Ciencias naturales – Página 17

¿Qué son los rayos, truenos y relámpagos?

Mientras los científicos siguen debatiendo sobre cómo se inicia la descarga eléctrica, proponiendo hipótesis que van desde las perturbaciones atmosféricas hasta los efectos del viento solar y la acumulación de partículas solares cargadas, nosotros buscamos las respuestas a interrogantes más sencillos que nos dejan las tormentas eléctricas.

¿Qué es el rayo?

El rayo es una descarga natural de electricidad estática. Se produce durante una tormenta eléctrica y genera un pulso electromagnético.

¿Qué posibilidades hay de que nos alcance un rayo?

Cada año se registran en el mundo alrededor de 16.000.000 de tormentas eléctricas, sin embargo la posibilidad cierta de ser alcanzados por un rayo es de 1 en 2.320.000.

¿Cuánto mide un rayo?

El promedio de extensión de un rayo es de 1,5 km. El más grande que se registró cayó en Texas y su longitud fue de 190 km.

¿Qué produce los rayos?

Por lo general los rayos se producen por la acción de partículas positivas de la tierra y negativas de nubes de desarrollo vertical, llamadas cumulonimbos. Cuando un cumulonimbo llega a la tropopausa¹, las cargas positivas atraen a las negativas provocando el relámpago o rayo. Así se produce un efecto de ida y vuelta que al subir las partículas, instantáneamente regresan, provocando la impresión de que los rayos bajan.

1. Zona de transición entre la tropósfera y la estratósfera.

¿Cómo se forman los rayos?

Como se ha dicho, es aún un tema de debate. Las hipótesis son varias, pero la mayoría coincide en considerar al hielo como el elemento clave que propicia una separación de las cargas positivas y negativas en la nube.

El rayo de mayor extensión que se haya registrado alcanzó los 190 km. de longitud y cayó en Texas, Estados Unidos.

¿Cuáles son las hipótesis más firmes?

La hipótesis de la inducción electrostática y la hipótesis del mecanismo de polarización.

¿En qué consiste la hipótesis de la inducción electrostática?

Según esta hipótesis, las cargas son impulsadas por procesos inciertos. La separación de las mismas parece requerir de una fuerte corriente aérea ascendente que lleve las gotas de agua hacia arriba, enfriándolas entre los 10 y los 20° C bajo cero. Las gotas colisionan con los cristales de hielo formando una combinación de agua-hielo denominada granizo. Las colisiones producen que una carga ligeramente positiva sea transferida a los cristales de hielo, y una carga ligeramente negativa hacia el granizo. Las corrientes conducen los cristales de hielo menos pesados hacia arriba, haciendo que en la parte posterior de la nube se acumulen cargas positivas. La gravedad causa que el granizo más pesado con carga negativa caiga hacia el centro y a las partes más bajas de las nubes. La separación de cargas y la acumulación continúa hasta que el potencial eléctrico se vuelve suficiente para iniciar una descarga eléctrica, lo que ocurre cuando la distribución de las cargas positivas y negativas forman un campo eléctrico lo suficientemente fuerte.

¿Y en qué consiste la hipótesis del mecanismo de polarización?

El mecanismo de polarización tiene dos componentes:

– La caída de las gotas de hielo y agua se vuelven eléctricamente polarizadas en el momento en que caen a través del campo eléctrico natural de la Tierra.
– Las partículas de hielo que chocan se cargan por inducción electroestática.

Cuando un cumulonimbo llega a la tropopausa, las cargas positivas atraen a las negativas provocando el relámpago o rayo.

Las antenas son elementos de riesgo durante una tormenta eléctrica, debido a la atracción que ejercen sobre los rayos.

¿Se puede hacer una clasificación de los rayos?

Los rayos se pueden clasificar de acuerdo a su inicio y su destino.

Nube a cielo o “duendes”:
Son descargas hacia la atmósfera, más arriba de las nubes.

Nube a tierra:
Son los más típicos y espectaculares, y además peligrosos.

Intranubes:
Son la que se producen dentro de una misma nube, aparecen como relámpagos con algunos truenos.

Internubes:
Se producen de una nube a otra, con grandes truenos.

Los rayos denominados “nube a tierra” son los más llamativos.

¿Qué ideas equivocadas circulan en torno a los rayos?

1) Se dice que los rayos no caen dos veces sobre el mismo lugar. Pero está comprobado y hay pruebas fotográficas que lo documentan, que las estructuras elevadas como son los rascacielos, pueden ser golpeadas por rayos varias veces durante una sola tormenta.

2) Existe la creencia de que el lugar más seguro durante una tormenta eléctrica está bajo un árbol alto. Sin embargo los árboles altos están más propensos a ser atravesados por los rayos.

3) Los rayos están siempre asociados con truenos. Decididamente no es así. Los observadores que escuchen los truenos para contar los rayos pueden perderse hasta un 40% de estos últimos.

¿Los rayos caen en igual cantidad en cualquier parte del mundo?

No. Hay lugares como el Himalaya, en África Central, donde prácticamente hay tormentas durante todo el año, o la República Dominicana y Estados Unidos (sobre todo en Florida, Georgia, Carolina del Sur, Nueva York y Oklahoma), donde se concentra la mayor cantidad de rayos en el año.

¿Cuáles son los elementos más peligrosos ante una tormenta eléctrica?

Los elementos más peligrosos son las antenas, conducciones metálicas, vallas y alambradas, líneas telefónicas, tendidos eléctricos y, en general, los objetos metálicos, además de los árboles, sobre todo los más altos y aislados, que ejercen un elevado poder de atracción sobre los rayos.

¿Qué es el relámpago?

Es una emisión de luz que acompaña a la descarga eléctrica precipitada del rayo, que se produce por el paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire.

¿Cómo se clasifican?

Según el origen y destino de estas descargas en la atmósfera terrestre, se pueden clasificar en tres grupos:

Descargas dentro de una misma nube (intranubes).
Descargas entre una nube y otra nube (internubes).
Descargas entre una nube y la ionósfera.

¿Representan algún peligro?

Son peligrosos para los aviones en vuelo, fuera de esto, no representan ninguna otra peligrosidad, aunque este tipo de descargas entre nubes es 80% mayor que la de los rayos que derivan a tierra.

¿Qué es el trueno?

Es el potente sonido que se desarrolla por la onda de choque. Al pasar la electricidad a través de la atmósfera, calienta y expande el aire produciendo el sonido del trueno.

El relámpago es una emisión de luz que acompaña a la descarga eléctrica del rayo.

¿Cómo se produce la onda de choque?

Está comprobado que la temperatura de un rayo alcanza a los 20.100 º C. Esta elevada temperatura hace que el rayo se expanda a través del aire más frío circundante, a una velocidad mayor que la del sonido, de este modo se produce la onda de choque, muchas veces similar a la de una explosión.

¿Qué intensidad alcanza el sonido de los truenos?

Dependiendo de la naturaleza del rayo y de la distancia de la persona, el sonido del trueno puede variar desde un marcado y fuerte crujido hasta un largo estruendo, y a veces puede alcanzar hasta 110 decibelios, cercano al umbral de dolor para el oído humano.

¿Qué explicación se daba en la antigüedad sobre los truenos?

La primera explicación data del siglo III cuando Aristóteles consideró que se producían por choques entre las nubes. Las teorías han variado a lo largo de la historia, hasta que actualmente se ha llegado al consenso.

¿Qué se produce primero, el relámpago o el trueno?

Ocurren en forma casi simultánea, sin embargo, primero se observa el relámpago y después se escucha el trueno, esto se debe a que la luz se transmite más rápido que el sonido. La velocidad de la luz es tan rápida que se ve el relámpago inmediatamente, pero como el sonido se propaga solo algo más de 300 m por segundo, el ruido del trueno llega después.

¿Relámpago y trueno nos dan algún indicio de la distancia a la que estamos de la tormenta?

Si. Lo que tenemos que hacer para obtener ese dato es dividir el intervalo entre la luz del relámpago y el sonido del trueno, por la velocidad del sonido (aproximadamente 330 m/seg.). Si vemos un relámpago, seguro que antes de contar hasta cuatro escucharemos el sonido del trueno.

El rayo es una descarga natural de electricidad estática.

Curiosidades

RELÁMPAGO DE CATATUMBO

¿A qué se llama “relámpago del Catatumbo”?

A un particular fenómeno meteorológico que se da principalmente en la zona sur del lago de Maracaibo, en Venezuela, y en la cuenca inferior del río Catatumbo, de ahí su nombre.

¿Cuáles son las características que hacen tan particular a este fenómeno?

Se caracteriza por la aparición de una serie de relámpagos de manera casi continua y prácticamente silenciosa, debido a las grandes distancias que se necesitan para observar el fenómeno, el cual se produce en nubes de gran desarrollo vertical formando descargas eléctricas entre los 2 y los 10 kilómetros de altura (o más), a medida que los vientos alisios penetran en la superficie del lago en horas de la tarde (cuando la evaporación es mayor) y se ven obligados a ascender por el sistema montañoso de Perijá (de 3.750 msnm) y la Cordillera de Mérida, el ramal venezolano de los Andes (de hasta 5.000 msnm, aproximadamente).

¿Cuál es el origen de este fenómeno?

El origen de este fenómeno está en el efecto orográfico de estas cordilleras que encierran y frenan a los vientos del noreste produciéndose nubes de gran desarrollo vertical, concentradas principalmente en la cuenca del río Catatumbo.

¿Cada cuánto ocurre?

Ocurre hasta 260 noches al año, durando hasta 10 horas por noche y pueden evidenciarse al producir en ciertos momentos una tasa de hasta 60 descargas por minuto.

Dinosaurios

Reptiles sorprendentes que durante unos 165 millones de años dominaron el planeta Tierra, los dinosaurios atraen la atención de grandes y niños por haber sido, en su mayoría, gigantes, y por el misterio que encierra hasta hoy su extinción. Hagamos un viaje al pasado para conocerlos. ¿Te animas?

El nombre dinosaurio proviene del griego deinos sauros, que significa “lagarto terrible”, denominado de esta forma por el investigador británico Richard Owen, en sus estudios de anatomía comparada, publicados en el año 1842.

Conocemos detalles y características de su evolución a partir del registro fósil que se ha encontrado. Llama la atención lo variado de sus tamaños: desde pequeños como gatos hasta gigantes como un portentoso edificio; también asombran sus estructuras morfológicas, como las crestas, púas, cuernos o enormes corazas.

El trabajo de los paleontólogos

Estos científicos se encargan de recrear cómo eran los dinosaurios y qué características tenía el ambiente en el que se desarrollaron. Se sustentan en evidencias de vida del pasado, ya sea pistas o registros fósiles. Al respecto, se distinguen dos fuentes de información: los restos del cuerpo o partes duras de los dinosaurios como dientes y huesos; y por el otro, las llamadas trazas o rastros que aportan evidencias de las actividades de la vida de estos animales extintos como pisadas, nidos, huevos, coprolitos, marcas de mordidas, entre otros.

¿CÓMO ERAN LOS DINOSAURIOS?

Su piel era gruesa, correosa, impermeable y recubierta de escamas. Se desplazaban sobre sus patas que, a diferencia de los demás reptiles cuyas extremidades se proyectan hacia los lados, parecían columnas.

Algunas de sus características físicas eran:

Cabeza: su tamaño era variado, los grandes carnívoros poseían una cabeza con fuertes mandíbulas, en tanto, otros como los saurópodos tenían un tamaño similar a la cabeza de una vaca.
Sentidos: su vista se podía equiparar a la de algunas aves rapaces, sin embargo muchos otros se dejaban guiar más por su olfato. Su oído era quizá muy parecido al de un ave.
Dientes: los dinosaurios vegetarianos tenían los dientes pocos filosos, mientras que los carnívoros poseían dientes más afilados, lo que les permitía desgarrar a sus víctimas.
Cuerpo: tenían aspecto muy variado. Sus cuellos podían ser largos, cortos, gruesos o finos.
Patas: caminaban erguidos sobre sus 4 patas. Las mismas tenían diferentes formas y tamaños, según sus diferentes hábitos.

El Segnosaurus medía 7 metros de largo y de alto; tenía una cabeza pequeña en relación a su tamaño.

Entre los dinosaurios más grandes están los Mamenchisaurus, que tenían un cuello de unos 15 m de largo.

División de las Eras geológicas

Las Eras son las divisiones mayores del tiempo geológico y se subdividen a su vez en períodos.

La división más comúnmente aceptada comprende las siguientes eras:
– Arcaica: comenzó con la formación de la Tierra, hace unos 4.500 millones de años.
– Paleozoica: se divide en seis periodos principales, Cámbrico, Ordovícico, Silúrico, Devónico, Carbonífero y Pérmico. A finales del periodo Carbonífero aparecen los reptiles.
– Mesozoica: se divide en tres periodos, Triásico, Jurásico y Cretácico. Surgen los grandes dinosaurios, así como los primeros mamíferos.
– Cenozoica: se divide en dos periodos, Terciario y Cuaternario. Fue la era de los mamíferos.

MECANISMOS ADAPTATIVOS

Estudiando la historia y los mecanismos de adaptación que han tenido estos reptiles, se puede comprender cómo se clasifican dentro del grupo de los vertebrados. En el Carbonífero de la Era Paleozoica, hace unos 325 millones de años, un grupo de anfibios denominados Antracosaurios, dieron origen a los reptiles, concretamente a los Captorrinomorfos.

Estos reptiles consiguieron adaptaciones con las que pudieron colonizar el medio terrestre. Así, por ejemplo, su piel dura y escamosa les permitió protegerse del frío y de la humedad reinante. Los conductos excretores y reproductores eran independientes uno de otro. La más importante adaptación fue la formación de un huevo protegido contra la desecación por una cáscara: el huevo amniota. Esto permitió que pudieran reproducirse fuera del medio acuático.

En relación a sus órganos internos, se destaca su corazón, que debió ser muy potente para hacer circular la sangre por esos enormes cuerpos. Incluso algunos estudiosos se han aventurado a decir que podrían haber tenido dos corazones.

Al observar la caja torácica que desarrollaron, se puede precisar que el tamaño de los pulmones era en muchos casos enorme. Debido a que se han encontrado esqueletos de algunos dinosaurios con agujeros en las vértebras, los científicos creen que contenían sacos aéreos. Las costillas los comprimían, y se llenaban y se vaciaban como fuelles, impulsando el aire de los pulmones dentro y fuera.

Grupo de Centrosaurs huyendo del Albertosaurus carnívoro.

UN VIAJE EN EL TIEMPO

Hace 230 millones de años, en la Era Mesozoica, aparecieron los dinosaurios. Junto a ellos también evolucionaron mamíferos que mantuvieron poca participación dado el gran tamaño de estos últimos. En la Era que le siguió, la Cenozoica, los dinosaurios ya se habían extinguido y los mamíferos pasaron a ser los reyes de la Tierra.

¿Qué características tuvo la Era Mesozoica? Los continentes estaban unidos en un gran bloque llamado Pangea, el que comenzó a dividirse hasta tomar la forma que conocemos actualmente.

Los primeros dinosaurios vivieron durante el período Triásico, en el marco de un clima seco y cálido. Convivieron junto a arbustos del tipo coníferas, insectos como las cicádidas, plantas como los helechos y pequeños mamíferos nocturnos.

En el período Jurásico vivieron otra cantidad importantes de dinosaurios en un ambiente húmedo y templado; evolucionaron los gigantes saurópodos y se diversificaron los terópodos (carnívoros bípedos). Por primera vez aparece un ave, el Arqueopterix. Por su parte, Pangea se dividió en Laurasia, al norte, y Gondwana, al sur.

Por último, durante el Cretácico aparecieron los grandes carnívoros, como el Tiranosaurio y el Gigantosaurio. Pangea se volvió a dividir formando los actuales continentes. Surgieron las plantas con flores, las cadenas montañosas y aumentaron las desigualdades entre los polos y el ecuador. Sobre el final de este período se da la extinción masiva de los dinosaurios.

Enfrentamiento entre un Triceratops y un Tyrannosaurus rex.

DEFENSA Y ATAQUE

Los dinosaurios han sido grandes luchadores, con mecanismos de defensa y ataque sustentado en su morfología tan particular. Empleaban sus crestas enormes, púas, cuernos, garras, coraza e inclusive sus largas colas.

Dentro del grupo de los herbívoros, el más poderoso fue el Triceratops, que tenía unos cuernos enormes lo que le permitía luchar y sobreponerse a sus contrincantes. En tanto, los iguanodontes o los saurópodos, usaban sus garras para mantener alejados a sus enemigos. Otros herbívoros vivían en rebaños, dependían de su velocidad para escapar, o empleaban toda su fuerza para atacar. Por ejemplo, el Stegosaurus exhibía grandes púas sobre su cuerpo y cola, con las cuales podía lastimar gravemente o matar a su adversario.

En tanto, los carnívoros tenían garras afiladas como navajas y con ellas mataban a sus presas o se defendían de sus enemigos.

Ciertos dinosaurios tenían corazas, que eran estructuras que les permitían proteger partes vitales de su cuerpo. Estaban formadas por cientos de placas óseas fijadas a su piel. Se cree que algunos tenían hasta un millar de ellas.

ALIMENTACIÓN

Algunos dinosaurios eran carnívoros/carroñeros y otros herbívoros. Los carnívoros se alimentaban de otros dinosaurios, tenían los sentidos de la vista y olfato más desarrollados, además podían levantar cargas muy pesadas de hasta 180 kilos. Ejemplos de dinosaurios carnívoros son Tyrannosaurus, Deinonychus, Allosaurus, entre otros.

Los carroñeros tenían dientes muy frágiles como para atacar a una presa viva, por tanto su dieta principal consistía en restos de dinosaurios muertos.

Los herbívoros estaban provistos de dientes grandes, sin filo, que les permitía arrancar con facilidad la vegetación. Ejemplos de dinosaurios herbívoros son Stegosaurus, Diplodocus, Triceratops, Brachiosaurus, entre otros.

REPRODUCCIÓN

Se reproducían de modo sexual, las hembras ponían huevos y algunas especies cuidaban de ellos mientras que otras no. Aquellos que construían nidos, lo hacían sin mayor sofisticación, similar a la forma en que lo hacen los cocodrilos, cavando pozos en el suelo.

El primer dinosaurio hallado junto a sus crías y huevo, fue el Maiasaura, cuyo nombre significa “buena madre”. Debido a su gran tamaño era imposible que incubara sus huevos, por lo que creaba nidos para mantenerlos con calor. En ellos se podían albergar entre 20 y 30 huevos. Los dinosaurios que no cuidaban un nido, iban poniendo los huevos mientras caminaban, por lo que éstos quedaban dispuestos en fila.

Con respecto, al tamaño y peso de los huevos, se ha constatado la existencia de gran variedad. Por ejemplo: los huevos de Hypseloraurio eran de 30 cm x 25 cm y pesaban 7 Kg. En tanto, los huevos de Mussaurio medían sólo 2,5 cm y pesaban 250 gr.

Referencias bibliográficas:
Norman, D., & Milner, A. (1990). Los dinosaurios (Vol. 13). Santillana USA Pub Co Inc.
Stefanía, L (2004). Dinosaurios jurásicos. Cultural Librera Americana. Literatura Infantil. Argentina. 64 Páginas.

Plantas medicinales

Desde la antigüedad, los hombres se han servido de los recursos disponibles en la naturaleza para satisfacer sus necesidades básicas. Así, han recurrido a las plantas para nutrirse y, también, para buscar la cura a diferentes dolencias y enfermedades. Si bien se desconoce en qué época el hombre utilizó por primera vez las plantas con fines medicinales, ciertas referencias indicarían que algunos textos de origen Sumerio -de 4.000 años de antigüedad- ya las mencionaban con estos fines.

Manuscrito de la obra De materia Medica, mostrando las posibles propiedades medicinales de la mandrágora.

“¡Pero, cuántos nacen viven y mueren en un territorio como el nuestro, sin conocer lo que ven, sin saber lo que pisan, sin detenerse en lo que encuentran! Para ellos las plantas más singulares no son sino yerbas.” José de Viera y Clavijo, historiador y biólogo español (1731-1813).

Otros datos que se tienen sobre sus orígenes son:

Relatos bíblicos: en algunos de ellos se pueden encontrar referencias sobre las propiedades curativas o beneficiosas de las plantas.

Antiguo Egipto: esta civilización contaba con especialistas en salud que utilizaban hierbas y plantas para sanar dolencias. En papiros que aún se conservan de la época, se especifica la formulación de recetas para preparar remedios a base de plantas.

China: esta cultura milenaria implementó las plantas con fines curativos hacia el 5000 a. C.; esta práctica forma parte de la medicina tradicional del país.

Antigua Grecia: Dioscórides Anazarbeo fue médico, farmacólogo y botánico, que tuvo gran trascendencia a través de su obra De Materia Medica, la cual se convirtió en el principal manual de farmacopea durante toda la Edad Media y el Renacimiento.

Dioscórides Anazarbeo

Fue un médico griego, de quien se tiene pocos datos biográficos; se estima que falleció hacia el año 90. Trascendió en la historia por haber sido el médico del emperador romano Nerón y, principalmente, por su obra De Materia Medica, un tratado que recoge la descripción de seiscientas plantas, treinta y cinco productos animales y noventa minerales, comprendidas en más de ochocientas entradas. Actualmente es considerada como la mayor guía farmacéutica de la antigüedad.
En su obra se incluye: una clasificación de las plantas, una descripción de sus partes, la explicación de cómo y cuándo recolectar las plantas o partes de ellas, la forma de preparar, conservar y suministrar medicamentos, etc.

LAS PLANTAS MEDICINALES EN EL SIGLO XXI

Quizás muchos se estén preguntando, ¿por qué la utilización de estas plantas no es el método preponderante en la medicina? Y esto es así porque, en los siglos XIX y XX, tras el avance de la medicina tradicional y la aparición de fármacos de origen químico, dejaron de utilizarse las hierbas de forma habitual. En este marco, se consideró que los fármacos derivados de plantas podían ser adulterados con mayor facilidad.

Así es que, hoy en día, la medicina convencional es la más utilizada en Occidente. No así sucede en Oriente, y en especial en China e India, donde la medicina tradicional, que contempla el uso de las plantas medicinales, sigue siendo tan popular como la convencional, siendo utilizadas en forma combinada.

Pero, cabe destacar que en los últimos años, se han redescubierto los múltiples beneficios que ofrecen las plantas medicinales, de modo que están cobrando mayor difusión aún en aquellos países donde la medicina convencional ocupa el lugar central.

Carlos Linneo fue un naturalista sueco del siglo XVIII. Publicó en 1753 la obra Species Plantarum, un trabajo de dos volúmenes donde se desarrolla el Sistema Binominal para la nomenclatura y clasificación de las plantas. Es un método universalmente aceptado por la comunidad científica, según el cual cada especie debe ser nombrada por un sustantivo que indica el género, seguido de un adjetivo que designa la especie.

Nombres científicos – Nombres comunes

Las plantas, al igual que otros seres vivos, cuentan con un nombre científico -el universal, el que es igual en todas partes del mundo- y uno común que suele variar considerablemente de región en región. Incluso las plantas más conocidas, pueden tener más de una docena de nombres comunes.

¿QUÉ ES LA FITOTERAPIA?

Fitoterapia es una palabra de origen griego que significa: fyton, “planta”, “vegetal” y therapeia, “terapia”. Se la utiliza para designar al estudio de las propiedades de las plantas medicinales, lo cual también es conocido como herborismo.

A su vez, la fitoterapia se ocupa de estudiar la aplicación de estas plantas con una finalidad terapéutica ya sea para prevenir, para aliviar o para curar enfermedades. Por este motivo, los terapeutas realizan un trabajo minucioso en el estudio de los efectos beneficiosos de las plantas como así también de los efectos secundarios, no deseados.

Ventajas

Entre las ventajas más notables que se pueden recibir de la fitoterapia se encuentran:

Las medicinas a base de plantas tienen mínimos efectos secundarios o nulos.
Actúan a dosis más bajas porque los efectos activos de las plantas tienen un efecto sinérgico, es decir, que se potencian para dar un mejor resultado.
Son más económicas.
Se pueden consumir para prevenir enfermedades o mejorar sus síntomas.
Como son productos naturales, son un recurso renovable.

Desventajas

Entre las desventajas que presenta la fitoterapia se puede mencionar que:

Tiene una acción a largo plazo en comparación con la medicina convencional.
Pueden tener efectos negativos, si no son administrados por un profesional que se especialice en esta área.

PRINCIPIOS ACTIVOS DE LAS PLANTAS

Se les llama principios activos a las sustancias medicinales que poseen ciertas plantas. Concretamente, son moléculas (producto del metabolismo celular de las plantas) que se encuentran en alguna parte de la planta, como en la hoja o raíz. Estas sustancias producen un efecto fisiológico. Los principios activos más importantes se describen a continuación:

Flavonoides: son pigmentos que pueden cumplir varias funciones; poseen propiedades muy importantes, como antimicrobianos, anticancerígenos, disminución del riesgo de enfermedades cardíacas, entre otros efectos. Algunos de los flavonoides más estudiados son la rutina que se encuentra en la piel del limón, las antocianinas presentes en las frutas moradas (ej.: cerezas), los carotenos de las frutas de color naranja (ej.: zanahoria), los taninos que tienen efectos antiinflamatorios y antisépticos, presentes en muchas semillas.

Ácido salicílico: es un compuesto de tipo fenólico que tiene un efecto antiinflamatorio, antiséptico y antioxidante.

Antraquinonas: el consumo de este tipo de compuesto tiene un efecto laxante.

Saponinas: tienen una estructura similar a las hormonas, pueden tener una acción hormonal y antiinflamatoria.

Alcaloides: la mayoría de éstos poseen acción fisiológica intensa con efectos psicoactivos, por lo que son muy usados en medicina para calmar el dolor. Ejemplos: la morfina, la atropina, la quinina, cafeína y la nicotina.

La concentración y calidad de los principios activos dependen de diversos factores como la edad del organismo, el clima, la época del año, el tipo de suelo, entre otros.

Una sola planta medicinal puede contener entre 8 y 10 principios activos.

Glucósidos de tipo cianógenos: estos compuestos en bajas concentraciones pueden tener un afecto de tipo sedante. Ejemplo: las hojas de sauco.

Sustancias amargas: estimulan el apetito y mejoran el ritmo cardíaco. Ejemplos la alcachofa y la achicoria.

Polisacáridos: son sustancias que tienen un efecto de tipo demulcente (acción protectora local en las mucosas).

USO DE LAS PLANTAS MEDICINALES

Como se pudo apreciar en la descripción de los principios activos de las plantas, éstas cuentan con diversos efectos benéficos para nuestro organismo; pero para que nuestro cuerpo los pueda asimilar, existen diversas formas. Por ejemplo, algunos principios activos se asimilan a través del consumo directo de la planta o bien como agregados a los alimentos, en este caso se puede mencionar a las hierbas aromáticas. Otras formas consisten en la aplicación de emplastos, cataplasmas, tinturas, etc.

Modos de preparación:

Infusión: se utilizan las partes aéreas de la planta (hoja y flor), se adiciona agua hirviendo, se tapa y se deja reposar durante unos minutos. La infusión debe ser bebida caliente.

Decocción: se utilizan las raíces, las cortezas, las semillas o los frutos, se hierve en agua durante 10 a 30 minutos.

Jugo: se pueden comprar o preparar licuando la planta.

Jarabe: se prepara una infusión o una decocción a la que se le agrega azúcar integral o miel.

Anís de estrella o estrellado. Las especies Illicium verum e I. anisatum se han usado por años para el tratamiento de los cólicos en lactantes. Diversos estudios han demostrado que, en dosis elevadas, tiene efectos tóxicos sobre el sistema nervioso.

Maceración: se hace especialmente con las raíces que se dejan macerar en agua. El tiempo de maceración varía según la planta.

Aceites esenciales: se obtienen por destilación de diferentes partes de la planta. Al ser un producto concentrado debe utilizarse en las dosis indicadas. Se agrega un aceite vehicular.

Cápsulas: suelen estar preparadas con hierbas secas y pulverizadas.

Pastillas: se preparan con hierbas compactadas o extractos secos mezclados con excipientes (sustancia inactiva usada para incorporar el principio activo).

Cataplasmas: se aplica una planta medicinal, lavada, machacada y caliente, en forma directa sobre la piel en la zona del cuerpo afectada.

Emplasto: se envuelve la planta, machacada y caliente, en un paño limpio para aplicarlo sobre el cuerpo, sin que esté en contacto directo con la piel.

Tinturas: se realiza una maceración de cualquier parte de la planta en una solución de alcohol al 45%. En otros casos se puede usar glicerol o vinagre.

Ajo, Allium sativum L. En la Edad Media fue considerado como preventivo de la peste.

DE PLANTA A MEDICINA

Como en todo proceso de elaboración, es indispensable cumplir con ciertas normas procurando obtener un producto eficaz y de buena calidad. El primer paso consiste en la recolección de la materia prima que puede ser obtenida de la vida silvestre o de cultivos. Luego, sigue el proceso de secado que se realiza en forma artesanal o industrial, pero siempre en lugares bien ventilados y a la sombra para evitar el contacto con la luz directa, para no alterar los compuestos activos.

El paso siguiente es el de selección, así se descartan las plantas secas que puedan estar decoloradas o que pudieran estar afectadas por algún hongo. A continuación, se inicia el proceso de trozado del material y almacenado en frascos y bolsas de papel. Es aconsejable guardar el producto en un lugar seco, fresco y oscuro para conservar todas las propiedades.

Los procesos industrializados siguen las Buenas prácticas de manufactura (GMP por sus siglas en inglés); entre los productos que se realizan a esta escala, se incluyen la elaboración de capsulas, extractos estandarizados y extractos purificados.

Albahaca, Ocimum basiculum. En la India se la considera una planta sagrada y suelen tenerla en jardines o macetas de sus hogares. Según el contenido en principios activos la albahaca favorece la digestión y el tránsito intestinal.

Aloe vera. Existen más de 250 variedades, de las cuales, solamente tres o cuatro tienen características curativas o medicinales significativas.

Abono

Para que las plantas crezcan prósperamente necesitan elementos químicos diferentes, como el fósforo, el nitrógeno o el hidrógeno. Estos se encuentran en los suelos de manera natural, sin embargo, para que un cultivo crezca rápidamente, se deben agregar ciertas sustancias, por ejemplo, los abonos.

¿Qué son los abonos?

Un fertilizante o abono es una sustancia natural o artificial que contiene los elementos químicos que mejoran el crecimiento y la productividad de las plantas. Los fertilizantes mejoran la fertilidad natural del suelo o reemplazan los elementos químicos tomados del suelo por cultivos anteriores.

Los fertilizantes son utilizados desde lugares como pequeños jardines hasta grandes zonas de cultivo.

Para que una planta crezca y prospere, necesita una cantidad de elementos químicos diferentes. Los más importantes son:

Carbono
Hidrógeno
Oxígeno
Nitrógeno
Fósforo
Potasio
Azufre
Calcio
Magnesio

Sin embargo, en menor proporción, también necesitan nutrientes como el boro, cobalto, cobre, hierro, manganeso, molibdeno y zinc.

Los nutrientes más importantes para las plantas son el fósforo, el nitrógeno y el potasio.

Si alguno de los nutrientes falta o es difícil de obtener del suelo, se limitará la tasa de crecimiento de la planta. En la naturaleza, el nitrógeno, el fósforo y el potasio a menudo provienen de la descomposición de las plantas que han muerto, en el caso específico del nitrógeno, el reciclaje de plantas muertas a plantas vivas suele ser la única fuente de nitrógeno en el suelo.

Para que las plantas crezcan rápidamente, ese deben suministrar los elementos que necesitan en formas fácilmente disponibles, ese es el objetivo de los fertilizantes. La mayoría de los fertilizantes suministran sólo nitrógeno, fósforo y potasio porque los otros químicos son necesarios en cantidades mucho menores y generalmente están disponibles en la mayoría de los suelos.

¿Cuáles son los tipos de abono?

Fertilizantes orgánicos

Los fertilizantes orgánicos son aquellos que generalmente están hechos de ingredientes individuales que por lo general se encuentran en la naturaleza. Los fertilizantes orgánicos agregan sustancias, las cuales, a causa de la humedad y los organismos beneficiosos que están en el suelo, son descompuestas en nutrientes que luego la planta puede adquirir fácilmente.

Los tipos de fertilizantes orgánicos pueden provenir de fuentes vegetales, animales o minerales:

Fertilizantes orgánicos a base de plantas: se descomponen más rápido que otros fertilizantes orgánicos. Dentro de este tipo de fertilizantes se pueden destacar, el de harina de alfalfa o el compost, los cuales ayudan a agregar drenaje y retención de humedad a los suelos pobres.

¿Sabías qué...?

El compost es un tipo de fertilizante orgánico compuesto por estiércol, residuos sólidos y residuos agropecuarios, entre otros. Estos componentes se someten a un proceso de fermentación llamado compostaje que permite la liberación de nutrientes.

Otros fertilizantes a base de plantas incluyen: harina de semilla de algodón, melaza o cultivos de cobertura de legumbres.

Fertilizantes orgánicos a base de animales: dentro de este grupo destacan el estiércol, harina de huesos o harina de sangre. La función de estos fertilizantes es añadir gran cantidad de nitrógeno al suelo. Es ideal para plantas frondosas y un crecimiento fuerte.

La harina de sangre se hace a base de sangre animal cocida.

Fertilizantes orgánicos minerales: pueden agregar nutrientes al suelo, así como aumentar o disminuir el nivel de pH, cuando sea necesario, para un crecimiento saludable de las plantas.

Fertilizantes inorgánicos

Los fertilizantes inorgánicos, también conocidos como fertilizantes sintéticos, se fabrican artificialmente y contiene minerales o productos químicos sintéticos. Por ejemplo, los fertilizantes nitrogenados sintéticos generalmente están hechos de petróleo o gas natural.

Los fertilizantes inorgánicos equilibrados son usados por su alto en macronutrientes, comúnmente incluyen productos como el nitrato de amonio, sulfato de amonio, cloruro de potasio, superfosfato triple y sulfato de magnesio.

¿Abonos simples o abonos compuestos?

Los abonos simples son aquellos que están compuestos por un solo nutriente principal, por ejemplo:

Nitrogenados: el elementos que contienen en mayor proporción es el nitrógeno, la urea es un ejemplo perfecto, contiene 46 % de nitrógeno.
Fosfatos: el elemento principal es el fosforo, el superfosfato triple tiene 46 % de P₂O₅.
Potasas: el elemento principal es el potasio, por ejemplo, el cloruro de potasio, el cual tiene 60 % de K₂

Por otro lado, los abonos compuestos son los que tienen más de un nutriente principal y algún nutriente secundario. Por ejemplo, el fosfato diamónico, que contiene nitrógeno y fósforo como elementos principales.

Ventajas del abono

orgánico El abono orgánico al ser de origen natural es más amigable con los suelos que el abono sintético, entre sus ventajas están: fácil elaboración, promueven la recuperación de la materia orgánica del suelo, aumentan la actividad microbiana y gracias a ellos los residuos orgánicos son reciclados.

Tipos de sistemas

La termodinámica se refiere al estudio de la transferencia de energía. Dentro de esta rama, la materia es un elemento fundamental ya que es la que conforma, junto con el entorno, sistemas claves que permiten el entendimiento de muchos procesos que se dan en nuestro planeta.

¿Qué es un sistema?

Un sistema se define como un grupo de unidades interactivas o elementos que tienen un propósito común. Estas unidades o elementos pueden ser engranajes, cables, personas, animales y computadoras, entre otros. Los sistemas generalmente se clasifican como sistemas abiertos y sistemas cerrados, y pueden tomar la forma de sistemas mecánicos, biológicos o sociales.

Sistemas y subsistemas

Algunos grandes sistemas son divididos (para poder ser estudiados por el hombre) en subsistemas, como por ejemplo la Tierra, un gran sistema abierto que cuenta con 4 subsistemas que corresponden con sus capas: atmósfera, biosfera, hidrósfera y geósfera.

Como todo en el mundo físico, la energía está sujeta a las leyes de la física. Las leyes de la termodinámica rigen la transferencia de energía en y entre todos los sistemas.

Un sistema puede ser conceptual o real, por ejemplo, un sistema conceptual incluye definiciones, símbolos e instrumentos del pensamiento, como por ejemplo, sistemas matemáticos o sistemas lógicos. En cambio, los sistemas reales incluyen la transferencia de materia, energía o información con su entorno; las células y la biósfera son ejemplos perfectos de sistemas reales, ya que ellos están en constante intercambio de energía y materia con el entorno (abierto), por supuesto, existen sistemas reales en los que solo se intercambia energía (cerrados) o sistemas en los que no existe ningún tipo de intercambio (aislados).

En el campo de la informática es concepto de sistemas es muy aplicado. Un sistema informático incluye el hardware, el software y el soporte humano.

¿Qué es la teoría de los sistemas?

La teoría de sistemas es una teoría interdisciplinaria sobre la naturaleza de los sistemas complejos en la naturaleza, la sociedad y la ciencia, y es un marco por el cual uno puede investigar y/o describir cualquier grupo de objetos que trabajen juntos para producir algún resultado. Esto podría ser un solo organismo, cualquier organización o sociedad, o cualquier artefacto electromecánico o informativo. Fue propuesta por el biólogo austriaco Ludwig von Bertalanffy en 1950 y su objetivo final era estudiar la aplicabilidad de los sistemas en las distintas ramas de estudio.

¿Cuáles son los tipos de sistemas?

Un sistema abierto es aquel en el que una cantidad o serie de cantidades puede entrar o salir del sistema en un grado significativo. En los sistemas abiertos intervienen seres vivos que tienen una relación íntima con el ambiente que los rodea de la misma manera, el ambiente interacciona con dichos seres vivos. ambos se benefician y dependen el uno del otro.

Los organismos biológicos son sistemas abiertos, la energía se intercambia entre ellos y su entorno, ya que consumen moléculas que almacenan energía y liberan energía al medio ambiente al hacer el trabajo. El cuerpo humano es un ejemplo muy común de sistema abierto, ya que está en constante intercambio de materia y energía y siempre necesita insumos orgánicos que obtiene del ambiente. Por otro lado, el cuerpo también expulsa sustancias de desecho de vuelta al medio ambiente. Si alguna de estas dos interacciones falla, el sistema, es decir, el cuerpo, fallece.

Las plantas también son sistemas abiertos, ellas necesitan la materia (agua y nutrientes) y la energía del Sol para realizar sus funciones metabólicas.

¿Qué son los sistemas cerrados?

Un sistema cerrado es aquel donde una cantidad o serie de cantidades de materia no puede entrar o salir del sistema. Por ejemplo, un termo de vacío hace un buen trabajo para evitar que la materia salga del sistema y mantiene la bebida caliente, por lo tanto, podría tener sentido tratarlo como un sistema cerrado, pero ningún sistema en el mundo real está perfectamente cerrado, por lo que solo será una aproximación.

Las ollas de presión son otro ejemplo común, en ellas existe un intercambio de energía, pero la materia no es liberada, las ollas impiden que los gases que se generan en su interior para cocinar la comida escapen. Sin embargo, la energía en forma de calor sí escapa y la energía necesaria para iniciar la cocción también proviene del medio exterior.

Las ollas a pesar de dejar escapar la energía no dejan escapar la materia.

¿Qué son los sistemas aislados?

Son aquellos en los que no existe ningún cambio, ni de materia, ni de energía, esto no ocurre tan estrictamente, y en muchos de los sistemas considerados aislados hay pequeños intercambios con el entorno a lo largo del tiempo. Los ejemplos clásicos de sistemas aislados son los termos o los conservadores de hielo.

Los sistemas nunca permanecen completamente aislados ya que con el tiempo alguna perturbación puede provocar alguna liberación de materia o energía.

¿Sabías qué...?

La Tierra es considerada un sistema material ya que está en constante intercambio con el espacio, recibe micrometeoritos y otros tipos de materia e intercambia moléculas al exterior.

Clasificación de los animales según su alimentación

Los animales no pueden producir su propio alimento, necesitan obtenerlo de otros y es por esto que son consumidores. Se clasifican según lo que comen: hay unos que sólo comen plantas, otros comen carne y otros se alimentan tanto de plantas como de la carne de otros animales.

Este tipo de clasificación permite estudiar la manera como se relacionan unos animales con otros dentro del ecosistema.

Herbívoros

Los herbívoros se encuentran en el segundo nivel de la cadena alimentaria, se alimentan principalmente de plantas y son considerados consumidores primarios. Estos animales no siempre comen las mismas cosas; algunos se alimentan de hierbas y pequeñas plantas cerca del suelo, mientras que otros comen hojas, brotes y ramas.

Los herbívoros tienen dientes que son altamente especializados para comer plantas. Debido a que la materia vegetal es a menudo difícil de romper, los molares de los herbívoros son más anchos y planos, diseñados para triturar los alimentos y ayudar en la digestión. Los animales que consumen hierbas tienen crestas en los dientes con el fin de ayudar a masticar los alimentos en trozos más pequeños para que se puedan digerir más fácilmente.

Tipos de herbívoros

Algunos herbívoros se alimentan de toda una planta, pero otros sólo comen ciertas partes, como semillas, frutas o flores e incluso el néctar. Es por ello, que según la estrategia que emplean para alimentarse los herbívoros se clasifican en:

Frugívoros: se alimentan de frutas. Este tipo de herbívoro representa gran importancia al mantener una relación simbiótica con las plantas, puesto que se encargan de dispersar las semillas en sus desechos después de la digestión.

Un ejemplo de este tipo de herbívoros es el lémur de cola anillada.

Granívoros: consumen principalmente semillas. Al igual que los frugívoros, los granívoros contribuyen con la dispersión de las semillas.
Folívoros: sobreviven con el consumo de hojas. Como las hojas contienen muy poca energía, pero abundan, los herbívoros de este tipo deben comer un montón de ellas con el fin de obtener los nutrientes que necesitan.

Los koalas y perezosos son animales folívoros.

Nectarívoros: se alimentan del néctar que producen las flores; este contiene mucha energía ya que es rico en azúcares.

El colibrí es un ave que se alimenta principalmente del néctar de las flores.

Xilófagos: herbívoros que se alimentan de la madera.

Las termitas son los insectos que mejor representan este tipo de herbívoros.

Polinívoros: se alimentan del polen que producen las plantas con semilla. Los polinívoros por excelencia son las abejas, pero no son los únicos.

Algunas especies de murciélagos son polinívoras.

Los herbívoros también pueden clasificarse en:

Rumiantes o herbívoros de estómago compuesto: son el grupo más importante de mamíferos herbívoros; estos tienen una forma muy particular de alimentarse y su estómago está dividido en cuatro cavidades, panza, redecilla, libro y cuajar, cuya finalidad es la de poder ingerir mucha cantidad de alimento y triturarlo más tarde.

Deben su nombre de rumiantes al proceso llamado rumia, donde mastican lentamente su alimento.

Herbívoros de estómago simple: son aquellos que cuentan con un solo estómago para digerir todo el material vegetal. Estos animales deben incluir una elevada proporción fibra en su dieta para facilitar la digestión.

El conejo que presenta una adaptación especial llamada cecofagia o cecotrofia para facilitar la digestión de la celulosa.

Herbívoros en el desierto

En el desierto hay muchos animales que sólo comen plantas. Reptiles, como la tortuga del desierto, tienen un caparazón duro que les permite mantenerse a salvo mientras buscan comida, como hierbas y frutos de cactus. Los mamíferos, como el camello comen hierba tosca y arbustos espinosos; si los camellos no pueden encontrar a los productores que necesitan para alimentarse utilizan los nutrientes almacenados en sus jorobas.

Carnívoros

Los carnívoros son animales que comen a otros animales como su principal fuente de nutrición y por lo general están físicamente diseñados para cazar, capturar y consumir eficazmente sus presas; en ocasiones, son fácilmente conocidos como depredadores.

Al alimentarse de herbívoros y omnívoros, los carnívoros ayudan a mantener los ecosistemas en equilibrio.

Los carnívoros evitan que las poblaciones animales crezcan demasiado.

Los carnívoros de sangre caliente queman muchas calorías y tienen que cazar a menudo para mantener el reabastecimiento de combustible. Mientras tanto, carnívoros de sangre fría, como serpientes, descansarán días o incluso meses entre comidas.

Para asegurar de que las primeras mordeduras sean fatales, las mandíbulas de algunos carnívoros, como los leones, son fuertes y grandes. Los carnívoros tienen dientes caninos muy afilados para desgarrar la carne, combinados con un número de molares a veces limitado. Si bien, la presencia de dientes caninos no garantiza que un animal sea un carnívoro, es un indicador de que la carne es parte de su dieta.

Otros animales como los búhos tienen una visión aguda para ayudarles a escabullirse de sus presas en la oscuridad. En el caso de los linces, estos tienen poderosas patas con garras afiladas para atacar a sus presas.

Dado que los carnívoros tienen que cazar y matar a otros animales requieren una gran cantidad de calorías. Esto significa que tienen que comer muchos animales a lo largo del año.

Cuanto más grande es el carnívoro, más tiene que comer.

Comportamiento de carnívoros

Los carnívoros son a menudo animales muy secretos. Algunos carnívoros también son solitarios, lo que significa que viajan solos y rara vez se los ve con miembros de su propia especie. Sin embargo, a veces tienen que comunicarse con compañeros potenciales u otros competidores. Una manera de comunicarse para algunos carnívoros es a través de vocalizaciones, tales como aullidos. Otra forma es dejar marcas de olor o scat, que es materia fecal.

Existe un grupo de carnívoros que se alimentan de otros animales muertos, conocidos como carroñeros.

En algunas ocasiones se llaman necrófagos, puesto que no participan en la caza de la presa; sin embargo, suelen pelear por la carroña con otros de su especie o con especies competidoras.

Los animales carroñeros o necrófagos ayudan a eliminar los restos orgánicos que no le sirven a la tierra, por lo tanto realizan un gran aporte al ecosistema.

El buitre es uno de los carroñeros más conocido.

Algunos animales como la hiena, que es un carnívoro depredador, si no logran el resultado esperado al momento de cazar, suelen alimentarse de la presa cazada por algún depredador mayor.

Omnívoros

Los omnívoros son los comedores más flexibles del reino animal. Ellos comen tanto plantas como la carne de otros animales y muchas veces lo que comen depende de lo que está disponible para ellos. Si la carne es escasa, muchos animales incluirán en sus dietas vegetación y viceversa.

Los omnívoros tienen una combinación de dientes frontales afilados y molares para triturar, porque comen carne y plantas.

Los seres humanos somos omnívoros, lo que significa que comemos una variedad de alimentos. Cada omnívoro tendrá dientes que se adaptan específicamente a la dieta que consumen.

Los animales con dientes como los seres humanos que utilizan sus molares para moler y sus incisivos y caninos para rasgar se dice que tienen dentición heterodonta. Cada diente está diseñado para un papel específico en el procesamiento de los alimentos comidos. La dentición homodonta, que se encuentra en la mayoría de los reptiles omnívoros, ocurre cuando los dientes tienen relativamente el mismo tamaño y forma. Estos dientes se utilizan más para la adquisición de alimentos que para el procesamiento del mismo.

Las hormigas son los omnívoros más pequeños, una de estas es la hormiga faraón, que se alimenta de huevos, carroña, insectos, nueces, semillas, granos, néctar de frutas, savia y hongos.

Sistema trófico

Las criaturas en la cadena o red alimentaria se clasifican en un sistema trófico de tres niveles: el nivel superior incluye los omnívoros y los carnívoros, en el segundo nivel los herbívoros y el nivel inferior incluye los seres vivos que producen su propia energía, como las plantas. Si se elimina un nivel del sistema trófico, todos los niveles que se encuentre por debajo se ven afectados.

Dinámica de la población

Los cambios que sufre una población biológica son estudiados por una rama de la ecología conocida como ecología de las poblaciones o ecología demográfica. En la cual se estudian las características de la población en cuanto a su tamaño y variación del número de individuos a través del tiempo.

¿Qué es la dinámica de la población?

La dinámica de una población se refiere al estudio que se realiza de una población biológica, específicamente en la manera como ésta varía a lo largo del tiempo.

Una población es el conjunto de individuos de la misma especie que ocupan un determinado lugar en un momento dado.

El número de individuos en una población es variable en algunos períodos de tiempo, sin embargo, las poblaciones en general suelen mantenerse relativamente “estables” con el paso de los años. Por esta razón, en trabajos relacionados con la ecología, se suele estudiar a la organización población y no al individuo.

Diversos factores inciden en el tamaño de una población como lo son la natalidad, mortalidad y migración.

Dinámica poblacional y matemática

La mayor parte del esfuerzo de la ecología demográfica se encuentra orientado a establecer modelos matemáticos que permitan conocer la dinámica de las poblaciones estudiadas a través de la observación y del trabajo experimental.

La expresión dN/dt = rN[(K-N)/K] describe al modelo logístico, en el cual una población varía su tamaño en función del tamaño de la población.

Crecimiento poblacional

Se define como el aumento o disminución del número total de individuos de una población. Cada población tiene una tasa de nacimiento que es el número de individuos que nacen por unidad de tiempo y de población, también posee una tasa de mortalidad que es el número de defunciones por unidad de tiempo y una tasa de crecimiento. Los nacimientos constituyen el principal agente de crecimiento de una población mientras que las muertes son su principal agente de descenso.

Cuanto la tasa de nacimiento es mayor a la de mortalidad, la población crece. Si ocurre lo contrario, la población decrece.

Factores que regulan el crecimiento de la población

Natalidad

Es la relación entre la cantidad de individuos que nacen por una unidad de tiempo y el tamaño de la población. El resultado de dicho cociente se conoce como tasa de natalidad. No todas las poblaciones tienen los mismos patrones de reproducción, por lo cual algunas se reproducen constantemente mientras que otras lo hacen en una época determinada.

Mortalidad

Se refiere a la cantidad de individuos que mueren en un período de tiempo dado. Es importante señalar que muchos individuos mueren antes de dejar descendencia, por lo cual, para estimar la mortalidad real se deben considerar aquellos factores que afecten a la población, como una catástrofe natural (erupción volcánica, incendios forestales, inundaciones).

Migración

Involucra a todos aquellos procesos relacionados con movimientos de toda la población o de una porción de ésta desde un ecosistema a otro en un momento determinado. Generalmente, las migraciones ocurren en relación a las estaciones del año (primavera, verano, otoño e inverno). Las migraciones pueden ser de dos tipos: inmigraciones o emigraciones. El movimiento de organismos cuando ocurre la llegada de individuos de la misma especie a la población se denomina inmigración. Cuando ocurre la salida de organismos de la población a otro lugar se denomina emigración.

El tamaño de la población aumenta con las inmigraciones y disminuye con las emigraciones.

Distribución de la población

La forma en la que los miembros de una población se ubican en el espacio puede ser variable. Existen tres tipos de distribución en las poblaciones:

Distribución al azar: los individuos se distribuyen irregularmente cuando el medio es homogéneo y los recursos son disponibles de forma regular en toda el área.

Distribución uniforme: los organismos de la población se encuentran distribuidos de forma más o menos regular. Se puede observar en los casos donde la dispersión de recursos es escasa.

Distribución aglomerada: se produce debido a la dispersión heterogénea de recursos en el medio y a la tendencia social de algunas especies para vivir en grupos. Es la forma de distribución de población más frecuente en la naturaleza.

La población de cebras sigue una distribución aglomerada.

Importancia de la Dinámica poblacional

La dinámica poblacional además de ser aplicada en la ecología poblacional, es usada por otras disciplinas como la biología matemática. Su conocimiento permite una mejor gestión de los recursos biológicos en actividades como la pesquería y en la evaluación de las consecuencias de la acción humana en el medioambiente. También es importante para el campo de la investigación en la medicina, específicamente en las poblaciones celulares.

El agua como medio de reproducción

Para sobrevivir y reproducirse, todos los organismos deben ajustarse a las condiciones que les imponen sus entornos. El entorno de un organismo incluye todo lo que le afecta, así como todo lo que se ve afectado por éste.

El ciclo de vida de los seres vivos involucra todos o algunos de estos procesos: nacimiento, crecimiento, madurez, reproducción, metamorfosis y muerte.

Desde los primeros organismos, hasta las plantas y los animales más desarrollados, el agua ha representado un papel fundamental en los comienzos de la vida.

REPRODUCCIÓN

Algunos animales producen descendencia a través de la reproducción asexual, mientras que otros obtienen descendencia a través de la reproducción sexual.

Reproducción asexual

La reproducción asexual produce descendientes que son genéticamente idénticos a los progenitores. Un solo individuo puede generar descendencia asexualmente y originar un gran número de crías rápidamente.

En un entorno estable o predecible, este método de reproducción es efectivo porque todos los descendientes se adaptarán a las condiciones de ese ambiente. En un entorno inestable o impredecible, las especies que se reproducen asexualmente pueden estar en desventaja puesto que al ser genéticamente idénticas a sus padres no van adquirir la capacidad de adaptarse a las diferentes condiciones del ambiente cambiante.

La reproducción asexual ocurre en microorganismos procariotas, como bacterias y arqueas, y en muchos organismos eucariotas, unicelulares y multicelulares.

Reproducción sexual

Durante la reproducción sexual, el material genético de dos individuos se combina para producir descendencia genéticamente diversa que difiere de sus progenitores. Se cree que la diversidad genética de las crías producidas sexualmente mejora su aptitud, ya que es posible que más descendientes sobrevivan y se reproduzcan en un entorno impredecible o cambiante.

Las especies que se reproducen sexualmente y tienen sexos separados, originan dos tipos diferentes de individuos, machos y hembras. Sólo la mitad de la población, en este caso las hembras, pueden producir la descendencia; esto representa una desventaja en comparación con la reproducción asexual, puesto que se producirán menos descendientes.

AGUA

Al igual que el oxígeno, el agua es un elemento de la naturaleza esencial para que todas las formas de vida puedan existir; es fundamental tanto para la reproducción de algunas especies de plantas y animales como para el desarrollo de los procesos biológicos que hacen posible la vida en nuestro planeta.

Efectos del pH

El pH ácido en el agua afecta el metabolismo de las especies acuáticas, roba el sodio de la sangre y el oxígeno de los tejidos; además, afecta el funcionamiento de las agallas de los peces. Si la acidez no los mata, el estrés adicional puede frenar el crecimiento y hacerlos menos capaces de competir por el alimento.

Todos los seres vivos necesitan agua para sobrevivir.

Reproducción de animales y plantas acuáticas

Plantas

Las plantas acuáticas pueden prosperar y completar su ciclo de vida mientras están bajo el agua o en la superficie.

Estas plantas crecen en agua dulce, salobre y salada, pero son más comunes en agua dulce. Sus hábitats incluyen aguas que fluyen como ríos y arroyos, aguas estancadas como lagos o estanques y humedales como las turberas, los pantanos y las ciénagas.

¿Sabías qué...?

Las plantas acuáticas son importantes económicamente, por ejemplo, el arroz es el alimento que sostiene más vida humana que cualquier otra planta en el planeta.

La mayoría de las plantas acuáticas son perennes que se reproducen asexualmente. Las especies sobreviven los inviernos u otros períodos desfavorables al volver a los ápices del tallo inactivos, mediante tallos modificados como rizomas, estolones y tubérculos o mediante el uso de estructuras especializadas en el sedimento llamadas hibernáculas.

La reproducción sexual es rara en especies sumergidas, es más común en especies de hoja flotante y bastante común en especies emergentes.

Animales

Los animales acuáticos y otros, como la mayoría de los anfibios, emplean el agua como mecanismo de reproducción y/o desarrollo de sus crías. Los peces se desarrollan y habitan siempre en el agua, mientras que los anfibios nacen en el agua y regresan a ella para realizar su proceso reproductivo.

En los anfibios la fecundación puede ser externa o interna, pero en la mayoría es externa; es decir, la hembra deposita los huevos en el agua mientras el macho los fertiliza. Las crías nacen como larvas acuáticas llamadas renacuajos que se desplazan mediante una cola o aleta, luego sufren un proceso de metamorfosis donde desarrollan a medida que crecen sus extremidades anteriores y posteriores, y al tiempo se transforman en ranas adultas.

El proceso que sufren las larvas de los anfibios para llegar a la fase adulta se denomina metamorfosis.

Al igual que los anfibios, los peces presentan tanto fecundación externa como interna; sin embargo, es más común la externa, donde el macho y la hembra liberan sus células sexuales al agua de manera simultánea. Cuando termina el desarrollo embrionario, los huevos eclosionan y nacen los alevines.

La reproducción de los peces puede ser vivípara, ovovivípara y ovípara.

Efecto invernadero

El efecto invernadero es uno de los principales factores que determinan la temperatura del planeta. Es el fenómeno por el cual ciertos gases, llamados gases de efecto invernadero, atrapan el calor que de otro modo escaparía al espacio.

¿Qué es el efecto invernadero?

Un invernadero es una casa hecha de vidrio, la cual permanece cálida por dentro, incluso durante el invierno. La luz del sol brilla y calienta las plantas y el aire en el interior, el calor está atrapado por el vidrio y no puede escapar, algo similar ocurre en nuestro planeta.

Un invernadero es el ejemplo perfecto para definir este fenómeno, ya que, así como el vidrio mantiene el calor en el invernadero, los gases mantienen el calor en la Tierra.

Los gases que se encuentran en la atmósfera, como por ejemplo, el dióxido de carbono (CO₂), hacen lo mismo que hace el techo de un invernadero. Durante el día, los rayos del Sol entran a través de la atmósfera, la superficie de la Tierra se calienta y por la noche, se enfría y libera el calor en el aire, sin embargo, este calor reflejado no es devuelto al espacio porque queda atrapado por los gases de efecto invernadero en la atmósfera, lo que mantiene cálida la Tierra.

De manera que, definimos al efecto invernadero como un proceso natural que calienta la superficie de la Tierra.

¿El efecto invernadero es natural o producido por el hombre?

El efecto invernadero no es un fenómeno creado por el hombre, la atmósfera terrestre siempre ha tenido gases de efecto invernadero y siempre han calentado la Tierra. Si no hubiera efecto invernadero, el planeta estaría tan frío que sería inhabitable.

El efecto invernadero no es creado por el hombre, sin embargo, la actividad humana es la razón por la cual se incrementa.

Sin embargo, aunque sea un fenómeno natural, la actividad humana provoca un cambio en la fuerza del efecto invernadero al aumentar la proporción de gases de efecto invernadero en el aire. Por ejemplo, la concentración de CO₂ en el aire ha aumentado de 315 ppm a 387 ppm desde el año 1959.

¿Sabías qué...?

Los clororofluorocarbonos fueron prohibidos en 1996 debido a que destruyen la capa de ozono. Tienen una capacidad de supervivencia en la atmósfera de 50 a 100 años y con el tiempo pueden pasar a la estratosfera donde liberan el cloro y destruyen el ozono.

Si el efecto invernadero es demasiado fuerte, lo que ocurrirá es que la Tierra se volverá más y más caliente. Esto es lo que sucede actualmente, hay demasiados gases de efecto invernadero que producen que este efecto sea más fuerte.

¿Cómo ocurre este efecto en la Tierra?

Los rayos ultravioletas provenientes del Sol llegan a la atmósfera.
Parte del calor es absorbido por la tierra y los océanos, lo que calienta la Tierra.
La Tierra libera calor hacia el espacio.
Parte del calor es atrapado por los gases de efecto invernadero y calienta la Tierra, otra parte es liberada a la atmósfera. Sin embargo, si aumentan los gases de efecto invernadero, el exceso de calor no es liberado.

Causas del efecto y gases que lo producen

Es causado por la interacción entre la energía del Sol y los gases de efecto invernadero en la atmósfera de la Tierra. La capacidad que tienen estos gases para atrapar el calor es lo que causa este fenómeno.

Los gases de efecto invernadero están compuestos por 3 o más átomos, esta estructura molecular es lo que hace posible que logren atrapar el calor que es reflejado por la Tierra hacia la atmósfera.

Los gases que intervienen en este fenómeno son:

Vapor de agua
Dióxido de carbono (CO₂)
Metano (CH₄)
Óxidos de nitrógeno (NO_x)
Ozono (O₃)
Clorofluorocarbonos (CFC)

Sin la presencia de los gases de efecto invernadero, este fenómeno colapsaría.

¿Qué está agravando el efecto invernadero?

Aumento de las fábricas que liberan gases contaminantes a la atmósfera.
Uso de combustibles fósiles.
Uso de transportes que requieren gasolina, por ejemplo, buses, automóviles o aviones, entre otros.
La tala de árboles, ya que ellos son los encargado de tomar el CO₂ de la atmósfera.
El aumento de la ganadería produce un aumento excesivo del metano, gas que se genera durante la digestión de los alimentos por parte del ganado y que luego es expulsado por ellos.

Consecuencias del efecto invernadero

Deshielo de los polos

En los polos, el deshielo ocurre a ritmos diferentes y es mucho mayor en el Ártico, esto se debe a que el Ártico está formado por hielo marítimo y aumento de la temperatura de los océanos puede que lo afecte más, además de que en el norte, están los países que más contaminan.

Con el aumento en los niveles de emisión de gases de efecto invernadero, este fenómeno se ha incrementado hasta el punto en que se mantiene demasiado calor en la atmósfera de la Tierra, lo que trae graves consecuencias para el ambiente, entre las que se pueden destacar:

Desertificación.
Derretimiento de los polos, lo que a su vez provoca un aumento en el nivel del mar.
Tormentas más fuertes y eventos extremos.
Incremento en los incendios forestales.
Aumento de la radiación solar, lo que provoca enfermedades como el cáncer de piel.
Acidificación de los océanos, debido a que estos son sumideros de CO₂. El CO₂ reacciona con el agua y forma ácido carbónico, si aumenta el CO₂, se incrementa esta interacción y se acidifica el océano.
La acidificación de los océanos junto con el aumento de temperatura puede provocar extinciones de muchas especies.

El efecto invernadero junto con el calentamiento global, destruyen el hábitat de muchos animales.

Descontrol en el crecimiento de las plantas.
Destrucción de la capa de ozono debido al aumento del óxido nitroso, el principal gas de efecto invernadero que daña esta capa.

Membrana plasmática: transporte sin gasto de energía

La membrana plasmática es una estructura semipermeable que permite el paso de ciertas sustancias a la célula y evita el paso de otras, a esto se le conoce como transporte a través de la membrana, puede ser de dos tipos, pasivo o activo de acuerdo a si hay o no gasto de energía.

Membrana plasmática

La membrana celular o membrana plasmática es una bicapa formada principalmente por fosfolípidos, rodea al citoplasma y tiene como característica distintiva su semi-permeabilidad, lo que permite proteger la integridad de la célula mediante el control de las sustancias que pueden entrar y salir de ella.

Las fases esenciales y continuas en la vida de cualquier célula son la absorción y la expulsión de sustancias dañinas, todas éstas deben pasar a través de la membrana plasmática mediante un mecanismo denominado transporte celular.

¿Sabías qué...?

Las acuaporinas son proteínas de membrana encargadas de transportar moléculas de agua sin permitir el paso de iones. Se encuentran a lo largo de toda la membrana celular y están implicadas en los cambios rápidos del volumen de las células.

Transporte celular

El transporte celular es el movimiento mediante el cual las sustancias entran o salen de la célula. Las membranas celulares son semipermeables, lo que significa que tiene control sobre lo que las células pueden o no dejar pasar.

Algunas sustancias pueden entrar y salir fácilmente, otras requieren de estructuras especiales para hacerlo, mientras que otras incluso necesitan un impulso de energía para atravesar la membrana.

Todas las células en su membrana plasmática contienen una mezcla adecuada de estructuras que ayudan a mantener el ambiente interno de la célula a través de su participación en el transporte de sustancias.

Son dos los mecanismos principales que permiten que las moléculas puedan moverse a través de la membrana celular, el transporte pasivo y el transporte activo, la diferencia principal entre ellos radica en el gasto de energía, mientras que en uno son necesarias moléculas de ATP, en el otro no.

Transporte pasivo

Es el mecanismo a través del cual las sustancias son transportadas dentro y fuera de la célula sin la necesidad de utilizar energía. Debido a esto, el paso sólo es posible cuando las partículas se mueven a favor de un gradiente de concentración, desde una zona de mayor concentración hasta una de menor concentración.

Un gradiente de concentración es una diferencia gradual en la concentración de soluto entre dos áreas, en este caso sería entre el medio extracelular y el intracelular.

Gradiente de concentración entre dos zonas.

De acuerdo a esto, existen tres tipos de transporte pasivo:

Difusión simple.
Difusión facilitada.
Osmosis.

Difusión simple

El medio extracelular y el intracelular están compuestos por agua, sin embargo, la membrana plasmática está formada por una bicapa de fosfolípidos, ésta tiene una región hidrofóbica (región que no se mezcla con el agua) que impide que cualquier molécula grande o hidrófila (que reacciona con el agua), la atraviese. Por otro lado, moléculas que son hidrofóbicas pueden pasar a través de la membrana por difusión simple.

De manera que la difusión simple es un tipo de transporte pasivo que permite el paso de pequeñas moléculas hidrofóbicas desde una región de concentración más alta a una de concentración más baja. El proceso de difusión finaliza cuando en ambos medios se iguala las concentraciones.

Lado derecho: la concentración de solutos es mayor de un lado de la membrana. Lado izquierdo: se iguala la concentración de soluto en ambos lados, por difusión simple.

Difusión facilitada

Ciertas moléculas que se encuentran en el cuerpo pueden atravesar la membrana plasmática sin ningún problema, como por ejemplo, el oxígeno o el dióxido de carbono. Sin embargo, otras a pesar de haber un gradiente que las favorezca no pueden cruzar el núcleo hidrofóbico de la membrana plasmática, porque están cargadas o porque son polares, por lo tanto necesitan estructuras que las ayuden.

Dicho esto, se entiende por difusión facilitada al transporte pasivo de moléculas a través de la membrana plasmática, con la ayuda de proteínas o canales transportadores.

Proteínas transportadoras: son proteínas que llevan a cabo el transporte de una molécula de un lado a otro de la membrana, mediante el cambio en su estructura, es decir, las proteínas transportadoras cambian su forma cuando se unen a la molécula que transportarán y es este cambio el que permite que la molécula sea trasladada.

Canales transportadores: son canales de proteínas que forman túneles hidrofílicos a través de la membrana plasmática, lo que permite la entrada de moléculas hidrofílicas, cargadas y polares, que de otra manera serían frenadas por la zona hidrofóbica de la membrana.

Los canales transportadores son selectivos, es decir, eligen qué moléculas pueden cruzar y cuáles no. Adicionalmente, algunos de ellos pueden estar abiertos todo el tiempo, sin embargo, otros se cierran y se abren como respuesta a señales eléctricas o a la unión de una molécula.

Proteínas encargadas de la difusión facilitada.

Osmosis

La osmosis es un tipo especial de difusión, consiste en el transporte de agua a través de la membrana, desde la zona más diluida, es decir, con poca concentración de solutos, hasta la zona más concentrada, es decir, con alta concentración de solutos con el fin de tener el mismo grado de concentración en ambos lados.

Plasmólisis

Es un fenómeno íntimamente relacionado con la ósmosis, se produce cuando la célula se encuentra en un medio hipertónico y deja salir agua desde su interior para intentar igualarse al medio, lo que trae como consecuencia que la célula se deshidrate.

La tonicidad, por otro lado, es la capacidad que tiene el medio extracelular de mover agua hacia el interior de la célula a través de la osmosis. Esto está relacionado con la osmolaridad, definida como la concentración total de solutos dentro de una solución. De acuerdo a esto, existen tres tipos de medios:

Medio hipotónico: cuando la concentración de solutos es mayor en el interior de la célula que en el medio extracelular, en este caso el agua fluye al interior de ella.

Medio hipertónico: cuando la concentración de solutos es mayor en el medio extracelular que en el interior de la célula, en este caso el agua fluye desde la célula hacia afuera.

Medio isotónico: cuando la concentración de solutos en el medio intracelular y extracelular es la misma. En este caso no hay flujo de agua a través de la membrana.