Los seres vivos y las células

NIVELES DE ORGANIZACIÓN

1. Define los siguientes niveles de organización:

Nivel celular:

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Nivel tisular:

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Nivel órgano:

______________________________________________________________________________________________________

Nivel sistema de órganos:

______________________________________________________________________________________________________

Nivel organismo:

______________________________________________________________________________________________________

2. Identifica cuáles de los siguientes enunciados son verdaderos (V) y cuáles son falsos (F). Justifica todas las respuestas.

Las células realizan una sola función metabólica, como proporcionar estructura y rigidez al cuerpo. ( )

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El cuerpo humano tiene 10 sistemas de órganos. ( )

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Sólo existen los niveles básicos de organización de los seres vivos. ( )

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Los seres vivos como las plantas no tienen órganos. ( )

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Las células eucariotas tienen un tamaño más pequeño y una forma más simple que las procariotas. ( )

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LA CÉLULA: UNA UNIDAD FUNCIONAL Y ESTRUCTURAL

1. Describe las partes de una célula:

2. Explica qué es una célula y cuáles son sus funciones.

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TIPO CELULAR Y FORMAS DE NUTRICIÓN

1. Explica qué importancia tiene la fotosíntesis para los seres humanos.

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2. Menciona cuatro características de los organismos autótrofos y cuatro de los organismos heterótrofos:

Autótrofos	Heterótrofos

ADN Y ARN

1. Compara cuatro características del ADN con cuatro del ARN.

ADN	ARN

2. Completa las siguientes oraciones:

Un ________________ es una macromolécula compuesta de moléculas más pequeñas llamadas ________________, que permiten a los organismos _______________ información genética de una generación a otra.
El ________________ es la molécula que contiene instrucciones para la realización de todas las funciones celulares. El __________________ está organizado en __________________ y se encuentra dentro del núcleo celular.
El _________________ está compuesto por una cadena principal de azúcar fosfato-ribosa y las bases nitrogenadas _______________, ________________, _______________ y ________________ (U).
El _______________ es la transcripción del ARN o la copia del mensaje de ADN producido durante su transcripción.
Las cadenas de ADN son responsables de _______________ la información genética de la ______________, mientras que las cadenas de ARN funcionan para _________________ los procesos celulares de acuerdo con estas instrucciones genéticas.

DIVISIÓN CELULAR

1. Describe las cuatro fases del ciclo celular:

______________________________________________________________________________________________________

2. Dibuja y describe las fases de la mitosis y de la meiosis:

DIFERENCIAS ENTRE CÉLULA VEGETAL Y ANIMAL

1. Menciona cuatro diferencias y cuatro similitudes entre las células vegetales y las animales:

Células vegetales

Células animales

2. Explica las tres incorporaciones simbiogenéticas:

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Eucariotas: dominio Eukarya, reino Plantae

Este reino incluye a los diferentes tipos de plantas que se encuentran en el planeta Tierra. Cada grupo tiene características especiales y únicas, donde se han incluido alrededor de 260 mil especies. Una de las principales características de este reino es que todos sus miembros poseen clorofila.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Ver infografía

Organismos con células eucariotas (que tienen núcleo).

Comienzos

Como ya sabemos, la vida comenzó en el agua, por lo que es probable que las algas fueran las antecesoras de este grupo. En este medio cuentan con características muy particulares: no se desecan, se mantienen con un adecuado sostén y se reproducen fácilmente debido a que el agua sirve como medio para dispersar las esporas.

Multicelulares.
Tienen pared celular.
Tienen un nivel de organización de órganos.
Autótrofos.
Contienen un pigmento llamado clorofila que ayuda a absorber la luz solar. Obtienen su color verde de la clorofila que se encuentra dentro de sus células.

Ver infografía

No presentan sistema de locomoción, viven anclados a un sustrato.
Su reproducción puede ser sexual o asexual.

CLASIFICACIÓN DENTRO DEL REINO

El reino vegetal se clasifica en subgrupos: briofitas y cormofitas. Los criterios en los cuales se basa esta clasificación son:

Si las estructuras del cuerpo de la planta presentan diferenciación.
Si presenta sistema vascular para el transporte de sustancias.
Si la planta produce flores y semillas.

Briofitas (Briophyta)

Las plantas de este grupo tienen cuerpos diferenciados como tallos o estructuras foliares, pero carecen de un sistema vascular para el transporte de sustancias. Se encuentran tanto en la tierra como en hábitats acuáticos, por lo que se conocen como anfibios del reino vegetal.

Las briofitas han desarrollado rizoides para anclar y absorber agua junto con sales minerales disueltas.

No tienen semillas y se desarrollan en dos fases: gametofito y esporofito.

Esporofito: está compuesto por filamento y cápsula, en esta última se originan las esporas.
Gametofito: se produce al germinar una espora, pero requiere de la humedad adecuada para ello.

Clasificación de las briofitas

Antoceros: briofitas simples.

Hepáticas: briofitas de aspecto plano.

Musgos: briofitas filiformes.

Cormofitas (Cormophyta)

Son plantas vasculares que tienen raíz, tallo y hojas. En el transcurso del tiempo se adaptaron al medio terrestre. Pueden clasificarse en Pteridophyta y Spermatophyta.

Pteridophyta (sin semillas)

No producen flores.
Se desarrollan en fases independientes, en una de ellas producen esporas y en otra células sexuales.
Tienen estructuras bien diferenciadas, como el tallo, la raíz, las hojas y un sistema vascular.
Generalmente habitan en sitios húmedos y con poca luminosidad.

Los helechos y los equisetos forman parte del grupo de las pteridofitas.

Spermatophyta (con semillas)

Tienen semillas y flores.
Habitan en diversos lugares del planeta.
Se clasifican en gimnospermas y angiospermas, estas últimas a su vez se dividen en monocotiledóneas y dicotiledóneas.

Ver infografía

Criptógamas y Fanerógamas

Según su capacidad de formación de semillas, el reino de las plantas se clasificó en criptógamas y fanerógamas. Las criptógamas son plantas que no tienen órganos reproductivos conspicuos o bien desarrollados, como los briófitos y los pteridofitos. Por su parte, las fanerógamas son plantas que tienen órganos reproductivos conspicuos y producen semillas como las gimnospermas y las angiospermas.

Gimnospermas: son plantas que tienen un cuerpo bien diferenciado, un sistema vascular y producen semillas desnudas, es decir, que no están encerradas dentro de una fruta. Los árboles perennes, siempreverdes leñosos pertenecen a este grupo.

Angiospermas: a diferencia de las gimnospermas, las semillas de las angiospermas están encerradas dentro de los frutos. Se conocen comúnmente como plantas con flores. Las semillas germinan de hojas embrionarias llamadas cotiledones; según el número de cotiledones presentes en las semillas, se dividen en dos: monocotiledóneas y dicotiledóneas.

Ver infografía

Tipos de angiospermas

Monocotiledóneas

Tienen un solo cotiledón, las piezas florales se disponen en grupos de tres, el tallo no tiene formación de madera secundaria y sus hojas presentan nerviación paralela.

Dicotiledóneas

El embrión tiene dos cotiledones que se transforman en hojas adultas, tienen una raíz principal, raíces secundarias, cuatro o cinco pétalos y la nerviación se presenta en patrones pinnados o palmados.

¿CÓMO CONTRIBUYEN LAS PLANTAS A NUESTRA VIDA?

Las plantas son extremadamente importantes en la vida de las personas en todo el mundo, de ellas dependen la mayor parte de las necesidades humanas básicas como alimentos, ropa, refugio y atención médica.

Combustible

Las plantas ayudan a proporcionar algunas de nuestras necesidades energéticas. En algunas partes del mundo, la madera es el principal combustible utilizado por las personas para cocinar y calentar sus hogares.

Importancia biológica

La fotosíntesis de las plantas proporciona el oxígeno en la atmósfera de nuestro planeta.
Evitan la erosión del suelo.
Reducen el nivel de contaminantes en el aire.
Son la base para muchas cadenas alimenticias en el mundo.
Los bosques ayudan en la formación de lluvias.
Actúan como hábitat de muchos animales.

Utilidad industrial

Las plantas proporcionan la materia prima para muchos tipos de productos farmacéuticos, así como también para tabaco, café y alcohol.

¿Sabías qué?

El Aloe vera es una planta medicinal muy popular que se ha utilizado durante miles de años para el tratamiento de diferentes enfermedades, principalmente las relacionadas con la piel.

La industria de la fibra depende en gran medida de los productos del algodón.
La madera de una amplia variedad de árboles se emplea para la fabricación de un sinfín de productos.
Algunas plantas se utilizan en la fabricación de jabón, gelatina y otros alimentos.

RECURSOS PARA DOCENTES

Video “Reino Plantae”

Video que muestra los dos grandes grupos de plantas. Explica las características principales de cada grupo y parte de su clasificación.

VER

Artículo “El mundo de las plantas”

Artículo que desarrolla las características y la clasificación de la diversidad de plantas vasculares y no vasculares.

VER

Artículo “Adaptaciones de las plantas”

Este artículo desarrolla la gran diversidad de especies vegetales que son capaces de colonizar los ambientes más adversos.

VER

CAPÍTULO 7 / TEMA 4

Eucariotas: dominio eukarya, reino protista o protoctista

El término protista fue utilizado por primera vez por Ernst Haeckel en 1886. Hace referencia a un reino que forma un vínculo entre otros reinos de plantas, animales y hongos. Los protistas representan un paso importante en la evolución temprana.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Organismos eucariotas simples.
Unicelulares, algunos coloniales y otros multicelulares, como las algas.

¿Sabías qué?

Los protistas pueden ser muy pequeños o tener hasta 100 metros de longitud.

Principalmente de naturaleza acuática.
Tienen mitocondrias para la respiración celular y algunos tienen cloroplastos para la fotosíntesis.
Los núcleos de los protistas contienen múltiples hebras de ADN, el número de nucleótidos es significativamente menor que los eucariotas complejos.
Pueden ser heterótrofos o autótrofos. Los flagelados se alimentan por filtración y otros mediante el proceso de endocitosis.
El movimiento es a menudo por flagelos o cilios.
La respiración celular es principalmente aeróbica, pero algunos que viven en lodo debajo de estanques o en tractos digestivos de animales son estrictamente anaerobios facultativos.
Algunas especies se reproducen sexualmente y otros asexualmente.
Forman quistes en condiciones adversas.
Los protistas son un componente principal del plancton.
Algunos protistas son patógenos, como el Plasmodium falciparum, que causa la malaria en humanos.

PROTISTAS PARECIDOS A ANIMALES

Los protistas que tienen características similares a los animales se conocen como protozoos y habitan en ambientes húmedos. Su capacidad para moverse y su incapacidad para producir sus propios alimentos (heterótrofos) los hacen semejantes a los animales, pero a diferencia de éstos, son unicelulares.

PROTOZOOS

Sarcodinas

Zooflagelados

Ciliados

Esporozoos

Estos protistas se clasifican de acuerdo a la forma en que se mueven:

Sarcodinas

El movimiento de estos organismos se produce al extender los lóbulos del citoplasma conocidos como pseudópodos. Durante la formación de los pseudópodos, el citoplasma fluye hacia el lóbulo y es por ello que tienen una apariencia similar a una burbuja.

Ameba

Las amebas pueden alcanzar un tamaño máximo de 2 mm de diámetro. Estos protozoos cambian constantemente de forma y emplean los pseudópodos para el movimiento y la alimentación. La forma de un pseudópodo generalmente refleja la agrupación familiar a la que pertenece.

Zooflagelados

Estos protozoos se mueven con la ayuda de flagelos. La mayoría son parásitos, muchos se ven en el intestino de los humanos, en las termitas y en otros animales. Las especies parasitarias generalmente tienen más flagelos que aquellos de vida libre.

Algunos flagelados son perjudiciales como el *Trypanosoma gambiense*, que causa la enfermedad del sueño en bovinos y humanos.

Ciliados

Los protozoos de este filo se mueven con estructuras pilosas llamadas cilios, que además de permitir la locomoción del organismo, son empleados para barrer partículas de alimentos en el organismo.

Esporozoos

Todos los miembros de este filo son sésiles, es decir, no se mueven porque carecen de estructuras locomotoras. Son transportados por sus huéspedes a través de sus fluidos corporales.

PROTISTAS PARECIDOS A PLANTAS

Los protistas similares a plantas tienen clorofila, esta sustancia verde en sus células les permite hacer fotosíntesis. Se presume que la mayor cantidad de oxígeno en la Tierra la producen estos organismos.

Algas verdes

Incluyen algas unicelulares y multicelulares.
La mayoría son de agua dulce.
Tienen paredes celulares de celulosa y pectina.
Su principal fuente de reserva es el almidón.

La Spirogyra es un alga verde unicelular que crece como un hilo verde o filamento.

Algas rojas

La mayoría son grandes y multicelulares.
Crecen en los océanos.
Algunas algas rojas se usan como alimento en ciertas partes de Asia.

Algas pardas

Multicelulares.
Crecen en rocas de aguas de mar poco profundas.
Las algas grandes se llaman quelpos.
Importante fuente de alimento para peces e invertebrados.

¿Sabías qué?

El alginato es una sustancia derivada de algunas algas que se utiliza en la fabricación de lociones o plásticos y en odontología para obtener impresiones dentales.

Algas doradas

Su nombre de deriva del griego Chryso, que significa “color de oro”.
Se dividen en algas verde-amarillas, algas marrones-doradas y diatomeas.
Las diatomeas son las más abundantes.

Diatomeas

La concha de las diatomeas está hecha de sílice. Son la principal fuente de alimentos para los organismos acuáticos. Los fósiles de estos organismos forman depósitos gruesos en el fondo del mar conocidos como diatomeas.

Algas de fuego

Unicelulares.
Se las conoce como dinoflagelados.
Almacenan alimentos en forma de almidón y aceites.
El color rojo es debido a la clorofila A y C y xantofilas.
Tienen la capacidad de ser bioluminiscentes.

Los dinoflagelados que causan las mareas rojas contienen una neurotoxina que los hace venenosos para la fauna marina.

PROTISTAS CON ASPECTO DE HONGOS

Unicelulares.
Conocidos como moldes de limo.
Saprófitos.
Viven en suelo húmedo, plantas y árboles en descomposición.

¿Sabías qué?

En condiciones desfavorables, estos protistas producen esporas resistentes que se dispersan a través de las corrientes de aire y ayudan a la supervivencia del individuo durante un largo tiempo.

IMPORTANCIA BIOLÓGICA

Productores primarios que desempeñan un papel básico en la producción de alimentos y oxígeno.
Algunos protistas son comestibles.
Las algas marinas son ricas en sodio, potasio y yodo.
Son fuentes primarias de algunos medicamentos al producir sustancias como la fucoidina y la heparina, que se emplean como anticoagulantes.

IMPORTANCIA SANITARIA

Por su condición de parásitos, algunos protistas pueden causar muchas enfermedades en plantas y animales, así como también en el hombre: la giardiasis, la malaria, el mal de Chagas, la disentería amebiana y la toxoplasmosis.

El tizón tardío de la papa es causado por el protozoario Phytophthora infestans.

UTILIDAD INDUSTRIAL

Los protistas marinos tienen gran importancia en la fabricación de productos comerciales, ya que producen sustancias útiles como el alginato, el agar, la carragenina y algunos antisépticos que se emplean en la industria farmacéutica y cosmética.

Agar

El agar se usa como medio para cultivar bacterias y otros organismos en condiciones de laboratorio, también para hacer cápsulas de gelatina y como base para algunos cosméticos.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “El reino de los Protistas”

Este recurso permitirá obtener más información acerca de este grupo de seres vivos que no son ni plantas, ni animales, ni hongos.

VER

Artículo “Seres vivos unicelulares”

Este recurso permitirá conocer las características de los organismos que sólo pueden ser observados mediante un microscopio y que habitan diversos ambientes.

VER

Infografía “Reino Protista”

Con este recurso podrá dar a conocer la información sobre estos organismos eucarióticos, que pueden ser unicelulares y pluricelulares.

VER

CAPÍTULO 7 / TEMA 2

Procariotas: dominio Bacteria, reino Monera

Inicialmente, las bacterias fueron consideradas tanto animales como plantas u hongos primitivos, pero en la actualidad se las conoce como los organismos procarióticos más simples que evolucionaron hace unos 3.500 millones de años y quedaron únicamente bajo el reino Monera.

Monera deriva de la palabra griega moneres, que significa “único”.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Todos los organismos son procariotas.
Es el grupo más primitivo de organismos.
No tienen membrana nuclear.
El cromosoma es único y circular.
Carecen de organelos celulares unidos a la membrana. El retículo endoplásmico y las mitocondrias están ausentes.
Se reproducen mediante la formación de esporas y la fisión binaria.

Las bacterias se replican cada 20 o 40 minutos.

Pueden ser aeróbicos o anaeróbicos.
Tienen tres formas: esférica, varilla y espiral.
Debido a la versatilidad de su hábitat, las bacterias son los organismos más abundantes.

¿Sabías qué?

Las bacterias se encuentran en todas partes y en grandes cantidades, en un gramo de suelo hay aproximadamente 40 millones de bacterias.

CARACTERÍSTICAS RELACIONADAS CON OTROS REINOS

Plantas:

Tienen pared celular rígida.
Algunas células bacterianas se unen para formar algas como filamento simple.
Algunas tienen la capacidad de asimilación de carbono y forman sustancias orgánicas.
Sintetizan algunas enzimas y vitaminas.

¡No todas son perjudiciales!

Generalmente, cuando escuchamos hablar de las bacterias pensamos en gérmenes y enfermedades, pero no todas son malas: la mayoría no causan enfermedades, de hecho, muchas de ellas son de gran ayuda para los humanos y otros organismos.

Hongos:

Pared celular contiene N-acetilglucosamina (NAG).
Ausencia de clorofila.
Nutrición parasitaria o saprófita.
Reproducción por fisión.

Animales:

Ausencia de vacuola verdadera.
Nutrición heterotrófica.
Glucógeno como sustancia de reserva.
Motilidad o locomoción. Las bacterias lo hacen a través de cilios o flagelos.

La bacteria Staphylococcus aureus puede causar infecciones de la piel, sinusitis e intoxicación alimentaria.

CLASIFICACIONES DENTRO DEL REINO MONERA

Se clasifican en dos grupos:

Archaebacteria: son organismos que viven en condiciones extremas, también se los conoce como extremófilos. Estas bacterias carecen de pared celular, su membrana celular está formada por diferentes lípidos y sus ribosomas son similares a los de los eucariotas.

Las arqueobacterias tienen su propia clasificación basada en su hábitat: termófilos, halófilos y metanógenos.

Eubacteria: son las llamadas bacterias verdaderas. El rasgo característico es la presencia de pared celular rígida y, por lo general, la existencia de un flagelo móvil que ayuda a la locomoción. Estos organismos se caracterizan por su nutrición y sus formas.

Forma de las bacterias

Esféricas (cocos)

Varilla (bacilos)

Espiral (espiroquetas)

Según el modo de nutrición, las bacterias se clasifican en autótrofas y heterótrofas.

Autótrofas: producen sus propios alimentos.

Las bacterias autótrofas pueden ser quimiosintéticas o fotosintéticas.

Las quimiosintéticas son aquellas que fabrican su propio alimento mediante la oxidación de sustratos inorgánicos como nitritos, nitratos y amoníaco.

Las bacterias fotosintéticas fabrican su propio alimento mediante el proceso de fotosíntesis. Las cianobacterias o algas verde-azul tienen clorofila similar a las plantas y, por lo tanto, son autótrofos fotosintéticos.

Heterótrofas: dependen de otros organismos para su nutrición.

La Escherichia coli es un ejemplo de bacteria con nutrición heterotrófica.

También pueden ser parásitas o saprófitas. Las primeras dependen del huésped para alimentarse y por lo general le causan daño; y las segundas se alimentan de materia muerta.

Relación

Las bacterias están en relación mutua con otros organismos, la simbiosis que ocurre entre ellos puede ser de mutualismo o comensalismo.

Clasificación según la tinción de Gram

La tinción de Gram es una prueba en las paredes celulares desarrollada por Hans Christian Gram. Este método ayuda a clasificar las bacterias en Gram positivas y Gram negativas.

Bacterias Gram positivas: la pared celular está formada por un complejo de proteínas y azúcar.

Las bacterias Gram positivas adquieren un color púrpura durante la tinción de Gram.

Bacterias Gram negativas: tienen una capa adicional de lípidos en el exterior de la pared celular y aparecen de color rosa durante el procedimiento.

IMPORTANCIA BIOLÓGICA

El reino de Monera incluye todas las bacterias que pueden infectar a animales, humanos y plantas, pero la mayoría de los miembros se denominan bacterias beneficiosas en lugar de bacterias patógenas. Este tipo de bacterias realizan las siguientes funciones:

Destruyen organismos que causan enfermedades patógenas.
Descomponen algas e incluso pueden reciclar contaminantes químicos como el sulfuro de hidrógeno y el amoniaco.
Crecen en los nódulos de la raíz de plantas ayudan a descomponer el nitrógeno atmosférico en nitrógeno fijo.

¿Sabías qué?

Una gota de agua contiene aproximadamente 50 mil millones de bacterias.

La bacteria que forma parte de la flora natural de los intestinos es muy importante para una digestión adecuada.
Algunas bacterias que tienen capacidad para dividirse rápidamente pueden ser diseñadas biológicamente para la producción de proteínas terapéuticas como insulina, factores de crecimiento y anticuerpos.

La producción de antibióticos como la estreptomicina es útil para el tratamiento de infecciones.

IMPORTANCIA SANITARIA E INDUSTRIAL

La capacidad de las bacterias para degradar la variedad de compuestos orgánicos se ha utilizado en el procesamiento de gestión de residuos y la biorregeneración.
Las bacterias del ácido láctico como Lactobacillus y Lactococcus se han utilizado en el proceso de fermentación durante miles de años.
En el control de plagas, las bacterias se pueden utilizar en lugar de los plaguicidas, ya que la producción y aplicación de estos pesticidas es más benigna con el medio ambiente.

Probióticos

Los probióticos son bacterias vivas y levaduras que se caracterizan por tener varios beneficios para la salud. Por lo general, se agregan a los yogures o se toman como suplementos alimenticios y a menudo se describen como bacterias buenas o amigables.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “La vida en tamaño súper pequeño”

Este recurso te permitirá obtener más información acerca de un gran grupo de seres vivos de tamaño considerablemente pequeño, con material genético y conformación simple que sólo pueden ser observados bajo un microscopio.

VER

Vídeo “Reino Monera”

Este video te permitirá conocer las características del grupo de microorganismos pertenecientes a este reino.

VER VIDEO

Infografía “Bacterias”

Con este recurso podrás ilustrar la información sobre estos organismos unicelulares procariotas que abundan en la naturaleza.

VER INFOGRAFÍA

CAPÍTULO 8 / REVISIÓN

EL AMBIENTE Y LAS RELACIONES TRÓFICAS | ¿qué aprendimos?

Los ambientes y el ecosistema

El ambiente está relacionado al conjunto de factores físicos, químicos, biológicos y sociales que actúan sobre los seres vivos. Por su parte, el ecosistema es un sistema formado por una comunidad de seres vivos que se desarrollan en función de los factores físicos de un mismo ambiente. Dentro de los ecosistemas se establecen dos tipos de interacciones: intraespecíficas, cuando ocurren entre organismos de la misma especie, e interespecíficas, cuando ocurren entre organismos de diferentes especies. En un sentido más general, el conjunto de los diferentes ecosistemas, el entorno físico y las especies que los habitan crean paisajes en la Tierra.

La unidad principal de estudio en la ecología es el ecosistema.

Individuo, especie y población

Un individuo, también llamado organismo, es cualquier ser vivo. Por su parte, la especie es un grupo de individuos físicamente similares que son capaces de reproducirse con el resultado de una descendencia fértil. La población está formada por un grupo de individuos de una misma especie que viven en un área geográfica determinada en un momento dado y que pueden reproducirse entre sí.

Las esponjas, las hidras y los mohos se pueden dividir muchas veces para dar origen a nuevos individuos.

Las comunidades y sus relaciones

Las comunidades son grupos de varias poblaciones de plantas, animales y/o microorganismos que viven en un área determinada e interactúan entre sí. Al igual que una población, una comunidad tiene una serie de características, como la organización trófica, el dominio de especies, la interdependencia, la estructura comunitaria, la forma de crecimiento y sucesión, y la estratificación. Las comunidades se dividen en aeroterrestres y acuáticas, dentro de las aeroterrestres se encuentran las del desierto, de los pastizales y de la selva tropical. Las comunidades acuáticas son de agua dulce y de aguas marinas. En las comunidades, las especies participan en interacciones bióticas directas e indirectas, como las de depredador-presa, herbivoría, parasitismo, competencia y mutualismo.

Un ejemplo de una relación mutualista es la del picabueyes o garcita bueyera y el rinoceronte.

Formas básicas de nutrición

Los seres vivos requieren energía para realizar diferentes funciones que obtienen de los alimentos. Este proceso se llama nutrición, y los componentes químicos en los alimentos son los nutrientes. Los autótrofos son los organismos que sintetizan sus propias moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas simples como CO₂ y nitratos, estos organismos son las plantas y ciertas bacterias fotosintéticas. Por su parte, los heterótrofos son los organismos que obtienen moléculas orgánicas de otros organismos. Los heterótrofos se dividen en herbívoros, carnívoros y descomponedores.

Los detritívoros y los descomponedores se diferencian por la manera en que descomponen y en la forma en que comen.

Tramas tróficas

Los organismos se interrelacionan en las cadenas y las redes alimentarias, por lo que dependen unos de otros para sobrevivir. Los eslabones, también llamados niveles en las tramas tróficas, son las posiciones que cada grupo de organismos ocupan en una cadena o red alimentaria. El primer nivel trófico tiene la mayor concentración de energía y está formado por los productores. Los consumidores o heterótrofos son organismos que obtienen moléculas orgánicas al comer o digerir otros organismos, son los herbívoros y los carnívoros. Los descomponedores son el eslabón final en una red alimentaria, descomponen la materia orgánica muerta y finalmente devuelven energía a la atmósfera durante la descomposición.

Los saprófitos son los organismos que viven en o sobre la materia orgánica no viva, secretan enzimas digestivas y absorben los productos de la digestión.

Flujos de materia y energía

Los organismos compiten por alimentos, agua, luz solar, espacio y nutrientes. Estos recursos proporcionan la energía para los procesos metabólicos y la materia para formar sus estructuras físicas. Las pirámides ecológicas muestran las cantidades relativas de varios parámetros, como el número de organismos, la energía y la biomasa, a través de los niveles tróficos y las redes alimentarias ilustran cómo la energía fluye direccionalmente a través de los ecosistemas. En la fotosíntesis, las plantas convierten la energía de la luz solar en glucosa, la materia que forma esta glucosa pasa por la cadena alimentaria de la misma manera que lo hace la energía, de organismo a organismo mientras se comen entre sí.

Todos los seres vivos requieren energía y no podrían ensamblar macromoléculas como proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y carbohidratos complejos sin un aporte constante de energía.

Modificaciones por la eliminación o introducción de especies

La extinción no se trata sólo de la desaparición de una especie, sino también de los efectos que conlleva esto al medio ambiente con el que interactúa. Es un proceso natural causado por la selección natural, la escasez de alimentos o los eventos naturales, pero principalmente es la acción del hombre la que ha provocado que especies completas desaparezcan. Los seres vivos están relacionados a través de la alimentación y dependen los unos de los otros para sobrevivir, si alguno desaparece, el resto se ve afectado. Las especies exóticas son aquellas que han sido trasladadas por los humanos a un entorno donde no ocurrieron naturalmente.

Cuando los animales y las plantas que no son nativas de una región se introducen en el ecosistema pueden causar graves daños a la flora y la fauna local.

CAPÍTULO 6 / TEMA 4

PLANTAS DEL PASADO

HACE MILLONES DE AÑOS, LAS PRIMERAS PLANTAS TERRESTRES ABANDONARON LAS AGUAS PREHISTÓRICAS, LANZARON SUS RAÍCES A TRAVÉS DEL SUELO Y ACABARON DOMINANDO TIERRA FIRME. ESTAS PRIMERAS PLANTAS ERAN MUY PARECIDAS A LAS ALGAS QUE PODEMOS ENCONTRAR EN EL MAR HOY EN DÍA, ¡VAMOS A CONOCERLAS!

¿CÓMO SE ORIGINARON LAS PLANTAS?

LAS PLANTAS SON UNOS DE LOS SERES VIVOS MÁS IMPORTANTES QUE HABITAN NUESTRO PLANETA, SIN ELLAS, PRÁCTICAMENTE LA VIDA NO EXISTIRÍA TAL COMO LA CONOCEMOS, YA QUE GRACIAS A ELLAS OBTENEMOS EL OXÍGENO PARA PODER RESPIRAR.

¡CONOZCAMOS LAS PLANTAS!

MARCA CON UNA X LOS NOMBRES DE LAS PLANTAS QUE CONOCES.

( ) ROSA

( ) ORQUÍDEA

( ) ROBLE

( ) GIRASOL

( ) MARGARITA

( ) PINO

( ) HELECHO

EL ORIGEN DE LAS PLANTAS ESTÁ MUY RELACIONADO CON EL ORIGEN DE LA PRIMERA CÉLULA EUCARIOTA (NOMBRE QUE SE LE DA A LAS CÉLULAS MÁS EVOLUCIONADAS) CAPAZ DE REALIZAR LA FOTOSÍNTESIS. CONOZCAMOS CÓMO FUE:

¡RECUERDA!

LA FOTOSÍNTESIS ES EL MECANISMO MEDIANTE EL CUAL LAS PLANTAS OBTIENEN EL ALIMENTO QUE NECESITAN Y ADEMÁS LIBERAN OXÍGENO AL AMBIENTE.

1.- LA PRIMERA CÉLULA CAPAZ DE REALIZAR LA FOTOSÍNTESIS SE ORIGINÓ HACE 2.700 MILLONES DE AÑOS, LOS CIENTÍFICOS CREEN QUE LAS CONOCIDAS ALGAS VERDE AZULES O CIANOBACTERIAS SON LOS ANTEPASADOS DE LAS PLANTAS ACTUALES.

LAS CIANOBACTERIAS SON LAS ÚNICAS BACTERIAS CAPACES DE REALIZAR FOTOSÍNTESIS.

2.- SE CREE QUE LAS CIANOBACTERIAS SE UNIERON A OTRAS CÉLULAS QUE NO REALIZABAN FOTOSÍNTESIS, Y DE ESTA FUSIÓN NACIÓ EL PRIMER SER VIVO FOTOSINTÉTICO.

BACTERIAS QUE REALIZAN FOTOSÍNTESIS

AUNQUE MAYORMENTE LOS SERES VIVOS QUE REALIZAN FOTOSÍNTESIS SON LAS PLANTAS, EXISTE UN GRUPO DE BACTERIAS PRIMITIVAS CAPACES DE HACERLO, ÉSTAS SON LAS CIANOBACTERIAS, ORGANISMOS MICROSCÓPICOS QUE VIVEN EN LAS AGUAS.

3.- DESPUÉS DE ESTA FUSIÓN, LOS CIENTÍFICOS CONSIDERAN QUE LA CIANOBACTERIA PASÓ A CONVERTIRSE EN UN ÓRGANO DE LOS OTROS SERES VIVOS A LOS QUE SE UNIERON: EL CLOROPLASTO. ASÍ COMO NOSOTROS TENEMOS ÓRGANOS QUE CUMPLEN FUNCIONES DISTINTAS, LAS CÉLULAS TAMBIÉN LOS TIENEN, POR SUPUESTO TIENEN NOMBRES DISTINTOS Y SON MICROSCÓPICOS, EL CLOROPLASTO ES UNO DE ELLOS, ES EL ÓRGANO DE LA CÉLULA VEGETAL QUE LE PERMITE REALIZAR LA FOTOSÍNTESIS.

DEL MAR A LA TIERRA FIRME

VARIOS ESTUDIOS SUGIRIEREN QUE LAS PLANTAS TERRESTRES SURGIERON DE UN TIPO DE ALGAS CONOCIDAS COMO LAS ALGAS VERDES, LAS CUALES EN ALGÚN MOMENTO EN EL PALEOZOICO VIVIERON EN LAS ORILLAS DE LAS LAGUNAS O MARES Y EVOLUCIONARON HASTA PODER SOBREVIVIR EN TIERRA FIRME.

EN EL PLANETA TIERRA HAY CERCA DE 10 MIL ESPECIES DE ALGAS VERDES.

PRIMERO CUBRÍAN ROCAS CERCANAS A LAGOS Y RÍOS, PERO CON EL PASAR DE LOS AÑOS, ALGUNAS COMENZARON A SUBSISTIR MUCHO MÁS ALEJADAS DE ESTAS ZONAS Y DESARROLLARON PARTES IMPRESCINDIBLES, COMO LAS RAÍCES Y LAS HOJAS.

¿CUÁLES SON LAS PARTES DE LAS PLANTAS?

VISUALIZA LA IMAGEN Y ESCRIBE EL NOMBRE CORRECTO DE CADA UNA DE ESTAS PARTES DE LAS PLANTAS.

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UN GRUPO DE ESTOS SERES VIVOS REDUJERON SU TAMAÑO Y PERMANECEN HASTA LA ACTUALIDAD ADHERIDOS A ROCAS EN LUGARES HÚMEDOS, ÉSTOS SON CONOCIDOS COMO MUSGOS. OTRO GRUPO EVOLUCIONÓ HASTA ADQUIRIR TAMAÑO MUCHO MÁS GRANDE Y HABITAR EN OTRO TIPO DE LUGARES.

EL PRIMER GRUPO QUE SE ADAPTÓ COMPLETAMENTE A LA VIDA TERRESTRE FUE EL DE LOS HELECHOS, LUEGO LAS HIERBAS Y POSTERIORMENTE SURGIERON ÁRBOLES DE MAYOR TAMAÑO.

UNOS TRESCIENTOS MILLONES DE AÑOS MÁS TARDE SURGIERON LAS PLANTAS CON SEMILLA.

¡ESCRIBE EL NOMBRE CORRECTO!

ESCRIBE LOS NOMBRES CORRECTOS DE ESTAS PLANTAS

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IMPORTANCIA DE LAS PLANTAS EN LA TIERRA PRIMITIVA Y LA ACTUALIDAD

EN LOS INICIOS DE NUESTRO PLANETA, LA TIERRA NO POSEÍA UNA ATMÓSFERA RICA EN OXÍGENO, SIN EMBARGO, CON LA LLEGADA DE LOS PRIMEROS ORGANISMOS CAPACES DE REALIZAR LA FOTOSÍNTESIS COMENZÓ A PERMITIR QUE HAYA OXIGENO EN LA ATMÓSFERA. ESTO AYUDÓ A QUE MILLONES DE AÑOS DESPUÉS HUBIERA UNA SEGUNDA ATMÓSFERA RICA EN OXÍGENO QUE PERMITIÓ LA VIDA DE ORGANISMOS MÁS EVOLUCIONADOS.

ASÍ COMO EN EL PASADO, EN LA ACTUALIDAD LAS PLANTAS JUEGAN UN PAPEL MUY IMPORTANTE PARA QUE SE PUEDA DESARROLLAR LA VIDA EN LA TIERRA:

1.- PROPORCIONAN EL OXIGENO NECESARIO PARA RESPIRAR.

2.- SON COMO UN FILTRO, REDUCEN EL DIÓXIDO DE CARBONO EN LA ATMÓSFERA.

3.- AYUDAN A MANTENER LA TEMPERATURA DE NUESTRO PLANETA Y LE PROPORCIONAN SOMBRA A LOS SERES VIVOS.

4.- SIRVE DE ALIMENTO PARA OTROS SERES VIVOS: LOS HERBÍVOROS.

5.- DE ELLAS, LOS SERES HUMANOS PODEMOS OBTENER MEDICINAS, ALIMENTOS, MADERA Y OTROS RECURSOS IMPORTANTES.

¿CÓMO CUIDAR LAS PLANTAS?

ESCRIBE UN PÁRRAFO SOBRE CÓMO PUEDES AYUDAR A CUIDAR LAS PLANTAS.

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RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “Las plantas y sus partes”

Este artículo contiene información detallada sobre las partes de las plantas.

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Artículo “Reino vegetal”

Este artículo incluye información sobre todos los organismos pertenecientes al reino de las plantas.

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CAPÍTULO 8 / TEMA 6

Flujos de materia y energía

La vida en un ecosistema a menudo implica competencia por recursos limitados. Los organismos compiten por alimentos, agua, luz solar, espacio y nutrientes. Estos recursos proporcionan la energía para los procesos metabólicos y la materia para formar las estructuras físicas de los organismos.

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PIRÁMIDES ECOLÓGICAS

La estructura de los ecosistemas se puede representar a través de las pirámides ecológicas, que fueron descritas por primera vez en los estudios pioneros de Charles Elton en la década de 1920.

Las pirámides ecológicas muestran las cantidades relativas de varios parámetros, como el número de organismos, la energía y la biomasa, a través de los niveles tróficos. Este tipo de esquemas también se pueden llamar pirámides tróficas o pirámides energéticas.

Todos los tipos de pirámides ecológicas son útiles para caracterizar la estructura del ecosistema.

FLUJO DE MATERIA A TRAVÉS DE LA TRAMA TRÓFICA

En temas anteriores hemos estudiado la fotosíntesis, mediante la cual las plantas convierten la energía de la luz solar en glucosa. Pero esa glucosa está hecha de algo más que energía pura: también contiene materia.

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La fotosíntesis requiere energía luminosa, dióxido de carbono y agua. El dióxido de carbono se absorbe en el envés de las hojas y el agua a través de las raíces. El dióxido de carbono y el agua están compuestas por materia, que se transforma en glucosa a través de reacciones químicas complejas.

La materia que forma esta glucosa pasa por la cadena alimentaria de la misma manera que lo hace la energía, de organismo a organismo mientras se comen entre sí. Una red alimentaria muestra cómo la energía y la materia se mueven dentro de los ecosistemas.

Productividad primaria

Productividad primaria bruta: es la cantidad total de materia orgánica que se produce a través de la fotosíntesis.
Productividad primaria neta: es la cantidad de energía que permanece disponible para el crecimiento de las plantas después de restar la fracción que las plantas usan para la respiración.

La productividad en los ecosistemas terrestres generalmente aumenta con la temperatura hasta aproximadamente 30 °C (después de lo cual disminuye) y se correlaciona positivamente con la humedad.

La productividad primaria es más alta en zonas cálidas y húmedas de los trópicos, donde se encuentran los biomas de bosques tropicales.

¿Sabías qué?

Los ecosistemas de matorrales desérticos tienen la productividad más baja porque sus climas son extremadamente cálidos y secos.

En los océanos, la luz y los nutrientes son importantes factores de control para la productividad. La luz penetra sólo en el nivel superior de los océanos, por lo que la fotosíntesis ocurre en aguas superficiales y cercanas a la superficie. La productividad primaria marina es alta cerca de las costas lo que promueve el crecimiento del plancton.

Entre los ecosistemas acuáticos, los lechos de las algas y los arrecifes de coral tienen la producción primaria neta más alta, mientras que las tasas más bajas se producen al aire libre debido a la falta de nutrientes en las capas superficiales iluminadas.

FLUJO DE ENERGÍA A TRAVÉS DE LA TRAMA TRÓFICA

Todos los seres vivos requieren energía, ya que la mayoría de las vías metabólicas complejas la demandan, por lo que la vida misma es un proceso impulsado por la energía. Los organismos no podrían ensamblar macromoléculas como proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y carbohidratos complejos, de sus subunidades monoméricas sin un aporte constante de energía.

Las redes alimentarias ilustran cómo la energía fluye direccionalmente a través de los ecosistemas, incluida la eficacia con que los organismos la adquieren, la usan y cuánto queda para ser utilizada por otros organismos. En una cadena alimentaria, los nutrientes y la energía pasan a medida que un organismo se come a otro.

Los seres vivos adquieren energía de tres maneras: la fotosíntesis, la quimiosíntesis y el consumo de otros organismos vivos.

Los niveles en la cadena alimentaria son los productores, los consumidores primarios, los consumidores de nivel superior y los descomponedores. Estos niveles se utilizan para describir la estructura y la dinámica del ecosistema.

Factor limitante

La energía se pierde en cada nivel trófico como calor y en la transferencia a los descomponedores. Por lo tanto, después de un número limitado de transferencias de energía, la cantidad de energía restante en la cadena alimentaria puede no ser lo suficientemente grande como para soportar poblaciones viables a un nivel trófico aún mayor.

ABUNDANCIA DE ESLABONES EN LAS TRAMAS TRÓFICAS

La energía pasa a través de una cadena o red alimentaria desde niveles tróficos inferiores a los superiores.

¿Sabías qué?

Por lo general, sólo el 10 % de la energía en un nivel está disponible para el siguiente. El otro 90 % se utiliza para procesos metabólicos o se emite al medio ambiente como calor.

La pérdida de energía explica por qué rara vez hay más de cuatro niveles tróficos en una cadena o red alimentaria. A veces puede haber un quinto nivel trófico, pero generalmente no queda suficiente energía para soportar un nivel adicional.

Con menos energía en niveles tróficos más altos, generalmente también hay menos organismos. Los organismos tienden a ser de mayor tamaño en los niveles tróficos más altos, pero resultan en menos biomasa por la poca cantidad que hay de estos.

La disminución en la biomasa de niveles inferiores a superiores también se representa en la pirámide ecológica.

Consecuencias de las redes alimentarias: aumento biológico

Una de las consecuencias ambientales más importantes de la dinámica del ecosistema es la biomagnificación, que es la creciente concentración de sustancias tóxicas persistentes en los organismos en cada nivel trófico, desde los productores hasta los consumidores.

Un ejemplo de estas sustancias tóxicas que se bioacumulan es el DDT o dicloro difenil tricloroetano, que fue un pesticida de uso común antes de que se conocieran sus peligros. Otros ejemplos son los bifenilos policlorados (PCB), que se usaban en líquidos refrigerantes hasta que se prohibió su uso en 1979, y los metales pesados, como mercurio, plomo y cadmio.

Estos contaminantes se estudiaron en ecosistemas acuáticos donde las especies de peces, en diferentes niveles tróficos, acumulan esas sustancias a través del consumo de los productores. Es decir, que el consumidor final va a presentar niveles más altos de estas sustancias tóxicas que el organismo productor.

¿Qué son los agroquímicos?

Los agroquímicos son sustancias que, si bien son efectivas para controlar plagas, eliminar malezas y evitar la propagación de hongos y algas en los cultivos, contaminan el medioambiente y son perjudiciales para los organismos dentro de las cadenas tróficas.

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RECURSOS PARA DOCENTES

Video “Redes y cadenas alimentarias. Productores, consumidores y descomponedores”

En este recurso audiovisual encontrará la cadena alimentaria, qué es, cómo se forma y cuáles son los organismos que la componen.

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Vídeo “Nutrición de los seres vivos”

Este recurso audiovisual le permitirá mostrar cómo es la nutrición de todos los seres vivos y su influencia en el ecosistema.

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Artículo Cadenas Tróficas: ¿quién come a quién?

Con este recurso podrá adquirir conocimientos acerca de las cadenas y redes tróficas del ecosistema.

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CAPÍTULO 7 / REVISIÓN

DIVERSIDAD Y CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS | ¿qué aprendimos?

Clasificación de los seres vivos

La clasificación de los seres vivos comenzó como un sistema jerárquico que dividió a todos los organismos conocidos en plantas y animales. Este modelo fue reemplazado en el siglo XVIII por Carlos Linneo, quien realizó una división en reinos y los estructuró en cinco niveles: clase, orden, género, especie y variedad. Luego se empleó el sistema de clasificación binomial para nombrar a los organismos, pero fue Robert H. Whittaker quien postuló una clasificación de cinco reinos llamados Monera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia. El sistema de cinco reinos no está en uso en la actualidad, en cambio, lo que ahora se emplea es un sistema de seis reinos: Animalia, Plantae, Fungi, Protista, Monera y Archaea.

La complejidad de la estructura celular fue uno de los criterios que Whittaker tuvo en cuenta para la clasificación.

Procariotas: dominio Bacteria, reino Monera

Las bacterias son los organismos procarióticos más simples, y presentan características como: ausencia de membrana nuclear, cromosoma único y circular, carencia de organelos celulares y reproducción por formación de esporas o fisión binaria. Inicialmente, las bacterias fueron consideradas animales, plantas y hongos. Se clasifican de varias maneras, pero la más importante consta de dos grupos principales: Archaebacteria y Eubacteria. Las primeras son organismos que viven en condiciones extremas y carecen de pared celular; las segundas son las llamadas bacterias verdaderas. Su rasgo característico es la presencia de pared celular rígida.

La bacteria que naturalmente forma parte de la flora intestinal es muy importante para una digestión adecuada.

Procariotas: dominio Archaea, reino Archaebacteria

Las arqueobacterias surgieron cuando la Tierra se encontraba en sus primeros años de existencia y las condiciones reinantes eran extremas. Tienen una estructura más parecida a la de los eucariotas que a la de las bacterias. Tienen un solo cromosoma redondo, como las bacterias, pero su transcripción genética es similar a la que ocurre en los núcleos de las células eucariotas. Hay tres tipos principales: Crenarchaeota, que son organismos extremadamente tolerantes al calor y a ambientes muy ácidos; Euryarchaeota, que son organismos que pueden sobrevivir ambientes con 10 veces la concentración de sal del mar y que reducen el CO_2; y Korarchaeota, que es el linaje más antiguo pero menos comprendido, y que presenta genes diferentes a los de los grupos anteriores.

Organismos como *Methanobacterium ruminantium* están presentes en el sistema digestivo de los animales rumiantes y ayudan a la digestión de la celulosa.

Eucariotas: dominio Eukarya, reino Protista o Protoctista

El término protista fue introducido por Ernst Haeckel. Este reino forma un vínculo entre otros reinos de plantas, animales y hongos. Son generalmente organismos eucariotas simples, unicelulares, aunque algunos son coloniales y otros multicelulares. Principalmente son de naturaleza acuática y realizan el movimiento mediante flagelos o cilios. Algunos protistas son semejantes a los animales y se conocen como protozoos; otros, son similares a plantas, y tienen clorofila. Entre estos últimos se encuentran las algas verdes, rojas, pardas, doradas y fuego. Por último, los protistas con aspecto de hongos son unicelulares, saprófitos y viven en suelo húmedo, plantas y árboles en descomposición.

Por su condición de parásitos, algunos protistas pueden causar muchas enfermedades en plantas, en animales e incluso en el hombre.

Eucariotas: dominio Eukarya, reino Fungi

El Reino Fungi incluye un grupo diverso de seres que no pueden ser catalogados como animales ni como plantas. Se caracterizan por ser heterótrofos y descomponer la materia orgánica. Poseen una pared celular rígida y pueden ser unicelulares o pluricelulares. Los hongos pluricelulares presentan estructuras filamentosas llamadas hifas y viven en lugares húmedos y sombríos. Este reino contiene cinco filos principales: Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota y Glomeromycota.

Los hongos producen naturalmente antibióticos que permiten inhibir el crecimiento de bacterias.

Eucariotas: dominio Eukarya, reino Animalia

El Reino Animalia está compuesto por todos los animales, vivos o extintos, del planeta. Son eucariotas, ya que el ADN se encuentra dentro del núcleo celular. No tienen paredes celulares. Son multicelulares, heterótrofos y tienen la capacidad de moverse y responder a su entorno. Todos los animales se pueden dividir en los grupos vertebrados e invertebrados. Además, cada reino se divide en categorías más pequeñas llamadas phylum (filo): Porifera, Coelenterata, Plathelminthes, Nematoda, Annelida, Arthropoda, Mollusca, Echinodermata, Protochordata y Vertebrata.

Los animales extintos también forman parte del reino Animalia.

Eucariotas: dominio Eukarya, reino Plantae

Este reino incluye a los diferentes tipos de plantas que se encuentran en el planeta. Cada grupo tiene características especiales y únicas, como la presencia de pared celular, nutrición autótrofa, clorofila, ausencia de sistema locomotor y reproducción sexual o asexual. Se clasifican en Briophyta, las cuales carecen de un sistema vascular y se desarrollan en dos fases, gametofito y esporofito; y Cormophyta, que es un grupo de plantas vasculares que tienen raíz, tallo y hojas. Éstas, a su vez se dividen en Pteridophyta y Spermatophyta. Además, éstas últimas se clasifican en gimnospermas y angiospermas.

La fotosíntesis de las plantas proporciona oxígeno a la atmósfera de nuestro planeta.

Fotosíntesis y respiración celular

Existe una estrecha relación entre la fotosíntesis y la respiración celular ya que, los productos de un sistema son los reactivos del otro. Ambos consumen y crean las mismas sustancias como agua, glucosa, oxígeno y dióxido de carbono, pero de diferentes maneras. Juntos, permiten que la vida en la Tierra reúna energía para su uso en otras reacciones.

	Fotosíntesis	Respiración celular
Utiliza	Luz solar, agua y dióxido de carbono.	Glucosa y oxígeno.
Producto	Glucosa y oxígeno.	Dióxido de carbono y agua.
Ocurre en:	Plantas y otros organismos fotosintéticos.	Todos los seres vivos.
Propósito	Capturar, convertir y almacenar la energía.	Liberar energía.
Función en común	Sintetizar y usar ATP	Sintetizar y usar ATP
Proceso metabólico	Anabólico	Catabólico
Ubicación	Cloroplasto	Citoplasma y mitocondrias
Fuente de energía	Luz solar	Glucosa
Portadores de electrones	NADPH	NADH y FADH₂
Etapas	Reacciones de luz y ciclo de Calvin.	Glucólisis, oxidación del piruvato, ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones.

Los ciclos de la naturaleza

Los ciclos en los ecosistemas son de vital importancia para su funcionamiento, y es que cada ser vivo depende de los nutrientes que éstos le aportan para realizar sus funciones vitales; por lo que una variación en ellos generaría cambios drásticos a corto y largo plazo.

Un ciclo es definido por la Real Academia Española como una “serie de fases por las que pasa un fenómeno periódico”; por lo que al aplicarlo a los ciclos de la naturaleza podemos decir que son eventos o procesos naturales que ocurren continuamente.

Los seres vivos, tanto plantas como animales, están formados por elementos químicos (oxígeno, fósforo, carbono, entre otros) que funcionan como nutrientes esenciales para su funcionamiento normal y además el del ambiente circundante.

Dichos nutrientes se encuentran en las capas de la Tierra (atmósfera, hidrósfera y geósfera) durante un período de tiempo, pero pronto siguen una trayectoria hasta la superficie terrestre (suelo, agua) y a los individuos que en ella se encuentran, para posteriormente regresar a las capas de la Tierra y continuar el ciclo, formando lo que se conoce como ciclos biogeoquímicos.

Los nutrientes van circulando entre la superficie terrestre y las capas de la Tierra a través de diferentes procesos (lluvias, evaporación, condensación, transpiración, etc.).

Ciclos biogeoquímicos
“bio”: organismos vivos.
“geo”: capas de la Tierra (rocas, aire, agua).
“químicos”: elementos químicos.

Si decimos que los nutrientes siguen un ciclo constante en la Tierra, podemos calificarla entonces como un sistema cerrado, en el que los nutrientes están siendo aprovechados primero por los organismos y luego por los ecosistemas o viceversa.

Los ciclos biogeoquímicos de los nutrientes que circulan constantemente en la naturaleza son:

Ciclo del Carbono (C): El carbono es, si se quiere, el elemento principal del esqueleto de las biomoléculas (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) que constituyen a los seres vivos; lo encontramos en el aire, en el suelo o disuelto en el agua.

Atmósfera: capa de gas que rodea la Tierra.

Hidrósfera: capas de agua que se encuentran debajo o cubriendo la superficie de la Tierra.

Geósfera: capa de rocas (sólidas o fluidas) que se encuentra en la Tierra.

La forma en la que principalmente se presenta el carbono es como dióxido de carbono (CO₂).

El dióxido de carbono (CO₂) que se encuentra en la atmósfera es utilizado por las plantas para realizar la fotosíntesis. De igual forma, durante la respiración éstas tomarán oxígeno para convertirlo en moléculas de CO₂ que serán devueltas a la atmósfera.

La superficie terrestre, específicamente el suelo, presenta grandes cantidades de carbono producto de la descomposición de los desechos orgánicos de plantas y animales (excremento, hojas secas, etc.); de este proceso de descomposición realizado principalmente por bacterias, se produce CO₂.

En el subsuelo, por su parte, existen los llamados combustibles fósiles, que no son más que yacimientos de carbón, gas natural y petróleo. Al extraerlos del suelo y realizar la combustión desprenden CO₂ como un subproducto.

Las rocas, la acción de las industrias, los vehículos, las erupciones volcánicas y los incendios son fuentes de carbono, que es liberado a la atmósfera para que continúe el ciclo.

En la naturaleza se presentan varios ciclos geoquímicos.

Ciclo del Oxígeno (O₂): Este ciclo va de la mano del ciclo del carbono, ya que, producto de la fotosíntesis, a pesar de que se invierte CO₂, se produce oxígeno que es liberado a la atmósfera. Caso contrario al proceso de respiración, donde se consume oxígeno por los animales y plantas.

¿Sabías qué...?

El dióxido de carbono representa el 0,03% de los compuestos gaseosos que están presentes en la atmósfera.

El oxígeno es indispensable para los seres vivos, debido a ello lo podemos encontrar como parte de las siguientes moléculas:

Ciclo del agua o ciclo hidrológico: El 71 % de la superficie terrestre y el 65-75 % del peso corporal del hombre está formado por agua, por lo que la circulación de esta molécula es de gran importancia en los ecosistemas.

En la Tierra la podemos encontrar en forma líquida, sólida (glaciares, iceberg) o en forma de vapor, dependiendo de la fase del ciclo en la que se encuentre.

El ciclo del agua está condicionado principalmente por la energía emitida por el Sol y por la fuerza de gravedad.

En la atmósfera el agua se encuentra en forma de vapor (gas) proveniente de la transpiración de las plantas, animales y de la evaporación de esta en los océanos. Cuando desciende la temperatura, este vapor de agua se condensa y se forman las nubes, las cuales llegado el momento precipitan a la superficie terrestre (ríos, lagos, mares, suelo) en forma de granizo, nieve o lluvia.

En este punto el agua presente en la superficie se infiltra en el subsuelo, originando depósitos de aguas subterráneas, también puede evaporarse por el calor generado por acción del sol a medida que sigue su trayectoria hacia los océanos.

Ciclo del Nitrógeno (N): El nitrógeno es uno de los componentes principales de los aminoácidos, constituyentes de las proteínas de todos los seres vivientes; aunque este elemento se encuentra en gran abundancia en la atmósfera no es tan sencillo de aprovechar por los organismos vivos, debido a su carácter inerte (no es químicamente reactivo puesto que posee sus capas de valencia saturadas).

Sin embargo, para poder emplearlo, la naturaleza ha evolucionado de tal forma que el nitrógeno atmosférico debe fijarse en el suelo con otros elementos, ya sea por acción de un grupo de bacterias especializadas (de vida libre o asociadas a raíces de las plantas) o en menor medida por acción de los relámpagos.

Para esto las bacterias presentes en el suelo convierten parte del nitrógeno que se encuentra en los desechos de los animales y plantas (excremento, hojas secas, etc.) en proteínas, y los restos de nitrógeno lo liberan al suelo en forma de amoniaco (NH₃) o amonio (NH₄⁺), proceso conocido como amonificación; o como nitrato (NO₃^–) , generando la nitrificación.

En dicho caso, el nitrato es absorbido por las plantas para formar las proteínas que servirán de alimento a los animales. Posteriormente este nitrógeno regresa al suelo a través de los desechos de los animales o al morir éstos, y vuelven a la atmósfera producto de la desnitrificación, proceso en el que las bacterias transforman el nitrato en nitrógeno gaseoso.

Bacterias como Enterobacter, Rhizobium y Klebsiella transforman el nitrógeno para que este pueda ser aprovechado por plantas y animales.

Ciclo del Fósforo (P): El fósforo a diferencia de los elementos químicos anteriores, no se encuentra en la atmósfera sino más bien en el suelo, específicamente en las rocas o sedimentos en forma de fosfato inorgánico (Pi). Allí, como producto de la erosión por el agua, es liberado y tomado por los productores primarios (plantas, bacterias) para formar biomoléculas, las cuales servirán de alimento para organismos superiores, que podrán incorporar de esta forma el fósforo a su sistema, el cual posteriormente regresará al suelo cuando estos organismos mueran.

La degradación y transporte del suelo (erosión) proporciona el medio ideal para la movilización del fosfato inorgánico (Pi) a los diferentes ecosistemas.

Sedimento: partículas de rocas o suelo que son arrastrados por el agua y que tienden a depositarse en ríos, lagos, mares, océanos.

En la naturaleza, los nutrientes nunca se encuentran distribuidos de forma homogénea ni se encuentran presentes en la misma forma química en todo el ecosistema; he aquí donde radica la importancia de los ciclos para el ecosistema y para los seres vivos que lo componen.

Actualmente los avances en las actividades humanas han generado desequilibrios en la proporción de estos elementos y sus diferentes formas químicas presentes en los ecosistemas, trayendo como consecuencia el calentamiento global, que no es más que el aumento de la temperatura de la Tierra.

¿Sabías qué...?

La mayor cantidad de agua en la Tierra se encuentra en los mares y océanos (95 %).

Las actividades humanas que contribuyen con el desequilibrio en la dinámica de los ciclos biogeoquímicos son: la deforestación, algunas actividades agrícolas (principalmente por el uso de fertilizantes), emanación de gases por las industrias y los automóviles, vertidos de aguas contaminadas (sin tratamiento) a los ecosistemas acuáticos, entre otras.

Una de las mayores consecuencias del aumento de la temperatura es el derretimiento acelerado de los glaciares y icebergs, lo que genera un aumento del nivel del mar.

Los productos químicos (fertilizantes) utilizados en la agricultura aceleran y alteran el flujo del carbono y el nitrógeno a la atmósfera.

Estas actividades no sólo causan variaciones en los ciclos, sino también en los organismos (plantas, animales, bacterias) que los necesitan para realizar sus funciones vitales.