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1 ¿CÓMO TRANSFORMAMOS EL PLANETA? ¿ Qué interrelaciones ecosistématicas se ven afectadas cuando un paisaje sufre impactos? Introducción Figura 1. Panel de avispas en un árbol. Interrelaciones ecosistémicas Figura 2.Aves de la laguna. Interrelaciones ecosistémicas Observa con atención el video Interrelaciones entre factores bióticos y abióticos y partiendo de las figuras 1 y 2 responde: ¿Qué interrelaciones ecosistémicas se observan en el video y que importancia representan para el equilibrio de mismo? _______________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ 2 Establecer la relación entre impactos ambientales que se evidencian a nivel de biósfera y la biodiversidad. Objetivos de aprendizaje Biosfera: factores bióticos y abióticos en un sistema económico Actividad 1 Figura 2. Población de peces El término “biosfera” se originó con el geólogo Eduard Suess en 1875, quien lo definió como “el lugar en la superficie de la Tierra donde la vida habita”. La biosfera es el sistema ecológico global la integración de todos los seres vivos y sus relaciones, incluyendo su interacción con los elementos de la litosfera, geosfera, hidrosfera y atmósfera (figura 3), se considera el “ecosistema global”, que comprende la totalidad de la biodiversidad en la tierra y en la que se realizan todo tipo de funciones biológicas, incluyendo la fotosíntesis, la respiración, la descomposición, la fijación de nitrógeno y desnitrificación. La biosfera es un sistema que ha evolucionado desde los primeros organismos unicelulares que se originaron hace 3.5 mil millones años en condiciones atmosféricas similares a las del planeta Marte y Venus, que tienen atmósferas compuestas principalmente de dióxido de carbono. Después millones de años, en los que las plantas primitivas liberaron O2 a la atmósfera, esta se estabilizó y permitió el desarrollo de la vida como hoy la conocemos, donde las plantas absorben CO2 y la mayoría de los animales absorbemos O2. El oxígeno libre, tanto para respirar (O2) y en el ozono estratosférico (O3) que nos protege de la radiación UV dañina, ha hecho posible la vida tal como la conocemos (Figura 4). Figura 4.El transbordador especial. La capa de color naranja es la troposfera 3 Factores bióticos y abióticos Factores abióticos se refieren a elementos no vivos físicos y químicos en el ecosistema. Recursos abióticos se obtienen generalmente de la litosfera, la atmósfera y la hidrosfera. Ejemplos: el agua, el aire, el suelo, la luz del sol, y minerales. Factores bióticos se refieren a organismos vivos del ecosistema. Estos se obtienen de la biosfera y en la mayoría de los casos son capaces de reproducirse. Ejemplos: animales, aves, plantas, hongos y otros organismos similares. Observa la figura 5 y describe como se relacionan los factores bióticos y abióticos. Otros seres vivos PlantasAnimales Viento Precipitaciones Energía que llega del Sol Temperatura Rocas, grava, arena Suelo ECOSISTEMA RELACIONES ENTRE SERES VIVOS Y MEDIO Abiótico Biótico Figura 5. Relación entre los factores bióticos y abióticos 4 ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ Observa la figura 6 y describe dos factores bióticos y dos abióticos que se ven afectados con el aumento de los sistemas económicos y las industrias. pH co2 Acidificación Incremento en los niveles de CO2 Incremento del oleaje Erosión costeraAumento de Escorrentía Aumento en la temperatura del aire Incremento y concentración de los gases del efecto invernadero Cambios en la sanidad NutrientesFalta de nutrientes Incremento en la temperatura de los océanos Cambios en las corrientes oceánicas Expansión térmica Aumento de estratificación Cambio en hábitats específicas Efectos en la red alimenticia Deshielo Mayor Deshielo del suelo y el derretimiento del hielo Figura 6. Efecto ambiental de las industrias sobre la biosfera 5 Factores bióticos Factores abióticos Observa el video sobre Las industrias y los efectos a nivel ambiental, y responde las siguientes preguntas: 1. ¿Qué acciones pueden adelantar las industrias para minimizar el impacto ambiental? 2. Qué dificultades similares a las del video se presentan a nivel local, descríbelas. ____________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ 6 Especies foráneas Actividad 2 Una especie foránea o exótica es una planta o un animal que no es nativo de un lugar concreto (especie introducida); tiene tendencia a extenderse, causa daños al medio ambiente, economía humana y / o la salud humana. Lee con atención el documento sobre La rana toro invade a Colombia Las especies foráneas han sido introducidas fuera de su distribución natural, es decir, corresponden a las especies cuyo origen natural ha tenido lugar en otra parte del mundo y que por razones principalmente antrópicas han sido transportadas a otro sitio (voluntaria o involuntariamente). (Figura 7). En Colombia se registran más de 581 especies invasoras, desde organismos acuát icos a vertebrados terrestres, pasando por las plantas, según informó María Piedad Baptiste, bióloga del programa de Biología de la Conservación y Uso de la Biodiversidad del Instituto Humboldt. La lista no incluye artrópodos, virus ni hongos.Figura 7. Abejas AfricanasA continuación se describen dos ejemplos del impacto ambiental en los ecosistemas de la especies de rana toro ( Lithobates catesbeianus ) y el pez león (Pterois volitans). Rana toro invade a Colombia 1 Esta especie de nombre científico Rana (Lithobates catesbeianus), que a pesar de ser de Estados Unidos fue introducida desde Brasil a nuestro territorio, hoy se encuentra de manera fácil hasta en Bogotá e incluso en los predios de la Universidad Nacional. Según el estudio del biólogo José Vicente Rueda, esta rana, de cabeza ancha y cuyo peso puede alcanzar una libra, es reproducida en criaderos en Brasil, y de manera irresponsable fue traída a Colombia. Se caracteriza por su apetito voraz y su capacidad de engullir desde insectos, lombrices y serpientes hasta pájaros. Incluso puede depredar a otros anfibios (Figura 8). Tan solo seis años después de su introducción (2008) se comenzaron a detectar poblaciones densas y consolidadas de esta especie en los valles del Magdalena y Cauca. En el estudio de la UNAL (Universidad Nacional de Colombia) se analizaron los contenidos estomacales de 60 ranas y se encontró que predan cualquier tipo de organismo que esté a su alcance y quepa en su gran boca. Hay que tener en cuenta que dicho animal tiene la capacidad de poner hasta 20.000 huevos. Los renacuajos, según las condiciones climáticas, pueden saltarse el proceso de metamorfosis para 7 pasar a adultos. Hoy se calcula que pueden La Rana catesbeiana causa desequilibrio en el ecosistema, pues entró a competir por espacio y alimento con las especies nativas, y mientras estas limitan sus tasas de reproducción a las condiciones de su medio, la rana toro explota las suyas al máximo para colonizar. Así, a pesar de que en Colombia hay más de 600 especies de ranas nativas, muchas de ellas están desapareciendo a causa de la invasora. Figura 8. Rana toro (Lithobates catesbeianus) 1 Documento tomado de http://www.agenciadenoticias.unal. edu.co/ndetalle/article/rana-toro-invade-a-colombia.html. Publicado Bogotá D. C., oct. 31 de 2014. Describe el efecto de especies invasoras en un ecosistema. ____________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ Proyecto Invasión del pez león (Pterois volitans) a los arrecifes colombianos: Biología, Ecología y Origen”2 El pez león (Pterois volitans) es originario del Indopacífico y ha tenido una rápida dispersión en el Atlántico y el Caribe. En Colombia fue observado por primera vez en el Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina en 2008 en un sitio de buceo llamado Manta City. En el Caribe colombiano continental fue registrado en el Parque Nacional Natural Tayrona por biólogos marinos de la Universidad Jorge Tadeo Lozano. Figura 9. Pez León El pez león es un voraz depredador que se alimenta de una amplia variedad de pequeños peces, cangrejos, camarones y moluscos, llega a consumir el 78% de peces juveniles en parches 2 Tomado de: http://www.mundomarinoacuario.com.co/inves- tigacion/pez-leon. 8 arrecifales aislados y no presenta depredadores naturales en el caribe; por esto puede causar un desequilibrio en los ecosistemas marinos tropicales induciendo a una disminución en la abundancia de las poblaciones de organismos marinos y la diversidad ecológica. Por otra parte, como algunas de sus presas son los juveniles de especies comerciales (p. ej. meros y pargos) puede impactar la productividad pesquera local que afectaría directamente a los pescadores artesanales. Finalmente, puede ser una amenaza para buzos y bañistas, ya que en sus largas y hermosas espinas tienen un epitelio tipo glandular que produce veneno. El envenenamiento puede producir dolor local y edema, presentándose posteriormente s íntomas s istémicos con náusea, mareos, debi l idad muscular, disnea, hiper tensión, cefalea y algunos casos necrosis del tejido afectado. ¿Qué riesgos presenta para la biodiversidad de las costas caribeñas de Colombia la introducción de la especie de pez león? ¿Por qué la introducción de especies foráneas afecta la biodiversidad de los ecosistemas? ____________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ 9 Manipulación y modificación genética Actividad 3 Se refiere al uso de las técnicas de la biotecnología moderna para cambiar los genes de un organismo, tal como una planta o animal. Un organismo modificado genéticamente (OMG) hace referencia a una planta, animal u otro organismo que ha sido modificado mediante la modificación genética. El proceso de mejoramiento tradicional implica encontrar individuos con rasgos favorables y cruzarlas entre sí - con el objetivo de que la progenie de la unión de las dos descendencias tenga los rasgos favorables de ambos padres. En realidad, la descendencia tiene una mezcla de rasgos, tanto buenos como malos de sus padres, y se necesita un número de ciclos de reproducción para eliminar los rasgos negativos y construir sobre lo positivo. En la nueva variedad o raza final se espera que los descendientes expresen la mayoría de los rasgos deseados heredados después de varias generaciones.Figura 10. Modificación en semillas de maíz La cría de organismos modificados genéticamente supone cambiar los genes de un organismo de maneras que no son posibles a través de técnicas de cultivo tradicionales que ofrecen oportunidades de nuevas variedades vegetales y razas animales (Figura 10). Los OMG incluye el uso de genes de un organismo y la inserción en otra. Por ejemplo, el algodón transgénico resistente a los insectos utiliza un gen de una bacteria del suelo natural para dotarla de una función de protección contra los insectos. El uso de algodón transgénico resistente a los insectos ha reducido el uso de pesticidas más del 80 por cientoen Australia. 10 ¿Qué riesgos supone para la salud y la biodiversidad la manipulación genética? En la figura 10 se observa la relación entre los factores bióticos y abióticos __________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ Medio ambiente Factores Bióticos Factores Abióticos Deben existir para que haya vida en la tierra, es decir los abióticos, llamados así porque son inertes, no tienen vida por si solos, están disponibles para el desarrollo de los seres vivos. Sin estos elementos no sería posible la vida tal y como la conocemos actualmente. Son todos los organismos vivos que interactuán con otros organismos vivos, nos estamos refiriendo a la flora y a la fauna (animales y plantas) de un lugar especifíco. Climáticos: Estos son: la temperatura, humedad ambiental y luz solar de un ecosistema. Autótrofos: Estos son seres vivos capaz de generar su propio alimento (Las plantas). Edáficos: La composición, perfil y humedad del suelo y las sustancias minerales que se encuentren en el. Heterótrofos: Estos no tienen la habilidad de crear sus propios alimentos, son todos los animales que necesitan de otros. Hidrológicos: Estos son la iluminación del oceáno que se divide en zonas, fotica y afotica; la oxigenación y salinidad del oceáno. Desintegradores: Estos son los que viven desintegrando a la materia muerta, estos son las bacterias. 11 __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ Consulta y describe Sobre dos especies foráneas o exóticas en tú contexto. Describen cómo afectan y qué riesgo representan para las especies nativas la incorporación de especies foráneas o exóticas 12 Lista de figuras Figura 1. Panel de avispas en un árbol. Interrelaciones ecosistémicas Figura 2. Aves de la laguna. Interrelaciones ecosistémicas Figura 3. Relación entre la litosfera y la hidrosfera. Fir0002. (2005, Julio 4). A familiar scene on Earth which simultaneously shows the lithosphere, hydrosphere and atmosphere. [Fotografía]. Obteni- do de: http://en.wikipedia.org/wiki/Biosphere#mediaviewer/File:90_mile_beach.jpg Figura 4. El transbordador especial. La capa de color naranja es la troposfera. Ras67. (2012, febrero 9). Space Shuttle Endeavour appears to straddle the stratosphere and mesosphere in this photo. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/Stratosphere#mediaviewer/File:Endea- vour_silhouette_STS-130.jpg Figura 5. Relación entre los factores bióticos y abióticos Figura 6. Efecto ambiental de las industrias sobre la biosfera Figura 7. Abejas Africanas. Waugsberg. (2007, mayo10). Regina ed operaie. [Fotografía]. Obtenido de: http://it.wikipedia.org/wiki/Apis_mellifera#mediaviewer/File:Bienenkoenigin_43a.jpg Figura 8. Rana toro (Lithobates catesbeianus). Slick-o-bot. (2011, Abril 24). Alligator feeding on a bullfrog. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/American_bullfrog#mediaviewer/ File:Gator_with_bullfrog_at_Lake_Woodruff_-_Flickr_-_Andrea_Westmoreland.jpg Figura 9. Pez León. Chmehl. (2007, Diciembre 26). Pterois antennata. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/Pterois#mediaviewer/File:MC_Rotfeuerfisch.jpg Figura 10. Modificación en semillas de maíz. FlickreviewR. (2011, febrero 15). Golden Rice grains (right) compared to regular rice grains (left). Golden Rice grains (right) compared to regular rice grains. (left).http://en.wikipedia.org/wiki/Genetically_modified_rice#mediaviewer/File:Gol- den_Rice.jpg 13 Referencias © Biology-Online.org. (2000). Biology Online. Recuperado el 9 de Febrero de 2015, de Biology Online: http://www.biology-online.org/6/3_abiotic_factors.htm InfoSpace LLC. (1998-2015). howstuffworks. Recuperado el 22 de Noviembre de 2014, de howstuffworks: http://science.howstuffworks.com/dictionary/physics-terms/heat-info3.htm
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