CIENCIAS NATURALES Conceptos

COLOMBIA
MINISTERIO DE EDUCACIÓN NACIONAL
COORDINACIÓN PEDAGÓGICA Y EDITORIAL
Mary Luz Isaza Ramos
ASESORÍA PEDAGÓGICA Y DIDÁCTICA
Edith Figueredo de Urrego
Ciencias Naturales y Educación Ambiental:
(Biología, Física, Química, Educación Ambiental)
Cecilia Casasbuenas Santamaría
Matemáticas
ADAPTACIONES Y/O PRODUCCIONES NACIONALES MATERIAL IMPRESO
Edith Figueredo de Urrego
Ana María Cárdenas Navas
Biología y Educación Ambiental
Cecilia Casasbuenas Santamaría
Virginia Cifuentes de Buriticá
Matemáticas
Patricia Arbeláez Figueroa
Educación en Tecnología
Eucaris Olaya
Educación Ética y en Valores Humanos
Alejandro Castro Barón
Español
Mariela Salgado Arango
Alba Irene Sáchica
Historia Universal
Antonio Rivera Serrano
Javier Ramos Reyes
Geografía Universal
Edith Figueredo de Urrego
Alexander Aristizábal Fúquene
César Herreño Fierro
Augusto César Caballero
Adiela Garrido de Pinzón
Física, Química y Ambiente
Betty Valencia Montoya
Enoc Valentín González Palacio
Laureano Gómez Ávila
Educación Física
Edith Figueredo de Urrego
Mary Luz Isaza Ramos
Horizontes de Telesecundaria
Mary Luz Isaza Ramos
Edith Figueredo de Urrego
Perspectivas del Camino Recorrido
SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA - MÉXICO
COORDINACIÓN GENERAL PARA LA
MODERNIZACIÓN DE LA EDUCACIÓN
UNIDAD DE TELESECUNDARIA
COORDINACIÓN
GENERAL
Guillermo Kelley Salinas
Jorge Velasco Ocampo
ASESORES DE
TELESECUNDARIA
PARA COLOMBIA
Pedro Olvera Durán
COLABORADORES
ESPAÑOL
María de Jesús Barboza Morán, María Carolina
Aguayo Roussell, Ana Alarcón Márquez, María
Concepción Leyva Castillo, Rosalía Mendizábal
Izquierdo, Pedro Olvera Durán, Isabel Rentería
González, Teresita del Niño Jesús Ugalde García,
Carlos Valdés Ortíz.
MATEMÁTICAS
Miguel Aquino Zárate, Luis Bedolla Moreno, Martín
Enciso Pérez, Arturo Eduardo Echeverría Pérez,
Jossefina Fernández Araiza, Esperanza Issa
González, Héctor Ignacio Martínez Sánchez, Alma
Rosa Pérez Vargas, Mauricio Rosales Avalos,
Gabriela Vázquez Tirado, Laurentino Velázquez
Durán.
HISTORIA UNIVERSAL
Francisco García Mikel, Ivonne Boyer Gómez,
Gisela Leticia Galicia, Víctor Hugo Gutiérrez Cruz,
Sixto Adelfo Mendoza Cardoso, Alejandro Rojas
Vázquez.
GEOGRAFÍA GENERAL
Rosa María Moreschi Oviedo, Alicia Ledezma
Carbajal, Ma. Esther Encizo Pérez, Mary Frances
Rodríguez Van Gort, Hugo Vázquez Hernández,
Laura Udaeta Collás, Joel Antonio Colunga Castro,
Eduardo Domínguez Herrera, Alma Rosa María
Gutiérrez Alcalá, Lilia López Vega, Víctor López
Solano, Ma. Teresa Aranda Pérez.
BIOLOGÍA
Evangelina Vázquez Herrera, César Minor Juárez,
Leticia Estrada Ortuño, José Luis Hernández
Sarabia, Lilia Mata Hernández, Griselda Moreno
Arcuri, Sara Miriam Godrillo Villatoro, Emigdio
Jiménez López, Joel Loera Pérez, Fernando
Rodríguez Gallardo, Alicia Rojas Leal.
INTRODUCCIÓN A LA
FÍSICA Y QUÍMICA
Ricardo León Cabrera, Ma. del Rosario Calderón
Ramírez, Ma. del Pilar Cuevas Vargas, Maricela
Rodríguez Aguilar, Joaquín Arturo Melgarejo
García, María Elena Gómez Caravantes, Félix
Murillo Dávila, Rebeca Ofelia Pineda Sotelo, César
Minor Juárez, José Luis Hernández Sarabia, Ana
María Rojas Bribiesca, Virginia Rosas González.
EDUCACIÓN FÍSICA
María Alejandra Navarro Garza, Pedro Cabrera
Rico, Rosalinda Hernández Carmona, Fernando
Peña Soto, Delfina Serrano García, María del
Rocío Zárate Castro, Arturo Antonio Zepeda
Simancas.
PERSPECTIVAS DEL
CAMINO RECORRIDO
Rafael Menéndez Ramos, Carlos Valdés Ortíz,
Carolina Aguayo Roussell, Ma. de Jesús Barbosa
Morán, Ana Alarcón Márquez.
SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA - MÉXICO
COORDINACIÓN GENERAL PARA LA
MODERNIZACIÓN DE LA EDUCACIÓN
UNIDAD DE TELESECUNDARIA
ASESORÍA DE CONTENIDOS
ESPAÑOL
María Esther Valdés Vda. de Zamora
MATEMÁTICAS
Eloísa Beristáin Márquez
INTRODUCCIÓN A LA
FÍSICA Y QUÍMICA
Benjamín Ayluardo López,
Luis Fernando Peraza Castro
BIOLOGÍA
Rosario Leticia Cortés Ríos
QUÍMICA
Luis Fernando Peraza Castro
EDUCACIÓN FÍSICA
José Alfredo Rutz Machorro
CORRECCIÓN DE
ESTILO Y CUIDADO
EDITORIAL
Alejandro Torrecillas González, Marta Eugenia
López Ortíz, María de los Angeles Andonegui
Cuenca, Lucrecia Rojo Martínez, Javier Díaz
Perucho, Esperanza Hernández Huerta, Maricela
Torres Martínez, Jorge Issa González
DIBUJO
Jaime R. Sánchez Guzmán, Juan Sebastián
Nájera Balcázar, Araceli Comparán Velázquez,
José Antonio Fernández Merlos, Maritza Morillas
Medina, Faustino Patiño Gutiérrez, Ignacio Ponce
Sánchez, Aníbal Angel Zárate, Gerardo Rivera M. y
Benjamín Galván Zúñiga.
ACUERDO DE COOPERACIÓN MINISTERIO
DE EDUCACIÓN DE COLOMBIA Y LA SECRETARÍA
DE EDUCACIÓN PÚBLICA DE MÉXICO
Colombia ha desarrollado importantes cambios cualitativos en los últimos años como espacios
generadores de aprendizaje en los alumnos. En este marco el Ministerio de Educación de
Colombia firmó con la Secretaría de Educación Pública de México un ACUERDO DE
COOPERACIÓN EDUCATIVA, con el propósito de alcanzar mayores niveles de cooperación
en el ámbito educativo.
En el acuerdo, el Gobierno de México a través de la Secretaría de Educación Pública, ofrece
al Gobierno de Colombia el Modelo Pedagógico de TELESECUNDARIA, como una modalidad
educativa escolarizada apoyada en la televisión educativa como una estrategia básica de
aprendizaje a través de la Red Satelital Edusat.
El Ministerio de Educación de Colombia ha encontrado en el modelo de TELESECUNDARIA,
una alternativa para la ampliación de la cobertura de la Educación Básica Secundaria en el
área rural y una estrategia eficiente para el aprendizaje de los alumnos y las alumnas.
El programa se inicia en Colombia a través de una ETAPA PILOTO, en el marco del
PROYECTO DE EDUCACIÓN RURAL, por oferta desde el Ministerio de Educación de
Colombia en el año 2000, realizando las adaptaciones de los materiales impresos al contexto
colombiano, grabando directamente de la Red Satelital Edusat los programas de televisión
educativa, seleccionando los más apropiados a las secuencias curriculares de sexto a noveno
grado, organizando 41 experiencias educativas en los departamentos de Antioquia, Cauca,
Córdoba, Boyacá, Cundinamarca y Valle del Cauca, capacitando docentes del área rural y
atendiendo cerca de 1 200 alumnos en sexto grado. El pilotaje continuó en el año 2001 en
séptimo grado, 2002 en octavo grado, y en el año 2003 el pilotaje del grado noveno.
En la etapa de expansión del pilotaje se iniciaron por oferta en el presente año 50 nuevas
experiencias en el marco del Proyecto de Educación Rural. Otras nuevas experiencias se
desarrollaron con el apoyo de los Comités de Cafeteros, el FIP y la iniciativa de Gobiernos
Departamentales como el del departamento del Valle del Cauca que inició 120 nuevas
Telesecundarias en 23 municipios, mejorando los procesos de ampliación de cobertura con
calidad.
El Proyecto de Educación para el Sector Rural del Ministerio de Educación Nacional - PER,
inició acciones en los diez departamentos focalizados y en ocho de ellos: Cauca, Boyacá,
Huila, Antioquia, Córdoba, Cundinamarca, Bolívar y Norte de Santander se organizaron por
demanda 40 nuevas experiencias del programa de Telesecundaria a partir del año 2002.
Al presentar este material hoy a la comunidad educativa colombiana, queremos agradecer de
manera muy especial al Gobierno de México, a través de la Secretaría de Educación Pública
de México - SEP y del Instituto Latinoamericano para la Comunicación Educativa - ILCE,
el apoyo técnico y la generosidad en la transmisión de los avances educativos y tecnológicos
al Ministerio de Educación de Colombia.
TABLA DE CONTENIDO
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
3.1
3.2
3.3
LOS PRIMEROS TRANSFORMISTAS ... 62
JUAN B. LAMARCK ................................ 63
CARLOS DARWIN, UN VIAJE
POR EL MUNDO .................................... 65
3.4 DARWIN Y WALLACE: LA SELECCIÓN
NATURAL ................................................ 69
3.5 LA VARIACIÓN ....................................... 72
3.6 LA SELECCIÓN NATURAL Y LAS VARIACIONES .................................................. 74
3.7 LA ADAPTACIÓN ................................... 74
3.8 EL PUNTO DE VISTA DE ALGUNAS
CIENCIAS ............................................... 76
3.9 LOS ELEMENTOS DE LA EVOLUCIÓN 79
3.10 LA ESPECIE ........................................... 81
3.11 LA ESPECIACIÓN .................................. 82
3.12 EVOLUCIÓN HUMANA .......................... 84
ACUERDO ......................................................... 9
ESTRUCTURA CURRICULAR ........................ 15
PRESENTACIÓN GENERAL ........................... 17
Capítulo 1
HORIZONTES DE LA BIOLOGÍA
Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL ..................... 19
PRESENTACIÓN ............................................. 19
1.1 PRESENTACIÓN DEL CURSO ............. 20
1.2 LA BIOLOGÍA Y LA EDUCACIÓN
AMBIENTAL ............................................ 21
1.3 FORMAS DE ESTUDIAR LA BIOLOGÍA
Y DE APLICAR LA EDUCACIÓN
AMBIENTAL ............................................ 22
1.4 LOS PROYECTOS AMBIENTALES
ESCOLARES (PRAEs) ........................... 25
DISEÑO DE UN PROYECTO
PERSONAL ............................................ 27
Capítulo 4
BIODIVERSIDAD Y AMBIENTE ...................... 91
PRESENTACIÓN ............................................. 91
4.1 LA BIODIVERSIDAD ............................... 92
4.2 LA BIODIVERSIDAD EN COLOMBIA ..... 97
4.3 LA CLASIFICACIÓN DE LOS SERES
VIVOS ................................................... 105
4.4 LOS CINCO REINOS ........................... 114
4.5 LOS VIRUS, UN CASO ESPECIAL ...... 141
4.6 LAS RELACIONES BIOLÓGICAS ........ 142
Capítulo 2
EL MUNDO VIVO, LA CIENCIA QUE LO
ESTUDIA Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL .... 31
PRESENTACIÓN ............................................. 31
2.1 LOS SERES VIVOS COMO OBJETO
DE ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA ............. 32
2.2 CONCEPTOS BÁSICOS DE LA
BIOLOGÍA Y DE LA EDUCACIÓN
AMBIENTAL ............................................ 35
2.3. EL CAMINO DE LA CIENCIA
Y LA TECNOLOGÍA ................................ 38
2.4 EL LABORATORIO ................................. 43
2.5 LAS PRÁCTICAS E INVESTIGACIONES
DE CAMPO ............................................. 45
2.6 LA BIOLOGÍA Y LA EDUCACION
AMBIENTAL EN LA HISTORIA ............... 48
2.7 APLICACIÓN DE LOS ESTUDIOS
BIOLÓGICOS Y LA EDUCACIÓN ................
AMBIENTAL PARA ENTENDER
LOS FENÓMENOS DE LA VIDA ............ 59
Capítulo 5
ECOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL .... 147
PRESENTACIÓN ........................................... 147
5.1 LA ECOLOGÍA Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL ............................................... 148
5.2. EL ECOSISTEMA ................................. 155
5.3 LOS CICLOS EN LOS ECOSISTEMAS 162
5.4 LA FOTOSÍNTESIS EN LOS
ECOSISTEMAS .................................... 170
5.5 LA COMUNIDAD BIOLÓGICA .............. 171
5.6 INTERACCIONES BIOLÓGICAS ......... 175
5.7 LA CIRCULACIÓN DE LA MATERIA
Y LA ENERGÍA EN LOS
ECOSISTEMAS .................................... 179
Capítulo 3
GLOSARIO DE TÉRMINOS CIENTÍFICOS
Y TECNOLÓGICOS ....................................... 185
ORIGEN DE LA VIDA Y EVOLUCIÓN ............ 61
PRESENTACIÓN ............................................. 61
11
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
TABLA DE CONTENIDO
FÍSICA, QUÍMICA Y AMBIENTE
FÍSICA, QUÍMICA Y AMBIENTE ....................... 195
4.4
ESTRUCTURA CURRICULAR ......................... 197
4.5
ELABORACIÓN DE ALGUNOS
MATERIALES .......................................... 253
CONFECCIÓN DE ALGUNOS
APARATOS .............................................. 255
Capítulo 1
HORIZONTES DE LA FÍSICA,
QUÍMICA Y AMBIENTE .................................... 299
Capítulo 5
1.1
5.1
1.2
1.3
IMPORTANCIA DE LA FÍSICA
Y LA QUÍMICA ......................................... 200
ENFOQUE Y CONTENIDOS ................... 203
PROYECTO PERSONAL ........................ 204
NATURALEZA DE LA MATERIA ..................... 259
5.2
5.3
Capítulo 2
LA FÍSICA Y LA QUÍMICA
EN EL ENTORNO ............................................. 207
2.1
2.2.
2.3
2.4
2.5
2.6
NATURALEZA Y MOVIMIENTO .............. 207
TIPOS DE FENÓMENOS ........................ 210
MECANISMOS FÍSICOS SIMPLES ........ 213
MECANISMOS FÍSICOS
COMBINADOS ........................................ 214
LAS MEZCLAS ........................................ 216
LOS COMPUESTOS ............................... 218
Capítulo 3
LA ACTIVIDAD CIENTÍFICA
Y SUS PARTICULARIDADES .......................... 221
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
LAS PREGUNTAS Y LAS HIPÓTESIS .... 222
LA MEDICIÓN Y LA
EXPERIMENTACIÓN .............................. 223
CASOS CIENTÍFICOS
Y TECNOLÓGICOS ................................. 226
ALGUNOS RESULTADOS DE
LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA ........... 230
OBSERVACIÓN SISTEMÁTICA
Y REGISTRO DE DATOS ........................ 232
REGISTRO DE FENÓMENOS ................ 234
GRÁFICAS DE FENÓMENOS ................ 236
5.4
5.5
5.6
IMPORTANCIA Y CLASIFICACIÓN
DE LA MATERIA ...................................... 260
PROPIEDADES GENERALES
DE LA MATERIA ...................................... 264
PROPIEDADES PARTICULARES
Y ESPECÍFICAS DE LA MATERIA .......... 266
CUERPO, SUSTANCIA Y ELEMENTO ... 268
LA MOLÉCULA ........................................ 269
EL ÁTOMO ............................................... 267
Capítulo 6
MATERIA, MAGNITUDES Y MEDIDAS ........... 273
6.1
UNIDADES CONVENCIONALES
Y NO CONVENCIONALES ...................... 274
6.2. UNIDADES FUNDAMENTALES .............. 275
6.3 EQUIVALENCIA DE UNIDADES ............. 277
6.4 DETERMINACIÓN GEOMÉTRICA
DEL VOLUMEN DE SÓLIDOS ................ 283
6.5 PRECISIÓN GEOMÉTRICA DEL
VOLUMEN DE LÍQUIDOS ....................... 286
6.6 DELIMITACIÓN DEL VOLUMEN
DE GASES ............................................... 289
6.7 MEDICIÓN DEL VOLUMEN
DE CUERPOS IRREGULARES ................ 292
6.8 MASA Y PESO ......................................... 291
GLOSARIO DE TÉRMINOS CIENTÍFICOS
Y TECNOLÓGICOS .......................................... 293
BIBLIOGRAFÍA ................................................. 297
FUENTES DE ILUSTRACIONES ..................... 304
Capítulo 4
EL LUGAR DE LA EXPERIMENTACIÓN ........ 243
4.1
4.2
4.3
MATERIALES DE LABORATORIO .......... 244
MATERIALES DEL ENTORNO ................ 248
REGLAS DE LA EXPERIMENTACIÓN .... 251
ÁREA DE CIENCIAS NATURALES
Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
´
Biología
y ´
Educación Ambiental
ESTRUCTURA CURRICULAR
1.1
1.2
1.3
CONCEPTOS BÁSICOS
SESIONES DE APRENDIZAJE
Y VIDEOS
Capítulo 1
HORIZONTES DE LA BIOLOGÍA
Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL
Núcleo Básico 1
HORIZONTES DE LA BIOLOGÍA
Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL
Presentación del curso.
La biología y la educación ambiental.
Formas de estudiar la biología y de aplicar la
educación ambiental.
Los proyectos ambientales escolares (Praes)
Diseño de un proyecto personal
1.4
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Capítulo 2
EL MUNDO VIVO, LA CIENCIA QUE LO ESTUDIA
Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
¡Comenzamos!
¿De dónde partimos?
¿Qué vamos a estudiar?
La ciencia de la vida.
Herramientas de la biología.
Experiencias piloto: proyectos ambientales
Escolares. Un compromiso por lograr.
Núcleo Básico 2
EL MUNDO VIVO, LA CIENCIA QUE LO ESTUDIA
Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL
Los seres vivos como objeto de estudio de la
biología.
Conceptos básicos de la biología y de la
educación ambiental.
El camino de la ciencia y la tecnología.
El laboratorio.
Las prácticas e investigaciones de campo.
La biología y la educación ambiental en la
historia.
Aplicación de los estudios biológicos y la
educación ambiental, para entender los
fenómenos de la vida.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Núcleo Básico 3
ORIGEN DE LA VIDA Y EVOLUCIÓN
Capítulo 3
ORIGEN DE LA VIDA Y EVOLUCIÓN
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
Bios-vida.
El árbol de la vida.
El camino de la ciencia.
¡Ponte atento!
¡Mucho ojo!
Un lugar para la investigación.
Un paseo científico.
Los revolucionarios.
El cazador.
Biólogos del siglo XX.
Exploradores y científicos.
La ciencia de la vida.
El que persevera alcanza.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
Los primeros transformistas.
Juan B. Lamarck.
Carlos Darwin, un viaje por el mundo.
Darwin y Wallace: La selección natural
La variación.
La selección natural y las variaciones
La adaptación.
El punto de vista de algunas ciencias.
Los elementos de la evolución.
La especie.
La especiación.
La evolución humana.
15
Todo cambia.
¡Si no se usa, se atrofia!
El Beagle.
Pico y caparazón.
La ley del más apto.
Variaciones sobre un mismo tema.
Los conejos en la nieve.
La evolución y sus ciencias amigas.
Evolución ¿por qué?
Nuevas especies.
El mono austral.
¿Homos o no Homos?
Repaso a pasito.
Lo que sabes de evolución.
Armando las piezas I.
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
SESIONES DE APRENDIZAJE
Y VIDEOS
CONCEPTOS BÁSICOS
Núcleo Básico 4
LOS SERES VIVOS Y SU CLASIFICACIÓN
Capítulo 4
BIODIVERSIDAD Y AMBIENTE
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
La biodiversidad.
Importancia biológica de la biodiversidad.
La disminución de la biodiversidad.
Importancia de la biodiversidad para el ser
humano.
La biodiversidad en Colombia.
Elementos que propician la biodiversidad en
Colombia.
Colombia un país con megabiodiversidad.
Endemismos, las espacies típicas de Colombia.
Causas directas e indirectas de la pérdida de la
biodiversidad en Colombia.
La conservación y el manejo sostenible de los
recursos.
La clasificación de los seres vivos.
Las categorías taxonómicas.
El nombre científico.
Los bioterios.
El herbario, el terrario y el acuario.
Los cinco reinos.
Reino Mónera.
Reino Protoctista.
Reino Fungi (Hongos).
Reino Plantae.
Reino Animalia.
Los virus, un caso especial.
Las relaciones biológicas.
Núcleo Básico 5
ELEMENTOS BÁSICOS DE ECOLOGÍA
Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Capítulo 5
ECOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
49 (63). Todos nos relacionamos.
50 (64). Partes de un todo.
51 (65). Miniecosistema.
52 (66). El viaje del agua.
53 (67). Siempre agua.
54 (68). Elementos indispensables.
55 (69). Juntos pero no revueltos.
56 (70). ¿Todos contra todos?
57 (71). Cada quien vive como puede.
58 (72). El verde es vida.
59 (73). ¿Quién se come a quién?
60 (74). El pez grande se come al chico.
61 (75). El todo y sus partes.
62 (76). Valoremos nuestro trabajo.
63 (77). Armando las piezas II.
La ecología y la educación ambiental.
El ecosistema.
Los ciclos de los ecosistemas.
La fotosíntesis en los ecosistemas.
La comunidad biológica.
Interacciones biológicas.
La circulación de la materia y la energía en los
ecosistemas.
CONCEPTOS BÁSICOS
35 (49). ¡Qué variedad!
36 Los Andes.
37 (51). Cada cosa en su lugar.
38 (52). Bien organizados.
39 (53). El Museo viviente.
40 (54). Con ustedes... ¡Los móneras!
41 (55). Proctoctistas, los olvidados.
42 (56). ¡Qué hongo!
43 (57). Los vegetales.
44 (58). El yerberito llegó.
45 (59). Nosotros los animales.
46 (60). ¿Son seres vivos?
47 (61). Reuniendo los datos.
48 (62). ¿Qué tanto aprendimos?
16
PRESENTACIÓN GENERAL
Corresponde a la sesión de GA 1.1 ¡COMENZAMOS!
El presente texto contiene información básica relativa a la biología y la Educación Ambiental,
que seguramente serán de tu interés. A través de su lectura y análisis podrás ampliar tus
conceptos y tu visión sobre objetos, eventos y procesos del mundo natural. Entre otras cosas
aprenderás:
•
Que la biología es la ciencia que nos permite conocer las características universales
que definen a los seres vivos.
•
Que la educación ambiental es la vía a través de la cual, los individuos y las
colectividades comprenden la relación con su entorno natural, social y cultural, para
generar cambios de actitudes y fortalecimiento de los valores por el ambiente.
•
La existencia de una gran diversidad de organismos que, para sobrevivir, desarrollan
diferentes mecanismos y funciones.
•
La concepción científica acerca del origen de la vida y la evolución de las especies.
Las leyes generales que rigen los procesos biológicos.
•
Las relaciones entre los seres vivos y de éstos con su medio.
•
La influencia de los seres humanos sobre el equilibrio ambiental y el entorno natural.
El tratamiento de estos temas está de acuerdo con el objetivo de la asignatura, la cual
consiste en proporcionarte conocimientos que te ayuden a comprender y explicar algunos
fenómenos naturales de manera que amplíen tus conocimientos y te formen y desarrollen
actitudes de responsabilidad para el cuidado de la salud y la protección del ambiente.
Te invitamos a mantener una “actitud de curiosidad científica y deseos de saber” durante
la lectura y análisis de los temas; para ello es importante que te cuestiones a ti mismo,
que busques dialogar con personas que tengan conocimientos especializados, que
consultes diversas fuentes bibliográficas y compares diferentes puntos de vista; de ese
modo lograrás obtener explicaciones más cercanas a la realidad de los fenómenos
desconocidos y de los problemas que se te presenten en cualquier situación de la vida.
Además, te recomendamos estudiar los eventos o fenómenos naturales utilizando formas y
técnicas científicas, ya que esto te ayudará a construir conocimiento significativo; es decir,
obtendrás información más verídica, comprobable y fundamentada. Recuerda que la
información que encontrarás en este libro es para que la analices, cuestiones y
complementes; pero no para que la memorices, ya que eso poca utilidad podrá reportarte.
17
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Al manejar este libro es probable que encuentres palabras nuevas, consulta su significado
en el glosario de términos científicos y tecnológicos que figura al final de la asignatura
de este libro o en tu diccionario, coméntalas y trata de incorporarlas a tu lenguaje.
Nuestro principal interés es contribuir a tu formación personal mediante la construcción de
un pensamiento científico, la creación y práctica de valores, actitudes y comportamientos
para que logres desarrollar unas competencias básicas para tu vida a partir del estudio de
esta asignatura.
LOS AUTORES
CONCEPTOS BÁSICOS
18
Capítulo 1
HORIZONTES DE LA BIOLOGÍA
Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL
PRESENTACIÓN
Este capítulo proporcionará una visión panorámica de la biología y de la Educación Ambiental, que permite
bién señala algunas características que diferencian a los seres vivos de la materia inerte
o sin vida.
También se hace una introducción acerca de los Proyectos Ambientales Escolares
(Praes) y se presenta una guía para elaborar un proyecto que pueda utilizarse en el
tratamiento de problemas relacionados con la asignatura de biología o con una problemática ambiental de tu comunidad.
“La ciencia es el alma de la prosperidad de las naciones y la fuente de vida de todo progreso”.
LUIS PASTEUR
19
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
1.1 PRESENTACIÓN DEL CURSO
Corresponde a la sesión de GA 1.3 ¿QUÉ VAMOS A ESTUDIAR?
En las últimas décadas se ha presentado un cambio de las relaciones entre la sociedad
y la naturaleza, que ha desencadenado alteraciones ecológicas de graves consecuencias
como los enormes problemas de contaminación, agotamiento de los recursos, entre
otros. Todo ello lleva a replantear las relaciones de los seres humanos consigo mismos,
con los demás y con el ambiente que los sustenta, a través de la Educación Ambiental.
Durante el siglo XX la ciencia de la biología se ha desarrollado considerablemente, al
grado de obtener grandes avances en el conocimiento de ciertos fenómenos naturales,
mediante su estudio detallado y profundo.
La asignatura de biología propende por una visión general de muchos de esos fenómenos; de esta manera se explican las características de los seres vivos y se describen:
algunas características de la metodología científica propia de la biología; el laboratorio
escolar, el taller y la organización y realización de prácticas e investigaciones de campo.
Figura 1. Ejemplo de diversidad de organismos que habitan la Tierra.
Al mostrar el desarrollo histórico de la teoría evolutiva, se señala la importancia del
trabajo de Carlos Darwin y su viaje, así como los fundamentos de la teoría de la evolución;
se plantea también el proceso de la evolución humana. Asimismo se explica la teoría
más aceptada sobre el origen de la vida.
Se señalan los reinos en que se agrupan a los organismos y la diversidad actual de
seres vivos en el mundo y en especial en Colombia.
Además se hace hincapié en las relaciones que los organismos mantienen entre sí en
los ciclos biológicos y la importancia del uso racional y sostenible de los recursos
naturales.
CONCEPTOS BÁSICOS
20
1.2 LA BIOLOGÍA Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL
Corresponde a la sesión de GA 1.4 LA CIENCIA DE LA VIDA
La Educación Ambiental es una herramienta importante para ayudar a las personas y a los
grupos sociales a tomar conciencia y a sensibilizarse por el ambiente y sus problemas; a
tener una serie de experiencias y apropiarse de un conocimiento básico de él; a construir
alrededor del ambiente un conjunto de valores y preocupaciones. Además nos lleva a
desarrollar las competencias necesarias para identificar, anticipar y resolver problemas
ambientales e incentivar la motivación para participar activamente en el mejoramiento y
protección del ambiente. Así pues la Educación Ambiental nos invita a tomar decisiones
responsables frente a nuestro entorno.
Figura 2. La biología estudia temas como la distribución de los seres vivos en el planeta.
La biología es la ciencia por medio de la cual se estudia a los seres vivos y, como todas
las ciencias, se desarrolla y amplía a través del esfuerzo constante del ser humano por
comprender la naturaleza.
En biología no sólo se investiga cuántas formas, tamaños y especies de organismos existen,
sino que también son parte de su campo de estudio, la Tierra y la vida como un sistema.
Además estudia la distribución de los seres vivos en el planeta, su variación, su clasificación,
su estructura y función, las relaciones que existen entre ellos y con el ambiente, los
organismos fósiles, el origen de la vida, la evolución de las especies, entre otros.
Como su campo de estudio es enorme, ha sido necesario dividir esta ciencia en tantas
21
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
ramas como temas de investigación surgen; de este modo, hoy se reconocen: la ecología,
la genética, la taxonomía y la sistemática, la bioquímica, la paleontología, entre otras, como
disciplinas fundamentales en el avance de la biología.
Ese adelanto ha permitido el conocimiento de muchos fenómenos naturales, la identificación
y erradicación de diversas enfermedades, la obtención de mejores plantas y cosechas, y
muchos otros beneficios; sin embargo, en diversas ocasiones también ha causado daños
al ambiente.
El ser humano, como ser vivo, también forma parte del campo de estudio de la biología e
históricamente ha destinado gran esfuerzo para desarrollar esta ciencia.
Es importante continuar las investigaciones en el campo de estudio de esta ciencia, ya que
a través de ella no sólo se facilitará el conocimiento de los seres vivos, la comprensión de
los fenómenos naturales y la problemática ambiental, sino que también se obtendrá una
visión más completa y profunda de la vida y lo que ella significa como valor supremo del ser
humano.
1.3 FORMAS DE ESTUDIAR LA BIOLOGÍA Y DE APLICAR
LA EDUCACIÓN AMBIENTAL
Corresponde a la sesión de GA 1.5 HERRAMIENTAS DE LA BIOLOGÍA
Día a día los seres humanos buscan respuestas a los distintos problemas que se les
presentan; sin embargo existen formas o caminos más seguros que facilitan la comprensión
de tales dificultades y sus posibles soluciones.
La herramienta más valiosa para construir conocimientos significativos y una mejor
comprensión del funcionamiento de la naturaleza, es la metodología científica, de la cual se
hablará con mayor detenimiento posteriormente; por ahora es conveniente señalar que su
aplicación en la vida diaria facilita también el entendimiento de fenómenos poco estudiados
y la resolución de infinidad de problemas de la vida cotidiana.
Las actividades de laboratorio y de campo, las colectas y preparación de ejemplares, las
demostraciones de experimentos, la construcción y mantenimiento de acuarios, terrarios,
herbarios, entre otros, son formas accesibles que permiten el contacto con los fenómenos
naturales y mediante las cuales se aprende y se logra aplicar el conocimiento en el mundo
de la vida, el mundo que todos compartimos.
Podría parecer un obstáculo para llevar a cabo lo anterior, el hecho de no contar con un
laboratorio bien equipado; no obstante, éste puede ser complementado poco a poco con
materiales reutilizables, o de bajo costo.
Algo que sí es imprescindible para aprender en biología y aplicar la educación ambiental,
CONCEPTOS BÁSICOS
22
es la actitud decidida a investigar y cuestionar, característica que, junto con la creatividad de
cada persona, facilitará el tratamiento o incluso la resolución de los problemas que pudieren
presentarse.
La consulta en libros, revistas especializadas, películas, videos, consultas a través de Internet,
visitas a museos y centros especializados, son un apoyo más, que se utiliza generalmente
para ampliar, corroborar y, si es necesario, reestructurar la información que se tiene; o bien,
para cuando las condiciones no permiten la experimentación o la observación directa. Sin
embargo, cabe recordar que el estudio cuidadoso de los fenómenos es insustituible y más
provechoso. Por ejemplo, si en un texto aparece ilustrada una colección de hojas, el ver
dicha ilustración no reemplaza la experiencia de realizarla personalmente.
Por otra parte, resulta recomendable someter a discusión en equipo de trabajo y en grupo
total, aquellas cuestiones cuyo entendimiento no hayan sido suficientemente claras. El propósito
es obtener, a través del intercambio de opiniones y demostraciones fundamentadas, un
análisis de los argumentos en los cuales se apoya una proposición que permita la
comprensión o interpretación de un hecho y la aproximación a conocimientos significativos.
Las condiciones básicas para que se dé una discusión de este tipo radican, entre otras
cosas, en:
•
La participación de todos los integrantes del equipo.
Figura 3. La participación de todos los miembros del equipo es importante para
que se establezca una buena discusión e intercambio de argumentos.
23
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
•
El establecimiento de un ambiente de amistad y respeto.
•
El no aceptar argumentos sin que antes hayan sido sometidos al análisis.
•
El poner a consideración de otros, los puntos de vista propios y solicitar o aceptar ayuda
externa, si se requiere, y modificar dichas opiniones si las consideraciones de los demás
conducen a ello.
•
El lograr que la mayoría de explicaciones, conclusiones, o soluciones a las que se llegue
puedan demostrarse o probarse.
•
El mantener una actitud crítica y reflexiva frente a los temas y proyectos que se
desarrollen.
•
El reconocer y respetar las diferencias de opinión que se puedan presentar en la
confrontación.
•
El sentido de participación y pertenencia por el trabajo que se desarrolla en el grupo.
Figura 4. La demostración de lo aprendido es una forma
de reafirmar los conocimientos construidos.
CONCEPTOS BÁSICOS
24
1.4 LOS PROYECTOS AMBIENTALES ESCOLARES (Praes)
Corresponde a la sesión de GA 1.6 PROYECTOS ESCOLARES. EXPERIENCIAS PILOTO
El ser humano, al convivir con sus semejantes y relacionarse con otros seres vivos en
diversos ambientes, se enfrenta a una serie de problemas y necesidades tales como:
aportar a la solución de las problemáticas ambientales, alimentarse, mejorar sus
condiciones de vida, investigar y conocer más acerca de los organismos que le benefician
o perjudican, etc. Estas situaciones se pueden mejorar de varias maneras; una de ellas
es mediante la formulación y realización de proyectos.
Como ya se ha dicho, los proyectos pueden formularse a partir de una problemática que
se presenta en la comunidad o a partir de un tema que se quiera investigar.
Los proyectos que se formulen a partir del Proyecto Educativo Institucional (PEI) de tu
institución educativa y que tengan que ver con un tema o una problemática ambiental
particular de la región, reciben el nombre de Proyectos Ambientales Escolares (Praes).
Estos proyectos son muy importantes porque aportan a tu formación integral y será la manera
de prepararte para actuar con conciencia ética y con responsabilidad en el manejo de tu
entorno.
Hay otro tipo de proyectos y de los cuales cada estudiante puede hacer parte; éstos se
rigen a través de los criterios generales de los PRAEs, tienen en cuenta la situación real
(diagnóstico) de la comunidad y se organizan con las personas o grupos de diferente índole,
interesados en empezar a trabajar aspectos de la comunidad; son una forma de mantener
relacionada la comunidad con la escuela. Estos proyectos reciben el nombre de Proyectos
Ciudadanos de Educación Ambiental (PROCEDAS).
Los proyectos que se formulan, tanto Praes como PROCEDAS, tienen que ver con
problemáticas del ambiente (contaminación del agua, del aire, deterioro del suelo, invasión
del espacio público, contaminación visual, contaminación sónica por ruido, problemas de
basuras, impactos de ciertas tecnologías en la explotación de recursos, entre otros) o con
temas relacionados con la propia vida de la comunidad (agua, salud, entre otros); lo más
importante es que estos proyectos se organicen en torno al tratamiento de problemas, que
permitan la aplicación de conocimientos, que los educandos puedan llevar a la práctica
temas de las diferentes asignaturas, que tengan en cuenta los saberes científicos, populares
y comunes y de esta manera enriquezcan sus explicaciones propias, cambien actitudes y
comportamientos y fortalezcan sus valores frente al manejo del entorno.
25
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
CRITERIOS FUNDAMENTALES PARA CONSTRUIR UN PROYECTO
AMBIENTAL ESCOLAR, YA SEA PERSONAL, COLECTIVO, INSTITUCIONAL
O COMUNITARIO:
•
¿Cuáles son las características de la región donde se desarrollará
el proyecto?
Este criterio es muy importante porque lleva al estudiante a empezar a conocer su región,
a investigar cómo son las condiciones tanto naturales (espacio y sus recursos), como
sociales (características de la población), políticas (cómo funciona), económicas
(actividades económicas) y culturales (costumbres y formas de proceder en el ambiente),
en las que está vinculada la escuela.
Esta actividad te va a permitir conocer cuáles son las formas que la población tiene para
relacionarse con el ambiente (diagnóstico) y definir los problemas que más afectan tu escuela
o la comunidad y algunas maneras de resolverlos.
•
¿Con quién te puedes asociar?
Debes buscar todas las personas, grupos o entidades que tengan metas comunes con tu
proyecto y que trabajen en torno a la problemática seleccionada, tanto fuera de la escuela
(especialistas, técnicos, universidades, fundaciones, organizaciones no gubernamentales
-ONG-, entre otras), como dentro de la escuela (las diferentes instancias académicas y
administrativas).
•
¿Cuál es el papel que debe asumir la institución escolar?
El proyecto debe servir para que se tomen decisiones relevantes, se realicen acciones
importantes que faciliten y fortalezcan el proyecto y se amplíe la participación de la escuela
en los proyectos comunitarios.
•
¿Cuál es el compromiso con el proyecto?
Es importante que te identifiques con lo que vas a hacer, que te sientas bien, que te guste
lo que vas a desarrollar, que sea importante para ti. El sentido de pertenencia que
desarrolles frente al proyecto hará que asumas con responsabilidad tus compromisos y
participes activamente, aportando en la solución de la problemática
•
¿Qué grupos culturales tienen relación con la problemática?
Se deben conocer las características de los diferentes grupos culturales de la región, esto
permite reconocer la diversidad cultural y respetar e identificar los aportes que se den desde
cada grupo para mantener una dinámica particular de la región, elemento importante para
la construcción de nuestra propia identidad.
CONCEPTOS BÁSICOS
26
CONTAMINACIÓN
DEL AGUA
DIAGNÓSTICO DE
LA REGIÓN
LOS ESTUDIANTES
Y MAESTROS
PROYECTOS
COMUNIDAD
TRABAJO PRÁCTICO
CONFRONTACIONES
IDEAS
RECOLECCIÓN DE LA
INFORMACIÓN
SELECCIÓN DEL
SITIO
CONSTRUCCIÓN DE
CONOCIMIENTOS
CAMBIOS DE ACTITUD
FRENTE AL ENTORNO
PROYECCIÓN A LA
COMUNIDAD
COMPROMISO INDIVIDUAL
Y GRUPAL
CONSTRUCCIÓN
DE UNA ÉTICA
AMBIENTAL
Gráfica No. 1. Ejemplo de un proyecto ambiental escolar
cuyo problema es la contaminación de una fuente de agua.
DISEÑO DE UN PROYECTO PERSONAL
Corresponde a la sesión de GA 1.6 UN COMPROMISO POR LOGRAR
Un proyecto puede considerase como el propósito de realizar algo y la forma de lograrlo. Si
es formulado por un individuo se llama proyecto personal, pero para su ejecución necesita
de varios participantes. El proyecto entonces, en la práctica, se convierte en un proyecto
colectivo.
Es conveniente planear, cuidadosamente, cada proyecto, enunciando con claridad lo que
se pretende efectuar, los motivos por los que se eligió, los beneficios que de él se pueden
derivar; cómo se puede llevar a cabo, qué materiales son necesarios, cuántas personas
deben participar y el tiempo aproximado que se requiere para realizarlo. Como una guía
para diseñar y planear el proyecto personal, se pueden plantear y responder algunas
cuestiones como las del ejemplo siguiente:
27
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
•
¿Qué se quiere realizar?
El proyecto podría ser: “organizar una huerta escolar”.
Figura 5. La huerta escolar es ejemplo de un proyecto colectivo a largo plazo.
•
¿Por qué se eligió este proyecto?
En este punto habrá de considerarse las razones que motivan el interés de dicha actividad,
como: “porque son útiles para la producción de plantas alimenticias”.
•
¿Para qué se desea realizar?
Aquí habrá que tomar en cuenta los beneficios que se derivarían de su realización y tratar
de fijarse metas lo más precisas posibles, como: “para cultivar sus propias hortalizas” o
para “conocer qué organismos afectan su cultivo” o “ para determinar qué condiciones del
suelo son más propicias para su cultivo”, entre otras.
•
¿Cómo llevarlo a cabo?
Es indispensable determinar las actividades que permitirán cumplir con el propósito
señalado, utilizando los procesos de los métodos de investigación entre los cuales pueden
estar: definir el problema, plantear hipótesis, experimentar (observar, medir, registrar
datos...), el análisis de resultados, la proyección, entre otros.
•
¿Cuáles son los materiales necesarios?
Es importante considerar las fuentes de información y el material requerido. Para la
organización de una huerta es conveniente investigar en libros y revistas científicas,
CONCEPTOS BÁSICOS
28
observar el trabajo de algunos agricultores y solicitar su consejo, entre otras cosas. También
se necesita de un espacio adecuado o terreno; los abonos; las herramientas como pala,
pico, regadera, rastrillo y otras más.
•
¿Con quién se cuenta para realizarlo?
Un proyecto, independientemente de haber sido formulado de manera individual o colectiva
puede requerir la intervención de varias personas, para su realización. En la huerta escolar,
por ejemplo, podrían participar todos los y las estudiantes de un grupo o de varios grupos,
si se cuenta con un terreno grande y se organizan debidamente para repartir las actividades.
•
¿Cuánto tiempo se requiere?
De acuerdo con las actividades, materiales y personal que intervendrá es conveniente planear
el tiempo durante el cual se llevará a cabo el proyecto. La preparación y organización de una
huerta puede ser un proyecto a mediano plazo si se trabaja para obtener una o dos cosechas;
o bien, a largo plazo si se cultiva durante un período de tiempo largo, aplicando técnicas de
cultivos asociados y alternándolos.
29
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Capítulo 2
EL MUNDO VIVO, LA CIENCIA QUE LO ESTUDIA
Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL
PRESENTACIÓN
En el presente capítulo se observa un panorama general del campo de estudio de la biología
y su relación con la Educación Ambiental, se analizan las características de los seres vivos
para establecer las diferencias que presentan en relación con los seres no vivos.
El contenido del capítulo tratará la necesidad de dividir a la biología en varias ramas.
Además señala los recursos para conocer esta ciencia: los métodos de investigación, las
prácticas de laboratorio y de campo, los bioterios y muchos recursos más que hacen de la
biología una ciencia con características propias, con formas de estudio particulares y con
un amplio campo en donde también está incluido el ser humano, el cual debe ser educado
en la dimensión ambiental.
También se hace una primera aproximación de la relación ser humano –naturaleza– ciencia
–tecnología – sociedad, para reconocer las razones de porqué se implementan alternativas
tecnológicas y así poder entender las formas de explotación que realizan los seres humanos
de los recursos naturales, con sus impactos positivos y negativos.
Los elementos citados en el párrafo anterior, combinados con el estudio de un panorama
histórico de la Biología y la Educación Ambiental, te permitirán analizar la importancia, la
utilidad de los conocimientos biológicos y de las relaciones del ser humano con el ambiente.
“Todos los seres que habitamos en este mundo debemos vivir
en armonía con la naturaleza, no en conflicto con ella”.
DAVID SHEPHERD
31
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
2.1 LOS SERES VIVOS COMO OBJETO DE ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA
Corresponde a la sesión de GA 2.7 BIOS - VIDA
La biología es la ciencia que estudia a los seres vivos. Pero, ¿qué son los seres vivos?
Es difícil dar una respuesta directa; naturalmente, algunas cosas tienen vida y otras no.
Es obvio que una persona, un pez, un roble y un cactus, tienen vida. Asimismo es cierto
que las rocas, los plásticos y los pilares de acero no la tienen.
Para distinguir a los seres vivos de los no vivos es necesario conocer las características
que los diferencian.
Una característica importante es que los seres vivos están constituidos por unas pequeñas
unidades llamadas células, las cuales tienen una estructura compleja.
membrana celular
citoplasma
núcleo
Figura 1. La célula, es la unidad básica
de organización estructural y funcional
de todos los organismos, está constituida,
principalmente, por la membrana celular, el
citoplasma y el núcleo.
Las células comúnmente tienen un tamaño tal que sólo es posible observarlas con la
ayuda de un microscopio.
No todas las células son iguales, existen muchas variantes entre ellas. La principal es la
presencia o ausencia de una estructura llamada núcleo celular o centro de control.
Las células con núcleo celular están presentes en la mayoría de los organismos. En ellas
pueden distinguirse tres estructuras básicas: la membrana celular, el citoplasma y el
núcleo.
CONCEPTOS BÁSICOS
32
La membrana celular es una capa compuesta, principalmente, por grasas y proteínas,
que rodean a la célula. Su función es proteger al resto de la célula, además de regular y
controlar la entrada y salida de sustancias de ésta.
La membrana celular envuelve a una sustancia denominada citoplasma, la cual está
compuesta principalmente de proteínas suspendidas en un medio acuoso, que, a su vez,
alberga a otras estructuras celulares llamadas organelos. La estructura y función de los
organelos celulares y en general de la célula, será motivo de estudio en el próximo grado.
El núcleo es una estructura muy importante, pues controla todas las actividades celulares.
En su interior contiene los elementos que transmiten las características hereditarias de una
generación a otra.
Además de la presencia de células, a los seres vivos se les puede identificar porque realizan
una serie de funciones. Entre las principales están la irritabilidad, la nutrición, la respiración,
la relación y la reproducción. A lo largo de los cursos de biología habrá oportunidad de
estudiarlas con detalle.
Una de las funciones propias de los seres vivos, y por tanto, una de sus propiedades, es la
irritabilidad. Los seres vivos responden a los estímulos y cambios de su ambiente. Las
variaciones en la temperatura, los cambios de presión, el sonido y las diferencias en la
intensidad de la luz son algunos ejemplos de estímulos que pueden provocar respuestas en
los seres vivos.
Supongamos, por ejemplo, que un grano de arena y una semilla están enterrados en el
suelo y que a la tierra la calienta el sol y la humedece el agua de lluvia.
¿Qué ocurre con el grano de arena y con la semilla? Mientras que el primero permanece
igual, la semilla responderá a esos cambios y empezará a germinar.
Figura 2. La germinación de la semilla es una respuesta a los cambios del medio.
En términos generales puede decirse que todo ser vivo realiza funciones que le permiten,
por ejemplo, el crecimiento, el desarrollo, la conservación y la reparación de tejidos. Estas
funciones se conocen como metabolismo. Por ejemplo, un niño que está creciendo debe
33
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
el aumento de su peso, entre otras funciones, a la nutrición, mientras que, comparativamente,
lo inanimado no se nutre.
Los seres vivos tienen la capacidad de reproducirse, es decir, de originar otros organismos
semejantes a ellos; así, una vaca, una lagartija y un insecto pueden tener crías que podrán
llegar a la etapa adulta y reproducirse. Los árboles producen semillas que en condiciones
adecuadas se convierten en otros árboles. Las cosas inanimadas carecen de esta capacidad.
Figura 3. La capacidad de reproducirse es característica de los seres vivos.
Una característica más de los seres vivos es el movimiento, es decir, la posibilidad de
desplazarse de un lugar a otro en algunos casos, o de manifestar la propiedad de seres
animados (ondulan, se contraen, cambian de forma), aunque permanezcan fijos. En algunos
casos el movimiento mismo puede ayudar a diferenciar a los seres vivos, ya que, por ejemplo,
muchos animales pueden trasladarse de un lugar a otro, en tanto que, en general, las
plantas no pueden hacerlo.
El movimiento puede ser resultado de la contracción muscular (en organismos formados
por muchas células) o de la acción de partes microscópicas como cilios y flagelos (en
organismos formados por una célula).
Otra característica de los seres vivos es la capacidad de adaptación. Los organismos
sufren cambios, ya sean inmediatos o a largo plazo, para resistir las variaciones del medio.
Una consecuencia de la adaptación es la diversidad de especies.
CONCEPTOS BÁSICOS
34
Figura 4. La diversidad biológica o biodiversidad se manifiesta al observar desde las
pequeñísimas bacterias hasta las colosales ballenas azules.
El ser humano, en todas las épocas, ha manifestado su interés y curiosidad por el mundo
vivo. Las pinturas rupestres así lo demuestran. A través de la historia, hombres y mujeres
han dedicado grandes esfuerzos al estudio de los seres vivos.
El número total de especies es desconocido, podría ser más de 10 millones y tal vez
llegar a los 100, pero lo que sí se sabe es que todas son objeto de estudio de la biología.
El ser humano es un ser vivo y por tanto forma parte de este campo de estudio.
2.2
CONCEPTOS BÁSICOS DE LA BIOLOGÍA Y DE LA EDUCACIÓN
AMBIENTAL
Corresponde a la sesión de GA 2.8 EL ÁRBOL DE LA VIDA
La problemática que presentan los seres vivos y su hábitat a consecuencia del inadecuado
manejo por parte de los seres humanos ha llevado a que la Educación Ambiental no sólo
se oriente a la comprensión e interpretación de todos los aspectos del ambiente, sino que
también logre que las personas desarrollen valores y elaboren propuestas, para aportar a la
solución de los problemas.
Para lo anterior es muy importante tener claro los conceptos de ambiente y de sistema
ambiental.
•
Ambiente
El ambiente debe considerarse como el conjunto de condiciones físicas (factores abióticos)
en las que se desenvuelven los seres vivos (factores bióticos) y las relaciones únicas entre
los factores bióticos y abióticos de los ecosistemas, y abarca, además, las interacciones
particulares que ha tenido el ser humano con los diferentes ecosistemas, como ha sido la
adaptación del mismo para el manejo de los recursos y todos los aspectos de los diferentes
grupos sociales con sus elementos culturales, propios.
35
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Teniendo en cuenta los aspectos anteriores podría decirse que el ambiente es un sistema
en constante dinamismo, determinado por las interacciones físicas, biológicas, químicas,
sociales, económicas, políticas, éticas y culturales, que se presentan entre los seres humanos,
los demás seres vivos y los elementos del entorno donde se desarrollan.
•
Sistema ambiental
El planeta Tierra debe entenderse como un gran sistema, constituido a la vez por sistemas
más pequeños, esto nos permite trabajar de una mejor manera la realidad del ambiente.
Debe considerarse el sistema como el conjunto de elementos que están en constante
relación, y que aunque se pueda fragmentar en partes, su funcionamiento depende de que
los elementos se integren en su totalidad.
Podemos definir tres componentes fundamentales en el sistema: sus partes o elementos,
su estructura y las relaciones de uno y otros elementos.
Hay que tener presente que los sistemas ambientales son conjuntos en donde todo se
relaciona, sin duda se pueden diferenciar sus partes para estudiarlos, pero su funcionamiento
depende de las relaciones y la dinámica total del sistema. Es por eso que para comprender
problemas de un sistema natural, por ejemplo: contaminación de aguas, no se pueda
interpretar solo, sin conectarlo con los sistemas económicos, sociales, culturales, entre otros.
La biología es la ciencia encargada del estudio de los seres vivos. Los fenómenos que
ocurren en relación con ellos son muchos y variados; por lo tanto, para estudiarlos la
biología necesita dividirlos. El conocimiento que el ser humano acumula acerca de ellos,
crece día tras día.
Un personaje que estudió a los seres vivos, hace más de dos mil años, fue Aristóteles; de él
se dice que es el hombre que logró recoger en su obra todo el conocimiento de su época.
Actualmente el conocimiento acerca de los seres vivos se ha incrementado tanto que la
hazaña de Aristóteles no podría repetirse, es decir, una sola persona no puede tener todo el
conocimiento sobre los seres vivos.
La biología es una ciencia en constante crecimiento, los conocimientos que abarca son
tan amplios y profundos que es posible imaginarla como un enorme árbol cuyo tronco es
la biología misma, con algunas grandes ramas, que son las ciencias a las que ha dado
origen, y de éstas parten otras menores, y luego otras aún más pequeñas, que semejan
brotes que pronto crecerán, es decir: las nuevas ciencias.
Por ejemplo, una rama de la biología es la taxonomía, que se encarga de clasificar a los
seres vivos. En sus inicios la taxonomía separaba a los seres vivos en plantas y animales.
Esto significa que a nuestro árbol imaginario le brotan dos grandes ramas.
CONCEPTOS BÁSICOS
36
Sin embargo, un estudio más cuidadoso –y la identificación de otros tipos de seres vivos–
demuestra que muchos no son ni plantas ni animales, lo cual origina un árbol de la biología
con estructura diferente a la que imaginamos primero –en la rama destinada a la taxonomía–.
Actualmente los seres vivos se clasifican atendiendo a sus características de parentesco,
sus funciones y su estructura.
La comunidad científica, con base en estos criterios, ha propuesto nuevas formas de
clasificación de los seres vivos. La clasificación estructurada en cinco reinos –que es la
más actualizada– divide nuevamente el árbol de la Biología en cinco grandes ramas.
Las ramas de la biología tienen un campo de estudio y un nombre; por ejemplo, las bacterias
son objeto de estudio de la bacteriología.
C
D
E
B
A
Figura 5. Los seres vivos se clasifican actualmente en cinco reinos: A) Mónera,
B) Protoctista, C) Hongos (Fungi), D) Plantas (Plantae) y E) Animales (Animalia).
REINO
(Ramas mayores)
NOMBRES DE LAS RAMAS
(Ciencias)
Bacteriología
MÓNERA
SERES VIVOS
(Ramas menores)
Bacterias
PROTOCTISTA
Algas, protozoarios
Ficología, protozoología
FUNGI
Hongos verdaderos
Micología
ANIMALIA
Moluscos
Reptiles y anfibios
Insectos
Peces
Aves
Mamíferos
Características del ser humano, etc.
Zoología
PLANTAE
Plantas con semillas
Plantas sin semillas
Botánica
Figura 6. Reinos, seres vivos y nombres de las ramas –ciencias– que los estudian.
37
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Nuevas ramas del árbol de la biología surgen de la unión de disciplinas lejanas: por ejemplo,
de la biología y la física surge la biofísica. En muchos casos la biología utiliza
descubrimientos en otras ciencias –la física, la química y la geografía– por la afinidad que
entre ellas existe; como estudian objetos, eventos y procesos de la naturaleza, se les
denomina junto con la biología, Ciencias Naturales.
OTRAS RAMAS DE LA BIOLOGÍA
CAMPO DE ESTUDIO
Genética
Variación y herencia
Fisiología
Función
Taxonomía o sistematica
Clasificación
Evolución
Origen y cambios
Morfología
Forma y estructura
Bioquímica y biofísica
Estructura y función a nivel molecular
Embriología
Formación y desarrollo del embrión
Ecología
Relaciones de los organismos entre sí
y con el medio
Paleontología
Organismos fósiles
Parasitología
Parásitos
Figura 7. Otras ramas del árbol de la biología.
La biología también requiere de ayuda, ésta se la proporcionan, por ejemplo, las
matemáticas, la física, la química y la historia. A estas ciencias se les denominan ciencias
auxiliares de la biología.
Los seres vivos no se encuentran separados en la naturaleza, por tal motivo las divisiones
del campo de estudio de la biología obedecen al deseo de estudiarlos ordenadamente.
2.3
EL CAMINO DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA
Corresponde a las sesiones de GA 2.9 EL CAMINO DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA,
2.10 ¡PONTE ATENTO! Y 2.11 ¡MUCHO OJO!
Entre los aspectos más avanzados de la revolución científico–tecnológica están: el
desarrollo de la informática, el transporte, las telecomunicaciones, la manipulación genética,
la energética y otras. Sus procesos no pueden considerarse como la tecnología misma;
ellas se relacionan con productos y manifestaciones de la ciencia y la tecnología, uso o
consecuencias de su uso; la tecnología tampoco corresponde solamente a los aparatos y
sistemas tecnológicos.
CONCEPTOS BÁSICOS
38
La tecnología como fenómeno cultural es un conjunto de conocimientos, procesos y
productos que han hecho posible la transformación del ambiente, por parte del ser humano
y que esos conocimientos deben ser susceptibles de ser estudiados, comprendidos y
mejorados para las próximas generaciones.
La relación ciencia–tecnología es un factor importante en la transformación de la naturaleza
y por ende de la cultura. Este fenómeno se manifiesta en los cambios ocurridos en las
relaciones entre el ser humano, los elementos del ambiente y las formas de trabajo.
La ciencia y la tecnología se diferencian en algunos aspectos: la ciencia se da a través de la
formulación de hipótesis sobre los fenómenos de la naturaleza, la tecnología parte de las
necesidades y problemas del ser humano. La ciencia para su desarrollo utiliza los diferentes
métodos de investigación (métodos científicos), la tecnología emplea el diseño para su
desarrollo. Los productos de la ciencia se traducen en teorías, leyes y postulados, la tecnología
se concreta a través de la producción de instrumentos (artefactos, sistemas, procesos, bienes
y servicios).
Frente al mundo natural, el ser humano siente el deseo o la necesidad de conocerlo a fin
de lograr mayor seguridad y no sentirse como flotando a la deriva; pero también experimenta
la necesidad de actuar sobre él, tratando de adaptarse a sus requerimientos, para hacer su
vida más confortable y segura.
Como consecuencia de estas actitudes el ser humano se plantea tanto la necesidad de
conocer y comprender la naturaleza y sus fenómenos, como la de controlarla y modificarla
o, por lo menos, transformar el entorno que lo rodea.
Es decir, que para el ser humano, el mundo es objeto de investigación (o indagación) y
de acción.
Teniendo en cuenta estos dos hechos, podemos definir dos grandes campos relacionados
con la actividad humana, muy ligadas entre sí pero sustancialmente diferentes: el campo de
la ciencia (la investigación) y el campo de la tecnología (la acción).
La ciencia está asociada al deseo del ser humano de conocer (conocer y comprender el
mundo que lo rodea), mientras que la tecnología está asociada, con el hacer (hacer cosas
para satisfacer sus necesidades o deseos).
La ciencia y la tecnología son actividades humanas que tienen distinta motivación y
distintos productos.
En la ciencia, la motivación es el ansia de conocimiento, mientras que en la tecnología la
motivación es la satisfacción de necesidades o deseos; en la ciencia la actividad
fundamentalmente es la investigación científica, mientras que en la tecnología la actividad
básica es el diseño y la ejecución; en la ciencia el producto es el conocimiento científico,
mientras que en la tecnología el producto resultante son los bienes y servicios, métodos,
procesos y sistemas.
39
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
En resumen, la actividad humana llamada investigación científica y su producto
resultante: el conocimiento científico es lo que llamamos ciencia. La actividad humana
enfocada al interés y a la voluntad de satisfacer sus necesidades y deseos
transformando el entorno, en el cual prima el hacer(construir, crear, fabricar...) y su producto
resultante, es lo que llamamos tecnología.
La tecnología hoy día utiliza el conocimiento científico, comprende un saber sistematizado
y en su accionar se maneja tanto a nivel práctico como conceptual, es decir, abarca el
hacer técnico y la reflexión teórica. Ciencia y tecnología se apoyan mutuamente. La una
contribuye al desarrollo de la otra.
Hay que tener en cuenta que se tiene la idea de que cualquier avance tecnológico tiene
sentido, sin embargo se debe reflexionar sobre los valores que definen las prioridades e
impactos tecnológicos en el campo ambiental. En la tecnología no sólo debe valorarse los
efectos positivos sino también sus impactos negativos sobre los ecosistemas y las culturas,
específicamente en los valores y estilos de vida humana.
Para estudiar los seres vivos existen muchas formas científicas, basadas principalmente en
los métodos de investigación. Los métodos de investigación siguen rutas diversas y
constituyen el camino a través del cual se pueden construir conocimientos científicos.
Para el estudio de los seres vivos debe integrarse a lo que ya conocemos sobre ellos, la
observación, la experimentación, el registro de datos, la sistematización, el análisis, entre
otros procesos. Cuando los anteriores aspectos se integran en forma organizada y
sistematizada se convierten en una herramienta intelectual muy poderosa, con la cual pueden
comprenderse los fenómenos de la naturaleza y sus transformaciones.
Los anteriores procesos no siguen un curso lineal y rígido. Cada dificultad debe enfrentarse
realizando los ajustes convenientes, es decir, no deben tomarse como una receta de cocina.
Tomando en cuenta lo anterior, en general se considera que el planteamiento de un problema
se deriva de una situación que no satisface el conocimiento o marco conceptual que una
persona posee sobre un determinado aspecto de la realidad. El problema puede formularse
como una pregunta, cuya posible respuesta lleve a conocer las causas y consecuencias de
un fenómeno particular o a satisfacer explicativamente la esencia del fenómeno.
La respuesta posible a la pregunta originada por el planteamiento de un problema se
denomina hipótesis. Esta es una idea preliminar, conjetura, suposición o, posible explicación,
en torno a una situación o serie de situaciones que ocurren entre diversos acontecimientos.
Por medio de la hipótesis se emprende el estudio o investigación de un hecho desconocido
a partir de la información ya conocida. Una hipótesis puede enunciarse usando el
razonamiento explicativo: “Podría ser que...” por ejemplo: Podría ser que un virus sea la
causa del sida, o el razonamiento predictivo “Si... entonces...”.
El Si es una suposición o conjetura explicativa con base en hechos o conocimientos ya
sabidos y el entonces se refiere a una predicción, por ejemplo: “Si la luz estimula el
CONCEPTOS BÁSICOS
40
crecimiento de las plantas, entonces mientras más luz haya mayor altura alcanzarán las
plantas en su crecimiento”.
Una característica fundamental de plantearse preguntas es que éstas deben ser resueltas
y probadas.
En las Ciencias Naturales la validez o falsedad de una hipótesis o conjetura se determina
mediante la contrastación con la experimentación y con el cuerpo de conocimientos que se
posee; la experimentación permite controlar los elementos o variables que hacen posible un
fenómeno y de esta manera establecer las relaciones causa–efecto que lo explican.
La causa explica por qué ocurre algo y el efecto es el resultado de una causa. En un
proceso integrado por muchas causas y efectos, estos últimos también pueden ser las
causas en un determinado momento.
En la ejecución de cualquier investigación, tema o problema por estudiar, pueden emplearse
otros procesos. La observación debe realizarse durante toda la ejecución de cualquier
investigación. La observación consiste en examinar con atención, por medio de todos los
sentidos, los fenómenos que ocurren para contrastarlos con el cuerpo de conocimientos
que se posee. Además debe realizarse la consulta, la cual consiste en buscar información
en libros, revistas, la confrontación y el debate con otras personas y otras fuentes; el
registro, que consiste en anotar la información o fijarla mediante cualquier medio como, la
fotografía, el video, entre otros; la comparación, que consiste en establecer relaciones
entre dos o más objetos o fenómenos tratando de encontrar semejanzas y diferencias
entre ellos; la crítica y la autocrítica a través de la argumentación y todas aquellas estrategias
que permiten la aproximación a la “verdad”.
Un conjunto ordenado y coherente de hipótesis verificadas permiten construir una teoría;
la validez de una teoría sólo puede cuestionarse atacando las hipótesis más débiles,
sobre las cuales se basa. Una teoría continúa vigente mientras no surja otra que pueda
explicar mejor una situación determinada. El gran valor de una buena teoría, además de su
poder explicativo, radica en su poder de predicción, lo cual posibilita que el conocimiento
avance y sea más profundo.
En algunos casos el camino descrito hasta aquí permite acceder al conocimiento de hechos
que se cumplen invariablemente, en igualdad de condiciones; si además la objetividad de
los hechos se mantiene frente a cualquier prueba, entonces la hipótesis adquiere validez
universal; llegar a este punto significa que se ha llegado al establecimiento de una ley.
En cualquier ámbito en el cual se presente un problema se deberá tratar de aplicar un método
de investigación pertinente: en la escuela, el trabajo, el comercio, la industria y, naturalmente,
en la vida diaria.
Como es obvio, no se puede hablar de un método científico único, sino que dependiendo de
la naturaleza del tema por investigar, los científicos pueden tomar rutas o caminos diferentes
en su trabajo. La figura 8 ilustra las rutas posibles de uno de los métodos científicos o métodos
de la inteligencia:
41
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Parte de un marco
conceptual que es parte
de su conocimiento
que lleva a
UN PROBLEMA NUEVO
Otras situaciones
que no satisfacen
el concepto
(el conocimiento
es incompleto)
que le lleva a
UN NUEVO CONCEPTO
que a su vez lleva a
conoce
que le lleva a
Una situación que
no satisface el
marco conceptual
Una nueva
hipótesis
Diseñar y realizar
experimentos
perfeccionados y a
contrastar sus hipótesis
aísla
UN PROBLEMA
que le lleva a
ES
N
IO
C
VA
R
E
BS
O
LE
C
TU
R
AS
Esto lleva a
Elaborar una hipótesis
DISCUSIONES
ION
ES
Lo cual puede
conducir a
UN
ES
N
O
I
C
LA
U
C
PE
S
E
REUNIONES
MEDICIONES
RE
DISCUSIONES
Que le
puede
llevar a
S
NE
IO
C
VA
ER
S
OB
ES
PE
CU
LAC
ION
ES
LE
CT
UR
AS
Que le
puede
llevar a
Hacer un diseño
experimental para
probar su hipótesis
Figura 8. Diagrama de la trayectoria de un método científico (método de la inteligencia).
CONCEPTOS BÁSICOS
42
La aplicación de un método científico y de otros que se apliquen según la temática por
trabajar, permite ante todo el razonamiento para construir conocimientos significativos,
válidos y demostrables respecto a todo tipo de fenómenos. Cuando un conocimiento ha
demostrado su validez, entonces pasa a formar parte de un conjunto sistematizado de
conocimientos llamado ciencia. La biología es parte de la ciencia, lo mismo que la física,
la química, la geografía, las matemáticas y muchas otras.
2.4 EL LABORATORIO
Corresponde a la sesión de GA 2.12 UN LUGAR PARA LA INVESTIGACIÓN
Para conocer a los seres vivos y su funcionamiento –lo cual es el objetivo de la biología–
es necesario observarlos, estudiarlos, investigarlos y, principalmente, realizar actividades
experimentales relacionadas con su estudio. El lugar específico donde se llevan a cabo
dichas actividades se llama laboratorio. En el caso de la biología, la naturaleza misma
puede constituirse en un gran laboratorio.
Es importante contar con un laboratorio en la institución escolar, pero más importante es
realizar actividades experimentales, se cuente o no con él, ya que contribuyen a elaborar
conocimientos, despertar el espíritu de investigación y fomentar la reflexión, es decir, a
desarrollar “capacidad investigativa y una actitud científica”.
Aunque lo más importante es realizar las actividades experimentales y no el laboratorio en
sí, lo más recomendable es hacerlas en un local destinado específicamente para ello. Si no
se cuenta con laboratorio y se pretende instalar uno, es conveniente considerar en su
planeación las recomendaciones adecuadas para conformarlo. La construcción y
equipamiento del laboratorio deben permitir el desempeño eficiente del trabajo y garantizar
la seguridad y comodidad de quienes estén allí.
Una vez construido el laboratorio, o si ya se cuenta con él, debe cuidarse que tenga el
siguiente equipo básico:
•
Aparatos para observación (lupas, microscopios).
•
Aparatos e instrumentos de medición (balanzas, termómetros, probetas graduadas...).
•
Cristalería e instrumental para medir, manipular, calentar, separar sustancias.
•
Otros materiales (probetas, mecheros, tubos de ensayo, embudos, matraces, goteros,
láminas portaobjetos y cubreobjetos).
43
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
•
Sustancias para teñir, conservar y fijar material biológico.
•
Colorantes, alcohol, ácidos, entre otros.
Si se carece de recursos puede adaptarse, en la medida de las posibilidades, un sitio o
local adecuado para realizar el trabajo experimental. El lugar donde se decida instalar el
laboratorio debe tener una buena ventilación, suficiente iluminación, suministro de agua y
desagüe y mesas de trabajo, así como muebles para almacenar diversos objetos. En un
salón de clases, una mesa, un estante y ciertos materiales básicos son un buen inicio.
En cuanto a los materiales que se necesiten, si no se cuenta con ellos o son difíciles de
adquirir, pueden sustituirse por otros de menor costo e inclusive de material reutilizable,
como frascos vacíos para sustituir matraces, navajas para suplir bisturíes, tinta para sustituir
colorantes, etc. La sustitución de materiales depende de la inventiva, creatividad e
imaginación de las personas que orienten la enseñanza y de quienes realicen la actividad
experimental.
Figura 9. Con ingenio y entusiasmo puede formarse el laboratorio escolar.
Además es preciso tener a la mano un botiquín con equipo de primeros auxilios para
utilizarlo, en caso de accidentes.
Otro recurso que puede complementar y contribuir al estudio e investigación de la biología
son los bioterios; por ejemplo: acuarios, terrarios, insectarios e invernaderos.
CONCEPTOS BÁSICOS
44
Figura 10. Los bioterios son un recurso útil para estudiar
los organismos directamente: acuario, terrario e invernadero.
Por otro lado, el buen funcionamiento del laboratorio y la ejecución adecuada de las
actividades experimentales dependen de la planeación y organización del trabajo, del
adecuado manejo y control de materiales y de la limpieza del lugar.
Contar con el equipo de laboratorio facilita el trabajo y ofrece más opciones en la búsqueda
de soluciones para los problemas; sin embargo, lo principal es la actitud de quien investigue
y la actividad que se desempeñe.
2.5 LAS PRÁCTICAS E INVESTIGACIONES DE CAMPO
Corresponde a la sesión de GA 2.13 UN PASEO CIENTÍFICO
Para conocer a los seres vivos puede recurrirse a diversos medios que proporcionen
información al respecto; por ejemplo: libros, videos, revistas, actividades experimentales,
entre otros. También es muy conveniente observarlos y estudiarlos en su ambiente.
El laboratorio y las prácticas de campo son un espacio donde los y las estudiantes aclaran,
entienden, resuelven dudas, conocen y explican el alcance y el sentido de lo que están
investigando. Todo lo anterior les permite tener la posibilidad del conocimiento real de la
situación.
45
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 11. La observación directa es una excelente manera de conocer las diferentes formas
que tienen los individuos para relacionarse en su medio.
La investigación que se efectúa en el lugar donde ocurren los fenómenos naturales recibe el
nombre de trabajo o práctica de campo; ésta representa un recurso valioso para el estudio
de la biología y la educación ambiental. Una de sus estrategias es la observación directa
de la realidad.
En una práctica de campo es posible realizar trabajos de investigación y recolección de
materiales. En cualquier caso es indispensable la planeación.
•
La planeación de la práctica
Consiste en determinar el grupo de trabajo y su participación en la planeación; precisar los
logros, objetivos o metas por alcanzar; seleccionar el lugar de estudio y la fecha para
realizarla.
En caso de planear una práctica fuera de la comunidad deberá tenerse en cuenta la realización
previa de trámites; por ejemplo permisos para salir de excursión, para entrar o trabajar en
el sitio elegido, entre otros aspectos.
Según la investigación y el lugar, debe especificarse el equipo y material necesario: ropa
adecuada, mochilas o morrales para cargar material y utensilios.
CONCEPTOS BÁSICOS
46
Para el trabajo (bolsas de plástico, redes, cuchillo de monte, botiquín de primeros auxilios,
entre otros materiales).
Antes de realizar el trabajo de campo es necesario que cada participante conozca la
organización del grupo y la distribución de actividades por realizar antes, durante y después
de la práctica.
•
La realización de la práctica
Deberá cuidarse que se tenga en cuenta lo planeado. Es indispensable registrar las
observaciones acerca del lugar visitado y de los especímenes observados. Debe utilizarse
“un diario del investigador” o libreta de campo que contenga: hora, sitios visitados y
observaciones referentes a las características generales del lugar (vegetación, clima, altura,
etc.); registro de datos de los especímenes observados (nombre común, sexo, tamaño,
color y características del lugar donde se encontró, entre otras anotaciones), y de los
demás resultados obtenidos.
Es fundamental recoger sólo las muestras que sean estrictamente indispensables sin destruir
o devastar un determinado medio o recurso natural.
•
La evaluación de la práctica
Es preciso tomar en cuenta todos los aspectos que facilitaron o dificultaron la realización
del trabajo.
Si se planean colectas hay que analizar los motivos que las justifiquen; en estos casos cada
persona deberá conocer la cantidad de material que necesite colectar, ya que la captura
indiscriminada de organismos puede alterar su hábitat y poner en peligro el equilibrio natural
de la zona. Recuerde que, en todo caso, la totalidad del material colectado deberá
procesarse; es decir, no debe colectarse inútilmente.
El material colectado debe preservarse para estudiarlo después. Con los especímenes vivos
se pueden organizar acuarios, invernaderos, terrarios, entre otros bioterios. Los organismos
colectados muertos deben preservarse con diferentes técnicas; con ellos es posible integrar
colecciones de insectos, semillas, herbarios, entre otras.
Es conveniente señalar que para organizar una práctica de campo no es necesario acudir a
sitios muy lejanos o raros, ya que muchos lugares cercanos y comunes, como: el monte,
potrero, viveros, jardines, terrenos baldíos, huertas, parques, entre otros lugares, ofrecen
oportunidades de estudio.
47
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
2.6
LA BIOLOGÍA Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL EN LA HISTORIA
Corresponde a las sesiones de GA 2.14 LOS REVOLUCIONARIOS, 2.15 EL CAZADOR,
2.16 BIÓLOGOS DEL SIGLO XX Y 2.17 EXPLORADORES Y CIENTÍFICOS.
La biología tiene un campo de estudio propio y bien delimitado: los seres vivos, una forma
de estudio: los métodos de investigación y unas estrategias particulares para su estudio:
las actividades experimentales, el laboratorio, las prácticas o trabajos de campo, los bioterios,
etc.
A lo largo de los últimos siglos se ha trabajado sobre la referencia de que el ambiente es
una fuente de conocimiento y de formación. Desde Rousseau (1712-1778) quien dijo que
“la naturaleza es nuestro primer maestro”, hasta los actuales criterios educativos insisten en
la necesidad de recurrir a la exploración y contacto con el entorno, como vía de aprendizaje.
La sociedad occidental ha considerado los bienes naturales, como algo que está ahí
“para ser explotado”, esa misma filosofía es la que ha inspirado a las prácticas de la
escuela y de muchas organizaciones a explotar indebidamente la naturaleza.
En las últimas décadas de nuestra historia advertimos un cambio profundo de las relaciones
entre la sociedad y la naturaleza, la explosión demográfica, el desarrollo económico, que no
siempre han traído beneficios sino que en muchas ocasiones han producido alteraciones
ecológicas con consecuencias graves, como: la inseguridad e incertidumbre por el presente
y el futuro, graves problemas de contaminación, agotamiento de los recursos naturales no
renovables, entre otros problemas.
Todo lo anterior ha llevado a que se replantee el papel y la acción del ser humano como
parte de su ambiente; se debe cambiar la idea de que “la naturaleza es infinita e inagotable”,
todo lo anterior, para lograr ofrecer un presente y un futuro en equilibrio para las
generaciones actuales y venideras. Por eso los recursos naturales son considerados como
patrimonio común de la humanidad.
Para comprender los orígenes de la educación ambiental es necesario estudiar entre
otras cosas, el desarrollo de la biología a lo largo de la historia. Este breve recorrido se
inicia con Aristóteles, quien vivió hace más de dos mil años; continúa con Carlos Linneo,
en el siglo XVIII, y con Carlos Darwin, Luis Pasteur y Gregorio Mendel en el siglo XIX; en
el siglo XX prosigue con avances y aportes de grandes científicos, entre ellos algunos
investigadores colombianos.
Los personajes que analizaremos en las siguientes páginas se destacan por sus aportes en
la biología y en la educación ambiental, muchos de ellos formidables, por el cuidado y
empeño que dedicaron a su trabajo. Todos ellos aplicaron con rigor métodos de investigación
científica.
CONCEPTOS BÁSICOS
48
•
Aristóteles
Aristóteles (384-322 a. de C.), filósofo griego, fue el más grande naturalista de la antigüedad.
Elaboró tratados filosóficos, obras literarias y escritos científicos. Estos últimos contienen y
sistematizan abundante material relacionado con las Ciencias Naturales. Sus ideas tuvieron
una gran influencia, no sólo en sus contemporáneos sino en las generaciones posteriores
de científicos.
Figura 12. Aristóteles destacó la importancia de la observación
para llegar al conocimiento de los hechos.
De acuerdo con el aumento de complejidad en la estructura, Aristóteles realizó una
clasificación de los seres que va desde las piedras, los metales, los minerales, las plantas,
los zoófitos –animales plantas–, los animales “inferiores” y los animales “superiores”. Esta
clasificación del científico griego contribuyó al avance de la idea evolutiva.
Aristóteles estudió y descubrió más de 500 especies de animales, su estructura interna,
modos de vida, instintos, formas de reproducción, el fenómeno de la partenogénesis, los
peces vivíparos, los órganos rudimentarios, el sueño hibernal, la metamorfosis, el parasitismo
y la vida en los mares. Sus amplios conocimientos en zoología le permitieron establecer la
primera clasificación de los organismos la cual no fue superada hasta el siglo XVIII por
Carlos Linneo.
•
Carlos Linneo
Carlos Linneo (1707-1778) mostró desde muy pequeño su interés por el estudio de los
vegetales. En 1735 publicó su libro “Sistema natural”, obra en la que trató de establecer un
ordenamiento claro de las especies vivientes estudiadas hasta entonces.
49
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Linneo basó su clasificación en el concepto de especie propuesto por John Ray. Esta idea
afirma que la especie es un grupo de individuos semejantes con antepasados comunes.
Basado en este antecedente, Linneo agrupó las especies en géneros, éstos a su vez en
órdenes y, finalmente, los órdenes en clases.
Considerando características muy relevantes, como la forma y disposición de los caracteres
sexuales, Linneo estableció una clasificación de los vegetales en dos grandes grupos:
criptógamas o plantas sin flores y fanerógamas o plantas con flores.
Estrechamente vinculado con el aspecto taxonómico, Linneo propuso el manejo de la
nomenclatura binominal, la cual consiste en asignar a cada organismo dos nombres en latín:
el del género con un sustantivo latino y el de la especie con un adjetivo descriptivo de alguna
característica.
FIigura 13. La nomenclatura binominal que propuso Carlos Linneo es usada en todo
el mundo por acuerdo internacional entre los biólogos, lo que evita confusiones
en la identificación y registro de los organismos.
Por ejemplo, aplicando esta idea, todas las rosas comienzan con la palabra Rosa, que
indica el género y después se agrega otro nombre correspondiente a la especie, por ejemplo,
galica. El nombre que resulta Rosa galica, lo forman dos palabras y se conoce como nombre
científico.
•
Carlos Darwin
En 1859 en Londres se publicó el libro denominado “El origen de las especies”. En este
trabajo se presentan evidencias claras de cómo en la naturaleza existe algo llamado
“selección natural de las especies”, lo cual interviene en la evolución; su autor, Carlos Darwin,
escribió muchos libros pero éste fue el que más repercusiones tuvo en el medio científico.
CONCEPTOS BÁSICOS
50
Figura 14. Carlos Darwin, naturista inglés (1809 - 1882).
Darwin viajó como naturista en una expedición científica por todos los mares en el velero
Beagle, que era un barco encargado de hacer exploraciones para la Marina Real Inglesa.
Después de 5 años de viaje, Darwin arribó a su país con un enorme número de ejemplares
de flora y fauna de los lugares que visitó y una gran cantidad de notas que contenían
minuciosas observaciones.
Darwin encontró, por medio de sus estudios, que entre los seres vivos existe una secuencia
de desarrollo continuo o evolución. Sus conceptos tal y como él los concibió, reciben el
nombre de Teoría de la evolución de las especies. Junto con la Teoría celular, que indica
que todos los seres vivos están formados por células, y con la Teoría de la herencia biológica,
que señala a los ácidos nucleicos como transmisores de la información biológica, la teoría
de Darwin integra la base científica de la biología actual.
El interés de Darwin por la naturaleza era notable, desde joven coleccionaba insectos y
otros animales, leía obras científicas y en sus cacerías y excursiones registraba
cuidadosamente tanto las costumbres de los animales que colectaba con los múltiples
detalles, relacionados con ellos. También le gustaba reunirse a platicar con otras personas
que compartían estos intereses.
•
Gregorio Mendel
En 1865, la sociedad de Historia Natural de Brunn (Austria), publicó un artículo titulado
“Experimentos de hibridación de plantas”. El contenido de este trabajo permaneció
prácticamente ignorado y olvidado hasta el año de 1900, cuando fue redescubierto
El autor del artículo fue el religioso austríaco Juan Gregorio Mendel (1822 - 1884), cuya
inclinación por la ciencia era manifiesta.
51
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 15. Gregorio Mendel.
A Mendel le intrigaba la forma en que las características de los progenitores (padres) pasaban
a la descendencia (hijos). En su tiempo había diferentes creencias que no explicaban el
fenómeno, al que hoy llamamos herencia biológica.
Mendel consultó los reportes de personas que habían realizado experimentos sobre este
fenómeno y detectó que las plantas en las que estaban basados los estudios presentaban
características mal definidas y, por lo tanto, los resultados eran dudosos.
Mendel buscaba una respuesta, una explicación desconocida a un fenómeno que le intrigaba.
Su primer paso fue seleccionar un organismo adecuado, es decir, que fuera fácil de manejar,
que no ocupara mucho espacio, que se reprodujera con rapidez, que mostrara características
fáciles de identificar en los padres y en los hijos y que además no fuera producto de una
combinación previa. El organismo que eligió fue la planta de guisante o arveja.
Posteriormente, Mendel diseñó una serie de experimentos en los que controló al máximo
las condiciones y registró minuciosamente sus resultados. El análisis de una larga lista de
experimentos repetidos una y otra vez lo llevó a razonar la forma en que las características
se heredan de padres a hijos. Su trabajo originó un concepto base de la biología actual: la
herencia biológica, y una nueva rama de la biología: la genética.
CONCEPTOS BÁSICOS
52
•
Luis Pasteur
El científico, ante la duda que le surge de un suceso que observa, formula hipótesis como
posibles respuestas, y después, por medio de experimentos trata de probarlas, es decir,
mantiene una actitud cuestionadora y crítica sobre su trabajo y el de otros investigadores,
siempre con el fin de aproximarse a la verdad. Luis Pasteur (1822 - 1895), científico francés,
constituye un ejemplo de esta forma de actuar.
Figura 16. Luis Pasteur. Gran científico del siglo XIX.
En 1862 Pasteur destruyó totalmente la teoría de la generación espontánea sobre el origen
de la vida, la cual sostenía que los seres vivos se podían formar espontáneamente a
partir de cuerpos inertes o de sustancias orgánicas en descomposición, en razón de una
fuerza mágica y misteriosa llamada principio vital. Esta teoría desde hacía miles de años
tenía muchos seguidores. Pasteur diseñó un experimento con el que demostró que un ser
vivo procede de otro ser vivo de la misma especie.
La comprobación de su hipótesis estaba encaminada a demostrar la presencia de
microorganismos en el aire –lo cual no era aceptado del todo– y a usar el calor para
exterminarlos.
El experimento que realizó Pasteur para comprobar su hipótesis demostró la presencia de
microorganismos en el aire. Basándose en este principio determinó que utilizando
temperaturas altas durante un tiempo determinado para calentar las sustancias y evitando
el contacto de éstas con el aire se pueden controlar procesos como la descomposición y la
putrefacción.
53
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Hoy en día este método recibe el nombre de pasteurización o pasterización, y es usado
en la conservación de muchos alimentos; por ejemplo, la leche se pasteuriza calentándola
a 65º C durante 30 minutos, o bien a 70ºC por 15 minutos, con lo cual se destruyen los
microorganismos sin alterar las propiedades nutritivas de la leche.
El descubrimiento de Pasteur sentó las bases de la bacteriología, porque con él se demostró
que la putrefacción de los alimentos es causada por microorganismos, algunos de los
cuales recibieron posteriormente el nombre de bacterias. Este científico francés también
efectuó importantes investigaciones acerca de la enfermedad del gusano de seda, el
cólera de las gallinas y el desarrollo exitoso de la vacuna contra el ántrax del ganado.
Estos trabajos les sirvieron para consumar la elaboración de la vacuna antirrábica, que
tantas vidas humanas y animales ha salvado.
Las obras de este científico transformaron y enriquecieron la biología y la medicina en el
tratamiento de muchas enfermedades. Sin duda, Pasteur fue un eminente biólogo y médico;
sin embargo, su formación inicial fue la de químico.
•
Alejandro Oparín
Alejandro Oparín publicó, en 1924, un libro titulado “El origen de la vida”. Oparín buscó
explicar cómo la materia inorgánica se transforma en materia orgánica y cómo pasó de ahí
a la materia viva. Hasta entonces, esta serie de cambios era explicada con argumentos que
implicaban fuerzas sobrenaturales.
El mérito de Oparín fue ofrecer una explicación que permitía ver al origen de la vida
misma, como un fenómeno susceptible de explicarse aludiendo a fenómenos naturales.
Figura 17. Oparín propuso una explicación sobre el origen de la vida.
CONCEPTOS BÁSICOS
54
•
E. B. Wilson
Hoy en día se considera que la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos;
sin embargo, para llegar a esta consideración primero fue necesario identificarla –lo cual
hizo Roberto Hooke en 1655– y después se conoció cómo estaba constituida y cómo
funcionaba. En este campo, una de las contribuciones más significativas es la de E.B. Wilson,
quien trabajando con células de erizos y estrellas de mar en 1922, dibujó un esquema general
de la célula. El trabajo de Wilson mostró en ésta la presencia de organelos, los cuales
hasta ese entonces eran desconocidos y por tanto no habían sido observados ni estudiados.
CENTROSOMA
NUCLEOLO
NúCLEO
CITOPLASMA
CROMATINA
VACUOLA
Figura 18. Organelos observados por E.B. Wilson.
•
Crick y Watson
Otra contribución, por demás notable en la historia de la Biología, la hicieron en 1953 J. D.
Watson y F. H. Crick: mostraron, por medio de un modelo, la estructura de la molécula del
ácido desoxirribonucleico o ADN.
Figura 19. Premio Nobel de 1962. El primero de izquierda a derecha
es Francisco Crick y el cuarto Jaime Watson.
55
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
La importancia de la molécula del ADN radica en que es la responsable del control de todos los
procesos celulares, tales como la alimentación, la reproducción y la transmisión de caracteres de
padres a hijos.
El modelo elaborado por Watson y Crick fue importante por lo poco que se sabía acerca
de la estructura del ADN y de su funcionamiento.
Watson y Crick concluyeron, después de revisar y analizar sus investigaciones, que la
molécula de ADN consistía en dos bandas enrolladas en forma de doble hélice; esto es,
de acuerdo con este modelo, la molécula del ADN tiene una estructura parecida a una
escalera torcida en forma de espiral.
Figura 20. Modelo propuesto por Watson y Crick para la molécula del ADN.
•
Conrado Lorenz
En otro campo de la biología, el relacionado con el comportamiento animal, también ha
habido contribuciones importantes; entre ellas puede citarse la de Conrado Lorenz, quien
CONCEPTOS BÁSICOS
56
trabajó con un tipo especial de aprendizaje conocido como impresión o impronta.
En la época en que Lorenz realizó sus investigaciones existía cierta controversia respecto a
si ciertas conductas de las aves eran aprendidas o innatas. Un caso particular es el hecho
de que las aves recién nacidas normalmente siguen a su madre. Había personas que
sostenían que dicha conducta era innata, en tanto que Lorenz suponía que era aprendida.
Para verificar su hipótesis, Lorenz realizó una serie de experimentos en los que él se puso a
graznar y caminar frente a un patito recién nacido, el resultado fue que éste lo seguía.
Posteriormente le brindó al patito la oportunidad de seguir a su madre o a otras aves, pero
continuaba siguiéndole a él. El patito no reconoció a su propia madre pues, aparentemente,
aprendió a seguir al primer objeto que vio moverse y graznar.
Figura 21. Conrado Lorenz demostró que algunas conductas
en las aves eran aprendidas y no innatas.
Con los resultados que obtuvo Lorenz demostró que la conducta de las aves no es innata, ya
que el pato, y probablemente todas las aves “aprenden” a seguir a su madre.
•
Enrique Pérez Arbeláez
Eminente botánico colombiano, fundó el 6 de agosto de 1955, el Jardín Botánico José
Celestino Mutis en Bogotá, gracias a su constancia y tenacidad, quien desde el año de
1928, cuando regresó a Colombia, después de concluir sus estudios en la universidad de
Muchin, empezó a trabajar en el proyecto. Cuando terminó su carrera viajó a Madrid, entre
57
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
otras ciudades, para estudiar los manuscritos y láminas de la Expedición Botánica. Esta
visita despertó en él, el deseo de rescatar la tradición científica en Colombia iniciada por
Mutis.
Al regresar a Colombia diseñó un plan de exploración del territorio de Colombia con el
propósito de colectar especímenes con destino al «Herbario Nacional de Colombia», que
logró establecer en 1931. Años más tarde fundó el Instituto Botánico de la Universidad
Nacional, con el apoyo del presidente López Pumarejo. Entre sus obras más conocidas
se cuentan “Plantas útiles de Colombia” y “Recursos naturales de Colombia”, con los que
intentaba crear la conciencia en el público del potencial vegetal del territorio de Colombia
y sobre la necesidad de protegerlo.
•
Julio Carrizosa Umaña
Reconocido colombiano, experto en asuntos ecológicos y ambientales en Colombia y en el
ámbito internacional. Ha trabajado cuatro grupos de textos: en el primero, ensaya una
investigación de elementos para el análisis de la gestión ambiental del estado; el segundo
grupo de textos profundiza en los sistemas de valores que orientan la actitud hacia el ambiente;
en el tercero realiza un análisis a la política ambiental colombiana en los últimos seis años,
y en el último grupo mira hacia el futuro en torno a las posibles estrategias para el desarrollo
sostenible. Se trata de una secuencia en la cual la precategoría de la gestión ambiental, la
filosofía y el análisis político-administrativo sustenta estrategias para nuevos modelos de
desarrollo.
Entre los principales escritos están: “La política ambiental en Colombia. Desarrollo
sostenible y democratización”, “Diagnóstico sobre el manejo de las variables ambientales
en el actual proceso de planeación”, “Metodología para diagnósticos ambientales” y
“Metodología para la consideración de la dimensión ambiental en los procesos de
planeación nacional”.
•
Augusto Ángel Maya
Nació en Manizales en 1932. Filósofo, investigador y educador, estudió filosofía en la
Universidad Javeriana e hizo un doctorado en historia en la Universidad Gregoriana en
Roma. En distintas épocas ha sido profesor de la Universidad de Guadalajara en México
y en Colombia de las universidades: Javeriana, Andes y Nacional.
En la Universidad Nacional fundó el Instituto de Estudios Ambientales (Idea) y fue su
primer director. Además ha dirigido y asesorado proyectos como: el Programa de las
Naciones Unidas por el Ambiente (Pnuma), el Inderena, entre otros.
Entre sus principales publicaciones están: “Turismo, desarrollo y ambiente”, “Asentamientos
humanos, urbanismo y efectos ambientales”, “Hacia una sociedad ambiental”, “Reflexiones
sobre el derecho, la filosofía y el ambiente”, “Los cuadernos ambientales” y “El reto a la
vida”.
CONCEPTOS BÁSICOS
58
2.7 APLICACIÓN DE LOS ESTUDIOS BIOLÓGICOS Y LA EDUCACIÓN
AMBIENTAL PARA ENTENDER LOS FENÓMENOS DE LA VIDA
Corresponde a la sesión de GA 2.18 LA CIENCIA DE LA VIDA
La importancia de los estudios biológicos realizados en el pasado radica en que facilitan el
conocimiento y la comprensión de fenómenos y procesos que se analizan en la actualidad.
La biología y la educación ambiental, a través del tiempo, han aumentado sus conocimientos
con los aportes de investigadores de diversas nacionalidades y épocas.
El trabajo científico que han realizado los investigadores en distintas épocas y en diversos
países del mundo ha llegado a nosotros gracias a la fructífera labor que desarrollan, no sólo
investigando recluidos en un laboratorio, sino también enseñando a nuevas generaciones
en los centros educativos de su lugar de origen o fuera de ellos, así como con la difusión de
sus investigaciones mediante publicaciones en libros, revistas, entre otros medios; o bien
participando en la fundación de institutos o centros de investigación.
Los científicos e investigadores colombianos también han contribuido a enriquecer los
conocimientos sobre distintas ramas de la biología y sobre la educación ambiental.
El gran desarrollo que está experimentando la biología y la educación ambiental actual es
consecuencia de una serie de contribuciones hechas en el pasado por notables
investigadores que dedicaron su vida entera al estudio de la naturaleza y de los organismos
que forman parte de ella, con lo cual lograron sentar las bases de esta ciencia y abrir el
camino a investigaciones de valor incalculable que han hecho de la biología la ciencia
dinámica que es hoy, y de la educación ambiental el medio por el cual, las personas
comprenden y se vuelven conscientes de la protección y manejo adecuado del ambiente.
59
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Capítulo 3
ORIGEN DE LA VIDA Y EVOLUCIÓN
PRESENTACIÓN
A lo largo de la historia muchos seres humanos se han interesado en explicar los fenómenos
que ocurren en la naturaleza; entre ellos el de la evolución biológica, es decir, el proceso de
cambios y transformaciones sucesivas que los seres vivos y su ambiente, han experimentado
a lo largo del tiempo.
Este capítulo resume las principales ideas sobre la evolución biológica: la teoría sintética
de la evolución; las ideas y los aportes de personajes que se destacaron en este campo
como Buffon, Lamarck, Linneo y Darwin; y la forma en que las propias ideas sobre la evolución
han evolucionado.
“... La ventaja más ligera en un ser, de cualquier edad o en cualquier estación sobre los demás
seres con los cuales entra en competición, a una adaptación mejor, por mínima que sea, a las
condiciones físicas que le rodean cambiará el equilibrio en su favor”.
CARLOS DARWIN
61
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
3.1
LOS PRIMEROS TRANSFORMISTAS
Corresponde la sesión de GA 3.20 TODO CAMBIA
El tema de la evolución aparece ya en escritos griegos de hace aproximamente 2 600
años. Ahí se encuentran las primeras ideas al respecto.
En aquella época los filósofos griegos intentaron explicar todos los fenómenos que existían,
buscando las causas de su origen y, aunque algunos de ellos llegaron a la conclusión de que
el universo cambiaba continuamente, la mayoría consideraba que era estático.
Platón y Aristóteles, por ejemplo, opinaban que el universo era estático y aunque el segundo
clasificó a los animales basándose en la comparación de sus características y dedujo que
en la naturaleza progresaban desde los organismos más sencillos hasta los más complejos,
sus estudios sólo reflejaban un orden lineal de los diferentes seres vivos, y no un proceso de
cambio.
Transcurrieron muchos años sin que nadie aportara nuevas ideas, y no fue sino hasta
mediados del siglo XVIII cuando se suscitó una gran discusión sobre el origen de la diversidad
de los organismos.
Por un lado estaban los «fijistas» con su teoría de lo «inmóvil», quienes consideraban que
todas las formas vivas habían sido creadas tal y como las veían, y que ninguna especie
podía transformarse en otra.
En el otro lado se encontraban los «los transformistas», quienes consideraban que los seres
vivos habían sufrido transformaciones sucesivas a través del tiempo.
Uno de los transformistas, Jorge Luis Leclerc de Buffon (1707-1788) influyó enormemente
en el campo de las Ciencias Naturales, ya que trató de explicar el origen y la evolución de la
Tierra; acertó al afirmar que ésta y los climas habían experimentado cambios a través del
tiempo y que la flora y la fauna habían aparecido en un cierto orden. Buffon, además, fue
uno de los primeros en admitir que los restos fósiles correspondían a organismos que
vivieron en otras épocas. Pedro Luis Moreau de Maupertuis (1698 - 1759), desarrolló una
notable labor en las Ciencias Naturales: estudió el proceso de la reproducción y la herencia,
observó y dedujo que las variedades de animales son producto de cambios bruscos que
se han conservado.
Erasmo Darwin (1731-1802), en su obra “Zoonomía, las leyes de la vida orgánica”, trató
algunos problemas biológicos relacionados con la evolución, por ejemplo la lucha por la
vida entre los organismos. Además consideró la domesticación y las condiciones climáticas
como causas principales de variación.
Finalmente, Cuvier, un antitransformista, creó la hipótesis teocatastrofista. Según esta teoría,
en el pasado hubo varias «catástrofes» y cataclismos que modificaron rápidamente la
CONCEPTOS BÁSICOS
62
superficie de la Tierra y por consiguiente sus características y los organismos que en ella
habitaban.
Figura 1. Algunos de los primeros naturalistas en cuestionar los cambios experimentados
por los seres vivos: a) Cuvier, defensor del catastrofismo y b) Buffon,
defensor de la teoría transformista.
Todos estos personajes, buscando explicaciones a los fenómenos que ocurrían a su
alrededor, contribuyeron a modificar la idea, predominante en su tiempo, de que la naturaleza
era estática. También fueron innovadores porque propusieron la posibilidad de que el cambio
existe y de que la naturaleza se transforma. Esto es un principio importante de la explicación
del fenómeno de la evolución.
3.2 JUAN B. LAMARCK
Corresponde a la sesión de GA 3.21 ¡SI NO SE USA, SE ATROFIA!
Juan Bautista Monet Lamarck (1744 - 1829) fue un naturalista importante de principios
del siglo XIX.
Lamarck publicó el libro “Flora francesa”, con el cual se dio a conocer en el ámbito científico.
Este personaje también realizó extensos estudios sobre los invertebrados, que produjeron
un avance en la clasificación de los organismos, y dividió el reino animal en vertebrados e
invertebrados, es decir, en organismos con columna vertebral y sin ella.
Lamarck, además, estableció los fundamentos de una corriente de ideas, llamada
transformismo, según la cual las especies vegetales y animales se originaron, por medio
de transformaciones sucesivas, de uno o varios organismos ancestrales.
La idea principal del pensamiento evolutivo de Lamarck es que los diversos grupos de
63
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
seres vivos, desde los más simples hasta los más complejos, son producto de cambios
sucesivos y graduales a través de grandes períodos. Consideró que la influencia directa o
indirecta del ambiente era responsable de dichos cambios.
Según sus ideas, el medio provocaba modificaciones en organismos simples como las
plantas, y en los organismos más complejos se originaban necesidades y costumbres que
en muchas ocasiones determinaban la formación de nuevos órganos.
Para explicar su punto de vista, Lamarck formuló las siguientes leyes:
•
Ley del uso y desuso
Esta ley sostiene que el uso frecuente de un órgano lo desarrolla poco a poco, mientras que
la falta de uso lo debilita y, por lo tanto, llega a desaparecer.
•
Ley de la herencia de caracteres adquiridos
Esta ley señala que los cambios experimentados por el uso o desuso de algún órgano
durante la vida de un individuo son transmitidos a sus descendientes y que se acumulan en
el transcurso del tiempo.
Un ejemplo utilizado por Lamarck para ilustrar sus afirmaciones era el desarrollo del cuello
de las jirafas. Él suponía que los ancestros de las actuales jirafas tenían el cuello corto y que
por la necesidad que tenían de alcanzar las copas de los árboles para alimentarse, lo
estiraban al máximo, lo que provocó el alargamiento de sus cuellos, característica que fueron
heredando a sus descendientes.
Figura 2. Según Lamarck, los ancestros de las jirafas eran de cuello corto, pero para alcanzar las
copas de los árboles estiraban su cuello continuamente y, con el tiempo, se les fue alargando.
Este proceso se repitió durante muchas generaciones y, de acuerdo con su teoría, produjo
en las jirafas el cuello largo.
CONCEPTOS BÁSICOS
64
En la actualidad no se consideran válidas las leyes de Lamarck, ya que investigaciones
posteriores demostraron que eran falsas, y aunque es considerado el fundador de la
teoría de la evolución, fue Carlos Darwin quien explicó con mejores fundamentos y mayores
detalles el fenómeno evolutivo.
3.3
CARLOS DARWIN, UN VIAJE POR EL MUNDO
Corresponde a las sesiones de GA 3. 22 El BEAGLE y 3. 23 PICO Y CAPARAZÓN
Carlos Roberto Darwin (1809 - 1882) fue un naturalista inglés que en su libro “El origen de las
especies” desarrolló una teoría evolucionista que provocó una gran polémica en su tiempo.
Pero, ¿cómo llegó Darwin a la construcción de su teoría y cuáles son los fundamentos de
ésta? Para responder esas preguntas hay que remontarse al año de 1831.
Darwin, a los 22 años de edad y con el cargo de naturalista, abordó el barco Beagle, cuya
tripulación iba a realizar una expedición científica a las costas de América del Sur y algunas
islas del Pacífico.
El viaje duró aproximadamente cinco años, de 1831 a 1836, el barco le dio prácticamente la
vuelta al mundo. En el transcurso de esos años, Darwin se centró en el estudio de la
zoología y la geología, además de que realizó extensas recolectas de organismos.
El recorrido por el mundo
El recorrido del Beagle incluyó las islas de Cabo Verde, las costas de Brasil, Uruguay y
Argentina; las islas de Falkland o Malvinas; la Tierra del Fuego; las costas de Chile y Perú;
el archipiélago de las Galápagos en el Ecuador, Tahití, Nueva Zelanda, Australia, Tasmania;
Las islas Keeling, Mauricio, Santa Elena, Ascensión, las Azores y, finalmente, Inglaterra.
Australia
Inglaterra
Suramérica
Figura 3. Ruta del viaje de Darwin en el Beagle.
65
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Durante el viaje, Darwin realizó numerosas observaciones que le proporcionaron una
amplia visión de los seres vivos.
En Brasil, Darwin encontró una enorme variedad de plantas y animales de la selva tropical.
En Argentina exploró las desoladas llanuras y, al respecto, comentó: “... Es imposible
reflexionar sobre el cambio que se ha realizado en el continente americano sin sentir el
asombro más profundo. En épocas remotas, América debe haber sido un hervidero de
grandes monstruos”.
Posteriormente visitó las islas Galápagos, situadas a 110 kilómetros al oeste del Ecuador,
allí realizó las observaciones que son más conocidas y las que le proporcionaron la
información suficiente para la estructuración de su idea evolucionista.
Las islas Galápagos
Las Galápagos son un grupo de 12 islas, cada una con características diferentes de flora y
fauna. Darwin se maravilló ante tal diversidad de organismos y manifestó: “... Fue de lo más
sorprendente, verme rodeado de nuevas aves, nuevos reptiles, nuevas conchas, nuevos
insectos, nuevas plantas...”.
Océano Atlántico
Venezuela
Colombia
Islas Galápagos
Ecuador
Pinta
Brasil
Perú
Marchena
Genoveba
Bolivia
Pararguay
Océano Pacífico
Salvador
Chile
Uruguay
Baltra
Rábida
Argentina
Fernandina
Pinzón
San Cristóbal
Santa Cruz
Santa Fe
Isabela
Santa María
Española
Figura 4. Ubicación de las islas Galápagos.
CONCEPTOS BÁSICOS
66
Algo que lo impresionó mucho de la amplia variedad de organismos fue darse cuenta de
que prácticamente cada isla poseía su propia especie de tortuga.
Figura 5. Una de las especies de tortugas de las Galápagos.
Otro aspecto que llamó poderosamente la atención del naturalista inglés fue un grupo de
pájaros conocidos como pinzones, éstos eran muy similares entre sí, aunque se podían
distinguir por lo menos 25 especies diferentes, ninguna de las cuales existía en el continente
próximo, ni en ninguna otra parte del mundo.
Darwin quedó convencido de que las especies de aves que se alimentaban con semillas
debieron haber colonizado el archipiélago con anterioridad y que sus descendientes, en
forma gradual, habían evolucionado adquiriendo diferentes tipos de hábitos alimenticios;
algunos aprendieron a comer semillas de diferentes clases; otros, insectos; algunos más,
frutos, y otros, otros alimentos.
67
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Para explicar las diferentes formas de alimentación, Darwin propuso que cada especie
también había desarrollado un pico, un tamaño y un sistema de organización particular;
después de describir los picos de los pinzones comentó que “... al ver esta gradación y
diversidad de estructuras, se podría realmente fantasear que de una escasez inicial de pájaros
en este archipiélago, una especie dada se ha modificado con diferentes propósitos”.
Figura 6. Pájaros pinzones de las islas Galápagos.
Entre otros resultados de su extensa investigación en las Galápagos, Darwin encontró que
25 de las 26 especies de pájaros, 15 de peces, casi todos los insectos y gran parte de las
plantas que coleccionó, eran desconocidas para los científicos de aquella época.
Otras observaciones de Darwin
Además, el autor de “El origen de las especies” realizó otras observaciones que resultaron
decisivas para la construcción de su teoría de la evolución, algunas son las siguientes:
•
Su encuentro con los negros de Brasil, los grupos indígenas de la Tierra del Fuego y los
nativos de Tahití le proporcionaron elementos para la concepción con la que desarrolló
sus ideas sobre el origen del hombre.
•
El modo en que especies distintas, aunque parecidas, se reemplazan ocupando el mismo
hábitat de una región a otra.
•
La semejanza de la flora y fauna de las islas con la del continente más cercano y la
existencia de especies diferentes, pero afines, en las distintas islas de un mismo
archipiélago.
CONCEPTOS BÁSICOS
68
•
Finalmente, el hallazgo de fósiles de mamíferos en las formaciones geológicas de la
pampa argentina, muy parecidos a los que la habitan actualmente.
Los resultados del viaje
Al regresar a Inglaterra, Darwin dedicó mucho tiempo para ordenar sus observaciones y
datos, consultar bibliografía, solicitar apoyo a centros de investigación, interpretar sus
observaciones y resultados y escribir sus conclusiones. Su esfuerzo y dedicación permitieron
que elaborara una teoría de la evolución con mayores fundamentos que las conocidas hasta
entonces.
3.4
DARWIN Y WALLACE: LA SELECCIÓN NATURAL
Corresponde a la sesión de GA 3.24 LA LEY DEL MÁS APTO
En su juventud, Darwin partió de Inglaterra en el Beagle, realizó numerosas observaciones
de los seres vivos que encontró y después de casi cinco años regresó a Inglaterra llevando
consigo gran cantidad de notas, muestras de rocas, plantas y animales.
Las observaciones realizadas en las islas Galápagos le permitieron comprender el
significado de la distribución geográfica de plantas y animales, para ello comparó especies
de las islas con las del continente y se percató de la presencia de especies distintas, pero
afines, en las diferentes islas. Además reconoció la similitud de algunas especies
desaparecidas con otras vivas.
El análisis de sus observaciones lo llevó a la conclusión de que las especies actuales
descienden de otras que existieron en el pasado.
Darwin estudio también, tratando de explicar cómo se modificaban las especies, el material
recolectado y las poblaciones domésticas de palomas. Sabía de la existencia de la variación
entre individuos de cualquier población y comprobó que ésta se puede conservar aislando
y criando sólo aquellos individuos que la poseen. Darwin llamó a este mecanismo selección
artificial.
Figura 7. Un ejemplo de la selección artificial es el caso de los carneros
con patas cortas de la raza Ancon.
69
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Con este análisis de sus observaciones e información, Darwin concluyó que la selección
era un factor de evolución en las poblaciones naturales.
Darwin también sabía de la existencia de las variaciones, pero desconocía las causas
que las originaban, es decir, no conocía cómo se transmiten esas características de padres
a hijos.
La teoría de Darwin
Por medio de la lectura del ensayo sobre el principio de la población, de Tomas Malthus, en
el que se explica que las poblaciones de seres vivos tienden a crecer en mayor proporción
que la producción de alimentos, Darwin dedujo que cuando el número de descendientes de
cualquier especie sobrepasa las expectativas de vida, se produce una lucha por la existencia
mediante la cual muchos individuos mueren y sólo sobreviven aquellos que están mejor
dotados por lo que resultan los más aptos para sobrevivir; a este proceso se le llama
selección natural.
Esta información fue un elemento más que le permitió establecer su teoría sobre la evolución
de las especies.
Figura 8. Darwin reunió pruebas en favor de la teoría
de la selección natural durante muchos años.
Los fundamentos de la teoría son: la selección natural, la variabilidad de organismos y la
lucha por la existencia, todos considerados como constituyentes de los procesos mediante
los cuales se produce la evolución.
CONCEPTOS BÁSICOS
70
La concepción de Wallace
Mientras Darwin reunía pruebas en favor de su teoría, Alfredo Russell Wallace, también
naturalista e inglés, como Darwin, llegó a la misma conclusión al desarrollar, en forma
independiente, la teoría de la selección natural.
Figura 9. Wallace desarrolló la teoría de la selección natural
independientemente de Darwin.
Wallace le envió a Darwin un manuscrito que explicaba los principios de la selección natural
y, al igual que él, llegó a la conclusión de la existencia de este fenómeno, también después
de leer la obra de Malthus.
La teoría de la selección natural se basa en las siguientes observaciones:
•
Las poblaciones de seres vivos tienden a crecer en mayor proporción que la producción
de alimentos.
•
En condiciones estables la cantidad de especies de una población permanece casi
constante durante largos períodos.
•
Ningún miembro de una especie es igual a otro, pues existe una considerable variación
71
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
individual, por lo tanto, las variaciones favorables tienden a conservarse y las
variaciones desfavorables a desaparecer.
La teoría de la evolución de Darwin y la de la selección natural de Wallace se consideran
actualmente similares y complementarias, ya que explican que los seres vivos actuales
descendientes de especies preexistentes y porque describen el proceso por el cual ocurren
los cambios de una especie a otra a través del tiempo. Sin embargo es Darwin quien
incluye una mayor cantidad de observaciones y elementos en su trabajo.
3.5 LA VARIACIÓN
Corresponde a la sesión de GA 3.25 VARIACIONES SOBRE UN MISMO TEMA.
Después de la polémica generada sobre todo por Darwin, las ideas sobre la evolución
habrían de enriquecerse. Nuevos hechos proporcionaron explicaciones más claras y
concepciones más próximas a la realidad respecto a ideas como la variación y la selección
natural.
Si se observa un grupo de organismos de la misma especie se podrá notar que cada
individuo posee ciertas particularidades; por ejemplo, en un grupo de perros se aprecian
diferencias de tamaño, color de pelo y de ojos, forma de las orejas y de la cola, entre otras.
Figura 10. Los perros presentan diferencias en tamaño, color,
forma de las orejas y de la cola, entre otras.
Las diferencias propician la formación de variedades o razas; a su vez, los individuos de
cada raza presentan diferencias entre sí.
CONCEPTOS BÁSICOS
72
Esas diferencias que se manifiestan en los individuos de una misma especie constituyen
la variación –la cual es fundamental en el proceso de evolución–, y su origen puede ser
las modificaciones de la información genética, es decir, genotípicas y los efectos del
ambiente sobre los individuos, es decir, fenotípicas.
Las variaciones genotípicas
Estas variaciones se originan por factores hereditarios, ya que los padres transmiten
información genética modificada a los hijos.
Un ejemplo de variación genotípica es el melanismo industrial, el cambio consiste en que
antes de la revolución industrial, en Inglaterra, ciertas especies de polillas (palomillas)
presentaban coloración clara, la cual les resultaba adecuada para protegerse de sus
enemigos al confundirse con los troncos de los árboles y las rocas cubiertas de líquenes.
Con el establecimiento de industrias en la segunda mitad del siglo XVIII grandes zonas
boscosas se contaminaron debido a una lluvia de partículas de humo, que ennegreció los
líquenes, las ramas y los troncos de los árboles.
Esta contaminación propició que la población de polillas cambiara su coloración de clara a
oscura, debido a una modificación de su material genético, lo cual, además de permitirles
que siguiesen ocultándose en los troncos ahora teñidos por el humo, las defendía de los
organismos que se alimentaban de ellas. Estas polillas heredaron esa característica a sus
descendientes y de ese modo pudieron sobrevivir.
Figura 11. Las polillas Salpimentadas oscuras tuvieron
que adaptarse a la contaminación industrial.
73
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Las variaciones fenotípicas
Estas variaciones se deben a la influencia sobre los individuos de factores ambientales
como luz, humedad, temperatura, altitud y otros.
Figura 12. Las variaciones causadas por el ambiente no se heredan.
Todas las variaciones benéficas para los organismos, por leves que sean, tienden a la
preservación de la especie; este fenómeno se conoce como selección natural o
supervivencia del más apto.
3.6 LA SELECCIÓN NATURAL Y LAS VARIACIONES
La selección natural opera constantemente para perpetuar las variaciones favorables de
una especie con el fin de que ésta sobreviva y deje que pueda seguir reproduciéndose. Por
el contrario, en este proceso las variaciones desfavorables tienden a decrecer o eliminarse.
Si la selección natural persiste sobre una especie a través del tiempo, los descendientes
tal vez lleguen a ser tan diferentes que formen una nueva especie.
3.7 LA ADAPTACIÓN
Corresponde a la sesión de GA 3.26 LOS CONEJOS EN LA NIEVE
En la Tierra existen millones de seres vivos y cada uno presenta características que lo
diferencian de todos los de su especie y de los miembros de otras especies.
CONCEPTOS BÁSICOS
74
Es notorio que cada organismo presenta variaciones que les permiten adaptarse mejor,
por ejemplo, al clima o al lugar habitado.
Los organismos y el medio están estrechamente relacionados.
La selección natural preserva las variaciones individuales favorables y permite que el
organismo se adapte para beneficio de una población, es decir, preserva los individuos que
nacen con una constitución mejor adaptada al lugar que habitan y a su forma de vida.
Los delfines, por ejemplo, son mamíferos marinos que a diferencia de los peces, presentan
pulmones en lugar de branquias para respirar, por lo que constantemente salen a la superficie
del agua; sin embargo, ellos se han adaptado desarrollando aletas, similares a las de un
pez, para desplazarse dentro del mar.
Figura 13. Los delfines son mamíferos que han desarrollado
aletas para adaptarse al medio acuático.
Los mamíferos terrestres, por su parte, presentan adaptaciones como patas para
desplazarse, y están cubiertos de pelo o de capas de grasa, para protegerse del frío.
A su vez, los murciélagos son mamíferos que se han adaptado al vuelo mediante el desarrollo
de alas membranosas, que son diferentes en relación con las de las aves que realizan la
misma función.
Figura 14. Los murciélagos son mamíferos voladores
cuya adaptación al medio les permite sobrevivir.
75
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Los vegetales también presentan –variaciones– modificaciones para adaptarse al medio;
por ejemplo, las plantas de climas cálidos y húmedos tienen raíces poco profundas, ya
que en las zonas con esos climas llueve mucho y no necesitan buscar agua lejos de la
superficie; además presentan hojas grandes para captar una mayor cantidad de luz solar.
Las plantas que habitan zonas desérticas resisten las sequías porque han desarrollado raíces
muy ramificadas y profundas, y presentan hojas pequeñas para disminuir la evaporación y
no perder tanta agua: además, algunos vegetales como los cactus han modificado sus hojas
en espinas para disminuir la pérdida de agua.
Figura 15. Los vegetales de zonas desérticas presentan
adaptaciones para resistir la carencia de agua.
Los ejemplos anteriores muestran las múltiples adaptaciones de los organismos para
enfrentar las condiciones del medio en el que se desarrollan.
En resumen, cuando un organismo invade lugares distintos a los que habitaba puede
adaptarse a cada uno y, con el paso del tiempo, dar origen a especies diferentes. Por esta
razón se dice que las características adaptativas de las especies son fundamentales en el
proceso de evolución.
3.8 EL PUNTO DE VISTA DE ALGUNAS CIENCIAS
Corresponde a la sesión de GA 3.27 LA EVOLUCIÓN Y SUS CIENCIAS AMIGAS
La evolución de los ecosistemas
Para entender la evolución, no sólo como las respuestas individuales de organismos o de
genes sino como estrategias colectivas en el seno de las comunidades, los ecólogos han
acuñado dos conceptos, cuyo estudio todavía es muy reciente.
CONCEPTOS BÁSICOS
76
El primer concepto es el de retroalimentación genética, que significa que muchos de
los cambios genéticos introducidos por las plantas exigen también cambios en las
estrategias adaptativas de los animales que se alimentan de ellas. La manera como los
insectos han venido evolucionando por la utilización de insecticidas es un ejemplo de
retroalimentación genética.
Un segundo concepto es el de selección de grupo, este mecanismo tiende a conservar
algunos rasgos que son favorables para la comunidad, aunque sean desfavorables para la
especie, incluso hasta su desaparición. Estas pruebas han sido realizadas en laboratorio.
Con estos dos conceptos la ecología empezó a abordar el difícil campo del estudio de la
evolución.
En la evolución de los ecosistemas, podríamos dar un ejemplo de las interrelaciones de los
elementos químicos y de los organismos en la primera etapa de la evolución de la vida.
Hace tres mil millones de años la atmósfera carecía de oxígeno libre, estaba compuesta
sobre todo de nitrógeno, hidrógeno, metano y amoníaco. Además no existía el casco protector
de la capa de ozono, la Tierra estaba expuesta a los rayos ultravioleta, estos rayos sirvieron
para formar los primeros aminoácidos. Luego que se formó el escudo protector de la
atmósfera, la vida ascendió a la superficie del agua, luego cuando se acumuló más oxígeno
se formaron los primeros organismos multicelulares. Entonces aparecieron las esponjas,
los gusanos, los moluscos, etc. y las algas, que fueron las que introdujeron la energía a
través de la fotosíntesis y aceleraron la formación de oxígeno. Llegó un momento en que se
equilibró la producción y el gasto de oxígeno, este equilibrio se ha mantenido relativamente
constante.
Este sencillo ejemplo quizá sirva para entender que la vida se organiza como un sistema,
desde el principio de su evolución.
Para entender la problemática ambiental es indispensable comprender las diferencias entre
las estrategias adaptativas en las especies anteriores al ser humano y las que éste ha
desarrollado como continuación del proceso evolutivo.
Algunas ciencias
Desde los tiempos de Darwin se han acumulado muchas evidencias que apoyan la evolución
biológica. Algunas pruebas utilizadas para mostrar la realidad de la evolución han surgido a
partir de varias ramas de la biología.
Genética. A partir de cultivos en laboratorio y experimentos genéticos con seres
microscópicos, esta ciencia ayuda a explicar cómo ocurre la transmisión de las
características de un organismo a otro.
Esta rama de la biología utiliza en sus experimentos bacterias, ya que éstas son capaces
77
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
de multiplicarse rápidamente, realiza cultivos de estos organismos en condiciones
favorables y les agrega algún antibiótico. A los pocos días se observa que la población
disminuye en forma notable; sin embargo los descendientes de algunas de las bacterias
sufrirán mutaciones, es decir, cambiarán su información genética y se harán resistentes
al antibiótico.
La consecuencia de la mutación es que las bacterias resistentes se adaptan, sobreviven y
dan origen a una población distinta, por lo menos en una característica. Este hecho demuestra,
en cierta forma, la evolución.
Paleontología. Esta ciencia, encargada del estudio de la evolución de las formas de vida
en el pasado y de los fósiles, ha proporcionado pruebas de la evolución biológica. Por
ejemplo, se han podido determinar las líneas evolutivas de algunos organismos, como el
caballo y el elefante, por medio de sus fósiles, los cuales son huellas o restos de organismos
que se han conservado por largos períodos de tiempo.
Estas evidencias de la vida en el pasado representan, sin embargo, sólo un registro
infinitamente pequeño de lo que es la evolución; no obstante, son la prueba más convincente
de que este proceso ha ocurrido.
Figura 16. La paleontología permite conocer qué tipo de organismos
existieron en el pasado, a través del estudio de los fósiles.
Embriología. Esta disciplina encargada de estudiar el proceso embrionario o desarrollo
inicial de los organismos, ha proporcionado a la evolución una base sólida para determinar
la existencia de estructuras homólogas, es decir, aquellas que tienen el mismo origen
embrionario, aunque su función sea distinta, y que son evidencias de un posible origen
evolutivo común.
Por ejemplo, las extremidades posteriores de un perro y un caballo son estructuras homólogas
(se desarrollan de la misma estructura del embrión) y realizan la misma función; en cambio,
el brazo de un hombre es homólogo al ala de un ave, aunque en este caso no realizan la
misma función.
CONCEPTOS BÁSICOS
78
Gracias a esta ciencia también puede determinarse que dos organismos que presentan
estructuras con la misma función no tienen el mismo origen embrionario ni tienen un
origen evolutivo común, en este caso las estructuras son análogas. Este es el caso de las
alas de las aves y de los insectos, ambas realizan la misma función: permiten el vuelo de
los organismos, pero no tienen un origen embrionario parecido.
Además a partir de la embriología se ha podido conocer que existe, durante las primeras
fases de su desarrollo, una semejanza entre los embriones de diferentes animales. La
presencia de semejanzas demuestra que ambos embriones están emparentados.
Figura 17. Todos los organismos vertebrados son semejantes
en su desarrollo embrionario.
3.9 LOS ELEMENTOS DE LA EVOLUCIÓN
Corresponde a la sesión de GA 3.28 EVOLUCIÓN ¿POR QUÉ?
La evolución se define como los cambios que presentan las especies, como poblaciones
de organismos, a través del tiempo.
Los estudios de Darwin, Wallace y muchos otros investigadores de épocas más recientes y
contemporáneos han llegado a la formulación de la teoría sintética de la evolución. Esta
teoría considera como factores de evolución, entre otros, la variación, el aislamiento
reproductivo y la selección natural.
En todo caso, la idea de la evolución está muy relacionada con el nombre de Carlos Darwin.
79
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
•
La variación
Darwin decía que la selección natural era una parte fundamental del proceso evolutivo, y
mencionaba que los individuos de una misma especie eran diferentes porque presentaban
variaciones que les ayudaban a sobrevivir.
Las variaciones son de gran importancia para las especies, dado que por medio de ellas
tienen mayores posibilidades de generar descendencia que pueda adaptarse a diferentes
ambientes. Darwin explicó que las especies mejor adaptadas forman poblaciones más
grandes, no así las menos adaptadas.
•
El aislamiento
Asimismo el autor de “El origen de las especies” manifestó que si las poblaciones de una
misma especie se separaban o aislaban, al transcurrir el tiempo podrían llegar a tener
diferencias muy marcadas entre ellas y formar nuevas especies.
Figura 18. Especies que han evolucionado
a través del aislamiento genético.
•
La selección natural
Basado en sus estudios e investigaciones, Darwin determinó que los diferentes lugares
donde hubiera especies siempre sobrevivirían las más aptas, las cuales proporcionarían
a sus descendientes mejores adaptaciones al medio.
CONCEPTOS BÁSICOS
80
3.10 LA ESPECIE
Corresponde a la sesión de GA 3.29 NUEVAS ESPECIES
Como en muchas otras cuestiones científicas, existen variados puntos de vista sobre lo que
es la especie, ya que dependiendo del campo de estudio donde este término se utilice, su
significado es diferente; por ejemplo, varía si se cita en genética, en evolución o en ecología.
Entre los conceptos existentes, los de mayor aceptación son los de las especies taxonómicas
y especie biológica.
•
La especie taxonómica
Esta es la categoría básica de la clasificación que se hace de los seres vivos. Considera
características físicas y funcionales de los organismos. Su principal desventaja es la
subjetividad, pues no determina el grado de diferencia que debe tener un grupo con respecto
a otro para considerarlos especies diferentes.
Figura 19. Las plantas de «diente de león» han sido consideradas
por algunos científicos como una sola especie y por otros como varias.
•
La especie biológica
Este es un concepto muy utilizado y se refiere a un grupo de organismos que sólo se
reproducen entre ellos y que poseen características morfológicas (forma física) semejantes.
También tiene algunas desventajas, ya que sólo pueden aplicarse a los organismos que
se reproducen sexualmente. Por otra parte, es muy difícil establecer los límites de
intercambio genético (cruzamiento) de un grupo con otro.
81
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 20. Las comadrejas sólo se reproducen con individuos de la misma especie.
Independientemente de los criterios que el ser humano utiliza para definir a las especies,
éstas existen en la naturaleza. Las especies presentan características propias; se reproducen,
se relacionan con otros organismos y con el medio de maneras específicas, además de
que tienen información hereditaria semejante (una base genética propia de la especie) y
presentan variaciones.
3.11 LA ESPECIACIÓN
La especiación es el proceso por el cual una especie puede llegar a formar otra o varias
especies. Al respecto se reconocen dos procesos principales de especiación: uno con
barreras geográficas y otro sin éstas.
•
Especiación con barreras geográficas
Esta especiación ocurre cuando organismos pertenecientes a una misma especie se separan
debido a barreras geográficas, por ejemplo: cordilleras, océanos, ríos, barrancos y otros
que impiden la reproducción entre ellos.
Cuando los organismos ya están adaptados a su nuevo ambiente, forman un mecanismo
biológico denominado aislamiento reproductivo que no les permite reproducirse con la
especie de la cual proviene. De acuerdo con los investigadores este tipo de especiación es
el más común entre los seres vivos y el más importante en la evolución de las nuevas especies
animales.
Figura 21. Los peces del lago Victoria han evolucionado, a partir de una
o dos especies hasta formar más de 200 que no se reproducen entre sí.
CONCEPTOS BÁSICOS
82
•
Especiación en el mismo ambiente
En ésta, la separación por barreras geográficas no es necesaria, y ocurre cuando una
población se divide en dos y cada una de las partes desarrolla diferencias en su nivel de
adaptación al ambiente, es decir, difiere en el sitio donde habitan, en los lugares y las
estaciones del año para reproducirse, etc.
Esta especiación se presenta con mayor frecuencia en poblaciones de plantas.
Figura 22. Las moscas de fruta Rhagoletis Pomonella se alimentaban de «acerolos»;
al introducirse el manzano formó dos especies con diferente tipo de alimentación
y distinta época de reproducción.
Partiendo de los aspectos anteriores, puede generalizarse diciendo que ha ocurrido
especiación cuando una población es lo suficientemente distinta de la especie que le dio
origen, tanto que no pueden intercambiar información genética entre sus miembros
(individuos), incluso viviendo juntos.
Estos tipos de especiación fueron propuestas a partir de estudios de determinados
organismos, por lo cual debe considerarse que una forma de especiación no puede
generalizarse a todos los seres vivos.
En la actualidad, las investigaciones sobre especiación ya no se centran tanto en las
cuestiones geográficas sino en los acontecimientos que ocurren en el nivel genético; se
realizan experimentos; por ejemplo, que impiden la transmisión de la información genética
entre poblaciones para formar especies genéticamente aisladas y estudiar el proceso
mientras éste transcurre.
83
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
3.12 EVOLUCIÓN HUMANA
Corresponde a las sesiones de GA 3.30 EL MONO AUSTRAL y 3.31 ¿HOMO O NO HOMOS?
Prehumanos
A pesar de la abundancia de fósiles, aún no es posible establecer con certeza las relaciones
filogenéticas, entre las diferentes especies de prehumanos; no obstante, los científicos
han tratado de explicar la evolución humana como se señala a continuación.
Figura 23. Ha sido difícil reconstruir la evolución del ser humano
debido a que los científicos trabajan con fragmentos de fósiles.
Una de las teorías es que a partir de los monos que habitaban Europa surgieron los
primeros homínidos, es decir, individuos con características de mono y de humano.
•
Austrolopithecus afarensis
El homínido más antiguo que se conoce a través de fósiles es el Austrolopithecus afarensis,
el cual existía ya hace aproximadamente 3.5 millones de años. Fue encontrado en Tanzania
y presenta grandes dientes, un volumen craneal de 490 centímetros cúbicos y se supone
que caminaba apoyado en dos extremidades.
Suele considerarse que de esta especie surgieron dos líneas de organismos que se
diferenciaron, por un lado, el Austrolopithecus africanus y por el otro el Austrolopithecus
boisei.
CONCEPTOS BÁSICOS
84
•
Austrolopithecus africanus
Este homínido se relaciona con el Austrolopithecus afarensis por el tipo de dentadura que
presenta (caninos e incisivos poderosos) y por caminar apoyado en dos extremidades; sin
embargo presenta un volumen craneal de 550 centímetros cúbicos (550 cm3).
•
Austrolopithecus boisei
La otra línea de organismos dio origen al Austrolopithecus boisei, este fósil presenta una
mandíbula fuerte y, al parecer, era bastante robusto.
Figura 24. Cráneo fosilizado de Austrolopithecus boisei.
El hallazgo del cráneo fosilizado del Austrolopithecus boisei sirvió para indicar que este
homínido no deriva del Austrolopithecus robustos, como anteriormente se creía y, por lo
tanto, no se podía establecer la línea de Austrolopithecus que habría dado origen a las
especies de Homo.
Es necesario encontrar fósiles que indiquen de manera más clara de dónde surgen los
Homo, organismos con características más semejantes a las de los seres humanos actuales.
Figura 25. Fósil del esqueleto de una hembra
de un Austrolopithecus llamado «Lucy» por los científicos.
85
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Ancestros cercanos al ser humano
Actualmente no se conoce con certeza la relación entre el Austrolopithecus y el Homo; sin
embargo los científicos sugieren que a partir de los Austrolopithecus africanus evolucionó
una especie de Homo, a la cual se denominó Homo habilis .
•
Homo habilis
El fósil de este homínido presenta una frente grande, con volumen craneal de 670-800 cm3,
caminaba apoyado en dos extremidades y se le consideraba muy hábil, ya que fabricaba
sus propias herramientas. Se calcula que vivió hace dos millones de años.
Figura 26. Cráneo fosilizado de un Homo habilis.
Por las características que presenta esta especie los investigadores establecen que el Homo
habilis dio origen al Homo erectus.
•
Homo erectus
El Homo erectus comparte rasgos importantes con el Homo habilis, por ejemplo, en la
forma de la frente y en el bipedismo (caminar sostenido por dos extremidades), conservando
una posición erecta o derecha al caminar.
La principal característica distintiva entre el Homo habilis y el Homo erectus es el volumen
craneal, pues al tener una capacidad de 900 cm3, el erectus poseía un cerebro más grande
que le permitió el desarrollo de ciertas destrezas, como la utilización de diferentes
materiales, principalmente la piedra, el hueso y la madera. También dominó el fuego.
CONCEPTOS BÁSICOS
86
Figura 27. Fósil del cráneo del Homo erectus.
El análisis del registro fósil permite establecer que el Homo erectus existía ya hace un
millón y medio de años. En otras investigaciones se le cita con los nombres de hombre de
Java u hombre de Pekín (hoy Beijing), ya que éstos fueron los nombres que se les asignaron
en un principio aunque actualmente están en desuso.
Siguiendo la línea evolutiva y con base en muchas investigaciones, se ha establecido que
del Homo erectus surge el Homo sapiens (hombre sabio).
Figura 28. Reconstrucción de una escena de la forma de vida de los Homo erectus.
87
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
•
Homo sapiens
En esta especie se han agrupado fósiles que antes habían sido clasificados como
diferentes, entre ellos están los que se citan a continuación:
El hombre de Heidelberg, el cual debió haber vivido en el primer o segundo período
interglacial, poseía una capacidad craneal de 1.400 cm3, una mandíbula fuerte, piezas
dentales de tamaño moderado –parecidas a las del hombre moderno– y caminaba erguido,
esto es, no doblaba la espalda hacia el frente para apoyarse en sus brazos.
Al hombre de Neanderthal se le calcula una altura media de 1.50 m y una antigüedad de
30-40 mil años, era muy robusto y caminaba erecto y con las rodillas algo flexionadas; su
cráneo era grande y fuerte, la nariz era ancha y aplanada y tenía capacidad craneal de
1.400 cm3.
El Homo sapiens sapiens, es decir, el hombre moderno, considerado así desde la aparición
de los fósiles del hombre de Cro-Magnon, hasta nuestros días, apareció hace
aproximadamente 20 mil años.
Este tipo de hombre vivía principalmente de la caza de animales como el reno, el bisonte, el
mamut, etc. La familia era nómada porque no permanecía en un lugar determinado y recorría
grandes distancias para encontrar su alimento.
Posteriormente, su comportamiento fue diferente y, por lo tanto, también su vivienda y
forma de obtener el alimento. Comenzó a cultivar plantas (trigo, cebada) y esto lo volvió
sedentario; se estableció en los lugares que le proveían los alimentos necesarios para
vivir y formó comunidades, principalmente agrícolas.
Figura 29. Cráneos de Homo habilis, Homo erectus, Hombre de Neanderthal,
Hombre de Cro-Magnon y Homo sapiens sapiens.
CONCEPTOS BÁSICOS
88
El Homo sapiens sapiens se distribuyó en áreas muy extensas. Habitó tanto ambientes
húmedos como cálidos, inició un amplio desarrollo cultural (pintaba, realizaba esculturas
y monumentos, y un tipo de alimentación conocido como omnívoro, es decir, comía de
todo (animales, plantas, hongos, etc.). Estas últimas características fueron heredadas y
están siendo desarrolladas enormemente por los actuales habitantes del planeta.
Figura 30. Secuencia de la evolución del hombre.
89
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Capítulo 4
BIODIVERSIDAD Y AMBIENTE
PRESENTACIÓN
En este capítulo se proporciona un panorama sobre la biodiversidad. Por medio de él se
exponen las bases de la clasificación, su importancia científica y la clasificación de los
seres vivos en cinco reinos.
Durante el desarrollo del tema se abordarán las características particulares de cada grupo,
comentarios sobre el papel que desempeñan los seres vivos dentro de la naturaleza y algunos
aspectos relativos a la importancia que tienen para el ser humano.
“En nuestras manos se halla ahora no sólo nuestro propio futuro,
sino el de todas las demás criaturas vivientes con quienes compartimos la Tierra”.
DAVID ATTENBOROUGH
91
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
4.1 LA BIODIVERSIDAD
Corresponde a la sesión de GA 4.35 (49) ¡QUÉ VARIEDAD!
La biodiversidad o diversidad biológica es la variedad de organismos que viven en la
Tierra.
Los organismos que conforman la biodiversidad están distribuidos de manera compleja en
las selvas, bosques, desiertos, praderas, océanos, ciénagas, ríos, etc. La biodiversidad
forma parte de los ecosistemas.
La riqueza actual de la vida en la Tierra es el resultado de un proceso de evolución de las
especies, que se manifiesta en las diferencias genéticas, de formas, de funciones y de
conductas entre los organismos.
La diversidad biológica se ha generado por un sinnúmero de adaptaciones en los organismos.
Por ejemplo, la gran variedad de flores que existen en la actualidad se debe a los métodos
que han desarrollado las plantas para transferir el polen de una planta a otra.
Figura 1. Diversidad de flores.
Este es el caso de muchas flores tropicales que son rojas para atraer a colibríes, trepadores
y aves que transportarán el polen. Las flores que son polinizadas por pájaros producen gran
cantidad de néctar y las flores que son polinizadas por abejas a menudo tienen un aroma
dulce.
CONCEPTOS BÁSICOS
92
Existen interacciones de las plantas con los animales para la dispersión de los frutos.
Para ello, las plantas emplean el pelo de los monos o las plumas de las aves, o requieren
que sus frutos sean ingeridos por algún reptil o ave para que sus semillas puedan germinar.
La biodiversidad se divide en tres categorías que describen diferentes aspectos de los
organismos.
•
Diversidad genética
Es la variación de la información genética dentro de las especies.
Figura 2. Diversidad
de ecosistemas.
•
Diversidad de especies
Es la variedad de especies existentes en una región.
93
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
•
Diversidad de ecosistemas
Considera el número de ecosistemas presentes en un lugar determinado y la abundancia
de ellos en relación con otros lugares.
Importancia biológica de la biodiversidad
Cada uno de los organismos que están presentes en un ecosistema realizan una función
dentro de él. La relación que existe entre unos y otros es muy estrecha, hasta el punto de
que si uno de ellos desaparece las consecuencias las resienten todos.
Por ejemplo, si se elimina a un vegetal, todos los seres vivos relacionados con él se ven
afectados.
La disminución de la biodiversidad
Cuando se extinguen organismos –especies biológicas– se pierde su información genética
y nunca podrá recuperarse; esto ocasiona cambios en los ecosistemas. Estos cambios son
difíciles de medir y de prevenir.
Respecto a este problema, el profesor de botánica de la universidad de Washington, Peter
Raven, y el director de los jardines botánicos de Kew, en Inglaterra, Ghillean Prance,
escribieron para el libro “Salvemos la Tierra”, de Jonathon Porrit en 1991, lo siguiente:
«Aún no sabemos exactamente cuántas especies existen en la Tierra, pero los mejores
cálculos oscilan en torno a los 30 millones, de las cuales 1.400.000 han sido registradas
oficialmente. Si el actual ritmo de deforestación y pérdida de hábitats continúa, pronto
estaremos eliminando especies antes de que hayamos podido reconocer su existencia.
Las especies que corren mayor riesgo son las del bosque tropical, no sólo los mamíferos
y aves más fácilmente identificables, sino también muchos miles de plantas e insectos.
En estos bosques, la pérdida de especies es entre 1 000 y 10 000 veces mayor que antes
de la intervención humana. No hay precedentes de una pérdida tan grande de diversidad
genética, que pueda dejar para el año 2050 sólo la mitad de todas las especies tropicales».
La biodiversidad está disminuyendo a un ritmo acelerado en los últimos años. Con el aumento
de la población se requiere producir más alimentos para satisfacer sus necesidades, lo
que significa explotar más activamente los recursos naturales, es decir, afectar la
biodiversidad.
Entre las principales causas que provocan la disminución de la biodiversidad, se encuentran
la pérdida del hábitat, que es el lugar donde viven los organismos; la explotación intensa de
los recursos vivientes; la contaminación; el cambio de clima mundial; la agricultura y la
destrucción de los bosques. Todo esto trae como consecuencia la desaparición progresiva
de las especies.
CONCEPTOS BÁSICOS
94
Figura 3. Destrucción de un bosque.
Importancia de la biodiversidad para el ser humano
A lo largo del tiempo el ser humano se ha adaptado al entorno descubriendo, usando,
cultivando y recolectando los recursos del medio. La biodiversidad ha sido y es un recurso
invaluable para las personas.
Figura 4. Cultivo de plantas, una actividad humana muy difundida.
De la biodiversidad el ser humano obtiene todos sus alimentos, medicinas, gran cantidad
de productos industriales, materiales para sus viviendas y elementos para elaborar otros
95
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
productos desde plantas ornamentales hasta aceites y gomas.
Figura 5. Un ejemplo de empleo de la biodiversidad es el caso de los armadillos,
que son utilizados para la investigación y desarrollo de una vacuna contra la lepra.
Una de las formas más empleadas por el ser humano para aprovechar la biodiversidad es
la domesticación de especies silvestres. Desde la prehistoria, el ser humano ha seleccionado
y cultivado especies con características que le son útiles. Las especies domesticadas tienen
un papel preponderante, ya que de ellas se obtiene una gran cantidad de productos.
Figura 6. Cebú, una especie domesticada.
La forma en que ha sido afectada la diversidad biológica es evidente en la actividad agraria,
CONCEPTOS BÁSICOS
96
ya que, cuando se cultivan variedades de plantas, se debilita la especie; este fenómeno
las hace blancos fáciles de plagas. Sin embargo, la situación tiene remedio cuando se les
adiciona material genético de especies silvestres, mediante nuevos cruces; ello aumenta
su rendimiento y se conserva así su productividad.
4.2 LA BIODIVERSIDAD EN COLOMBIA
Corresponde a la sesión de GA 4.36 LOS ANDES
Sólo cerca de una docena de países del mundo posee una gran diversidad biológica, 10
de éstos se encuentran en América Latina: Brasil, Colombia, México, Ecuador, Perú,
Venezuela, Bolivia, Panamá, Argentina y Costa Rica.
Figura 7. Colombia, por su posición geográfica, por su variedad de climas
y por su topografía, presenta una gran biodiversidad.
Elementos que propician la biodiversidad en Colombia
La diversidad biológica o biodiversidad es la variación de formas y se manifiesta en la
diversidad genética de poblaciones, especies, ecosistemas y paisajes. Colombia es uno
de los países del mundo con un gran porcentaje de biodiversidad. En toda el área de
Colombia se encuentra el 10% de la biodiversidad mundial haciendo de Colombia un país
“megabiodiverso”.
97
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
La gran diversidad ecosistémica de Colombia está representada por selvas y bosques
naturales, áreas de sabana, zonas áridas, páramos y humedales, aguas oceánicas y
continentales, picos, nieve, y asentamientos urbanos, además grandes extensiones de tierra
para el uso agrícola y los procesos de colonización.
Uno de los factores importantes a los cuales se le atribuye la diversidad biológica que
presenta nuestro país es la localización entre los dos trópicos, que produce una gran variedad
de condiciones climáticas que ha llevado a la gran diversidad de espacios geográficos.
Entre los principales biomas colombianos o regiones naturales de gran extensión con un
clima, flora y fauna característicos están: los bosques húmedos tropicales, las sabanas
llaneras, los bosques aluviales o de vegas (terrenos o depósitos de tierra que se forman
por acción mecánica de las corrientes de agua), los bosques andinos, los bosques bajos y
los catingales amazónicos (bosques formados por árboles de hojas caducas).
Colombia, un país con megabiodiversidad
La biodiversidad ecosistémica está directamente relacionada con la diversidad de especies,
y está representada por el número de especies de un espacio determinado; la mayor cantidad
de especies se encuentran concentradas en unos pocos países tropicales. Estos países
contienen el 40% de todas las especies del mundo. La gran diversidad biogeográfica y
ecológica de Colombia, así como la gran riqueza de especies permite suponer que este
país puede contener una diversidad de especies entre las más altas del planeta.
Se ha estimado que Colombia tiene entre 45 000 y 55 000 especies de plantas, entre las
cuales tienen de 3 000 a 3 500 especies de orquídeas, lo cual representa, según algunos
investigadores, el 15% del total mundial.
Otro grupo de plantas muy diverso en Colombia es el de las aráceas, entre las cuales se
encuentran las dragonteas, del cual el país contiene la variedad más rica del mundo con un
sexto de las 3.500 especies conocidas de esta familia; otras familias muy ricas en especies
que hacen parte de la flora colombiana son: anturios, platanillos o heliconias, brezos; otras
especies son las palmas, los pinos, los helechos y las bromelias; se estima que en Colombia
hay 270 especies de palmas.
Estudios de la región del Caribe sobre la riqueza de las algas marinas han mostrado, que el
Caribe colombiano es una de las áreas más ricas en variedades del Atlántico tropical.
En cuanto a los vertebrados, Colombia se coloca en el tercer lugar mundial con 2 890 especies;
de esta sobresale la gran riqueza de murciélagos (151 especies) y roedores (94 especies).
Además 27 especies de primates representan un tercio de los primates de América tropical.
Otras especies representativas son las aves, pues Colombia tiene la mayor variedad en el
mundo, como también gran variedad de reptiles, anfibios, peces, arrecifes e insectos.
CONCEPTOS BÁSICOS
98
Entre estos últimos sobresalen las mariposas con gran diversidad de formas y colores de
alas, con lo cual contribuyen a dar más belleza a los paisajes.
Endemismos, las especies típicas de Colombia
La biodiversidad de Colombia es notable no sólo por su riqueza en especies sino también
por su gran número de endemismos, es decir, muchas especies son típicas de lugares
determinados; por ejemplo, de las 1 721 especies de aves registradas en Colombia, se
estima que entre 55 y 60 son endémicas.
Dentro de los insectos algunos grupos sobresalen por su endemismo, en Colombia pueden
existir hasta 3 000 especies diurnas de mariposas entre las cuales hay algunas endémicas.
En cuanto a la fauna de escorpiones, la Sierra Nevada de Santa Marta, la Cordillera
Oriental y la Orinoquia pueden considerarse como regiones de endemismo.
La biodiversidad en el medio marino
Los ecosistemas de manglar y de arrecifes coralinos son un aporte importante a la
biodiversidad de Colombia.
Ecosistema de manglar
El manglar es una asociación de árboles, arbustos y otras plantas halofíticas, esto es, que
viven en las zonas salobres o saladas. Los manglares se constituyen en los principales
componentes de los humedales costeros tropicales y subtropicales.
Los manglares son una importante muestra de la riqueza pesquera; entre los peces que
habitan allí están las cardumas, los bagres, los jureles de ojo grande, los pargos, los sábalos,
las lisas..., etc. Hay tres clases de mangles: rojo, negro y blanco. Además hay otras clases
de plantas como piñuelos y yelí. En estas zonas anidan muchas aves como pelícanos,
cormoranes, patos aguja y garzas. También se encuentran tortugas, zaínos y chigüiros.
Existen manglares tanto en el Pacífico, como en el Caribe colombiano; los departamentos
de Magdalena, Sucre, Córdoba, Antioquia y Bolívar poseen, en su orden, una mayor cobertura
de bosques de manglar en el Caribe y uno de los más importantes de la zona del Caribe son
los manglares de la Ciénaga Grande de Santa Marta.
Los ecosistemas de manglar constituyen por excelencia áreas aptas para la producción,
cría y alimentación de peces, crustáceos y moluscos que son fuente importante de sustento
para un gran número de comunidades que viven en las zonas costeras. Son importantes
también porque regulan los aportes de sedimento y nutrientes, protegen la erosión en las
costas y racionalmente manejados son un recurso importante de madera. Sin embargo se
ven afectados por la actividad humana porque están en áreas para la urbanización, para
obras de infraestructura vial y es a donde llegan las aguas continentales con los desechos
orgánicos y los contaminantes químicos.
99
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 8. El mangle es la planta más importante de los ecosistemas de manglar.
Ecosistema de los arrecifes coralinos
Los arrecifes coralinos son estructuras construidas básicamente por organismos vivos, que
tienen la capacidad de formar un esqueleto duro, su consistencia es lo suficientemente
compacta, por ello forman hábitats duraderos, estables y característicamente estructurados
para albergar organismos especialmente adaptados.
El desarrollo de un arrecife coralino es un proceso que tarda cientos de miles de años y es
el resultado de la labor colectiva de numerosos organismos y de complejos procesos físicos,
geológicos y biológicos. Las colonias de los corales pétreos pueden establecerse en un
fondo duro bien iluminado y con aguas cálidas y bien oxigenadas. Con el tiempo se forma
sobre el fondo un mosaico irregular de colonias coralinas aisladas que sirven de hábitat
para otros tipos de organismos.
Un ejemplo representativo de los arrecifes coralinos es el Caribe colombiano con la región
de Santa Marta donde los ramales del norte de la Sierra Nevada de Santa Marta se adentran
CONCEPTOS BÁSICOS
100
formando una especie de bahía; hay arrecifes coralinos en las aguas marinas del Parque
Nacional Natural Tairona y la bahía de Capurganá y Zapzurro muy cerca de la frontera con
Panamá. Igualmente el archipiélago de San Andrés y Providencia es muy rico en arrecifes
coralinos. En la zona del Pacífico no son tan abundantes pero se encuentran en la zona
norte de la costa y en los fondos insulares de Gorgona y Malpelo.
Los arrecifes de coral son ecosistemas de alta complejidad y fragilidad, que concentran una
gran biodiversidad y que están siendo objeto de procesos de degradación en gran parte
por la acción humana en forma directa. Las actividades humanas que causan erosión en la
zona continental son uno de los principales agentes de mortandad de corales por el
incremento de carga de sedimentos y nutrientes aportados por los ríos a las aguas marinas
costeras. Otras actividades que los afectan son la pesca con dinamita y el turismo
desordenado.
Figura 9. Arrecifes coralinos
Los parques naturales de Colombia
Son las áreas protegidas destinadas a la conservación del patrimonio natural y cultural del
país. Este patrimonio natural desempeña un papel muy importante para la protección de
la biodiversidad. Además porque es a través de ellos que se encuentran protegidas las
zonas más importantes de reservas naturales y de resguardos indígenas de Colombia.
A continuación se observa el mapa de Colombia que muestra el sistema de parques y
reservas naturales nacionales.
101
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 10. Sistema de parques y reservas naturales en Colombia.
CONCEPTOS BÁSICOS
102
Causas directas e indirectas de la pérdida de la biodiversidad en
Colombia.
Causas directas
Colombia vive un proceso acelerado de transformación de sus hábitats y ecosistemas
naturales a causa de factores tales como:
•
La inadecuada ocupación y utilización del territorio.
•
El establecimiento de cultivos ilícitos (amapola, coca).
•
La construcción de obras de infraestructura y desarrollo vial.
•
La utilización de zonas cenagosas para el pastoreo.
•
La deforestación.
•
La introducción al país de especies foráneas e invasoras.
•
La sobreexplotación de especies silvestres de fauna y flora para el consumo o la
explotación.
•
El uso de técnicas inadecuadas para la pesca.
•
La contaminación, resultado de las actividades industriales y domésticas que llevan a la
alteración del medio natural.
Causas indirectas
Detrás de las causas directas se encuentra una serie de fenómenos de carácter demográfico,
económico, tecnológico, social, político e institucional. Estos fenómenos se constituyen en
las causas indirectas de la pérdida de la diversidad biológica:
•
No se le ha dado la importancia que requiere el tema de la diversidad biológica.
•
Hay deficiencias en el conocimiento científico y aplicado.
•
Deficiencias en el desarrollo tecnológico del país.
•
Carencia de tecnologías de producción adecuadas y compatibles con la conservación
de los recursos naturales.
•
La ineficacia institucional para reducir el impacto de las actividades que conllevan a la
pérdida de la biodiversidad.
103
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
•
La falta de valoración de nuestros ecosistemas naturales.
Figura 11. El oso de anteojos y el armadillo gigante son especies
de nuestra fauna en vías de extinción.
La conservación y el manejo sostenible de los recursos
Una riqueza de especies biológicas de esta magnitud, considerada como
megabiodiversidad, requiere medidas urgentes para su conservación.
La biodiversidad, en sí misma es un recurso de gran valor. Para explotarla es necesario
utilizarla de modo que se obtengan de ella los beneficios que se buscan, pero garantizando
al mismo tiempo la conservación de este recurso. Cuando esto se logra se puede hablar de
un desarrollo sostenible.
En el desarrollo sostenible se plantea la necesidad de prever el impacto de las acciones del
ser humano sobre los sistemas naturales y sociales y de esta manera plantear una relación
armónica entre el sistema económico biotecnológico con el sistema natural.
El desarrollo sostenible se define como la satisfacción de las necesidades de las
generaciones presentes sin comprometer los recursos de las generaciones futuras; es decir,
implica que se respete el equilibrio que alberga la vida. Uno de los aspectos importantes
del desarrollo sostenible es considerarlo como un proceso en donde se debe buscar cambiar
el sentido de las acciones económicas del ser humano, es decir, avanzar en la recuperación
de las tramas ecológicas, sociales, culturales y éticas.
Finalmente el desarrollo sostenible implica verdaderos cambios en la utilización de los
recursos, en los costos y beneficios y en la equidad de las generaciones. Como plantea
María Novo «el desarrollo sostenible no es un añadido a lo que tenemos sino un
intento por alcanzar lo que nos falta; la sabiduría que como grupo, perdimos en aras
de la erudicción. Y tener presente que no se trata de una meta a la que debemos
llegar, sino una forma de viajar».
CONCEPTOS BÁSICOS
104
4.3 LA CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS
Corresponde a las sesiones de GA 4.37 (51) CADA COSA EN SU LUGAR y 4.38 (52) BIEN
ORGANIZADOS
La biodiversidad o diversidad biológica es un factor de gran importancia para el ser humano.
Su inclinación por estudiarla y conocerla lo acompaña desde sus inicios.
Hombres y mujeres, a través de su historia, han observado la enorme diversidad biológica
que existe a su alrededor y, de acuerdo con sus necesidades y su manera de percibir la
naturaleza, han desarrollado diferentes formas para clasificarla.
Hasta antes del siglo XVIII se realizaron varias clasificaciones de los seres vivos, algunas
de ellas consideraron características utilitarias y otras más, tomando en cuenta diversos
atributos de los seres vivos, independientemente del beneficio o daño proporcionado al ser
humano.
Figura 12. Aristóteles identificó dos grupos de animales:
los de sangre roja y los que carecen de sangre.
Dentro de la gran tarea de clasificación de los seres vivos se destaca la obra de Carlos
Linneo, quien en el siglo XVIII estableció un sistema ordenado para las especies conocidas
en su tiempo. Para ello estableció varios niveles de orden y un sistema para nombrarlos.
Sus trabajos fueron de tal importancia que sirven de base para las clasificaciones modernas.
Durante los siglos XVIII y XIX, los grandes viajes y trabajos de varios naturalistas como
Humboldt, Darwin, Hooke y Wallace proporcionaron nuevos datos sobre organismos no
conocidos. Lo anterior, aunado al uso de la imprenta y el microscopio, así como a la teoría
105
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
evolutiva de Darwin trajo como consecuencia la revaloración de las clasificaciones
existentes y la conformación de otras buscando en ellas un orden natural.
Figura 13. Los delfines, murciélagos y elefantes se consideran dentro del grupo
de los mamíferos, pues, aunque aparentemente son diferentes, tienen un ancestro común
y comparten características que los relacionan, como la de amamantar a sus crías.
Desde finales del siglo XIX y hasta la actualidad, las tendencias para clasificar a los
organismos han considerado aspectos relacionados con la evolución, el parentesco y las
relaciones naturales que entre ellos existen.
Es por ello que actualmente los especialistas intentan clasificar a los seres vivos con un
criterio filogenético; esto quiere decir que buscan ordenar organismos en grupos más o
menos relacionados o emparentados, que probablemente tuvieron ancestros comunes en
el curso de la evolución, además de considerar, entre otras características, las semejanzas
y diferencias en la información hereditaria y el estudio de determinadas sustancias químicas
que presentan.
Con base en los criterios señalados, no es posible dividir a los seres vivos en plantas y
animales, como se establecía antiguamente, ya que existen organismos que presentan
características intermedias, o bien no corresponden a ninguno de ellos.
En consecuencia, ha sido necesaria otra clasificación que cuente con varios grandes grupos
o reinos para ubicar la biodiversidad conocida. Actualmente la mayoría de los biólogos
reconocen cinco reinos: Mónera, Protoctista, Fungi, Plantae y Animalia.
CONCEPTOS BÁSICOS
106
REINOS
MÓNERA
PROTOCTISTA
LA BIODIVERSIDAD
FUNGI
PLANTAE
ANIMALIA
Figura 14. La biodiversidad está agrupada en cinco reinos.
Categorías taxonómicas
Con base en los trabajos de Linneo, para clasificar se han establecido conjuntos ordenados
en diferentes niveles o rangos; estos conjuntos son conocidos con el nombre de categorías
taxonómicas.
Estas categorías son grupos ordenados de acuerdo con las semejanzas y relaciones
evolutivas, principalmente, a su vez pueden ser subconjuntos de otros. Se reconocen siete
niveles básicos o categorías taxonómicas en la clasificación moderna, del más sencillo al
más complejo son: especie, género, familia, orden, clase, phylum y reino.
La categoría taxonómica base es la especie. Aunque existen dificultades para definirla,
algunos aspectos que la caracterizan son:
•
Está constituida por un conjunto de individuos con características semejantes.
•
Estos individuos pueden cruzarse o aparearse entre sí y generar descendencia capaz
de procrear hijos.
Por ejemplo, los seres humanos de todas las etnias constituyen una sola especie, la Homo
sapiens.
El género es la categoría en la que se incluyen especies diferentes pero que presentan
semejanzas evolutivas, entre otras.
Las especies de gatos y pumas se incluyen en un mismo género, llamado Felis.
Los perros, los lobos y los zorros constituyen, cada una, especies diferentes pero
107
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
un mismo género: Canis. El ser humano es la única especie viva de género Homo.
La categoría taxonómica denominada, familia, a su vez, está integrada por varios géneros
emparentados o relacionados.
De la misma forma, un orden está conformado por familias, una clase por órdenes, un
phylum o rama por clases, y, finalmente, varias ramas o phyla constituyen el reino.
Figura 15. Variedad de especies del reino Animalia.
El nombre científico
Uno de los trabajos más importantes de Carlos Linneo (1707-1778) fue la creación de un
sistema para nombrar científicamente a cada organismo.
Linneo propuso una nomenclatura binómica que consistía en que, para nombrar plantas
específicas, se selecciona un nombre para el género y otro para la especie. Este sistema
reemplazó a otro en el que el nombre del género iba seguido de una extensa descripción de
CONCEPTOS BÁSICOS
108
la especie. En la actualidad se utiliza el sistema de Linneo. Además este sistema de
nomenclatura es una “herramienta” todavía hoy en uso para cualquier inventario botánico o
faunístico, además porque su concepción de la «organización de la naturaleza» parece
ofrecer una primera y fascinante versión de la teoría ecológica global.
Entender la organización de la naturaleza es entender de qué manera el número de vegetales
está limitada por el de herbívoros y el número de éstos por el de carnívoros, cómo está
asegurada la dispersión de semillas y cómo algunos animales hacen desaparecer los
cadáveres o los excrementos que, de otro modo cubrirían el suelo y contaminarían la
atmósfera.
Por otra parte, es de resaltar que este mundo tan bien organizado no lo está para exclusivo
provecho del ser humano; en efecto éste figura como un medio para mantener la proporción
de los grandes depredadores.
Del mismo modo que los decisivos descubrimientos de la respiración y la fotosíntesis, cuando
se toman en consideración (a finales del XVIII), contribuyen a crear una imagen de un mundo
organizado según los principios de una economía racional y las relaciones entre lo mineral,
animal y vegetal, la organización del mundo natural es una manifestación entre la unidad de
la naturaleza y su equilibrio.
Aunque la concepción actual de la evolución, la insistencia en los desequilibrios, las rupturas,
las imperfecciones, etc., nos han alejado de la contemplación del orden natural tal como
Linneo lo concibiera, lo anterior lleva a plantearnos algunas preguntas: ¿No nos interesa la
organización de la naturaleza? ¿Es posible negar todo valor científico a la noción de “medio
en equilibrio”? ¿No habrá que conseguir, más bien, una pluralidad de equilibrios posibles?
Antes de Linneo ya se había reconocido la necesidad de utilizar nombres científicos, pues
los nombres comunes empleados por la mayoría de la gente para designar a los individuos,
varían de acuerdo con la región o lengua, lo que podría crear confusiones.
Sin embargo ya los científicos identificaban con diversos nombres a los seres vivos, y
algunos de estos nombres estaban conformados por varias palabras, de ahí que el sistema
empleado por Linneo resultara práctico y permitiera identificar a cada organismo.
El sistema que utilizó Linneo, y que se sigue empleando, para formar el nombre científico es
binominal o binomial, porque emplean dos nombres: el primero de ellos corresponde al
género y el segundo a la especie.
Este sistema es utilizado y reconocido actualmente por los investigadores en todo el mundo.
109
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Existen reglas para expresar el nombre científico: algunas de ellas son las siguientes:
•
La palabra que indica el género debe escribirse con mayúscula inicial
•
La palabra que indica a la especie va con minúscula.
•
Ambas palabras, en la mayoría de los casos debe destacarse con letra cursiva,
escribirse entre paréntesis o bien subrayarse.
•
Ambas palabras deben estar expresadas en latín o han de latinizarse.
Nombre Científico
Nombre común
Género
Especie
Naranja
Citrus
sinensis
Lobo
Canis
lupus
Haba
Vicia
faba
Hombre
Homo
sapiens
Figura 16. Ejemplo de nombres científicos.
LOS BIOTERIOS
Corresponde a la sesión de GA 4.39 (53) EL MUSEO VIVIENTE
El estudio de la biodiversidad es una actividad que requiere del contacto directo con los
seres vivos y los fenómenos relacionados con ellos. La información que proporcionan los
textos y las imágenes televisivas, de videos o impresas es muy valiosa, pero nunca podrá
suplir a la experiencia del contacto con los seres vivos.
Las visitas al medio marino, dulce acuícola, boscoso, desértico, etc. son ideales para
aprender de ellos, pero dado que el traslado a esos sitios no es siempre posible, una
alternativa es reproducir las condiciones mínimas para la existencia de algunos organismos.
Esto se logra por medio de los bioterios. Este recurso de estudio, aunque limitado, permite
conocer y analizar a los seres vivos y su ambiente, así como experimentar con ellos.
Los bioterios son modelos en miniatura que reproducen ciertas condiciones ambientales
en la escuela y tienen la finalidad de conservar a los seres vivos para su estudio, razón por
la cual también reciben el nombre de museos vivientes.
CONCEPTOS BÁSICOS
110
Dentro del laboratorio escolar o en el salón de clases puede destinarse un espacio que
reúna ciertas condiciones de temperatura, luz y ubicación, y ahí, dentro de recipientes
adecuados, conservar organismos.
Los bioterios reciben, con frecuencia, el nombre de los organismos a quienes están
destinados, por ejemplo: herbario si colecciona plantas; serpentario si contiene serpientes;
ranario si conserva ranas; insectario si conserva insectos, o de acuerdo con el medio
predominante, reciben el nombre de acuario, terrario, etc.
Figura 17. Ejemplo de bioterios.
El bioterio requiere de cuidados y mantenimiento constante. Las medidas de conservación
son distintas de acuerdo con las necesidades de los organismos que los integran.
EL HERBARIO
Corresponde a la sesión de GA 4.44 (58) EL YERBERITO LLEGÓ...
El interés por el conocimiento de las plantas es cada día mayor; sin embargo, el mundo
vegetal es de tal magnitud que resultaría imposible contar con el tiempo suficiente para
observar, estudiar y clasificar todos los vegetales en los diferentes lugares en que se
desarrollan.
Una forma de estudiar a las plantas es a través de un herbario, esto es, una colección de
plantas secas, debidamente preparadas y montadas, en cartulinas, por ejemplo.
Las plantas que se integran a un herbario pueden, incluso, llevar su nombre científico y algunas
otras anotaciones breves.
Importancia de un herbario
Por medio de un herbario es posible estudiar las plantas en la comodidad del laboratorio
o en el salón de clases.
111
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
El herbario permite profundizar en la comprensión de un determinado grupo vegetal de
nuestra flora o ampliar los conocimientos sobre aspectos más generales, sin presiones
de tiempo y espacio.
Grandes naturalistas como Carlos Linneo, Carlos Roberto Darwin y José Celestino Mutis,
quien dirigió la expedición botánica en el Nuevo Reino de Granada, realizaron como parte
de sus investigaciones, ricas colecciones de plantas, hecho que permitió no sólo un estudio
detallado de los ejemplares en cuestión, sino además un avance del conocimiento general
de la biología y de la biodiversidad mundial e iberoamericana.
Actualmente los herbarios se encuentran asociados a universidades, jardines botánicos,
algunas oficinas de gobierno, laboratorios y escuelas.
Pasos para la elaboración de un herbario
En los párrafos siguientes se describen los pasos que se siguen para hacer una colección
adecuada de plantas y para la formación de un herbario.
Recolección. En forma general se recomienda, como primer paso, la selección del área
donde se va a llevar a cabo la recolección de ejemplares; éstos deben ser pocos, de
preferencia un número predeterminado ya que recolectar es fácil, lo difícil es procesar los
ejemplares.
Antes de tomar un vegetal de muestra deben hacerse anotaciones sobre las características
del ejemplar y del medio en que se encuentra.
Figura 18. Los ejemplares recolectados deben manejarse con cuidado.
Los ejemplares recolectados deben poseer sus principales estructuras, como son: raíz, tallo
y hojas y, de ser posible, muestras de flores y frutos.
CONCEPTOS BÁSICOS
112
Prensado y secado. Consiste en colocar los ejemplares recolectados entre hojas de
papel periódico, evitando que se doble alguna de sus partes.
Posteriormente se colocan todos los ejemplares en una prensa de campo y se cierra a
presión. Transcurridos dos o tres días, si se requiere, el papel periódico puede ser cambiado
para favorecer el secado.
Figura 19. Prensa para procesar muestra de vegetales.
Identificación y montaje. Después de dos o tres semanas se retiran los ejemplares de la
prensa y se identifican, es decir, se busca su nombre común y científico con base en sus
características, para después colocarlos y coserlos en cartulina. Cuando ya estén listos
debe elaborarse una ficha, en el extremo de la cartulina con algunos datos como nombre
común y científico de la planta, fecha y lugar de la recolecta, así como algunas características
observadas durante ella.
En el caso de los herbarios escolares puede precisarse si se trata de un vegetal vascular
o no vascular, si produce semillas y si sus semillas son de uno o dos cotiledones.
FICHA DE IDENTIFICACIÓN
Nombre científico: __________________________________________________
Nombre común: ____________________________________________________
Fecha y lugar de la recolecta: _________________________________________
Observaciones: ____________________________________________________
_________________________________________________________________
Figura 20. Ficha de identificación de un vegetal de herbario.
113
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Entrada al herbario. Finalmente, un ejemplar que ha sido sometido a este procedimiento
pasará a formar parte de la colección de un herbario y quedará guardado ahí para que las
personas interesadas puedan verlo y consultar la información anotada, o bien para futuros
estudios sobre la importancia y su utilidad.
Figura 21. Los ejemplares que integran el herbario se prepararán cuidadosamente.
4.4 LOS CINCO REINOS
Corresponde a la sesión de GA 4.40 (54) CON USTEDES... ¡LOS MÓNERAS!
Para estudiar la biodiversidad actualmente, la mayoría de los biólogos reconocen cinco
reinos: Mónera, Protoctista, Fungi, Plantae y Animalia.
Reino Mónera
El reino Mónera está conformado por microorganismos conocidos como procariotas o
procariontes, cuyas células no poseen membrana nuclear, es decir, su material genético se
encuentra disperso en el citoplasma.
Los organismos de este reino carecen de mitocondrias y cloroplastos. En ellos es muy rara
la reproducción sexual. A este reino pertenecen las cianobacterias y bacterias.
Figura 22. Las bacterias y cianobacterias pertenecen al reino Mónera.
CONCEPTOS BÁSICOS
114
•
Cianobacterias
Estos organismos, llamados anteriormente algas verdeazules por la coloración que
presentan, viven en medios acuáticos (aguas dulces o saladas y manantiales de agua
caliente), mientras que otras forman a menudo capas sobre las rocas y suelos húmedos.
Se encuentran como células aisladas, o bien constituyendo colonias o filamentos. Son
ejemplos de éstas las que, al unirse con hongos, forman líquenes, identificables como
cubiertas blanco-verdosas de las rocas y piedras en el campo.
Figura 23. Cianobacterias observadas al microscopio.
•
Bacterias
Son organismos unicelulares cuya longitud varía de menos de un micrómetro –micra–
hasta nueve micrómetros. Las bacterias se pueden encontrar hasta cinco metros de
profundidad en el suelo, en aguas dulces o saladas, en el hielo de los polos o en el interior
y exterior de otros organismos.
Hay bacterias de formas esféricas y se les denomina cocos; a las que tienen formas de
bastoncillos se les llama bacilos, y a las onduladas, espirilos. Los cocos y los bacilos
pueden unirse para formar colonias y filamentos.
DIPLOCOCOS
ESTAFILOCOCOS
ESTREPTOCOCOS
BASILOS
ESPIRILOS
Figura 24. Ejemplo de bacterias observadas al microscopio.
115
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
La mayoría de las bacterias son heterótrofas esto es, no fabrican su alimento sino que lo
toman ya elaborado y se reproducen asexualmente por división directa. La célula se parte
en dos células hijas y su división se produce con notable rapidez (de 15 a 20 minutos, para
repetirse nuevamente el proceso), si sus condiciones son favorables.
Importancia biológica
El reino Mónera forma parte integral del balance de la naturaleza y desempeña un papel
muy importante en el ciclo del nitrógeno. Por ejemplo, las bacterias participan en la
descomposición de la materia orgánica generando compuestos que contienen nitrógeno;
estos compuestos quedan a disposición de otros organismos.
En este reino se encuentran los únicos organismos capaces de capturar (fijar) el nitrógeno
atmosférico en compuestos que pueden ser aprovechados por otros organismos,
principalmente los vegetales. Por eso se recomienda la rotación de cultivos de leguminosas
(haba, fríjol, arveja, habichuela, soya, etc.) que contienen bacterias nitrificantes y luego
sembrar otros cultivos.
Figura 25. Algunas bacterias fijan el nitrógeno del aire. Los abultamientos
de la raíz de la planta de fríjol de soya son nódulos donde actúan estas bacterias.
Las bacterias son habitantes normales de los tractos digestivos de los animales y de los
seres humanos. En ellos, su función es la producción de sustancias que ayudan a la
descomposición de nutrientes o bien participan en la elaboración de sustancias que los
organismos que las contienen aprovechan, como las vitaminas del complejo B.
Las cianobacterias, algas y plantas verdes mantienen la vida de los demás organismos de
la Tierra por medio de la fotosíntesis.
CONCEPTOS BÁSICOS
116
Importancia para el ser humano
Debido a que las bacterias llevan a cabo ciertos procesos de fermentación, son utilizadas
en la elaboración de quesos, vinos y antibióticos, entre otros productos.
Ciertas bacterias causan enfermedades como difteria, tifoidea, tuberculosis, lepra, cólera y
sífilis. De estas bacterias se dice que son patógenas porque generan enfermedades.
Reino Protoctista
Corresponde a la sesión de GA 4.41 (55) PROTOCTISTAS, LOS OLVIDADOS
El reino Protoctista comprende a todos aquellos organismos constituidos por células
eucarióticas, es decir, que poseen núcleo celular, pero no forman tejidos ni órganos, entre
otras características.
Estos organismos tienen características intermedias entre vegetales y animales: El reino
Protoctista agrupa a organismos formados por una célula y otros formados por muchas de
ellas.
En general, los organismos unicelulares pueden tener formas diversas, pero casi siempre
variantes de la forma esférica. Esto está determinado en gran parte por la forma particular
que presenta tanto la membrana plasmática como el protoplasma, así como la presencia de
materiales extracelulares.
Algunos protoctistas tienen atributos muy similares a los de los vegetales; otros parecen
estar relacionados con los animales; otros poseen características intermedias entre ambos,
y otros más presentan caracteres distintos de cualquiera de los otros cuatro reinos.
A este reino pertenecen dos grandes grupos de seres vivos, los protozoos y las algas.
•
Los protozoos
También conocidos como protozoarios, son organismos armados por una sola célula:
presentan formas sumamente variadas, su tamaño varía entre 10 micrómetros y tres mil
milímetros de longitud, se les puede encontrar solos o formando colonias; son cosmopolitas,
es decir, se les halla prácticamente en todas partes.
117
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 26. Ejemplos de protozoarios.
Clasificación de protozoos
Se clasifican en cuatro grandes clases: los rizópodos, los ciliados, los esporozoos y los
flagelados.
Los rizópodos se caracterizan por emitir pseudópodos (falsos pies) para capturar los
alimentos y desplazarse. Son de vida libre o parásita. Poseen un solo núcleo. Su reproducción
es asexual. El ejemplo que más se conoce es el de la ameba. También es importante citar
a los Foraminíferos.
Figura 27. Los rizópodos se desplazan por medio de pseudópodos (falsos pies).
CONCEPTOS BÁSICOS
118
Los ciliados o infusorios se caracterizan por tener un cuerpo cubierto de cilios o pestañas
y poseer núcleos, son de vida libre, se encuentran en aguas dulces, saladas o bien como
parásitos, su reproducción es asexual y sexual. Los ejemplos más característicos son: la
vorticela, el paramecio, y el stentor.
Figura 28. Ejemplo de protozoos ciliados.
Los esporozoos se caracterizan por ser exclusivamente parásitos intracelulares durante
casi todo el ciclo vital. Carecen de órganos locomotores. Poseen un solo núcleo, su
reproducción es asexual con formación de esporas, aunque también alternan con la
reproducción sexual.
El representante más típico es el Plasmodium malariae, agente productor de la enfermedad
conocida como malaria o paludismo, transmitida por la hembra del zancudo anofeles.
Figura 29. Ejemplos de esporozoos.
119
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Los flagelados tienen como característica común la presencia de flagelos que utilizan
para la locomoción. Pueden ser de vida libre, saprófitos, simbiontes o parásitos. Poseen
un solo núcleo. Su reproducción es asexual.
El trypanosoma es un protozoo flagelado que vive como parásito en la sangre de los
vertebrados, en algunos casos es patógeno, como la especie trypanosoma gambiense
agente productor de la enfermedad del sueño, transmitido por la mosca tsé - tsé.
Figura 30. El trypanosoma es un protozoo flagelado.
Importancia de los protozoos para el ser humano
Muchos protozoos son parásitos de la especie humana. Entre éstos se encuentra la ameba
Entamoeba histolítica, causante de la disentería amebiana (amebiasis); el Plasmodium
vivax, responsable también de la malaria, enfermedad transmitida por el mosquito Anopheles;
el trypanosoma gambiense, causante del mal del sueño transmitido por la mosca tsé - tsé
de África, entre otros.
•
Las algas
Estos seres vivos constituyen un conjunto de organismos que viven en el agua dulce o
marina y algunos lugares húmedos, tienen estructura celular eucariótica y están provistos de
clorofila, por tanto son autótrofos fotosintéticos. Además poseen otros pigmentos
fotosensibles; o de color amarillo, pardo y rojo. Se clasifican de acuerdo con el pigmento
que contengan. Su reproducción puede ser asexual o sexual.
CONCEPTOS BÁSICOS
120
Figura 31. Ejemplos de algas.
Clasificación de las algas
Las algas se clasifican en algas verdes, las algas pardas y las algas rojas.
•
Las algas verdes comprenden dos grandes divisiones: las clorofitas y las
euglanofitas
Las clorofitas son las algas verdes y de mayor diversidad; la mayoría son acuáticas, muy
abundantes en el agua dulce.
Figura 32. Alga clorofita, Spyrogyra.
121
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Las euglanofitas son un pequeño grupo en su mayoría dulceacuícolas, de aguas
estancadas ricas en materia orgánica o de zonas húmedas.
Figura 33. Alga euglanofita.
•
Las algas pardas comprenden tres divisiones: las crisofitas, las pirrofitas y
las feofitas
Las crisofitas o diatomeas son individuos unicelurales o pluricelulares filamentosos,
constituyen un componente importante del fitoplancton, siendo la fuente de alimento de los
animales marinos. Están encerradas en un estuche de sílice.
Figura 34. Las algas diatomeas presentan una morfología muy característica.
CONCEPTOS BÁSICOS
122
Las pirrofitas o dinoflagelados, son unicelulares, casi todos marinos, también hacen parte
del fitoplancton.
Figura 35. Algas pardas o pirrofitas.
Las feofitas son pluricelulares, su talo es complejo con elementos de fijación o rizoides
(raíces falsas).Viven fijadas en el fondo y son las de mayor tamaño. Los representantes
típicos son los géneros Fucus, Sargassum, Laminaria.
Figura 36. Ejemplo de alga feofita, Fucus.
•
En cuanto a las algas rojas, estas comprenden una única división, las rodofitas
Las rodofitas son algas pluricelulares, cuyo talo es complejo, habitan en mares de aguas
cálidas, fijas en el fondo o sobre conchas o caparazones. En sus paredes hay incrustaciones
de carbonato cálcico, por lo que adquieren el aspecto de rocas rojizas. El género coralina,
es uno de los más importantes en la formación de los arrecifes en los mares.
123
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 37. Alga roja.
Importancia biológica de las algas
Las algas constituyen, junto con las cianobacterias, los productores principales de los
medios acuáticos. En estos medios, los demás organismos dependen directa o
indirectamente de las algas, es decir, son consumidores.
Importancia de las algas para el ser humano
De algunas rodofitas se extraen sustancias utilizadas para el cultivo de organismos y para la
fabricación de helados, otros productos alimenticios y productos cosméticos.
En diferentes países se cultivan algas para la alimentación humana. El cultivo de las algas
es una de las soluciones potenciales a problemas como la falta de alimentación.
Las especies que las personas extraen de los mares se desarrollan gracias al consumo que
hacen de otras especies y, en último caso, de las algas. Puede decirse que el ser humano
depende indirecta y directamente de las algas.
Reino Fungi
Corresponde a la sesión de GA 4.42 (56) ¡QUÉ HONGO!
El reino de los hongos constituye un grupo grande y diversificado de organismos. Aunque
algunos presentan coloración, todos carecen de clorofila, razón por la cual son incapaces
de elaborar su propio alimento. Los hongos son heterótrofos.
CONCEPTOS BÁSICOS
124
Sus células están cubiertas por una membrana de quitina, que tiene la función de proteger
a la célula. Tienen la capacidad de almacenar glucógeno como material de reserva, a
diferencia de las plantas, las cuales almacenan almidón.
La mayoría de estos organismos están formados por filamentos llamados hifas; el conjunto
de éstas forma el micelio, el cual puede presentar formas muy diversas y constituye, en
algunos casos, masas más o menos compactas con apariencia de tejidos vegetales, sin
serlo.
b
c
a
Figura 38. Estructura de un hongo: a) micelio, b) cuerpo fructífero y c) esporas.
Los hongos son organismos que pueden estar constituidos por una célula o por cientos de
ellas, y presentan una gran variedad de formas y tamaños. Algunos se puede observar a
simple vista, pero para ver otros se necesita la ayuda del microscopio; tal es el caso de las
levaduras las cuales son organismos microscópicos formados por una sola célula.
Los hongos más conocidos son los que crecen en los bosques y forman cuerpos fructíferos
de forma globosa que, cuando se desarrolla, tiene apariencia de sombrilla –no siempre
presentan esta forma–; también los hay en forma de clavo, de esfera, etcétera.
En el cuerpo fructífero se lleva a cabo la producción de células reproductoras llamadas
esporas. Estas células son resistentes a la falta de agua y a las altas temperaturas.
Los miembros de este grupo de hongos se encuentran ampliamente distribuidos en lugares
sombreados de bosques, en los troncos, cuevas, barrancos, etc. Asimismo se desarrollan
con frecuencia en alimentos azucarados, pan, carne, fruta, leche y aceite, por ejemplo.
125
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 39. Algunos ejemplos de hongos.
La mayoría de los hongos son terrestres, aunque algunos son acuáticos.
Algunos grupos de hongos
Los zigomicetos son terrestres y están distribuidos por todo el mundo. Muchos viven sobre
vegetales en descomposición; otros son parásitos y viven sobre animales.
Los ascomicetos constituyen un grupo extenso que se caracteriza por poseer una estructura
reproductora llamada asca. Se alimentan de material vivo o muerto de plantas y vegetales.
Los basidiomicetos se caracterizan por poseer una estructura reproductora en forma de
mazo llamada basidio. Son parásitos de especies vegetales.
Los deuteromicetos son hongos generalmente microscópicos, muchos de ellos generan
enfermedades.
La importancia biológica de los hongos
Los organismos de este reino, junto con las bacterias, intervienen en la descomposición de
materia orgánica. Funcionan como descomponedores de los materiales de desecho de
otros organismos. También actúan sobre los restos de organismos muertos reintegrando al
medio las sustancias que pueden volver a utilizarse.
CONCEPTOS BÁSICOS
126
Figura 40. Los hongos actúan como descomponedores.
Los hongos participan en los eslabones finales de las cadenas alimentarias. Intervienen
en los ciclos del carbono y del nitrógeno al tomar parte en el reciclaje de sus compuestos
dentro de los ecosistemas.
Importancia de los hongos para el ser humano
Algunos hongos son empleados en la producción de sustancias antibióticas como la
penicilina. Otros son comestibles, como los champiñones. Los hongos se emplean en la
elaboración de pan, queso, vino, cerveza, entre otros.
Aunque algunos hongos son comestibles, nunca recoja hongos para comerlos, ya que
algunos son muy venenosos y pueden causar la muerte, razón por la cual, siempre hay que
adquirirlos en tiendas o mercados, para el consumo humano.
Algunos hongos originan enfermedades en el hombre, como la tiña y el pie de atleta, en
otros animales y en las plantas originan las royas y los tizones.
Figura 41. Algunos hongos son benéficos, como el bejín, que se utiliza para sellar heridas.
127
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Reino Plantae
Corresponde a la sesión de GA 4.43 (57) LOS VEGETALES
La Botánica es la rama de la biología que se encarga del estudio de las plantas.
Las plantas son organismos pluricelulares, es decir, están constituidos por numerosas células.
Las células de las plantas presentan una pared celular y además poseen clorofila, la cual les
permite elaborar su alimento. En la mayoría de los casos, las células semejantes se agrupan
formando tejidos, los cuales desempeñan funciones particulares. La presencia o ausencia
de un tejido llamado vascular permite dividirlas al menos en dos grupos: el de las plantas
vasculares y de las plantas no vasculares.
•
Plantas no vasculares
A este grupo pertenecen las plantas que no tienen un tejido vascular –de conductos–
para el transporte de agua y sustancias, por lo que dependen del agua ambiental para
transportar los materiales necesarios para su nutrición. Las plantas de este grupo no
poseen raíz, tallo ni hojas, pero sí estructuras similares llamadas rizoides, caulidio y filidios
respectivamente.
Dentro de este grupo están las briofitas que abarcan a organismos como las hepáticas y los
musgos. Los organismos de estos grupos son pequeños y generalmente se localizan en
lugares húmedos y sombreados.
Figura 42. Los musgos son ejemplos de plantas no vasculares.
CONCEPTOS BÁSICOS
128
•
Plantas vasculares
Todos los miembros de este grupo se caracterizan por la presencia de un tejido vascular,
a través del cual absorben y transportan sustancias necesarias para la planta.
Figura 43. Los helechos son ejemplos de plantas vasculares productoras de esporas.
Los tejidos conductores se conocen como xilema y floema, el primero transporta agua y
minerales desde la raíces, y los distribuye por toda la planta; el segundo transporta los
productos de la fotosíntesis desde las hojas hacia toda la planta.
La mayoría de estos organismos presentan raíz, tallo y hojas. En algunos casos, también
estructuras como flores, frutos y semillas.
Plantas vasculares sin semilla
Dentro de este grupo de plantas vasculares encontramos a los licopodios, selaginelas y
equisetos o “colas de caballo”, estos organismos se reproducen por medio de esporas.
Figura 44. Los equisetos son plantas vasculares.
129
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Plantas vasculares con semilla desnuda
Dentro de las plantas vasculares que se reproducen por medio de semillas encontramos
a las gimnospermas, como los pinos, que se caracterizan porque sus semillas están
descubiertas, es decir, no se encuentran protegidas en el interior de los ovarios, como en
el caso de las angiospermas.
Figura 45. Los pinos son plantas vasculares con semilla desnuda.
Plantas vasculares con semilla cubierta
Estas plantas son el único grupo que presenta flores. Además se distinguen dos clases
de angiospermas.
Monocotiledóneas. Su semilla presenta un cotiledón o almacén alimenticio de la semilla,
sus hojas tienen las nervaduras en disposición paralela. Ejemplos de ellas son los pastos, el
arroz, el trigo y el maíz.
Figura 46. Ejemplos de monocotiledóneas.
CONCEPTOS BÁSICOS
130
Dicotiledóneas. Estas poseen semillas con dos cotiledones y hojas con nervaduras
dispuestas en forma de palma. Ejemplos de ellas son el fríjol, el haba y la arveja.
Figura 47. Ejemplo de dicotiledónea.
Importancia biológica
En los ecosistemas terrestres, las plantas son las productoras, esto es, elaboran alimentos.
De ellas dependen los demás organismos, en forma directa o indirecta.
Otro aspecto de la importancia biológica que tienen los integrantes del reino plantae es la
fotosíntesis. Por medio de ella, las plantas intervienen en los ciclos del oxígeno y del dióxido
de carbono; la presencia de las plantas también afecta al ciclo del agua, pues en los bosques
tropicales gran parte de la humedad ambiental proviene de la transpiración de las plantas.
En terrenos donde la vegetación ha sido destruida, los ciclos mencionados y la estabilidad
de los ecosistemas se ven seriamente alterados.
Figura 48. Las plantas tienen gran importancia biológica.
131
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
En los bosques, las briofitas –musgos– llegan a cubrir grandes extensiones de terreno.
Esta capa contribuye a la retención del agua de las lluvias.
Todas las plantas, en general, ayudan a la conservación del suelo, evitando que éste se
erosione.
Importancia para el ser humano
El ser humano obtiene múltiples beneficios de las plantas
Alimentos. Dependiendo de la especie que se explote, pueden emplearse raíces, como la
zanahoria; tallos, como la caña de azúcar; hojas, como la espinaca; flores, como la de la
coliflor; frutos como los cítricos, y semillas como el maíz.
Figura 49. Las raíces, las semillas y los frutos son utilizados por la especie humana para su
alimentación.
Los productos vegetales pueden ser procesados para obtener de ellos harina y aceites.
Con ellos se enriquece la alimentación.
Medicamentos. Los vegetales, o parte de ellos, pueden ser empleados directamente o
procesados.
De los vegetales también se obtiene gran cantidad de productos. De plantas como los pinos,
cedros o abetos se extrae madera para la fabricación de muebles, esencias y aceites.
Figura 50. El papel, y fibras como el lino y el algodón, también
se obtienen a partir de los vegetales.
CONCEPTOS BÁSICOS
132
Reino Animalia
Corresponde a la sesión de GA 4.45 (59) NOSOTROS LOS ANIMALES
La zoología es una ciencia que se encarga del estudio de los animales.
Los animales son organismos multicelulares, es decir, están compuestos por un gran número
de células; todos ellos son heterótrofos.
Entre los animales existen especies de herbívoros, que se alimentan de plantas; carnívoros
que se alimentan de carne, y omnívoros, que se alimentan de partes u organismos completos
provenientes de los cinco reinos.
Figura 51. Ejemplos de animales carnívoros, herbívoros y omnívoros.
Su forma de reproducción es sexual, es decir, por la unión de un óvulo y un espermatozoide.
133
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Los animales presentan desarrolladas las funciones de coordinación, movimiento y la de
relación. La mayoría posee un sistema nervioso.
El reino animal abarca dos grandes grupos que son:
Los invertebrados son animales que no poseen esqueleto interno. Dentro de este grupo
se destacan los siguientes tipos: poríferos o celenterados, gusanos, moluscos, artrópodos
y equinodermos.
Los vertebrados son animales que poseen esqueleto interno. Dentro del grupo de los
vertebrados se ubican: los peces, los anfibios, los reptiles, las aves y los mamíferos.
Animales invertebrados
•
Los poríferos o celenterados
Son animales acuáticos, generalmente marinos, viven en el fondo del agua libres o fijos al
suelo o a las rocas. Los organismos más representativos de este grupo son: las esponjas,
las hidras, las anémonas y los corales.
• Los gusanos
Son un conjunto de animales de cuerpo blando y alargado que comprende varios filos, entre
estos se destacan los platelmintos, los nematelmintos y los anélidos, que son los más
conocidos.
• Los anélidos
Entre los anélidos están la lombriz de tierra y la sanguijuela. Estos gusanos se caracterizan
porque su cuerpo está formado por anillos o segmentos, cada uno de los cuales se especializa
en realizar alguna función en el cuerpo. Son hermafroditas, esto significa que cada individuo
lleva órganos reproductores masculinos y femeninos.
Figura 52. Los anélidos son animales segmentados.
CONCEPTOS BÁSICOS
134
•
Los moluscos
Se caracterizan por presentar un pie musculoso para desplazarse, una masa visceral que
contiene casi todos los órganos del cuerpo, un manto o pliegue que cubre el borde del pie y
una concha calcárea dura, secretada por la cara superior del manto; esta concha protege al
animal, pero dificulta su locomoción, algunos ejemplos de moluscos son las almejas, los
caracoles y los calamares.
Figura 53. Ejemplos de moluscos.
•
Los artrópodos
Se caracterizan porque son invertebrados que poseen patas articuladas que pueden utilizar
para caminar o como órganos accesorios para realizar otras funciones. Todos los artrópodos
tienen un cuerpo cubierto por una cutícula en forma de armadura, llamada exoesqueleto,
compuesta principalmente de quitina. Su cuerpo se divide en cabeza, tórax (parte media
del cuerpo) y abdomen.
Figura 54. Los artrópodos poseen un exoesqueleto.
135
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
En el grupo de los artrópodos existen cinco clases: crustáceos (cangrejos, langostas);
insectos (todos los insectos), arácnidos (arañas), quilópodos (ciempiés) y diplópodos
(milpiés).
Figura 55. Los insectos y los crustáceos son dos clases de artrópodos.
•
Los equinodermos
Son animales cuyo cuerpo está cubierto de espinas. Ejemplos de ellos son los erizos de
mar, las galletas de mar y las estrellas de mar.
Figura 56. Ejemplos de equinodermos.
CONCEPTOS BÁSICOS
136
Animales vertebrados o cordados
Se caracterizan porque en alguna etapa de su vida presentan una estructura llamada
notocorda o notocuerda.
Estos animales tienen marcadamente desarrolladas las funciones de coordinación,
movimiento y vida de relación. Su sistema nervioso es más complejo que en otros grupos y
la mayoría presenta sistema nervioso central y periférico.
El cerebro de los cordados está bien definido y se ubica dentro de una caja ósea llamada
cráneo. Las estructuras de sostén son los huesos; el movimiento se origina por el efecto de
los músculos sobre los huesos.
La mayoría de ellos posee un corazón contráctil que bombea la sangre a todo el cuerpo por
medio de un sistema circulatorio.
Presentan sexos separados y son tetrápodos, es decir, poseen cuatro extremidades.
Algunos grupos de cordados
Peces. Entre los peces se presentan dos grupos: los peces sin mandíbula, que no tienen
escamas cuyo representante es la lamprea, y los peces con mandíbula, que poseen aletas
pares y escamas. Ejemplos de ellos son las truchas, las sardinas y el bagre. En ambos
grupos, la respiración es branquial y existe una estructura sensorial llamada línea lateral.
Los peces pueden regular su temperatura corporal de acuerdo con el medio; esta
característica se denomina poiquilotermia.
Figura 57. Ejemplos de peces a) lamprea y b) bacalao.
Anfibios. Los anfibios tienen cuatro extremidades, son poiquilotermos, están muy
relacionados con el medio acuático y su respiración es cutánea y pulmonar.
137
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Ejemplos de este grupo son las ranas y los sapos.
Figura 58. Las ranas y los sapos son ejemplos de anfibios.
Reptiles. Los reptiles son generalmente tetrápodos, poiquilotermos y presentan un saco
relleno de líquido que envuelve al embrión; dicho saco se denomina amnios. Por esta
característica, se dice que los reptiles son amniotos.
Los reptiles son ovíparos porque nacen a partir de un huevo. Algunos, como las tortugas,
poseen un caparazón y otros tienen un cuerpo escamoso. Todos poseen una membrana en
los ojos llamada membrana nictitante, que les da protección. Ciertos reptiles como la víbora
de cascabel, tienen glándulas venenosas. Su respiración es pulmonar.
Figura 59. Ejemplos de reptiles.
CONCEPTOS BÁSICOS
138
Aves. Las aves son amniotas y tetrápodas, aunque las extremidades delanteras están
transformadas en alas. La temperatura corporal de las aves es constante, a pesar de que la
del medio varíe. A esta característica se le denomina homotermia u homeotermia.
Figura 60. Las aves mantienen su temperatura corporal constante.
Las aves poseen una glándula, localizada en la base de la cola, que segrega grasa útil para
cubrir y aislar a las plumas; tienen un pico córneo.
En su sistema digestivo, las aves presentan un buche donde almacenan y humedecen el
alimento; el estómago se compone de una molleja que tritura el alimento. También poseen
membrana nictitante. Dentro de esta clase están el tucán, el gorrión, la paloma, el águila, el
colibrí, la gallina, etcétera.
Figura 61. El tucán es un ejemplo de ave.
139
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Mamíferos. Los mamíferos son amniotos, homeotermos y tetrápodos; están dotados de
pelo y de glándulas que segregan grasa y sudor.
Figura 62. El manatí es un mamífero adaptado al medio acuático.
La característica más importante que presentan los organismos de esta clase son las mamas,
las cuales segregan leche que las hembras utilizan para amamantar a sus crías.
Importancia biológica de los animales
Todos los animales forman parte de las cadenas y tramas alimentarias. En muchos casos,
el papel que cada animal desempeña en una cadena es tan específico que de no existir la
estabilidad del ecosistema se vería seriamente afectada.
Figura 63. Algunos animales actúan como controles naturales de otras especies.
CONCEPTOS BÁSICOS
140
Algunas aves, como las golondrinas, se alimentan de insectos, por ejemplo de moscas. Si
son eliminadas estas aves las moscas no tendrían al regulador natural de sus poblaciones,
por lo que su número se incrementaría rápidamente. Algo similar ocurre con los otros animales.
Importancia para el ser humano
En la alimentación es donde reside uno de los mayores beneficios que el ser humano obtiene
de los animales. Muchas especies han sido domesticadas o se explotan con este fin. Tal es
el caso de los distintos tipos de ganado, las aves de corral, etcétera.
Las personas se benefician económicamente de los animales por los productos directos
que de ellos obtienen y por aquellos que se obtienen de su procesamiento. De este modo
obtienen grasas, lubricantes, pieles, filtros, vacunas y otras.
Figura 64. Los animales tienen gran importancia económica para el ser humano.
4.5 LOS VIRUS, UN CASO ESPECIAL
Corresponde a la sesión de GA 4.46 (60) ¿SON SERES VIVOS?
Los científicos encargados de estudiar y clasificar a los organismos recientemente han
enfrentado el problema de definir si los virus son seres vivos o no lo son.
Los virus son partículas de proteínas muy pequeñas. Por la década de 1950 fueron conocidos
los primeros virus empleando para ello un instrumento con enorme poder de aumento: el
microscopio electrónico.
141
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 65. El microscopio electrónico ha permitido conocer el virus.
Estas partículas, los virus, que pueden pasar a través de los filtros más finos, son estudiados
por una rama específica de la biología: la virología.
Los virus, al igual que la sal, pueden cristalizarse, circunstancia en la cual no difieren de la
materia inanimada. Se activan cuando se ponen en contacto con las células, a las cuales
invaden y producen daño. Sus formas son muy variadas y van desde las cúbicas hasta las
esféricas y baciliformes.
Figura 66. Diferentes tipos de virus.
CONCEPTOS BÁSICOS
142
Los virus no presentan una estructurara celular, es decir, no son células. Por este motivo,
actualmente muchos científicos no los consideran seres vivos.
En la parte central de los virus han sido encontrados ácidos nucleicos (ADN o ARN, pero
nunca los dos), protegidos por una cápsula formada de proteínas, o por una mezcla de
proteínas y lípidos. En algunos casos la estructura puede ser muy compleja.
Una de las funciones más singulares que llevan a cabo los virus es la de replicación, la cual,
en cierta medida, es comparable con la reproducción de los seres vivos, pero no igual.
Los hechos más sobresalientes del fenómeno de replicación se inician cuando un virus se
fija en la membrana de alguna célula y le inyecta su ácido nucleico. La célula empieza entonces
a producir numerosos ácidos nucleicos, los cuales son capaces de controlar a la célula
invadida, para que ésta, con su «maquinaria química», construya las demás partes que
integran a los virus.
Finalmente, la célula perece al estallar y deja salir una gran cantidad de nuevos virus, que
repetirán en otras células el ciclo descrito.
Figura 67. Proceso de replicación de virus.
Una forma de clasificar a los virus es atendiendo al tipo de organismos a los cuales afectan:
de esta manera, son fitófagos los que atacan a las plantas; zoófagos los que dañan a los
animales, y bacteriófagos los que causan estragos en las bacterias.
Además existen muchas enfermedades, aún no estudiadas, ocasionadas por virus que
afectan a diversos organismos integrantes de los demás reinos.
Desde el siglo pasado se conocen las propiedades patógenas de los virus. Entre las
enfermedades más comunes provocadas principalmente al ser humano están: rabia
poliomielitis, gripe, viruela, sarampión, hepatitis y Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida
(Sida).
143
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
EL sida produce la muerte a quienes lo padecen, y actualmente se investiga
incansablemente para obtener un tratamiento, dados los millones de seres humanos
afectados y cuyo número crece día a día.
Por todo lo anterior, los virus constituyen un caso especial de interés científico y práctico; no
obstante el enorme avance de los conocimientos acerca de ellos, resulta difícil establecer
en forma rotunda si los virus son seres vivos o no.
4.6 LAS RELACIONES BIOLÓGICAS
Corresponde a la sesión de GA 4.47 (61) REUNIENDO LOS DATOS
Los seres vivos, de acuerdo con el conocimiento científico actual, existen sólo en la Tierra y
habitan una delgada capa de aproximadamente 10 km de espesor.
En esta frágil cubierta del planeta, llamada biosfera, se lleva a cabo una enorme cantidad
de relaciones que permiten el mantenimiento y la comunidad de la vida.
Figura 68. Las relaciones que se suceden en la biosfera,
entre los seres vivos y el ambiente, son indispensables para la vida.
Cada ser vivo, en el lugar que habita, desarrolla varias funciones que influyen en forma directa
o indirecta, en menor o mayor grado y a favor o en contra, en las funciones y actividades de
los demás organismos y del equilibrio ambiental. De esta forma, los seres vivos se relacionan
por medio de sus funciones o actividades.
Por ejemplo, algunas de las actividades y funciones que puede desarrollar una lombriz de
tierra en el transcurso de un día son: cavar en el suelo y formar una especie de túneles al
buscar comida o una pareja para reproducirse; alimentarse, principalmente, de material
vegetal en descomposición, y excretar los desechos.
CONCEPTOS BÁSICOS
144
Pero ¿con quién se relacionan las lombrices?, ¿cómo son esas relaciones?, ¿qué
beneficios y perjuicios obtienen los relacionados?
Las lombrices se relacionan, generalmente, de distinta manera con todos los seres vivos
que coexisten en el mismo ambiente; por el momento sólo se describirá parte de las
interacciones que tienen con las plantas. Esta relación con los vegetales puede consistir en:
•
Los túneles formados por la lombriz aumentan el espacio poroso del suelo; esto permite
una mayor aireación y penetración del agua lo cual beneficia las raíces.
•
La lombriz se nutre de desechos vegetales y después, por medio de sus excretas, pone
a disposición de las plantas algunos nutrientes que le son indispensables.
En esta peculiar relación ambos organismos se benefician, pues obtienen alimento.
Sinembargo, la interacción no es directa debido a que para que ocurra ni la planta ni la
lombriz requieren del organismo en sí, sino de los productos de su actividad y función
(excretas y túneles de la lombriz y los restos vegetales en descomposición).
Además, en esta relación, como en cualquier otra, el ambiente interviene a través de todos
sus componentes, como son la lluvia, el viento, la luz solar, etcétera.
Figura 69. Algunas relaciones entre plantas, lombrices y el ambiente.
Es importante indicar que los seres humanos han influido en muchas de las relaciones
biológicas, lo que ha provocado grandes alteraciones en la mayoría de los casos. No
145
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
obstante, aún es tiempo para corregir los daños e intentar vivir sin sentirnos dueños de la
naturaleza sino como parte de ella.
Las relaciones ocurren, como en el ejemplo, entre los seres vivos y al interactuar los
organismos con el ambiente. Ambas formas de relación son inseparables e indispensables
para la existencia de la vida en cualquier parte de la biosfera.
La necesidad de conocer y comprender las relaciones entre los seres vivos y su medio es
cada día más apremiante: del avance que a corto plazo pueda obtenerse en este campo
dependen factores tan importantes como la reducción en la pérdida de la biodiversidad.
En el esfuerzo por estudiar a estos organismos, la ecología, una rama de la biología,
desempeña un papel particularmente importante.
CONCEPTOS BÁSICOS
146
Capítulo 5
ECOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
PRESENTACIÓN
En la naturaleza existe una estado de estabilidad dinámica. En él los seres vivos interactúan
entre ellos y con el ambiente, y las relaciones que produce esta interrelación son inseperables
e indispensables para la existencia de la vida en cualquier parte de la biosfera.
Los seres humanos, a través de su sistema sociocultural, han influido en muchas relaciones
entre los seres vivos y el ambiente físico, lo que ha provocado, en muchos casos, graves
alteraciones.
No obstante, aún es tiempo de corregir los daños e intentar vivir no como dueños de la
naturaleza sino como parte de ella.
La Ecología es la ciencia que estudia el ecosistema, es decir, las relaciones entre los
seres vivos y de éstos con el medio. La ecología es una ciencia integradora de los diversos
conocimientos de las llamadas Ciencias Naturales, en tanto que la Educación Ambiental
es un campo interdisciplinario, esto es, tiene en cuenta las Ciencias Naturales y sus
relaciones con las demás disciplinas del conocimiento y trata de construir en las personas y
en los colectivos humanos una nueva ética ambiental que oriente las formas de vivir
socialmente y de actuar culturalmente en la naturaleza.
“Los que saben contemplar la belleza de la Tierra poseen un caudal de fuerzas que no los
abandonará mientras les dure la vida”.
RACHEL CARSON
147
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
5.1 LA ECOLOGÍA Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL
Corresponde a la sesión de GA 5.49 (63) TODOS NOS RELACIONAMOS
Antecedentes
Desde su origen la humanidad se ha interesado por su ambiente.
Los seres humanos primitivos manifestaron este interés. Ellos, al depender de la caza, la
pesca y la recolección de frutas, necesitaban observar cuidadosamente su entorno.
Las pinturas rupestres son una manifestación del conocimiento que el ser humano primitivo
tenía acerca de los animales de su medio. Algunas pinturas describen en forma detallada a
los animales de cuya caza el ser humano dependía.
Figura 1. Las pinturas rupestres son registros que revelan el conocimiento
que el ser humano primitivo tenía sobre los animales de su entorno.
El dominio de ciertas especies por medio de la domesticación es otra manifestación del
conocimiento del ser humano sobre su entorno.
Algunos escritos de los griegos, fenicios y babilonios se refieren a los daños de las cosechas
causadas por las plagas.
Antonio Van Leeuwenhoek fue uno de los primeros científicos que se interesó en estudiar
las relaciones entre los seres vivos. El origen de su interés fueron sus observaciones acerca
del comportamiento de algunos grupos de individuos de la misma especie. En el siglo XIX
ya se tenían conocimientos generales sobre los diferentes grupos de organismos, ciertos
cambios del ambiente físico y algunas relaciones entre los seres vivos.
CONCEPTOS BÁSICOS
148
Figura 2. La agricultura es producto de la observación
y el conocimiento del ser humano sobre su entorno.
El término “ecología” lo utilizó por primera vez, en 1869, el biólogo alemán Ernesto Haeckel,
quien lo aplicó en su estudio de algunos grupos de individuos de la misma especie.
Alrededor de 1900 el término ecología ya era ampliamente utilizado; a partir de 1960 se
empleó para designar a una ciencia.
El concepto de ecología
La ecología actualmente se define como la ciencia que se encarga del estudio de las
relaciones e interdependencias entre los seres vivos y su medio. El ecólogo es el
investigador cuyo campo de estudio es la ecología.
El término ecología deriva del vocablo griego “oikos, que significa casa” “o lugar donde
se vive”. Los estudios ecológicos pueden realizarse bajo ciertos enfoques.
Enfoque descriptivo
Este enfoque se utiliza en la descripción de cualquier comunidad vegetal, y trata de establecer
cómo se originaron cada uno de los tipos de plantas que existen.
También define la vida animal, considerando, sobre todo, el tipo de vida vegetal.
Por ejemplo, los bosques de pino y encino están ubicados en zonas frías; las selvas
tropicales se caracterizan porque tienen una gran diversidad de especies y se localizan
149
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
en zonas muy calurosas; y los pastos pueden encontrarse en lugares tanto de clima frío
como de clima caliente.
papagayo
orangután
mariposa
oso hormiguero
zarigüeya
rana arborícola
hormigas
oropéndola
amazónica
pitón
gallo silvestre
jaguar
Figura 3. La selva tropical presenta una gran diversidad de especies animales.
Enfoque funcional
Este trata de establecer las relaciones que existen entre los diferentes tipos de vegetación,
así como los problemas que les son comunes.
El enfoque funcional estudia las respuestas de las poblaciones (grupo de individuos de la
CONCEPTOS BÁSICOS
150
misma especie) y las comunidades (grupo de poblaciones) de plantas y animales con su
medio.
Figura 4. La población es un grupo de individuos de la misma especie.
Figura 5. La comunidad es el conjunto de poblaciones en un lugar.
151
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 6. El sitio que ocupan los organismos de una población se denomina hábitat.
El hábitat del castor se ubica en estanques y ríos.
CONCEPTOS BÁSICOS
152
Figura 7. La función que desempeña un organismo en el ecosistema es su nicho ecológico.
En su nicho ecológico el zorro participa en la regulación de los herbívoros.
Enfoque evolutivo
Este enfoque considera a los organismos como producto de los cambios que han
experimentado a través del tiempo, y toma en cuenta la forma en que la selección natural
favoreció a los organismos actuales mediante las adaptaciones necesarias para que
pudieran sobrevivir.
La ecología y otras ciencias
La ecología es una rama de la biología; se relaciona con la química y la física, ya que los
organismos, constituidos por materia y energía, interactúan con otras manifestaciones de la
materia y la energía; con la geografía y la geología porque las diferentes características
del suelo propician el desarrollo de distintos tipos de hábitat para los organismos; con las
ciencias sociales (sociología, economía, política, derecho, filosofía, antropología...) por la
relación que tiene el ser humano con los recursos naturales para satisfacer sus
necesidades.
La ecología y el activismo ecológico
En los últimos años ha aumentado la preocupación por el ambiente.
153
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
El deterioro tan acelerado de los ecosistemas, la pérdida de la biodiversidad, el aumento
desmedido de la contaminación del aire, el agua y el suelo, y los cambios climáticos que
afectan a todo el planeta, entre otros, son problemas de la actualidad. Ninguna persona
está a salvo de los efectos de estos problemas.
Figura 8. La contaminación es un problema grave a nivel mundial.
Cada día son más notorios los efectos del deterioro ambiental. La población se preocupa
cada vez más por este problema. Una de las consecuencias de esta preocupación ha sido
el surgimiento de campañas destinadas a proteger el ambiente, sobre todo en lo referente
a la contaminación.
Otras campañas utilizan lemas incorrectos para promover determinadas acciones; por
ejemplo, para estimular a la población a sembrar y cuidar árboles, según sea la frase
“protege la ecología” y no “cuida el ambiente”, que sería la correcta.
La mayoría de campañas que se hacen con el fin de contribuir al mejoramiento del
ambiente, no se dan como resultado de un proceso sino como acciones aisladas; donde
no se hace ni análisis ni reflexión sobre la finalidad, propósitos y proyecciones de estas
acciones.
Asimismo, el término ecológico (a) se aplica como adjetivo a algunos productos; por
ejemplo, “bicicleta ecológica”, “carro ecológico”, etcétera, aunque estos objetos no se
relacionen biológicamente con el ecosistema.
Además la gran cantidad de productos de consumo se anuncian añadiéndole las palabras
CONCEPTOS BÁSICOS
154
ecología o ecológico, por ejemplo: pintura ecológica, detergente ecológico, etcétera. En
algunos casos dichas palabras señalan que el producto no posee cierto tipo de
contaminante, pero en otros será necesario estudiarlos cuidadosamente para determinar si
el producto ofrece alguna ventaja efectiva o si sólo se busca aumentar sus ventas.
A todo este conjunto de campañas, anuncios, productos, movimientos político-filosóficos
(que en muchos países ha creado, incluso, partidos políticos), etc., se le denomina activismo
ecológico. No debe confundirse con ecología, ya que ésta es una ciencia.
Un punto a favor del activismo ecológico es que sensibiliza a la población respecto a que su
ambiente necesita cuidado y conservación, pero las medidas más efectivas tienen que
proceder de un conocimiento estricto del problema, desde sus diferentes ángulos, no sólo
biológicos, físicos y químicos, sino teniendo en cuenta los aspectos económicos, políticos,
sociales, éticos y culturales, mediante la aplicación de la metodología científica y de todos
estos aspectos se ocupa la Educación Ambiental.
5.2. EL ECOSISTEMA
Corresponde a la sesión de GA 5.50 (64) PARTES DE UN TODO
Una de las aproximaciones más acertadas al concepto de ecosistema es el expresado por el
científico Odum que lo define como “cualquier unidad que incluya la totalidad de organismos
de una zona de vida, que actúa en reciprocidad con el medio físico, de modo que una corriente
de energía conduzca a una estructura trófica, una diversidad biótica y a ciclos materiales”.
El ecosistema es considerado como la unidad básica de estudio en ecología. Sin embargo
es difícil establecer los límites de un ecosistema, ya que las relaciones entre los seres
vivos y su ambiente pueden darse en una gota de agua o en mayor escala, abarcar todo
el planeta.
El concepto más reciente es el establecido por el Convenio de Diversidad Biológica (CDB,
ley y 165 de 1994) que lo define como “un complejo dinámico de comunidades vegetales,
animales y de microorganismos y su medio no viviente, que interactúan como una unidad
funcional”.
El planeta Tierra en su totalidad es el gran ecosistema; en él se relacionan, directa e
indirectamente, todos los organismos con las condiciones que presenta una delgada capa.
La capa de la Tierra donde pueden existir los seres vivos se denomina biosfera, y la Tierra,
que es un gran ecosistema, se denomina metaecosistema.
155
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
EXOSFERA
500 a 600 km
IONOSFERA
80 km
ESTRATOSFERA
8 km
TROPOSFERA
Figura 9. La atmósfera.
Figura 10. La Tierra es el metaecosistema.
Los factores del ecosistema
A las comunidades de organismos de un ecosistema se le denomina factores bióticos y
a los factores físicos del medio se le denomina factores abióticos. Los factores bióticos y
abióticos interactúan entre sí relacionándose mutuamente.
Los factores abióticos
Una de las principales características de estos factores es que son inertes, es decir, no
tienen vida. A continuación se tratan algunos factores abióticos.
CONCEPTOS BÁSICOS
156
•
Temperatura. Esta es muy importante para que los seres vivos puedan realizar sus
funciones; varían en relación con la altitud, ya que cuando ésta es mayor, la temperatura
disminuye. Por esta razón las cumbres de las montañas tienen nieve. La temperatura
disminuye según un lugar esté más cerca de los polos. Los ecosistema son más variados
conforme al sitio donde se encuentren respecto a la línea del ecuador. En los
ecosistemas marinos la temperatura tiende a ser constante.
Figura 11. Los bosques tropicales son ecosistemas que gozan
de temperaturas que permiten la diversidad.
•
Luz solar. La energía de la luz solar es de vital importancia para el ecosistema. La
inclinación del eje terrestre en relación con el plano de rotación de la Tierra causa una
iluminación desigual del planeta. Esta desigualdad determina la existencia de zonas
térmicas distribuidas a ambos lados del Ecuador. Tales zonas se denominan zonas frías,
templadas y tórridas. En los ecosistemas marinos la luz sólo penetra como máximo,
hasta 200 m de profundidad. Este hecho limita la existencia de organismos fotoautótrofos
en esa zona, la cual se denomina zona fótica.
Figura 12. Las zonas térmicas del planeta Tierra.
157
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
•
Presión atmosférica. La presión que el aire ejerce sobre la Tierra (presión atmosférica)
aumenta cuanto mayor es la altitud. Si la presión atmosférica varía, también lo hacen las
cantidades de oxígeno, de dióxido de carbono y de vapor de agua presentes en el aire.
Estos gases constituyen, cada uno, un factor abiótico, ya que afectan fenómenos como
la respiración y la fotosíntesis. En los ecosistemas marinos la presión del agua genera
una fuerza que crece conforme aumenta la profundidad.
•
Altitud. La altitud es la altura que tiene el ecosistema en relación con el nivel del mar,
donde la altitud es de cero metros, los ecosistemas tienden a presentar una mayor
diversidad. En esta también influye la cercanía al Ecuador.
En un ecosistema ubicado a mayor altitud se observa un fenómeno similar al que ocurre con
un ecosistema situado a mayor distancia del Ecuador. En el caso extremo la cumbre de una
montaña ofrece un paisaje similar al del polo; en ambos entornos los organismos muestran
adaptaciones similares.
Figura 13. La altitud es un factor abiótico de los ecosistemas.
•
Suelo. El suelo es su factor determinante en los ecosistemas. Su influencia en la
vegetación es enorme, ya que no será la misma si el suelo es arenoso, arcilloso, rocoso,
etcétera. Los elementos presentes en el suelo, como el fósforo, carbono, nitrógeno, calcio,
magnesio, potasio y otros también son factores abióticos; por tanto, afectan el crecimiento
de las plantas. Un suelo pobre en nitrógeno tendrá una vegetación escasa.
•
Agua. Las zonas en donde esta sustancia escasea tienen una vegetación que se ha
adaptado a esas condiciones. Ahí son comunes las hojas pequeñas, las espinas y las
CONCEPTOS BÁSICOS
158
raíces grandes y profundas. Por el contrario, en sitios donde el agua abunda es posible
encontrar hojas grandes y raíces cortas.
Figura 14. Las características de los organismos se relacionan con el medio en que viven.
Un factor importante en los ecosistemas acuáticos es la cantidad de sales disueltas. Hay
ecosistemas marinos, de agua dulce –dulceacuícolas– y salobres, es decir, que mezclan
los dos tipos de agua; esto ocurre frecuentemente en las desembocaduras de los ríos al
mar.
Los factores bióticos
Los factores bióticos son los organismos vivos que integran el ecosistema. Su clasificación
está basada en su forma de alimentarse o nutrirse.
•
Organismos autótrofos o productores. Estos organismos tienen la capacidad de
elaborar, mediante su metabolismo, las sustancias que necesitan, empleando la luz como
fuente de energía, como en el caso de las plantas. Las plantas, las algas y varios tipos
de bacterias son fotoautótrofas.
Figura 15. Las plantas son autótrofas porque elaboran su propio alimento.
159
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
•
Organismos heterótrofos o consumidores. Estos organismos son incapaces de
fabricar, por medio de su metabolismo, las sustancias nutritivas que se requieren y, por
tanto, necesitan consumirlas ya formadas. Los seres humanos, animales, los hongos,
algunos protozoos y algunas bacterias son heterótrofos.
Figura 16. El paramecio es un organismo heterótrofo
porque no elabora su propio alimento.
•
Organismos descomponedores. –También llamados desintegradores– como los
hongos y algunas bacterias, también son heterótrofos. Estos organismos, como resultado
de sus funciones metabólicas, reintegran al suelo sustancias que pueden utilizar
nuevamente otros organismos, como las plantas.
Los organismos autótrofos y heterótrofos forman parte de cualquier ecosistema.
Entre los factores bióticos se presentan diferentes tipos de relaciones que permiten, mediante
la alimentación, la circulación de la materia y la energía en el ecosistema. Este hecho origina
los flujos de materia y de energía; la presencia de cadenas, redes, tramas y pirámides
alimentarias y la circulación de elementos como el carbono o el nitrógeno.
Figura 17. La materia y la energía circulan en los ecosistemas.
CONCEPTOS BÁSICOS
160
Un ecosistema funciona por medio de las cadenas, las redes y las pirámides alimentarias.
Un ejemplo que permite diferenciar estos factores es el de una laguna.
Figura 18. La laguna es un ejemplo de ecosistema.
Los factores abióticos son todos los elementos inertes de la laguna: el agua, la temperatura
del agua, la cantidad de luz solar, el oxígeno, el dióxido de carbono –presentes en el aire
y disueltos en el agua–, sales orgánicas, etcétera.
Los factores bióticos de la laguna son todos los organismos que en ella se encuentran,
sobre la superficie y sumergidos, ya sean autótrofos o heterótrofos. Estos organismos se
relacionan por medio de la alimentación.
Los factores bióticos y abióticos se mantienen en constante relación; esta condición es
fundamental para el funcionamiento y sostenimiento del ecosistema.
Figura 19. Tanto un ecosistema pequeño como uno de gran tamaño contiene
factores abióticos y bióticos en una situación de relativa estabilidad
y de continuas interrelaciones.
161
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
5.3 LOS CICLOS EN LOS ECOSISTEMAS
Corresponde a las sesiones de GA 5.52 (66) EL VIAJE DEL AGUA y 5.53 (67) SIEMPRE
AGUA
En los ecosistemas circulan la materia y la energía. En los seres vivos esto ocurre por medio
de la alimentación.
Figura 20. Por medio de la alimentación circulan la materia y la energía en los ecosistemas.
El agua, el carbono y el nitrógeno, como formas de materia, son sustancias que también
circulan en los ecosistemas. En este hecho intervienen seres vivos.
•
El ciclo del agua
Aproximadamente un 75% de la superficie del planeta está cubierta por agua. Ésta no
sólo constituye los océanos, ríos y lagos, sino que también es un componente importante
de los seres vivos.
Las aguas que forman los océanos y mares se consideran “aguas saladas” debido a la
fuerte presencia de sales en su composición. Las aguas que están presentes en los glaciares,
los ríos, las lagunas, etc., se consideran “aguas dulces” por su bajo contenido de sales.
Este tipo de agua es el más utilizado para el consumo humano, animal y vegetal, así
como para otras actividades importantes como la producción de energía.
CONCEPTOS BÁSICOS
162
Algunas propiedades importantes del agua son: capacidad de almacenar la energía
calórica, esto le permite regular la temperatura del ambiente; otra propiedad es su carácter
de disolvente universal; es indispensable para los seres vivos, ya que las funciones de
respiración, nutrición, circulación, reproducción, se realizan gracias a su presencia.
Figura 21. El 75% de la superficie del planeta Tierra está cubierta de agua.
El agua realiza un recorrido continuo en la naturaleza que se conoce como ciclo hidrológico
o ciclo del agua. En el transcurso de éste, el agua experimenta los estados sólido, líquido
y gaseoso.
Eva
pora
Evaporación
ción
Precipitación
Figura 22. El ciclo hidrológico presenta las fases de evaporación,
condensación, transporte, precipitación, escurrimiento y filtración.
163
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
•
Evaporación
Esta consiste en el paso del agua del estado líquido al gaseoso. El sol provoca que el agua
de los mares se evapore. Los océanos son los mayores generadores de vapor o humedad
atmosférica.
Figura 23. Las manifestaciones más notorias del vapor de agua son las nubes o la neblina.
•
Transporte
Esta fase del ciclo del agua consiste en el traslado del vapor o humedad atmosférica a
lugares distantes de donde se generó. Uno de esos sitios es la tierra firme, donde el vapor
se condensa, es decir, pasa al estado líquido.
Figura 24. El transporte del vapor de agua ocurre por la acción de los vientos.
CONCEPTOS BÁSICOS
164
•
Condensación
Esta consiste en el paso del agua en forma de vapor al estado líquido o sólido. Usualmente
esto ocurre en la atmósfera debido a cambios de temperatura y presión.
•
Precipitación
Esta fase consiste en la caída del agua en forma de lluvia, nieve, granizo o heladas. Una
parte de esta agua, en su recorrido hacia la superficie terrestre, se evapora, mientras que
otra parte sí llega. Cuando la lluvia ocurre en tierra firme se presenta el escurrimiento y la
filtración.
Precipitación
Figura 25. La precipitación es la caída del agua
en forma de lluvia, nieve o granizo.
•
Escurrimiento y filtración
Estas fases del ciclo del agua se presentan cuando la lluvia cae en tierra firme y provoca
escurrimientos de agua en forma de ríos y glaciares. Parte de esta agua se infiltra en las
capas terrestres y forma mantos acuíferos (aguas subterráneas). El agua almacenada en
éstos sale otra vez a la superficie por medio de manantiales.
Las aguas de los lagos y ríos viajan por el terreno y, eventualmente, desembocan en el mar,
en donde también existen corrientes.
El ciclo del agua no tiene un lugar de inicio o de fin, puede incluir todos los pasos mencionados
o sólo algunos y puede durar algunas horas, como en las selvas o miles de años, como en
los glaciares.
165
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 26. Las aguas de los lagos y ríos llegan al mar, generalmente.
Importancia del ciclo del agua
El agua que existe en la naturaleza es un factor abiótico de gran importancia para los seres
vivos. Por ejemplo:
Como se dijo anteriormente, participan en las diferentes funciones vitales y muchas de ellas
sólo pueden llevarse a cabo si se cuenta con ella.
Interviene en las funciones de fotosíntesis y respiración, ya sea como reactivo o como
producto.
Diferentes actividades humanas están alterando el ciclo hidrológico. La contaminación del
agua, la destrucción de la vegetación de los bosques y las actividades industriales
transforman este ciclo.
Figura 27. La contaminación del agua y la destrucción
de los bosques provocan alteraciones en los ecosistemas.
CONCEPTOS BÁSICOS
166
EL CICLO DEL CARBONO (C)
Corresponde a la sesión de GA 5.54 (68) ELEMENTOS INDISPENSABLES
El carbono es un elemento fundamental para la existencia de los seres vivos. Una de las
formas en que circula el carbono es como parte del dióxido de carbono (CO2).
La circulación del carbono a través del dióxido de carbono (CO2)
El CO2 es un gas que se produce constantemente a través de la respiración de los
organismos, la fermentación y la combustión de materiales orgánicos. Está presenta en el
aire en una proporción menor al 1%, en condiciones normales.
La presencia de dióxido de carbono en el aire se constituye en un factor abiótico de los
ecosistemas que interviene en el proceso de fotosíntesis.
Las plantas toman el dióxido de carbono presente en el aire para poder llevar a cabo el
proceso de fotosíntesis, y por medio de ella incorporan el carbono a una nueva molécula, la
glucosa. Cuando ésta es consumida por otros organismos el carbono continúa circulando.
Los organismos devuelven a la atmósfera, por medio de respiración, el dióxido de carbono,
el cual las plantas utilizan para poder realizar nuevamente la fotosíntesis. Este ciclo es
continuo.
La descomposición o degradación de las células y tejidos de los organismos muertos, es
una fuente de dióxido de carbono y agua.
Fotosíntesis
Glucosa
Descomposición
de animales
muertos
Figura 28. Ciclo del carbono.
167
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Importancia de la circulación del carbono
El carbono es el elemento más importante para los seres vivos. Por ejemplo, en el ser humano
representa, aproximadamente, el 9% de sus elementos constituyentes.
El carbono tiene características especiales por las cuales es el único constituyente común a
todos los compuestos orgánicos. Algunos ejemplos son las proteínas, los ácidos nucleicos,
los carbohidratos y los lípidos.
Debido a su capacidad de combinarse para formar muchísimos compuestos, el carbono es
indispensable en los ecosistemas. En el ciclo del carbono se destacan la fotosíntesis, la
respiración y las relaciones tróficas.
El ciclo del nitrógeno (N2)
El nitrógeno forma el 70% del aire, aproximadamente. Es un elemento esencial para los
seres vivos, de los cuales constituye casi el 2.5%; a pesar de este bajo porcentaje participa
en muchos procesos metabólicos.
La mayoría de los seres vivos están incapacitados para consumir el nitrógeno directamente
del aire. Para poderlo tomar necesitan que esté en algún compuesto, es decir, lo necesitan
ya «fijo».
Este elemento puede encontrarse de manera natural en el suelo o fijo en compuestos
llamados nitritos y nitratos.
Figura 29. Las plantas toman el nitrógeno del suelo a través de sus raíces.
CONCEPTOS BÁSICOS
168
Las plantas consumen nitrógeno del suelo. El consumo excesivo ocasiona una deficiencia
que puede solucionarse aplicando fertilizantes.
Los pasos del ciclo
Los vegetales pueden considerarse, como el punto de partida de este ciclo. Estos organismos
aprovechan el nitrógeno del suelo y forma nuevos compuestos a los cuales integran el
nitrógeno para formar compuestos orgánicos, como aminoácidos y proteínas.
Otros organismos (hongos, animales y bacterias) consumen las plantas y aprovechan el
nitrógeno que éstas contienen.
Posteriormente, muchos animales excretan el exceso de nitrógeno en forma de úrea (los
mamíferos) o de ácido úrico (reptiles).
Cuando los organismos mueren sus proteínas se descomponen y producen aminoácidos,
los cuales se degradan y, eventualmente, son absorbidos de nuevo por las plantas.
El papel de algunas bacterias
Algunas bacterias tienen la capacidad de capturar, mediante su metabolismo, el nitrógeno
presente en la atmósfera. Este proceso se denomina nitrificación y a las bacterias que lo
realizan se le llama nitrificantes.
Las plantas y numerosos microorganismos emplean los nitratos y nitritos producidos por las
bacterias nitrificantes; incluso suelen presentarse relaciones entre plantas y bacterias. El
aprovechamiento de este fenómeno es la rotación de los cultivos.
La importancia de la circulación del nitrógeno
Todos los organismos necesitan del nitrógeno. Este elemento forma parte de los aminoácidos
y éstos, a su vez, integran a las proteínas.
Las proteínas están presentes en todos los seres vivos y tienen, principalmente, funciones
estructurales, por ejemplo, la renovación de células y tejidos.
Los seres vivos no pueden prescindir del nitrógeno. El ser humano emplea las relaciones
en las que participan bacterias nitrofijadoras. Lo hace al sembrar maíz u otros cultivos después
de haber sembrado leguminosas, o cuando siembra conjuntamente leguminosas y otras
especies para tener un máximo rendimiento.
169
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
F
ió
ijac
n in
tri
dus
al
Fija
ció
na
tmo
sfé
rica
Figura 30. Ciclo del nitrógeno.
5.4 LA FOTOSÍNTESIS EN LOS ECOSISTEMAS
Corresponde a la sesión GA 5.58 (72) EL VERDE ES VIDA
El proceso de fotosíntesis es el principal productor de materia orgánica. La función que
cumple es tan importante que los demás organismos de un ecosistema dependen de los
materiales que forma.
FOTOSÍNTESIS
La clorofila
absorbe energía
luminosa
Nutrientes minerales
inorgánicos como
nitrato, fosfato y potasio
Figura 31. Las plantas convierten la energía solar
capturada durante la fotosíntesis en energía química.
CONCEPTOS BÁSICOS
170
Las plantas, las algas y las cianobacterias son organismos que tienen la capacidad de
utilizar sustancias simples –dióxido de carbono, agua y algunas sales minerales– para
sintetizar (formar), junto con la clorofila y la energía del Sol, nuevas sustancias. Estas
contienen la energía.
La fotosíntesis produce sustancias orgánicas. Los organismos productores utilizan las
sustancias orgánicas producidas mediante la fotosíntesis para formar otras más complejas;
por ejemplo, diferentes tipos de carbohidratos, proteínas y lípidos. En cada caso las
reacciones son diferentes y su complejidad es mayor.
A su vez, los organismos consumidores (hongos, animales) se proveen de las sustancias
orgánicas alimentándose de los productores o de otros consumidores.
En resumen, los organismos productores dependen de la fotosíntesis para fabricar sus
alimentos, y los consumidores de los productores para alimentarse, por consiguiente, los
organismos consumidores también dependen de la fotosíntesis.
La fotosíntesis es pieza fundamental en los ecosistemas; su eficiencia, es decir, la cantidad
de materia orgánica que produce, determina la cantidad de organismos consumidores que
el ecosistema puede mantener.
5.5 LA COMUNIDAD BIOLÓGICA
Corresponde a la sesión de GA 5.55 (69) JUNTOS PERO NO REVUELTOS
Cada uno de los organismos que existen en la Tierra tiene una función específica de
acuerdo con el medio que ocupan.
Figura 32. Cada especie está adaptada a su ambiente.
171
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Por ejemplo, algunas xerófitas (plantas de lugares secos) poseen adaptaciones especiales
para reducir la pérdida de agua (evaporación). Para ello tienen hojas orientadas en posición
vertical –lo que disminuye su exposición al sol–, cuentan con espinas y tienen raíces muy
ramificadas y profundas –esto incrementa su resistencia a la sequía–. Otras xerófitas,
como los cactus, almacenan agua en sus tallos y han modificado sus hojas en espinas
para soportar la sequía.
Las poblaciones
Los organismos de una misma especie, en conjunto, forman una población; por tanto,
puede hablarse de poblaciones de conejos, de zorros, de leones, etc.
Figura 33. Población de renos formada por más de 100 individuos,
entre machos, hembras y jóvenes.
Los elementos fundamentales de una población son los organismos individuales. Una
población puede aumentar o disminuir, porque el número de sus individuos no es fijo. La
cantidad de individuos en una área determinada forma el tamaño de la población. Si en dos
terrenos hay poblaciones diferentes de conejos, entonces puede decirse que la población
mayor es la más densa. La densidad de la población está determinada por varias cantidades
que, como pueden medirse, reciben el nombre de parámetros o índices de la población.
Los parámetros o índices poblacionales son:
•
Natalidad (número de nacimientos).
•
Mortalidad (número de muertes).
CONCEPTOS BÁSICOS
172
•
Inmigración (entrada de individuos a una población).
•
Emigración (salida de individuos de una población).
Para calcular cada uno de estos parámetros es necesario fijar unidades de tiempo, por
ejemplo: número de nacimientos por año.
Las comunidades
Los individuos y las poblaciones no existen aislados en los ecosistemas. Las comunidades
están formadas por grupos de poblaciones que viven juntos en una misma área.
Las interacciones de los diversos tipos de organismos conservan la estructura y función de
la comunidad.
Las comunidades se clasifican de acuerdo con sus características estructurales más
importantes.
Las especies dominantes, las formas e indicadores de vida y el hábitat de la comunidad
son características estructurales.
Figura 34. Las comunidades son un conjunto de poblaciones que viven en cierta área.
Las comunidades tienen características que se definen solamente cuando se estudian en
su conjunto. Por ejemplo, un organismo tal vez no parezca importante, pero quizás su papel
173
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
en la comunidad sea muy necesario, tanto que si se suprimiera las demás poblaciones
se verían afectadas.
Características de las comunidades
Los ecólogos han estudiado cinco características de las comunidades:
Diversidad de especies. Esta consiste en la riqueza de especies que habitan en una
comunidad, es decir, en la presencia de numerosos organismos de diferentes especies.
Figura 35. En una comunidad se relacionan diversas especies.
Estructura y forma de crecimiento. Ambas características se refieren al tipo de
comunidad que conforman las especies; por ejemplo: árboles, arbustos, hierbas, musgos,
etcétera.
Predominio. Éste señala que en una comunidad algunas de las especies ejercen un control
dominante debido a su número y tamaño.
Abundancia. Mediante esta característica puede apreciarse qué especies se encuentran
en mayor proporción en la comunidad, es decir, cuáles de ellas tienen mayor número de
individuos.
Estructura trófica. Ésta se refiere a las cadenas y pirámides alimentarias de las
poblaciones, es decir, al estudio de las relaciones alimentarias entre productores,
consumidores y descomponedores o desintegradores.
CONCEPTOS BÁSICOS
174
5.6 INTERACCIONES BIOLÓGICAS
Corresponde a la sesión de GA 5.56 (70) ¿TODOS CONTRA TODOS?
El ecosistema está considerado como la unidad fundamental de la biosfera. En él existe
una estrecha relación entre los factores abióticos y los bióticos.
Los ecosistemas están integrados por una serie de poblaciones que interactúan conservando
una estabilidad dinámica; asimismo, entre las poblaciones que forman una comunidad se
dan diversos tipos de interacciones.
Las interacciones entre los seres vivos pueden establecerse entre miembros de la misma
especie o intraespecífica, o entre miembros de diferente especie o interespecífica.
Una colmena es un ejemplo de relación intraespecífica. Todos los individuos de la colmena
pertenecen a la misma especie y las relaciones que dan de alimento, defensa o ataque se
dan entre los mismos individuos.
Las relaciones interespecíficas se dan principalmente para la obtención de alimentos.
Este tipo de relaciones puede ser:
Carroñería
Ocurre cuando un organismo llamado carroñero, se alimenta de cadáveres de otros seres.
El carroñero como el chulo, nunca mata a su presa, se mantiene a la espera de que otro
lo haga o la encuentre muerta.
Depredación
Consiste en que el organismo llamado depredador persigue y mata a otro individuo llamado
presa para luego consumirlo. Un ejemplo de este tipo de relación podría ser cuando el
lince persigue a un conejo, hasta que lo captura y lo consume.
Figura 36. Las hienas con las cebras son ejemplo de depredación.
175
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Las asociaciones entre las poblaciones de dos especies afectan la naturaleza de las
poblaciones y las comunidades.
Simbiosis
Consiste en la relación íntima que se da entre organismos de diferentes especies y puede
ser:
•
Comensalismo
Esta asociación presenta un tipo de interacción biológica y constituye un paso hacia el
desarrollo de relaciones beneficiosas; es común entre plantas y animales.
El comensalismo ocurre cuando una especie se beneficia y la otra no resulta afectada,
como ejemplo, las algas que viven sobre el caparazón de una tortuga resultan beneficiadas
porque el caparazón actúa como un sustrato o soporte para ellas.
Figura 37. La orquídea tropical se adhiere a un árbol de bosques tropicales.
Sus raíces le permiten tener acceso a la luz solar sin dañar el árbol.
•
Mutualismo
Éste se presenta cuando ambas especies participantes se benefician de su asociación. A
menudo se asocian grupos diferentes de organismos para evitar una mayor competencia
entre ellos. De hecho, los casos de mutualismo tienen más probabilidad de desarrollarse
entre organismos cuyas necesidades sean diferentes.
Por ejemplo, las bacterias que viven en el estómago de un venado le permiten a éste digerir
la celulosa de las plantas que come, mientras que aquéllas crecen en un medio cálido.
CONCEPTOS BÁSICOS
176
Figura 38. La asociación entre el alga y el hongo es un ejemplo de mutualismo.
•
Parasitismo
Relación ecológica íntima entre dos organismos en la cual uno, el parásito, vive a expensas
del otro, el huésped, del que depende para sus requerimientos nutricionales y de otro tipo.
Muchos parásitos utilizan dos o más huéspedes en sus ciclos de vida: un huésped final o
definitivo y unos huéspedes intermedios en los que desarrollan una parte de su ciclo vital.
Muchos parásitos producen sólo pequeños daños en sus huéspedes pero otros son
patógenos graves.
Figura 39. Las larvas parásitas de la avispa crecen en la oruga
que vive en el tomate, luego la perforan e hilan capullos.
Otras interacciones
•
Aislamiento
Las causas que provocan esta interacción de las especies son la competencia por los recursos
y la defensa de un área definida. Las especies defienden una zona por medio de ciertas
177
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
conductas o medios químicos para establecer un cierto dominio sobre un territorio, a esta
conducta se le llama territorialidad.
Por ejemplo, los pájaros machos trinan (cantan) no sólo para cortejar a las hembras, también
lo hacen para advertirles a otros machos que se mantengan alejados de su territorio.
Figura 40. Las hojas de eucalipto liberan, cuando han caído al suelo,
sustancias químicas tóxicas para otros vegetales.
•
Dispersión y colonización
La dispersión sirve para colonizar nuevas áreas, y esto requiere que las especies tengan
una numerosa descendencia.
La importancia de la dispersión y la colonización radica en varios aspectos que van desde
el punto de vista económico hasta el biológico. El hombre emplea, de forma controlada,
estas interacciones; por ejemplo, en la agricultura o la ganadería.
Desde un punto de vista económico, esta práctica puede reforzar la producción de alimentos.
Por ejemplo, las bacterias nitrificantes fijan el nitrógeno en las leguminosas, lo cual aumenta
el rendimiento de éstas. La siembra de estos vegetales y el control de otros enriquecen el
suelo.
Desde el punto de vista biológico por la competencia, los depredadores tienen un papel
muy importante en el mantenimiento del equilibrio de la población, por ejemplo: mantienen
baja la densidad de insectos, herbívoros, etcétera.
Cuando dos especies están relacionadas (por ejemplo, un depredador con su presa) ambas
tienden a cambiar en forma relacionada. Es decir, se presenta una evolución relacionada a
la que se denomina coevolución. En ésta la selección natural incide sobre la presa,
modificando su capacidad para escapar, y, en los depredadores, mejorando su habilidad
para la caza.
CONCEPTOS BÁSICOS
178
5.7 LA CIRCULACIÓN DE LA MATERIA Y LA ENERGÍA EN LOS
ECOSISTEMAS
Corresponde a las sesiones de GA 5.59 (73) ¿QUIÉN SE COME A QUIÉN? y GA 5.60 (74) EL
PEZ GRANDE SE COME AL CHICO
Todos los organismos necesitan energía para mantenerse con vida, crecer y reproducirse.
Esta energía la adquieren de formas diferentes.
Algunos, como las plantas, la captan del Sol y otros, como los animales, la toman de los
organismos con que se alimentan.
Las relaciones que se establecen cuando un organismo se lo come otro y a éste alguno más
se denominan relaciones alimentarias o relaciones tróficas. Mediante ellas circula la materia
y la energía en los ecosistemas.
Las relaciones tróficas son intrincadas porque están involucrados muchos organismos que
pueden cambiar varias veces de lugar. Para estudiarlas pueden seleccionarse una o varias
secuencias tróficas y examinarlas independientemente (aunque, como se sabe, en los
ecosistemas tal independencia no existe) para definir la secuencia de organismos de acuerdo
con la alimentación.
Las cadenas tróficas
La cadena trófica es una sola secuencia trófica. Una cadena está constituida por eslabones
o niveles tróficos. En los párrafos siguientes se describen los niveles de una cadena.
Productores. Este primer nivel lo forman organismos que elaboran sustancias nutritivas a
partir de materia inorgánica, por lo que también se les llama (autótrofos). Generalmente
poseen clorofila, por medio de la cual absorben una pequeña parte de los rayos solares y
realizan la fotosíntesis. Las plantas, las cianobacterias y las algas son organismos
productores.
Consumidores primarios o herbívoros. Este nivel lo constituyen seres vivos que se
alimentan de los productores, ya sea consumiéndolos por completo o sólo alguna de sus
partes (hojas, semillas, raíces). Son consumidores primarios los peces que se alimentan de
algas y los insectos que comen hojas, entre otros muchos.
179
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 41. El conejo es un herbívoro que se alimenta principalmente de hortalizas.
Consumidores secundarios o carnívoros. Los integrantes de este nivel son organismos
que se alimentan de herbívoros. Por ejemplo, los pájaros o ranas que comen insectos o
los peces cuyo alimento son otros peces.
Figura 42. Este lagarto verde es un consumidor secundario
porque se alimenta de un consumidor primario.
Consumidores terciarios. Los seres vivos que se alimentan de consumidores secundarios
integran este nivel.
CONCEPTOS BÁSICOS
180
Figura 43. Los animales carroñeros, como los chulos,
buitres y hienas, son ejemplos de consumidores terciarios.
Desintegradores, descomponedores. Estos son los organismos que tienen como fuente alimenticia desechos, restos de organismos y cadáveres. Al alimentarse transforman la
materia orgánica en inorgánica y la reintegran de nuevo al ambiente para que los productores la consuman. Algunas bacterias, hongos, insectos y gusanos son organismos descomponedores.
Figura 44. Los hongos son un ejemplo de organismos descomponedores.
181
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Figura 45. Cadena trófica.
Las redes tróficas
Las relaciones tróficas no se presentan en una sola secuencia, sino que están
interconectadas unas con otras y constituyen un conjunto al que se le llama red alimentaria
o red trófica. Algunos investigadores también la llaman trama alimentaria.
En los ecosistemas existen relaciones complejas, por ejemplo, un ratón o un pájaro pueden
ser consumidores primarios o secundarios, según lo que coman: semillas o insectos; por su
parte, el águila que los caza tal vez consuma también otros animales y, en consecuencia,
su nivel trófico varía.
En las cadenas y las redes tróficas las sustancias que constituyen a los seres vivos circulan
Figura 46. Red trófica.
CONCEPTOS BÁSICOS
182
de un eslabón a otro. La energía se mueve en el mismo sentido que la materia, ya que los
alimentos la contienen pero no puede reutilizarse, como ocurre con la materia.
Dentro de los procesos de circulación ocurren los ciclos del agua, del dióxido de carbono,
del nitrógeno, etcétera.
En cada nivel trófico la energía se transfiere cuando un individuo se come por completo a
otro o sólo alguna de sus partes.
Cuando un organismo se alimenta, gran cantidad de la energía que consume la ocupa
realizando sus diferentes funciones, otra parte se disipa en forma de calor y sólo una pequeña
cantidad –10% aproximadamente– se almacena cuando se elabora la materia constituyente
del organismo.
Las pirámides
Los organismos acumulan parte de la energía y la materia que consumen mediante funciones
como el crecimiento. Eventualmente, ellos mismos pueden servir como alimentos para otro
ser vivo. En consecuencia, la energía y la materia disponibles van disminuyendo en cada
nivel, a partir de los productores; por tanto, el número de eslabones en las cadenas es muy
pequeño, a veces sólo hasta cinco.
La representación gráfica de estas relaciones produce una figura cuya forma refleja el
decrecimiento de la materia y la energía, es por lo que a este tipo de relación se le denomina
pirámide. La base es más amplia y a medida que ascienden es menor porque refleja la
pérdida de energía en cada nivel trófico. Por medio del estudio de un ecosistema pueden
determinarse las pirámides de materia y energía.
Si algún nivel trófico resulta afectado por enfermedades, cambios drásticos en el ambiente,
Figura 47. Ejemplo de una pirámide.
183
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
explotación de los recursos naturales, etcétera, lo que les ocurra a los integrantes de este
nivel repercutirá en los demás niveles tróficos. Un nivel depende de los otros en cuanto a
que la energía y la materia pasan entre ellos.
Es importante conocer las diferentes relaciones que presenta un ecosistema, ubicar las
características de los factores bióticos y abióticos es indispensable para evitar desequilibrios
que puedan turbar su estabilidad.
La ecología es una ciencia relativamente nueva; por lo tanto los conocimientos que tiene
están incrementándose continuamente. Muchos fenómenos ambientales requieren de
investigaciones ecológicas. Este, como muchos campos de la ciencia, necesitan que
personas interesadas en él desarrollen estos trabajos. Entre la juventud pueden surgir
científicos que ayuden a entender mejor los problemas o que planteen soluciones novedosas
para los crecientes problemas ambientales de hoy.
ENERGÍA
SOLAR
Productores
(vegetación con raíces)
Productores
(fitoplancton)
Consumidores terciarios
(carnívoros secundarios)
Consumidores
secundarios
(carnívoros)
Consumidores primarios
(zooplancton)
(herbívoros)
Consumidores primarios
(formas del fondo)
(herbívoros)
Compuestos básicos
Figura 48. Circulación
de materia y energía.
inorgánicos y orgánicos
Reductores
(bacterias y hongos)
CONCEPTOS BÁSICOS
184
GLOSARIO DE TÉRMINOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS
Abeto: Especie de pino propio de las altas montañas, de tronco recto y elevado, copa
cónica de ramas horizontales.
Abiótico: Componente o condición del ecosistema que no es vivo, como por ejemplo la luz,
el calor, la precipitación...
Abono orgánico: Mezcla descompuesta de desechos tanto animales como vegetales,
producida por acción de microorganismos.
Adaptación: Conjunto de modificaciones que sufren los seres vivos en su organismo, para
afrontar las condiciones ambientales.
ADN (ácido desoxirribonucleico): Es una macromolécula, donde se encuentra
información sobre la forma y el funcionamiento de cada organismo; se halla en el núcleo de
las células.
Afótica: Zona de cualquier masa de agua, a donde no llega la luz solar.
Agronomía: Ciencia de la agricultura. Conjunto de conocimientos aplicables al cultivo de la
tierra.
Alga: Organismo del reino protoctista, provista de clorofila, es acuática.
Almidón: Reserva principal de las semillas.
Amebiasis: Enfermedad del aparato digestivo, producido por las amebas.
Amniota: Membrana embrionaria que desarrolla un grupo determinado de animales.
Amoniaco: Gas incoloro de olor irritante, soluble en agua, usado como materia prima de
abonos.
Angiosperma: Planta con semillas encerradas en el fruto, posee flores.
Antibiótico: Sustancia química que impide el desarrollo de microbios.
Antílope: Mamífero rumiante americano, de pelaje castaño amarillento, cuernos huecos y
birfurcados.
Arboreto: Plantación de árboles para estudios científicos como el desarrollo, la
acomodación al clima, al suelo, entre otros.
185
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Archipiélago: Conjunto de islas.
ARN (ácido ribonucleico): Presente dentro de las células, dirige la síntesis de las
proteínas celulares.
Artefacto: Máquina o aparato que se utiliza para determinados fines.
Atmósfera: Masa gaseosa que rodea la Tierra.
Autótrofo: Organismo que sintetiza sus propios alimentos.
Bacteria: Microorganismo unicelular que presenta diferentes formas, perteneciente al
reino Mónera.
Basura: Desechos tanto de origen orgánico como inorgánico que no se pueden volver a
utilizar, pero que en algunos casos son reciclables.
Bentos: Fauna y flora del fondo del mar, de los ríos y los lagos.
Biodiversidad: Es la variedad de formas de vida; se manifiesta en la diversidad genética,
de poblaciones, especies, comunidades, ecosistemas y paisajes.
Biosfera: Capa terrestre y atmosférica donde habitan los seres vivos.
Biótico: Componente o condición del ecosistema que tiene vida, en especial la fauna, la
flora, entre otros.
Biotopo: Espacio conformado por todas las condiciones fisicoquímicas del suelo, el agua
y la atmósfera, necesarias para la vida.
Bosque: Sitio poblado con gran cantidad de árboles de diferentes especies. Estas
dependen de la localización geográfica.
Briofitas: Grupo de plantas que no poseen tejido vascular, como los musgos.
Cadena trófica: Esquema de transferencia de energía desde los productores primarios
(las plantas) hasta los carnívoros que ocupan los niveles superiores de la cadena.
Carbohidrato: Compuesto químico constituyente de los azúcares y los almidones.
Catástrofe: Suceso inesperado por fenómenos de la naturaleza o por la acción humana,
con consecuencias negativas para los seres humanos y para la naturaleza.
Caudal: Cantidad de agua que emana o corre.
CONCEPTOS BÁSICOS
186
Cianobacterias: Grupo de organismos procarióticos, también llamados algas azules.
Ciénaga: Cuerpo de agua que se comunica con el mar.
Cilio: Filamento que presentan los cuerpos de algunos microorganismos.
Clorofila: Pigmento verde de las plantas, que se acumula especialmente en las hojas.
Cloroplasto: Organelo característico de las células vegetales que contiene clorofila y
participa en el proceso de fotosíntesis.
Combustión: Conjunto de los fenómenos que acompañan la combinación de un cuerpo
con el oxígeno.
Compost: Abono orgánico elaborado con tierra, cal y residuos vegetales y animales.
Contaminación: La presencia excesiva en el ambiente global, de sedimentos, venenos,
desechos, residuos, sustancias, gases, polvos, hollines, sabores, olores, radiación, ruidos y
demás contaminantes, o cualquier combinación o mezcla nociva de éstos, que alteren,
deterioren o perjudiquen el ambiente, la calidad de vida y la salud de los seres vivos y que,
por su velocidad de penetración, exceden la capacidad de la naturaleza para procesarlos.
Cultivos hidropónicos: Cultivo de plantas en soluciones de nutrientes sin emplear la tierra
como sustrato.
Deforestación: Despojar o quitar de un terreno la vegetación.
Desertificación: Proceso erosivo que convierte tierras fértiles en desiertos.
Desierto: Lugar arenoso, árido y con muy poca fauna y flora.
Detergente: Sustancia generalmente espumosa que se utiliza para el lavado de ropa y
para limpiar objetos. Lo ideal es que los detergentes sean biodegradables (se descompongan
por acción de los microorganismos).
Dióxido de carbono: Compuesto formado por oxígeno y carbono, es el producto de la
respiración de los seres vivos.
Ecosistemas: Conjunto de las condiciones de un medio natural y los organismos animales
y vegetales que viven en él.
Erosión: Desmoronamiento producido en la corteza terrestre por acción de agentes como
el agua y el aire.
Especie: Agrupación de seres vivos que tienen características comunes y se reproducen
entre sí.
187
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Espécimen: Ejemplar u organismo de una especie determinada.
Ética ambiental: Conjunto de normas y principios que orientan nuestras acciones en
armonía con la naturaleza y con los demás seres humanos.
Etiología: Estudio de las causas que producen una enfermedad determinada.
Eucariotas: Células o microorganismos que contienen membrana nuclear.
Evolución: Desarrollo que experimentan los seres vivos, los organismos y todo el universo.
Proceso de transformación gradual y continuo de la materia; es una propiedad inherente a
la misma y tiene lugar a ritmos distintos según su naturaleza y condiciones.
Exoesqueleto: Estructura ósea que presentan algunos animales en su exterior.
Fauna: Conjunto de animales de una región determinada.
Fermentación: Transformación que sufre gran número de sustancias orgánicas con
producción de gases.
Fertilizante: Abono que se utiliza para mejorar la calidad de los suelos.
Filogenia: Serie de cambios experimentados por una especie a lo largo de su evolución.
Fitoplancton: Vegetales acuáticos muy pequeños que flotan libremente.
Flagelo: Filamento móvil, órgano locomotor de ciertos microorganismos y de los
espermatozoides.
Floema: Tejido que transporta el alimento producido en las hojas a toda la planta.
Flora: Conjunto de plantas de un país o una región.
Forraje: Pasto verdoso o seco que se le da al ganado.
Fósil: Restos de plantas y animales petrificados, importantes para el estudio del proceso
de evolución. Se encuentran en terrenos geológicos antiguos.
Fótica: Zona de cualquier masa de agua a donde llega la luz solar.
Fotoautótrofo: Organismo capaz de elaborar su propio alimento mediante la fotosíntesis.
Fotosíntesis: Proceso de fabricación de sustancias alimenticias complejas a partir de
otras más sencillas.
CONCEPTOS BÁSICOS
188
Los contenidos fundamentales son la naturaleza y la estructura de la materia, los
aspectos fundamentales de la energía y la interacción
• entre ellas, además de la
instalación o adecuación del laboratorio escolar con recursos disponibles en la
comunidad.
El propósito es lograr que el o la estudiante desarrolle una experiencia que le ayude a
formarse como persona y que lo prepare para enfrentarse a su vida futura como
ciudadano que debe tomar decisiones en un mundo altamente tecnificado.
Se debe tener presente que la responsabilidad del aprendizaje es función propia de
cada estudiante, orientada, dirigida y apoyada por una eficiente labor de la profesora o
del profesor.
1.3 PROYECTO PERSONAL
Corresponde a las sesiones de GA 1.5 MIS PROPÓSITOS y 1.6 OTROS PROPÓSITOS.
Desde la más remota antigüedad el ser humano ha estado interesado en encontrar
explicaciones a las situaciones del mundo que lo rodea. Comenzó solucionando aquellas
situaciones que le producían curiosidad con la ayuda solamente de la observación y
posterior explicación de lo ocurrido en forma especulativa.
En la actualidad, el ser humano busca planear y desarrollar proyectos que tienen una
finalidad muy definida: buscar soluciones, encontrar respuestas acerca de hechos o
problemas del mundo en que vive. El desarrollo del proyecto requiere una organización
cuidadosa.
Desarrollar un proyecto exige el cumplimiento de una serie de pasos que ayudan a orientar
las ideas de cómo realizarlo, estos pasos se pueden adecuar a las necesidades de
cada persona o grupo de personas.
El proyecto personal se desarrolla desde el aula de clase, tiene en cuenta la institución
escolar y la comunidad; debe nacer de situaciones cotidianas de la comunidad escolar,
tiene relación con diversas áreas del conocimiento, promueve conductas de respeto,
responsabilidad, solidaridad y tolerancia que preparan a los estudiantes en la búsqueda
de una mejor calidad de vida. Sus propósitos son:
•
Buscar soluciones a problemas ambientales, que tengan relación con la
contaminación producida por residuos, gases, sólidos o líquidos derivados de
procesos químicos.
•
Identificar conductas o hábitos culturales que se convierten en fuentes de
contaminación, para tratar de modificarlas positivamente.
MI PROYECTO PERSONAL
Es indispensable conocer nuestro entorno para saber qué problema es el que queremos
CONCEPTOS BÁSICOS
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Fructífero: Plantas capaces de producir frutos.
Gaseoso: Estado de la materia donde las moléculas se encuentran muy dispersas.
Gen: Unidad básica de la herencia, presente en el núcleo de las células.
Geología: Ciencia que trata de la forma exterior e interior del globo terrestre.
Gimnosperma: Planta cuyas semillas no están en el interior del fruto; no tiene flores.
Glucógeno: Compuesto semejante al almidón que es almacenado antes de convertirse en
azúcar.
Hábitat: Ambiente en que vive un organismo.
Halofítica: Planta que vive en el suelo con un alto contenido de sal.
Hepática: Planta que no tiene verdaderos tallos, hojas, ni raíces, como los líquenes.
Herbario: Colección de plantas secas prensadas en papel.
Hermafrodita: Organismo que posee los órganos reproductores de los dos sexos
(masculino y femenino).
Heterótrofo: Organismo que no es capaz de producir su propio alimento.
Hibernación: Estado letárgico invernal de ciertos animales.
Hibridación: Es el proceso por el cual se cruzan dos individuos de diferentes especies.
Hidrosfera: Conjunto de masas de agua líquida del globo terráqueo.
Hipótesis: Es una suposición provisional que se formula para ser probada.
Homínido: Especie más próxima al ser humano.
Homo sapiens: Ancestro más cercano al ser humano, designado con este nombre por su
capacidad racional.
Hongos: Grupo taxonómico con categoría de reino (fungi), que comprende especies sin
clorofila, que viven sobre materia orgánica en descomposición o son parásitos de vegetales
y animales.
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BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Imprenta: Taller donde se fabrican diferentes tipos de libros y otros materiales impresos.
Incineración:Proceso por el cual se reduce cualquier sustancia a cenizas.
Inerte: Sin movimiento, sin vida, carente de actividad.
Ingeniería genética: Conjunto de conocimientos relativos al mejoramiento de los individuos.
Insecticida: Sustancia química que sirve para eliminar insectos.
Interacción: Es la relación recíproca que se establece entre los diferentes elementos del
medio.
Invertebrado: Animal que no está dotado en su interior de un esqueleto óseo.
Lago: Gran extensión de agua rodeada de tierra.
Letrina: Lugar destinado para expeler en él los excrementos.
Levadura: Nombre genérico de ciertos hongos unicelulares de forma ovoide.
Lípido: Sustancia orgánica llamada comúnmente grasa.
Líquen: Organismo resultante de la asociación simbiótica entre hongos y algas.
Líquido: Estado de la materia, en el que ésta se deforma fácilmente adoptando la forma
del recipiente que lo contiene.
Litosfera: Envoltura rocosa que constituye la corteza exterior sólida de la Tierra.
Logotipo: Dibujo o símbolo gráfico que se utiliza para distinguir un producto, una institución,
etc.
Llanura: Extensión grande de tierra de forma plana.
Manto: Capa mineral que yace casi horizontalmente.
Matorral: Formación de arbustos, matas, o malezas en el campo.
Medicina: Ciencia que estudia la constitución y funcionamiento del ser humano y de los
animales, a fin de prevenir, diagnosticar y curar sus enfermedades.
Metabolismo: Conjunto de cambios físicos y biológicos, que se producen continuamente
en las células vivas.
CONCEPTOS BÁSICOS
190
Metano: Compuesto químico producido por el proceso de descomposición orgánica.
Micelio: Talo de los hongos formados por filamentos muy ramificados y sirve como aparato
de nutrición en ellos.
Micra: Milésima parte de un milímetro.
Microorganismo: Organismo microscópico.
Microscopio: Instrumento óptico destinado a observar microorganismos extremadamente
pequeños.
Montano: Relativo a todos los elementos que conforman el monte.
Musgo: Planta sin flores, muy pequeña, crece formando capas, sobre troncos, rocas, etc.
Néctar: Líquido azucarado producido por las flores en la parte inferior de los pétalos, para
atraer a algunos insectos y así favorecer la polinización.
Necton: Conjunto de especies animales, que por poseer movilidad son capaces de
desplazarse con independencia de las corrientes de agua.
Nutrición: Conjunto de funciones orgánicas por la que los alimentos son transformados y
hechos aptos para cumplir con todas las funciones de los seres vivos.
Océano: Gran extensión de agua salada, que cubre las tres cuartas partes de la Tierra.
Organelos: Ciertas partes internas de la célula.
Órgano: Parte del cuerpo en animales o vegetales, que ejerce una función.
Oxidación: Reacción química que implica la pérdida de electrones de los átomos.
Combinación de una sustancia con el oxígeno.
Oxígeno: Elemento químico, gaseoso, esencial para la respiración, que se encuentra libre
en la atmósfera.
Ozono: Gas presente en la atmósfera, muy importante porque sirve de filtro de la luz solar.
Patógeno: Organismo que origina o desarrolla enfermedades.
Pino: Planta gimnosperma. Árbol con hojas verdes muy delgadas, cuya madera es muy
usada en la carpintería.
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BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Plagas: Organismos que afectan las cosechas en la agricultura. Ejemplo: la langosta.
Plancton: Animales y plantas acuáticas microscópicas que forman colonias, ocupando
grandes espacios en lagos y mares.
Pluricelular: Organismo formado por muchas células.
Polen: Diminutos granos formados por los estambres, son las células masculinas de las
flores.
Prensa: Máquina que sirve para comprimir cualquier objeto.
Procarionte: Procoriota. Célula u organismo simple que carece de membrana nuclear.
Proteína: Sustancia orgánica necesaria para todos los procesos de alimentación.
Protozoario: Tipo de organismo de cuerpo reducido a una sola célula o a una colonia de
células iguales entre sí.
Pseudópodos: Prolongaciones que son emitidas por ciertos organismos que cumplen la
función de falsos pies como en la ameba.
Quitina: Sustancia orgánica que le da dureza a la piel de los artrópodos.
Recursos naturales: Bienes que existen en la naturaleza para su aprovechamiento racional
por cuanto constituyen patrimonio común de la humanidad.
Refinerías: Complejo industrial donde se refina un producto. Ejemplo: petróleo, azúcar,
etcétera.
Reproducción asexual: Es una forma de reproducción donde no intervienen células
sexuales.
Reproducción sexual: Consiste en la unión de dos células sexuales, una masculina y otra
femenina.
Reproducción: Proceso biológico por el que los seres vivos perpetúan la especie.
Reptil: Animal terrestre con piel seca y escamosa, se reproduce por huevos. Ejemplo:
serpiente, tortuga, etc.
Respiración: Función de los seres vivos que consiste en el intercambio gaseoso (absorción
de oxígeno y expulsión de gas carbónico).
CONCEPTOS BÁSICOS
192
Río: Corriente de agua dulce bastante considerable que desemboca en otro río o en el
mar.
Rupestre: Dibujo o pintura prehistórica existente en las rocas de las cavernas.
Saprófito: Organismo que se desarrolla sobre sustancias podridas.
Selva: Terreno extenso de bosque con gran diversidad de plantas y animales.
Sílice: Óxido de silicio; cuarzo.
Simbiosis: Asociación íntima de organismos diferentes para vivir.
Sólido: Cuerpo que a diferencia de los líquidos y los gases, presenta forma propia y pone
resistencia a ser dividido.
Talo: Aparato de los vegetales inferiores en los que no se puede direferenciar la raíz, el tallo
o las hojas.
Tapir: O danta, mamífero ungulado, con cuatro dedos en las patas delanteras y tres en
las posteriores. Con cola y hocico prolongado.
Taxonomía: Ciencia encargada de los principios, métodos y fines de la clasificación, en
especies biológicas.
Tectónica: Relativo a la estructura de las capas de la corteza terrestre.
Temperatura: Grado de calor en los cuerpos o en el ambiente, y se registra en grados
centígrados (ºC).
Teoría científica: Conjunto de ideas, principios, conceptos, leyes... que proporcionan una
explicación completa y coherente sobre un determinado objeto, fenómeno o proceso del
mundo natural. Ejemplo: teoría atómica, teoría de la evolución, teoría celular.
Termoeléctrica: Aparatos que por acción del calor producen electricidad.
Terrario: Modelo medioambiental o bioterio de dimensiones variables que reúne condiciones
adecuadas para que en él vivan reptiles, anfibios y otros organismos.
Tóxico: Sustancia venenosa.
Trófico: Se refiere a las relaciones de alimentación que se dan entre los organismos.
Úrea: Sustancia que contiene nitrógeno, muy soluble y es el constituyente sólido más
importante de la orina.
193
BIOLOGÍA Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
Vascular: Sistema conductor por medio del cual el agua y las sustancias minerales
disueltas en ella pueden transportarse dentro del tallo.
Vertebrado: Animal que está dotado de un esqueleto interno óseo.
Xerófilas: Plantas propias de climas cálidos muy secos; presentan modificaciones, como
espinas. Ejemplo: las hojas de los cactus se convierten en espinas para disminuir la
evaporación y no perder tanta agua.
Xilema: Tejido que transporta el agua en las plantas.
Zoología: Ciencia que estudia los animales y su comportamiento.
CONCEPTOS BÁSICOS
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