment.• A més, hi ha la força de fregament amb el terra, que també s’oposa

al moviment.

Així doncs, quan hi ha diverses forces que actuen al mateix temps sobreun cos, es representen amb una sola força que produeix en el cos els ma-teixos efectes que el conjunt de totes les forces que hi actuen. Aquestaforça rep el nom de força resultant.

4

MòdulDirecció

Puntd’aplicació

La direcció de la força que exerceix la grua és vertical. El sentit, cap amunt. El puntd’aplicació està situat a la part superior de la càrrega que porta la grua.

Sobre un vehicle que circula hi actuen altresforces, a més de la força que l’impulsa.

Sentit

14. Dibuixa dues forces que tinguinla mateixa intensitat, la mateixadirecció, el mateix sentit idiferents punts d’aplicació.

ACTIVITATS

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 172

Forces amb la mateixa direcció i sentit

Si alguna vegada heu arrossegat un objecte pesantentre dues persones, en aquest cas, l’altra personai tu heu unit el vostre esforç.

El punt d’aplicació, la direcció i el sentit de la forçaresultant són els mateixos que els de les dues forces que hi actuen. Per tant, la intensitat de la força resultant és la suma de les intensitatsde les dues forces que hi actuen.

Forces amb la mateixa direcció i sentits oposats

És el cas que dues persones estirin un objecte si-multàniament en sentits contraris.

La força resultant té el mateix punt d’aplicació i la mateixa direcció que les dues forces que hi actuen, i el sentit és el de la més gran de les forcesque s’apliquen. La intensitat de la força resultant és la resta de les intensitats de les dues forcesque hi actuen.

173

Forces concurrents

Quan dues o més forces tenen el mateix punt d’aplicació, diem que sónforces concurrents. Segons la direcció i el sentit, la força neta resultantque actua sobre un cos es calcula de manera diferent.

• Forces amb la mateixa direcció. Poden tenir el mateix sentit o sen-tits oposats.

• Forces amb direccions diferents. Hi ha casos en què s’apliquen duesforces sobre el mateix objecte però amb direccions diferents. En aquestcas la composició de les forces és més complicada. La força resultant téel mateix punt d’aplicació que les dues forces que hi actuen. Per calcu-lar la intensitat, la direcció i el sentit cal dibuixar un paral·lelogram (traçantdes de l’extrem de cadascuna de les forces que hi actuen una recta pa-ral·lela a l’altra força) i traçar la diagonal des del punt d’aplicació.

En el cas que les forces tinguin direccions perpendiculars la inten-sitat de la força resultant es calcula aplicant el teorema de Pitàgores.

Forces en equilibri

Hi ha molts objectes al nostre voltant que no es mouen, com és el cas d’unllibre posat damunt d’una taula o la taula sobre el terra. Sobre aquests objectes actuen diverses forces i, en canvi no es mouen. La composició de totes les forces quehi actuen dóna com aresultat una intensitat de 0 N.

Quan la intensitat de laforça resultant és nul·ladiem que un cos estàen equilibri.

FR � 5 � 15 � 20 N

F1 � 5 N

F2 � 15 N

FR � 15 � 5 � 10 N

F1 � 5 N

F2 � 15 N

Si les forces són perpendiculars, el quadratde la intensitat de la resultant és igual a la suma dels quadrats de les intensitats de les forces de partida.

Sobre la làmpada penjada hi actuen duesforces: la Terra exerceix una força cap avall i el cable estira la làmpada cap amunt. Comque les dues forces tenen la mateixaintensitat i s’apliquen en sentits oposats, la làmpada no es mou, està en equilibri.

F 1�

3 N

F R�

5 N

F2 � 4 N

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 173

174

La força de la gravetat

Quan subjectem un objecte a una certa altura i el deixem anar, cau a ter-ra. Aquesta caiguda és deguda a una força que exerceix el nostre pla-neta sobre tots els objectes situats a prop de la superfície terrestre: laforça de la gravetat.

La força de la gravetat presenta les característiques següents:

• És una força universal. Afecta tots els cossos que hi ha a l’Univers.• És una força a distància. Per tal de posar-la de manifest no cal que hi

hagi contacte entre els cossos; de fet, si els cossos estan en contacte esfa més difícil evidenciar aquesta força.

• És una força atractiva. Un cos sempre atrau els altres cossos pel solfet de tenir una massa determinada.

• La intensitat de la força depèn de la massa del cossos. Com més granés la massa d’un cos, més intensa és la força que exerceix sobre els al-tres cossos.

• La intensitat de la força depèn de la distància que hi ha entre els cos-sos. Com més allunyats estan dos cossos, més petita és la força degravetat que hi ha entre ells.

També cal indicar que la força de la gravetat és una força recíproca, ésa dir, si un cos A exerceix una atracció gravitatòria sobre un cos B, elcos B fa el mateix sobre l’A. Així doncs, podem afirmar que la força ambquè la Terra atrau el nostre cos és igual a la força amb què el nostre cosatrau la Terra.Tots els cossos, pel fet de tenir massa, exerceixen una atracció gravi-tatòria. Per tant, la Terra no és l’únic astre on es posa de manifest la forçade la gravetat. Un astronauta a la Lluna també està sotmès a una forçad’atracció. Ara bé, com que la massa de la Lluna és més petita que la dela Terra, la força d’atracció també és més petita, unes sis vegades me-nor que a la Terra.

La força de la gravetat és una força d’atracció entre dos cossos que depèn de la massa dels cossos i de la distànciaa què es troben.

5

Els astres del sistema solar es mantenen en les seves òrbites gràcies a la força de la gravetat de cadascun d’ells i, sobretot, a l’atracció gravitatòria del Sol.

15. En quin cas la força de la gravetat té una intensitatmés gran:a) Sobre un cos A o sobre

un cos B de la mateixa massa, situat al doble de distància de la Terra?

b) Sobre un cos A o sobre un cos B amb el doble de massa, situat a la mateixa distància de la Terra?

ACTIVITATS

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 174

175

Massa i pes

La massa i el pes d’un cos són magnituds diferents.

La massa d’un cos és constant, depèn exclusivament de la quantitatde matèria que té. És molt fàcil mesurar la massa d’un cos, només enscal una balança.En el sistema internacional la massa es mesura sempre en quilograms(kg).El pes és una força, depèn de la massa i de la gravetat i, per tant, potvariar en funció del lloc on es mesura. Per mesurar el pes es fa servir eldinamòmetre.En el sistema internacional el pes es mesura sempre en newtons (N).El pes (P) per tant, és una força exercida a distància, depèn de la mas-sa (m) del cos i causa una acceleració constant, coneguda com a acce-leració de la gravetat (g). El valor de l’acceleració de la gravetat a laTerra és de 9,8 m/s2.

Pes � massa � acceleració de la gravetatP � m � g

En els diferents planetes i satèl·lits del sistema solar l’acceleració gra-vitatòria té valors diferents, perquè depèn de la massa i del radi que tin-guin, ja que per calcular l’acceleració de la gravetat a la superfície d’unastre el valor de la distància que s’utilitza és el radi de l’astre.

La massa és la quantitat de matèria que té un cos.El pes és la força amb què la Terra atrau un cos.

6

Aquesta gràfica correspon a mesures realitzades a la superfície terrestre. Podem comprovar la relació linealentre la massa i el pes.

Quant pesa un astronauta de 80 kg de massa a la Terra? I a la Lluna?(g terrestre � 9,8 m/s2) (g lunar � 1,6 m/s2).

A la Terra: P � m � g P � 80 kg � 9,8 m/s2 P � 784 N

A la Lluna: P � m � g P � 80 kg � 1,6 m/s2 P � 128 N

Cal observar que la massa de l’astronauta no ha variat, sigui a la Terra o a la Lluna; en canvi el pes sí que ha variat.

2. EXERCICI RESOLT

400

300

200

100

Pes (N)

Massa (kg)0

10 20 30 40

El dinamòmetre no és més que una mollaque s’estira més o menys en funció de la força que s’hi exerceix.

16. On deu pesar més 1 kg de taronges, a la Terra o a la Lluna? On deu ser més gran la seva massa?

17. La força de la gravetat correspon a una interacció a distància o per contacte?

18. És correcte dir que un cos pesa10 kg?

19. A partir de la gràfica querelaciona massa i pes a la Terra, construeix-ne una altra però referida a la Lluna (acceleració de lagravetat a la Lluna � 1,6 m/s2).Quina diferència presenta la gràfica que has construïtrespecte de la que has utilitzat de model?

ACTIVITATS

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 175

176

La pressió

Quan una força actua sobre un cos que es pot deformar, el seu efectedepèn de la intensitat de la força i de la superfície sobre la qual actua.

Per exemple, per caminar sobre la neu tova és convenient calçar ra-quetes de neu perquè, en repartir la força en una superfície més gran, elpeu no s’enfonsa.

En altres exemples com ara clavar una xinxeta en un plafó (per la pun-ta) o tallar una llesca de pa amb un ganivet (pel costat més esmolat), esposa de manifest que la relació que hi ha entre la intensitat de la forçaaplicada i la superfície sobre la qual s’aplica és important. A partir del’estudi d’aquests fenòmens podem definir el concepte de pressió.

La pressió que s’exerceix sobre una superfície d’àrea S quan s’hi aplicauna força F és el quocient entre la intensitat de la força i l’àrea de la su-perfície.Matemàticament:

P �

Quan fem una força sobre una superfície gran, l’efecte de la força es re-parteix per la superfície i això fa que la pressió exercida sigui petita.Quan fem una força sobre una superfície petita, l’efecte de la força esconcentra en molt poca superfície, i això fa que la pressió exercida siguigran. Mesurem la pressió de la manera següent:En el sistema internacional la força es mesura en newtons (N) i la su-perfície es mesura en metres quadrats (m2). La pressió es mesura en unaunitat anomenada Pascal (Pa), que relaciona les dues magnituds.

1 Pa �1 N1 m2

FS

La pressió és la força que actua sobre una unitat de superfície.

7

20. Un objecte A que pesa 100 N està recolzat sobre una superfície de 2 m2, i un objecte B que pesa 20 N està recolzat sobre una superfície de 0,4 m2. Quin dels dos objectes exerceix méspressió? Per què?

21. En Marc pesa 500 N i es troba en una estació d’esquí. Les botes que calça tenen una superfície de 0,02 m2 cadascuna. Calcula:• Quina pressió fa en Marc sobre la neu?• Quina pressió farà quan es posi els esquís, sabent que

la superfície de cada esquí és de 0,2 m2?

ACTIVITATS

Una força té més efecte com més petita és lasuperfície sobre la què actua.

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 176

177

La pressió en els líquids

La pressió que exerceix un líquid és causada pel seu pes. Es posa de ma-nifest sobre la base i les parets del recipient que el conté i sobre qual-sevol cos que hi submergim.

La pressió exercida per un líquid depèn de la profunditat i de la den-sitat del líquid. Quan augmenta la profunditat, hi ha molta més massade líquid per sobre. Conseqüentment, hi haurà més pes i això fa quehi hagi més pressió. Per aquest motiu els bussos, quan se submergeixena grans profunditats, han de portar uns vestits especials que puguinaguantar les altes pressions.

Pel que fa a la densitat, com més dens és un líquid, més pressió exer-ceix. Això és perquè hi ha més massa per unitat de volum, per tant pe-sa més. Per exemple, si tenim un recipient ple d’aigua i un altre d’igualvolum ple de mercuri (líquid a temperatura ambient), s’exerceix méspressió en el recipient de mercuri, perquè el mercuri és molt més densque l’aigua.

L’expressió matemàtica per calcular la pressió en un líquid és la següent:

P � d � g � h

En aquesta expressió, i en el sistema internacional, la densitat del líquid(d) es mesura en kg/m3, l’acceleració de la gravetat (g) a la Terra val 9,8 m/s2, la profunditat (h) es mesura en m, i la pressió (P) es mesuraen Pa.

1 Pa � 1 kg/m3 � 1 m/s2 � 1 m

La pressió en els gasos

Un gas està format per un conjunt de partícules que es mouen lliure-ment; això fa que s’expandeixi amb facilitat i que ocupi tot l’espai del re-cipient que el conté. També es pot comprimir fàcilment reduint la midadel recipient que el conté.

El moviment lliure de les partícules determina que xoquin amb les pa-rets del recipient. Aquests xocs es poden interpretar com la pressióque exerceix el gas sobre les parets del recipient.

La pressió que exerceix un gas depèn de la temperatura i de la quan-titat de gas que hi ha en un recipient. Com més alta és la temperatura,més pressió fa el gas sobre les parets del recipient; i com més quantitatde gas hi ha, més augmenta la pressió.

Un cas particular és el de la nostra atmosfera, que si bé està constituï-da per gasos, no es troba limitada per cap recipient.

La massa dels gasos atmosfèrics exerceix una força (el seu pes) sobre lasuperfície de la Terra.

Aquesta pressió exercida per l’atmosfera rep el nom de pressió at-mosfèrica i s’ha utilitzat com a unitat de mesura l’atmosfera (atm).

En el sistema internacional 1 atm equival a 101.300 Pa.

22. Quina pressió exerceix l’aigua en el fons d’una piscina de 2 m de profunditat? (La densitat de l’aigua és de 1.000 kg/m3.)

23. Per què una bombolla d’aire es va fent més gran quan puja dinsun líquid?

24. Per què, si deixem una pilota al sol, una estona més tard la pilota està més inflada?

25. Per què quan viatges en un avióno pressuritzat i aquest puja o baixa et fan mal les orelles?

ACTIVITATS

Les parets d’una presa són més amples perla base degut a que, a més profunditat, unlíquid (l’aigua) exerceix més pressió.

El moviment lliure i constant de les partículesde gas i els xocs d’aquestes partícules sobrela paret interna mantenen els globus inflats.

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 177

178

La Mercè, que té una massa de 48 kg, seu en una cadira de 2 kg de massa i 4 potes cilíndriques iguals, de 2 cm de diàmetre, sense tocar amb els peus a terra.

a) Quina és la pressió que exerceix la Mercè sobre el terra quan seu correctament amb les 4 potes de la cadira recolzades a terra?

b) Què succeeix amb la pressió quan la Mercè es gronxa recolzant només 2 potes sobre el terra?

a) L’exercici demana el càlcul de la pressió exercida per un sòlid, encara que en aquest cas el sòlid estàformat per dos cossos, la Mercè i la cadira. Aquestcàlcul es pot obtenir mitjançant la fórmula que hem estudiat:

P �

P és la pressió demanada, i F, la força que s’exerceixsobre la superfície S.

Ara bé, no disposem de la dada de la força Fni tampoc de la de la superfície S, per tant, caldràcalcular prèviament aquestes dues magnituds.

Començarem per la força F: A partir del que hemestudiat en pàgines anteriors, podem deduir fàcilmentque la força que ens cal saber correspon al pes (en aquest cas de la Mercè i la cadira).

Per calcular el pes (Mercè � cadira) ens cal saber-ne la massa:

Mercè � 48 kg i cadira � 2 kg, per tant:

massa (Mercè � cadira) � 50 kg

També ens cal saber l’acceleració de la gravetat.Malgrat que l’enunciat de l’exercici no ho menciona, és segur que el fet al qual es refereix té lloc a la Terra i, per tant, g � 9,8 m/s2.

Ara que ja hem identificat la massa i l’acceleració de la gravetat, podem calcular el pes:

Pes � m � g

Pes � 50 kg � 9,8 m/s2

Pes � 490 N

La força F que volem conèixer correspon al pes calculat.F � 490 N

FS

Com que la base d’un cilindre és un cercle la superfíciede contacte de cada pota amb el terra és un cercle. Lespotes cilíndriques tenen un diàmetre de 2 cm. Un càlculràpid ens permet deduir el valor del radi de la base de cada pota, tot recordant que diàmetre � 2 � radi.

Per tant, si diàmetre � 2 cm, el radi (r) � 1 cm.

Calculem, l’àrea o superfície de cadascun dels cerclesque són la base de cada pota:

A � � � r2 A � 3,14 � (1 cm)2 A � 3,14 cm2

El contacte amb el terra es realitza amb 4 potes. Per calcular la superfície S:

S � 4 � 3,14 cm2 S � 12,56 cm2

12,56 cm2 � 0,001256 m2

Ara que ja disposem de la dada de la força F i de la dela superfície S ja podem aplicar la fórmula inicial:

P � P � P � 390.127 Pa

b) La segona part de l’exercici és molt més senzilla, jaque coneixem la majoria de les dades.

La força F no canvia; per tant, F � 490 N.

En canvi, la superfície S de contacte amb el terra hacanviat, ja que abans es recolzaven 4 potes i en aquestcas només ho fan 2.

S � 2 � 3,14 cm2 S � 6,28 cm2 S � 0,000628 m2

Aplicant un altre cop la fórmula de la pressió:

P � P � P � 780.254 Pa490 N

0,000628 m2

FS

490 F0,001256 m2

FS

3. EXERCICI RESOLT

En primer lloc cal que llegim atentamentl’enunciat i constatem les dades de les qualsdisposem.

El segon pas consisteix a calcular la superfície de contacte entre el cos que exerceix la força (el seu pes) i el terra.

Encara hi ha una dificultat per resoldre: En el sistema internacional, la unitat de mesura de les superfícies és el m2 i, en canvi, la dada de superfície obtinguda està expressada en cm2.Cal, per tant, convertir els cm2 en m2.

Si comparem aquesta dada amb l’anterior podremafirmar que quan ens gronxem amb una cadira sobrenomés 2 potes exercim una pressió sobre el terra que és el doble de la que s’exerceix quan recolzemcorrectament la cadira sobre les seves 4 potes.

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 178

179

Ciència a l’abastEstudi d’un moviment a través de la seva gràfica espai-temps

Podem fer una experiència per intentar simular un moviment rectilini uniforme. Hem de muntar un dispositiu que ens permeti compensar l’acceleració de la gravetat amb la del fregament d’un objecte caient dins d’un líquid.

1. Preparem el muntatge. Necessitem un tubtransparent, llarg i ample, que es pugui omplird’aigua. Ens pot servir una proveta gran de laboratori, que col·locarem verticalment plenad’aigua. Amb l’ajut d’un regle, fem marques a la superfície exterior de la proveta a intervalsregulars de 10 cm, fins als 50 cm.

El mòbil que deixarem caure a l’interior de l’aiguapot ser una bola petita feta de plastilina.

També necessitarem un cronòmetre per controlarels temps.

2. Fem l’experiment i prenem les dades. Deixem caure la boleta des de la vora de la proveta i anotem el temps que tarda a passar per la marca dels 10 cm. Traiem la boleta i la tornem a deixar caure, i anotem el temps que tarda fins als 20 cm.

Fem el mateix per a cadascuna de les cinc marques. Podem repetir cada mesura diverses vegades per calcular la mitjana, de manera que les dades siguin més fiables.

3. Anotem les dades. Amb les dades obtingudesfem una taula d’espais recorreguts i temps.

4. Representem la gràfica espai-temps. Dibuixemuns eixos de coordenades. A les ordenades (eix y) marquem els valors de les distàncies i a les abscisses (eix x), els valors dels temps. Amb les dades obtingudes en l’experiment fem la gràfica. Si s’ajusta a una recta, el moviment de la boleta haurà estat uniforme. El pendent de la recta ens informa de la velocitat de caiguda.

26. Calcula la velocitat mitjana de la caiguda de la boleta en cadascun dels cinc trams de l’experiment.a) Es manté constant, la velocitat mitjana?b) Si hi ha variacions, proposa alguna explicació que les justifiqui.c) Els resultats s’aproximen als esperats per a un moviment rectilini uniforme? Per què?

27. Si féssim aquest experiment en l’aire en lloc de l’aigua, quin tipus de moviment tindria la boleta? Com seria la gràfica espai-temps per a aquest moviment? I la gràfica velocitat-temps?

ACTIVITATS

Espai recorregut (x)en cm

10 20 30 40 50

Temps (t) en s 7 14 21 28 35

50

40

30

20

10

0

0 cm

10 cm

20 cm

30 cm

40 cm

50 cm

x(cm)

0 10 20 30 40 50 60 t (s)

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 179

180

28. ●● Dibuixa un mapa aproximat dels carrers pels qualspasses per anar de casa a l’escola i, a continuació,representa-hi la trajectòria i el desplaçament.

29. ●● Heu sortit amb el grup d’amics a les 8 del matí per fer una excursió des del Poble fins al Castell de la Creu. Quan ja feia una hora i mitja quecaminàveu, us heu aturat 20 minuts per descansar; tres quarts d’hora més tard heu fet una nova aturadade 30 minuts per esmorzar i descansar una mica. A continuació heu caminat 1 hora i 15 minuts més i heu arribat al Castell. Si la distància entre el Poble i el Castell és d’11 km, calcula la velocitat mitjana que heu portat. Expressa el resultat en unitats del sistema internacional.

30. ●● Assenyala quines de les afirmacions següentssón certes:a) En els moviments de trajectòria rectilínia l’espai

recorregut és igual al desplaçament. b) En els moviments variats l’acceleració negativa

determina un augment de la velocitat.c) En el moviment rectilini uniforme l’acceleració és

nul·la.

31. ● Relaciona cada magnitud amb la corresponentunitat del sistema internacional:Espai sVelocitat mitjana m/s2

Acceleració mTemps m/s

32. ●● Un dels teus companys, caminant a velocitatconstant, tarda 10 minuts a recórrer els 500 m que hiha entre casa seva i l’escola. Expressa la velocitat queporta en km/h.

33. ●● Dos germans han muntat en uns cavallets,mentre el seu pare els observa des de fora. a) Els nens es mouen respecte del pare?b) La nena es mou respecte del seu germà?c) Quin tipus de moviment

tenen els nens per la trajectòria i per la velocitat?

Activitats34. ●● Un tren elèctric recorre 20 m en mig minut. Quina

n’és la velocitat expressada en unitats del sistemainternacional?

35. ●●● L’Elisa surt de casa seva per anar a passejar. En la gràfica següent se’n representen eldesplaçament (d) enfront del temps (t).

Què passa a cada tram? Explica què fa l’Elisa durant lapassejada.

36. ●● Dos ciclistes surten al mateix temps del mateixpunt, en línia recta, amb velocitats de 20 i 25 km/h,respectivament.

a) Quant temps tarda cadascun a recórrer 50 km?b) Quina distància els separa quan el més ràpid

ha recorregut 50 km? c) Quina distància els separa si el més lent

ha recorregut 100 km?

37. ●● Un gos persegueix un gat a 36 km/h. L’atrapadesprés de recórrer 85 m. Quant temps ha durat la persecució?

38. ● Identifica els tipus de forces (de contacte o a distància) que s’exerceixen en els casos següents.

A

B

0 1 2 3 4 t (h)

1,2

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

d (km)

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 180

181

39. ●● Quin pes té un camió que té una massa de 2 t?

Quin pes tindria aquest camió si estigués en un planeta on la gravetat fos la meitat de la que hi ha a la Terra?

I si aquest camió estigués en un planeta amb una gravetat de 20 m/s2?

40. ● Classifica els moviments següents en funció de la trajectòria i la velocitat.

a) Un ascensor en marxa entre dos pisos.b) Un punt de la busca dels segons d’un rellotge.c) Una poma que cau d’un arbre.d) Una pilota després de xutar-la cap amunt.

El principi d’Arquimedes

Arquimedes va ser un famós savi de l’antiguitat que va viure a Siracusa en l’època de l’Imperi romà.

Una vegada, quan es ficava en una banyera que estava molt plena, va observar que una part de l’aiguavessava pels costats. Arquimedes va comprovar que, quan passava això, el volum d’aigua desplaçada era igual al volum del cos submergit, sense que importésla forma.

A més, va observar que quan un cos se submergia es produïa una força que l’empenyia cap enfora, i va demostrar que aquesta força sempre és igual al pes del líquid que desplaça el cos.

Aquest principi, conegut com el principi d’Arquimedes,diu: «Tot cos submergit en un fluid experimenta un empenyiment vertical i cap amunt igual al pes del fluid desallotjat».

Per comprovar el principi d’Arquimedes es va ferl’experiència següent:

Amb un dinamòmetre es va mesurar el pes d’un objecte, i es va obtenir un resultat de 18 N. A continuació es va introduir l’objecte en un recipient amb aigua, se’n va mesurar el pes submergit, i es va obtenir un valorde 15 N.

L’aigua desplaçada es va recollir en un vas i es va pesaramb el dinamòmetre.

44. ● Quant pesa l’aigua desplaçada en l’experiment?

45. ●● Explica per què ha disminuït el pes del sòlid en submergir-lo en l’aigua.

46. ●● Prenent el valor de la gravetat (g) com a 10 m/s2:

a) Calcula la massa de l’objecte utilitzat en l’experiment.

b) Calcula la massa de l’aigua desallotjada en introduir l’objecte.

47. ●●● El suro és menys dens que l’aigua. Podríem haver fet aquesta experiència amb suro?

48. ●●● Explica com es pot mesurar la densitat d’un cos més dens que l’aigua usant el principid’Arquimedes.

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

A B C

18 N 15 N

41. ●● Per què els jugadors de futbol porten tacs a lesbotes?

42. ●●● En la caiguda lliure des de gran altura existeix l’anomenada velocitat límit, que és la màximavelocitat que pot assolir l’objecte que cau,independentment de l’altura des de la qual caigui.Raona una possible explicació a aquest fenomen.

43. ●● Calcula la pressió a què està sotmès un objectede 500 g de massa situat a 10 m de fondària en el mar.

(Densitat de l’aigua de mar 1.040 kg/m3, g � 9,8 m/s2.)

Quina pressió hi ha si l’objecte té una massa de 1 kg?

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 181

182

ResumE

L M

OV

IME

NT

I L

ES

FO

RC

ES

49. Completa el resum amb la definició i les característiques dels dos tipus de moviment més freqüents: el MRU i el MRUV, indicant les unitats en les quals es mesura cadascuna de les magnituds.

50. Escriu i explica la fórmula que relaciona la força, la massa i l’acceleració.

ACTIVITATS

Moviment

Pressió

Un cos està en moviment si la seva posició canvia al llarg del temps respected’un sistema de referència que considerem immòbil. Un cos en moviments’anomena mòbil.La trajectòria és el camí recorregut per un mòbil. Pot ser:• Rectilínia, si va en línia recta.• Curvilínia, si descriu una corba.La distància entre la posició inicial i la final d’un mòbil s’anomenadesplaçament.La velocitat és la rapidesa amb què un mòbil canvia de posició. Pot ser:• Velocitat instantània. És la que té un mòbil en un moment determinat.• Velocitat mitjana. És la relació entre l’espai recorregut i el temps que

es tarda a recórrer-lo.Segons la velocitat, els moviments poden ser:• Uniformes, si la velocitat és constant.• Variats, si la velocitat varia.L’acceleració és el canvi de velocitat respecte del temps.

Força

La força és una interacció entre dos cossos. Una força pot produir una deformació o la variació en l’estat de repòs o de moviment d’un cos. Podemdistingir dos tipus de forces:• De contacte. Els cossos que interaccionen arriben a tocar-se. Un cas

particular és la força de fregament.• A distància. Els cossos que interaccionen no es toquen.Quan una força modifica l’estat de moviment d’un cos, F � m � aLa unitat de mesura d’una força en el SI és el newton (N).Les deformacions produïdes per una força en un cos poden ser elàstiques,plàstiques o trencaments.Les forces, en tant que magnituds vectorials, es representen per mitjà de vectors.Els elements d’una força (vector) són el mòdul o intensitat, la direcció, el sentit i el punt d’aplicació.La força de la gravetat és una interacció a distància entre dos cossos, la intensitat de la qual depèn de la massa dels cossos i de la distància a què es trobin.El pes és la força amb què la Terra atrau els cossos. La relació entre la massa i el pes d’un cos s’expressa mitjançant la fórmula:

P � m � g (a la Terra, g � 9,8 m/s2)

La pressió és la relació que hi ha entre una força i la superfície sobre la qualactua. Aquesta relació s’expressa amb la fórmula:

P �

La unitat de mesura de la pressió en el SI és el pascal (Pa).En els líquids, la pressió depèn de la densitat i la profunditat del líquid.S’expressa amb la fórmula:

P � d � g � h L’atmosfera exerceix una pressió sobre la superfície de la Terra de 101.300 Pa.

F

S

(1,2)

Despla

çam

ent

(5,7)

0 1 2 3 4 5 6 7X

(cm)

Y(cm)7

6

5

4

3

2

1

0

Trajectòria

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 182

Llibres:Força, moviment i energiaXAVIER DURAN. Ed. EdibookExplica els principis de la dinàmica de forces: el moviment, el treball i l’energia.

Sòlids, líquids i gasos : experimentar amb la pressióAURELI CAAMAÑO et al. Ed. GraóInclou una extensa proposta d'activitats.

En la pantalla:Pressió atmosfèrica. VHS. Jordi Moral i Departament d'Ensenyament. A través de diferents experiments es demostra l’existència de la pressió atmosfèrica.

En la xarxa:http://www.xtec.es/~rbernau1/moviment/Portada.htmlhttp://www.xtec.es/~rbernau1/forces/index.htmDues pàgines molt completes i alhora senzilles sobre el moviment i les forces.

NO T’HO PERDIS

Astronautes de siliciUn canvi notable en la filosofiade disseny dels robots exploradorsés la incorporació de potes en llocde rodes. Resulta evident queavançar sobre un terreny acci-dentat és més fàcil caminant querodant. On les rodes es traven,unes potes poden aixecar-se i po-sar-se a l’altre costat de l’obsta-cle. El problema que ha frenat l’úsde potes en els robots enviats a al-tres mons és que aquest tipus delocomoció comporta moltes mésdificultats computacionals que labasada en rodes. Mantenir l’e-quilibri en caminar ens sembla

fàcil, perquè la naturalesa ha do-tat els humans i els animals de«circuits cerebrals» molt més so-fisticats que els que han estat al’abast dels enginyers durant dè-cades d’exploració espacial.

Malgrat les dificultats, s’han anatfent progressos any rere any, i jasom a prop del llindar en què elsrobots amb potes prendran el re-lleu als tradicionals.

Com que un nombre més alt depotes també contribueix a facili-tar l’equilibri, els dissenys favo-rits han imitat les aranyes (vuitpotes) o les formigues i altres in-

sectes de sis. En el cas delsrobots aràcnids, mésque mirar de copiar

des del primer mo-ment la manera decaminar, es va op-tar per abordaruna via de dissenymés rudimentària,però també més fà-

cil de dur a la pràc-tica. Aquest enfoca-ment es podriaresumir com unavançament que es

recolza alternativa-ment en un joc dequatre potes o enl’altre. Les potes decada joc estan prouseparades les unesde les altres per do-

tar el robot d’una base de suportestable, comparable al posicio-nament de les potes d’una taula,que li impedeix caure. Mentre lesquatre potes d’un grup es mante-nen fermes sobre el terra, i ca-dascuna s’ajusta als desnivells delter-reny segons permeti l’eficàciadel sistema, l’altre grup de poteses projecta cap endavant, mit-jançant un mecanisme de rails od’un altre tipus. Un cop assolidala posició desitjada, les potes bai-xen cap a terra, i un cop s’hi hanafermat, garantint que podransostenir el robot amb prou esta-bilitat, les potes de l’altre joc s’ai-xequen i es projecten cap enda-vant. [...]

El moviment constant pot ajudara mantenir l’equilibri, i per aixòs’investiguen opcions que resul-ten ben curioses, com ara un ro-

bot amb una sola pota que es des-plaça saltant d’una manera querecorda els cangurs, i que conti-nua saltant fins i tot quan noavança, fet que impedeix que cai-gui, com passaria si pretenguésquedar-se quiet, sostenint-se aterra sobre una única pota.

Altres enfocaments s’inspiren ensolucions més «exòtiques», peròamb una utilitat demostrada en lanaturalesa. Les serps no tenen po-tes ni rodes, però es desplacen bésobre els terrenys accidentats. [...]Els prototips de robots en forma deserp que ja s’han construït i pro-vat demostren les immenses possi-bilitats d’aquesta via de disseny.

NC & T «Astronautas de silicio»,

Espacio. La revista del Universo,núm. 12, desembre de 2005

(text adaptat)

51. Per què s’han substituït les rodes dels robots per potes?

52. De quantes maneres diferents es pot desplaçar un robot?

53. Si un robot s’hagués de desplaçar per un terrenymolt irregular i amb moltes pedres, quin sistema de desplaçament hauria d’utilitzar? Per què?

54. Per quina raó els científics s’han fixat en lesaranyes i els insectes a l’hora de dissenyar robots?

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

EL RACÓ DE LA LECTURA

183

833921 _ 0164-0183.qxd 25/1/08 16:49 Página 183

L’energia

En aquesta unitat...

• Comprendràs el concepte d’energia i les seves formes bàsiques.

• Analitzaràs les principals característiques de l’energia.

• Valoraràs el rendiment en les transformacionsenergètiques.

• Comprendràs la relació entre energia i treball.

• Diferenciaràs les principals fonts renovables i no renovables d’energia.

• Valoraràs la importància de l’energia i les conseqüències ambientals del fetd’obtenir-la, transportar-la i usar-la.

• Coneixeràs hàbits d’estalvi energètic.

• Construiràs un escalfador d’aigua senzill i n’analitzaràs l’eficàcia.

PLA DE TREBALL

Bolet atòmic provocat peruna explosió nuclear.

10Efectes de la bombaatòmica a Hiroshima.

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 184

1. Assenyala diversos exemples de la vidaquotidiana en què es manifesti l’existènciad’energia.

2. D’on obtenim les persones l’energia per moure’ns diàriament? I una calculadora, d’on obté l’energia per funcionar?

3. D’on prové l’energia elèctrica?

4. Pot esgotar-se l’energia?

5. Indica diferents accions que puguis fer a casa teva o al centre escolar per obtenirenergia.

RECORDA I RESPON

Busca la respostaQuè és la fissió nuclear? En quines centrals es produeix aquest tipus de reacció?

Al principi del segle XX, una època en què a lesdones no els estava permès estudiar, Lise Meitnerva aconseguir doctorar-se en ciències físiques. Du-rant uns trenta anys, Meitner va treballar a Ale-manya al costat del seu amic el químic Otto Hahn.L’interès de tots dos se centrava a prosseguir elsexperiments de l’italià Enrico Fermi sobre el tren-cament del nucli atòmic d’urani.

Quan Hitler va arribar al poder, Lise Meitner vaser exclosa de la investigació, perquè era jueva, iva fugir a Suècia, des d’on va continuar col·labo-rant amb Hahn per mitjà de cartes. En una d’a-questes comunicacions, Lise va informar Hahnque en bombardejar els àtoms d’urani amb neu-trons, es desprenia una gran quantitat d’energia.Va anomenar aquest procés fissió nuclear.

Otto Hahn va publicar aquests resultats en so-litari, argumentant que Meitner havia estat una

interferència i que la seva marxa li havia facili-tat la tasca. L’any 1944 Hahn va rebre el premiNobel pel descobriment de la fissió nuclear, men-tre que l’Acadèmia Sueca no va reconèixer mai lafeina de Lise.

A Meitner li van proposar participar en el pro-jecte Manhattan, per fabricar la primera bombaatòmica a partir de la fissió nuclear, però ho va rebutjar. Malgrat aquesta negativa, el projecte Manhattan es va dur a terme i una de les prime-res aplicacions del seu descobriment va ser l’ex-plosió de la primerabomba atòmica sobre laciutat japonesa d’Hiros-hima.

Lise Meitner i Otto Hahn.

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 185

186

Què és l’energia?

T’aixeques al matí, encens el llum, connectes la calefacció, escalfes lallet, engegues la ràdio, agafes l’autobús per anar a l’institut... Tot aixòfunciona amb energia. Fins i tot el nostre cos necessita energia, queobtenim a partir dels aliments que ingerim.

L’aire té energia, ja que és capaç de fer moure les aspes d’un molí. Untros de fusta té energia, ja que en cremar-lo pot fer bullir l’aigua d’un re-cipient.

L’energia ha tingut un paper fonamental en el desenvolupament social,econòmic i tecnològic. L’aprofitament de les diferents fonts d’energia,cada vegada de manera més eficient gràcies a l’evolució tecnològica, hapermès el progrés, i ha fet que la nostra vida sigui més còmoda i agra-dable.

L’energia es pot mesurar, és una magnitud, i s’expressa per mitjà d’uni-tats. La unitat d’energia en el sistema internacional és el joule (J).

L’energia és una magnitud física que associem amb la capacitatde produir canvis en els cossos.

1

Unitats de l’energia

Unitat Símbol Equivalència

Joule J 1 J = 1 kg · 1 m2/s2

Caloria cal 1 cal = 4,18 J

Quilowatt hora kWh 1 kWh = 3.600.000 J

1. La llum té energia? I el so? Justifica la resposta.

2. Té energia un test situat a dalt de tot d’un edifici? Justifica la resposta.

3. Per a què fem servir els éssers vius l’energia?

ACTIVITATS

El Sol irradia cada hora a la Terra una energiaequivalent a 174,4 bilions de kWh.

Els organismes fotosintètics utilitzenl’energia solar per formar matèria orgànicaque, tant les plantes com els altres éssersvius, utilitzen per obtenir l’energia quenecessiten.

L’origen de l’energia

Gairebé tota l’energia de què disposem prové del Sol. Aquesta energia, amés de proporcionar al nostre planeta un clima adequat per a la vida, creaun seguit de fenòmens dels quals podem aprofitar l’energia.

Un d’aquests fenòmens és el cicle de l’aigua. El Sol és la causa de l’escalfa-ment de l’aigua del mar, de l’evaporació de les aigües superficials, de la for-mació dels núvols, etc.

Un altre fenomen molt important generat a partir de l’energia del Sol és laformació de matèria orgànica. Gràcies a la llum solar les plantes fan la fo-tosíntesi i fabriquen matèria orgànica. La resta d’éssers vius s’alimentadesprés d’aquesta matèria ja elaborada, i incorpora l’energia inicialment solar que els organismes vegetals han fixat.

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 186

187

Característiques de l’energia

L’energia no disposa de forma, pes, volum, color ni olor, però té unesaltres característiques, que són importants per reconèixer-la i compren-dre’n la utilitat.

• Es pot emmagatzemar i, per tant, usar-la quan més convingui. Perexemple, l’energia química pot ser acumulada en piles o bateries, il’energia elèctrica, en condensadors, que són dispositius elèctricsmolt utilitzats en l’actualitat; per exemple, als ordinadors portàtils,els telèfons mòbils, etc.

• Es pot transportar. L’energia pot passar d’un lloc a un altre permitjà d’un sistema que la traslladi. Per exemple, l’energia elèctrica es transporta per mitjà de cables i l’energia electromagnètica es pottransportar per mitjà d’ones que viatgen per l’aire, pel buit, etc.

• Es pot transformar d’unes formes d’energia a unes altres que si-guin més útils. Això, en teoria, ens permet utilitzar l’energia en laforma que ens convingui més. Per exemple, l’energia química d’u-na pila es pot transformar en elèctrica i fer funcionar un aparell deràdio.

• Es transfereix. L’energia pot passar fàcilment d’uns cossos a uns al-tres. Per exemple, quan un got d’aigua s’escalfa, ho fa perquè es pro-dueix una transferència d’energia des del medi que es troba a unatemperatura més alta al que té menys temperatura.

• Es conserva. Quan s’utilitza, l’energia no es gasta. L’energia no espot crear ni destruir, només es transforma o es transmet d’un cos aun altre. Aquest principi és un dels més importants de la física i esconeix amb el nom de principi de conservació de l’energia.

• Es degrada. Generalment, en els processos de transformació d’un ti-pus d’energia en un altre, es produeix calor, que no es pot aprofitar, iaixò comporta que una part de l’energia es perdi.

2

4. Quines transformacions de l’energia tenen lloc quanmovem una bicicleta?

5. Si l’energia es conserva, podem dir que tots els cossostenen sempre el mateixcontingut en energia?

6. Quan un tren que circula a granvelocitat frena fins a aturar-se,on va a parar l'energiaque portava?

ACTIVITATS

En una bombeta encesa, només una petitapart de l’energia elèctrica es transforma en llum; la major part es difon en forma de calor.

Quan un cos xoca amb un altre, li transfereix l’energia que tenia.

833921 _ 0184-0203.qxd 1/2/08 15:58 Página 187

188

Formes de presentació de l’energia

L’energia es presenta de diferents maneres i amb diferents noms: llum,calor, energia elèctrica, etc. Qualsevol d’aquestes formes d’energia potser transformada en una altra.

Energia mecànica

Aquest tipus d’energia és la suma de dues energies: l’energia cinètica il’energia potencial.

• Energia cinètica (Ec). És la que té un cos que està en moviment. Enaquest estat, un cos és capaç de provocar canvis que no podria ferestant en repòs.

• Energia potencial (Ep). És la que té un cos a causa de la seva posi-ció; per exemple, en estar a una altura determinada sobre la superfí-cie de la Terra. És una energia que els cossos tenen emmagatzemadai que en qualsevol moment pot provocar canvis en altres cossos. Ai-xí, un objecte situat a certa altura del terra pot caure, posar-se enmoviment i empènyer-ne un altre.

Energia elèctrica

Apareix quan les partícules carregades d’electricitat (com els electrons)es mouen totes en una direcció. El moviment ordenat d’aquestes càrre-gues és el que provoca el corrent elèctric.

Aquest tipus d’energia es posa de manifest en el funcionament dels elec-trodomèstics de casa nostra. Aquests electrodomèstics l’obtenen a par-tir de piles, bateries o la xarxa elèctrica.

Energia interna

És l’energia que tenen els cossos a causa del moviment de les molècu-les o els àtoms que els formen. Té molta importància per a l’estudi delscanvis d’estat.

L’ energia interna d’un cos augmenta en passar de l’estat sòlid al líquid idel líquid al gasós.

3

Els maons que hi ha a dalt de tot de la gruatenen energia potencial, però no cinètica. El maó que està caient té energia cinètica,però va perdent energia potencial amb la caiguda. Els maons que hi ha a terra no tenen energia potencial ni cinètica.

Càlcul de l’energia mecànica

L’energia potencial depèn de la massa (m), de la gravetatterrestre (g) i de l’altura a què es troba (h). Es calcula:

Ep � m � g � h

Si el valor de g és de 9,8 m/s2, calcula l’energia potencial que tens quan estàs a 10 metres d’altura.

L’energia cinètica depèn de la velocitat (v) i de la massa(m) de l’objecte.

Matemàticament, podem calcular-la amb l’equació següent:

Ec � � m � v2

Calcula l’energia cinètica que tens quan corres a 5 m/s.

A FONS

12

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 188

189

Energia electromagnètica o radiant

Aquest tipus d’energia el tenen les ones de ràdio i televisió, les microo-nes, algunes radiacions solars, com la llum, etc. La característica principalés que es pot transmetre en l’espai sense que hi hagi cap medi natural, demanera que no es degrada com altres energies en ser transportada. En elbuit es propaga a una velocitat propera als 300.000 km/s.

És responsable que a la Terra tinguem llum. A més, aporta calor, que grà-cies a l’atmosfera permet mantenir una temperatura idònia per a la vi-da. Així mateix, els organismes fotosintètics utilitzen aquesta energia perelaborar matèria orgànica.

Energia química

És l’energia que tenen els compostos químics. Es posa de manifest entotes les reaccions químiques. Els aliments, les piles elèctriques i els ex-plosius contenen aquest tipus d’energia.

Els organismes emmagatzemen aquesta energia en compostos orgà-nics, principalment en glúcics i lípids, a partir dels quals les cèl·lulesl’obtenen per mitjà de reaccions químiques.

Energia nuclear

Rep aquest nom perquè s’obté a partir del nucli dels àtoms. Es manifestaen les reaccions nuclears, en les quals s’alliberen grans quantitats d’e-nergia. Hi ha dos tipus de reaccions nuclears que alliberen energia:

• Fissió. És el procés en què un nucli atòmic es trenca en dues o mésfraccions més lleugeres, i allibera una gran quantitat d’energia.Aquest tipus de reacció s’utilitza en la producció d’energia elèctrica ales centrals nuclears.

• Fusió. És el procés que té lloc quan s’uneixen nuclis d’àtoms lleu-gers i originen un nucli més pesant. En aquest procés també s’allibe-ra una gran quantitat d’energia.

Energia tèrmica

Aquest tipus d’energia es transfereix d’un cos a un altre en estar a dife-rent temperatura. És deguda als moviments dels àtoms i les molèculesque formen els compostos.

Aquest pas d’energia és el que anomenem calor. La calor, per tant, noes considera un tipus d’energia en si mateix, sinó una energia en tràn-sit; és a dir, una manera de passar energia d’un cos a un altre (del queté més temperatura al que en té menys).

7. Si dos cossos amb una massaigual es mouen a una velocitatdiferent, quin té més energiacinètica?

8. Què passa amb la Ec i la Ep

d’una pilota quan la llancem cap amunt?

9. Quin tipus d’energia té un llibrecol·locat a sobre d’una taula? I si cau?

ACTIVITATS

L’energia del Sol i els altres estels és degudaa reaccions de fusió que tenen lloc al seuinterior.

Energia

Energia

Fissió nuclear Fusió nuclear

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 189

190

La conservació i la degradació de l’energia

El principi de conservació de l’energia

Quan la pila d’una llanterna es consumeix, l’energia química propor-cionada per la pila es transforma en llum i en calor. Així doncs, l’e-nergia no es perd, sinó que es transforma en altres formes d’energia;és a dir, globalment l’energia es conserva.

El principi de conservació de l’energia va ser enunciat l’any 1842pel metge i físic alemany J. R. Mayer (1814-1878), i diu que:

La degradació de l’energia

L’energia es degrada, és a dir, perd «qualitat». Entenem per qualitatd’energia la possibilitat de transformar-se en altres tipus d’energia. Així:

• Es diu que l’energia elèctrica és una energia d’alta qualitat, perquèes pot transformar en moltes altres formes d’energia.

• En canvi, es diu que l’energia tèrmica és de baixa qualitat, perquè no-més una petita part es pot transformar en altres formes d’energia. L’e-nergia tèrmica és la forma més degradada d’energia.

Podem parlar, en aquest cas, del rendiment de la transformació energè-tica o de l’aparell transformador. Per exemple, si el rendiment d’una mà-quina de vapor és del 8 %, significa que de cent parts d’energia tèrmi-ca subministrada, només vuit es converteixen en energia mecànica. Laresta es transforma en calor i es dissipa en l’ambient, sense que es puguiaprofitar d’una manera útil.

L’energia es conserva, perquè es transforma en altres formes d’ener-gia, i alhora es degrada, perquè s’obtenen formes d’energia de menysqualitat, és a dir, amb menys possibilitats de transformació i, per tant,menys aprofitables.

L’energia no es crea ni es destrueix, només es transforma.

4

De l’energia elèctrica subministrada a una bombeta d’incandescència:• El 6 % es transforma en llum.• El 70 %, en calor.• El 24 % es perd en els materials de

conducció.

De l’energia elèctrica subministrada a una bombeta de baix consum:• El 50 % es transforma en llum.• El 26 %, en calor.• El 24 % es perd en els materials

de conducció.

El rendiment del cotxe és del 25%.

10. En què es diferencia l’energiad’alta qualitat de la de baixaqualitat? Posa un exemple de cada tipus.

ACTIVITATS

Energia mecànica

(25%)

Energiatèrmica(100%)

Energia perduda

(75%)

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 190

191

Energia i treball

Les diferents formes d’energia (mecànica, química, elèctrica, tèrmica, etc.) poden transferir-se d’uns cossos a uns altres per mitjà de treball (W)o de calor.

El treball es produeix en els casos en què un cos comunica energia aun altre cos mitjançant una força que produeix en el segon cos un de-terminat desplaçament. Per exemple, quan empenyem un carret del su-permercat, com que el carro avança, es produeix un treball.

El treball es calcula multiplicant la força realitzada sobre un cos (F) perl’espai que recorre aquest cos (x).

w � F � x

En el sistema internacional el treball es mesura en joules ( J ), les ma-teixes unitats de mesura que l’energia. 1 J � 1 N � 1 m.

Màquines i treball

La utilització d’eines o màquines senzilles facilita la realització d’un tre-ball. Una palanca o una politja, per exemple, poden servir com a ele-ments multiplicadors de la força exercida sobre un cos. Aquestes màqui-nes permeten aconseguir un treball molt gran aplicant una força més aviatreduïda a canvi d’augmentar l’espai recorregut.

El treball és un procés de transformació o transferència d’energia.

5

11. Un martell fa una força de 1.000 Nsobre un clau, que el fa avançar1 cm a l’interior d’una fusta.Quin treball ha dut a terme?

ACTIVITATS

No sempre que s’exerceix una força es fa un treball. Quan empenyem un cotxet o pedalem una bicicleta aquests objectes es desplacen, per tant, es fa un treball. Si aguantem una carpeta a una certa altura de terra, exercim una força per contrarestarla força de gravetat, però no es produeix un treball.

La palanca és una barra llarga i rígida que esmou sobre un punt de suport. S’hi aplica unaforça, la potència, amb la qual cal vèncer unaaltra força, la resistència.

En una palanca la potència multiplicada per la distància al punt de suport ha de ser igual a la força de resistència multiplicada per la distància al punt de suport.

Potència · distància1 = Resistència · distància2

La politja és una roda amb un solca la vora, que pot girar gràcies a un eix subjectat a un suport. La politja no multiplica la força, només modifica la direcció d’aplicació de la força.

La combinació d’una politja fixa i una politjamòbil permet reduir a la meitat la força que s’exerceix a canvi de doblar l’espai recorregut.

De vegades s’utilitzen combinacionsde diverses politges; són els anomenats polispasts.

ResistènciaPotència

d1

d2

Punt de suport

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 191

192

Les fonts d’energia i els tipus que n’hi ha

Anomenem font d’energia qualsevol medi natural o artificial del qualpodem extraure energia i utilitzar-la. La quantitat d’energia disponibled’aquestes fonts és el que s’anomena recurs energètic.

Les quantitats d’energia que conté una font energètica només consti-tueixen un recurs quan són accessibles i es poden explotar.

Tipus de fonts d’energia

Segons la disponibilitat, podem classificar les fonts d’energia en dostipus:

• Fonts no renovables. Són les que no es regeneren a l’escala humanadel temps. Són d’origen terrestre i s’han format durant processos ge-ològics molt lents, al llarg de milions d’anys. En l’actualitat disposemd’unes reserves molt limitades d’aquestes fonts i, a més, es consu-meixen ràpidament, de manera que s’exhauriran.Són fonts no renovables d’energia els combustibles fòssils (el carbó,el petroli i el gas natural) i l’urani.

• Fonts renovables. Són les que es regeneren contínuament. Tenen l’o-rigen principalment en el flux continu d’energia del Sol.Són fonts renovables d’energia el Sol, el vent, el moviment dels rius,les onades i les marees de mars i oceans, la calor interna de la Terra i labiomassa.El fet que una font d’energia sigui renovable no significa que siguiabundant o que el procés per explotar-la sigui poc costós.

Els darrers anys s’ha incrementat la utilització de les energies procedentsde fonts renovables, amb la intenció de trobar-hi alternatives enfront deles energies de fonts no renovables. Això és degut principalment a l’ex-hauriment de les fonts no renovables i a l’intent de reduir els efectes per-judicials que alguns tipus d’energia tenen per al medi.

6

12. Diferencia les fonts renovablesd’energia de les no renovables i posa’n un exemple de cadatipus.

13. Per què no és correcte parlard’«energia renovable», però síde «font renovable d’energia»?Quina n’és la diferència?

14. El Sol, com tots els estels, té una vida limitada i arribaràun moment en què no emetràenergia. Aleshores, per què es considera una fontrenovable d’energia?

ACTIVITATS

Durant molts segles, la llenya i el carbóvegetal, juntament amb la força motriu eòlica,fluvial, animal i humana, van constituir les principals fonts d’energia. Actualment, el 90 % de l’energia consumida en el mónprové dels combustibles fòssils.

Participació de les fonts d’energia en la producció d’energia elèctrica a Catalunya, 2006.

Participació de les fonts renovablesd’energia en la producció d’energiaelèctrica a Catalunya, 2006.

Petroli 3,3%

Gas natural 24,0% Urani 64,4%

Renovables 5,2%Carbó 3,0% Hidràulica 46,2%

Eòlica 36,4%Solar 1,6%

Biomassa 15,6%

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 192

193

Fonts no renovables d’energia (I).Carbó i petroli

Avui dia, la major part de l’energia utilitzada en el món prové de fontsno renovables. L’ús d’aquestes fonts provoca grans problemes de conta-minació atmosfèrica i un increment de l’efecte d’hivernacle, a causa deles emissions de diòxid de carboni i altres gasos, resultants de la sevacombustió.

Carbó

La formació del carbó va començar fa milions d’anys, quan gransquantitats de restes vegetals van quedar enterrades en zones pocprofundes, com ara pantans i llacs, sota enormes masses de sorra iroques. Aquestes restes acumulades s’han anat transformant en car-bó, a causa de l’absència d’oxigen i sota certes condicions de pres-sió i temperatura, al llarg de milions d’anys.

Hi ha quatre tipus de carbó: antracita, hulla, lignit i torba. El podercalorífic, és a dir, l’energia que s’obté en cremar un quilogram d’aquestcarbó, és diferent en cada tipus.

El carbó té, entre d’altres, els usos següents:

– Com a combustible, per obtenir energia elèctrica a les centrals tèr-miques.

– Usos domèstics: calefacció, cuina, etc.– Com a matèria primera per obtenir diversos productes, com ara:

plàstics, fibres sintètiques i productes farmacèutics.

El carbó es pot extraure en mines a cel obert, o des de jaciments si-tuats a centenars de metres de profunditat, per mitjà de mines sub-terrànies.

PetroliÉs la font d’energia més utilitzada en l’actualitat. Com a combustible ésmés eficaç que el carbó, ja que disposa de més poder calorífic.

Es va originar fa milions d’anys per l’acumulació de microorganismes ma-rins (plàncton) al fons del mar. En quedar enterrats per capes successi-ves d’argila i calcària i, a causa de l’absència d’oxigen i sota condicionsadequades de pressió i temperatura, es van transformar en petroli.

El petroli s’extrau en forma de cru, i per utilitzar-lo s’ha de sotmetre aun procés de refinació, que és una destil·lació fraccionada, en la quals’obtenen productes gasosos (metà, propà, butà, etc.), líquids (gasolina,fuel, querosens, etc.) i sòlids (quitrans, betums, etc.).

El transport de cru representa un gran problema, ja que les regions ons’extrau estan molt allunyades de les zones de consum. Així, aquest trans-port es fa per oleoductes i grans vaixells petroliers, que presentenun risc elevat de contaminació per accidents.

El petroli s’utilitza com a combustible i com a matèria primera en lafabricació de fertilitzants, plàstics, pintures, etc.

7

15. El carbó, el petroli i el gasnatural s’anomenencombustibles fòssils. A què ésdeguda aquesta denominació?

16. Dels quatre tipus de carbó,quin és el més important a nivell energètic? Per què?

17. Com s’obtenen els diferentsderivats del petroli?

18. Busca en els conceptes clau el significat de l’expressióefecte d’hivernacle.

ACTIVITATS

Bona part de les reserves de carbó estansituades en zones molt profundes, i per aixòexplotar-les és perillós i poc rendible.

80-95 % 26-33

Percentatgede carboni

Podercalorífic(MJ/

kg)

Antracita

60-80 % 20-36Hulla

60-70 % 10-26Lignit

30-60 % 8-15Turba

833921 _ 0184-0203.qxd 1/2/08 15:58 Página 193

194

Fonts no renovables d’energia (II).Gas natural i urani

Gas natural

Es coneix com a gas natural una barreja de gasos, entre els quals el metàes troba en una proporció més alta (del 90-95 %).

Té el mateix origen que el petroli, però en condicions de pressió i tem-peratura més altes, per això es troba al seu costat.

Un cop extret s’ha de purifricar i liquar, és a dir, s’ha de convertir en lí-quid, per tal de facilitar-ne el transport i l’emmagatzematge.

Una manera de transportar-lo fins als llocs de consum és a través de ga-soductes. Quan les distàncies són molt grans, el gas es transporta engrans vaixells cisterna. Un cop transportat, s’ha de convertir de nou engas. El procés es duu a terme en plantes de regasificació, on també s'hiafegeix una substància olorosa i el gas s’emmagatzema fins que s’ha d’u-tilitzar.

Té un poder calorífic alt i una combustió neta, i no genera residus; peraixò s’utilitza cada vegada més.

Les reserves de gas natural són abundants i se suposa que encara hi hagrans jaciments sense descobrir. No obstant això, aquest recurs energè-tic no renovable s’exhaurirà si en continua el ritme de consum actual.

Pot substituir el carbó i el petroli en gairebé totes les seves aplicacions.S’utilitza preferentment:

– A les cuines i per a la calefacció.– Com a combustible en certs vehicles, principalment de transport

públic.– A les centrals tèrmiques per produir energia elèctrica, com a subs-

titut del carbó.

Urani

L’urani és un mineral que es va formar a l’escorça terrestre fa milers demilions d’anys. S’utilitza com a combustible base per generar energia

nuclear.

A les centrals nuclears es trenquen els àtoms d’u-rani per mitjà de reaccions de fissió nuclear. L’e-nergia que s’allibera s’usa per escalfar aigua, quea temperatures elevades produeix vapor amb elqual es mou una turbina connectada a un ge-nerador i es genera energia elèctrica.

Les centrals nuclears no produeixen conta-minants atmosfèrics; ara bé, alliberen unagran quantitat de residus radioactius, per-judicials per a la salut i el medi ambient,fet que obliga a emmagatzemar-los en llocsd’alta seguretat durant centenars o mi-lers d’anys.

8

19. Quins avantatges té el gasnatural enfront dels altrescombustibles fòssils? Quins creus que en són els inconvenients?

20. Quines transformacionsd’energia es produeixen en una central nuclear?

ACTIVITATS

Actualment, alguns vehicles funcionen amb gas natural, que és menys contaminantque el gasoil i la gasolina.

Nucli del reactor

Turbina

Torre de refredament

Transformador

Generador

Condensador

Generador de vaporCombustible (urani)

Central nuclear

833921 _ 0184-0203.qxd 1/2/08 15:58 Página 194

195

Fonts renovables d’energia (I).Hidràulica

A diferència de l’energia procedent de fonts no renovables, la que s’obtéde fonts renovables és neta, respectuosa amb el medi ambient, inexhau-rible i amb emissions gairebé nul·les de CO2 i altres gasos contaminants.

Energia hidràulica

Aquesta energia s’obté a les preses a partir de l’aigua emmagatzemadaals embassaments dels rius.

Quan l’aigua emmagatzemada es deixa sortir al llit del riu, passa a tra-vés d’una turbina que gira i que està acoblada a un generador elèctric,mitjançant el qual es genera electricitat. D’aquesta manera, l’energia po-tencial de l’aigua emmagatzemada es transforma en energia cinètica i, endarrer terme, en energia elèctrica.

Les instal·lacions que transformen l’energia de l’aigua en energia elèc-trica s’anomenen centrals hidroelèctriques.

• Avantatges de l’energia hidràulica: – Les centrals hidroelèctriques tenen un

manteniment mínim i un cost d’ex-plotació baix.

– No genera residus ni contaminants.– La construcció d’embassaments aju-

da a controlar les inundacions i sub-ministra aigua per a l’agricultura du-rant les estacions seques.

– Quan la producció d’energia elèctricade tota la xarxa supera la demanda, espoden revertir les turbines per tornara omplir l’embassament.

• Inconvenients de l’energia hidràulica:– L’energia elèctrica generada es trans-

porta a través d’una xarxa costosa, jaque les centrals hidroelèctriques ge-neralment estan allunyades de les granspoblacions.

– La quantitat d’aigua disponible depèndel temps meteorològic. Quan les plu-ges són escasses, la producció elèctri-ca és més baixa.

– La construcció d’embassaments impli-ca la inundació de grans extensions,fet que causa greus alteracions en l’en-torn: erosió, pèrdua de sòls fèrtils, re-ducció de la biodiversitat, etc.

– Hi ha riscos de trencament de la pre-sa, fet que pot provocar inundacionsgreus en les poblacions properes.

9

21. Busca en els conceptes clau el significat de turbinai generador.

22. Quines transformacions de l’energia tenen lloc en una presa?

23. Es pot instal·lar una centralhidroelèctrica en qualsevol lloc d’un riu? Justifica la resposta.

24. Creus que l’energia hidràulica és respectuosa amb el medi ambient? Justificala resposta.

ACTIVITATS

Generador

Comporta

Turbina

Centres de consum

Transformador

Ec mínimaEp màxima

Ec màximaEp mínima

Central hidroelèctrica

833921 _ 0184-0203.qxd 1/2/08 15:58 Página 195

196

Fonts renovables d’energia (II). Solar, eòlica, biomassa, geotèrmica i mareomotriu

Energia solar

L’energia arriba des del Sol fins a la Terra en forma de radiació electro-magnètica. Catalunya, per l’elevat nombre d’hores de sol l’any de quèdisposa, té un gran potencial d’aprofitament d’aquesta energia.

Actualment, aquesta energia es pot aprofitar directament per dues vies:tèrmica i fotovoltaica.

La tèrmica consisteix a utilitzar l’energia solar per escalfar un fluid, ge-neralment aigua. Aquest procés té lloc en uns aparells anomenatscol·lectors. L’ energia obtinguda s’aplica fonamentalment per obteniraigua calenta i calefacció d’ús domèstic. En alguns casos, a altes tem-peratures, també és possible obtenir energia elèctrica.

La fotovoltaica permet transformar directament l’energia del Sol enenergia elèctrica per mitjà d’uns dispositius especials fabricats amb si-lici, anomenats panells fotovoltaics. Aquesta energia es pot utilitzar di-rectament per a consum domèstic o bé es pot transferir a la xarxa elèc-trica general.

L’energia solar presenta diversos avantatges, com ara que és una fontinesgotable a escala humana, és una energia neta perquè no provoca so-rolls ni substàncies contaminants, i té un manteniment barat, fet quepermet que l’electricitat arribi a zones aïllades.

Entre els inconvenients de l’energia solar, hi ha el fet que l’ús a gran es-cala necessita sistemes de captació que ocupen grans extensions de ter-reny que queden inutilitzades per a altres usos. La disponibilitat d’a-questa energia varia en funció de diferents factors, com ara la latitud, lesestacions i la nuvolositat, i a més no es pot emmagatzemar.

Energia eòlica

És una forma d’energia cinètica produïda pel moviment del vent.Aquesta energia s’usa generalment en forma d’energia mecànica oelèctrica.

L’energia eòlica ha estat utilitzada per les persones al llarg de la histò-ria per a diferents activitats: moure embarcacions, moure molins de ventper bombar aigua, moldre gra, etc. Actualment, els aparells que s’usenper aprofitar l’energia cinètica del vent s’anomenen aerogeneradors.

Els avantatges de l’energia eòlica són diversos: el vent no s’exhaureix,els aerogeneradors tenen uns costos d’instal·lació i manteniment bai-xos i s’aconsegueix un alt rendiment.

L’energia eòlica també presenta alguns inconvenients: és intermitent ialeatòria, ja que depèn de la direcció i la intensitat del vent, el gir de lespales dels aerogeneradors és molt sorollós i provoca interferències (enels radars, la televisió, la ràdio, etc.). També té repercussions sobre elsecosistemes, ja que els aerogeneradors són un perill per als animals vo-ladors, i provoquen un gran impacte visual en el paisatge.

25. En què consisteix la captaciósolar fotovoltaica? Amb quès’aconsegueix?

26. Com es pot captar i aprofitarl’energia solar als habitatges?

27. Quins factors creus que s’hande tenir en compte a l’horad’instal·lar una central eòlica?

28. Quina és l’aplicació fonamentalde l’energia eòlica actualment?

ACTIVITATS

Les centrals fotovoltaiques estan constituïdesper molts panells disposats en una àrea

extensa. L’electricitat que produeixen estransfereix a la xarxa elèctrica general.

Els aerogeneradors disposen d’unes pales quegiren gràcies al vent dominant. Aquest movi-ment és transmès per un eix a un generadorinterior que transforma l’energia mecànica delvent en energia elèctrica. Finalment, l’energiaelèctrica generada és transferida a la xarxaelèctrica per al consum.

10

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 196

197

Energia de la biomassa

La biomassa és el conjunt de matèria orgànica d’origen animal o vegetalprocedent de les restes d’éssers vius. L’energia de la biomassa correspona la que se’n pot obtenir per mitjà de la crema directa o bé mitjançant latransformació per aconseguir un altre tipus de combustible.

La font d’aquest tipus d’energia es produeix de tres maneres:

– Per mitjà del conreu agrícola d’espècies de creixement ràpid, que tenenun alt contingut energètic, com ara cards, remolatxa i cereals.

– Aprofitant els residus de les activitats domèstiques (paper, cartó, res-tes d’aliments...), agrícoles (palla, males herbes...), ramaderes (fems, restes d’animals...) i forestals (branques, fulles...).

– Transformant químicament o biològicament certes espècies vegetalsper convertir-les en productes energètics com ara els biocombusti-bles; per exemple, el biodièsel o l’etanol.

Avui dia, l’ús de la biomassa en aplicacions energètiques es fa princi-palment per a la producció de gas (anomenat biogàs), energia calorí-fica i energia elèctrica.

L’ús de l’energia de la biomassa té avantatges com ara que els biocom-bustibles generats a partir de la biomassa són menys contaminants queels combustibles fòssils. Un dels principals inconvenients és que el ren-diment energètic és baix.

Energia geotèrmica

És l’energia que prové de la calor emmagatzemada a l’interior de la Ter-ra. Es pot aprofitar mitjançant la perforació de la superfície terrestre. Ac-tualment, la calor terrestre s’aprofita per exemple en zones volcàniques oen zones d’aigües termals, per a la calefacció i la climatització de piscines.

Aquesta energia està limitada geogràficament a poques regions del pla-neta. En alguns països resulta rendible utilitzar-la per produir energiaelèctrica, tot i que per localitzar els jaciments geotèrmics cal perforar elsòl si no hi ha sortides naturals.

L’explotació dels jaciments geotèrmics provoca seriosos problemes almedi ambient, com ara l’alteració del sòl, l’augment dels nivells de so-roll, la contaminació de l’aire i l’alteració d’aqüífers i rius.

Energia mareomotriu

És l’energia que s’obté del moviment de l’aigua del mar, principalmentper les marees, però també per l’onatge i els corrents marins. Hi ha llocsen què la diferència del nivell de l’aigua entre la marea alta i la mareabaixa és de diversos metres. Aquesta diferència d’altura origina una ener-gia cinètica que es pot utilitzar per generar electricitat.

L’energia mareomotriu és una font d’energia neta, pràcticament ines-gotable i no produeix residus. De tota manera, té alguns inconvenients:es necessita una alta tecnologia, molt cara, i causa alteracions en els eco-sistemes pròxims. A més, l’ús queda limitat a zones costaneres.

29. Assenyala algunes formes en què les persones hanutilitzat la biomassa al llarg de la història.

30. Quin avantatge creus quecomporta la recollida i lautilització de residus forestals?

31. Què són els biocombustibles?Posa’n un exemple.

32. D’on prové l’energiageotèrmica?

33. Quines zones són més idòniesper aprofitar l’energia geotèrmica?

34. Quin tipus d’energia es potobtenir a partir de les marees?

ACTIVITATS

Gran part de la biomassa són residus d’acti-vitats humanes, de manera que fer-ne un úsenergètic elimina el cost del tractament d’a-quests residus.

Central mareomotriu.

Marea baixaTurbinaComporta

oberta

Embassamentbuidant-sed’aigua

Generador

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 197

198

El futur de l’energia

La situació energètica actual necessita solucions de caràcter immediatamb l’objectiu de pal·liar els greus efectes que comporta l’ús inadequatdels recursos energètics, així com garantir els subministraments en el fu-tur. Entre aquestes mesures destaquen les següents:

• Desenvolupament de tecnologies que permetin utilitzar l’energiad’altres fonts renovables, netes, respectuoses amb el medi i que notinguin limitades les possibilitats d’ús.

• Conscienciació ciutadana. El futur energètic és responsabilitat detots. A través de la conscienciació ciutadana es pot aconseguir quetots tinguem hàbits d’estalvi, així com una eficiència energètica mésgran; és a dir, un màxim aprofitament de l’energia amb la mínimautilització dels recursos.

Algunes mesures d’estalvi energètic que cadascun de nosaltres pot dura terme són les següents:

11

La normativa de la Unió Europea obliga els fabricants d’electrodomèstics a identificar-los amb un nivell d’eficiència energètica.

Apagar del tot els aparells elèctrics,i evitar fer-ho des del comandamenta distància, ja que d’aquestamanera continuen consumintelectricitat.

Facilitar el reciclatge de paper i vidre.

Utilitzar el transportpúblic.

Omplir la rentadora i el rentavaixelles abansde posar-los en funcionament i utilitzarpreferentment programes de cicle curt.

A l’hora de comprar electrodomèstics,triar els de la classe A, ja que són els que consumeixen menys.

Apagar els llums que no s’estiguinutilitzant i aprofitar al màxim la llumnatural.

Utilitzar bombetes de baix consum, que durenfins a vuit vegades més i consumeixen fins a un 75 % menys d’electricitat.

Comprovar l’aïllament de lesfinestres. Utilitzar cintes aïllants i vidres dobles, que redueixen la pèrdua de calor.

Utilitzar l’olla de pressió estalvia moltaenergia. També es pot aprofitar la calor residual de la vitroceràmica.

EnergiaFabricantModelMés eficient

Menys eficientConsum d’energia kWh/cicle(basat en els resultats obtinguts en les provesrealitzades pel fabricant en un cicle normalitzatutilitzant aigua freda)

Rentavaixelles

ACMESH 20 J 593 EU

1.05

GF

ED

CB

A A

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 198

199

Ciència a l’abastInterpretació de resultats. Escalfador d’aigua per energia solar

L’energia solar es pot utilitzar de dues maneres com aforma d’energia: per mitjà de panells fotovoltaics, perproduir electricitat, i mitjançant col·lectors tèrmics,per escalfar aigua. Construirem un col·lector tèrmic i n’analitzarem l’eficàcia.

Necessitarem dues ampolles de plàstic de litre i mig,tres metres de tub de plàstic, pintura negra, colatermofusible, diversos llistons de fusta, una planxa de fusta de 40 � 40 cm, plàstic transparent de folrarllibres, cinta adhesiva i un termòmetre.

1. Construïm el dispositiu. Elaborem el suport ambels llistons. Els llistons llargs, d’aproximadamentun metre de llarg, han d’estar separats entre siuns 40 cm. Podem clavar-los o lligar-los. És important posar un llistó endiagonal per donar solidesa al suport.

Hi clavem la planxa i lliguem amb la cinta aïllantles ampolles als llistons llargs del suport, de manera que quedin com a la figura. Fem dos petits forats a les ampolles, hi ajustemels tubs, i ho segellem amb cola termofusible.Un dels tubs ha de tenir la longitud justaper anar d’una ampolla a l’altra, mentre que l’altreha de ser molt més llarg i formarà un serpentíque enganxarem a la planxa amb la cola termofusible.

Pintem de negre tant la planxa com el serpentí.També podem pintar l’ampolla que serà el dipòsitd’aigua calenta. Quan la pintura s’hagi assecat,cobrirem la fusta amb la làmina de plàstic, quequedarà convertida en un col·lector tèrmic.

2. El posem en funcionament. Omplim d’aigua totes dues ampolles, mesurem i anotem la temperatura de l’aigua i tanquem bé els taps.Perquè aquest escalfador funcioni correctamentcal posar-lo dret, una mica inclinat per situar-locom més encarat al sol millor, amb l’ampollad’aigua freda a sota i la que serà el dipòsit d’aiguacalenta a dalt.

3. Analitzem els resultats. Un cop hagintranscorregut cinc minuts, tornem a mesurar la temperatura de l’aigua a l’ampolla superior.Tornem a mesurar-la cada vint minuts fins que vegem que ja no puja més.

Atenció: si som a l’estiu i hem posat l’acumuladorben encarat al sol i en un lloc a recer de correntsd’aire, és possible que el serpentí de plàstic arribi a fondre’s per la calor, tot i estar refrigerat per l’aigua que hi circula per l’interior. No deixis el dispositiu exposat al sol i sense vigilància: tot i que és molt senzill, també és molt eficaç i pot escalfar molt l’aigua del dipòsit superior.

35. L’aparell necessitaria una entrada d’aigua de la xarxa i una sortida d’aigua calenta per a l’ús domèstic. On situaries l’entrada d’aigua freda i la sortida d’aigua calenta?

36. El principal endarreriment en l’escalfament és degut a les pèrdues de calor de l’aigua ja escalfada. Quina part del dispositiu caldria aïllar bé per evitar aquestes pèrdues de calor?

37. Un dels inconvenients de l’energia solar és que és intermitent. Explica què vol dir això. Es podria obtenir aiguacalenta al llarg de les vint-i-quatre hores del dia?

ACTIVITATS

Làmina de plàstic

Serpentí

Suport fet amb llistons

Planxa pintada de negre

Ampolla d’aigua freda

Ampolla d’aigua calenta

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 199

200

38. ●● Indica quin tipus de transformacions d’energiatenen lloc als aparells següents.

a) Caldera de vapor. c) Motor d’automòbil.b) Bombeta incandescent. d) Locomotora de vapor.

39. ● Observa les fotografies següents.

a) Quin tipus d’energia s’utilitza en cada cas? b) Quin esport et sembla més perjudicial per al medi

ambient? Per què?

40. ●● L’energia elèctrica és una de les energies que es consumeixen més a les llars, els centres escolars i les indústries.D’on prové aquesta energia?

41. ●●● Calcula l’energia cinètica d’una moto d’uns 450 kg de massa que viatja a una velocitat de 10 m/s.

42. ●●● Calcula l’energia cinètica d’una persona de 58 kg que corre a una velocitat de 10 km/h.

43. ●● Si un llibre queda en repòs a terra, després de caure des d’una altura determinada, en què s’hatransformat l’energia potencial que tenia inicialment?On ha anat a parar aquesta energia?

44. ●● En moltes cuines hi ha instal·lades plaques de cocció mixtes, en les quals la meitat dels fogonssón elèctrics i l’altra meitat utilitzen gas natural. Des del punt de vista ambiental, quin tipus de foccreus que és més recomanable utilitzar per cuinar? Per què?

45. ●●● Una pilota que cau des d’una alturadeterminada, en xocar a terra bota i torna a pujar fins a una altura menor. Si deixem que continuï el seu moviment, comprovarem que rebota diversesvegades sobre terra, cada vegada a menys altura.Finalment, la pilota acaba quieta a terra, després de perdre l’energia que tenia al principi. Així doncs, es compleix el principi de conservació de l’energia? Es transfereix l’energia? Justifica la resposta.

Activitats46. ●● Indica quin tipus d’energia està present quan es

posen en funcionament els aparells següents.

47. ● En quin tipus d’energia es transforma l’energiaelèctrica quan es connecten els aparells següents?

a) Radiador. b) Bombeta. c) Altaveus.

48. ●● Assenyala exemples de situacions en què es produeixen les transformacions d’energiasegüents.

a) D’energia elèctrica a energia lluminosa.b) D’energia lluminosa a energia elèctrica.c) D’energia cinètica a energia potencial.d) D’energia cinètica a energia elèctrica.e) D’energia elèctrica a energia cinètica.f) D’energia química a energia elèctrica.

49. ● Assenyala quin tipus de transformació d’energia es produeix en els casos següents.

50. ● De totes les energies estudiades en la unitat,quines deriven del Sol?

51. ● Indica de manera raonada si la gasolina, el correntelèctric i una teula tenen energia.

A B

A B

C D

A BC

D

E

F

G

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 200

201

52. ●● Deixem caure dues claus de ferro amb la mateixamassa, A i B, sobre la sorra de la platja. La clau Agairebé no queda enterrada, mentre que la clau Bqueda enterrada pràcticament del tot. Quina de lesdues ha caigut des de més altura? Justifica la resposta.

53. ●● En Manel empeny el cotxe perquè s’ha quedat sensebenzina. Fa una força constant de 2.000 N durant 5 min,però no aconsegueix moure’l. Calcula el treball realitzat.

54. ●● Indica en kJ la quantitat d’energia que contenenels aliments següents.

a) 100 g de pastís de xocolata (367 kcal).b) 100 g d’espinacs cuits (23 kcal).

55. ● Indica quin tipus d’energia tenen els cossossegüents.

a) Una bateria de telèfon mòbil.b) Un entrepà de truita.c) El gas butà d’una bombona.d) L’aigua bullint d’un pot.e) Una bombeta encesa.f) Un cotxe circulant.g) Una goma elàstica estirada.

56. ●● Reflexiona de quina manera pots estalviar energiaa casa teva i al centre escolar. Elabora, juntament amb dos companys, una llista de deu actituds per estalviar energia.

Centrals d’energia elèctrica

En els esquemes següents es representen els processos de producció d’energia elèctrica, mitjançat quatre tipus de centrals diferents.

57. ● Relaciona cada esquema amb el tipus de centralal qual correspon.

a) Central nuclear. c) Central hidroelèctrica.b) Central tèrmica. d) Central eòlica.

58. ● Indica quina és la font d’energia en cada tipus de central.

59. ●● En quina o quines de les centrals es produeixtransformació d’energia?

60. ● Quina o quines de les centrals utilitza fonts norenovables d’energia per funcionar?

61. ●●● En quin procés s’emet més quantitat de diòxid de carboni?

62. ●● Quin dels processos ambientals següents estàrelacionat amb l’increment de diòxid de carboni a l’atmosfera?

a) Pluja àcida.b) Deteriorament de la capa d’ozó.c) Increment de l’efecte d’hivernacle.d) Disminució de l’efecte d’hivernacle.

63. ●● En un informe de l’Agència de l’EnergiaNuclear i l’Organització per a la Cooperació i el Desenvolupament Econòmic es defineixl’energia nuclear com una «energia neta». Aquest informe sosté que les plantes nuclears en funcionament eviten l’emissió de 1.200 milions de tones anuals de diòxid de carboni a l’atmosfera, que es generarien si s’utilitzessincombustibles fòssils. Explica en què es basaaquesta conclusió.

64. ●● Actualment a Espanya hi ha nou centralsnuclears en funcionament, i s’ha paralitzat la construcció de noves centrals. Indica dosavantatges i dos inconvenients de les centralsnuclears.

65. ●● Assenyala alguns exemples detransformacions energètiques que facis a casa teva a partir de l’energia elèctrica.

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

Energiapotencial

de l’aigua.

Energia química del

combustible.

Energiamecànica del vent.

Energia de fissió.

Energia cinèticade l’aigua.

Producció devapor d’aigua.

Moviment de les pales.

Producció devapor d’aigua.

Rotació de la turbina.

Rotació de la turbina.

Rotacióde la turbina.

Rotació de la turbina.

Energia cinèticaal generador.

Energia cinèticaal generador.

Energia cinèticaal generador.

Energia cinèticaal generador.

Energiaelèctrica.

Energiaelèctrica.

Energiaelèctrica.

Energiaelèctrica.

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 201

CaracterístiquesEntre les característiques de l’energia destaquen:

– Es pot emmagatzemar. – Es pot transportar – Es pot transformar.

– Es transfereix. – Es degrada. – Es conserva.

202

ResumÉs una magnitud física que associem amb la capacitat que tenen els cossos de produircanvis en ells mateixos o en altres cossos. En el sistema internacional es mesura en joules (J).

L’E

NE

RG

IA

66. Posa un exemple de les diferents formes de presentació de l’energia.

67. Completa el resum indicant els avantatges i els inconvenients de cadascuna de les fonts renovables d’energia.

68. Fes un quadre en què indiquis les fonts d’energia que emeten diòxid de carboni i les que no.

ACTIVITATS

Formes de presentació

• Energia mecànica. És la suma de dues energies:

– Cinètica: la tenen els cossos en moviment.

– Potencial: la que té un cos a una certa altura sobre terra.

• Energia elèctrica, causada pel moviment ordenat de partículescarregades elèctricament.

• Energia interna, com la que tenen els cossos a causa del movimentde les seves molècules o àtoms.

• Energia electromagnètica, com la que tenen les radiacionslluminoses i les ones de ràdio i televisió.

• Energia química, que es presenta en les reaccions químiques.

• Energia tèrmica, causada pel moviment de les partícules.

Fonts d’energia

Una font d’energia és qualsevol medi natural o artificial del qualpodem extraure algun tipus d’energia i després utilitzar-la.

Segons la disponibilitat que presentin, les podem classificar en:

• Fonts no renovables d’energia. N’hi ha en quantitats limitades, de manera que s’exhaureixen a mesura que es van utilitzant. Són el carbó, el petroli, el gas natural i l’urani.

• Fonts renovables d’energia. N’hi ha en quantitats il·limitades, de manera que no s’exhaureixen.

Fontsrenovables

• Hidràulica. S’obté a partir de l’aigua. A les centralshidroelèctriques es transforma en energia elèctrica.

• Solar. Arriba a la Terra com a radiació electromagnètica procedentdel Sol. Es pot utilitzar per via tèrmica o fotovoltaica.

• Eòlica. Produïda pel vent. Es capta a través d’aerogeneradors, que transformen aquesta energia en energia elèctrica.

• Biomassa. S’obté a partir de matèria orgànica.

• Geotèrmica. Prové de la calor interna de la Terra.

• Mareomotriu. S’obté a partir de la dinàmica marina.

Fonts d’energia Emeten diòxid de carboni a l’atmosfera No emeten diòxid de carboni a l’atmosfera

No renovables

Renovables

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 202

La tecnologia primitiva

EL RACÓ DE LA LECTURA

Vers l’any 3500 aC es va inven-tar la roda (probablement en unprincipi per al torn, com a mitjàper modelar el fang). Al cap d’unsquants segles (segurament pels voltsde l’any 3000 aC), les rodes es vanposar sobre trineus, que eren difí-cils d’arrossegar i ara podien rodarfàcilment. Les rodes no van ser unafont directa d’energia, però van ferpossible que es gastés molta menysenergia en vèncer la fricció.Així mateix, cap a aquesta èpocaels primitius rais o piragües es vancomençar a utilitzar per permetreque l’energia de l’aigua correnttransportés càrregues. Potser cap al2000 aC es van començar a utilit-zar veles per captar el vent, de ma-nera que els moviments de l’aire vanaccelerar el transport i fins i tot po-dien forçar el vaixell a moure’s con-tra la força dels lents corrents. Capa l’any 1000 aC, els fenicis van sol-car ja tota l’extensió del mar Me-diterrani amb les seves naus.Més o menys cap al 50 aC, els ro-mans van començar a utilitzar lasínia. Un corrent ràpid d’aigua po-dia fer girar una roda, que al seutorn feia girar altres rodes que feienuna tasca: moldre gra, aixafar me-nes, bombar aigua, etc. Els molinsde vent van entrar en ús en aquesttemps: uns mecanismes en què elscorrents d’aire, en lloc dels d’aigua,

movien la roda. (Els corrents rà-pids d’aigua són rars, però de ventn’hi ha a tot arreu.) En els tempsmedievals, els molins de vent vanconstituir una font important d’e-nergia a l’Europa occidental. Aixímateix, va ser en l’època medievalque els éssers humans van co-mençar a cremar unes pedres ne-gres anomenades carbó en unsforns metal·lúrgics, a usar l’ener-gia magnètica per a les brúixolesdels vaixells (que arribat el momentvan fer possibles els llargs viatgesd’exploració) i l’ús de l’energia quí-mica per a la guerra.El primer ús de l’energia químicaper a la destrucció (més enllà delsimple ús de fletxes incendiàries) vatenir lloc cap a l’any 670 dC, quanun alquimista siri anomenat Cal·lí-nic es creu que va inventar el focgrec, una primitiva bomba incen-diària composta de sofre i nafta, quees creu que va tenir el mèrit de sal-var Constantinoble del primer set-ge dels musulmans l’any 673.

ISAAC ASIMOV,Introducción a la Ciencia.

Ediciones Orbis, S. A.(text adaptat)

Isaac Asimov va néixer a Rússiael 2 de gener de 1920. Quan en-cara era un nen, va emigrar alsEstats Units amb la seva família,

que es va establir a Nova York. Elseu pare va obrir-hi una petitabotiga on venia diaris, entre al-tres articles. Allà, Isaac va iniciarla seva afició per la lectura. Va es-criure el primer treball literariquan només tenia catorze anysi va ser publicat en una revista del’escola. Després de graduar-se,va ingressar a la Universitat deColumbia per cursar la carrerade química. La seva passió pelstemes relacionats amb la ciència-ficció el va animar a dedicar-se a

la literatura. Durant aquests anys,tots els seus relats estaven plensde robots i altres personatges queprotagonitzaven històries fantàs-tiques. El devessall d’imaginacióel va fer mereixedor de diversospremis, com el premi Hugo i elNébula. A més, va ser nomenatcatorze vegades doctor honoriscausa. Asimov no tan sols vaabordar la ciència-ficció i la di-vulgació de temes científics, sinóque també va tractar temes histò-rics i infantils. Va morir el 1992.

Llibres:Los propios dioses

ISAAC ASIMOV. Ed. Plaza & JanesNovel·la de ciència-ficció que tracta sobre universos pa-ral·lels i fonts inesgotables d’energia.

L’invent més gran del segle vintAVEL·LÍ ARTÍS-GENER. Ed. BarcanovaNovel·la d’aventures i ciencia-ficció sobre l’ecologia i l’e-nergia.

Fred negreMARTÍ MASFERRER. Ed. Empúries Novel·la, escrita en forma de biografia d’una jove científica,que fa referència al perill nuclear.

En pantalla:Fonts d'energia. Energies renovables. VHS. CHARLESBAIN. Ed. TibidaboInformació sobre recursos energètics, fonts d'energia, trans-formació de l’energia i nous sistemes d'utilització de l'ener-gia.

En la xarxa:

http://www.iesmontilivi.net/2ESO-Energia/Interessant pàgina web sobre els diferents tipus d’energiafeta per alumnes de 2n d’ESO.

http://www.icaen.net/Pàgina web de l’Institut Català de l’Energia.

NO T’HO PERDIS

203

69. De quines formes s’ha utilitzat l’aigua per obtenirenergia?

70. Quina idea vol transmetre Isaac Asimov a travésdel text?

71. Si haguessis de moure les màquines d’una fàbrica, quina energia barata i poccontaminant utilitzaries? Per què?

72. En l’actualitat també aprofitem l’aigua i el vent per obtenir energia. Quina és aquesta energia?

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

833921 _ 0184-0203.qxd 25/1/08 16:56 Página 203

La calor i la temperatura

En aquesta unitat...

• Distingiràs entre calor i temperatura.

• Comprovaràs la poca fiabilitat del sentitdel tacte respecte de les sensacionstèrmiques.

• Interpretaràs diferents efectes de la calor.

• Aprendràs a mesurar la temperaturaamb diferents escales termomètriques.

• Identificaràs les maneres de propagar-se de la calor.

• Diferenciaràs materials per la capacitatde conduir la calor.

• Faràs experiments senzills sobre la dilatació dels cossos i n’interpretaràsels resultats.

PLA DE TREBALL

L’alquimista, obra deDavid Teniers, el Jove.

11833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 204

1. Per què és important controlar la temperaturadurant alguns experiments?

2. És el mateix temperatura que calor?

3. Què és un termòmetre? Per a què serveix?Com pot ajudar un termòmetre a regular la temperatura?

4. Si toques dos objectes, un de fusta i un altrede metall, tots dos a 25 ºC de temperatura,quin sembla que està més calent?

RECORDA I RESPON

Busca la respostaQuè és una escala termomètrica? Quines són les més utilitzades?

En el segle XVIII els científics ja coneixien bé laimportància que tenia la temperatura en els ex-periments que feien, però encara no s’havia in-ventat el termòmetre, i això en dificultava el con-trol. Generalment, la regulació de la temperaturaes feia utilitzant diferents fonts de calor, segons lanecessitat.

Una de les descripcions més detallades sobreaquestes fonts de calor i les seves característiquesés la que va escriure Martino Rulando, gran al-quimista i metge del rei Rodolf II d’Habsburg, queva detallar fins a tretze fonts diferents, entre lesquals destaquen les següents:

– Ignis seu calor fimi equini. Calor produïda pelsfems de cavall. S’havien de recollir acabats defer i amarats d’orina del mateix animal. Produïapoca calor.

– Ignis seu calor aeris. Calor produïda per una fontque escalfava l’aire d’una habitació. El qualifi-cava com a «tou».

– Ignis seu calor lampadis. Calor produïda pel focdirecte d’espelmes enceses. La «força» d’aquestacalor depenia de la quantitat d’espelmes.

– Ignis seu balnei Maris. Calor produïda al banymaria. Es tractava d’una calor «forta».

– Ignis seu balnei cinerum. Calor produïda per cen-dres. Era una calor «po-tent».

– Ignis nudus. Calor pro-duïda per foc directe so-bre un objecte.

– Ignis reverberatorius. Ca-lor produïda en un forntancat.

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 205

206

Els conceptes de calor i temperatura

Calor i temperatura són dos termes que moltes vegades tendim a con-fondre. Així, parlem de calor quan volem referir-nos a la temperatura;i diem que un cos té calor, quan seria més correcte dir que es troba a unatemperatura determinada.

Aleshores, què és la calor?

Col·loquialment, quan parlem de «calor» ens referim a una sensació. Peròles sensacions no són iguals per a tothom. Així, si diem que en una habi-tació «fa calor», és possible que algú no ho senti igual.

En canvi, si diem que la temperatura d’una habitació és de 18 ºC, ens potsemblar una temperatura alta o baixa, però aquesta dada és independentde la sensació que tingui cadascú.

La calor és energia tèrmica que passa d’un cos a un altre. Això signifi-ca que els cossos cedeixen o guanyen calor, però que no en tenen.

Si introduïm un tros de ferro a 80 ºC en un cassó amb aigua a 15 ºC, elferro es refredarà i l’aigua s’escalfarà. La calor haurà passat del ferro, queestava a més temperatura, a l’aigua, que estava a menys temperatura.Aquesta transferència de calor es fa fins que totes dues temperatures s’ i-gualen, aleshores s’assoleix l’equilibri tèrmic.

La mesura de la calor

La calor és una «energia en trànsit», de manera que les seves unitats demesura són les mateixes que les de l’energia. En el sistema internacio-nal, la unitat de calor és el joule (J).

Ara bé, sovint s’utilitza com a unitat de mesura de la calor la caloria(cal). Un joule equival a 0,24 calories.

1 J = 0,24 cal

La calor és l’energia que es transfereix d’un cos a un altre, quan estan en contacte i a una temperatura diferent.

1

1. En física, és correcte dir que un radiador encès té calor?

2. Explica científicament què passa si en un cassó amb aigua a 10 ºCintroduïm una patata bullida que està a 70 ºC.

3. Què significa que dos cossos han assolit l’equilibri tèrmic?

4. La calor es considera una «energia en trànsit». Què significa aquesta expressió i per què s’aplica a la calor?

5. Sovint s’utilitza el quilojoule com a unitat de calor. A quants joules correspon? Calcula a quantes calories equival 1 kJ.

ACTIVITATS

Quan ens serveixen una beguda calenta, a mesura que passa el temps es va refredant.Hi ha una transferència de calor, que s’aturaquan la beguda assoleix la mateixatemperatura que l’ambient.

Quan diem que un objecte «està calent» no significa que té molta calor, sinó que téuna temperatura molt elevada.

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 206

207

Temperatura i energia interna

Totes les substàncies estan formades per partícules, que es mouen cons-tantment de manera desordenada, amb més o menys intensitat. Aquestmoviment s’anomena agitació tèrmica.

A causa d’aquesta agitació, cada partícula posseeix energia cinètica. Lasuma de les energies cinètiques de totes les partícules d’un cos s’ano-mena energia interna.

Així, quan es diu que un cos es troba a més temperatura que un altre, elque s’ indica és que les seves partícules es mouen més de pressa.

Si escalfem de la mateixa manera i durant el mateix temps dos recipientsamb quantitats diferents d’aigua, que es trobin a la mateixa temperatu-ra inicial, comprovarem que el recipient amb menys aigua assoleix unatemperatura més alta.

Encara que tots dos recipients hagin rebut la mateixa calor, la variacióde temperatura serà diferent, depenent de la quantitat d’aigua.

Per tant, l’augment de temperatura d’un cos és més gran com més ca-lor s’hi subministra i com més petita és la quantitat de matèria (nombrede partícules) d’aquest cos.

Què anomenem calent i fred?

En un mateix ambient, diferents persones poden experimentar sensa-cions tèrmiques diferents, ja que les nocions de «calent» i «fred» depe-nen de les sensacions que ens proporcionen els sentits.

Així, quan diem que un cos està fred és perquè la seva temperatura ésmés baixa que la nostra, mentre que el sentim calent quan la seva tem-peratura és més alta. Per il·lustrar-ho, podem fer l’experiència següent:amb l’ajuda d’un termòmetre, col·loquem tres recipients amb aigua a di-ferent temperatura, el de l’esquerra a 0 ºC, el del mig a 10 ºC i el de ladreta a 25 ºC.

A continuació, introduïm durant uns minuts la mà esquerra en el reci-pient de l’aigua més freda i la dreta en el de l’aigua més calenta. Tot se-guit, posem les dues mans en el recipient del centre.

Amb la mà esquerra notarem l’aigua més calenta que amb la mà dreta,ja que la sensació tèrmica depèn de les condicions en què es trobava ca-da mà anteriorment.

La temperatura d’un cos mesura la quantitat d’energia interna que té.

6. Què és l’energia interna?

7. Sovint se sent a dir que els objectes calents, com un radiador,desprenen calor, i els objectes freds, com el gel, desprenen fred. És certa, aquesta afirmació?

ACTIVITATS

Quan un cos rep energia en forma de calor,augmenta la velocitat amb què es mouen les seves partícules (A). Aquest augmentserà més gran com més calor rebi (B), o com més petit sigui el nombre de partículesque formen el cos (C).

100 ºC 600 ºC

100 ºC 1200 ºC

100 ºC 900 ºC

A

B

C

Flama més intensa que en A

Barra més fina que en A

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 207

208

Els efectes de la calor sobre els cossos

Quan se subministra calor a un cos, augmenta el moviment de les par-tícules que el formen, l’energia cinètica de cadascuna i, per tant, l’ener-gia interna i, conseqüentment, la temperatura.

Aquesta és, principalment, la causa que els cossos variïn de mida o can-viïn d’estat.

Dilatació i contracció

Quan un cos s’escalfa, les partícules que el componen es mouen més depressa, ocupen més espai, i això fa que n’augmenti el volum (dilatació).Si el cos cedeix calor, passa el contrari: les seves partícules es mouenmenys, es refreda i en disminueix el volum (contracció). Tanmateix, hiha excepcions a aquesta norma general, com ara el cas de la dilatació anò-mala de l’aigua, ja que quan es gela n’ incrementa el volum.

Tots els cossos, siguin sòlids, líquids o gasos, varien de volum quan in-tercanvien calor amb un altre cos.

La dilatació depèn de la naturalesa i l’estat de les substàncies. En general,els gasos es dilaten més que els líquids i aquests més que els sòlids, en-cara que entre els líquids i els sòlids hi ha excepcions.

La dilatació pot ser la causa de grans canvis en els cossos. Per exemple, ladilatació d’un pont pot fer que augmenti diversos centímetres la longitud.Per evitar que aquest tipus de variacions n’afectin la funcionalitat, esdeixen separacions en diferents parts del pont, que s’anomenen juntesde dilatació.

La dilatació és l’augment de volum que experimenta un cos quanrep energia en forma de calor.

2

8. Per a què serveixen les juntesde dilatació d’un pont?

9. Per què creus que es trenca un got de vidre si se li tira aiguamolt calenta?

10. Quan és més fàcil treure’ns unanell metàl·lic del dit, quan fafred o quan fa calor?

ACTIVITATS

Sòlids Líquids Gasos

Els sòlids són els que es dilaten menys, ja que les seves partícules estan unidesmolt estretament.Els rails de ferrocarril estan separats perquè puguin dilatar-se sense dificultatquan fa calor. En cas contrari, es deformarien.

Les partícules que formen els líquids estanunides entre si de manera més feble que els sòlids. Per això, la seva energia internavaria més amb la temperatura i es dilatenmés. La dilatació del mercuri en augmentarla temperatura s’utilitza per construirtermòmetres.

En els gasos, les partícules que els formenestan molt separades les unes de les altres i es mouen lliurement a gran velocitat, de manera que es dilaten molt quans’escalfen. Un globus augmenta de midaquan s’escalfa, perquè l’aire que conté a l’interior es dilata molt.

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 208

Canvis d’estat

Gairebé totes les substàncies poden existir en els tres estats de la matè-ria: sòlid, líquid i gasós. Si una substància modifica el seu estat, es pro-dueix un canvi d’estat.

L’ estat en què es troba un cos depèn sobretot de la pressió a què estàsotmès i de la temperatura. Per canviar l’estat s’ha de modificar una d’a-questes variables, o totes dues.

Els canvis d’estat poden ser:

• Progressius. Si tenen lloc subministrant calor a un cos,com la fusió, la vaporització i la sublimació.

• Regressius. Si es fan amb despreniment de calor delcos, com la condensació, la solidificació i la sublimacióregressiva.

En elevar la temperatura d’una substància sòlida, aug-menta l’agitació de les seves partícules. Si la continuemescalfant, arribarà un moment en què les partícules esmouran tant que passarà a líquid (fusió). I si l’escalfa-ment encara és més gran, les partícules es mouran mési la substància arribarà a passar a gas (vaporit-zació).

Per contra, en refredar una substànciagasosa, disminueix l’agitació de les par-tícules i acaba passant a estat líquid(condensació). Si la continuem refre-dant, les partícules es mouran encaramés lentament i assolirà l’estat sòlid (so-lidificació).

Alguns sòlids, com la naftalina, podenpassar directament de sòlid a gas (subli-mació) o de gas a sòlid (sublimació re-gressiva).

Temperatures de fusió i d’ebullició

Mentre té lloc un canvi d’estat, la temperatura del cos no varia, encaraque hi aportem o en traguem calor. Aquesta energia s’aplica a desfer oformar les unions entre les partícules per passar al nou estat.

La temperatura a què una substància sòlida es fon, i passa a l’estat líquid,s’anomena temperatura de fusió.

La temperatura a què una substància bull, i passa de l’estat líquid algasós, s’anomena temperatura d’ebullició.

Totes dues temperatures són característiques de cada substància.

Un canvi d’estat és una modificació en l’estat en què esdisposen les partícules que constitueixen una substància.

209

11. Explica per què un sòlid passaa l’estat líquid en escalfar-lo.

12. En escalfar aigua, quancomença a bullir, la temperatura es mantéconstant en uns 100 ºC, encaraque continuem escalfant-la.Què passa amb la calor que hi aportem?

ACTIVITATS

Canvis progressius

Vaporització

Condensació

Fusi

ó

Solid

ifica

ció

Sublimació

Sublimació

regressiva

Sòlid

Gas

LíquidCanvis regressius

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 209

210

La mesura de la temperatura

La temperatura es pot mesurar utilitzant diferents escales termomè-triques. La graduació d’aquestes escales es fa a partir d’uns punts de re-ferència que són constants.

Els punts de referència més utilitzats són les temperatures corresponentsa canvis d’estat de diverses substàncies, que són fixes sempre que el can-vi d’estat tingui lloc en les mateixes condicions de pressió. Per exemple,els punts de fusió i ebullició de l’aigua s’utilitzen a la pressió d’una at-mosfera.

Un cop establerts els punts de referència, la distància que els separa esdivideix en parts iguals, de manera que s’obté l’escala termomètricacorresponent.

Hi ha tres escales termomètriques bàsiques, que utilitzen diferentspunts de referència: Celsius, Fahrenheit i Kelvin.

Escala Celsius (ºC)

És l’escala més utilitzada en la majoria de països. Mesura la tempera-tura en graus Celsius (ºC). Els punts de referència corresponen a la temperatura de fusió de l’aigua, a la qual es dóna el valor de 0 ºC, i a la temperatura d’ebullició de l’aigua, a la qual es dóna el valor de 100 ºC.L’ interval entre aquests valors es divideix en 100 parts iguals, i cadadivisió correspon a 1 ºC.

Es tracta d’una escala centígrada, ja que s’estableixen 100 divisions en-tre els punts de referència.

Les temperatures inferiors a zero graus es designen amb nombres ne-gatius i s’anomenen temperatures sota zero.

Escala Fahrenheit (ºF)

En aquesta escala la temperatura es mesura en graus Fahrenheit (ºF).La temperatura de fusió de l’aigua en aquesta escala correspon a 32 ºFi la d’ebullició, a 212 ºF. Entre aquests dos punts s’estableixen 180 divi-sions, de manera que no és centígrada. Cada divisió correspon a 1 ºF.

Per transformar els ºC en ºF, o a l’ inrevés, s’utilitzen les relacions se-güents:

Escala absoluta o Kelvin (K)

És l’escala més utilitzada en l’àmbit científic. S’assignen els valors 273 Kal punt de fusió de l’aigua i 373 K al punt d’ebullició. L’ interval entreaquests valors es divideix en 100 parts iguals i cadascuna equival a 1 K.Es tracta, doncs, d’una escala centígrada.

És la unitat de temperatura en el sistema internacional. Per transfor-mar els ºC en K, o a l’ inrevés, s’utilitzen les relacions següents:

TK � TC � 273 TC � TK � 273

3

13. Què són els punts de referènciad’una escala termomètrica?Quins són els punts fixos que solen utilitzar-se per graduar un termòmetre?

14. La temperatura normal del coshumà és de 37 ºC; expressa-laen K i en ºF.

15. Si en fer una experiènciaobservem que la temperaturad’un cos augmenta 1 ºC,podem dir que també augmenta 1 ºF? I un K?

ACTIVITATS

Comparació entre les escales Celsius,Fahrenheit i Kelvin.

TF � TC �329

5TC �

5�(TF � 32)

9

212200

100 373

ºF ºC K

100

32

0

80

60

40

20

0

353

333

313

293

273

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 210

211

El termòmetre

Per mesurar la temperatura s’utilitza el termòmetre. El funcionament d’a-quest aparell es basa en l’efecte que provoca la variació de temperaturaen alguna característica d’un cos, per exemple, la variació de volum d’unlíquid, la pressió d’un gas, la resistència elèctrica d’un conductor, etc.

Els termòmetres més habituals es basen en la dilatació o la contraccióque experimenta un líquid contingut al seu interior. Els líquids més uti-litzats són el mercuri o l’alcohol acolorit.

Termòmetre de mercuri

El mercuri és un metall líquid a temperatura ambient, que condueixbé la calor, bull a 357 ºC i es fon a –39 ºC.

Un termòmetre de mercuri consta d’un dipòsit que conté el metall lí-quid, i d’un tub de vidre de parets primes per on es desplaça el metallen variar la temperatura.

Quan el termòmetre entra en contacte amb un cos i aquest li cedeixcalor, el mercuri es dilata, i assoleix una longitud més gran en el tub gra-duat.

4

16. Per què s’utilitza mercuri en els termòmetres i no aigua,que és un líquid molt mésbarat?

ACTIVITATS

Construeix un termòmetre

Necessites una ampolla de vidre amb tap, plastilina,aigua, alcohol, colorant i una palla de refresc. Fes un petitforat al tap, de manera que hi pugui entrar una palla.Barreja aigua i alcohol a parts iguals i omple un quart de l’ampolla amb la barreja. Afegeix-hi unes gotes decolorant alimentari per donar-hi color. Enrosca el tap isegella’l amb plastilina perquè no hi entri ni en surti aire.L’única part en contacte amb l’exterior ha de ser la palla.

Prova el termòmetre: agafa l’ampolla amb les mansdurant cinc minuts. Què passa? Ara col·loca-la en un recipient amb aigua freda. Què passa? Finalment,introdueix el termòmetre en un recipient amb aiguacalenta. Què passa?

A FONS

El termòmetre clínic s’utilitza per mesurar la temperaturacorporal. Un estrenyiment a la part inferior impedeix

que el mercuri torni al dipòsit després de dilatar-se. La lectura roman fixa encara que no estigui en contacte amb el cos. N’hi ha prou d’agitar suaument el termòmetreperquè baixi.

A causa del risc de trencament i de la toxicitat del mercuri,s’utilitza cada cop menys. Actualment, és més freqüent l’ús del termòmetre clínic digital, que és més segur.

Els termòmetres d’alcohol són útils permesurar temperatures molt baixes, per aixòs’utilitzen per mesurar la temperaturaatmosfèrica.

Colorant

Plastilina

Aigua

Ampollade vidreamb tap

Alcohol

Palla de refresc

Mercuri

Alcoholacolorit

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 211

212

La propagació de la calor

La calor pot passar d’un cos a un altre, o transmetre’s d’un punt a un al-tre dins d’un mateix cos, de tres maneres diferents: per conducció, perconvecció o per radiació.

Encara que aquestes tres formes poden tenir lloc de manera simultània,normalment n’hi ha una que predomina sobre les altres dues.

Conducció

Si subjectem amb la mà l’extrem d’una barreta de me-tall i acostem l’altre extrem a la flama d’un cremador, alcap de poc temps augmentarà gradualment la tempe-ratura de l’extrem que sostenim. La calor es propaga através de les partícules de la barreta per conducció.

Aquest fenomen és degut al fet que les partícules de labarreta estan exposades a la calor, eleven la seva ener-gia cinètica i intensifiquen el moviment. Aquest movi-ment es transmet a les partícules veïnes, que augmen-ten de temperatura i el transmeten, al seu torn, a lescontigües.

Convecció

Quan s’escalfa un líquid o un gas, les seves partícules adquireixen mésenergia, es mouen més ràpidament i se separen. A causa d’aquest pro-

cés, té lloc un augment de volum de la substància i les partí-cules amb més temperatura tendeixen a pujar.

Quan s’escalfa un líquid o un gas per la part inferior,augmenta la temperatura d’aquesta zona, i les par-tícules de sota tendeixen a pujar. L’espai que deixenaquestes partícules és ocupat per unes altres de lacapa superior, que estan a menys temperatura, i ten-deixen a baixar. Aquestes darreres, en posar-se encontacte amb la font de calor, augmenten la tem-peratura i tornen a pujar. Així es produeix una cir-culació de les partícules del líquid o del gas que pro-voca corrents, anomenats corrents de convecció.

Els corrents de convecció expliquen fenòmens comara la formació dels núvols, els vents o els correntsmarins.

La convecció és el mecanisme mitjançant el qual es propaga la calor en els fluids, com els líquids i els gasos.

La conducció és el mecanisme mitjançant el qual es propaga la calor a través dels sòlids.

5

Sentit de propagació de la calor per conducció

Partícules del sòlid

Partícules del gas

Partículesdel líquid

Correntsde convecció

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 212

213

Radiació

D’aquesta manera, la calor es pot transmetre en el buit. Per exemple,és com arriba a la Terra la calor del Sol.

Tots els cossos emeten i absorbeixen calor en forma de radiació. En ge-neral, com més alta és la temperatura d’un cos, més gran és també l’e-nergia radiant emesa.

No tots els cossos tenen el mateix poder d’absorció de radiacions.

La radiació és el mecanisme de transmissió de calor que té llocsense que hi participi un medi material.

17. En la conducció de calor d’un cos, les seves partícules es desplacen? Quin tipus de moviment experimenten?

18. Per mitjà de quins mecanismes ens proporciona calor una tassa de llet calenta que tenim entre les mans?

ACTIVITATS

Com funciona un hivernacle?

Un hivernacle és una construcció de vidre o plàstic en la quales conreen plantes durant tot l’any, a una temperatura més alta que la de l’exterior.

La radiació del Sol travessa les parets transparents de vidre de l’hivernacle. Com a conseqüència, les plantes i la terra del’interior s’escalfen per efecte de la radiació solar. Els objectesescalfats per la llum solar cedeixen de nou aquesta calor en forma de nova radiació. Aquesta radiació rebota en el recobriment i no s’escapa a l’exterior. Com a conseqüència,es produeix un augment de la temperatura de l’interior.

Aquest «efecte d’hivernacle» també es dóna en l’atmosfera, a causa principalment del CO2, que reté una part de les radiacions que, si no existís, s’escaparien a l’espai.

Els hivernacles disposen de sistemes de ventilació que permeten la sortida de part de l’aire calent. Per què creus que s’instal·len?

A FONS

Quan un cos està prou calent, pot arribar a emetre radicació visible. Per això, en escalfarun metall, si al principi hi acostem la mà,notarem la calor. Si l’escalfem més, es posa vermell, perquè emet energia en forma de llum vermella. Barres de ferro roent.

Radiació solar

La llum solar travessa les parets de l’hivernaclei escalfa les plantes i la terra.

La radiació emesa per les plantes i la terra rebota als vidres i escalfa l’interior de l’hivernacle.

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 213

214

Conductors i aïllants tèrmics

Si toquem amb una mà la fusta d’un martell i amb l’altra la partmetàl·lica, tindrem la sensació que la primera està més calenta que lasegona. Ara bé, si amb un termòmetre mesurem la temperatura de to-tes dues parts, podrem comprovar que es troben a la mateixa tempe-ratura.

La diferent capacitat de les substàncies per conduir la calor permet dis-tingir dos tipus de materials: conductors i aïllants tèrmics.

Conductors tèrmics

Són materials que condueixen bé la calor d’un punt a un altre. En ge-neral, tots els metalls, com l’or, la plata, el ferro, etc. són bons conduc-tors de la calor.

Els materials conductors provoquen sensacions de fred o calor en tocar-los, ja que en aquests materials l’ intercanvi d’energia té lloc a gran ve-locitat.

Aïllants tèrmics

Són materials que no condueixen bé la calor. Solen ser porosos o fibro-sos, amb aire a l’ interior, com la fusta o el plàstic.

L’aire és un bon aïllant. Això explica l’eficàcia que tenen, per exemple,la roba de llana i les finestres amb vidre doble per evitar la transmissióde calor produïda per conducció.

Els teixits del cos són bons aïllants, per això, l’ interior del nostre orga-nisme es pot mantenir calent a una temperatura constant de 36,5 ºC,fins i tot en un ambient fred.

6

19. Segons la capacitat de conduirla calor, quin tipus desubstància és el plàstic?

20. Per què en zones fredes escol·loquen finestres de vidredoble a les cases?

21. Busca en els conceptes clau elsignificat de conductor tèrmic id’aïllant tèrmic.

ACTIVITATS

Les finestres de vidre doble, amb cambrad’aire, aïllen bé i eviten les pèrdues de calor,al contrari del que passa amb les de vidresenzill. Això és degut al fet que l’aire és moltmal conductor de la calor.

Dóna calor, la roba d’abric?

Solem pensar que un jersei de llana o una manta «ens donencalor» i així ens protegeixen del fred. Ara bé, els cossos nocontenen calor, per tant, podem dir que donen calor les peces d’abric?

Realment el que passa és que aquestes peces mantenen una capa d’aire entre la superfície del nostre cos i el teixit que ens aïlla tèrmicament de l’exterior.

Així, encara que la roba d’abric provoca una sensaciód’escalfament de l’organisme, en realitat l’únic que fa és aïllar-nos de l’exterior i evitar que el nostre cos cedeixi calor a l’ambient, que es troba a una temperatura més baixa.

Si tapem un glaçó amb una manta, i en deixem un altre fora, quin dels dos es fondrà abans?

A FONS

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 214

215

La pell com a òrgan de percepció de la calor

La pell constitueix la superfície de contacte entre l’organisme i el mediambient. A l’ interior conté una gran varietat de receptors sensorialsper mitjà dels quals percebem sensacions, com ara variacions de tem-peratura, pressió, dolor, etc.

Els receptors encarregats de detectar canvis sobtats de temperatura, tantde baixada com d’augment, s’anomenen termoreceptors.

Aquests receptors es distribueixen per la superfície corporal de maneradiscontínua i no uniformement. Per exemple, la calor s’aprecia millor ales galtes que als palmells de les mans o les plantes dels peus.

Així mateix, s’adapten durant els estímuls de llarga durada. Això es potobservar fàcilment introduint una mà en aigua freda i després en aiguacalenta. Al principi, la sensació de canvi de temperatura és molt acusa-da, però al cap d’una estona els receptors s’hi adapten i la sensació tèr-mica desapareix.

Hi ha dos tipus de termoreceptors:

• Els corpuscles de Ruffini. Detecten sensacions de calor. Es troben ala zona profunda de la pell i són estimulats per temperatures supe-riors a la del cos. Abunden a la cara.

• Els corpuscles de Krause. Detecten sensacions de fred. Es troben ala zona profunda de la pell i són més abundants que els de Ruffini,n’hi ha uns 260.000 estesos per tot el cos, per això les persones sónmés sensibles al fred que a la calor. Abunden a l’esquena, una de leszones més sensibles al fred.

7

Els termoreceptors permeten detectar si la temperatura d’un objecte determinat ésmés gran o més petita que la del nostre cos, però no permeten saber-ne la temperatura ni tan sols aproximadament.

22. Com s’anomenen els receptorsde la pell que perceben canvisde temperatura?

23. Quines diferències hi ha entreels corpuscles de Ruffini i els de Krause?

24. Per què les persones som més sensibles al fred que a la calor?

ACTIVITATS

Estructura de la pell

Epidermis

Corpuscle de Krause

Corpuscle de Ruffini

Pèls

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 215

216

Adaptacions dels éssers vius a la temperatura

A FONS

L’activitat diària dels éssers vius està determinada en gran part per la temperatura del medi.

L’aigua absorbeix i desprèn molt lentament gransquantitats de calor. Per això, les oscil·lacions de temperatura són més petites en el medi aquàtic que en el terrestre.

En general, a les zones que es troben pocs graus sota zeroo per sobre dels 50 ºC hi solen viure pocs éssers vius.

Això és degut al fet que les temperatures baixesparalitzen les reaccions metabòliques i les altesdesnaturalitzen algunes molècules orgàniques.

Hi ha organismes euriterms, que toleren un marge de temperatures ampli, com els gossos, i organismes estenoterms, que necessiten unes condicions de temperatura molt concretes, com els pingüins.

Els animals de climes càlids tenenapèndixs grossos amb un gran nombrede vasos sanguinis, fet que permet el refredament de la sang.

Els animals homeoterms produeixencontínuament calor a causa de la degradació dels aliments que consumeixen.

Quan la temperatura del medi on viuenvaria en gran manera, alguns animalss’hi adapten passant a una fase de letargia.

Quan l’aigua s’evapora, consumeix una gran quantitat de calor, fet que proporciona un efecterefrigerant.

Els animals poiquiloterms, com els rèptils, s’aïllen del fred amagant-sesota terra o en refugis. Solen ser mésactius a l’estiu.

L’agrupació d’animals disminueix la relaciósuperfície/volum i, per tant, evita la pèrduade calor; això permet la supervivència en climes molt freds.

Les plantes de climes freds tenen formes arrodonides i poca alçada. Així perden el mínim de calor possible.

Els arbres anomenats de fulla caduca es queden sense fulles durant els mesos d’hivern; això evita que perdin energia.

Els cactus estan adaptats a climescàlids. Les seves tiges acumulen aigua, i les fulles són espines, fet quedisminueix la transpiració.

833921 _ 0204-0221.qxd 1/2/08 16:06 Página 216

217

Ciència a l’abastInterpretació de resultats. La dilatació dels cossos

La majoria de substàncies experimenten una dilatacióquan se n’incrementa la temperatura. Una de les poques excepcions és l’aigua, que ocupamés volum en estat sòlid que en estat líquid.

L’aire, com gairebé tots els gasos, és molt sensible als canvis de temperatura i es dilata amb facilitat.Això és el que comprovarem per mitjà d’uns experiments senzills.

1. La contracció de l’aire en refredar-se. Agafem una ampolla de plàstic amb tap de rosca i la posem oberta a prop d’una font de calor.Podem posar-la al sol durant una estona, o a sobre d’un radiador. Quan estigui ben calenta, la tapem.Com que l’aire de l’interior està calent, està dilatat.

A continuació, introduïm l’ampolla a la nevera o, encara millor, al congelador, i esperem entrequinze minuts i una hora (depèn de la temperatura a què estigui la nevera). Quan traguem l’ampolla veurem que estàaixafada, ja que l’aire de l’interior s’ha contret.

2. La dilatació de l’aire en escalfar-se. Necessitemun recipient de vidre resistent al foc, que puguemtapar amb un tap de suro (l’ideal és un matràsd’Erlenmeyer o un tub d’assaig).

L’introduïm destapat a la nevera i, quan estiguifred, hi posem el tap de suro i l’escalfem a focmolt suau, perquè augmenti de temperaturalentament. En dilatar-se l’aire a l’interior, intentaocupar més volum i acaba empenyent el suro, que surt desprès.

3. Interpretem els resultats. L’aire es contrau en refredar-se i es dilata en escalfar-se, però en aquests experiments s’ha posat de manifestalguna cosa més: a l’ampolla de plàstic queposem a la nevera, l’aire es contrau, exerceixmenys pressió des de dins de l’ampolla i la pressió atmosfèrica l’aixafa, fins que les pressions s’igualen dins i fora de l’ampolla.

En el matràs d’Erlenmeyer que hem escalfat, l’airees dilata i exerceix pressió sobre tota la superfícieinterna del recipient. Quan la pressió a l’interiorés més gran que la pressió atmosfèrica, el tap ésempès cap enfora i acaba saltant.

25. Imagina que tens un pot de vidre, com els de melmelada, ple d’aire calent. El tanques bé i el poses a la nevera fins que està fred. A l’interior del pot la pressió de l’aire serà més gran, més petita o igual que quan l’has tancat? Ara la tapa estarà més forta, menys, o igual que en el moment de tancar-la?

26. Imagina que tens dos pots de vidre idèntics. En destapes un en una habitació on fa molta calor (40 ºC), i el tornes a tapar. Fas el mateix amb l’altre a l’interior d’una cambra frigorífica on hi ha una temperatura de 2 ºC. Ara tens els dos pots a sobre de la teva taula. Tots dos contenen el mateix volum d’aire, però, tenen la mateixa quantitat d’aire dins? Si els pesessis amb una bàscula de precisió, quin pesaria més? Per què?

27. Si treus del congelador l’ampolla de plàstic, que està aixafada, i la poses en un recipient amb aigua molt calenta,què passarà? Descriu el que passa i interpreta els resultats.

ACTIVITATS

En refredar-se, l’aire es contrau i l’ampolla s’aixafa.

En escalfar-se, l’aire es dilata i fa saltar el tap.

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 217

218

28. ● Explica com es manifesta la calor en els fetssegüents.

a) Obrir la nevera.b) Deixar refredar una tassa de brou.

29. ●● Què té més temperatura, un plat de sopa calentao un bloc de glaç? Quin dels dos té més calor? Raonales respostes.

30. ●●● Indica si les afirmacions següents són certes o falses, i corregeix les que siguin falses.

a) La calor mesura la temperatura que pot cedir o absorbir un cos.

b) Els objectes no tenen calor, estan a una temperaturadeterminada.

c) La temperatura d’un objecte depèn de la quantitatde matèria que tingui.

d) Tots els objectes tenen temperatura.e) Si es posen en contacte dos objectes que estan

a una temperatura diferent, intercanvien calor.f) La calor mesura l’energia dels cossos.

31. ● Una barreta de ferro que es troba a 150 ºCs’introdueix en un recipient amb aigua a 25 ºC.

a) Quin tipus d’energia passa de la barreta metàl·lica a l’aigua?

b) Com s’anomena el procés de pas d’energia de la barreta a l’aigua?

c) Quin procés haurà tingut lloc al cap d’una estona?

32. ●● Hem de fer un viatge a Nova York i veiem a la premsa que la temperatura mitjana registrada els darrers dies és de 22 ºF. Quina mena de roba hem de posar a la maleta?

33. ● Els punts de fusió i ebullició de l’amoníac són,respectivament, 195 i 240 K. Expressa aquestestemperatures en l’escala Celsius.

34. ●● Ordena les temperatures següents de la més altaa la més baixa.

a) 22 ºC b) 200 K c) 200 ºF

35. ●● Quins dels efectes següents poden ser provocatsper la calor?

a) L’augment de volum d’una pilota de plàsticexposada al sol.

b) El desglaç d’un iceberg.c) L’evaporació de l’aigua d’un got.d) L’augment de longitud d’una cullera d’alumini.

Activitats36. ●● Fes a la llibreta un quadre amb els diferents

canvis d’estat i les característiques principals de cadascun.

37. ●●● Dipositem aigua en un motlle de paper de magdalenes. A continuació, l’escalfem amb un cremador d’alcohol fins que l’aigua comença a bullir. Enretirem el cremador abans que l’aigua del recipient s’exhaureixi totalment.Comprovem que el paper no s’ha cremat. Explica com és possible que l’aigua bulli i el paper no es cremi.

38. ●● És habitual que quan comprem un gelat o un pastís gelat ens el donin en una safata de porexpan. Quina creus que n’és la raó?

39. ● Per què els mànecs de les paelles i altres estris de cuina solen ser de plàstic o de fusta?

40. ●●● Entre uns quants companys de classe, recolliudeu glaçons de la mateixa mida, aproximadament. A continuació, emboliqueu-ne cinc amb una bufandade llana i uns altres cinc deixeu-los en un plat senseembolicar. Espereu uns minuts i comproveu què ha passat.

a) S’han fos tots els glaçons?b) Han tardat tots els glaçons la mateixa estona

a fondre’s?c) La bufanda de llana dóna calor als glaçons?d) Com expliques el que ha passat?

41. ●● En un experiment es van col·locar dos trossos de glaç de la mateixa mida, a una temperatura ambient de 17 ºC, en dos bols, un de fusta i un altre de metall. Quin tros de glaç creus que es va fondreprimer?

42. ●● Evaporar significa el mateix que vaporitzar? Raona la resposta.

A B

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 218

219

43. ●●● Amb un tros de paper usat elabora una espiral. Col·loca-li un fil i penja-la a sobre d’un radiador o d’una espelma encesa, procurant que la flama no toqui el paper.

a) Què observes?b) Quina explicació pots donar a aquest fet?c) Quin fenomen ha tingut lloc?

44. ● Si caminem descalços sobre un terra de pedrasentim més sensació de fred que si ho fem sobre una catifa i sobre parquet, que tenen una temperaturaidèntica a la del terra. A què creus que és degut?

45. ●● Per què creus que s’asseca abans la roba quan favent que quan no en fa?

46. ● Indica com es propaga la calor en els casossegüents.

a) En planxar amb una planxa de vapor.b) Un radiador escalfa una habitació.c) La llum d’una bombeta convencional.

47. ●●● Investiga què és un termòstat i en què es basael seu funcionament. En quins aparells s’utilitza?

48. ●● Assenyala el tram o els trams de la gràfica que corresponen al procés que s’indica.

a) La temperatura no varia.b) La temperatura augmenta.c) S’està produint un canvi d’estat.d) El líquid augmenta de temperatura.e) El gas augmenta de temperatura.

Fins quant pot augmentar la temperaturad’una substància?

Les substàncies es presenten a la naturalesa en un dels tres estats: sòlid, líquid o gasós. L’estat en què es troba el cos depèn principalment de la temperatura. Si es modifica la temperatura,s’aconsegueix que els cossos canviïn d’estat.

A la gràfica hi ha representats els canvis experimentatsper 200 g d’una determinada substància pura en escalfar-la.

49. ● En augmentar la temperatura d’un cos:

a) Es desprèn energia.b) Se subministra energia.

50. ●● Quina és la temperatura de fusió de la substància?

a) 20 ºC b) 68 ºC c) 293 K d) 20 K

51. ●● Quan el líquid assoleix els 68 ºC, quant de temps tardarà a vaporitzar-se?

52. ● Què passa en els trams B i D?

53. ●●● Què creus que passa quan la substànciaarriba al punt d’ebullició?

a) Continua rebent calor.b) Continua augmentant la temperatura.

54. ●● Segons la gràfica, es pot afirmar que sempreque es transfereix calor a un cos n’augmenta la temperatura?

55. ●●● Què passaria si augmentéssim al doble la quantitat de substància (400 g)? Variaria la temperatura d’ebullició? I el temps que tardaria a bullir?

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

A

B

C

DE

Temperatura(ºC)

Temps(min)

0 25 50 75 100 125 150 175 200

150

100

50

0

-50

10 20 30 40 50 60 70

AB

C

D

E

Tem

pera

tura

(ºC

)

Temps(min)

100

80

60

40

20

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 219

MesuraEn el SI es mesura en joules (J). Però també s’utilitza la caloria.

1 J � 0,24 cal; 1 cal � 4,18 J.

220

ResumÉs la quantitat d’energia que es transfereix d’un cos a un altre, en estar en contacte i a una temperatura diferent.

Els cossos cedeixen o guanyen calor, però no en tenen.

LA

CA

LO

R

56. Completa l’esquema assenyalant els tipus de materials que podem trobar segons la capacitat de conduir la calor. Posa’n un exemple de cadascun.

57. Seria adequat parlar del sentit del tacte per mesurar la temperatura?

58. Indica quins canvis d’estat són progressius i quins són regressius.

ACTIVITATS

Efectes

Els principals efectes que provoca sobre els cossos són els següents:

• Dilatació. Augment de mida que experimenta un cos quan repenergia en forma de calor. En general, els gasos es dilaten més que els líquids, i aquests, més que els sòlids.

• Canvis d’estat. Poden ser:

– Progressius. Si tenen lloc per absorció de calor.

– Regressius. Si tenen lloc per despreniment de calor.

Propagació

• Conducció. Forma de propagació de la calor en un sòlid.

• Convecció. Transmissió de calor en un fluid (líquid o gas).

• Radiació. Transmissió de calor sense que hi participi cap medimaterial. Tots els cossos absorbeixen radiació, però també en reflecteixen una part.

Mesura la quantitat d’energia interna que té un cos.

L’energia interna és la suma de l’energia cinètica de totes les partícules que componen un cos.

LA

TE

MP

ER

AT

UR

A

Mesura

L’instrument que s’utilitza per mesurar la temperatura és el termòmetre.

Hi ha tres escales termomètriques bàsiques:

• Escala Celsius. Mesura la temperatura en graus Celsius. Els punts de referència són 0 ºC (punt de fusió de l’aigua) i 100 ºC(punt d’ebullició de l’aigua). L’interval es divideix en 100 parts. Cada part és 1 ºC.

• Escala Fahrenheit. Mesura la temperatura en graus Fahrenheit.Els punts de referència són 32 ºF (punt de fusió de l’aigua) i 212 ºF(punt d’ebullició de l’aigua). L’interval es divideix en 180 parts. Cada divisió és 1 ºF.

• Escala Kelvin. Mesura la temperatura en Kelvin. Els punts de referència són 273 K (punt de fusió de l’aigua) i 373 K (punt d’ebullició de l’aigua). L’interval es divideix en 100 parts. Cada divisió és 1 K.

212200

100 373

ºF ºC K

100

32

0

80

60

40

20

0

353

333

313

293

273

833921 _ 0204-0221.qxd 1/2/08 16:06 Página 220

EL RACÓ DE LA LECTURA

221

El gep del camellEl camell és l’únic animal de mi-da gran que sobreviu bé en la ca-lor abrasadora del desert. [...] Peròl’enorme cos del camell ha de su-portar la intensa llum del sol, du-rant hores, cada dia. Com hoaconsegueix?Tothom sap que el camell té gep imolta gent creu que aquest gepconté una reserva d’aigua. La ideaés que quan el camell té més i méscalor a mesura que el sol s’alça alcel, pot usar la reserva secreta d’ai-gua per sadollar la set. Si béaquesta història s’ha explicat du-rant molts anys, és senzillamentfalsa. El camell no té reserva d’ai-gua ni al gep ni a cap altre lloc.Aconsegueix evitar la insolaciód’una manera ben diferent.El veritable secret del gep és queactua com una barrera, reduint eldany causat pel sol que pica desde dalt. Conté una gran quantitatde greix, que no deixa passar lacalor. D’aquesta manera, els òr-gans més delicats del cos del ca-mell estan protegits per aquest es-cut refractari que té sobre el llom.Això també explica per què el ca-mell és tan prim mirat de cara odes del darrere. La configuracióestreta i vertical fa que la seva su-perfície quedi molt menys expo-sada als rajos del migdia, quan elSol es troba directament sobre l’a-nimal i escalfa més. [...]

Com que el sol del desert és tòrrid,amb temperatures que de vegadesultrapassen els 50 ºC (més de 120 ºF),el camell necessita més que unsimple gep i un cos prim per pro-tegir-se. L’altre secret és que potvariar la temperatura del seu cossense patir efectes adversos.Si alguna vegada has estat al llitamb febre, ja deus saber que quanla teva temperatura arriba a uns38,5 ºC comences a sentir-te ho-rriblement malament. Els éssershumans només podem suportarsense patir uns canvis mínims enla temperatura corporal. El ca-mell ha aconseguit d’alguna ma-nera superar aquest problema.Durant les hores més caloroses deldia pot fer que el seu cos s’escalfifins a la sorprenent temperaturade 40,5 ºC sense ni tan sols suar.En el fred de la nit, pot fer que elseu cos es refredi fins als 35 ºCsense refredar-se.

DESMOND MORRIS,

El mundo de los animales.

Ed. Siruela (text adaptat)

Desmond Morris va néixer el1928 a Wiltshire (Gran Bretan-ya). És zoòleg, especialitzat enetologia i molt conegut per lesseves investigacions sobre laconducta humana. Els seusapassionants programes de te-

levisió i documentals han de-mostrat que també és un grandivulgador científic, capaç decaptivar amb els seus argumentsi, alhora, crear controvèrsia. Ai-xí, el seu llibre El mono desnu-do, publicat el 1967, va provo-car una forta polèmica per ladescripció que hi feia dels hu-mans des d’un punt de vista ex-clusivament animal.A més de científic, és un pintor

influent en el moviment surrea-lista britànic i ha fet un grannombre d’exposicions de les se-ves pintures.El 1975 va presentar a l’Institutd’Arts Contemporànies de Lon-dres una exposició de pinturesi dibuixos fets per ximpanzés.En aquest cas, Picasso el va de-fensar davant els que opinavenque la feina d’aquests primatsno era art.

Llibres:Farenheit 451 RAY BRADBURY. Ed ProaNovel·la de ciència-ficció que té el títol de la temperatura a laqual crema el paper.

Preguntas sorprendentes, respuestas increíblesA. J. ARMSTRONG. Rialp juniorCentenars de preguntes curioses, amb les respostes corres-ponents.

En pantallaTransmissió de calor. VHS. Fundació Serveis de Cultura Po-pular. Explicació sobre la conducció, la convecció i la radiacióde la calor.

En la xarxa:http://www.edu365.cat/aulanet/experimenta/uni-vers.htm?15NNNNNNNWeb amb informació de l’energia tèrmica, la calor i la tempe-ratura.

http://www.edu365.cat/eso/muds/ciencies/escales/in-dex.htm

http://www.edu365.cat/eso/muds/ciencies/termome-tres/index.htmActivitats per practicar amb els termòmetres.

NO T’HO PERDIS

59. Què és el gep dels camells?

60. Quina funció té el gep d’aquests animals? Serveix per acumular aigua?

61. Quina explicació ofereix l’autor per a la configuració estreta dels camells?

62. Explica per què va ser polèmic el llibre El monodesnudo, de Desmond Morris.

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

833921 _ 0204-0221.qxd 25/1/08 16:54 Página 221

La llum i el so

En aquesta unitat...

• Identificaràs la llum i el so com a formesd’energia.

• Coneixeràs com es propaga la llum.

• Entendràs com es produeixen les ombres i la relació que tenen amb els eclipsis de Sol i de Lluna.

• Distingiràs entre reflexió i refracció.

• Entendràs l’origen dels colors.

• Aprendràs com es produeix i es propagael so.

• Interpretaràs els fenòmens acústics de l’eco i la reverberació.

• Sabràs com els ulls i les orellesperceben la llum i el so, respectivament.

• Reconeixeràs les fonts de contaminacióacústica i lumínica.

• Comprovaràs la propagació rectilínia de la llum, i la reflexió.

PLA DE TREBALL

Descomposició de la llum blanca

per un prisma.

12Experiment de Newton.

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 222

1. Explica què significa que la llum blanca és una barreja de setcolors. Quins són aquests set colors?

2. Per què creus que va ser tan important l’experiment de Newton?

3. Com es propaga la llum?

4. Com es produeix el so?

5. Què creus que és més ràpid, el so o la llum?

6. Què és la contaminació acústica?

RECORDA I RESPON

Busca la respostaPer què i com es forma l’arc de Sant Martí?

Al començament de l’any 1679, Isaac Newton va enviar als mem-bres de la Reial Societat de Londres la descripció del que ell va ano-menar experimentum crucis (experiment crucial). El text comença-va així:

«Per poder acomplir la meva promesa anterior, sense més cerimò-nies li faig saber que l’any 1666 [...] em vaig procurar un prisma devidre triangular per intentar [comprovar] els celebrats Fenòmensdels colors. Així doncs, després d’enfosquir la meva habitació i d’ha-ver fet un petit orifici als porticons per permetre el pas d’una quan-titat convenient de rajos de sol, vaig col·locar el prisma a l’entradaperquè d’aquesta manera fossin refractats contra la paret oposada. Alprincipi va ser un divertiment agradable veure els colors vius i in-tensos produïts d’aquesta manera.»

Després de descriure aquest i altres experiments, Newton va arribara la conclusió següent:

«D’on, en conseqüència, es desprèn que la blancor és el color habi-tual de la llum, perquè la llum és un agregat confús de raigs dotatsde tots els tipus de colors.»

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 223

224

Què és una ona?

Per trencar el vidre d’una finestra cal comunicar-hi una certa quantitatd’energia. Aquesta energia hi pot arribar de dues maneres:

– Podem comunicar l’energia llençant un objecte. En aquest cas, l’e-nergia necessària per trencar el vidre viatja amb l’objecte.

– També hi pot arribar mitjançant un soroll fort, com el d’una explosióviolenta que provoqui el trencament del vidre. En aquest cas, latransmissió d’energia no va acompanyada de desplaçament de matè-ria. Aquesta forma de propagació de l’energia rep el nom d’ona.

Per entendre com es produeix una ona, podem sub-jectar una corda llarga i flexible a un objecte fix. Si n’a-gafem l’altre extrem, tensem la corda i la sacsegem,veurem que al llarg de la corda es propaga una ondu-lació.

En aquest exemple, cada punt de la corda es mou os-cil·lant al voltant de la seva posició inicial. Les parts mésaltes de l’ondulació s’anomenen crestes i les més baixes,valls. La sèrie de crestes i valls s’anomena ona.

En tota ona, cada partícula vibra al voltant de la sevaposició inicial, d’un extrem al contrari. En vibrar, trans-met la seva energia a les partícules contigües.

Les ones es defineixen per dues característiques principals:

• Freqüència. Nombre d’oscil·lacions de la partícula per segon. La se-va unitat en el sistema internacional és l’hertz (Hz). 1 Hz és la fre-qüència d’una ona que fa una oscil·lació completa cada segon.

• Longitud d’ona (�). Distància que hi ha entre dues crestes. Les onesamb poca longitud d’ona són molt energètiques, les de longitud d’onamés gran tenen menys energia. La unitat en el SI és el metre (m).

La llum i el so com a ones

No totes les ones es propaguen de la mateixa manera ni a la mateixa ve-locitat. Els nostres sentits en poden detectar algunes, com les ones so-nores i les lluminoses, i unes altres, no.

Entre les ones sonores i les lluminoses hi ha una diferència fonamen-tal. Les sonores necessiten un medi material per propagar-se. Per con-tra, les ones lluminoses també ho poden fer en el buit. Per això perce-bem la llum del Sol i de la resta dels estels, malgrat que han de travessarel buit immens que hi ha entre ells i la Terra.

Les ones de ràdio, les de televisió, les ones del mar i les ones dels ter-ratrèmols són exemples de propagació d’energia per mitjà d’ones.

Una ona és una forma de propagació de l’energia d’un punt a un altre de l’espai, que no va acompanyada de desplaçamentde matèria.

1

1. Busca en els conceptes clau el significat d’oscil·lar.

2. Què és la freqüència d’una ona?Quina unitat té en el sistemainternacional?

3. Com varia la freqüència quanaugmenta la longitud d’una ona?

4. Quantes oscil·lacions fa una onaamb una freqüència de 10 Hz?

5. A més de la sensació queprovoquen, quina diferènciafonamental hi ha entre el so i la llum?

ACTIVITATS

Longitud d’ona

Vall

Cresta

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 224

225

Els objectes com a fontssecundàries de llum

La llum és una forma d’energia que ens permet veure el color i la for-ma dels objectes quan estan ben il·luminats.

Alguns objectes emeten llum pròpia, mentre que uns altres reflectei-xen la llum que reben d’altres cossos.

Els cossos que emeten llum s’anomenen fonts lluminoses i poden serde dos tipus:

• Naturals, com el Sol i els altres estels. • Artificials, com les bombetes, les espelmes enceses i les llanternes.

Altres cossos només emeten llum quan són il·luminats per fonts lluminoses.Absorbeixen una part de la llum que els arriba i en reflecteixen una al-tra part en totes les direccions, fet que els converteix en emissors se-cundaris de llum. Només podem veure’ls quan són il·luminats i re-flecteixen part de la llum que els arriba.

La llum que absorbeix o reflecteix un cos depèn de molts factors, comara la naturalesa de les substàncies que el formen, el tipus de super-fície, el color, etc. Per exemple, la superfície blanca de la neu reflec-teix una gran proporció de la llum que incideix sobre seu. En canvi,les substàncies negres reflecteixen molt poca llum i absorbeixen la ma-jor part de la que els arriba.

El comportament dels cossos davant la llum

Segons la capacitat d’absorció, els cossos poden ser transparents, trans-lúcids o opacs.

Tots els cossos absorbeixen una part de la llum que reben i en reflecteixen una altra part.

2

Transparents Translúcids Opacs

Deixen passar la llum i es poden veure els objectes a través seu amb nitidesa, ja que no absorbeixen la major part de la llum que els arriba. Són cossos transparentsl’aire, l’aigua o una làmina de vidre.

Deixen passar una part de la llum quereben, però no permeten veure-hi amb totalclaredat, ja que absorbeixen una part de lallum que els arriba. Són cossos translúcidsel paper vegetal o el vidre esmerilat.

Són els objectes que no deixen passar la llum i, per tant, no permeten veure-hi a través seu, ja que absorbeixen tota la llum que reben.Són cossos opacs un tros de fusta, una peçade ceràmica o un tros de metall.

6. Què són les fonts lluminoses?Com poden ser?

7. Quines diferències hi ha entreun cos translúcid i un costransparent?

8. Classifica els objectes o les substàncies següentssegons el comportament quetenen davant la llum: fusta,paper de seda, planxa d’alumini,vidre d’ulleres, marbre, la pàginad’aquest llibre.

ACTIVITATS

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 225

226

La llum es propaga en línia recta

Podem veure la llum d’un focus lluminós a través de petits forats fets enpantalles opaques, sempre que aquests forats estiguin en línia recta ambl’ull. Si posem un obstacle en la trajectòria de la llum, per exempledesplaçant una de les pantalles, deixarem de veure la llum.

Aquesta experiència ens permet comprovar que la llum es propaga enlínia recta i explica per què es deixa de veure quan un cos opac s’inter-posa al seu recorregut.

Cadascuna de les direccions en què la llum es propaga a partir d’un focuslluminós s’anomena raig lluminós. El conjunt de raigs lluminosos s’a-nomena feix de llum.

La velocitat de propagació de la llum

La velocitat de la llum depèn del medi en què es propagui.

En el buit i en l’aire, la velocitat de la llum és similar i arriba als 300.000 km/s.A causa d’aquesta gran velocitat de propagació, quan encenem un focuslluminós percebem instantàniament la llum que emet.

La velocitat de la llum en altres medis transparents és inferior que en elbuit. Així, per exemple, en l’aigua es propaga a una velocitat aproxima-da de 225.000 km/s i en el vidre pot variar de 200.000 a 175.000 km/s,segons les característiques que tingui.

3

9. Quina diferència hi ha entreraig lluminós i feix de llum?

10. On viatja més ràpid la llum, en l’aigua o en l’aire?

11. Podem afirmar que la llum es propaga instantàniament?

ACTIVITATS

La llum dels estels

Antigament es creia que la llum es propagava instantàniament i que, per tant, vèiem la llum dels estels en el mateix instant que aquests l’emetien. Avui dia sabem que la llum tarda un temps a arribar a la Terra, ja que ha de recórrer grans distàncies. Per aquest motiu, quan mirem un estel, no el veiem tal com és ara, sinó com era quan va emetre la llum que ens arriba.

En l’univers, les distàncies es mesuren en anys llum. Un any llumequival a uns nou bilions i mig de quilòmetres, que és la distància que recorre la llum en un any a una velocitat de 300.000 km/s.

L’estel Alfa Centaure està situat a 4,3 anys llum de la Terra. Per tant, la llum que en veiem és la que va emetre fa més de quatre anys. Calcula, en quilòmetres, a quina distància aproximada es troba aquest estel.

A FONS

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 226

227

Les ombres i els eclipsis

Quan un objecte opac s’interposa en un raig de llum, darrere seu es creauna silueta fosca amb la seva forma, anomenada ombra.

La forma de l’ombra està determinada per la del cos que la causa. Aixòés degut al fet que la llum es propaga en línia recta i no pot «encer-clar» l’objecte.

En general, si un focus de llum és molt petit o està situat molt lluny del’objecte, es produeixen ombres nítides.

Ara bé, si el focus és molt gran o està situat a la vora de l’objecte, l’om-bra no té contorns nítids i al seu voltant apareixen zones de penombra.A la zona de penombra només hi arriben alguns raigs de llum, de ma-nera que queda il·luminada parcialment.

Els eclipsis

Un eclipsi té lloc quan un astre s’amaga de manera parcial o total, per-què s’hi interposa un altre que n’impedeix la visió. Perquè tingui lloc uneclipsi, els tres astres s’han de disposar en línia recta.

Els eclipsis poden ser:

• Parcials. Si només s’amaga una part de l’astre.• Totals. Si queda amagat tot l’astre.

Al nostre planeta es poden observar dos tipus d’eclipsis:

• Eclipsi de Sol. La Lluna s’interposa entre el Sol i la Terra. El nostresatèl·lit projecta la seva ombra sobre la Terra, i des de la zona d’om-bra es deixa de veure el Sol.

• Eclipsi de Lluna. La Terra es troba entre el Sol i la Lluna. En aques-ta posició podem veure l’ombra del nostre planeta projectada sobrela Lluna.

4

Ombra

Ombra

Penombra

La forma de l’ombra pot variar segonsl’orientació del focus lluminós. Així, l’ombraes fa més allargada com més gran siguil’angle que formen el raig de llum i la superfície sobre la qual es projecta l’ombra.

Seqüència d’un eclipsi de Sol

12. Quina diferència hi ha entrel’ombra i la penombra?

13. Hi pot haver cossos que noprodueixin ombres? Raona la resposta.

14. En un eclipsi de Sol, la Llunaprovoca una zona d’ombra a la superfície terrestre i una de penombra. Explica a què és degut això.

ACTIVITATS

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 227

228

La reflexió de la llum

Quan els raigs de llum arriben a un cos que no poden travessar, en sur-ten desviats, és a dir, es reflecteixen. Tots els objectes i les superfícies re-flecteixen una part de la llum que els arriba. Per això els podem veure.

S’anomena raig incident el que arriba a la superfície, i raig reflectit elque surt rebotat després de reflectir-se.

Miralls

Un mirall és un cos opac, amb una superfície llisa i polida, capaç dereflectir totalment i regularment la llum que rep.

Hi ha dos tipus principals de miralls:

• Miralls plans. Són superfícies planes. Produeixen imatges que te-nen la mateixa forma i mida que l’objecte real que reflecteixen, i quesón simètriques respecte seu.

• Miralls esfèrics. Són superfícies esfèriques. Produeixen imatges dis-torsionades, de forma i mida diferents a les de l’objecte real que re-flecteixen. Hi ha dos tipus de miralls esfèrics: – Miralls còncaus, com la part interna d’una cullera o d’una esfera

polida. La imatge que hi observem depèn de la distància a què estroba l’objecte del mirall.

– Miralls convexos, com la part externa d’una cullera o una esferapolida.

La reflexió de la llum és el canvi de direcció que experimenta un raig lluminós en xocar contra la superfície d’un cos.

5

La imatge que es forma en un mirall pla éssimètrica respecte de l’objecte real. Si et mires en un mirall, la teva mà dreta és l’esquerra de la imatge.

15. Què és un mirall pla? Què significa que la imatge que veiem és simètrica respecte de l’objecte real?

16. Quina diferència hi ha entre miralls plans i esfèrics?

17. Quins tipus de miralls s’usen com a retrovisors als cotxes? I els de maquillatge, de quin tipus són?

ACTIVITATS

Imatge que observem si ens mirem a la part interna d’una cullera (mirall còncau).

Imatge que observem si ens mirem a la part externa d’una cullera (mirall convex).

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 228

229

La refracció de la llum

Quan introduïm un llapis en un got d’aigua, sembla que s’hagi trencat. Aixòpassa perquè part de la llum que reflecteix el llapis experimenta refracció.

L’aire, l’aigua i el vidre són substàncies transparents, però la velocitat depropagació de la llum és diferent en cadascuna. Així, quan la llum pas-sa de l’aire a l’aigua, perd velocitat i, per tant, canvia de direcció; és a dir,es refracta. Quan passa de l’aigua a l’aire, augmenta de velocitat i es tor-na a refractar.

Lents

Les lents són cossos transparents, generalment de vidre, que poden for-mar imatges refractant la llum; és a dir, desviant-la. Són exemples delents una lupa i unes ulleres.

Les lents poden tenir una superfície corbada i una de plana, o totes duescorbades. Aquestes curvatures poden ser còncaves o convexes.

Quan la llum travessa una lent, experimenta dos tipus de refraccions:una quan passa de l’aire al vidre i una altra quan surt del vidre i tornaa l’aire.

Cada tipus de lent provoca una refracció diferent. Hi ha lents que con-centren els raigs de llum i unes altres que els dispersen. Segons això,podem classificar-les en dos tipus.

• Lents convergents. Tenen més gruix al centre que als extrems. Fanque els raigs de llum es concentrin en un punt, que s’anomena fo-cus. Un exemple de lent convergent són les lupes. La imatge que esforma d’un objecte a través d’aquest tipus de lents depèn de ladistància a què es trobi l’objecte.

• Lents divergents. Són més gruixudes als extrems que al centre. Fanque els raigs de llum se separin.

La refracció de la llum és el canvi de direcció que experimentaun raig lluminós quan passa d’un medi a un altre en què la velocitat de propagació és diferent.

6

El llapis es veu com doblegat a la partsubmergida a causa de l’efecte òptic de la refracció.

18. En què consisteix la refraccióde la llum?

19. Quines diferències hi ha entreuna lent convergent i una lentdivergent?

20. Quins tipus de lents s’usen en els espiells de les portes?

ACTIVITATS

Les lents convergents concentren la llum. Les lents divergents dispersen la llum.

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 229

230

La descomposició de la llum

Isaac Newton va comprovar que, en fer passar llum blanca per un pris-ma de vidre, aquesta es descomponia en diferents colors.

Després d’això, va fer passar per una lent convergent el conjunt dels di-ferents raigs de colors que s’havien produït, i va comprovar que tots esreunien per formar de nou llum blanca.

Amb aquests experiments, Newton va demostrar que la llum blanca,com la del Sol, està composta per diferents tipus d’ones lluminoses; ique el prisma dispersa o separa els colors simples que la componen.

Quan la llum blanca es descompon, es produeixen diferents llums decolors que configuren l’espectre visible, constituït pel violeta, l’indi,el blau, el verd, el groc, el taronja i el vermell.

Hi ha altres radiacions que no es troben dins d’aquest espectre visible,i per això no les podem veure. La radiació amb una longitud d’ona su-perior al vermell s’anomena infraroja, i la que té una longitud d’ona in-ferior al violeta s’anomena ultraviolada.

Avui dia sabem que la descomposició de la llum és deguda al fet que ca-da color té una longitud d’ona i una freqüència diferents.

Aquestes diferències fan que quan la llum blanca travessa un prisma, ca-dascun dels colors es refracta d’una manera diferent i, per tant, en sor-tir del prisma ho fan amb angles diferents; és a dir, se separen.

7

L’arc de Sant Martí

L’arc de Sant Martí té lloc quan els raigs del Sol travessen les gotes d’aigua de l’atmosfera. Les gotes actuen com a prismesi dispersen la llum solar en tots els seus colors. Quan veiem un arc de Sant Martí sempre podrem veure el Sol i estarà plovent.

En una cascada també se sol veure un arc de Sant Martí. Explica per què.

A FONS

Quan la llum blanca travessa un prisma,cadascun dels colors es refracta de manera diferent. Per això els colors es veuen separats.

21. Quina radiació és mésenergètica, la infraroja o laultraviolada?

22. Què és l’espectre de llumvisible?

ACTIVITATS Longitud d’ona creixent

Radiació ultraviolada RadiacióinfrarojaRadiació de l’espectre visible

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 230

231

23. Com expliques que el color d’un cos sigui negre?

24. Explica per què veiem un tomàquet de color vermell.

25. Quina diferència hi ha entre els colors llum i els colors pigment?

26. Quin color s’obté en barrejar els tres colors llum primaris? I si barregem aquests colors en diferents proporcions?

ACTIVITATS

El color dels cossos

Si observem al nostre voltant, podrem veure que els objectes tenen co-lors diferents. Ara bé, quan no estan il·luminats, tots els cossos semblennegres.

Els objectes estan formats per diferents substàncies que els proporcio-nen propietats específiques. Una d’aquestes propietats és el color.

Quan un cos opac és il·luminat amb llum blanca, absorbeix una part dela llum que els arriba i en reflecteix una altra. La llum que reflecteixcorrespon al color que nosaltres observem d’aquest objecte. Segons això:

– Si reflecteix tots els colors i no n’absorbeix cap, veurem l’objecte decolor blanc.

– Si absorbeix tots els raigs que formen la llum blanca i no en reflec-teix cap, veurem l’objecte de color negre.

– Si absorbeix tots els colors menys un, veurem l’objecte del color dela llum que reflecteixi. Per exemple, si veiem un objecte de colorvermell, és perquè quan hi incideix la llum blanca, aquest objecteabsorbeix tots els colors excepte el vermell, que és el que veiem.

Dos tipus de colors

Cal distingir entre dos tipus de colors:

• Colors llum. Són els colors produïts per llums, com el Sol, làmpa-des, bombetes, etc. Es distingeixen tres colors llum primaris: el ver-mell, el verd i el blau, que són els que no resulten de la barreja d’al-tres. Si aquests colors es barregen per parelles, donen lloc als colorssecundaris: el groc, el magenta i el cian. Barrejant els tres colors llum primaris en diferents proporcions podemobtenir qualsevol color.

• Colors pigment. Són els colors basats en la llum reflectida pels pig-ments aplicats a la superfície dels objectes. Els colors pigment pri-maris són el groc, el magenta i el cian. Si es barregen tots tres es for-ma el negre. Els colors pigment secundaris són el vermell, el verd iel blau. Barrejant adequadament els colors pigment primaris es potobtenir qualsevol color, excepte el blanc.

La llum és la font de tots els colors i aquests són una conseqüència i un efecte de la llum.

8

El color d’un cos és conseqüència de la llumque reflecteix.

Barreja de colors llum

Barreja de colors pigment

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 231

232

La percepció de la llum. L’ull

L’ull humà, igual que una càmera fotogràfica, produeix imatges inverti-des dels objectes, gràcies a un sistema de lents.

La llum entra a l’ull per la còrnia, passa a través d’una lent convergentanomenada cristal·lí i forma una imatge invertida dels objectes sobreuna capa interior, anomenada retina.

La retina conté cèl·lules fotosensibles: els cons i els bastons, que trans-formen la llum rebuda en impulsos nerviosos. Aquests impulsos sóntransmesos pel nervi òptic al cervell, on es generen les sensacions vi-suals.

En una càmera fotogràfica, la llum entra per l’objectiu i travessa diver-ses lents per formar una imatge invertida sobre la pel·lícula fotosensi-ble, o sobre un sensor d’imatge, si es tracta d’una càmera digital.

A l’ull, l’iris controla la quantitat de llum que arriba a la retina. L’iris ac-tua com el diafragma de la càmera fotogràfica, i ajusta el diàmetre de lapupil·la a la quantitat de llum ambiental. Quan hi ha poca llum, l’irises contrau i la pupil·la augmenta de mida, i quan hi ha molta llum, l’i-ris es relaxa i la pupil·la disminueix.

A l’ull, l’enfocament es duu a terme per l’adaptació de la curvatura delcristal·lí, un procés que s’anomena acomodació. El cristal·lí es bombaper enfocar les imatges properes i s’aplana per enfocar les més allunya-des. La imatge que es forma en la retina està invertida i és més petita quel’objecte real.

L’ull és l’òrgan del sentit de la vista. Té la capacitat de captarl’energia lumínica.

9

27. En quina part de l’ull es formala imatge dels objectes que veiem?

28. Quina funció tenen els cons i els bastons?

29. Quin tipus de lent és el cristal·lí?

30. Busca en els conceptes clau el significat de l’expressió«acomodació visual».

ACTIVITATS

L’ull funciona de manera semblant a una càmera fotogràfica. El cristal·lí s’encarrega d’enfocar les imatges, igual que ho fan les lents de l’objectiu de la càmera. Les imatges es formen a la retina, igual que en la pel·lícula fotogràfica o el sensor. L’iris regula la quantitat de llum que entra, com el diafragma de la càmera fotogràfica.

Pupil·la

Iris

Cristal·lí

RetinaObjectiu

LentsPel·lícula o sensor

CòrniaNervi òptic

Diafragma

833921 _ 0222-0241.qxd 1/2/08 16:06 Página 232

233

El so

Si donem un cop a un got, el vidre vibra. Si cridem, vibren les cordesvocals. Si toquem una guitarra, en vibren les cordes. En cadascun d’a-quests exemples es produeix un so característic, que fins i tot es pot sen-tir a una certa distància del lloc on es produeix.

Quan vibra un objecte, es produeix un so. Un cop produït, es propagaamb les característiques següents:

• El so no es propaga en el buit. Necessita un medi material per pro-pagar-se. Podem col·locar una ràdio encesa a l’interior d’una campa-na de vidre i extreure’n l’aire de l’interior, per mitjà d’una bomba debuit. Comprovarem que la ràdio no se sent. En canvi, si no extraieml’aire de la campana, la ràdio se sentirà perfectament.

• El so es propaga en totes les direccions. Podem escoltar el so ge-nerat per un objecte, col·locant-nos en qualsevol posició respecteseu, fins i tot encara que hi hagi un obstacle al mig.

• El so transporta energia en propagar-se, però no matèria. Si femsonar un objecte, les seves partícules es posen a vibrar i, amb el mo-viment que fan, copegen les partícules del medi (aire, aigua, etc.)que tenen a la vora; aquestes copegen les següents, i així es transmetla vibració fins a les nostres orelles.

La velocitat de propagació del so

La velocitat de propagació del so depèn del medi en què es transmet,ja que aquesta velocitat depèn de la facilitat amb què les partícules queformen cada medi transmeten la vibració de les unes a les altres.

En general, la velocitat del so ésmés gran en els sòlids que en els lí-quids, i en aquests més gran queen els gasos. Això és degut al fetque les partícules dels sòlids es-tan més pròximes entre si que lesdels líquids, i les partícules d’unmedi líquid, com l’aigua, estan mésproperes entre si que les d’un degasós, com l’aire.

10

31. És possible que un so es transmeti en el buit? Per què?

32. Quant temps tarda la teva veu a recórrer 200 metres en l’aire?

33. Dissenya una experiència en què puguis mesurar la velocitat de propagació del so en l’aire.

34. Qui sentirà abans el soroll d’una llanxa motora, un bussejador sota l’aigua o un pescador en una barca, tots dos a la mateixadistància de la llanxa?

ACTIVITATS

Hi ha vegades que podem veure la vibracióque produeix un so i n’hi ha que no. Per exemple, si toquem les cordes d’unaguitarra, en sentirem el so i en podrem veurela vibració. En canvi, si piquem de mans,sentirem el so, però no podrem veure capvibració.

El so d’un tren es pot sentir abans pels railsque per l’aire, ja que el so es transmet moltmés ràpid per un sòlid que per un gas.

Velocitat de propagació del so en diferents medis

(valors aproximats)

Aire (a 20 ºC) 340 m/s

Aigua de mar(a 20 ºC) 1.500 m/s

Ferro (a 20 ºC) 5.130 m/s

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 233

234

Les qualitats del so

No tots els sons són iguals, hi ha certes qualitats que ens permeten dis-tingir-los.

• Intensitat. És la quantitat d’energia que arriba a la nostra orella perunitat de temps. Disminueix amb la distància a la qual ens trobemde la font sonora. Segons la intensitat, els sons poden ser febles, siporten poca energia, o forts, si en porten molta. Per exemple, el sod’una ploma quan cau és feble, mentre que el d’un martell pneumà-tic és fort. La intensitat d’un so es mesura en decibels (dB).

• To. Està determinat per la freqüència. La freqüència és la magnitudque expressa numèricament el to, i es mesura en herts (Hz) en elsistema internacional.Segons el to, els sons poden ser greus (com el d’un bombo), quan lafreqüència és baixa, o aguts (com el d’un xiulet), quan la freqüènciaés alta.Gràcies al to podem diferenciar dues notes diferents d’un mateix ins-trument musical.

• Timbre. És la qualitat que ens permet distingir sons de la mateixaintensitat i to produïts per dues fonts sonores diferents; per exem-ple, dues notes iguals emeses per dos instruments diferents, com unviolí i un piano. També gràcies al timbre podem distingir la veu deles persones.

Eco i reverberació

Quan una ona sonora troba un obstacle, rebota i canvia de direcció; ésa dir, es reflecteix. La reflexió del so és la causa de dos fenòmens: l’ecoi la reverberació.

Si en una zona silenciosa cridem al davant d’una paret rocosa o d’un edi-fici molt alt, podrem sentir amb claredat el so directe del nostre crit idesprés el so reflectit en l’obstacle. Aquesta repetició d’un mateix soreflectit s’anomena eco.

La nostra orella només és capaç de distingir dos sons si arriben separatsamb una diferència mínima d’una dècima de segon. A causa d’això, sil’eco d’un so arriba abans de 0,1s des que s’ha emès el so original, nopodrem diferenciar-los i els percebrem com un de sol.

Com que la velocitat del so en l’aire és de 340 m/s, en una dècima de se-gon recorre 34 m. Per tant, per percebre l’eco, l’obstacle ha d’estar situat,com a mínim, a 17 metres del focus emissor. D’aquesta manera, el so re-correrà 17 m per anar i 17 m per tornar.

Quan l’obstacle està a menys d’aquesta distància, el so reflectit no es dis-tingeix clarament del directe, sinó que es barregen i es confonen. Aquestefecte s’anomena reverberació.

La reverberació es percep, per exemple, quan es parla en una habitaciósense mobles, ja que les ones sonores es reflecteixen en totes les parets.

11

35. Quina és la característica del so que ens permet distingir veus?

36. Si toquem dues tecles d’un piano, quina qualitat del so és diferent?

37. Quina diferència hi ha entrel’eco i la reverberació?

38. Si et situes a 25 m d’un frontó i piques de mans, percebràsl’eco? Per què?

ACTIVITATS

Intensitat d’alguns sons

Remor de fulles 20 dB

Biblioteca (interior) 40 dB

Oficina 50 dB

Conversa a un metre 60 dB

Trànsit i maquinària 80 dB

Tren subterrani 100 dB

Enlairament d’un reactor a 60 m 120 dB

Enlairament d’un reactor pròxim 150 dB

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 234

235

La percepció del so. L’orella

Quan una ona arriba a l’orella, passa pel conducte auditiu extern i arri-ba fins al timpà, una membrana molt fina que rep l’ona i vibra. Aques-ta vibració es transmet a la cadena d’ossets de l’orella mitjana, i d’aquests,a l’orella interna, des d’on passa al nervi auditiu en forma d’impulsosnerviosos. Els nervis auditius duen la informació al cervell, on té llocla sensació d’audició.

L’orella humana només és capaç de percebre sons amb una freqüènciaentre 20 i 20.000 Hz. Les ones per sota de 20 Hz s’anomenen infrasons,i les que estan per sobre de 20.000 Hz, ultrasons.

Alguns animals, com el ratpenat, l’abella, la balena o el dofí, poden per-cebre ultrasons de freqüències de fins a 100.000 Hz, i això els permetorientar-se per mitjà de senyals acústics.

12

Navegació per sons

El sonar (de l’anglès Sound Navigation Ranging, navegació per l’abast del so) permet detectar des de la superfície del mar objectes submergits a gransprofunditats. Es basa en la reflexió dels sons d’altafreqüència (ultrasons).

Aquest aparell emet un ultrasò. Si aquest so troba un obstacle en el seu recorregut, s’hi reflecteix i torna. Pel temps que tarda a arribar de nou al dispositiu emissor, es pot conèixer la profunditat a què es troba l’objecte.

Gràcies al sonar s’ha pogut fer el mapa del relleu dels fons oceànics. També s’utilitza per localitzar bancs de peixos, vaixells enfonsats, submarins, etc.

A FONS

39. Quina part de l’orella vibra amb les ones sonores?

40. Els dofins tenen un sistema pel qual perceben l’eco dels sons que emeten. Això els permet orientar-se i cercar aliments sota l’aigua.Distribuïu-vos per grups,busqueu informació sobreaquest sistema d’orientació i feu-ne un mural explicatiu,amb l’ajuda de dibuixos.

ACTIVITATS

Ona sonora

Timpà

Ossets de l’orella mitjana

Nervi auditiu

Orella interna

El so xocacontra la

balena i esreflecteix.

El sonar del vaixell

emet unultrasò.

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 235

236

A FONS

La contaminació acústica

La contaminació acústica és la produïda pel soroll. El soroll és un concepte difícil de definir, ja que qualsevol so pot resultar molest segons les condicions en què es trobi el receptor. Es considera soroll qualsevol so no desitjat o molest que impliqui risc, dany o molèstia per a les persones, el desenvolupament de les activitats o causi perjudiciper al medi ambient.

Els darrers anys, el nivell de soroll ha augmentat a causade l’increment de la població urbana. Les principalsfonts de soroll provenen dels vehicles de motor, les indústries, els trens, les obres públiques, la construcció i els llocs de lleure (com bars,discoteques, etc.).

A partir de 65 dB els sorolls comencen a provocar danys en les persones, principalment en l’audició i en el sistema nerviós.

El perill d’un so depèn de la intensitat que tingui i del temps d’exposició. L’exposició prolongada a sonsde 90 dB, com ara escoltar música amb auriculars a un volum elevat, pot provocar pèrdues d’audició,alteracions del ritme cardíac, risc coronari, irritabilitat i estrès.

Per combatre el soroll es poden prendre diferentsmesures, com ara insonoritzar els edificis i els llocs de treball, col·locar pantalles acústiques en autopistes,aeroports, etc. Ara bé, la millor manera d’evitar-ho és conscienciar les persones de la importància de reduir les emissions sonores, pel bé de la seva salut i la dels altres.

La contaminació lumínica

La contaminació lumínica és la brillantor o la resplendor de llum en el cel nocturn com a conseqüència de la reflexió i la difusió de llum artificial en els gasos i en les partícules de l’aire, a causa de l’ús inadequat de la il·luminació. El problema és especialmentimportant a les grans ciutats i en zones com aeroports,autopistes, etc.

Com a resultat de la contaminació lumínica, la foscor de la nit disminueix i desapareix progressivament la llum dels estels i els altres astres, causa problemes als observatoris astronòmics i pertorba algunsecosistemes.

Avui dia se sap que certes espècies d’animals,especialment insectes, a causa d’aquest tipus de contaminació, modifiquen els comportaments i alteren les migracions, fet que en canvia els ciclesreproductors.

La contaminació lumínica es pot reduir de manerasignificativa usant adequadament l’enllumenat nocturn,de manera que il·lumini únicament el terra i evitil’emissió de llum cap al cel. D’aquesta manera, a més,s’evita un malbaratament innecessari i perjudiciald’energia.

Els aeroports són una font important de contaminació acústica i lumínica.

41. Quines fonts de soroll són les que afecten més el teu entorn?

42. Creus que al teu centre escolar hi ha nivells alts de soroll? Proposa algunes mesures per evitar aquest tipus de contaminació.

43. Quins creus que són els principals efectes de la contaminació acústica sobre les persones?

44. Com creus que t’afecta el soroll que es genera al teu centre escolar?

ACTIVITATS

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 236

237

Ciència a l’abastComunicació de resultats. La reflexió de la llum

La llum es propaga en línia recta i es pot reflectir en superfícies polides com els miralls. Farem unexperiment per posar de manifest aquestes propietats i per esbrinar de quina manera es produeix la reflexió.

Utilitzarem una llanterna per obtenir un raig lluminós fi i un transportador d’angles per mesurar els anglesque formen el raig incident i el reflectit.

1. Fem el muntatge. Emboliquem el focus de la llanterna amb paper d’alumini i fem, a la vora del vidre, un forat d’uns 3 mm de diàmetre. En una cartolina fem, amb un cúter, un tall fi perpendicular a una de les vores.Situem un petit mirall sobre un cartró. Perquèquedi vertical, ens ajudem amb un escaire, i el fixem al cartró en aquesta posició amb trossos de plastilina. Utilitzant l’escaire,tracem una línia perpendicular al mirall. Aquestalínia rep el nom de normal. Finalment, situem un transportador d’angles recolzat sobre el mirall,de manera que la normal hi passi per la meitat,deixant un angle de 90º a cada costat de la normal.

2. Fem l’experiment. Encenem la llanterna i, utilitzantla cartolina per obtenir un raig fi, enviem un raiglluminós al punt on la normal toca el mirall. Si el raig va enganxat al cartró, podrem veure’n tant la trajectòria com la del raig reflectit.Amb el transportador d’angles mesurem l’angleque forma el raig incident amb la normal i l’angle que forma el raig reflectit amb la normal.El primer rep el nom d’angle d’incidència, i el segon, angle de reflexió.

3. Obtenim conclusions. Hem de repetirl’experiment amb diversos angles, per obtenir el nombre més alt possible de parelles d’angles.Observarem que la majoria de les dades indiquenque en cada experiment els angles d’incidència i de reflexió són iguals, encara que en algunscasos obtinguem valors dubtosos, atès que elnostre muntatge experimental és rudimentari.

4. Comuniquem els resultats. Els experimentscientífics posen a prova les lleis de la naturalesa.Quan a partir de la repetició d’un experimentarribem a establir una llei, diem que hem seguitun mètode inductiu. Nosaltres hem obtingut un resultat per inducció: quan es produeix una reflexió, l’angle d’incidència i el de reflexió són iguals.

45. Elabora un informe del teu experiment. Explica els objectius proposats, descriu el muntatge experimental i cita els resultats. Exposa clarament les teves conclusions referents als angles d’incidència i de reflexió.

ACTIVITATS

Mirall

Transportadord’angles

Raig reflectit

Norm

al

Raigincident

Cartolina

Forat per on surt la llum

Paper d’alumini

Angle d’incidència Angle

de reflexió

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 237

238

46. ● Indica si els cossos següents són fonts de llumprimàries o secundàries.

a) El Sol. d) Un mirall.b) Una bombeta. e) Un semàfor.c) Una espelma. f) Un diamant.

47. ● Classifica en un quadre els objectes següentssegons la llum que deixin passar.

Aigua neta, plat de porcellana, got de vidre, lupa,bossa de plàstic, full de paper de ceba, llençol, planxad’acer, vidre granulat.

48. ●●● Amb l’ajuda d’un compàs fes, en una cartolina o en un cartó blanc, un cercle de 15 centímetres de diàmetre. Retalla el cercle que has dibuixat amb unes tisores. Divideix el cercle blanc en tressectors iguals i pinta’ls de color vermell, groc i blau. A continuació, fes dos forats petits propers al centredel disc, procurant que quedin a la mateixa distància, i passa-hi un fil. Col·loca el disc a la meitat del fil.Agafa els extrems del fil, un a cada mà, i fes-lo girar.

a) De quin color es veu el cercle acolorit quan gira?

b) A partir de l’experiència, de quins colors està formada la llum blanca?

c) Ara mou el disc a poc a poc. Per què no passa el mateix que en l’experiència anterior?

d) Què passaria si en lloc d’aquests tres colors noméshaguessis usat el groc i el blau?

e) Què creus que passaria si per mitjà d’un prismadispersessis llum verda?

49. ●●● Un estel determinat es troba a 8,8 anys llum.L’estel esclata el dia 1 de gener de 2009.

a) Quin any sabrem que l’estel ha esclatat?b) A quina distància, en quilòmetres, es troba

l’estel de la Terra?

Activitats50. ● Observa la imatge reflectida pels miralls següents.

De quin mirall es tracta en cada cas? Quin tipusd’imatge produeix cadascun?

51. ●●● Sabent que la distància entre la Terra i el Sol és de 150 milions de quilòmetres, calcula el temps que tarda la llum del Sol a arribar a la Terra.

52. ●●● Les cuques de llum són uns insectes, de la família dels coleòpters, que se solen trobar en àrees humides i boscoses, on les larves tenen una font abundant d’aliment. Les nits càlides, les femelles generen llum, un fenomen conegut com a bioluminiscència, per atraure els mascles, i es poden apagar si detecten algun perill.

Busca informació sobre aquest fenomen d’emissió de llum.

53. ● A la sortida delsgaratges o entre lescruïlles de dos carrersamb poca visibilitat,se solen col·locarmiralls com els que es mostren a lafotografia. Quin tipus de miralls són?

54. ●●● Els dies de tempesta moltes vegades veiemcaure un llamp i al cap de pocs segons sentim el tro,que és el so que ha provocat el llamp. Això significaque la llum viatja molt més ràpid que el so. Si sentimun tro 4 s després del llamp, a quina distància es trobala tempesta?

A B

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 238

239

55. ●●● A quina distància es troba una muntanya si una persona, col·locada davant seu, sent l’eco del seucrit dos segons després d’haver-lo emès?

56. ●●● Un observador sent uns focs artificials tressegons després de veure’n l’esclat de llum. A quinadistància de l’observador hi ha els focs?

57. ●●● Un vaixell d’investigació científica usa un sonarper detectar una balena. El seu receptor llança unaona sonora i 0,2 segons més tard en detecta l’eco.El so es propaga a través de l’aigua a 1.500 m/s.Calcula:

a) La distància que ha recorregut l’ona en 0,2 s.b) A quina distància del vaixell està la balena?

58. ●● En sentir la nostra veu gravada, no ens solemreconèixer. A què creus que és degut?

59. ●● Si toquem amb la mà una campana que estàsonant, aquesta deixa de sonar immediatament. Per què creus que passa, això?

60. ● En els avions supersònics, capaços de superar la velocitat del so, la velocitat es mesura en Mach, i es parla de Mach 1, Mach 2, etc. Un Mach és igual a la velocitat del so en l’aire (340 m/s).

Calcula en km/h la velocitat a què es mou un avió que viatja a Mach 2.

61. ●●● Generalment, a partir de l’adolescència, el to de la veu masculina és més greu que el de la veufemenina. A què creus que és degut?

62. ●●● Un meteorit impacta a la Lluna. Des del lloc on vius podries sentir el soroll de l’impacte? I si fossisen una nau espacial a prop de la Lluna?

63. ●●● Habitualment, els animals hi veuen gràcies a la llum. Però n’hi ha alguns, com el ratpenat, que es poden orientar gràcies a l’ecolocalització.Coneixent les propietats del so, explica com podenaquests animals volar i localitzar les seves preses, fins i tot en la foscor.

L’impacte del meteorit

El 2 de maig de 2006, un meteorit va xocar contra el mardels Núvols (Mare Nubium) de la Lluna; va alliberar una energia equivalent a quatre tones de dinamita i va generar un cràter d’uns 14 m d’ample i 3 m de profunditat.L’impacte va crear unabola de foc brillant,que la NASA vagravar des d’untelescopiterrestre.

«Va ser una rocaespacial que ambprou feines feia uns25 cm d’ample, queviatjava a uns 38 km/s»,va informar Bill Cooke, cap de l’Oficina d’Estudis sobre Meteorits de la NASA.

64. ● A què són deguts els cràters de la Lluna?

65. ●● Creus que des de la Terra hauries pogut sentir l’explosió? Per què?

66. ●●● Sabent que la distància entre la Lluna i el telescopi des del qual es va gravar l’impacte és de 382.000 km, quant temps va tardar la llumgenerada a ser vista des de l’observatori?

a) Immediatament. b) 1,27 min. c) 1,27 s.

67. ●● Bill Cooke va explicar: «L’atmosfera terrestreens protegeix, un meteorit de 25 cm es desintegrariaen contacte amb l’aire, i generaria una bola de focespectacular al cel, però no un cràter».

a) Explica per què passaria això a la Terra.

b) Si l’atmosfera ens protegeix, per què llavors hi ha cràters formats per impactes de meteoritsal nostre planeta?

UNA ANÀLISI CIENTÍFICA

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 239

240

Resum

Propietats • La llum es propaga en línia recta i en totes les direccions.

• La velocitat de propagació depèn del medi. En el buit i en l’aire, la velocitat és aproximadament igual (300.000 km/s).

És una forma d’energia que ens permet veure el color i la forma dels objectes quan estanben il·luminats.

Quan travessa un medi, una part de la llum és absorbida i una altra part és reflectida.

LA

LL

UM

Reflexió

És el canvi de direcció que experimenta un raig lluminós en xocarcontra la superfície d’un cos.

Els miralls són cossos opacs amb una superfície llisa i polida que reflecteixen tota la llum que els arriba. Poden ser:

• Plans. Reflecteixen una imatge similar a la real.

• Esfèrics. Distorsionen la imatge real.

És una ona que es produeix quan un cos vibra.

Refracció

És el canvi de direcció que experimenta un raig lluminós en passard’un medi a un altre en què la velocitat de propagació és diferent.Aquest fenomen es pot observar en les lents.

Una lent és un cos transparent, generalment de vidre, que pot formarimatges refractant la llum. N’hi ha de dos tipus:

• Lents convergents. Concentren els raigs de llum en un punt.

• Lents divergents. Fan que els raigs de llum se separin.

Dispersió

És la descomposició de la llum blanca en diferents colors.

La llum blanca és una barreja de colors. Quan aquesta llum travessaun medi dispersor, com un prisma, es descompon en els colors de l’arc de Sant Martí.

Propietats

• No es propaga en el buit.

• Es propaga en totes les direccions.

• En propagar-se, transporta energia, però no matèria.

• La velocitat de propagació depèn del medi en què es transmet.

Qualitats

Les qualitats més importants que permeten distingir un so d’un altresón les següents:

• Intensitat. Quantitat d’energia per unitat de temps. Permet distingirentre sons forts i febles.

• To. Està determinat per la freqüència. Segons això, hi ha sons greusi sons aguts.

• Timbre. Permet distingir sons de la mateixa intensitat i to produïtsper dues fonts sonores diferents.

EL

SO

68. Completa l’esquema indicant com podem classificar els cossos segons la capacitat d’absorció de la llum.

69. Completa l’esquema assenyalant quins tipus de miralls esfèrics podem distingir.

ACTIVITATS

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 240

241

Llibres:Experimentos sencillos con la luz y el sonidoGLEN VECHIONE. Ed. Paidós IbéricaExperiments senzills i inofensius per comprendre què són i com funcionen les ones de la llum i el so.

La frontera de la llumD. MARTÍNEZ I M. A. SABATÉ. Ed. EumoNovel·la sobre fenòmens relativistes i espionatge a gairebé300.000 km/s.

QRZ Rat-penat! A. MONTOTO I D. DURAN. Ed. EumoLes ones i els fenòmens associats.

En pantallaEspectre electromagnètic i visió. El so. VHS. FundacióServeis de Cultura Popular.Interessant exposició sobre les ones que tracta temes com arala relació entre l'espectre electromagnètic i els conceptes delongitud d'ona i de freqüència, i les ones visibles i invisibles.

A la xarxa:http://www.astrogea.org/celfosc/auca_contamina-cio_luminica.htmAuca sobre la contaminació lumínica.

http://www.educaplus.org/luz/ondas.htmlPàgina amb explicacions sobre la naturalesa i les propietatsde la llum.

NO T’HO PERDIS

Tecnologies de seguiment visual Cinc segles després de Leonardoda Vinci, la investigadora ameri-cana Margaret Livingstone, ex-perta en percepció visual, ha des-vetllat un dels grans misteris de lahistòria de l’art: el somriure es-munyedís de la Gioconda no és si-nó «una il·lusió que apareix i des-apareix a causa de la peculiarmanera en què l’ull humà proces-sa les imatges». La seva teoria esbasa en el fet que l’ull té una visiócentral molt bona per reconèixerels detalls, i una de perifèrica,menys precisa, però més adequa-da per reconèixer les ombres. Demanera intuïtiva, Da Vinci va pin-tar el quadre de manera que «perveure somriure la Mona Lisa calmirar-la als ulls o a qualsevol llocdel quadre, de manera que els lla-vis quedin en el camp de visió pe-rifèrica». Sorprenent!

Per fer l’estudi, Livingstone haemprat una tecnologia anome-nada monitoratge d’ulls, segui-ment visual, traçabilitat visual o,en anglès, eye tracking, que per-met seguir el moviment oculard’una persona mentre mira unaimatge i, per tant, conèixer quinssón els punts d’aquesta imatgeque atreuen més la seva atenció.Per fer-ho, utilitza un aparell ano-

menat eye tracker que captamoltes dades, com les trajectòriesseguides en cada observació i ladilatació de la pupil·la.

[...]

Segons Iván del Muro, de la con-sultora Española Alt64, especia-litzada en màrqueting digital, «latecnologia eye tracking obre unanova via d’interacció amb el móninformàtic i els ordinadors en ge-neral. Aplicada a processos in-dustrials, per exemple, podríemcontrolar certes funcions nomésamb la mirada si tinguéssim lesmans ocupades, brutes o mulla-des. Aplicada al món dels nego-cis en línia, millora l’eficàcia delsestudis de mercat, navegació

per la xarxa i anàlisi de l’impac-te publicitari».

En el camp mèdic, investigadorsi psicòlegs usen aquesta tecnolo-gia en diagnòstics clínics, per mi-rar d’entendre com funcionen elsmecanismes de la visió i com elcervell discrimina i tria el que liinteressa més dins un camp vi-sual.

[...]

Aplicat a persones amb proble-mes de mobilitat o malalties crò-niques, la tecnologia eye trackingpot oferir-los una nova alternati-va de comunicació i una qualitatde vida impensable fins ara.Aquesta eina permet escriure,parlar utilitzant sintetitzadors

de parla i controlar aplicacionsdomòtiques d’un habitatge sen-se necessitat d’usar les mans, no-més mitjançant el moviment deles pupil·les. Amb l’ eye trackingés possible, per exemple, obrir itancar interruptors i enviar cor-reus electrònics usant només lamirada.

LUIS OTERO,«¿Y tú qué miras?»,

Muy Interesante. Octubre 2005. núm. 293 (text adaptat)

70. El somriure que veiem en la Gioconda (tria dues alternatives):a) És real. c) El veiem sempre.b) És aparent. d) Depèn de com mirem.

71. Com pot l’eye tracker ajudar a analitzar l’impacte d’un anunci publicitari en les persones?

72. Quines possibilitats d’ús té la tècnica de seguiment visual?

73. Què li interessa més a l’autor del text, parlar-nos del somriure de la Gioconda o de la tècnica del seguiment visual? Per què?

COMPRENC EL QUE LLEGEIXO

EL RACÓ DE LA LECTURA

833921 _ 0222-0241.qxd 25/1/08 17:01 Página 241

Conceptes clau

iocenosi Conjunt dels éssers vius que formenpart d’un ecosistema. La biocenosi ésla part viva de l’ecosistema, mentre queel biòtop és la part inerta. Del grec bios:‘vida’, i koinós: ‘comú’.

Biodiversitat Quantitat d’espècies que hi ha en unlloc, en un ecosistema o en qualsevolaltre sistema considerat. Com més granés la biodiversitat, més complexes sónles relacions que s’estableixen entre elséssers vius.

Bioelement Element químic present en els éssersvius i que forma les biomolècules. Sónexemples de bioelements el carboni, l’hidrogen, l’oxigen i el nitrogen.

Bioma Conjunt d’ecosistemes d’una zona de laTerra caracteritzats per un clima deter-minat o unes condicions determinades.Les selves equatorials, els deserts tropi-cals o els fons oceànics són exemples debiomes on es poden trobar ecosistemesdiferents.

Biomassa Quantitat de matèria viva que hi ha enun ésser viu, en un ecosistema o enqualsevol altre sistema considerat.També és la matèria orgànica procedentdels éssers vius, que es pot utilitzar coma font energètica. És una de les fontsd’energia renovable més utilitzades.

Biomolècula Molècula constituent dels éssers vius.Les biomolècules estan formades perla unió d’àtoms de certs elements quí-mics. Es poden classificar en dostipus: inorgàniques, com l’aigua i lessals minerals, i orgàniques, exclusi-ves dels éssers vius, com els glúcids,els lípids, les proteïnes i els àcidsnucleics.

Biosfera Conjunt de tots els éssers vius que hiha a la Terra. Del grec bios: ‘vida’, isphaira: ‘esfera’.

B

Biòtop Espai físic ocupat per un ecosistema, incloent-hi tots els components no bio-lògics, com les roques, l’aigua i l’aire, i totes les variables que s’hi poden me-surar: temperatura, hores de llum, hu-mitat, quantitat d’oxigen dissolt en l’ai-gua, etc. Del grec bios: ‘vida’, i tópos: ‘lloc’.

Bipartició Modalitat de reproducció asexual en laqual una cèl·lula es divideix en duesmeitats iguals. És freqüent en bacterisi protozous.

alor Energia que es transfereix d’un cos aun altre quan es troben a temperaturesdiferents. La unitat en el sistema inter-nacional és el joule (J), tot i que es man-té com a unitat d’ús habitual la calo-ria (cal).

Capil·laritat Fenomen físic pel qual certs líquids,entre ells l’aigua i les seves dissolucions,ascendeixen per tubs de diàmetre pe-tit vencent la força de la gravetat.

Carbonització Transformació de la matèria orgànica,especialment de la fusta, en carbó, acausa d’un augment de la temperaturai la pressió en absència d’oxigen. Aquestprocés natural es duu a terme tambéartificialment a les carboneres per ob-tenir carbó vegetal a partir de la fusta.

Càrstic Referent a l’acció geològica de les ai-gües que produeixen una dissolució so-bre les roques, ja sigui en la superfície(modelat càrstic superficial) o en el sub-sòl (modelat càrstic subterrani). De laregió de Karst, a Eslovènia.

C

242

comodació visualCanvi que té lloc en la curvatura del cris-tal·lí perquè els raigs de llum s’enfoquincorrectament sobre la retina.

Aïllant tèrmic Material que no condueix bé la calor,com el suro, la fusta o el porexpan.

Anabolisme Conjunt de reaccions químiques mit-jançant les quals les cèl·lules fabriquenels compostos orgànics.

Angiosperma Planta amb flors i llavors amagades enun fruit, com ara l’alzina i la rosella. Delgrec angion: ‘vas’ o ‘receptacle’, i sperm:‘llavor’.

Anys llum Distància que la llum recorre en un any.Correspon aproximadament a 9,5 bi-lions de quilòmetres.

AtmosferaCapa gasosa que envolta la Terra. Estàformada per una mescla de gasos anomenada aire. Del grec atmós: ‘va-por’, i sphâira: ‘esfera’.

Autòtrof Ésser viu que pot elaborar matèria or-gànica a partir d’aigua, diòxid de car-boni, sals minerals i energia, mitjançantla fotosíntesi (energia lumínica). Són au-tòtrofs les plantes, les algues i els bacte-ris fotosintètics, i també reben el nomd’organismes productors. Del grec au-tós: ‘un mateix’, i trophé: ‘menjar’.

A

greix àcid gras

glicerol

proteïna

aminoàcid

833921 _ 0242-0247.qxd 1/2/08 16:11 Página 242

243

Catabolisme Conjunt de reaccions químiques mit-jançant les quals les cèl·lules degradenels nutrients orgànics en compostosmés senzills.

Cèl·lula fotoelèctrica Dispositiu que produeix electricitatquan rep llum. Es pot utilitzar com adetector del pas de persones o animals(com ara a les portes d’alguns ascen-sors), o com a dispositiu per generarelectricitat. En aquest cas s’agrupenmoltes cèl·lules fotoelèctriques (ano-menades cèl·lules fotovoltaiques), queformen un panell fotovoltaic.

Clast Fragment de roca de qualsevol mida,forma i procedència, que és produït permeteorització i evacuat per un agentgeològic. Els clasts més petits són lespartícules d’argila, i els més grans sónels blocs transportats per les glaceres.

Colada Capa de materials d’origen volcànic.Pot ser de lava o de piroclasts.

Colònia Conjunt de cèl·lules o individus quecreixen en un mateix lloc, que s’espe-cialitzen en diferents funcions i queprocedeixen d’un mateix progenitor.

Conductor tèrmic Material que condueix bé la calor, perexemple, la gran majoria de metalls.

Contracció Disminució de mida que experimentaun cos, ja sigui sòlid, líquid o gasós, acausa del descens de temperatura.

Egestió Procés pel qual els animals eliminen elsresidus dels aliments que no han po-gut ser digerits i que han de ser expul-sats a l’exterior de l’organisme en for-ma de matèria fecal.

Energia Capacitat que tenen els cossos de pro-duir transformacions. Es pot presentaren diferents formes: llum, calor, energiaelèctrica, so, etc. Les transformacions esduen a terme mitjançant treball o calor.En el sistema internacional l’energia esmesura en joules (J).

Eòlic Referent al vent. Del grec Aíolos: déudels vents.

Epicentre Lloc de la superfície terrestre situat justa la vertical de l’hipocentre o focus sís-mic. És el lloc on es percep primer el ter-ratrèmol, i on aquest assoleix la inten-sitat més gran. Del grec epi: ‘a sobre’, ikentron: ‘centre’.

Escorrentia Lloc per on s’escorre l’aigua. L’ escor-rentia superficial fa referència a les ai-gües salvatges i els rius. Les aigües queflueixen per l’interior de l’escorça te-rrestre formen l’escorrentia subterrània.

Esporangi Estructura dels vegetals, en forma de sac,nascuda de l’esporòfit i que s’especialit-za a produir espores. Del grec spor: ‘lla-vor’, i angion: ‘vas’ o ‘recipient’.

Esporòfit Tipus d’individu, o part d’aquest, quepresenten les plantes al llarg del seu ci-cle vital, capaç de produir espores. Enles plantes amb flors i en les falguerescorrespon a la part visible. Del grec spor:‘llavor’, i phyton: ‘planta’.

Estacional Relatiu a les estacions de l’any. Per exem-ple, la floració de molts vegetals, les neva-des o les sequeres, són fenòmens que esconsideren estacionals, ja que són carac-terístics de determinades èpoques de l’any.

Cotilèdon Cadascuna de les primeres fulles queapareixen en l’embrió d’una planta ambllavors. Contenen reserves alimentíciesper alimentar l’embrió durant la ger-minació.

escomponedor Organisme que es nodreix de restesd’èssers vius, a partir dels quals pro-dueix matèria inorgànica i sals mine-rals, amb la qual cosa augmenta la fer-tilitat del sòl o l’aigua. Els organismesdescomponedors són la major part delsbacteris i fongs unicel·lulars.

Desplaçament Distància que separa els punts final iinicial d’un moviment. El desplaçamentno és sempre igual a l’espai recorregut,només en el cas d’una trajectòria rec-ta coincideixen l’espai recorregut i eldesplaçament.

Diàclasi Fractura en una roca rígida sense quees desplaci cap dels fragments.

clipsi Fenomen que té lloc quan un cos que-da ocult totalment o parcialment perun altre, de manera que s’impedeixveure el primer normalment. Els méshabituals són els de Sol i els de Lluna.

Ecosfera Conjunt de tots els ecosistemes de laTerra.

Ecosistema Conjunt format pels éssers vius que ha-biten en una zona determinada i queinteraccionen estretament entre si, i elsfactors ambientals que caracteritzenaquesta zona.

Efecte d’hivernacle Fenomen natural provocat per l’ele-vació de la temperatura de l’atmosferai de la superfície terrestre, a causa del’absorció dels raigs infraroigs (calor),per part dels gasos atmosfèrics, fentpossible una temperatura apta per alséssers vius.

E

D

833921 _ 0242-0247.qxd 25/1/08 16:57 Página 243

244

Estímul Qualsevol canvi que té lloc al medi queens envolta, i que pot ser captat pelsreceptors sensorials dels éssers vius.

Estoma Petita obertura microscòpica que apa-reix en l’epidermis de les parts verdesde les plantes, a través de la qual esfa l’intercanvi de gasos entre la plantai l’exterior. Està compost per un porus,anomenat ostíol, i per dues cèl·lulesoclusives que l’envolten. Del grec stó-ma: ‘boca’.

Estrat Cadascuna de les capes ben diferen-ciades en què es presenten les roquessedimentàries.

Eucariota Organisme les cèl·lules del qual tenenun nucli delimitat per una membranaen què es troba el material genètic. Sónorganismes eucariotes els protozous, lesalgues, els fongs, els animals i les plan-tes. Del grec eu: ‘bé’, i káryon: ‘nucli’.

Excreció Expulsió a l’exterior de l’organismedels productes de rebuig, diòxid decarboni, aigua, amoníac o algun delsseus derivats, com ara la urea o l’àcidúric.

issió nuclear Reacció en la qual un nucli pesant(urani, plutoni, etc.) es trenca per do-nar lloc a dos nuclis més lleugers, amballiberament de gran quantitat d’e-nergia. Aquesta energia s’usa en lescentrals nuclears per produir energiaelèctrica.

Fitoplàncton Conjunt d’algues i bacteris fotosintè-tics que floten en l’aigua de l’oceà o deles masses d’aigua dolça. La majoria d’a-questes algues són unicel·lulars o plu-ricel·lulars, però visibles únicament almicroscopi. Del grec phyton: ‘planta’, iplagktón: ‘errant’.

F

Font d’energia Qualsevol medi natural o artificiala partir del qual podemobtenir energia útil. Es po-den agrupar en fonts re-novables i fonts no reno-vables.

Fotosíntesi Procés que permet produir matèria or-gànica a partir de diòxid de carboni, ai-gua i sals minerals, utilitzant per fer-hol’energia lluminosa. Com a residu d’a-quest procés es produeix oxigen. Té llocen els cloroplasts, que estan situats ales cèl·lules dels productors.

Freqüència Característica que determina el nom-bre d’oscil·lacions que fa una ona persegon. La unitat en el sistema interna-cional és l’hertz (Hz).

Fusió nuclear Reacció en què dos nuclis lleugers s’u-neixen o fusionen per donar-ne un demés pesant, alliberant partícules i ener-gia. Aquesta és la reacció que té lloc enels estels i és la causa del desprenimentde llum i calor que s’hi produeix.

ametòfit Individu, o part d’aquest, que presen-ten les plantes al llarg del seu cicle vi-tal, en què s’originen els gàmetes ocèl·lules reproductores. A mesura queles plantes tenen una estructura méscomplexa, el gametòfit presenta unamida més petita. En les falgueres, lesangiospermes i les gimnospermes que-da reduït a una agrupació de cèl·lules,mentre que en les molses és el queveiem normalment. Del grec gámos:‘unió’, i phyton: ‘planta’.

Generador Dispositiu capaç de transformar qual-sevol tipus d’energia en energia elèc-trica.

Gestació Temps en què l’embrió roman a l’úterfins que neix. La durada és variable, se-gons les diferents espècies.

G

Gimnosperma Planta les llavors de la qual no estantancades en un fruit. Els pins i els avetssón gimnospermes. Del grec gymnos:‘nu’, i sperma: ‘llavor’.

Glàndula Òrgan unicel·lular o pluricel·lular ambfunció secretora, és a dir, que produeixi allibera una substància determinada.Poden ser exocrines, com les glàndu-les mamàries, que excreten els produc-tes per mitjà d’un conducte a qualse-vol lloc de l’organisme, o endocrines,com la tiroide, que ho fan directamenta la sang. També hi ha glàndules mix-tes, com el pàncrees, que poden actuarindistintament com a exocrines i com aendocrines.

Gònada Òrgan dels animals especialitzat en lareproducció. A l’interior s’hi formen lescèl·lules reproductores típiques de ca-da sexe, anomenades gàmetes, i les hor-mones sexuals. Les gònades masculi-nes són els testicles, i les femenines, elsovaris.

Gradient Variació d’un paràmetre, com la tempe-ratura, la pressió, la quantitat de llum oqualsevol altre, al llarg d’una distància.El gradient geotèrmic és l’augment detemperatura que es produeix des de lasuperfície de la Terra cap a l’interior.

eteròtrof Ésser viu que s’alimenta d’altres éssersvius. Els heteròtrofs s’anomenen herbí-vors si s’alimenten de vegetals; si s’ali-menten d’altres animals són carnívors,i si mengen animals i vegetals són om-nívors. Els organismes heteròtrofs tam-bé reben el nom de consumidors. Delgrec héteros: ‘un altre’, i trophé: ‘menjar’.

H

833921 _ 0242-0247.qxd 25/1/08 16:57 Página 244

245

Hidrotermal Relatiu a l’aigua calenta. Els fenòmenshidrotermals, com les fonts d’aigua ca-lenta, els guèisers i els brolladors d’ai-gua bullint que hi ha en alguns fonsoceànics, són deguts al fet que l’aiguainfiltrada a l’escorça és expulsada capa l’exterior en entrar en contacte ambroques molt calentes pròximes a la su-perfície.

Hipocentre Lloc de l’interior terrestre en què s’ori-gina un sisme o un terratrèmol, a cau-sa del trencament de les roques o unaltre procediment que alliberi brusca-ment molta energia. També rep el nomde focus sísmic. Del grec hypó: ‘sota’, ikentron: ‘centre’.

Homeoterm Animal capaç de mantenir la tempera-tura interna del seu cos constant i in-dependent del medi que l’envolta, comels mamífers. Del grec hómoios: ‘sem-blant’ o ‘similar’, i thermós: ‘calor’.

Hormona Substància orgànica de naturalesa quí-mica que és abocada a la sang per lesglàndules endocrines i després, a tra-vés de la circulació sanguínia, arriba aun òrgan determinat, on s’encarrega deregular alguna funció.

sostàsia Equilibri entre el pes dels continents ila força cap amunt que fa el mantell.Quan l’erosió treu pes d’un continent,aquest es veu empès a pujar, mentreque quan els agents geològics hi acu-mulen sediments a sobre, el pes el faenfonsar. Del grec ísos: ‘igual’, i stásis:‘equilibri’.

I

oule (J) Unitat de mesura de l’energia, del tre-ball i de la calor en el sistema interna-cional. Equival a 0,24 calories.

arva Estat immadur que presenten certs ani-mals, com alguns insectes i amfibis, di-ferent de l’adult.

Lent Cos transparent limitat per dues su-perfícies on almenys una és corba, ocòncava o convexa. Podem distingirdos tipus de lents: convergents i di-vergents.

Litosfera Capa sòlida de la superfície terrestreformada per l’escorça i una part delmantell superior. S’estén des de la su-perfície terrestre fins a una zona delmantell anomenada astenosfera. Delgrec líthos: ‘pedra’, i sphâira: ‘esfera’.

Longitud d’ona Distància que separa dos punts conti-gus en una ona que tinguin la matei-xa pertorbació. La unitat en el sistemainternacional és el metre (m).

acromolècula Gran molècula formada per la unió desubunitats més petites. Els polímers sónmacromolècules formades per unitatssimilars o idèntiques anomenades mo-nòmers. Són macromolècules els po-lisacàrids, les proteïnes i els àcids nu-cleics.

Magma Roca fosa amb gasos dissolts. Els gasosmés abundants en un magma són el va-por d’aigua i el diòxid de carboni (CO2),tot i que també n’hi ha d’altres, com òxidsde sofre, de clor i de nitrogen, argó, etc.

Mapa geològic Representació gràfica sobre un pla delstipus de roques que formen un paisat-ge. També es representen, mitjançantsignes, les deformacions que han ex-perimentat aquestes roques (plecs i fa-lles).

M

L

J Mapa topogràfic Representació gràfica plana del relleu,la forma i les dimensions d’un terrenyo lloc de la superfície terrestre.

Meteorització Procés de destrucció de les roques de-gut als agents meteorològics, com araels canvis de temperatura, la humitat ola congelació de l’aigua.

Microorganisme Ésser viu d’una mida tan petita que calusar un microscopi per observar-lo.La majoria són éssers unicel·lulars,com els bacteris o els protozous.

Mirall Superfície opaca i ben polida que re-flecteix la llum. Segons la superfície,els miralls es poden classificar en plansi esfèrics.

833921 _ 0242-0247.qxd 1/2/08 16:11 Página 245

246

Modelat Aspecte que adquireix la superfície ter-restre després de l’acció erosiva conti-nuada d’un agent geològic. En la ma-joria dels casos és possible reconèixerl’agent geològic que ha provocat el mo-delat d’un paisatge, encara que aquestagent ja no hi actuï.

Monòmer Molècula de mida petita que, unida auns altres monòmers, de vegades cen-tenars de milers, formen macromolè-cules anomenades polímers. Són exem-ples de monòmers la glucosa i elsaminoàcids. Del grec mónos: ‘un’, i mé-ros: ‘part’.

àstia Resposta vegetal en la qual es produeixun moviment sense orientació i pas-satger, ja que el vegetal torna a la sevaposició inicial al cap d’un temps.

mbraZona fosca que apareix quan un raig dellum troba un cos opac al seu camí.

Òrgan Conjunt de diversos teixits que actuencoordinadament. Per exemple, el corés un òrgan que té com a funció im-pulsar sang.

O

N

OrgànulEstructura cel·lular capaç de dur a ter-me unes determinades funcions espe-cífiques. Els cloroplasts i els mitocon-dris són orgànuls.

Oscil·lar Efectuar moviments de vaivé al voltantd’una posició d’equilibri a la mane-ra d’un pèndul. Del llatí oscillare: ‘ba-lancejar-se’.

eneplà Plana molt extensa, que pot abraçar granpart d’un continent, formada per l’accióerosiva fluvial durant milions d’anys.

Penombra Zona parcialment il·luminada entrel’ombra i la zona en la qual incideix lallum directament. La penombra apa-reix sempre a les vores de l’ombra.

Piroclast Fragment de roca o de lava que és llan-çat a l’aire per un volcà. Els més fins re-ben el nom de cendres volcàniques; elsde mida de la grava s’anomenen lapil·li,i els més grans, bombes volcàniques.Del grec pyros: ‘foc’, i klastós: ‘trencat’.

Plutònic Referent a les roques magmàtiques ques’han consolidat a l’interior de l’escor-ça a partir d’un magma. De Plutó: déudels inferns.

Poiquiloterm Animal que té la temperatura del cosvariable i depenent de la del medi ex-terior, com els amfibis. Del grec poikí-los: ‘variat’, i thermós: ‘calor’.

Pol·linització Procés pel qual els grans de pol·len, quecontenen els gàmetes masculins, sóntransportats des dels estams d’una florfins al pistil de la mateixa flor o d’unaaltra, que conté els gàmetes femenins,anomenats oosferes.

Polímer Macromolècula, generalment de na-turalesa orgànica, formada per la unió

P

de molècules més petites anomenadesmonòmers. Són exemples de polímersles proteïnes i els polisacàrids, formatsrespectivament per aminoàcids i mo-nosacàrids. Del grec polis: ‘molts’, i mé-ros: ‘part’.

Procariota Organisme la cèl·lula del qual no té elmaterial genètic tancat en un nucli. Elsbacteris són organismes procariotes. Delgrec pro: ‘abans’, i káryon: ‘nucli’.

Pseudòpode Prolongació transitòria del citoplasmade certes cèl·lules, com amebes o glò-buls blancs, que els permet la locomo-ció o la nutrició cel·lular. Del grec pseu-dos: ‘fals’, i podós: ‘peu’.

eceptor Element nerviós o cèl·lula sensible ca-paç de captar un estímul i transformar-lo en un corrent nerviós que és trans-mès fins als centres nerviosos (cervelli medul·la espinal).

Reflexió Canvi de direcció de propagació queexperimenta una ona, com la llum,quan xoca amb un objecte.

aba bruta Dissolució de sals minerals en aiguaque la planta absorbeix per les arrels ique en les fulles s’utilitza de matèriaprimera per a la fotosíntesi.

Saba elaborada Barreja d’aigua i substàncies orgàniques,obtinguda a partir de la saba bruta perla fotosíntesi.

Sals minerals Conjunt de substàncies inorgàniquespresents tant en els éssers vius com enla matèria inerta. En els éssers vius for-men estructures de gran duresa, comconquilles, dents i ossos.

Serpentí Canonada en forma de ziga-zaga o es-piral, per disposar d’una gran longituden una superfície petita. S’utilitza percaptar la calor d’una font calorífica, com

S

R

833921 _ 0242-0247.qxd 25/1/08 16:57 Página 246

247

el Sol, o per irradiar a l’exterior la ca-lor de l’aigua calenta que hi circula, comals terres radiants.

Sismògraf Aparell que pot registrar un sisme, ela-borant un gràfic en què es pot llegirla durada, l’amplitud i la freqüència deles vibracions. El gràfic produït rep elnom de sismograma. Del grec seismós:‘sotrac’, i grápho: ‘escriptura’.

Sistema Conjunt d’òrgans semblants que actuenper dur a terme una funció complexa.Per exemple, el sistema muscular, for-mat pels músculs del nostre cos.

Sobreexplotació Extracció d’un recurs a un ritme ex-cessiu, fins a produir-ne l’exhauriment,de manera que deixa de ser renovablei passa a ser no renovable.

artera Vessant cobert de pedres soltes, proce-dents de la meteorització mecànica deles roques que formen el relleu.

Teixit Conjunt de cèl·lules idèntiques que fanla mateixa funció. Per exemple, el tei-xit muscular, el nerviós o el conjuntiu.

Termoreceptor Tipus de receptor sensorial de la nos-tra pell que s’encarrega de detectarcanvis de temperatura, tant de pèrduade calor com d’augment de tempera-tura.

Transpiració Evaporació de l’aigua a través dels esto-mes de les fulles. Com a conseqüència,s’origina absorció de saba, que així pu-ja pels vasos del xilema fins a les fulles.

Tròfic Relatiu a l’aliment o a l’acte d’alimen-tar-se. Les relacions tròfiques són lesque s’estableixen entre un depredadori les seves preses, entre els paràsits il’hoste del qual s’alimenten, o entre elsherbívors i els vegetals que consu-meixen.

T

Tropisme Resposta d’un vegetal en la qual es pro-dueixen canvis en la direcció de crei-xement del propi vegetal, provocant al-teracions de la forma i/o deformacions.

Tsunami Onada de gran altura que es forma perun terratrèmol en el fons marí, que potcausar grans danys en zones costane-res. Paraula japonesa que significa ‘ona-da de marea’.

Turbina Màquina composta d’una roda proveï-da d’unes paletes i subjecta a un eixcentral que gira impulsada per l’ener-gia d’un fluid (vapor d’aigua, aigua d’unriu, etc.).

ltrasò So amb una freqüència de més de20.000 Hz, que no és detectat per l’o-rella humana. Els ultrasons poden serescoltats per alguns animals, com aradofins, ratpenats o gossos. S’utilitzenen diverses aplicacions, com l’ecogra-fia o el sonar.

ent Fenomen meteorològic consistent enuna massa d’aire que es desplaça desd’una zona d’altes pressions o antici-cló, fins a una zona de baixes pressionso depressió. Al seu torn, pot produirnuvolositat o precipitacions.

V

U

Vítria Textura d’una roca volcànica en què noes distingeixen els minerals que la for-men, a causa de la seva mida micros-còpica. Es produeix per un refredamentmolt brusc de la roca fosa.

Volcà Muntanya que es forma per l’acumu-lació de colades de lava i piroclasts. Delllatí Vulcanus: déu del foc.

eròfila Planta que suporta bé l’escassetat d’ai-gua. Moltes plantes xeròfiles contenenuns olis d’olors fortes, com el romaní,la farigola o l’espígol, per la qual cosatambé reben el nom de plantes aromà-tiques. Del grec xerós: ‘sec’, i philos:‘amic’.

igot Cèl·lula que resulta de la unió de dosgàmetes, un de masculí i un altre de fe-mení, a partir de la qual es desenvolu-pa un individu.

Zooplàncton Conjunt d’éssers vius consumidors quesuren en l’aigua a la mercè dels corrents.S’alimenten del fitoplàncton o d’altrescomponents del zooplàncton. Algunssón unicel·lulars de mida molt petita,com diverses larves, però també n’hiha de mida molt gran, com algunes me-duses. Del grec zoon: ‘animal’, i plagk-tón: ‘errant’.

Z

X

Centralhidroelèctrica

833921 _ 0242-0247.qxd 25/1/08 16:57 Página 247

Es prohibeix, llevat d’excepció prevista per la llei, qualsevol forma de repro-ducció, distribució, comunicació pública i transformació d’aquesta obra sensel’autorització dels titulars de la propietat intel·lectual. La infracció dels dretsesmentats pot constituir un delicte contra la propietat intel·lectual (articles270 i següents del Codi penal).

© 2008 by Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.Frederic Mompou, 11 (Vila Olímpica). 08005 BarcelonaPRINTED IN SPAINImprès a Espanya per

ISBN: 978-84-7918-124-6CP: 833921Dipòsit legal:

Direcció d’art: José Crespo

Projecte gràfic:Coberta: CARRIÓ/SÁNCHEZ/LACASTAInteriors: Manuel García

Il·lustració: alademoscail·lustració, Agustí Serrano, Digitalartis, Marcelo Pérez, Domingo Benito, Carlos Aguilera

Cap del projecte: Rosa MarínCoordinació de la il·lustració: Carlos AguileraCap de desenvolupament del projecte: Javier TejedaDesenvolupament gràfic: Rosa Maria Barriga, Josep Lluís García, Raül de Andrés

Direcció tècnica: Ángel García Encinar

Coordinació tècnica: Francisco MoralConfecció i muntatge: Eduard Cànovas, Leticia Fernández, Francisco Moral

Correcció: Lurdes Monguillot, Anna Rius

Documentació i selecció fotogràfica: Nieves Marinas

Fotografies: A. Díaz; A. Jimeno; Algar; B. Cobeta; C. Jiménez; C. Suárez; C. Valderrábano e I. Hernández; C. Villalba; D. Lezama; D. López; E. González; F. Gracia; G. Agirre; GARCÍA-PELAYO/Juancho; GOYENECHEA; I. Meléndez; I. Rovira; I. Sabater; J. C. Muñoz/'Instituto Geológico y Minero de España'; J. Escandell.com; J. I. Medina; J. J. Balbuena; J. Jaime; J. L. G. Grande; J. Latova; J. M.ª Barres; J. M.ª Montero; J. Soler; J. V. Resino; Juan M. Ruiz; KAIBIDE DE CARLOS FOTÓGRAFOS; Krauel; L. M. Iglesias; L. Olivenza; Larrión-Pimoulier; M. Catalán; M. G. Vicente; M. Montes; M. Moreno; M. San Félix; Michele di Piccione; O. Torres; P. Arceo; P. Esgueva; Prats i Camps; R. Arrizabalaga; Roca-Madariaga; S. Padura; S. Yaniz; TERRANOVA INTERPRETACIÓN Y GESTION AMBIENTAL; X. S. Lobato; A. G. E. FOTOSTOCK/Xavier Subias, Oriol Cabrero, Michael Abbey, K. H. Jacobi, Banana Stock, George Stocking, Darwin Dale, Morales, Angelo Cavalli, ZILL, Fritz Poelking, SSPL, SPL, MSZ, SCIENCE PHOTO LIBRARY, Herbert Hopfensperger, Carol and Mike Werner, Gregory G. Dimijian, Biophoto Associates;A.S.A./Minden Pictures/Frans Lanting, Minden Pictures/Norbert Wu; ALBUM/akg-images; COMSTOCK; CONTACTO/AFP PHOTO/HO/E.Paul Oberlander/Woods Hole Oceanographic Institution, AFP PHOTO/FISHERIES AND OCEANS CANADA/Uvic-Verena Tunnicliffe;COVER/POPPERFOTO; CONTIFOTO/François Merlet, UPPA, VANDYSTADT/HEUCLIN, Didier Givois; CORDONPRESS/REUTERS/Toshiyuki Aizawa; CONTIFOTO/SYGMA/A. de Wildenberg, Flavio Pagani, John Van Hasselt, Philippe Giraud;COVER/CORBIS / Yann Arthus-Bertrand, Deborah Feingold, Sheldan Collins, Matthias Kulka, Uli Wiesmeier, Gunter Marx, Rob Howard; DIGITAL BANK; DIGITALVISION; EFE/Kai Försterling, Olivier Maire, Alfredo Aldai, L. Gana; EFE/SIPA-PRESS/C.Burmester, Daniel Dancer, Dirk Heinrich, E. Dragesco, F. Durand, Frédéric Nebinger, G. Elkaim, BGPLC/Fred Bavendan, NASA,HONOLULU STAR; GETTY IMAGES SALES SPAIN/Photographer's Choice/David Tipling, Discovery Channel Images/Jeff Foott, Gallo Images/Heinrich van den Berg, National Geographic/Carsten Peter, Visuals Unlimited/Wim van Egmond, NationalGeographic/George Grall, Johner Images/Per Magnus Persson, Time Life Pictures/Steve Liss, The Image Bank/Jeff Spielman, The Image Bank/Chris Sanders, Stone/Richard During, Dorling Kindersley/Frank Greenaway, Stone/Chad Slattery, Stone/Spike Walker,Stone/John Warden, Visuals Unlimited/Dr. John D. Cunningham, Taxi/Peter David, Visuals Unlimited/Dr. Richard Kessel & Dr. Gene Shih;HIGHRES PRESS STOCK/NaturePL/HighRes, AbleStock.com; I. Preysler; JOHN FOXX IMAGES; LOBO PRODUCCIONES / C. SANZ;MARGEN FOTOGRAFÍA/T. Arias; MELBA AGENCY; MICROS/J. M. Blanco; MUSEUM ICONOGRAFÍA/J. Martin; NASA/JacquesDescloitres, MODIS Land Rapid Response Team, NASA/GSFC, NASA, ESA and AURA/Caltech; NOVOSTI; PHOTODISC; SAFI 2000;Ayuntamiento Miraflores de la Sierra, Madrid; BIBLIOTECA NACIONAL, MADRID/Laboratorio Biblioteca Nacional; C. Brito/J. Núñez;CREATIVE LABS; FUJITSU/SIEMENS; FUNDACIÓN SANTILLANA/MUSEO MARÍTIMO, CANTABRIA; INSTITUTO GEOLÓGICO Y MINERO DE ESPAÑA; J. Cerezo; KODANSHA; MATTON-BILD; Natur-Sport Sorbas S.L.; Observatorio Universidad Complutense de Madrid; PHILIPS; SERIDEC PHOTOIMAGENES CD/DigitalVision; ARXIU SANTILLANA

833921 _ 0250-0250.qxd 25/1/08 17:01 Página 250