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Lección 3 ¿Qué factores alteran los ecosistemas y cómo podemos ayudar a mantener el equilibrio? Cuando la relación entre los componentes del ecosistema es adecuada para su existencia, se habla de equilibrio ecológico. Este se manifiesta de manera dinámica: ante la alteración en algún parámetro se...

Lección 3 ¿Qué factores alteran los ecosistemas y cómo podemos ayudar a mantener el equilibrio? Cuando la relación entre los componentes del ecosistema es adecuada para su existencia, se habla de equilibrio ecológico. Este se manifiesta de manera dinámica: ante la alteración en algún parámetro se producen otros cambios que logran establecer nuevamente el balance. Las perturbaciones al equilibrio corresponden a sucesos que modifican las condiciones del ecosistema, por ejemplo, generando cambios en las interacciones entre los organismos, en la disponibilidad de recursos, en el tamaño de las poblaciones, en las características del hábitat, entre otras. Las perturbaciones naturales ocurren de manera espontánea en el medioambiente. Estas han formado parte integral de la dinámica de los ecosistemas desde sus orígenes, actuando como presiones selectivas que influyen en la evolución y en el surgimiento de la biodiversidad. A continuación, se describen algunos ejemplos. Terremotos. Son movimientos de la corteza terrestre que ocasionan deslizamientos de tierra, lo que puede alterar los hábitats. En ocasiones, los terremotos elevan la placa continental y exponen el fondo oceánico, lo que provoca la muerte de organismos marinos. Si estos fuertes movimientos suceden en el mar, es posible que den lugar a maremotos o tsunamis. 106 Unidad 3 • ¿Qué ocurre con la materia y la energía en los ecosistemas? Inundaciones. Modifican la humedad de los suelos, lo que afecta a las poblaciones que se desarrollan en ese ambiente, resultando algunas más alteradas que otras. Las inundaciones y sus efectos suelen ser temporales. Erupciones volcánicas. Liberan gases y humo que contaminan el aire. La lava que emana está a temperaturas tan elevadas que avanza quemando todo a su paso. Además, las cenizas cubren la vegetación de una gran zona alrededor, dificultando la fotosíntesis y con ello la cadena trófica. No obstante, su efecto es temporal, pues después de un tiempo los ecosistemas se pueden recuperar, e incluso sus suelos volverse muy fértiles. Sequías. Se producen por una disminución anormal de lluvias durante un período largo de tiempo. Provocan la muerte de la vegetación y, por tanto, la de los consumidores del ecosistema. En ocasiones, se produce la migración de animales a otras zonas, alterando el equilibrio ecológico no solo del ecosistema afectado por la sequía, sino también de aquel donde llegan los animales que migran. ¿Qué sé? 1. ¿Qué desastre natural ocurrido en Chile en los últimos 15 años recuerdas? 2. Busca información sobre algún desastre natural ocurrido en tu región que haya provocado una alteración del equilibrio ecológico. Elabora una presentación o una maqueta para comunicar tus resultados. Lección 3 • ¿Qué factores alteran los ecosistemas y cómo podemos ayudar a mantener el equilibrio? 107 ¿Cómo el ser humano usa los recursos del ecosistema? Focaliza Muchas veces la naturaleza se ve enfrentada a modificaciones muy profundas y permanentes, causadas por la actividad humana que busca extraer sus recursos. ¿Qué ejemplos podrías señalar? Explora Desde tiempos remotos el ser humano ha explotado los recursos de la naturaleza para satisfacer diversas necesidades, tales como la obtención de alimentos, la fabricación de vestuario, la construcción de viviendas, entre otras. Estas actividades han provocado alteraciones en los ecosistemas, que se han ido acumulando con el paso del tiempo. A las perturbaciones de origen humano se les denomina antropogénicas. Reflexiona Los recursos naturales se definen como aquellos bienes generados en la naturaleza sin la intervención del ser humano. Incluyen productos animales, vegetales, minerales, el aire, el agua y la luz solar, entre otros. El ser humano utiliza y transforma los recursos naturales para satisfacer sus necesidades. Sin embargo, sin una adecuada planificación, algunos de estos bienes pueden disminuir hasta desaparecer. La mantención de las sociedades humanas se sustenta en actividades productivas, muchas de las cuales requieren de la explotación de los recursos naturales. • Elabora una lista de cinco productos que usas diariamente. Señala de qué recursos naturales provienen. 108 Unidad 3 • ¿Qué ocurre con la materia y la energía en los ecosistemas? Agricultura. Actividad económica básica en las sociedades humanas. Consiste en el uso del suelo para el cultivo de productos que se utilizan principalmente como alimentos y en la fabricación textil. Ganadería. Crianza de animales para producir bienes, como carne, cuero y leche. Los tipos más comunes son: bovina, avícola, porcina, ovina y caprina. En su modalidad intensiva, los animales se mantienen en cautiverio y con control riguroso de su ciclo de vida. Actividad forestal. Extracción y uso de los bosques, ya sea naturales o plantaciones hechas por el ser humano. La actividad forestal produce madera y celulosa para la fabricación de papel, entre otros. Pesca. Captura o cría de peces u otros animales acuáticos. Existen diversas técnicas, desde la pesca artesanal hasta la industrial. La actividad pesquera también incluye el procesamiento, almacenamiento, preservación y transporte de productos. Minería. Es la extracción o explotación de los recursos minerales de la tierra desde yacimientos. Chile obtiene gran parte de sus ingresos por la actividad minera del cobre. En la imagen se observa parte de la mina de Chuquicamata. Aplica Indaga sobre los principales impactos en el ecosistema de cada actividad productiva asociada al uso y explotación de los recursos naturales. Resume la información recopilada en un esquema o cuadro y compártelo con tus compañeros. Lección 3 • ¿Qué factores alteran los ecosistemas y cómo podemos ayudar a mantener el equilibrio? 109 ¿Qué fuentes de energía de la naturaleza utilizamos? Focaliza ¿Qué tipo de energía usas diariamente para tus actividades? Nombra tres ejemplos e indica de dónde se obtiene esa energía. Explora El uso de fuentes de energía se inició con el descubrimiento del fuego que, según estudios arqueológicos, hizo el Homo erectus hace más de un millón y medio de años. Durante el resto de su evolución, el ser humano ha buscado muchas formas de explotar los recursos energéticos presentes en la naturaleza. Reflexiona Las fuentes de energía utilizadas y desarrolladas por el ser humano, se pueden clasificar según su disponibilidad en renovables y no renovables. Energías no renovables. La mayor parte de la energía utilizada hoy, en el mundo, procede de recursos no renovables, fuentes energéticas que se agotan a escala humana. Estos son, principalmente, combustibles fósiles. Carbón mineral Gas natural Petróleo Al combustionar, generan gran cantidad de CO2 que se acumula en la atmósfera. Se usan directamente o como fuente de energía para producir electricidad. Conexión con… Historia Realiza una línea de tiempo acerca del uso de fuentes energéticas como la hidráulica, eólica, eléctrica, nuclear y solar, en la historia. Puedes usar la información de este link u otros similares: https://bit.ly/historia_energía 110 Unidad 3 • ¿Qué ocurre con la materia y la energía en los ecosistemas? Energías renovables. Podrían agotarse si se usan en exceso. Por ejemplo, la energía hidráulica. Se emplea para producir energía eléctrica, y si bien no contamina la atmósfera, requiere la instalación de centrales hidroeléctricas, que generan gran impacto ecológico. Es una energía renovable convencional (ERC), pues se regenera a través de un ciclo (del agua). Esta tecnología es ampliamente usada en todo el mundo. Las energías renovables no convencionales (ERNC) son las que se renuevan y su uso aún es bajo, como la energía del viento (eólica), la radiación solar y las mareas. También se utilizan para generar electricidad. Desde hace años en Chile se promueve su uso para reemplazar a los combustibles fósiles. Si bien el costo de estas de instalaciones suele se elevado, debería disminuir a medida que se masifiquen. Aplica GRÁFICO 2 Emisiones de CO2 (toneladas métricas per cápita) Analiza el gráfico y responde. 1. ¿Qué ha ocurrido con la emisión de este gas contaminante con el paso del tiempo? Plantea una hipótesis que explique esto. 2. Explica en qué momentos el aumento ha sido más acelerado. 3. Fundamenta si piensas que un país podría disminuir sus emisiones y al mismo tiempo aumentar su calidad de vida. CO2 emitido (t per cápita) 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Tiempo (años) Fuente: Centro de Análisis de Información sobre Dióxido de Carbono, División de Ciencias Ambientales del Laboratorio Nacional de Oak Ridge. (2020). Emisiones de CO2 (toneladas métricas per cápita). Banco Mundial. https://bit.ly/3kpuNUQ Alfabetización digital Explora interactivamente el gráfico del siguiente link: https://bit.ly/emisión-CO2 1. Explica cómo se relaciona la emisión de CO2 con la riqueza de los países. 2. Fundamenta cómo es el nivel de emisión de Chile. Lección 3 • ¿Qué factores alteran los ecosistemas y cómo podemos ayudar a mantener el equilibrio? 111 ¿Cómo las actividades productivas humanas impactan el ambiente? Focaliza Ciertas actividades productivas humanas tienen un gran gasto de energía, transforman los ambientes naturales y eliminan de desechos a la tierra, el aire y al agua. ¿Qué consecuencias tiene esto? Comenten. Explora Las sociedades humanas alteran los ecosistemas de manera directa o indirecta como resultado de su organización y sus actividades. Esta alteración se conoce como impacto ambiental. ¿Qué evidencias de impacto ambiental observas a tu alrededor? Destrucción y deterioro de los hábitats. El uso de la tierra para la agricultura y la explotación de los bosques ha destruido el hábitat natural de numerosas especies nativas. Otro factor de destrucción de hábitats son los incendios forestales. La ganadería también provoca la degradación del suelo por el sobrepastoreo. ¿Cómo piensas que impacta la minería en este aspecto? Contaminación. Uno de los principales factores que ha dañado a la biósfera es la acumulación de contaminantes, principalmente en el aire, el suelo y las masas de agua. Esto causa fenómenos como la eutrofización de lagos y mares, el deterioro del suelo y el aumento del efecto invernadero, que ha causado el calentamiento global y el cambio climático que veremos en las páginas siguientes. Investigo Busca información respecto de las principales fuentes de contaminación del aire, el agua y el suelo. Luego, indaga sobre cuáles son los principales problemas de contaminación de la región donde vives. Crea un díptico para difundir esta información en tu comunidad. 112 Unidad 3 • ¿Qué ocurre con la materia y la energía en los ecosistemas? Reflexiona El aumento creciente de la población humana y de sus demandas por recursos hídricos, alimentarios y energéticos, entre otros, ha llevado a la sobreexplotación de los recursos naturales, lo que a su vez ha dañado el ambiente. Además, el empleo indiscriminado de los recursos puede poner en riesgo su disponibilidad para las próximas generaciones. Por ello es urgente planificar su uso de manera sostenible. Deforestación. La pérdida de la superficie de bosques nativos es un ejemplo de destrucción del hábitat. En Chile, según datos de la Conaf, la tasa de disminución anual promedio ha sido de unas 6 700 hectáreas a partir del año 2000. Si bien ha habido un descenso en la deforestación, pues en la década de 1990 se perdían 20 mil hectáreas al año, aún es una cifra preocupante. La pérdida de los bosques afecta el ecosistema en que se estos se desarrollan, ya que deja sin hábitat a muchas poblaciones. También altera el suelo, que se erosiona y retiene menos agua, y el ambiente en general, pues deja de absorber dióxido de carbono, lo que provoca que este se acumule en la atmósfera. Basura. Según cifras que maneja el Banco Mundial, Chile es el segundo país de Latinoamérica que más basura genera, considerando residuos domiciliarios e industriales. Uno de los problemas relacionados con esto es la enorme cantidad de desechos plásticos que llegan al mar, afectando los ecosistemas marinos. Se ha observado que hay animales que comen desechos plásticos, parte de los cuales son asimilados por ellos ingresando a la cadena trófica, lo que representa un riesgo para la salud de muchas especies, incluida la humana. Lección 3 • ¿Qué factores alteran los ecosistemas y cómo podemos ayudar a mantener el equilibrio? 113 Efecto invernadero. Fenómeno natural que determina que la Tierra pueda mantener las condiciones de temperatura necesarias para la vida, producto de la presencia en la atmósfera de ciertos gases, como el dióxido de carbono, metano, óxido nitroso y vapor de agua, conocidos como gases de efecto invernadero (GEI). 1 El aumento sostenido en las emisiones de GEI hacia la atmósfera terrestre, acontecido en las últimas décadas, producto de actividades humanas, como la quema de combustibles fósiles, la deforestación y la destrucción de ecosistemas, ha provocado el incremento gradual de la temperatura media de la Tierra, fenómeno denominado el calentamiento global. E El calentamiento global ha empezado a alterar el clima en distintos lugares del mundo. Por ejemplo, variación de los patrones de precipitación, aumento en la frecuencia de eventos meteorológicos extremos, alteraciones en las zonas costeras, derretimiento de los hielos. Este proceso, llamado cambio climático, además, influye en la modificación de la biodiversidad y produce cambios en la distribución de especies. Principales fuentes de emisión de GEI • Plantas termoeléctricas. • Industrias plásticas y quema de combustibles. • Ganadería intensiva. • Aerosoles, espumas y refrigeración. • Vehículos motorizados. Alfabetización digital Visita el sitio web de la NASA y revisa la información sobre las evidencias del cambio climático: https://climate.nasa.gov/evidencia/ Realiza una presentación para compartir esta información. 114 Unidad 3 • ¿Qué ocurre con la materia y la energía en los ecosistemas? fe os t a str Tro Atmósfera 1 ra s fe po ra Cambios en los ecosistemas inferidos para Chile: • Retroceso de los glaciares del sur. • Disminución de las precipitaciones invernales. • Incremento de la temperatura en promedio de 2 a 4 °C. • Aumento del nivel del mar en un promedio de 19 cm. 3 2 Otra parte de la radiación es absorbida y reemitida por las moléculas de los GEI. Esto produce el calentamiento de la superficie terrestre y la troposfera. Aplica Analiza el siguiente gráfico y responde. GRÁFICO 3 Desviación de la temperatura promedio global en el tiempo (1880-2020) 3 1,0 Desviación de temperatura (ºC) 2 • Aumento de la migración de organismos. Parte de la radiación solar que llega al planeta, es reflejada por la atmósfera y la superficie terrestre. 0,8 NASA Goddard Institute for Space Studies (v4) NOOA National Center for Environmental Information (v5) 0,6 0,4 0,2 0,0 –0,2 –0,4 –0,6 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 Tiempo (años) Fuente: Cole, S. y Jacobs, P. (2020, 15 de enero). NASA, NOAA Analyses Reveal 2019 Second Warmest Year on Record. National Aeronautics and Space Administration. https://go.nasa.gov/37yE9dA 1. ¿De qué manera la información entregada por el gráfico se puede utilizar como evidencia del calentamiento global? 2. Fundamenta qué factores antropogénicos están asociados al calentamiento global. Lección 3 • ¿Qué factores alteran los ecosistemas y cómo podemos ayudar a mantener el equilibrio? 115 Taller de ciencias Importancia de los recursos forestales Antecedentes Los bosques son recursos naturales que brindan una gran variedad de bienes y servicios al ser humano, tales como madera y alimentos. Además, son importantes para la conservación de la fauna, la protección del suelo y participan en el ciclo de conservación del agua. Adicionalmente, contribuyen a mitigar el cambio climático, pues absorben CO2 y lo fijan en moléculas orgánicas (biomasa). Objetivo Materiales • cajas plásticas • tierra • tierra con pasto • secador de pelo • agua • papel filtro • elásticos • botellas plásticas vacías • coladores medianos • balanza • vaso plástico A Observar y analizar mediante modelos el efecto que tienen los bosques en la protección del suelo. Problemas de investigación e hipótesis B Organícense en grupos. Luego, planteen un problema de investigación que sea coherente con lo que se pretende lograr y una hipótesis para cada prueba (ver montajes de ambas páginas). Diseño experimental Experimento 1 C 1. Armen dos sistemas tal como muestran las imágenes. Uno con la caja conteniendo solo tierra y el otro con la caja con tierra y pasto. Ambas cajas deben tener una inclinación de aproximadamente 45 grados. 2. Apliquen aire de forma lateral y por un par de minutos sobre la superficie de una de las cajas (A). Observen y registren la cantidad de suelo desplazado. Luego, hagan lo mismo con la otra caja (B). 3. Desde la parte superior viertan la misma cantidad de agua a cada caja (C y D), de forma que esta recorra la superficie del suelo. Comparen la cantidad de suelo desplazado de cada caja. 116 Unidad 3 • ¿Qué ocurre con la materia y la energía en los ecosistemas? D Experimento 2 Conclusiones y discusión 1. Preparen dos coladores con un trozo de papel filtro por dentro. Lo pueden fijar con elásticos. 2. En un colador pongan tierra y en el otro, la misma cantidad aproximada de tierra con pasto. Midan la masa de cada sistema (A y B) y regístrenla. 3. Agreguen unos 20 mL de agua a cada sistema (C y D), dejen escurrir y reposar por 30 minutos. Luego, vuelvan a medir su masa. Registren y comparen los valores obtenidos en ambos casos. A B Para elaborar conclusiones a partir del análisis de los resultados, conversen considerando el problema de investigación. En la discusión pueden referirse a la relevancia de los bosques no solo como recurso para uso humano, sino también para el ecosistema. También expliquen su visión sobre la importancia de la conservación de los bosques para el equilibrio de los ecosistemas y analicen cómo los modelos estudiados se proyectan a la realidad. Algunas preguntas que pueden guiarlos son: • ¿Cómo pueden los bosques ayudar a conservar los suelos? • ¿Cómo intervienen los bosques en la conservación de los recursos hídricos? • ¿Qué consecuencias económicas y sociales se derivan de la pérdida de los bosques? C D Comunicación Elaboren un artículo de divulgación para explicar la investigación realizada. En este link encontrarán información sobre cómo hacerlo: https://bit.ly/artículo-científico Finalicen con una presentación del trabajo al curso. Evaluación Análisis de resultados y evidencias 1. En el experimento 1, ¿cuál de los sistemas perdió mayor cantidad de suelo: el que simulaba un bosque o el que no tenía plantas?, ¿a qué se debe? Con apoyo del profesor, evalúen el desempeño individual y colectivo en esta investigación. Luego, propongan tres aspectos por mejorar en un próximo trabajo. 2. En el experimento 2, ¿qué sustrato retuvo mayor cantidad de agua?, ¿cómo lo explicarían? 3. ¿Cuáles son los agentes erosivos representados en el primer experimento?, ¿cómo actúan sobre un suelo con plantas y uno desprovisto de ellas? 4. ¿Qué factor del suelo se puso a prueba en el experimento 2?, ¿qué diferencias observaron? Lección 3 • ¿Qué factores alteran los ecosistemas y cómo podemos ayudar a mantener el equilibrio? 117 ¿Cómo podemos aportar al desarrollo sostenible? Focaliza En la actualidad, la población mundial es de unos 7 800 millones de personas, el doble de lo que había en 1970. ¿Qué ha debido ocurrir en estos años con la producción de bienes y servicios para satisfacer en mayor o menor medida a toda la humanidad? Explora El ser humano requiere recursos del medio, como todas las especies. Sin embargo, a diferencia de las demás, al extraer y usar los recursos transforma profundamente la naturaleza, lo que se agrava por el enorme tamaño que alcanza la población humana. Reflexiona El aumento constante de la población humana ha llevado a la sobreexplotación de los recursos, tema que preocupa desde hace años a distintas organizaciones internacionales. En 1982, como parte del informe de la Comisión Mundial sobre el Medioambiente y el Desarrollo, surgió el concepto de desarrollo sostenible. Este refiere a «un modelo de crecimiento que satisface las necesidades de las generaciones presentes sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades». 1. ¿Qué opinas sobre la importancia del concepto de desarrollo sostenible? 2. Argumenta cómo pueden las acciones de cada uno aportar a él. ¿Cómo conseguirlo? Para ello es necesario que todos nos comprometamos en la protección del medioambiente y la preservación de la naturaleza. Algunas medidas concretas son: • Ocasionar el menor deterioro posible a los ecosistemas. • Hacer uso de los recursos naturales renovables, según su capacidad y su ritmo de regeneración. • Explotar los recursos no renovables con el menor impacto ambiental posible. 118 Unidad 3 • ¿Qué ocurre con la materia y la energía en los ecosistemas? Analizo Lee y analiza la publicación de la imagen lateral hecha por la ONU en relación con el desarrollo sostenible. 1. Argumenta si este concepto se refiere solo al uso de los recursos naturales. 2. ¿Qué se espera en cuanto al logro de las metas planteadas a partir de 2020? Alfabetización digital En parejas, visiten la página web de la ONU en el link https://bit.ly/onu-des-sostenible Elijan uno de los objetivos de desarrollo sostenible y sinteticen la información. Compartan lo aprendido con el curso. La Agenda para el Desarrollo Sostenible 17 Objetivos para las personas y para el planeta Los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) constituyen un llamado universal a la acción para poner fin a la pobreza, proteger el planeta y mejorar la vida y las perspectivas de las personas en todo el mundo. En 2015, todos los Estados Miembros de las Naciones Unidas aprobaron 17 Objetivos como parte de la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible, en la cual se establece un plan para alcanzarlos en 15 años. Actualmente, se está progresando en muchos lugares, pero, en general, las medidas encaminadas a lograr los Objetivos todavía no avanzan a la velocidad ni en la escala necesarias. Aplica El siguiente esquema, denominado «hélice de la sostenibilidad», representa las etapas que se deberían seguir para lograr el desarrollo sostenible de un producto: La hélice de la sostenibilidad Además de obtener alimentos, se extrae combustible y materiales básicos para la industria y el comercio. Las plantas producen azúcares, almidones, aceites, celulosa y otras moléculas complejas a partir de materias primas simples como agua y CO2, y de energía lumínica. El usuario final reutiliza, repara y recicla los productos para darles una vida útil lo más larga posible. La industria elabora productos, midiendo la rentabilidad en términos ambientales y sociales, no solo financieros. Crecen nuevas plantas y producen azúcares, celulosa y otras moléculas complejas a partir de materias primas simples y energía lumínica. Al final de su vida útil, el artículo debiera descomponerse por la acción de bacterias y hongos (compostaje). • Realiza tu propia hélice de sostenibilidad, usando para ello un caso concreto de la producción y consumo de un producto. Lección 3 • ¿Qué factores alteran los ecosistemas y cómo podemos ayudar a mantener el equilibrio? 119 Ciencia en Chile Centro de Investigación en Ecosistemas de la Patagonia El Centro de Investigación en Ecosistemas de la Patagonia (CIEP) es una Corporación Regional de Desarrollo Cooperativo que promueve la investigación fundamental y aplicada en Aysén. Dentro de sus ámbitos de acción destacan: • Generación de conocimiento científico en ecosistemas terrestres y acuáticos, arqueología y patrimonio, turismo y pesca artesanal. • Transferencia de conocimiento derivado de estudios ambientales y condiciones de ecosistemas al sector público y privado. • Desarrollo de plataformas digitales para la divulgación de conocimientos, modelos del tiempo, estudio de eventos de contaminación atmosférica de la cuenca de Coyhaique y ecosistemas subacuáticos de la región. Además, estas plataformas fomentan el turismo sostenible que respeta el entorno ecológico y social de la región. 1. ¿Qué relación existe entre las tareas que realiza el CIEP y los temas tratados en esta lección? 2. ¿Qué aporte implicaría la existencia de centros como este en todas las regiones? Sitio web: http://www.ciep.cl Protagonistas de la ciencia La profesora Mary Kalin-Arroyo es doctorada en botánica de la Universidad de California, Berkeley, y actualmente ejerce como directora del Instituto de Ecología y Biodiversidad de la Universidad de Chile. Su interés científico abarca la biología reproductiva de plantas, la biogeografía y la biología de la conservación. Es autora de varios libros y artículos científicos y ha publicado la descripción de más de 30 especies y variedades de plantas. A lo largo de su carrera ha integrado nuevos enfoques, como el análisis filogenético, el que ha desarrollado usando secuencias de ADN, para lo cual ha sido fundamental el trabajo en equipo con otros investigadores. Gracias a su destacada trayectoria forma parte de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, de la Academia Chilena de Ciencias, de la Sociedad Real de Nueva Zelanda y de la Sociedad Linneana de Londres. En 2010 recibió el Premio Nacional de Ciencias Naturales. 1. ¿Qué relevancia tiene para la sociedad que las científicas y los científicos den a conocer su trabajo mediante publicaciones? 2. ¿Qué aspectos de la naturaleza de la ciencia se infieren del trabajo de esta importante investigadora? 120 Unidad 3 • ¿Qué ocurre con la materia y la energía en los ecosistemas? Actividad final Uno de los grandes problemas ambientales que enfrenta nuestro país es la sequía, fenómeno que muchos investigadores relacionan con el cambio climático. Busca información sobre la sequía en Chile. Puedes consultar el siguiente link: https://bit.ly/mapa-sequía 1. ¿Qué medidas a gran escala crees que deberían realizarse para responder a este problema? 2. ¿De qué forma las comunidades en las que participas, como tu colegio, pueden colaborar en las soluciones? 3. ¿Qué medidas cotidianas propones para cuidar el agua? ¿Cómo voy? Evaluación de proceso y progreso Analiza y compara los gráficos que muestran las diferentes fuentes de energía empleadas para generar electricidad a nivel mundial en las décadas de 1970 y de 2010. GRÁFICOS 3 y 4 Matriz energética mundial 1973 2014 Biocombustibles y desechos 10,5 % Biocombustibles y desechos 10,3 % Alternativas 0,1 % Hídrica 1,8 % Carbón 24,5 % Nuclear 0,9 % Alternativas 1,4 % Carbón 28,6 % Hídrica 2,4 % Nuclear 4,8 % Gas natural 16,0 % Gas natural 21,2 % Petróleo 46,2 % Petróleo 31,3 % Fuente: AIE (2016), Estadísticas energéticas mundiales clave 2016 , AIE, París, https://bit.ly/3u3AkaP. 1. ¿Qué fuentes energéticas aumentaron su uso desde 1973?, ¿cuáles han disminuido? 2. ¿Qué porcentaje acumulado representan las fuentes de energía fósiles?, ¿cuáles son las consecuencias ambientales de su uso? 3. Argumenta tu opinión respecto de la tendencia de cambio de las fuentes energéticas a nivel mundial. ¿Cómo aprendo? • ¿Recordé contenidos sobre circulación de materia y energía de las lecciones anteriores?, ¿cuáles debo reforzar? • ¿Son importantes para mí los temas relacionados con el cuidado del medioambiente? Lección 3 • ¿Qué factores alteran los ecosistemas y cómo podemos ayudar a mantener el equilibrio? CL0000000001727 Bio_1M_Unidad_3_Leccion_3_10455.indd 121 121 23-06-22 16:34 El siguiente diagrama presenta los principales conceptos tratados en la unidad: Productividad primaria Productores Pirámides de número Pirámides de masa Recursos no renovables Recursos renovables Pirámides de energía Fotosíntesis Respiración celular Cadenas tróficas Procesos celulares Recursos naturales Redes tróficas Bioacumulación Ciclos biogeoquímicos Relaciones tróficas Ciclos: agua – carbono – nitrógeno – fósforo Materia y energía en el ecosistema 1. Analiza el diagrama y revisa los conceptos que te hayan resultado más difíciles de comprender. 2. Copia el diagrama y complétalo con palabras conectoras que permitan integrar los conceptos. Repaso mis aprendizajes Desarrolla las siguientes actividades para poner en práctica lo que has aprendido. 1. Lee y analiza la trama trófica del esquema. Luego, desarrolla lo solicitado. Esta trama trófica pertenece al bosque esclerófilo, que se desarrolla en quebradas y laderas con orientación sur de los cerros de la cordillera de la Costa y de la precordillera andina, en las zonas norte y centro de Chile. a. Identifica los organismos que constituyen el primer nivel trófico. ¿Qué características tienen en común? Aves rapaces Lechuza Tucúquere Zorro Ratón chinchilla Conejo Retamilla Maqui Hierbas Litre Peumo Vegetación b. Reconoce e indica los consumidores primarios en la trama trófica. c. Diferencia tres cadenas tróficas y esquematízalas por separado. ¿Comparten poblaciones?, ¿cuáles? d. Explica la transferencia de materia que existe entre los pastos y matorrales, y las poblaciones de conejos, zorros y descomponedores. 122 Unidad 3 • ¿Qué ocurre con la materia y la energía en los ecosistemas? I 2. Analiza el diagrama que representa un ecosistema y el flujo de materia y energía que ocurre en él. Productores a. Identifica y explica qué representa cada número romano. IV b. Explica qué representa la disminución del grosor de las flechas verdes y rojas en los distintos niveles. II III 3. Una especie de herbívoro absorbe la mitad de las sustancias orgánicas que ingiere. Si la población de herbívoros de una cadena trófica ingiere en un día una cantidad de hojas equivalente a 60 000 kcal, estima la energía que recibirán los demás niveles tróficos. Argumenta cómo efectuaste los cálculos. 4. Respecto de los procesos realizados por los organismos para generar y usar energía: a. Fundamenta si podría haber aparecido evolutivamente la respiración celular antes que la fotosíntesis. b. Explica la relación entre productos y reactantes de la fotosíntesis y la respiración celular. a. ¿Cómo explicarías la relación que existe entre las variables estudiadas? b. ¿Cuánta lluvia al año necesita ese bosque para obtener su máxima productividad? 3 000 Productividad neta (g) 5. Unos científicos midieron la cantidad de carbohidratos producidos y almacenados por un conjunto de plantas forestales y las precipitaciones del lugar, durante un año. Los resultados se presentan en el gráfico del costado derecho. 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0 6. Los ecosistemas dependen de la energía lumínica del Sol para su existencia. Producción neta de carbohidratos en un grupo de plantas forestales 1 000 2 000 3 000 Precipitaciones (mm) 4 000 a. Fundamenta a qué se debe esta dependencia. b. Considerando que la fotosíntesis apareció hace alrededor de 2 700 millones de años, y las primeras células hace 4 000 millones de años, formula una hipótesis respecto de dónde provenía la energía de los ecosistemas antes de la fotosíntesis. 7. Durante el año 2008, el volcán Chaitén, ubicado en la Región de Los Lagos, entró en erupción. Ante el riesgo inminente, miles de personas evacuaron el área. Además, el río Blanco se desbordó y las aguas de los ríos locales cambiaron su coloración y temperatura, por lo que este evento no solo afectó a los seres humanos, sino que también a otras poblaciones de seres vivos que vivían en el lugar y en zonas cercanas. a. Infiere a qué ciclos biogeoquímicos afectó la erupción y cómo. b. Explica cómo la erupción pudo impactar las tramas tróficas. c. Fundamenta si la alteración ambiental producida por la erupción tiene efectos permanentes o temporales. 8. Se calcula que en Chile una casa en verano gasta en promedio 1 100 litros de agua diarios. Casi un tercio de esta agua se utiliza en las descargas del estanque del baño. Propón dos acciones para usar este recurso de forma más eficiente. Unidad 3 • ¿Qué ocurre con la materia y la energía en los ecosistemas? 123 9. En relación con los ciclos biogeoquímicos: a. Predice las consecuencias para el ciclo del carbono de la tala de una gran extensión de bosque. b. Sintetiza en dos frases la importancia para el ecosistema de los ciclos biogeoquímicos. c. Si la población de bacterias nitrificantes de un ecosistema experimentara una modificación en su material genético que le impidiera procesar y transformar el nitrógeno, predice qué consecuencias tendría este hecho para el ecosistema. 10. Analiza la siguiente situación hipotética: Acumulación de metales en ppm En un ecosistema de lago, las águilas pescadoras adultas eran cada vez más escasas, por lo que la gente de la zona pidió que se realizara Componente del Acumulación (ppm) ecosistema un estudio. Se observó que una industria cercana al lugar estaba derramando desechos metálicos tóxicos al agua. Luego, se hizo un Águila pescadora 25,000 análisis de la cantidad del metal en el tejido de cada organismo de Peces grandes 2,000 la cadena trófica. Los resultados se resumen en la tabla. a. Representa los datos en un gráfico de barras. Peces pequeños 0,500 b. Identifica las observaciones que motivaron a la comunidad a pedir una investigación. Zooplancton 0,040 Agua 0,003 c. Reconoce las observaciones que impulsaron a tomar muestras de tejido de cada organismo. d. Formula una hipótesis respecto del fenómeno que ocurre en la cadena trófica. e. Concluye: ¿por qué disminuyeron los avistamientos de águilas pescadoras adultas en la zona? f. Deduce el mecanismo que podría llevar a que el metal sea ingerido por las personas. 11. Consigue 3 tarjetas de cartulina de 20 x 10 cm, tres trozos de lana de 30 cm, perforadora, lápiz marcador, lupa y vaselina. Luego, realiza el procedimiento descrito: i. Perfora cada tarjeta en un extremo y átales un trozo de lana. ii. Extiende una delgada capa de vaselina, de unos 3 cm2, sobre una de las caras de cada tarjeta (ver imagen). ii. Elige tres lugares diferentes para localizar las tarjetas, por ejemplo, el patio de tu casa, un pasillo o una habitación. Escribe en cada tarjeta la ubicación seleccionada y la fecha. iv. Cuelga cada tarjeta en los lugares escogidos durante una semana. Posteriormente, examínalas con la lupa. a. ¿Reconociste partículas contaminantes?, ¿de dónde provienen? b. Plantea una hipótesis acerca de por qué ciertos lugares concentran más partículas en el aire que otros. c. ¿Cómo se relaciona esta actividad con lo aprendido en la lección? 12. El ser humano ha intentado aminorar el impacto negativo sobre el ecosistema mediante acciones, como la reducción, la reutilización y el reciclaje. Describe cómo aplicarías estas medidas en tu sala de clases y qué efectos podrían tener en la comunidad escolar. 124 Unidad 3 • ¿Qué ocurre con la materia y la energía en los ecosistemas?