lunes, 13 de agosto de 2012

Clase 11 - Energía y Materia en los Ecosistemas

¿Podríamos vivir sin árboles o sin plantas?  Pensemos en todo lo que comemos: carne, verduras...  ¿Y con que alimentamos a los animales que luego comemos?  Con plantas.  Sin plantas, ¿qué comerían los animales, incluidos nosotros?  ¡Nada!  Entonces, NO podríamos vivir sin árboles o plantas.  Esto nos lleva a preguntarnos, ¿y de qué viven las plantas?  De todos los nutrientes que encuentran en el sol, sin duda.  ¿Y de dónde salen estos nutrientes?  Pensemos: ¿podrían las plantas vivir sin sol?  No.  Si bien podemos decir esto por intuición, a medida que avance la clase veremos por qué el sol es estrictamente necesario para la vida de TODO en el planeta.

-  Los árboles producen su propia comida.  Por ende, son organismos autótrofos.  Esto es distinto a los animales, que deben obtener su comida desde "afuera".  Los animales, los hongos, los humanos, etc., son organismos heterótrofos. 
-  ¿Cómo producen las plantas su propia comida?  Convirtiendo la energía lumínica, proveniente del sol, a energía química, la cual se encuentra en forma de azúcar. Esto por medio del proceso de la fotosíntesis. 


CO2 --> dióxido de carbono.  H20 --> agua.  C6H12O6 --> glucosa (monosacárido).  O2 --> oxígeno.  

Al lado izquierdo de la ecuación de fotosíntesis encontramos lo que necesitamos para que ésta ocurra (dióxido de carbono obtenido de la atmósfera, y agua absorbida por las raíces).  Estos son los reactantes.  Al lado derecho encontramos lo que producimos, o sea, los productos: glucosa, la "comida" de la planta, y O2 que es liberado a la atmósfera.  

Es interesante notar que no solo vivimos gracias a la fotosíntesis porque las plantas pueden "comer", si no también porque la fotosíntesis absorbe CO2 del aire, para luego liberar oxígeno a la atmósfera.  Sin oxígeno claramente la vida no sería posible.  

-  ¿Cómo funciona la fotosíntesis?  En dos fases: fase primaria o lumínica, y fase secundaria u oscura. 

La fase lumínica rompe los reactantes con ayuda de la luz solar (pregunta: ¿cuáles son los reactantes de la fotosíntesis?) para generar subproductos, que luego nos llevarán a los productos finales. 

La fase secundaria u oscura, también llamada Ciclo de Calvin, toma estos subproductos para llegar a los productos finales (¿cuáles eran estos?).  

-  ¿Dónde ocurre la fotosíntesis?  en las hojas y los tallos verdes de las plantas.  ¿Por qué son verdes?  Porque contienen clorofila, un pigmento que absorbe la luz.  Este pigmento se encuentra contenido en los cloroplastos de las hojas (los cloroplastos son organelos de la célula vegetal).  O sea, más concretamente, la fotosíntesis ocurre la clorofila de los cloroplastos de la célula vegetal, los cuales se encuentran en las hojas y los tallos verdes de las plantas.



Al principio de la clase, hablamos de lo que comíamos los animales, y siempre se llega a una planta.  Esto lo analizaremos a continuación, junto con algunos conceptos importantes de entender.

-  Ecosistema: conjunto de lo biótico (lo vivo) y lo abiótico (lo no vivo) en una región determinada.  



Pregunta de reforzamiento: identifica los elementos que componen el ecosistema ilustrado arriba.

-  Cadena alimentaria o cadena trófica:  conjunto de organismos a través de los cuales fluye la energía que se almacenó en los organismos autótrofos.  También, proceso de transferencia de sustancias nutritivas a través de las diferentes especies de una comunidad biológica.  Por último, corriente de energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema.  

¿Qué queremos decir con todo esto?  Imaginemos la siguiente cadena trófica:


Todo parte de una planta, ya que es un organismo autótrofo.  En el caso de una cadena trófica también se le llama productor.  El insecto se come la planta, siendo un consumidor primario.  La planta en si (su materia) como la energía contenida en ella, pasan al insecto.  El ratón se come al insecto, siendo un consumidor secundario.  El insecto en si, y su energía contenida, pasan al ratón, PERO el insecto tenía también la energía y la materia de la planta.  La cadena sigue hasta su fin, en este caso el águila.  Cuando el águila muera, entran en juego otros actores de las cadenas tróficas: los descomponedores.  El cadáver del águila será descompuesto por estos organismos, a menudo bacterias, a pedacitos más y más chicos, hasta que se obtengan nutrientes que se vuelven a incorporar al suelo gracias a mecanismos especializados.  Así, el ciclo puede repetirse una y otra vez como ya lo ha hecho a lo largo de los años.  Esto último puede relacionarse con lo que se aprende en física.  La materia no se crea ni se destruye.  Los descomponedores devuelven la materia que circuló por la cadena trófica, al suelo, que fue donde todo partió.  Pregunta de reforzamiento: ¿es importante devolverle al suelo los nutrientes, como por ejemplo, el nitrógeno?  ¿De qué molécula orgánica descompuesta podríamos obtener nitrógeno, y qué formará en el futuro?  

Entonces, ¿qué significan las flechas de una cadena trófica o alimentaria?  Más que significar quién se comió a quién, indican hacia dónde va el flujo de materia, y el flujo de energía.  Por último, tenemos como conceptos clave: productor, consumidor (1ario, 2ario, 3ario...), descomponedor, materia, energía.

-  Consecuencias de la bioacumulación de sustancias químicas nocivas: ¿qué pasaría si el insecto, o el ratón, come una sustancia tóxica?  De acuerdo a las flechas, esta se traspasaría a todos los niveles de la cadena trófica.  Esto nos llama a cuidar el medio ambiente en el que vivimos, ya que todo lo que pueda afectar a otro ser vivo afectará también a muchos otros.   Un claro ejemplo son los pesticidas.  

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