1 I.E. CÁRDENAS CENTRO MÓDULO DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCCIÓN AMBIENTAL CICLO VI GRADO UNDÉCIMO 2 TABLA DE CONTENIDO pág. 1. SISTEMA CELULAR 1.1. CONCEPTOS BÁSICOS DE LA BIOLOGÍA 1.2. LA CÉLULA 1.2.1. La teoría celular 1.2.2. La célula es la unidad anatómica o estructural de los seres vivos 1.2.2.1. Las células procarióticas 1.2.2.2. Las células Eucarióticas 1.2.2.3. Los organismos unicelulares 1.2.2.4. Los organismos pluricelulares 1.2.2.5. La diferenciación especializa a las células 1.3. LOS TEJIDOS 1.3.1. Tejidos vegetales 1.3.2. Tejidos animales 1.3.2.1. El tejido epitelial: protección 1.3.2.2. Tejido conectivo: unión y sostén 6 6 6 6 7 7 7 8 9 10 10 10 11 11 11 EVALÚA TUS COMPETENCIAS 13 2. 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.2. 2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.2.4. 2.3. 2.4. 2.5. 2.5.1. 2.5.2. 2.5.3. 2.5.4. 2.6. 14 14 14 14 15 15 16 REPRODUCCIÓN Y GENÉTICA REPRODUCCIÓN EN LOS SERES VIVOS Reproducción asexual Reproducción sexual REPRODUCCIÓN EN HUMANOS Aparato reproductor femenino Aparato reproductor masculino El ciclo menstrual Fecundación TRANSMISIÓN DE CARACTERES HEREDITARIOS ÁCIDOS NUCLEICOS LEYES DE MENDEL Primera ley de Mendel Segunda ley de Mendel Tercera ley de Mendel La Genética después de Mendel: Teoría Cromosómica de la herencia ENFERMEDADES TRANSMITIDAS GENÉTICAMENTE 18 18 20 21 21 22 22 23 23 24 EJERCICIOS DE APLICACIÓN SOBRE GENETICA Y LEYES DE MENDEL 26 3. SISTEMA INMUNOLÓGICO Y RECEPTORES SENSORIALES 3.1. FISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNOLÓGICO 3.1.1. Localización del sistema inmunológico 3.1.2. Componentes del sistema inmunológico 3.1.2.1. Linfocitos B 3.1.2.2. Linfocitos T 3.1.2.3. Fagocitos 3.1.2.4. Complemento 27 27 28 28 29 3 30 31 31 3.2. 3.2.1. 3.2.2. 3.3. EL CONTAGIO DE LAS ENFERMEDADES Las 10 señales de Deficiencias Inmunológicas Primarias Inmunopatologías FISIOLOGÍA DE LOS RECEPTORES SENSORIALES 32 33 33 35 EVALÚA TUS COMPETENCIAS 38 4. EL ESTUDIO DE LOS MICROORGANISMOS 4.1. PRINCIPALES GRUPOS DE MICROORGANISMOS 4.1.1. Los virus 4.1.2. Las bacterias 4.1.3. Los protistas 4.2. APORTES AL DESARROLLO DE LA MICROBIOLOGÍA 4.2.1. Louis Pasteur 4.2.2. Anton van Leeuwenhoek 4.2.3. Robert Koch 4.2.4. El siglo XX: los grandes avances 4.3. LOS MICROORGANISMOS Y SU RELACIÓN CON EL HOMBRE 4.4. ENFERMEDADES CAUSADAS POR MICROORGANISMOS 4.4.1. Virus patógenos para el hombre 4.4.2. HONGOS. Características de las infecciones producidas por hongos 4.4.3. PROTOZOOS 4.4.3.1. Tratamiento farmacológico 4.4.4. BACTERIAS. Bacterias que causan enfermedades humanas 39 39 39 39 39 40 40 40 41 41 42 43 43 44 45 45 45 ACTIVIDAD DE REPASO 47 5. 5.1. 5.1.1. 5.1.2. 5.1.3. 5.1.4. 5.1.5. 5.1.6. 5.1.7. 5.1.8. 5.1.9. 5.1.10. 5.2. LA QUÍMICA Y EL MEDIO AMBIENTE ELEMENTOS Y COMPUESTOS QUE AFECTAN EL MEDIO AMBIENTE Residuos sólidos y urbanos Residuos orgánicos Sustancias químicas Agricultura: fertilizantes, plaguicidas y herbicidas Dioxinas y Polifenilos Metales pesados Cianuro Detergentes y dispersantes de petróleo Petróleo Radiación ionizante EFECTOS QUE CAUSAN LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS EN LOS SERES VIVOS 48 48 48 48 48 49 49 49 50 51 51 51 52 6. 6.1. 6.1.1. 6.1.2. 6.1.3. 6.2. 6.2.1. 6.2.2. 6.2.3. 6.2.4. SISTEMA ECOLÓGICO ECOLOGÍA, CONSERVACIÓN Y DESARROLLO SOSTENIBLE Control de la contaminación Desarrollo Sostenible Gestión ambiental PRINCIPALES PROBLEMAS AMBIENTALES Los residuos producidos por el ser humano Efecto invernadero La lluvia acida Destrucción de la capa de ozono 53 53 53 53 54 54 54 55 56 58 4 6.2.5. El calentamiento global y cambios climáticos 6.2.5.1. Una posible glaciación como consecuencia del calentamiento global 6.2.5.2. Fenómeno de El Niño 6.2.5.3. Fenómeno de La Niña 59 60 61 61 EVALÚA TUS COMPETENCIAS 62 6.3. CONTAMINACIÓN DEL AIRE, AGUA Y SUELOS 6.3.1. Contaminación del aire 6.3.1.1. ¿Cuáles son los principales contaminantes del aire? 6.3.1.2. ¿Qué puedo hacer para disminuir mi aporte a la contaminación del aire? 6.3.2. Contaminación del agua 6.3.2.1. Aguas residuales 6.3.2.2. Residuos de detergentes (espuma) 6.3.2.3. Residuos minerales y sales metálicas 6.3.2.4. Derivados del petróleo 6.3.2.5. Productos agrícolas 6.3.2.6. Contaminación por residuos 6.3.3. Contaminación del suelo 6.3.3.1. Los plaguicidas o pesticidas 6.3.3.2. La actividad minera 6.3.3.3. ¿Cómo afecta la basura al suelo? 6.3.3.4. Causas de la contaminación del suelo 64 64 64 67 68 68 69 69 69 69 69 70 70 71 71 72 7. 7.1. 7.1.1. 7.2. 72 72 73 73 EL RUIDO MEDIO AMBIENTE Y CONTAMINACIÓN SONORA Fuentes de ruido EL RUIDO Y LA SALUD EVALUACIÓN TIPO ICFES 74 BIBLIOGRAFÍA 80 5 1. SISTEMA CELULAR 1.1. CONCEPTOS BÁSICOS DE LA BIOLOGÍA A diferencia de la física, la biología no suele describir sistemas biológicos en términos de objetos que obedecen leyes inmutables descritas por la matemática. No obstante, se caracteriza por seguir algunos principios y conceptos de gran importancia, entre los que se incluyen la universalidad, la evolución, la diversidad, la continuidad, la homeóstasis y las interacciones. formas de vida están compuestas por células, que están basadas en una bioquímica común, que es la química de los seres vivos. Todos los organismos perpetúan sus caracteres hereditarios mediante el material genético, que está basado en el ácido nucleico ADN, que emplea un código genético universal. En la biología del desarrollo la característica de la universalidad también está presente: por ejemplo, el desarrollo temprano del embrión sigue unos pasos básicos que son muy similares en muchos organismos metazoo. Hay muchas constantes universales y procesos comunes que son fundamentales para conocer las formas de vida. Por ejemplo, todas las 1.2. LA CÉLULA 1.2.1. La teoría celular. Los seres vivos son muy abundantes y variados. Si observas sus diversas formas podrías pensar que no existen cosas en común entre ellos. Así lo pensaron en el pasado las personas dedicadas al estudio de las ciencias, hasta que aparecieron los primeros microscopios en el siglo XVII. Hacia el año 1665, el científico inglés Robert Hooke examinó cortes delgados de corcho extraídos del árbol de alcornoque, en un microscopio rudimentario. Vio que el corcho estaba formado por pequeñas celdas similares a un panal de abejas. Hooke llamó célula a cada una de estas celdas, porque le recordaban las habitaciones donde vivían los monjes. En 1838, el botánico alemán Matthias Schleiden estudiando las plantas llegó a la conclusión de que todos los tejidos de éstas están formados por masas organizadas de células. Al año siguiente, el zoólogo alemán Theodor Schwann llegó a la misma conclusión estudiando tejidos animales. En 1855 el patólogo austríaco Rudolf Virchow realizó la generalización de que toda célula proviene de otra preexistente. Los aportes de estos y de otros investigadores permitieron consolidar los tres principios de la teoría celular, que son: •La célula es la unidad anatómica, es decir que todos los seres vivos estamos constituidos por una o más células. •La célula es la unidad funcional, es decir que las células realizan todas las funciones vitales. •La célula es la unidad genética, es decir que toda célula proviene de otra preexistente. 6 1.2.2. La célula es la unidad anatómica o estructural de los seres vivos. vivos La célula es la unidad más pequeña con vida propia y es el constituyente esencial de todos los seres vivos. Plantas, animales, protistas, hongos, incluso las bacterias más pequeñas están formadas por células. De igual forma, si observas microscópicamente mente cualquier parte de un ser vivo, encuentras que todas sus partes están constituidas por cúmulos o reuniones de células. Por esta razón, las células son consideradas como bloques de construcción de los seres vivos, de la misma manera que los ladrillos son las unidades de construcción de casas, apartamentos y edificios. demás células, pues apenas alcanzan los cinco micrómetros de longitud. Un micrómetro equivale a dividir un milímetro en mil partes. ¡Imagínate! Si divides en mil partes el e punto que se encuentra al final de esta frase, ese sería el tamaño aproximado de una bacteria. Casi todas las células procarióticas están rodeadas por una pared celular que las protege y comunica con el exterior. La pared también impide que la célula explote, ex ya que existe una tendencia permanente a que ingrese agua a la célula, por la elevada concentración de sales que hay en su interior. Las células exhiben gran cantidad de formas y tamaños; sin embargo, todas ellas se pueden clasificar, de acuerdo con su nivel de complejidad, en dos grandes grupos: procarióticas y Eucarióticas. 1.2.2.1. Las células procarióticas. procarióticas Las células procarióticas son las más antiguas del planeta. Viven aquí desde hace unos 3500 millones de años y se encuentran tan bien adaptadas a todo tipo de hábitat, que en este momento millones de ellas están n adheridas a tu piel, tus dientes, tus uñas y se encuentran hasta en el aire que respiras. Estas células son las que forman a las bacterias y a las cianobacterias. A continuación de la pared se encuentra la membrana celular y luego el citoplasma que contiene muy pocas estructuras estruct celulares, en comparación con las eucarióticas. Dentro de estas estructuras se encuentran pequeños ribosomas,, que se encargan de fabricar proteínas. El material hereditario es circular y está disperso en el citoplasma. 1.2.2.2. Las células Eucarióticas. Las células procarióticas reinaron en nuestro planeta durante unos 1500 millones de años y luego hicieron su aparición las células eucarióticas, que desarrollaron un tamaño mucho mayor y nuevas estructuras internas (del tamaño de las células procarióticas), cas), a las que hoy llamamos organelos celulares. Las células procarióticas no poseen núcleo definido porque no tienen membrana nuclear y tampoco otras membranas internas. Su tamaño es muy reducido si las comparamos con las 7 protozoos y algunas algas (formadas por células eucarióticas). Algunos organismos unicelulares, como ciertos protozoos, han evolucionado hacia el desarrollo de un alto grado de especialización de sus estructuras celulares: captan lo que ocurre a su alrededor, se mueven hábilmente para ir en busca de alimentos, expulsan agua y desechos, escapan de los depredadores y mantienen un equilibrio interno; todo ello realizado por sus estructuras celulares. ¿Por qué no pueden ser organismos microscópicos? grandes los Las células no pueden crecer indefinidamente, como tampoco lo pueden hacer los organismos unicelulares porque: Los organelos celulares, como mitocondrias, (lisosomas en las células animales y cloroplastos en las células vegetales) se especializaron en ciertas actividades. Además, la célula desarrolló un sistema de membranas internas, membrana nuclear y otras membranas, que formaron varios compartimientos, aumentando así su complejidad y la eficiencia en la realización de sus actividades. •Las células intercambian nutrientes y desechos con su medio externo a través de la membrana celular. Cuanto más grande sea la célula, las regiones internas de la misma se encuentran más alejadas de la membrana celular. Muchas de las sustancias que entran y salen de la célula lo hacen mediante el proceso de difusión, que es rápido en distancias cortas, pero lento en distancias grandes. En estas condiciones, procesos como la respiración, que dependen de la difusión, son imposibles en células muy grandes. El núcleo celular se hizo muy evidente con el encerramiento de la membrana nuclear y el material hereditario aumentó su volumen y su complejidad al unirse a proteínas. Este alto nivel de complejidad y de organización de las células eucarióticas constituyó el avance más significativo de la evolución biológica, ya que sin ello no hubiera sido posible el desarrollo de organismos pluricelulares. Las células eucarióticas han tenido tanto éxito, que en la actualidad conforman a todos los seres vivos de los reinos Protista, Hongo, Vegetal y Animal, al que pertenecen los seres humanos. 1.2.2.3. Los organismos unicelulares. Como ya se mencionó, en el escenario de la vida los organismos procariotas fueron los primeros seres vivos en colonizar el planeta, luego aparecieron los organismos eucariotas. Todos ellos eran seres vivos unicelulares, es decir se componían de una sola célula. Desde entonces, muchos seres vivos conservan su condición unicelular, como ocurre con muchas bacterias (formadas por células procarióticas) , los •Un mayor volumen celular significa incorporar más nutrientes, más oxígeno y producir más desechos que entran y salen a través de una 8 membrana que no es lo suficientemente grande para llevar a cabo todas estas funciones. particulares, como eliminar desechos o procesar sustancias alimenticias. Estas razones ponen en evidencia que el tamaño de los seres vivos no está determinado por el tamaño de sus células, sino por la cantidad de las mismas. Complejidad de los pluricelulares. Aunque el origen de los organismos pluricelulares es incierto, los científicos están de acuerdo en que los seres vivos llegaron a convertirse en pluricelulares de diferentes formas. La organización de varias células formando un solo individuo generó comunicación y coordinación entre las mismas. 1.2.2.4. Los organismos pluricelulares. Con la aparición de las células eucarióticas se abrió una vía evolutiva hacia el desarrollo de organismos pluricelulares, es decir, formados por muchas células. Los organismos pluricelulares tienen muchas ventajas con respecto a los unicelulares. Al alcanzar mayor tamaño aumenta el tiempo de vida del individuo como consecuencia del reemplazo de las células deterioradas por otras; se incrementa su equilibrio interno y tiene más probabilidades de defenderse de los depredadores. Muchos seres vivos evolucionaron hacia el desarrollo de grupos de células que se especializaron en realizar una actividad específica. Así se conformaron los tejidos, cada uno cumpliendo una función vital: unos se encargaron de la protección, otros del sostén, otros de la incorporación del alimento, otros de la digestión, otros del movimiento, entre otros. Gran variedad de seres pluricelulares en su largo camino evolutivo se hicieron más complejos y, con ello sus tejidos se especializaron mucho más. La selección natural favoreció la formación de agrupaciones de tejidos diferentes que trabajan para realizar una función en común. Así se desarrollaron órganos, como las hojas en las plantas y el estómago en los animales. El nivel de complejidad en muchos grupos de seres vivos se hizo aún mayor y se desarrollaron grupos de órganos que se encargan de realizar tareas específicas, originando sistemas orgánicos, como el sistema nervioso de los animales. Sin embargo, está expuesto a que algunas células mueran a causa de la falta de nutrientes o por exceso de sustancias tóxicas en su citoplasma. La selección natural favoreció a los organismos pluricelulares cuyas células se especializaron en realizar actividades biológicas 9 1.2.2.5. La diferenciación especializa a las células. Los seres vivos pluricelulares se originan a partir de un óvulo fecundado o en general, de una sola célula. Esta única célula sufre divisiones sucesivas y las células hijas inician el proceso de diferenciación. convertirse en una célula altamente especializada. Guando lo es, construye o sintetiza y almacena ciertos tipos de sustancias y deja de sintetizar otros. Como resultado de la diferenciación los distintos grupos de células, al realizar una tarea específica, adquieren un aspecto distinto y contienen materiales que son característicos de ellas. Eso da como resultado la gran diversidad de tejidos que encontramos en plantas y animales. La diferenciación hace referencia a la transformación que sufre una célula de un individuo pluricelular en desarrollo, hasta 1.3. LOS TEJIDOS En biología, los tejidos son aquellos materiales constituidos por un conjunto organizado de células, con sus respectivos organoides iguales o de unos pocos tipos de diferencias entre células diferenciadas de un modo determinado, ordenadas regularmente, con un comportamiento fisiológico coordinado y un origen embrionario común. Se llama histología al estudio de estos tejidos orgánicos. 1.3.1. Tejidos vegetales TEJIDO CARACTERÍSTICAS UBICACIÓN De crecimiento o meristematicos Están formados por células especiales, llamadas meristemáticas, a partir de las cuales se originan todos los tejidos de las plantas. Existen dos tipos de células meristemáticas: primarias y secundarias. Las células meristemáticas primarias originan brotes que dan lugar a raíces, ramas, tallos y hojas. Las células meristemáticas secundarias permiten el crecimiento en grosor de las plantas. Están formados por células ricas en cutina y suberina. Estas sustancias se comportan como ceras, que evitan la pérdida de agua de las células vegetales, protegiéndolas de los cambios del clima. Algunas células de estos tejidos producen extensiones finas llamadas pelos, que reducen fa pérdida de agua por evaporación y reflejan la luz solar. Las raíces y los tallos de algunas plantas leñosas poseen una capa de células de corcho que protegen la planta de los agentes cambiantes del medio Están formados por células ricas en lignina y suberina que suministran a la planta la resistencia y la rigidez que necesita para soportar su peso y la acción de los agentes ambientales como el viento y la lluvia. Los tejidos de resistencia se clasifican en colénquima y esclerénquirna. El colénquima está formado por células vivas que fe dan gran resistencia Extremos de los tallos y raíces. De protección De sostén 10 Superficie de raíces, tallos y hojas Raíces, tallos y hojas. Vasculares De producción De adsorción De reserva y flexibilidad a los órganos de las plantas. laesclerénquirna está formado por células muertas, impregnadas de lignina, que proporcionan a ía planta soporte y protección. Están formados por células de floema (vivas) y por células de xilema (muertes). El xilema transporta agua y minerales desde las raíces a las demás partes de la planta. Ei floema transporta hormonas vegetales y los productos de la fotosíntesis, (como azúcares, aminoácidos y hormonas) a toda la planta Están formados por células ricas en cloroplastos, llamadas parenquimatosas, que se encargan de llevar a cabo el proceso de la fotosíntesis. Se encargan de tomar del medio agua, con los minerales disueltos que necesitan para fabricar alimentos. Se encargan de almacenar sustancias nutritivas que se han obtenido a partir de la fotosíntesis. Raíces, tallos y hojas Hojas y tallos verdes. Raíces. Frutos y en algunas raíces y tallos. Organización de las células vegetales en tejidos 1.3.2. Tejidos animales 1.3.2.1. El tejido epitelial: protección. El tejido epitelial está compuesto por células que forman capas continuas denominadas membranas, que cubren el cuerpo y protegen órganos, cavidades y conductos internos. Debido a que todas las estructuras internas del cuerpo de los animales están protegidas por tejidos epiteliales, éstos se comportan como una barrera que controla todo lo que entra y sale del cuerpo. Durante el desarrollo de los individuos pluricelulares, algunos tejidos epiteliales se transforman en células que secretan o producen y liberan sustancias. A las células que realizan esta función se les denomina glandulares. Algunas de las sustancias que producen las células glandulares son el cebo, la saliva, el moco y las hormonas. Dado que el tejido epitelial sirve de barrera protectora, sufre daños continuamente. Por eso es reemplazado en forma permanente. 1.3.2.2. Tejido conectivo: unión y sostén. El tejido conectivo se encarga de sostener el cuerpo y de unir los demás tejidos que lo componen. Está formado por células que se encuentran rodeada^ por grandes cantidades de sustancias extracelulares, generalmente producidas por ellas mismas. Este tejido contiene tres tipos de fibras: colágena, que es muy resistente a la tensión; de elastina, que forman redes elásticas; y reticulares, que forman delicadas redes dentro de órganos sólidos como el hígado. La mayoría de los órganos de los animales posee un armazón protector llamado estroma, formado por tejido conectivo que se encarga de soportar y a la vez aislar los componentes del órgano. Existen muchos tipos de tejidos conectivos entre los cuales se encuentran la dermis de la piel, los tendones, los ligamentos, el cartílago, el tejido adiposo y la sangre. 11 Tipo de tejido conectivo Características Dermis Es un tejido muy fuerte. Las células de éste son ricas enfibras, decolágena y se encuentran irrigadas o acompañadas por gran cantidad de vasos capilares. Unen los músculos a los huesos y a éstos con otros huesos. Las células contienen fibras de colágena que se encuentran densamente organizadas y le dan al tejido gran resistencia Es un tejido de sostén flexible y elástico, formado por células llamadas condriocitos, que poseen una densa matriz de colágena que ellas producen. Cubre los extremos de los huesos en las articulaciones y sirve de soporte a estructuras como el oído, la nariz y los discos de las vértebras en los vertebrados. Es un tejido de sostén similar al cartílago, que se ha endurecido debido a la acumulación de sales de calcio. El tejido óseo está acompañado por gran cantidad de vasos sanguíneos que tienen la función de nutrirlo. El tejido óseo sostiene y protege órganos internos, es un depósito natural de calcio y en él se insertan muchos músculos. Este tejido es rico en depósitos de grasa llamados adipositos, que se utilizan cuando se necesita energía durante la respiración celular. Este tejido también tiene la función de aislar y proteger estructuras internas y sirve como tejido de soporte de algunos órganos, como las glándulas mamarias Son tejidos circulantes que comunican a las diferentes partes del organismo. En los mamíferos la sangre está compuesta por células sanguíneas suspendidas en un líquido llamado plasma. La sangre transporta diversos tipos de nutrientes, desechos, sustancias químicas que fabrica el organismo y los gases oxígeno y dióxido de carbono. Tendones y ligamentos Cartílago Hueso Tejido adiposo Sangre y linfa Tipos de tejido conectivo 12 EVALÚA TUS COMPETENCIAS Diferencia Predice 1. Establece diferencias entre los siguientes términos: 4. Sabiendo que las células eucarióticas son mucho más grandes que las procarióticas, imagina que una célula eucariótica come algunos organismos procarióticos, pero algo impide que los pueda digerir y empiezan a vivir dentro de la célula eucariótica. a. célula procariótica y eucariótica. b. célula animal y vegetal. c. mitocondria y cloroplasto. d. mitosis y meiosis. a. ¿Qué crees que ocurriría cuando la célula se reproduzca? b. ¿Qué crees que ocurriría si al mismo tiempo que se divide la célula procariótica, también lo hacen las células eucarióticas que viven en su interior? 2. Las luciérnagas son escarabajos muy comunes en algunas regiones de nuestro país. Estos insectos poseen órganos especiales en su abdomen que producen una sustancia bioluminiscente, esto significa que emite luz. La luz emitida por las luciérnagas se produce gracias a enzimas especiales que son fabricadas en los peroxisomas de sus células. Si se estudian en detalle las células de estos escarabajos, es de esperarse que: 5. El paramecio es un organismo unicelular que vive en agua dulce, como la de ríos y lagos. El paramecio dentro de su citoplasma contiene mayor concentración de sales disueltas que el medio líquido en el que vive. Esto significa que el medio es hipotónico con respecto al de la célula y, por lo tanto, el agua tiende a entrar al paramecio, tratando de equilibrar la concentración de sales en ambos lados de la membrana. En los paramecios las vacuolas se encargan de sacar o expulsar el exceso de agua. ¿Qué le sucedería al paramecio en este medio si sus vacuolas no cumplieran su función? a. en las células del tórax haya mayor cantidad de peroxisomas. b. en las células del abdomen haya mayor cantidad de peroxisomas. c. la distribución de peroxisomas en las células del cuerpo de las luciérnagas sea uniforme. c. en las células del abdomen haya menor cantidad de peroxisomas. Relaciona la biología con las matemáticas Escribe tu hipótesis y realiza predicciones haciendo dibujos explicativos. 3. La capa más externa de tu piel, que es llamada epidermis, se renueva aproximadamente dos veces al mes. Calcula cuántas veces se ha renovado esa capa de tejido en tu cuerpo, de acuerdo a la edad que tienes. Valora tu cuerpo 6. Proteges las células de tu piel de daños y enfermedades graves, como el cáncer de piel, cuando evitas exponerte durante largo tiempo al Sol y cuando utilizas protectores solares para minimizar la incidencia de las radiaciones solares sobre tu piel. ¿Realmente proteges tu piel? En tu cuaderno explica la manera en que lo haces. 13 2. REPRODUCCIÓN Y GENÉTICA 2.1. REPRODUCCIÓN EN LOS SERES VIVOS El proceso de la replicación de los seres vivos, llamado reproducción, es una de sus características más importantes. Crea organismos nuevos, que pueden reemplazar a los que se hayan dañado o muerto. Existen dos tipos básicos: 2.1.1. Reproducción asexual. La reproducción asexual está relacionada con el mecanismo de división mitótica. Se caracteriza por la presencia de un único progenitor, el que en parte o en su totalidad se divide y origina uno o más individuos con idéntica información genética. En este tipo de reproducción no intervienen células sexuales o gametos, y casi no existen diferencias entre los progenitores y sus descendientes, las ocasionales diferencias son causadas por mutaciones. En la reproducción asexual un solo organismo es capaz de originar otros individuos nuevos, que son copias exactas del progenitor desde el punto de vista genético. Un claro ejemplo de reproducción asexual es la división de las bacterias en dos células hijas, que son genéticamente idénticas. En general, es la formación de un nuevo individuo a partir de células maternas, sin que exista meiosis, formación de gametos o fecundación. No hay, por lo tanto, intercambio de material genético (ADN). El ser vivo progenitado respeta las características y cualidades de sus progenitores. 2.1.2. Reproducción sexual. En la reproducción sexual la información genética de los descendientes está conformada por el aporte genético de ambos progenitores mediante la fusión de las células sexuales o gametos; es decir, la reproducción sexual es fuente de variabilidad genética. La reproducción sexual requiere la intervención de un cromosoma, genera tanto gametos masculinos como femeninos o dos individuos, siendo de sexos diferentes, o también hermafroditas. Los descendientes producidos como resultado de este proceso biológico, serán fruto de la combinación del ADN de ambos progenitores y, por tanto, serán genéticamente distintos a ellos. Esta forma de reproducción es la más frecuente en los organismos complejos. En este tipo de reproducción participan dos células haploides originadas por meiosis, los gametos, que se unirán durante la fecundación. 14 2.2. REPRODUCCIÓN EN HUMANOS El Sexo tiene dos componentes, a veces separados y a veces muy unidos. Uno es fisiológico: la formación de un nuevo ser. El otro, emocional, la expresión de la pasión y del afecto entre dos personas. Pocas culturas han tratado de engendrar hijos sin que existieran relaciones afectivas entre los miembros de la pareja; y muchas han buscado hacer el amor sin que engendrar niños fuera consecuencia necesaria. Sólo es posible la reproducción si una célula germinal femenina (el óvulo) es fecundada por una célula germinal masculina (el espermatozoide). El sistema reproductor de la mujer está organizado para la reproducción de estos óvulos por los ovarios, y para acomodar y nutrir en el útero al feto en crecimiento durante nueve meses, hasta el parto. El sistema reproductor masculino esta organizado para producir esperma y transportarlo a la vagina, desde donde podrá dirigirse hacia el óvulo y entrar en contacto con él. 2.2.1. Aparato reproductor femenino. El conjunto de los genitales femeninos externos constituye la vulva. En la parte frontal se encuentra el monte de Venus, una prominencia de tejido graso recubierta de vello, situada sobre la sínfisis del pubis. Por debajo te extienden dos repliegues de piel, los labios mayores, los cuales rodean a otros dos pliegues de menor tamaño, los labios menores. Por debajo de ellos, y situado anteriormente, se encuentra el clítoris, un pequeño órgano eréctil que constituye una importante fuente de excitación y que corresponde al pene masculino. La abertura vaginal se encuentra entre los labios y está cerrada en las mujeres vírgenes por el himen, una fina membrana que normalmente se desgarra en el momento de realizar el primer coito, si bien puede romperse así mismo precozmente por la práctica de algún ejercicio violento o a consecuencia de alguna contusión. La vagina es un tubo muscular de unos 10 cm de longitud, que rodea al pene durante el coito en ella se deposita el semen tras la eyaculación. El esperma asciende por la vagina y pasa por un estrecho cuello o cervix que señala el comienzo del útero, un órgano en forma de pera de unos 8 cm de longitud. Las dos trompas de Falopio, de unos 10 cm de longitud, conectan el útero con los ovarios. Estos tienen forma de nuez, y 15 están situados en el interior del abdomen. Cada 28 días los ovarios liberan un óvulo maduro, el cual entra en la trompa de Falopio. Los ovarios son también responsables de la producción de las hormonas sexuales femeninas (progesterona y estrógenos. 2.2.2. Aparato reproductor masculino. La mayor parte del sistema reproductor masculino se encuentra en el exterior del cuerpo. Las partes visibles son el pene y los testículos. suspendidos en el saco escrotal. En estado normal el pene es flexible y flácido, peto se pone eréctil cuando el hombre es excitado sexualmente. La erección se produce al llenarse de sangre unos tejidos- esponjosos, llamados cuerpos cavernosos. Los dos testículos producen espermatozoides continuamente en el interior de sus numerosos túbulos enrollados; estos espermatozoides se almacenan en un tubo muy largo, el epidídimo, el cual se enrolla sobre la superficie de cada testículo. El semen eyaculado no sólo contiene espermatozoides: en su mayor parte está compuesto por un fluido que produce en las vesículas seminales, la glándula prostática y las glándulas de Cowper. Los testículos están situados en el exterior del cuerpo. Están formados por un gran número de tubos seminíferos, muy contorneados, en los cuales se producen los espermatozoides. Éstos maduran y se almacenan en el epidídimo hasta el momento del coito, en el que se expulsan por el conducto deferente. Los espermatozoides se forman a partir de células que tapizan las paredes de los tubos seminíferos, mediante sucesivas divisiones y transformaciones. El espermatozoide maduro consta de una cabeza que contiene el núcleo, una cola móvil y un segmento intermedio que proporciona la energía necesaria para el movimiento. 16 La vagina recibe durante el coito cientos de millones de espermatozoides. Para llegar al óvulo deberán realizar un largo viaje de 12 a 24 horas de duración. Los espermatozoides ascienden nadando por la vagina hasta alcanzar el útero. Allí son ayudados en su ascensión por la contracción de las paredes. Al llegar a la trompa de Falopio, la progresión de los espermatozoides es facilitada por los movimientos de unos cilios microscópicos que recubren las paredes del órgano. Solamente unos cientos de espermatozoides suelen llegar el tercio superior de las trompas. Allí les espera el óvulo expulsado por el ovario. El óvulo será fecundado por un solo espermatozoide. En el hombre, la excitación sexual se caracteriza por la erección del pene. Durante la eyaculación, los músculos lisos que rodean la próstata, las vesículas seminales y el conducto deferente se contraen; de esta forma el semen es lanzado con tuerza al exterior del pene por cada contracción. Los órganos genitales femeninos sufren varias modificaciones al pasar de su estado normal al de excitación y orgasmo. Entre ellas destacan la turgencia de los labios mayores, la erección del clítoris, la secreción vaginal y la contracción de las paredes vaginales y del útero en el orgasmo. De los centenares de millones de espermatozoides expulsados en una eyaculación una cuarta parte son anormales. Los espermatozoides comienzan a nadar cuando el mucus del semen es disuelto por las enzimas vaginales. Aproximadamente un millón de espermatozoides alcanzan el útero. Aproximadamente un millar de espermatozoides alcanzan la trompa de Falopio. Aproximadamente un centenar de espermatozoides llegan hasta el útero, pero sólo uno llegará a fecundarlo. Sólo en los años recientes se han estudiado científicamente los cambios fisiológicos que Ocurren durante el coito. La fase de excitación inicial puede ser causada por la imaginación, la estimulación sensorial o el 17 contacto corporal. Una vez excitados, el pene se pone en erección y la vagina se humedece y se ensancha. Durante la fase siguiente, llamada fase de meseta, la tensión y la excitación aumentan; si la estimulación continúa, llega el orgasmo y entonces la tensión remite. La esterilidad o incapacidad de concebir está causada por diversos factores . Alrededor del 40 % de los casos de esterilidad humana se dan en el Sexo masculino. En las mujeres, la esterilidad se debe normalmente a deficiencias hormonales o a obstrucción de las trompas. Muchas veces la cirugía o un tratamiento hormonal solventan la esterilidad. 2.2.3. El ciclo menstrual. Dura unos 28 días y se produce desde la pubertad a la menopausia. Al comenzar el ciclo se desarrolla un folículo, hinchándose Hacia el día 14 el folículo estalla, liberando el óvulo encerrado en su interior, (ovulación: dibujo de la derecha) el cual se halla aun rodeado de una corona de células. Entre tanto, el folículo ha segregado una hormona que provoca el engrosamiento de la mucosa uterina o endometrio. Al liberar el óvulo, el folículo se transforma en el llamado cuerpo lúteo, el cual segrega hormonas que siguen produciendo el crecimiento del endometrio. Sí el óvulo no es fecundado, el cuerpo lúteo se atrofia aproximadamente a los 28 días del ciclo, cesando la producción de hormonas. Entonces se desprende la mucosa uterina produciendo el flujo menstrual, pero si el Óvulo es fecundado, el cuerpo lúteo sigue segregando hormonas que mantienen al endometrio desarrollado al máximo. 2.2.4. Fecundación. En una sola emisión de semen,- un hombre suele expulsar centenares de millones de espermatozoides, células que recuerdan a renacuajos, con cabezas aplanadas y largas colas. Sin embargo, sólo unos cientos llegarán al óvulo en la parte superior de las trompas de Falopio... y sólo un espermatozoide penetrará en el óvulo para producir un zigoto viable. Tras haber penetrado la membrana del óvulo, el espermatozoide pierde la cola y entra en el protoplasma. El núcleo del óvulo y el del espermatozoide se unen. Ahora la fecundación ha llegado a su fin y el zigoto empieza a dividirse, al tiempo que se desplaza a través de la trompa de Falopio hacia el útero. Este viaje dura alrededor de una semana, al 18 cabo de la cual el óvulo fecundado se ha convertido en una esfera de 32 ó 64 células Las células Se disponen en la superficie de la esfera, mientras que la cavidad interior está llena de líquido. Es en ese estadio del desarrollo cuando el joven embrión, llamado blástula, se implanta sobre la mucosa del útero, que ha aumentado de tamaño. Si el óvulo no llega a ser fecundado, esta mucosa uterina será expulsada durante el proceso de la menstruación; este ciclo se sucede aproximadamente cada 28 días La emisión mensual de un óvulo sucede desde la pubertad - alrededor de los 12 años- hasta la menopausia - hacia los 45 años. La fecundación ocurre en el tercio superior (de manera normal) de la trompa de Falopio. Muchos espermatozoides llegan hasta el óvulo pero sólo uno fecundara el óvulo dando nacimiento al Zigoto. Este se va duplicando sucesivamente el número de células que lo componen. Finalmente toma el aspecto de una bola de células, a la que se llama Mórula, luego la mórula se ahueca, quedando llena de líquido la cavidad interior, en este estadio se llama blástula. Una semana después es embrión anida en el endometrio uterino. En ese momento se forman las células del embrión y las de la cavidad amniótica; luego se formarán las del saco vitelino. El embrión se unirá a la placenta con la ayuda de un tejido conectivo que se convertirá en el cordón umbilical. 19 2.3. TRANSMISIÓN DE CARACTERES HEREDITARIOS Los seres humanos tienen células con 46 cromosomas -- 2 cromosomas sexuales y 22 pares de cromosomas no sexuales (autosómicos). Los hombres tienen "46, XY" y la mujeres "46, XX". Los cromosomas se componen de hebras de información genética, llamado ADN. La genética es el estudio de la herencia, el proceso en el cual un padre le transmite ciertos genes a sus hijos. La apariencia de una persona --estatura, color del cabello, de piel y de los ojos- está determinada por los genes. Otras características afectadas por la herencia: Los genes son secciones de ADN y su ubicación se denomina locus. La mayoría de los genes portan información que es necesaria para producir una proteína. Los pares de cromosomas autosómicos (uno de la madre y otro del padre) portan básicamente la misma información, es decir, cada uno tiene los mismos genes; sin embargo, puede haber ligeras variaciones de estos genes. Estas variaciones ligeras se presentan en menos del 1% de la secuencia de ADN y producen variantes de un gen particular, llamadas alelos. • • • Probabilidad de contraer enfermedades Capacidades mentales Talentos naturales ciertas Un rasgo anormal (anomalía) que se transmite de padres a hijos (heredado) puede: • • • 20 No tener ningún efecto en la salud ni en el bienestar de la persona (por ejemplo, puede simplemente involucrar un mechón de cabello blanco o el lóbulo de la oreja agrandado). Tener mínima consecuencia (por ejemplo, daltonismo). Tener un efecto dramático en la calidad o expectativa de vida de la persona. 2.4. ÁCIDOS NUCLEICOS Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, un grupo fosfato y un azúcar; azúcar ribosa en caso de ARN y desoxiribosa en el caso de ADN. Los ácidos nucleicos (AN) fueron descubiertos por Freidrich Miescher en 1869. Las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética y los azúcares y los fosfatos tienen una función estructural formando el esqueleto del polinucleótido. De acuerdo a la composición química, los ácidos nucleicos se clasifican en ácidos desoxiribonucleicos (ADN) que se encuentran residiendo en el núcleo celular y algunos organelos, y en ácidos ribonucleicos (ARN) que actúan en el citoplasma. Se conoce con considerable nsiderable detalle la estructura y función de los dos tipos de ácidos. 2.5. LEYES DE MENDEL CIENCIAS DE LA NATURALEZA Su función biológica no quedó plenamente confirmada hasta que Avery y sus colaboradores demostraron en 1944 que el ADN era la molécula portadora de la información genética. En 1866, un padre agustino aficionado a la botánica llamado Gregorio Mendel publicó los resultados de unas investigaciones que había realizado pacientemente en el jardín de su convento durante más de diez años. Éstas consistían en cruzar distintas variedades de guisantes y comprobar cómo se transmitían algunas de sus características a la generación siguiente. El conocimiento iento de la estructura de los ácidos nucleicos permitió la elucidación del código genético, la determinación del mecanismo y control de la síntesis de las proteínas y el mecanismo de transmisión de la información genética de la célula madre a las células hijas. h Tanto la molécula de ARN como la molécula de ADN tienen una estructura de forma helicoidal. A las unidades químicas que se unen para formar los ácidos nucleicos se les denominan nucleótidos y al polímero se le denomina polinucleótido o ácido nucleico. 21 Su sistema de experimentación tuvo éxito debido a su gran sencillez, ya que se dedicó a cruzar plantas que sólo diferían en una característica externa que, además, era fácilmente detectable. Por" ejemplo, cruzó plantas de semillas verdes con plantas de semillas amarillas, plantas con tallo largo con otras de tallo corto, etc. Si se cruzan dos razas puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación son todos iguales entre sí y, a su vez, iguales a uno de sus progenitores, que es el poseedor del alelo dominante. Mendel elaboró este principio al observar que si cruzaba dos razas puras de plantas del guisante, una de semillas amarillas y otra de semillas verdes, la descendencia que obtenía, a la que él denominaba F1, consistía únicamente en plantas que producían semillas de color amarillo. Estas plantas debían tener, en el gen que determina el color de la semilla, los dos alelos que habían heredado de sus progenitores, un alelo para el color verde y otro para el color amarillo; pero, por alguna razón, sólo se manifestaba este último, por lo que se lo denominó alelo dominante, mientras que al primero se le llamó alelo recesivo. Mendel intuyó que existía un factor en el organismo que determinaba cada una de estas características. Según él, este factor debía estar formado por dos elementos, uno que se heredaba del organismo masculino y el otro del elemento. Además estos dos elementos consistirían en versiones iguales o diferentes del mismo carácter; cada, tensión del factor proporcionaría, por ejemplo, un color distinto a la semilla o una longitud de tallo diferente en la planta. Además, algunas versiones serían dominantes respecto a otras. Actualmente a estos factores se les denomina genes, palabra derivada de un término griego que significa «generar», y a cada versión diferente del gen se la denomina alelo. Así el gen que determina, por" ejemplo, el color de la semilla en la planta del guisante puede tener " dos alelos, uno para las semillas verdes y otro para las semillas amarillas. 2.5.2. Segunda ley de Mendel Observando los resultados de cruzamientos sistemáticos, Mendel elaboró una teoría general sobre la herencia, conocida como leyes de Mendel. 2.5.1. Primera ley de Mendel Los alelos recesivos que, al cruzar dos razas puras, no se manifiestan en la primera generación (denominada F1), reaparecen en la segunda generación (denominada F2) resultante de cruzar los individuos de la primera. Además la proporción en la que aparecen es de 1 a 3 respecto a los alelos dominantes. Mendel cruzó entre sí los guisantes de semillas amarillas obtenidos en la primera generación del experimento anterior. Cuando clasificó la descendencia resultante, observó que aproximadamente tres cuartas partes tenían semillas de color amarillo y la cuarta parte 22 restante tenía las semillas de color verde. Es decir, que el carácter « semilla de color verde », que no había aparecido en ninguna planta de la primera generación, sí que aparecía en la segunda aunque en menor proporción que el carácter « semilla de color amarillo » A principios de este siglo, cuando las técnicas para el estudio de la célula ya estaban suficientemente desarrolladas, se pudo determinar que los genes estaban formados por acido desoxirribonucleico (ADN) y además se encontraban dentro de unas estructuras que aparecían en el citoplasma justo antes de cada proceso de división celular. A estas estructuras se las denominó cromosomas, término que significa « cuerpos coloreados », por la intensidad con la que fijaban determinados colorantes al ser teñidos para poder observarlos al microscopio. Además se vio que estos aparecían repetidos en la célula formando un número determinado de parejas de cromosomas homólogos característico de cada especie, uno de los cuales se heredaba del padre y el otro de la madre. También se pudo comprobar que el número de pares de cromosomas no dependía de la complejidad del ser vivo. Así por ejemplo, en el hombre se contabilizaron 23 pares de cromosomas, mientras que en una planta como el trigo podían encontrarse hasta 28 pares. 2.5.3. Tercera ley de Mendel Los caracteres que se heredan son independientes entre sí y se combinan al azar al pasar a la descendencia, manifestándose en la segunda generación filial o F2. En este caso, Mendel seleccionó para el cruzamiento plantas que diferían en dos características, por ejemplo, el color de los guisantes (verdes o amarillos) y su superficie (lisa o arrugada). Observó que la primera generación estaba compuesta únicamente por plantas con guisantes amarillos y lisos, cumpliéndose la primera ley. En la segunda generación, sin embargo, aparecían todas las posibles combinaciones de caracteres, en las proporciones siguientes: 1/16 parte de guisantes verdes y rugosos, 3/16 de verdes y lisos, 3/16 de amarillos y rugosos y por ultimo 9/16 de amarillos y lisos. Esto le indujo a pensar que los genes eran estructuras independientes unas de otras y, por lo tanto, que únicamente dependía del azar la combinación de los mismos que pudiese aparecer en la descendencia. En base a estos descubrimientos y a los estudios realizados en 1906 por el zoólogo estadounidense Thomas H. Morgan sobre los cromosomas de la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster), se pudo elaborar la teoría cromosómica de la herencia donde se establecía de manera inequívoca la localización física de los genes en la célula. Gracias a esta teoría se pudo dar también una explicación 2.5.4. La Genética después de Mendel: Teoría Cromosómica de la herencia 23 Corea de Huntington: Trastornos neurológicos, como pérdida de memoria y movimientos incontrolados. El gen se halla en el cromosoma 4. definitiva a los casos en los que no se cumplían con exactitud las leyes de Mendel anteriormente citadas. De manera parecida a Mendel, Morgan se dedicó a cruzar de manera sistemática diferentes variedades de moscas del vinagre. Estas moscas ofrecían muchas ventajas con respecto a los guisantes ya que tienen un ciclo vital muy corto, producen una gran descendencia, son fáciles de cultivar, tienen tan sólo cuatro cromosomas y presentan características hereditarias fácilmente observables, como el color de los ojos, la presencia o ausencia de alas, etc. 2.6. ENFERMEDADES GENÉTICAMENTE Anemia Falciforme: Mal causado por la fabricación de hemoglobina defectuosa, incapaz de transportar el oxigeno en la sangre. El gen mutante fue aislado en 1980. Mucoviscosidosis: O fibrosis quística. Gen anómalo encontrado en el año 1990 en el cromosoma 7. Afecta a miles de niños, ocasionándoles trastornos respiratorios y digestivos. TRANSMITIDAS Hipotiroidismo Congénito: Afecta aproximadamente a unos 80 niños en Chile, provocando retraso mental profundo si no es detectado antes de los seis meses. Con la ayuda de las sondas genéticas, los médicos ya pueden rastrear el ADN en busca de genes defectuosos, responsables de una infinidad de males. Parte de estos genes han sido desenmascarados, aislados y clonados. He aquí algunos junto a las enfermedades que desencadenan. Determinante del Sexo: En julio de 1991, biólogos británicos anunciaban que el sexo del embrión viene determinado por la activación de un gen hallado en el cromosoma masculino Y. Hemofilia: Deficiencia del proceso normal de coagulación sanguínea. Está causada por la ausencia de una proteína coagulante. El gen fue aislado y clonado en 1984. Retraso Mental del X - Frágil : Se trata de la causa hereditaria más frecuente de retraso mental. Se caracteriza por una especie de ruptura de uno de los brazos del cromosoma X. Se está buscando el gen correspondiente. Alcoholismo: En marzo de 1990, investigadores de Utah, EE.UU., anunciaban que un gen localizado en el cromosoma 11 podría estar implicado en el desarrollo de este mal. 24 Miopatia de Duchenne: Atrofia muscular que aparece hacia los dos años de edad y desemboca en una parálisis total. Malformaciones Congénitas: El riesgo de que una embarazada tenga un hijo con una malformación genética en el nacimiento es del cuatro por ciento. Entre los casos más comunes se destacan: Maníaco - Depresión: También llamada enfermedad bipolar, afecta a un 2 por ciento de la población. El gen responsable fue localizado en 1987, en el cromosoma 11. - Hidrocefalia: Tamaño desmesurado de la cabeza debido a la acumulación excesiva de liquido en el interior del cráneo. Microcefalia: Cabeza pequeña generalmente deforme, ocasionada por subdesarrollo de la caja craneal. Esquizofrenia: Afecta al 1 por ciento de la población. En 1989 psiquiatras de la Universidad de Londres encontraron el gen de la locura en una región del cromosoma 5. y un - Labio Leporino: Presencia en el recién nacido de una gran hendidura en el labio. Síndrome de Lesch Nyhan: Ceguera y parálisis. Aparece con una frecuencia de 1 en 3000 en las poblaciones judías originarias en Europa Central. El gen clonado en 1980. - Ano Imperfecto: Deformidad conocida también como imperforación. El bebe nace sin ano. Deficiencia de ADA: Existen 100 casos declarados en el mundo, la terapia genética a punto para corregir el gen. - Espina Bífida: Defecto del tubo neural que consiste en una anomalía en el cierre de una o más vértebras. 25 EJERCICIOS DE APLICACIÓN GENETICA Y LEYES DE MENDEL SOBRE 7. Un hombre de ojos Azules, cuyos dos progenitores eran de ojos negros, se casó con una mujer de Ojos Negros, cuyo padre era de Ojos Azules y cuya Madre era de ojos negros. Dicha pareja engendra un hijo de ojos Azules. Cuáles eran los Genotipos de todos los sujetos nombrados. 1. Defina los siguientes conceptos: (a) Gen (b) Cromosoma Homólogo (c) Alelo (d) Locus (e) Dominante (f) Recesivo (g) Homocigótico (h) Heterocigótico (i) Fenotipo (j) Genotipo (k) Genoma (l) Idiograma (m) Híbrido (n) Puro (o) Dihíbrido (p) Monohíbrido (q) Mutación (r) Qué significan los siguientes símbolos genéticos : N, n , nn, Nn 8. Si en un cruce experimental los descendientes presentan todos pares de genes formados por alelos diferentes. Cuáles eran los Genotipos de los padres? 2. Un par de alelos determinan el color del pelo en los curies. Un alelo dominante N determina el color Negro y un alelo recesivo n el color blanco. 9. En la mosca de las frutas (Drosophila Melanogaster) el color de ojos Pardo ( b) es un carácter Recesivo de los ojos Rojos (B) . Cuáles serán las proporciones Fenotípicas y Genotípicas de F1 y F2 , al cruzar machos de ojos rojos con hembras de ojos pardos? (a) Cuál será la posible composición de F1 en el cruce de un macho negro Heterocigótico y una hembra blanca? 10. En los Conejos, el Gen para manchas en la piel es Dominante (M) sobre color Uniforme. Cuál será el resultado de cruzar un conejo macho MM con una coneja mm. (b) Para un mismo tipo de estos animales cuál será el posible resultado para un cruce de un macho y una hembra negros heterocigóticos (c) Cuál será el posible resultado del cruce de una hembra negra homocigótica y un macho heterocigótico ? 11. La sordera en los Perros es producida por un gen Recesivo, en tanto que la audición Normal es Dominante. Qué se obtendrá al cruzar: (a) Un perro R Normal y una perra r sorda (b) al cruzar dos hermanos de estos, híbridos ambos. 3. Al cruzar Dos moscas de alas largas (A) se observó una descendencia de 76 moscas de alas largas y 24 de alas Cortas (a) Cuáles fueron Los Genotipos de los Padres (b) Será el carácter alas cortas Dominante o Recesivo. 12. El pelaje en los Curies es dado por el Genotipo Homocigótico IA IA para el color café y el Blanco por el Genotipo Homocigótico IB IB . Qué proporciones Genotípicas y Fenotípicas se obtendrán al cruzar dos curies de color Crema? 4. En la especie Humana la falta de pigmentación en la piel y el cabello (Albinismo o “Bebecos”) es producido por un gen (b) recesivo. Si un matrimonio Normal ( piel - cabello oscuro) ha tenido un hijo Albino. Cuál era los genotipos de los papás?. 13. La señora de Fernández y de Jiménez tuvieron hijos en la misma clínica, el mismo día y casi al mismo tiempo. La Señora Fernández se llevó a su casa un niño al que llamó Fernando y la Señora Jiménez a una niña a quien llamó Jimena . Pero la Señora Jiménez estaba segura de haber tenido un niño y entabló una demanda contra la clínica. Las pruebas de sangre revelaron que el Sr. Jiménez Tiene Sangre tipo 0 y su esposa tipo AB ; mientras que los esposos Fernández son ambos tipo B. Fernando Tiene sangre A y Jimena Tipo 0. Verdaderamente cuáles serán los apellidos de Fernando y Jimena?. 5. Si dos animales heterocigóticos para un simple par de genes se cruzan y procrean una descendencia de 200 ejemplares. Cuántos tendrán el Fenotipo dominante puro. 6. (a) Pueden dos padres de ojos azules tener un hijo de ojos negros ? (b) Pueden dos padres de ojos negros tener un hijo de ojos Azules? (Demuestre en ambos casos). 26 3. SISTEMA INMUNOLÓGICO Y RECEPTORES SENSORIALES 3.1. FISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNOLÓGICO El sistema inmunitario mantiene su propio sistema de circulación (los vasos linfáticos) que abarca todos los órganos del cuerpo excepto el cerebro. Los vasos linfáticos contienen un líquido claro y espeso (linfa) formado por un líquido cargado de grasa y glóbulos blancos. Además de los vasos linfáticos existen áreas especiales (ganglios linfáticos, amígdalas, médula ósea, bazo, hígado, pulmones e intestino) en las que es posible reclutar, movilizar y desplegar linfocitos hacia zonas específicas como parte de la respuesta inmune. El ingenioso diseño de este sistema asegura la inmediata disponibilidad y rápida concreción de una respuesta inmune dondequiera que sea necesaria. Es posible ver funcionar este sistema cuando una herida o infección en la yema de un dedo produce la inflamación de un ganglio linfático en el codo o cuando una infección de garganta inflama los ganglios linfáticos que se encuentran bajo la barbilla. Los ganglios se inflaman porque los vasos linfáticos drenan la infección transportándola hacia la zona más cercana en la que pueda organizarse una respuesta inmune. Los tejidos linfáticos del sistema linfático son el bazo, el timo, las placas de peyer, los ganglios linfáticos y la médula ósea. El bazo tiene la función de filtrar la sangre y limpiarla de formas celulares alteradas y, junto con el timo y la médula ósea, cumplen la función de madurar a los linfocitos, que son un tipo de leucocito. Las placas de Peyer son unos cúmulos de tejido linfático (folículos linfoides) que recubren interiormente las mucosas como las del intestino y las vías respiratorias. En su mayor parte, estos folículos linfoides se ubican en el íleon terminal y están formados principalmente por linfocitos B, que sintetizan inmunoglobulinas A, que a su vez van a realizar una función muy importante de inmunidad 27 La médula ósea es un tipo de tejido que se encuentra en el interior de los huesos largos, vértebras, costillas, esternón, huesos del cráneo, cintura escapular y pelvis. Todas las células sanguíneas derivan de una sola célula madre hematopoyética pluripotencial ubicada en la médula ósea. (exclusión inmunológica), opsonizando agentes patógenos que atraviesen estas paredes para que estos últimos puedan ser procesados por las células presentadoras de antígenos (CPA) y presentados a los linfocitos T, desencadenando una respuesta inmune. No debe confundirse con la médula espinal localizada en la columna vertebral y encargada de la transmisión de los impulsos nerviosos hacia todo el cuerpo. 3.1.1. Localización del sistema inmunológico. Como todas las partes del cuerpo tienen que estar protegidas contra micro-organismos u otros materiales extraños, el Sistema Inmunológico se encuentra y tiene acceso en todas las partes del cuerpo. Sin embargo los componentes más importantes del Sistema Inmunológico están concentrados en la sangre, timo, huesos, anginas, ganglios, médula ósea, baso, pulmones, hígado y los intestinos. Además de los ganglios linfáticos y el bazo, los linfocitos se encuentran en muchos tejidos, bien diseminados o en forma de agregados. Algunos de estos grupos están anatómicamente bien organizados y poseen propiedades singulares. Situados bajo la mucosa de los tractos respiratorios y gastrointestinal, hay agregados de linfocitos y células accesorias que se asemejan a los ganglios linfáticos en cuanto a estructura y función. Entre estos agregados se incluyen las placas de Peyer en la lámina propia del intestino delgado, las amígdalas en la faringe y los folículos linfoides en la submucosa del apéndice y en toda la extensión de las vías aéreas superiores. El tejido linfoide de estas zonas constituye el Sistema inmunitario de las mucosas. El sistema inmunitario cutáneo consta de linfocitos y células accesorias que se encuentran en la epidermis y la dermis. Cuando una infección empieza en un lugar que solamente tiene unos cuantos componentes del Sistema Inmunológico, como la piel, se mandan señales por el cuerpo para llamar a grandes cantidades de células al sitio de la infección. 3.1.2. Componentes del sistema inmunológico. El Sistema Inmunológico está compuesto de distintos tipos de células y proteínas. Cada componente tiene una tarea especial enfocada a reconocer el material extraño (antígenos) y/o reaccionar en contra de los materiales extraños. Algunos componentes tienen como función única y principal el reconocer el material extraño. Otros componentes tienen la función principal de reaccionar contra el material extraño. Y algunos otros componentes funcionan para ambos, reconocer y reaccionar en contra de materiales extraños. Los ganglios o nodos linfáticos son unas estructuras nodulares que forman parte del sistema linfático y forman agrupaciones en forma de racimos. Son una parte importante del sistema inmunitario, ayudando al cuerpo a reconocer y combatir gérmenes, infecciones y otras sustancias extrañas. Los ganglios linfáticos se localizan en: Axilas, ingle, cuello, mediastino, abdomen. Como las funciones del Sistema Inmunológico son tan importantes para sobrevivir, existen mecanismos de respaldo. Si un componente del sistema faltara o no funcionara correctamente, otro componente puede hacer por lo menos algunas de sus funciones. 28 Los componentes del Sistema Inmunológico son: apuntan a la bacteria que causa la difteria, y otros que son compatibles con el virus de paperas. Linfocitos B La variedad de anticuerpos moleculares es tan extensa que las células B tienen la habilidad de producirlos contra virtualmente todos los microorganismos en el medio ambiente. Linfocitos T Fagocitos Complemento Cuando las moléculas de los anticuerpos reconocen a los micro-organismos extraños, se unen físicamente al micro-organismo e inician una compleja cadena de reacciones involucrando a otros componentes del Sistema Inmunológico que eventualmente destruyen al micro-organismo. 3.1.2.1. Linfocitos B: Son células especializadas del Sistema Inmunológico (también conocidas como células B) que tienen como función principal producir anticuerpos (también llamados inmunoglobulinas o gamaglobulinas). Los linfocitos B se desarrollan de células primitivas (células madre) en la médula ósea. Cuando maduran, los linfocitos B se encuentran en la médula ósea, nodos linfáticos, baso, ciertas áreas del intestino, y en menos extensión en el fluido sanguíneo. Los nombres químicos para las proteínas de los anticuerpos es inmunoglobulinas o gamaglobulinas. Así como los anticuerpos pueden cambiar de molécula a molécula con respecto a el micro-organismo al que se unen, también pueden variar con respecto a sus funciones especializadas en el cuerpo. Este tipo de variación en función especializada es determinada por la estructura química del anticuerpo, que a su vez determina el tipo de anticuerpo (inmunoglobulina). Hay 5 grandes gamaglobulinas: clases de anticuerpos o Inmunoglobulinas G (IgG) Inmunoglobulinas A (IgA) Inmunoglobulinas M (IgM) Inmunoglobulinas E (IgE) Inmunoglobulinas D (IgD) Cuando las células B se estimulan con un material extraño (antígenos), responden madurando en otros tipos de células llamadas células plasmáticas. Las células plasmáticas producen anticuerpos. Los anticuerpos encuentran su camino hacia el fluido sanguíneo, secreciones respiratorias, secreciones intestinales, y hasta en las lágrimas. Cada clase de inmunoglobulina tiene una característica química especial que le brinda ciertas ventajas. Por ejemplo, los anticuerpos en la fracción IgG se forman en grandes cantidades y pueden viajar del fluido sanguíneo a los tejidos. Estas inmunoglobulinas (anticuerpos) son la única clase que cruza la placenta y le pasa inmunidad de la madre al recién nacido. Los anticuerpos en la fracción IgA se producen cerca de las membranas mucosas y llegan hasta secreciones como las lágrimas, bilis, saliva, mucosa, donde protegen contra infecciones en el tracto respiratorio y los intestinos. Los anticuerpos son moléculas de proteína altamente especializadas. Para cada antígeno existen anticuerpos moleculares con diseños específicos. Por lo tanto, hay anticuerpos moleculares que embonan, como llave y chapa, al virus del polio, otros que específicamente 29 Los anticuerpos de la clase IgM son los primeros anticuerpos que se forman en respuesta a las infecciones y por lo tanto son importantes para proteger durante los primeros días de una infección. Los anticuerpos en la clase IgE se encargan de reacciones alérgicas. La función especializada de IgD todavía no se entiende por completo. Inmunológico, como el baso, nodos linfáticos, médula ósea y la sangre. Los anticuerpos nos protegen contra las infecciones de distintas maneras. Por ejemplo, algunos micro-organismos se tienen que pegar a células del cuerpo para poder causar una infección, pero anticuerpos en la superficie pueden interferir con la habilidad del microorganismo de adherirse a la célula. Y además, los anticuerpos sujetados en la superficie de algún micro-organismo pueden activar a un grupo de proteínas llamadas el Sistema del Complemento que pueden matar directamente a las bacterias y virus. Bacterias cubiertas por anticuerpos también son mucho más fáciles de ingerir y matar por los fagocitos, que las bacterias que no están cubiertas por anticuerpos. Todos estas acciones de los anticuerpos previenen que los microorganismos invadan tejidos del cuerpo donde pueden causar infecciones serias. Cada linfocito T reacciona con un antígeno específico, así como cada anticuerpo reacciona con un antígeno específico. De hecho, los linfocitos T tienen moléculas en la superficie que son como anticuerpos que reconocen antígenos. La variedad de linfocitos T es tan grande que el cuerpo tiene linfocitos T que pueden reaccionar contra virtualmente cualquier antígeno. Los linfocitos T también varían con respecto a su función. Hay 1) linfocitos T destructores ("killer" o "effector"), 2) linfocitos T de ayuda ("helper"), y 3) linfocitos T supresores ("suppressor"). Cada uno juega distintas partes en el Sistema Inmunológico. 3.1.2.2. Linfocitos T: Los linfocitos T (algunas veces llamadas células T) son otro tipo de células inmunológicas. Los linfocitos T no producen anticuerpos moleculares. Las funciones especializadas de los linfocitos T son 1) atacar directamente antígenos extraños como virus, hongos, tejidos trasplantados y 2) para actuar como reguladores del Sistema Inmunológico. Los linfocitos T destructores son los linfocitos que destruyen al micro-organismo invasor. Estos linfocitos T protegen al cuerpo de bacterias especificas y virus que tienen la habilidad de sobrevivir y reproducirse en las células del cuerpo. Los linfocitos T destructores también responden a tejidos extraños en el cuerpo, como por ejemplo un hígado trasplantado. Los linfocitos T destructores migran al sitio de la infección o al tejido trasplantado. Cuando llegan, los linfocitos T destructores se fijan a su blanco y lo destruyen. Los linfocitos T se desarrollan de células madre en la médula ósea. Temprano en la vida del feto, células inmaduras migran al timo, un órgano especializado del Sistema Inmunológico en el pecho. En el timo, los linfocitos inmaduros se desarrollan a linfocitos T maduros ("T" por el Timo). El Timo es esencial para este proceso, y los linfocitos T no se pueden desarrollar en el feto si no tiene Timo. Linfocitos T maduros dejan el Timo y se van a otros órganos del Sistema Los linfocitos T de ayuda, ayudan a los linfocitos B a producir anticuerpos y ayudan a los linfocitos 30 T destructores en el ataque a sustancias extrañas. Los linfocitos T de ayuda hacen más efectiva la función de los linfocitos B, provocando una mejor y más rápida producción de anticuerpos. Los linfocitos T de ayuda también hacen más efectiva la función de destrucción de los linfocitos T destructores. responsable en gran parte de las cuentas grandes en las biometrías hemáticas. Los fagocitos son también los que dejan el fluido sanguíneo y se acumula en los tejidos durante las primeras horas de la infección y es responsable de la formación de pus. Los monocitos son otro tipo de fagocitos en la sangre. También cubren las paredes de las venas en órganos como el hígado y el bazo. Aquí actúan para capturar micro-organismos que pasan por la sangre. Cuando los monocitos salen del fluido sanguíneo y entran en los tejidos, cambian de forma y tamaño para convertirse en macrófagos. Por otra parte los linfocitos T supresores, suprimen o apagan a los linfocitos T de ayuda. Sin esta supresión, el Sistema Inmunológico seguiría trabajando después de la infección. Juntos los linfocitos T de ayuda y supresores actúan como el termostato de todo el sistema de linfocitos y los dejan prendidos el tiempo suficiente - no mucho tiempo y no muy poco tiempo. 3.1.2.3. Fagocitos: Los fagocitos son células especializadas del sistema inmunológico cuya función primaria es ingerir o matar microorganismos. Estas células, como otras en el sistema inmunológico, se desarrollan de células madre en la médula ósea. Cuando maduran, migran a todos los tejidos del cuerpo pero especialmente en la sangre, baso, hígado, nódulos linfáticos y pulmones. Los fagocitos sirven distintas funciones críticas en el cuerpo contra infecciones. Tienen la habilidad de salir del fluido sanguíneo y moverse hacia los tejidos al sitio de la infección. Cuando llegan al sitio de la infección, se comen al microorganismo invasor. La ingestión de los microorganismos es mucho más fácil cuanto están cubiertos de anticuerpos o complemento o ambos. Una vez que el fagocito se come al micro-organismo, inicia una serie de reacciones químicas dentro de la célula que resultan en la muerte del micro-organismo. Hay diferentes tipos de fagocitos. Leucocitos Polimorfonucleares (neutrófilos o granulocitos) son comúnmente localizados en la sangre y pueden migrar a sitios de infección en minutos. Son estos fagocitos los que se incrementan en la sangre durante una infección y es 3.1.2.4. Complemento: El sistema del complemento tiene 18 proteínas que funcionan de manera ordenada e integrada para ayudar en la defensa contra infecciones y producen inflamación. Algunas de las proteínas del 31 complemento las produce el hígado, y otras las producen ciertos fagocitos, los macrófagos. Para realizar sus funciones de protección, los componentes del complemento deben convertirse de formas inactivas a formas activas. En algunos casos, los micro-organismos primero tienen que combinarse con anticuerpos para poder activar el complemento. En Otros casos los micro-organismos pueden activar el complemento sin la ayuda de los anticuerpos. Ya activado, el complemento puede realizar funciones de defensa contra infecciones. Como mencionamos una de las proteínas del complemento cubre a los micro-organismos para que puedan ser ingeridas con mayor facilidad por los fagocitos. Otros componentes del complemento mandan señales químicas para atraer fagocitos a los lugares de infección. Cuando todo el sistema se encuentra en la superficie de algunos micro-organismos, puede romper la membrana de la célula, y matarla. 3.2. EL CONTAGIO DE LAS ENFERMEDADES El Sistema Inmunológico tiene 2 principales funciones: 1) reconocer sustancias (también llamadas antígenos) extrañas al cuerpo y 2) reaccionar en contra de ellas. Estas sustancias (o antígenos) pueden ser micro-organismos que causan enfermedades infecciosas, órganos o tejidos trasplantados de otro individuo, o hasta tumores en nuestro cuerpo. El adecuado funcionamiento del Sistema Inmunológico provee protección contra enfermedades infecciosas, es responsable de rechazar órganos trasplantados, y puede proteger a una persona del cáncer. respiratorios. Otros virus pueden provocar infecciones más serias en el hígado (hepatitis) o infecciones en el cerebro (encefalitis). Una de las funciones más importantes del Sistema Inmunológico es la protección contra enfermedades infecciosas. El cuerpo está en constante reto por una gran variedad de micro-organismos infecciosos como bacterias, virus y hongos. Estos microorganismos pueden provocar una variedad de infecciones, algunas relativamente comunes y normalmente no muy serias, y otras menos comunes y más serias. Las infecciones por bacterias más comunes son entre otras, "estreptococo" en la garganta, infecciones de la piel (impétigo) e infecciones en el oído (otitis). En algunas ocasiones una infección por una bacteria puede ser muy seria como cuando afecta la cubierta del cerebro (meningitis) o cuando afecta los huesos (osteomielitis). Por ejemplo, una persona en promedio tiene algunas infecciones de "gripe" cada año provocadas por una gran variedad de virus Cualquiera que sea la infección, ya sea causada por una bacteria, virus u hongo, si es 32 3.2.2. Inmunopatologías. No cabe duda que las anomalías de cualquiera de los componentes del sistema inmunitario aumentan el riesgo de que el individuo contraiga infecciones, pero estos componentes del sistema pueden compensar parcialmente dichas anomalías. Está claro que el sistema inmunitario que conocemos se ha desarrollado debido a la intensa presión evolutiva por parte de los organismos infecciosos. Sin embargo, hay ocasiones en que el propio sistema inmunitario es el causante de enfermedades o de otras consecuencias no deseables. En general, los fallos del sistema pueden ser de tres tipos diferentes: relativamente inofensiva o relativamente seria, si es en la piel, en la garganta, en los pulmones o en el cerebro, el Sistema Inmunológico es el responsable de defender a esta persona contra el micro-organismo invasor. Un Sistema Inmunológico normal brinda la habilidad de matar al micro-organismo invasor, limitar el área afectada y por último brindar la recuperación. Un Sistema Inmunológico anormal no puede matar a los micro-organismos. La infección se puede distribuir y si no es tratado puede morir. Por lo tanto pacientes con un Sistema Inmunológico defectuoso comúnmente son susceptibles a infecciones y esto se convierte en su mayor problema. Reacciones inadecuadas frente a autoantígenos: AUTOINMUNIDAD. En condiciones normales, el sistema inmunitario reconoce a todos los antígenos ajenos y reacciona frente a ellos, mientras que los tejidos del organismo son considerados “propios” y respetados. Cuando el sistema presenta una reacción frente a componentes propios, se produce una enfermedad autoinmunitaria. La En algunas personas las infecciones pueden ocurrir no muy seguido y sin consecuencia. En otros, las infecciones pueden ser muy seguidas, y con consecuencias, o provocadas por un micro-organismo inusual. 3.2.1. Las 10 señales Inmunológicas Primarias de Deficiencias 1) Ocho o más infecciones de oído distintas en un año. 2) Dos o más infecciones serias de sinusitis en un año. 3) Dos o más meses con antibióticos y con poco efecto. 4) Dos o más neumonías en un año. 5) Un niño que no sube de peso o que no crezca adecuadamente. 6) Abscesos recurrentes profundos en la piel o en otros órganos. 7) Infecciones por hongo en la boca o en la piel después del año de edad. artritis reumatoide y la anemia perniciosa son ejemplo de enfermedades autoinmunitarias. 8) Que necesite antibióticos intravenosos para eliminar la infección. 9) Dos o más infecciones graves meningitis, osteomielitis, o sepsis. Respuesta inmunitaria ineficaz: INMUNODEFICIENCIA. Si existe un defecto de cualquiera de los elementos del sistema inmunitario, el individuo puede no ser capaz de combatir adecuadamente las infecciones. Estos trastornos se denominan inmunodeficiencia. como 10) Historia en la familia de deficiencias inmunológicas primarias. 33 Algunos son defectos hereditarios que se manifiestan poco después del nacimiento, mientras que otros como el síndrome de una molécula de alimento. Las reacciones inmunitarias que se producen pueden provocar más problemas que el patógeno o el antígeno, y en estos casos se dice que se ha producido una reacción de hipersensibilidad. Por ejemplo las moléculas de la superficie de los granos de inmunodeficiencia adquirido (SIDA), aparecen posteriormente. Respuesta inmunitaria exagerada: HIPERSENSIBILIDAD. En algunas ocasiones, las reacciones inmunitarias son desproporcionadas con respecto al daño que pueden provocar al agente patógeno. Además, el sistema inmunitario puede desencadenar una respuesta frente a un antígeno inofensivo, como polen son reconocidas como antígeno por ciertos individuos, en los que producen fiebre del heno o asma. Y reacciones alérgicas también. REPASEMOS… - Qué es el sistema inmune? Qué función tiene el sistema inmunológico? El sida tiene que ver con el sistema inmunológico o linfático? Cuáles son las células del sistema inmunitario? Qué ventajas dan los anticuerpos a los mecanismos de defensa? La gripa es una enfermedad inmunológica? Para qué sirven los glóbulos blancos? Por qué las personas que tiene sida adquieren varias enfermedades? Cita las enfermedades del sistema inmunológico. 34 3.3. FISIOLOGÍA DE LOS RECEPTORES SENSORIALES Los receptores sensoriales son estructuras que contienen células especializadas en detectar determinados tipos de variaciones del medio ambiente,, cuando estas variaciones superan un determinado valor (umbral) originan un impulso nervioso que se transmiten a través de las neuronas. Estos tipos de variaciones reciben el nombre de "estímulos". ". Los receptores sensoriales pueden estar dispersos por el cuerpo, como pasa con los receptores sensoriales de temperatura, o pueden estar est agrupados constituyendo los denominados "órganos " de los sentidos", ", como los que constituyen los ojos o el oído. 35 sensibles internas de los canales semicirculares que también están llenos de endolinfa. Tipo de receptores sensoriales. Los receptores sensoriales se clasifican según el tipo de estímulo que captan en: Mecanorreceptores (captan efectos mecánicos), como los receptores del tacto de la piel (sentido del tacto), los del equilibrio del oído interno y los de la audición del caracol del oído (sentido del oído). - Termorreceptores (captan temperaturas) como los termorreceptores de la piel. - Quimiorreceptores (captan sustancias químicas) como las mucosas olfativas de la nariz (sentido del olfato) y las papilas gustativas de la lengua (sentido del gusto). - Fotorreceptores (captan luz) como la retina del ojo (sentido de la vista). Los mecanorreceptores de sonidos o fonorreceptores. Son los responsables del sentido del oído, es decir de la captación de sonidos. Son los oídos. Las vibraciones del aire mueven el tímpano y se transmiten por la cadena de huesecillos hasta la membrana de la ventana oval que contacto con las cámaras y conductos del oído interno que están llenas de un líquido denominado endolinfa. De la primera cámara denominada utrículo salen tres canales semicirculares y de la segunda cámara denominada sáculo sale un largo conducto en forma de espiral denominado conducto coclear o cóclea o caracol. Todas estas cámaras ocupan unas cavidades del hueso temporal llenas de un líquido denominado perilinfa. Cuando hay un sonido se mueve la endolinfa que llena la cóclea y esto estimula los cilios de las células sensibles internas, las cuales comunican con el nervio acústico que informa al cerebro de como es este sonido. Los mecanorreceptores de la piel. Son los responsables del sentido del tacto, es decir de la captación de presiones sobre la piel. Son los corpúsculos de Meissner y los corpúsculos de Vater-Pacini, que están constituidos por terminaciones nerviosas y tejido conjuntivo. Los mecanorreceptores del equilibrio. Los responsables del sentido del equilibrio estático o del "cuerpo quieto" son las células sensibles que hay en el interior del utrículo y del sáculo. Actúan en respuesta a las variaciones de presión de la endolinfa interna. Los responsables del equilibrio dinámico o del "cuerpo en movimiento" son las células 36 Los termoreceptores de la piel. Son los responsables de la detección de la temperatura de los cuerpos. Son los corpúsculos de Krause (sensibles a la salida de calor o sensación de enfriamiento) y los corpúsculos de Ruffini (sensibles a la entrada de calor o sensación de calentamiento), que también están constituidos por terminaciones nerviosas y tejido conjuntivo. Los quimiorreceptores de las fosas nasales. Son los responsables del sentido del olfato, es decir de la captación de las sustancias dispersas en el aire. Son las neuronas que hay intercaladas en la mucosa olfativa o pituitaria amarilla que hay en el techo de las fosas nasales. Fotorreceptores. Son los responsables del sentido de la vista, es decir de la captación de la luz. Son los ojos . La luz atraviesa la córnea, que es la parte anterior y transparente de la esclerótica (la parte blanca anterior del ojo), entra por la pupila y atraviesa el cristalino (lente que enfoca la imagen) y se proyecta sobre la retina, capa que posee células sensibles a la luz (los conos y los bastones) que pasan los estímulos recibidos al nervio óptico que va al cerebro. El lugar de la retina donde llega el nervio óptico se llama punto ciego porque no hay sensibilidad visual. Cerca de él hay una depresión denominada fóvea, rodeada de un anillo denominado mancha amarilla, dónde hay una gran concentración de conos y que, por lo tanto, es dónde hay más eficiencia visual. Los quimiorreceptores de la lengua. Son los responsables del sentido del gusto, es decir de la captación de las sustancias disueltas en los líquidos. Son las células sensibles que forman los botones gustativos que se encuentran en unas protuberancias de la lengua denominadas papilas gustativas. 37 EVALÚA TUS COMPETENCIAS Lee las explicaciones sobre los organismos receptores y responde: 1. ¿Cómo se llama el medio que llena el espacio ocupado por la cadena de huesecillos? 2.¿Dónde son las células que pasan las vibraciones a las células nerviosas del nervio acústico? 3. ¿En qué orden, empezando por el tímpano, se encuentran los huesecillos que forman la cadena de huesecillos del oído humano? 4. ¿Con qué conducto de la oreja conecta la trompa de Eustaquio? 5. ¿Dónde están las células de la piel sensibles a la presión? 6. ¿Dónde están las células de la piel sensibles a la entrada de calor (calor)? 7. ¿Cómo se llama la parte lobulada dónde van a parar las terminaciones nerviosas olfativas? 8. ¿Cómo se llama el epitelio olfativo, es decir el epitelio que contiene las terminaciones nerviosas olfativas? 9. ¿Dónde son las terminaciones nerviosas sensibles al sentido del gusto? 10. ¿En qué parte de la superficie superior de la lengua se captan los sabores amargos? 11. ¿En qué parte de la superficie superior de la lengua se captan los sabores dulces? 12. ¿Cuál es la estructura del ojo que hace la función de enfocar las imágenes? 13. ¿Cuál es la estructura del ojo que pasa los estímulos luminosos recibos al nervio óptico que va al cerebro? 14. ¿Cómo se llama la parte anterior del ojo que presenta un color diferente en cada persona? 15. ¿Cómo se llama la parte del ojo dónde por haber una alta concentración de conos presenta una agudeza visual superior al resto? 38 4. EL ESTUDIO DE LOS MICROORGANISMOS 4.1. PRINCIPALES MICROORGANISMOS GRUPOS DE sus células no tienen núcleo; son organismos procariotas. De hecho, esta diferencia es tan importante que las bacterias forman, por sí solas, uno de los principales grupos de seres vivos; constituyen el reino procariotas. Millones de organismos diminutos se deslizan sobre las mesas y sobre el suelo; flotan y se mueven en las gotas de agua; se pegan en tu piel, y algunas veces, se introducen en tus ojos, en tu nariz y en tu garganta. Estos seres diminutos son los microorganismos o microbios. Las bacterias pueden vivir en multitud de lugares, desde lo alto de las montañas hasta las zonas más profundas de los océanos, y también dentro de plantas y animales, ¡incluso dentro de tu cuerpo! La mayoría de los microorganismos están formados por una sola célula; son unicelulares. En tu cuerpo, en cambio, hay millones de células. Hay numerosos tipos de bacterias. La mayoría son útiles y beneficiosas para nosotros. Sin embargo, otras son perjudiciales y producen enfermedades en las personas y en los animales. Las bacterias también pueden contaminar los alimentos y originar intoxicaciones. Hay tres grupos principales de microorganismos: los virus, las bacterias y los protistas. 4.1.1. Los virus. Los virus son microorganismos muy, muy pequeños. Algunos son tan diminutos que si estuvieran 50.000 virus uno detrás de otro, formando una fila, solo medirían un milímetro. Son tan pequeños que no se pueden ver con un microscopio normal. Para observarlos, es necesario utilizar un microcopio muy potente, llamado microscopio electrónico. 4.1.3. Los protistas. Los protistas constituyen otro de los principales grupos de microorganismos, miles de veces mayores que los virus, y varias veces más grandes que las bacterias. Algunos protistas son visibles a simple vista. Los protistas son también microorganismos unicelulares, pero están formados por una célula eucariota, en la que la información genética está protegida dentro de un núcleo. Viven en casi todos los lugares y son especialmente abundantes en el agua. Como la mayoría de los microorganismos, crecen y se reproducen muy rápidamente. Los virus no se consideran verdaderos seres vivos. Pueden permanecer inactivos durante años, como si estuvieran inertes (sin vida). Sin embargo, cuando un virus penetra dentro de un organismo adecuado (llamado hospedador), se comporta como un ser vivo. Los virus parasitan o invaden las células de plantas y animales, dividiéndose y formando cientos de nuevos virus. Obligan a las células del hospedador a producir muchas copias de sí mismos, y cada uno de estos nuevos virus también se multiplica. En poco tiempo, se forman millones de virus, capaces de provocar una enfermedad. En los seres humanos las enfermedades originadas por estos microorganismos varían desde un simple catarro hasta la gripe o la varicela. Algunos protistas son parecidos a las plantas, porque son capaces de fabricar su propia comida a partir de la luz del Sol. Las diatomeas pertenecen a este grupo de protistas; son un tipo de algas que viven en charcas y océanos. Millones de diatomeas y otros protistas flotan en el mar, constituyendo el plancton. Otros protistas son animales diminutos, unicelulares, que se alimentan de pequeños trozos de comida y reciben el nombre de protozoos. En este grupo se incluyen los radiolarios, que también forman parte del 4.1.2. Las bacterias. Las bacterias son más grandes que los virus. Son microorganismos unicelulares (formados por una sola célula) y se distinguen del resto de los seres vivos porque 39 plancton. Los radiolarios son esféricos, como una pelota, con docenas de espinas finas y muy largas. Otros protistas de este grupo son las amebas, que se deslizan por el fondo de las charcas. Las amebas se alimentan de bacterias y de otros microorganismos. glóbulos rojos de la sangre, el sistema de capilares y los ciclos vitales de los insectos. Nacido en Delft, Leeuwenhoek recibió escasa formación científica. Mientras trabajaba como comerciante y ayudante de cámara de los alguaciles de Delft, construyó como entretenimiento diminutas lentes biconvexas montadas sobre platinas de latón, que se sostenían muy cerca del ojo. A través de ellos podía observar objetos, que montaba sobre la cabeza de un alfiler, ampliándolos hasta trescientas veces (potencia que excedía con mucho la de los primeros microscopios de lentes múltiples). Los protistas también pueden resultar perjudiciales, incluso mortales. Como muchos otros microorganismos, pueden entrar dentro de otros seres vivos de mayor tamaño y multiplicarse rápidamente, originando una enfermedad. 4.2. APORTES AL DESARROLLO DE LA MICROBIOLOGÍA 4.2.1. Louis Pasteur. Fue un químico y biólogo francés que fundó la ciencia de la microbiología. Comenzó investígando los procesos de fermentación del vino y la cerveza y descubrió la existencia de las bacterias que interferían en este proceso. Aplicó sus conclusiones al estudio de la causa y el desarrollo de las enfermedades y demostró la teoría de los gérmenes como causantes de las mismas. También desarrolló vacunas que consiguieron salvar miles de vidas. Pasteur observó que en la fabricación de la cerveza y el vino, a veces los dos líquidos resultaban buenos y otras agrios. Decidió estudiar el proceso con el microscopio y descubrió que cuando la fermentación era normal participaban las pequeñas células de la levadura. En cambio, cuando resultaban agrios era porque en el proceso participaban organismos como las bacterias. En 1668 confirmó y desarrolló el descubrimiento de la red de capilares del italiano Marcello Malpighi, demostrando cómo circulaban los glóbulos rojos por los capilares de la oreja de un conejo y la membrana interdigital de la pata de una rana. En 1674 realizó la primera descripción precisa de los glóbulos rojos de la sangre. Más tarde observó en el agua de un estanque, el agua de lluvia y la saliva humana, lo que él llamaría animálculos, conocidos en la actualidad como protozoos y bacterias. En 1677 describió los espermatozoos de los insectos y los seres humanos. Leeuwenhoek se enfrentó a la teoría, por aquel entonces en vigor, de la generación espontánea demostrando que los gorgojos, las pulgas y los mejillones no surgían espontáneamente a partir de granos de trigo y arena, sino que se desarrollaban a partir de huevos diminutos. Describió el ciclo vital de las hormigas mostrando que las larvas y pupas proceden de huevos. También examinó plantas y tejidos musculares, y describió tres tipos de bacterias: bacilos, cocos y espirilos. Con todo, mantuvo en secreto el arte de construir sus lentes, por lo que no se realizaron nuevas observaciones de bacterias hasta que se desarrolló el microscopio compuesto en el siglo XIX. 4.2.2. Anton van Leeuwenhoek. (1632-1723), fabricante holandés de microscopios pionero en descubrimientos sobre los protozoos, los 40 4.2.3. Robert Koch . (1843-1910), científico alemán galardonado con el premio Nobel iniciador de la bacteriología médica moderna; aisló varias bacterias patógenas, incluida la de la tuberculosis, y descubrió los vectores animales de transmisión de una serie de enfermedades importantes. En 1880, tras finalizar un importante trabajo bacteriológico sobre infecciones en las heridas, fue nombrado consejero del gobierno en el Departamento Imperial de la Salud en Berlín, donde, a partir de entonces, llevó a cabo la mayoría de sus investigaciones. En 1881 dio a conocer sus estudios sobre la tuberculosis y al año siguiente anunció que había aislado el bacilo responsable de tan terrible enfermedad. Sus hallazgos fueron confirmados por investigadores de todo el mundo. El descubrimiento permitió mejorar las técnicas diagnósticas mediante la identificación del bacilo en las excreciones corporales, especialmente en los esputos. Nacido en Klausthal-Zellerfeld el 11 de diciembre de 1843, Koch se incorporó a la Universidad de Gotinga en 1862, donde estudió botánica, física y matemáticas e inició la carrera médica, que ocuparía el resto de su vida. Tras breves estancias en el Hospital General de Hamburgo y en una institución para niños discapacitados psíquicos, comenzó a ejercer la medicina privada. Sus actividades profesionales no le impidieron desarrollar otros intereses como la arqueología, la antropología, las enfermedades ocupacionales, como el envenenamiento por plomo, y el emergente campo de la bacteriología. Koch dedicó entonces su atención al cólera, que en 1883 había alcanzado niveles de epidemia en la India. Se desplazó allí, identificó el bacilo causante de la enfermedad y descubrió que era transmitido a los seres humanos sobre todo a través del agua. Más tarde viajó a África, donde estudió las causas de las enfermedades transmitidas por insectos. En 1891 Koch fue nombrado director del Instituto de Enfermedades Infecciosas de Berlín (que en la actualidad lleva su nombre), creado para la investigación médica especializada. Permaneció al frente del mismo hasta el día de su jubilación en 1904. En 1905 obtuvo el Premio Nobel de Fisiología y Medicina. Murió el 27 de mayo de 1910 en el balneario alemán de Baden-Baden. Su primer descubrimiento importante se produjo en la década de 1870, cuando demostró que el carbunco infeccioso, también conocido como ántrax, sólo se desarrollaba en los ratones cuando el material inyectado en su torrente sanguíneo contenía bastones o esporas viables del Bacillus anthracis. El aislamiento del bacilo del carbunco por parte de Koch constituyó un hito histórico, ya que por primera vez pudo demostrarse sin duda cuál era el agente causante de una enfermedad infecciosa. Quedó claro que las enfermedades infecciosas no estaban causadas por sustancias misteriosas, sino por microorganismos específicos, en este caso bacterias. Koch mostró también cómo debe trabajar el investigador con dichos microorganismos, cómo obtenerlos a partir de animales infectados, cómo cultivarlos artificialmente y cómo destruirlos. Koch comunicó sus observaciones al gran patólogo alemán Julius Friedrich Cohnheim y sus colaboradores, uno de los cuales era el bacteriólogo Paul Ehrlich, pionero de la inmunología moderna. 4.2.4. El siglo XX: los grandes avances. A finales del siglo XIX y comienzos del XX, diversos microbiólogos como el ruso Serguei Winogradsky, considerado el fundador de la ecología microbiana moderna, emprendieron las investigaciones sobre el metabolismo de las bacterias (estudios iniciados por Pasteur). Winogradsky estableció que las bacterias funcionan según dos modelos: la aerobiosis, que se basa en el consumo de oxígeno; y la anaerobiosis, que permite a las bacterias vivir en un ambiente desprovisto por completo de oxígeno. Winogradsky descubrió las bacterias quimiosintéticas, puso de manifiesto la 41 participación de los microorganismos en el ciclo de la urea y fue uno de los primeros en estudiar las bacterias simbióticas. interrogantes sobre su funcionamiento y modo de transmisión. El estudio de los virus se desarrolló especialmente en el primer tercio del siglo XX. En efecto, a pesar de que en el año 1905 varios microbiólogos habían demostrado que las enfermedades víricas conocidas se debían a agentes patógenos minúsculos y no a las toxinas, los virus siguieron siendo invisibles; y su naturaleza, desconocida, hasta la década de 1930. En 1935 el bioquímico estadounidense Wendell Stanley logró aislar y cristalizar un virus: el del mosaico del tabaco. En 1938 se observaron por primera vez los virus gracias a la invención del microscopio electrónico. Después, en las décadas de 1960 y 1970 se descubrieron numerosos virus y se determinaron sus características físicas y químicas. 4.3. LOS MICROORGANISMOS RELACIÓN CON EL HOMBRE Posteriormente, las investigaciones microbiológicas se sirvieron de diversas técnicas innovadoras, como el microscopio electrónico de barrido o las técnicas de secuenciación del ácido desoxirribonucleico (ADN). Gracias a todos estos avances, los microorganismos se clasificaron en función de su estructura molecular, incluyéndolos en tres reinos. De este modo, las bacterias forman el conjunto de los procariotas, es decir, organismos en los que el material genético, en forma de ADN, se encuentra libre en el citoplasma y no incluido en un núcleo: pertenecen al reino Móneras. Los restantes organismos unicelulares se clasifican como eucariotas (en los que el genoma está incluido en el núcleo celular). Entre estos eucariotas unicelulares se distinguen los que pertenecen al reino Protistas (grupo que engloba a los protozoos y algas unicelulares) y los que pertenecen al reino Hongos (las levaduras). Los virus constituyen un mundo aparte, ya que no pueden reproducirse por sí mismos, sino que necesitan parasitar una célula viva para completar su ciclo vital. Y SU La mayoría de los microorganismos contribuyen de una forma crucial en el bienestar de la Tierra ayudando a mantener el equilibrio de los organismos vivos y productos químicos en nuestro medio ambiente: Los microorganismos de agua dulce y salada son la base de la cadena alimentaria en océanos, lagos y ríos; los microorganismos del suelo destruyen los productos de desecho e incorporan el gas nitrógeno del aire en compuestos orgánicos, así como reciclan los productos químicos en el suelo, agua y aire; ciertas bacterias y algas juegan un papel importante en la fotosíntesis, que es un proceso que genera nutrientes y oxígeno a partir de luz solar y CO2 siendo un proceso crítico para el mantenimiento de la vida sobre la Tierra; los hombres y algunos animales dependen de las bacterias que habitan en sus intestinos para realizar la digestión y síntesis de algunas vitaminas como son la K y algunas del complejo B. Los microorganismos también Por último, el descubrimiento de los priones por Stanley Prusiner y su equipo en 1982 ha abierto una vía de estudio dentro de la microbiología. Los priones, simples proteínas desprovistas de material genético, suscitan numerosos 42 4.4. ENFERMEDADES MICROORGANISMOS tienen aplicaciones industriales ya que se utilizan en la síntesis de productos químicos como son acetona, ácidos orgánicos, enzimas, alcohol y muchos medicamentos. POR 4.4.1. Virus patógenos para el hombre. Los virus causan muchas enfermedades humanas comunes, como resfriados, gripes, diarreas, varicela, sarampión y paperas. Algunas enfermedades víricas, como la rabia, la fiebre hemorrágica, la encefalitis, la poliomielitis, la fiebre amarilla o el síndrome de inmunodeficiencia adquirida, son mortales. La rubéola y el citomegalovirus pueden provocar anomalías graves o la muerte en el feto. La industria alimentaria también usa microorganismos en la producción de vinagre, bebidas alcohólicas, aceitunas, mantequilla, queso, yogurt y pan. Además, las bacterias y otros microorganismos ahora pueden ser manipulados para producir sustancias que ellos normalmente no sintetizan. A través de esta técnica, llamada ingeniería genética, las bacterias pueden producir importantes sustancias terapéuticas como insulina, hormona de crecimiento humana e interferón. TIPO CAUSADAS Se estima que hay entre 1.000 y 1.500 tipos de virus, de los que aproximadamente 250 son patógenos para el hombre. VIRUS ENFERMEDAD Adenovirus Resfriado común Bunyavirus Hantaan La Crosse Sin Nombre Insuficiencia renal Encefalitis (infección cerebral) Síndrome pulmonar Calicivirus Norwalk Gastroenteritis (diarrea, vómitos) Coronavirus Corona Resfriado común Filovirus Ébola Marburg Fiebre hemorrágica Fiebre hemorrágica Flavivirus Hepatitis C (no A, no B) Fiebre amarilla Hepatitis Hepatitis, hemorragia Hepadnavirus Hepatitis B (VHB) Hepatitis, cáncer de hígado Herpesvirus Citomegalovirus Virus Epstein-Barr (VEB) Herpes simple tipo 1 Herpes simple tipo 2 Virus herpes humano 8 (VHH8) Varicela-zóster Defectos de nacimiento Mononucleosis, cáncer nasofaríngeo Herpes labial Lesiones genitales Sarcoma de Kaposi Varicela, herpes zóster Ortomixovirus Influenza tipos A y B Gripe 43 Papovavirus Virus del papiloma humano (VPH) Verrugas, cáncer de cuello del útero Picornavirus Coxsackievirus Echovirus Hepatitis A Poliovirus Rinovirus Miocarditis (infección del músculo cardiaco) Meningitis Hepatitis infecciosa Poliomielitis Resfriado común Paramixovirus Sarampión Paperas Parainfluenza Sarampión Paperas Resfriado común, infecciones del oído Parvovirus B19 Eritema infeccioso, anemia crónica Poxvirus Ortopoxvirus Viruela (erradicada) Reovirus Rotavirus Diarrea Retrovirus Virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) Virus de la leucemia humana de las células T (VLHT-1) Síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) Leucemia de células T del adulto, linfoma, enfermedades neurológicas Rhabdovirus Rabia Rabia Togavirus Encefalomielitis equina del este Rubéola Encefalitis Rubéola, defectos de nacimiento 4.4.2. HONGOS. Características de las infecciones producidas por hongos. Las micosis varían considerablemente en sus manifestaciones, pero tienden a ser enfermedades subagudas o crónicas de curso indolente y recurrente. Los hongos rara vez causan infecciones agudas como las producidas por muchos virus y bacterias. cabello, las uñas, u otras zonas superficiales, y se resuelven espontáneamente. Comprenden la tiña y el pie de atleta. Sin embargo, en las personas con un sistema inmunológico deteriorado, este tipo de infecciones, denominadas dermatofitosis, pueden persistir durante largo tiempo. Los organismos responsables de las dermatofitosis pertenecen al género Microsporum, Epidermophyton y Trichophyton. Las enfermedades causadas por hongos son muy comunes en pacientes que tienen muy dañado su sistema de defensa o inmunológico como es el caso de los enfermos de SIDA, o que han estado ingiriendo fármacos, antitumorales, o radiación. También aparecen en pacientes tratados con hormonas esteroideas, como el cortisol, en sujetos con diabetes y en quienes han seguido tratamiento antibiótico durante mucho tiempo. A estas micosis se les conoce como "Oportunistas". Los hongos que La mayoría de las infecciones fúngicas en el hombre no son contagiosas, aparecen tras un contacto con un reservorio ambiental o a partir de la flora de hongos del propio paciente. Atendiendo al lugar y grado de afectación las micosis pueden ser divididas para su estudio en tres grandes grupos: micosis profundas, micosis subcutáneas y micosis superficiales. En la mayoría de la gente sana, las infecciones por hongos son leves, afectan sólo a la piel, el 44 pertenecen al género Candida, Candida en especial Candida albicans (el cual produce candidiasis), alimentos, picaduras de insectos portadores y mediante relaciones sexuales. Una de las enfermedades producida por protozoos, y muy extendida por todo el mundo, es la malaria, transmitida a los humanos por picadura de un mosquito del género anopheles. Otra enfermedad muy frecuente es la disentería amebiana, transmitida por la ingesta de aguas contaminadas. Entre las infecciones que se transmiten por contagio sexual destaca la tricomoniasis muy frecuente en nuestro medio. medi 4.4.3.1. Tratamiento farmacológico. farmacológico Los fármacos que se usan en el tratamiento de estas infecciones son los antiparasitarios como la cloroquina, quinina, pirantel, metronidazol, etc. Algunos fármacos antiparasitarios no están comercializados en España y se importan para casos especiales como medicamento extranjero, ya que muchas de las enfermedades producidas por protozoos son muy raras en nuestro medio. pueden infectar los órganos internos y las membranas mucosas de la boca, garganta y tracto genital. En las personas con inmunidad deteriorada, este organismo puede originar una infección crónica. 4.4.4. BACTERIAS.. Bacterias que causan enfermedades humanas. humanas Sólo una pequeña parte de los miles de especies de bacterias causan enfermedades humanas conocidas. Las infecciones bacterianas se evitan destruyendo las bacterias con calor, como se hace en las técnicas de esterilización y pasteurización. Cuando se producen, las enfermedades bacterianas se tratan tan con antibióticos. Pero el abuso de estos compuestos en los últimos años ha favorecido el desarrollo de cepas de bacterias resistentes a su acción, como Mycobacterium tuberculosis, que causa la tuberculosis. Hay muchos fármacos para tratar las infecciones por hongos, entre los que se incluyen medicamentos orales e intravenosos, así como muchos agentes de aplicación tópica (local). Los individuos con una infección crónica por Candida, Histoplasma lasma o Cryptococcus pueden necesitar tratamiento a largo plazo con un fármaco oral o intravenoso. 4.4.3. PROTOZOOS. Estos organismos microscópicos unicelulares están muy extendidos por la naturaleza, su hábitat más frecuente es la tierra y el agua. Algunos de ellos pueden vivir durante muchos años de forma inactiva protegidos por una cubierta en forma de quistes. Al ser humano pasan a través del agua, 45 TIPO ESPECIE ENFERMEDAD Bacilo Bacillus anthracis Bacillus cereus Clostridium botulinum Clostridium perfringens Clostridium tetani Corynebacterium diphtheriae Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Legionella pneumophila Mycobacterium leprae Mycobacterium tuberculosis Salmonella sp. Salmonella typhi Salmonella typhimurium Shigella dysenteriae Shigella sp. Yersinia enterocolitica Yersinia pestis Yersinia pseudotuberculosis Ántrax Intoxicación alimentaria por Bacillus cereus Botulismo Mionecrosis clostridial (gangrena gaseosa) Tétanos Difteria Diarrea Bronconeumonía Enfermedad del legionario Lepra Tuberculosis Salmonelosis Fiebres tifoideas Gastroenteritis por Salmonella Disentería bacilar Sigelosis Yersiniosis, gastroenteritis Peste Linfadenitis mesentérica Clamidia Chlamydia trachomatis Tracoma, uretritis, cervicitis, conjuntivitis Cocobacilo Bordetella pertussis Brucella sp. Haemophilus influenzae Haemophilus pertussis Tos ferina Brucelosis Meningitis, neumonía bacteriana Tos ferina Neisseria gonorrhoeae Neisseria meningitidis Staphylococcus aureus Gonorrea, enfermedad inflamatoria pélvica Meningitis Neumonía, síndrome de shock tóxico, infecciones de la piel, meningitis Neumonía, infecciones del oído, meningitis Infecciones de garganta, fiebre reumática Escarlatina, fiebre puerperal Coco Streptococcus pneumoniae Streptococcus pyogenes Streptococcus sp. Listeria Listeria monocytogenes Listeriosis, septicemia perinatal, meningitis, encefalitis, infecciones intrauterinas Micoplasma Mycoplasma pneumoniae Neumonía Rickettsia Rickettsia prowazekii Rickettsia rickettsii Rickettsia typhi Tifus epidémico, enfermedad de Brill-Zinsser (transmitida por piojos) Fiebre de las montañas Rocosas (transmitida por garrapatas) 46 Tifus endémico (tifus murino, transmitido por la pulga de la rata) Espirilo Campylobacter fetus jejuni Spirillum minor Campilobacteriosis (diarrea bacteriana) Fiebre producida por mordedura de rata Espiroqueta Treponema pallidum Sífilis Gastroenteritis, septicemia, celulitis, infecciones de heridas, infecciones de las vías urinarias Gastroenteritis, diarrea Cólera epidémico Gastroenteritis Gastroenteritis por Vibrio parahemolyticus Infecciones de heridas, gastroenteritis, septicemia primaria Aeromonas hydrophila Vibrio Plesiomonas shigelloides Vibrio cholerae 01 Vibrio cholerae no-01 Vibrio parahemolyticus Vibrio vulnificus ACTIVIDAD DE REPASO…. 1. Que son las bacterias y los virus? 2. Qué es un antibiótico? 3. Qué es la resistencia a los antibióticos? 4. Por qué es un problema la resistencia a los antibióticos?. 5. Pueden las bacterias perder su resistencia a los antibióticos?. 6. Qué infecciones necesitan antibióticos y cuáles no? 7. Cómo se toman correctamente los antibióticos?. 8. Los productos antibacterianos (como jabones) previenen mejor las infecciones que los jabones ordinarios?. 9. Cómo se cura una enfermedad viral?. 10. Qué tipo de microorganismos existen? 11. Cuáles son las los beneficios y perjuicios de los microorganismos? 12. Cuáles son las ventajas y desventajas de la presencia de microorganismos en el agua? 13. Qué tipo de bacterias están presentes en la fabricación de alimentos?. 47 5. LA QUÍMICA Y EL MEDIO AMBIENTE 5.1. ELEMENTOS Y COMPUESTOS QUE AFECTAN EL MEDIO AMBIENTE 5.1.1. Residuos sólidos y urbanos. Los residuos sólidos domésticos generan ingentes cantidades de desechos (orgánicos 30%, papel 25%, plásticos 7%, vidrio 8%, textiles 10%, minerales 10%, metales 10%). Es prioritario compatibilizar el desarrollo económico y social con la protección de la naturaleza evitando las agresiones a los ecosistemas vivos y al medio ambiente en general. Es sumamente necesario el reciclado o la minimización de residuos que evita el continuo consumo de materias primas agotables y su vertido contaminante en la naturaleza. Otra causa de contaminación orgánica son los desechos animales de las granjas de animales. Los excrementos de los animales y purines generan una importante contaminación, existe un gran número de estudios de investigación para conseguir convertir estos contaminantes en productos aprovechables e inocuos. Los residuos humanos generalmente son tratado en plantas de tratamiento, pero en países poco desarrollados con pocos recursos y que prescinden de estas plantas, estos liberan sus residuos sin tratar, contaminando el ambiente y principalmente fuentes de agua potable, esto acarrea muchas enfermedades a la población, como por ejemplo el cólera. Por esto si bien los residuos de origen humano se degradan solos con el tiempo, es conveniente tratarlos por el bien de la salud de la población. Los vertederos comunes municipales son fuente de sustancias químicas que entran al medio ambiente del suelo (y a veces a capas de agua subterráneas), que emanan de la gran variedad de residuos aceptados, especialmente sustancias ilegalmente vertidas allí, o de vertederos antiguos de antes de los años 1970 cuando se implementaron ligeros controles en Estados Unidos o la Unión Europea. Ha habido también una inusual descarga de policlorodibenzodioxinas, comúnmente llamadas Dioxinas por simplicidad, como la TCDD. 5.1.3. Sustancias químicas. En la actualidad existen del orden de 70.000 productos químicos sintéticos, incrementándose cada año en unos 19 200 a 1000 nuevas sustancias químicas. Los efectos que producen estas sustancias en algunos casos son conocidos, pero en otros se 5.1.2. Residuos orgánicos. Los residuos orgánicos son biodegradables. Naturalmente estos desechos pueden recuperarse y utilizarse por ejemplo para la fabricación de un fertilizante eficaz y beneficioso para los cultivos. 48 sabe poco sobre sus efectos potenciales sobre los humanos y sobre el medioambiente a largo plazo. Así el cáncer originado por un producto químico puede en algunos casos tardar de 15 a 40 años en manifestarse. no existían, pero ha sido la industrialización de productos químicos orgánicos asociada al desarrollo económico que se ha producido en las siete últimas décadas, y ha originado su aparición en ciertos plásticos, pesticidas, insecticidas, etc. que contienen importantes cantidades de cloro. 5.1.4. Agricultura: fertilizantes, plaguicidas y herbicidas. El sector de la agricultura es uno de los que más contaminación indirectamente produce. Los causantes de la contaminación son los fertilizantes y plaguicidas utilizados para la fertilidad de la tierra y para fumigar los cultivos de las plagas que disminuyen la producción. Estos productos a través de las lluvias y de los riegos contaminan las aguas superficiales y los acuíferos. De acuerdo a la Convención de Estocolmo sobre Contaminantes orgánicos persistentes, 9 de los 12 más peligrosos y persistentes compuestos orgánicos son plaguicidas. 5.1.6. Metales pesados. Representan una importante forma de contaminación antropogénica. Hay una serie de metales pesados esenciales en el ciclo vital de los seres vivos, los denominados oligoelementos. Otros metales pesados no ejercen función biológica alguna. A partir de ciertas concentraciones en los seres vivos pueden ser peligrosos. Los principales metales tóxicos que se encuentran dispersos en cualquier medio son el mercurio, el cadmio, el plomo, el cobre, el cinc, el estaño, el cromo, el vanadio, el bismuto y el aluminio. Los metales, de forma similar al resto de agentes contaminantes, se diluyen con facilidad en el agua. En el mar son dispersados por las corrientes marinas aunque algunos se depositan en el bentos. Las acciones de estos metales sobre algunos organismos marinos pueden En 2001 una serie de informes culminaron en un libro llamado Fateful Harvest que dio a conocer una generalizada práctica de reciclar subproductos industriales en fertilizantes, contaminando el suelo con varios metales y sustancias. 5.1.5. Dioxinas y Polifenilos. Las dioxinas son una serie de compuestos químicos que son muy resistentes a una degradación química o bioquímica y por tanto terminan acumulándose en los organismos vivos. Se originan a partir de la reacción de cloro con materia orgánica y oxígeno a alta temperatura. En 1940 las dioxinas 49 afectar a su crecimiento, inhibir su reproducción e incluso convertirse en letales. nitrógeno. Los cianuros son más comúnmente − referidos a sales con el anión CN . La mayoría de los cianuros son altamente tóxicos. Un envenenamiento con cianuro ocurre cuando un organismo está expuesto a un compuesto que emite iones (CN-) disuelto en agua. El cianuro tiene muchos usos, en la actualidad se utiliza en la industria, para exterminar plagas, y hasta en la medicina. Bajo un uso controlado puede ser seguro. El plomo es encontrado en pinturas con plomo, combustible de aviación, aunque se ha reducido el uso en la mayoría de los países aún sigue empleando en la gasolina como producto antidetonante. La contaminación atmosférica que ha provocado la combustión de las gasolinas con plomo ha hecho llegar este metal hasta el mar. Se sabe que el plomo se deposita en las branquias de los peces provocándoles serios problemas respiratorios. En la minería se lo utiliza para la extracción del oro, cobre, zinc y plata, utilizando un proceso muy controversial y debido a esto su uso está prohibido en varios países y territorios. Esto se debe a varios desastres ecológicos ocurridos debido a derrames o filtrado de cianuro de las minas o el colapso de los diques de colas. Y a que por el proceso de cianuración del oro aparte de obtener los metales requeridos también se extraen metales pesados de poca importancia económica que quedan depositados en los diques de cola, y algunas veces estos son abandonados sin realizar procesos de remediación. El mercurio es el principal metal contaminante marino. Se acumula en los peces y llega a través de su consumo a los humanos que son más sensibles a su toxicidad. Los límites legales máximos en España en los productos pesqueros es de 0,5 mgr/Kg de mercurio. La Universidad Rovira i Virgili de Tarragona publicó en 2005 una aplicación para evaluar a partir del consumo personal los riesgos del consumo de pescado por su concentración de contaminantes, frente a los beneficios por sus nutrientes. Un caso notorio fue el derrame de Baia Mare el 30 de enero de 2000 en el norte de Rumania, cuando se derramo 130.000 metros cúbicos de cianuro diluido en agua que luego llegó a los ríos Danubio y Tisza a través de ríos tributarios. La alta concentración de cianuro de ese vertido se tradujo en la casi total destrucción 5.1.7. Cianuro. El cianuro es un anión de representación CN y consiste de un átomo de carbono con un enlace triple con un átomo de 50 de la fauna y la flora acuáticas en el río Someş y luego en el Tisza. Los efectos del derrame llegaron hasta el mar Negro. Hungría presentó una denuncia contra la empresa australiana Esmeralda, accionista mayoritaria de las acciones de la empresa Aurul de Baia Mare. Muchos de estos compuestos son altamente tóxicos y causan cáncer (carcinógenos). El petróleo es "muy letal" para los peces, los mata rápidamente a una concentración de 4000 partes por millón (ppm) (0.4%). "Alcanza solo un cuarto de gasolina para hacer 250.000 galones de agua de mar tóxicos para la vida salvaje." Es equivalente la concentración de 1 ppm de petróleo o destilados de este para causar enfermedades congénitas en aves. 5.1.8. Detergentes y dispersantes de petróleo. El consumo de detergentes aumenta constantemente en el mundo. En 1995 se consumieron 10,2 millones de Toneladas y las estimaciones para 2005 eran 13,8 millones de Toneladas. Los dispersantes de petróleo son líquidos utilizados en los derrames de petróleo y cumplen la función de hacer soluble el petróleo en agua, y transferirlo desde la superficie del agua hacia la . Existen varias marcas de dispersantes, una de las más conocidas es Corexit, utilizada en los desastres ambientales de Exxon Valdez y el reciente derrame de Deepwater Horizon. Una cualidad de los dispersantes es la de a veces ser más tóxicos para el medio ambiente y la salud que el mismo petróleo y de bioacumularse en los tejidos de seres vivos. Además el hecho de que los dispersantes transfieran el petróleo flotante hacia la columna de agua significa un serio riesgo para los seres que viven bajo el mar y para las aves marinas que se alimentan de ellos. El benceno está presente en el petróleo y la gasolina, se sabe que causa leucemia en humanos. Se sabe que el compuesto reduce los leucocitos en la sangre humana, lo que deja a las personas expuestas a este compuesto, más susceptibles a infecciones. "Estudios han relacionado exposiciones al benceno en un escaso rango de partes por billón (ppb) a leucemia terminal, enfermedad de Hodgkin, y otras enfermedades de la sangre y el sistema inmunitario con exposiciones de entre 5 a 15 años." 5.1.10. Radiación ionizante. Se denomina contaminación radioactiva a la presencia no deseada de sustancias radiactivas en el entorno y esta no da indicación de la magnitud de los riesgos inherentes a esta contaminación. Esta contaminación puede proceder de radioisótopos naturales o artificiales. 5.1.9. Petróleo. El petróleo es una mezcla homogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. 51 Las fuentes naturales provienen de ciertos elementos químicos y sus isótopos y de los rayos cósmicos, son las responsables del 80% de la dosis recibida por las personas en el mundo (en promedio), el otro porcentaje proviene de fuentes médicas como los rayos x. Bajas dosis de radiación no son peligrosas, el problema ocurre cuando una persona está expuesta a estas dosis por un tiempo prolongado. O se expone a altas dosis de radiación. Las fuentes artificiales pueden provenir de el derrame o accidentes en la producción o uso de radioisótopos, en menor medida la lluvia radioactiva proveniente de bombas atómicas y test nucleares, otras fuentes son derrames o accidentes con radioisótopos provenientes de la medicina nuclear o el xenón que se libera durante el reprocesamiento nuclear de combustible nuclear ya usado, otra es debido a accidentes en centrales nucleares. 5.2. EFECTOS QUE CAUSAN LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS EN LOS SERES VIVOS La calidad del aire adversa puede matar a los organismos, incluyendo al hombre. La contaminación con ozono puede producir enfermedades respiratorias, enfermedades cardiovasculares, inflamaciones de garganta, dolor de pecho y congestión nasal. La contaminación causa muchas enfermedades y estas dependen del contaminante que las cause; generalmente son enfermedades de los ojos y del aparato respiratorio como la bronquitis, el asma y el enfisema pulmonar. La contaminación del agua causa aproximadamente 14 000 muertes por día, la mayoría debido a la contaminación de agua potable por aguas negras no tratadas en países en vías de desarrollo. Un estimado de 700 millones de hindúes no tienen acceso a un sanitario adecuado, 1 000 niños hindúes mueren de enfermedades diarreicas todos los días. Alrededor de 500 millones de chinos carecen de acceso al agua potable. 656 000 personas mueren prematuramente cada año en China por la contaminación del aire. En India, la contaminación del aire se cree causa 527 700 muertes cada año. Estudios han estimado en cerca de 50 000 muertes en EEUU por contaminación del aire. Los derrames de petróleo pueden causar irritación de piel y eflorescencia. La contaminación acústica induce sordera, hipertensión arterial, estrés, y trastorno del sueño. El envenenamiento por mercurio ha sido asociado a trastornos del desarrollo en niños y síntomas neurológicos. La gente mayor de edad esta más expuesta a enfermedades inducidas por la contaminación del aire. Aquellos con trastornos cardíacos o pulmonares están bajo mayor riesgo. Niños y bebés también están en serio riesgo. El plomo y otros metales pesados se ha visto que generan problemas neurológicos. Las sustancias químicas y la radiactividad pueden causar cáncer y también inducir mutaciones genéticas que provocan enfermedades congénitas. 52 6. SISTEMA ECOLÓGICO 6.1. ECOLOGÍA, CONSERVACIÓN Y DESARROLLO SOSTENIBLE 6.1.1. Control de la contaminación. El término control de contaminación es usado en gestión ambiental. Y significa control de las emisiones y efluentes que se liberan al aire, agua y suelo. Sin un control de contaminación, desechos de consumo, calor, agricultura, minería, industrias, transporte y otras actividades del hombre, degradan y degradarán el medio ambiente. En la jerarquía de los controles, la prevención de contaminación y la minimización de residuos son preferibles que el control de contaminación en sí. que puede darse entre desarrollo, primariamente entendido como crecimiento económico y mejoramiento del nivel material de vida, y las condiciones ecológicas y sociales para que ese desarrollo pueda perdurar en el tiempo. Esta conciencia de los costos humanos, naturales y medioambientales del desarrollo y el progreso ha venido a modificar la actitud de despreocupación o justificación que al respecto imperó durante mucho tiempo. La idea de un crecimiento económico sin límites y en pos del cual todo podía sacrificarse vino a ser reemplazada por una conciencia de esos límites y de la importancia de crear condiciones de largo plazo que hagan posible un bienestar para las actuales generaciones que no se haga al Las técnicas y prácticas utilizadas para reducir o eliminar las emisiones contaminantes dependen del agente contaminante que se quiera atacar. La educación desde un nivel inicial sobre la contaminación sus consecuencias y formas de evitarla. Ayudaría concientizar a muchas generaciones sobre los problemas del medio ambiente, a medida que estas generaciones se vuelvan adultas provocarían más presión sobre la protección al medio ambiente. Impulsando más controles y políticas de medioambientales. 6.1.2. Desarrollo Sostenible. Un control definitivo a la contaminación (que agota los recursos medioambientales) sería la adopción de una economía de desarrollo sostenible que aseguraría que "los recursos para satisfacer las presentes generaciones estén disponibles sin comprometer el desarrollo de las futuras generaciones". Cumpliendo con sus tres ámbitos de importancia la ecología, la economía y la sociedad de acuerdo al Programa 21 de Naciones Unidas. El desarrollo sostenible también forma parte del séptimo Objetivos de Desarrollo del Milenio de Naciones Unidas, el cual busca "Garantizar el sustento del medio ambiente". precio de una amenaza o deterioro de las condiciones de vida futuras de la humanidad. El desarrollo sostenible se aceptó exclusivamente en las cuestiones ambientales. En términos más generales, las políticas de desarrollo sostenible afectan a tres áreas: económica, ambiental y social. En apoyo a esto, varios textos de las Naciones Unidas, incluyendo el Documento Final de la cumbre mundial en el 2005, se refieren a los tres componentes del desarrollo sostenible, que son el desarrollo económico, el desarrollo social y la protección del medio ambiente, como "pilares El concepto de desarrollo sostenible refleja una creciente conciencia acerca de la contradicción 53 interdependientes mutuamente". que se refuerzan ambientales internacionales, nacionales y locales. La puesta en práctica del desarrollo sostenible tiene como fundamento ciertos valores y principios éticos. La Carta de la Tierra presenta una articulación comprensiva e integral de los valores y principios relacionados a la sostenibilidad. Este documento, el cual es una declaración de la ética global para un mundo sostenible, fue desarrollado a partir de un proceso altamente participativo global, por un período de 10 años, iniciado en la Cumbre de Río 92, y el cual culminó en el año 2000. La legitimidad de la Carta de la Tierra proviene precisamente del proceso participativo el cual fue creado, ya que miles de personas y organizaciones de todo el mundo brindaron su aporte para encontrar esos valores y principios compartidos que pueden ayudar a las sociedades a ser más sostenibles. Actualmente existe una creciente red de individuos y organizaciones que utilizan este documento como instrumento educativo y de incidencia política. regionales, 2. Ordenamiento territorial: entendido como la distribución de los usos del territorio de acuerdo con sus características. 3. Evaluación del impacto ambiental: conjunto de acciones que permiten establecer los efectos de proyectos, planes o programas sobre el medio ambiente y elaborar medidas correctivas, compensatorias y protectoras de los potenciales efectos adversos. 4. Contaminación: estudio, control, y tratamiento de los efectos provocados por la adición de sustancias y formas de energía al medio ambiente. 5. Vida silvestre: estudio y conservación de los seres vivos en su medio y de sus relaciones, con el objeto de conservar la biodiversidad. 6. Educación ambiental: cambio de las actitudes del hombre frente a su medio biofísico, y hacia una mejor comprensión y solución de los problemas ambientales. 6.1.3. Gestión ambiental. La gestión ambiental responde al "cómo hay que hacer" para lograr un desarrollo sostenible. Y sus áreas de normativas y acciones legales son: 7. Paisaje: interrelación de los factores bióticos, estéticos y culturales sobre el medio ambiente. 1. La política ambiental: relacionada con la dirección pública o privada de los asuntos 6.2. PRINCIPALES PROBLEMAS AMBIENTALES 6.2.1. Los residuos producidos por el ser humano. Se puede considerar basura todo aquello que ha dejado de ser útil y, por tanto, tendrá que eliminarse o tirarse. La basura se clasifica en tres diferentes categorías: 1. Basura orgánica. Se genera de los restos de seres vivos como plantas y animales, ejemplos: cáscaras de frutas y verduras, cascarones, restos de alimentos, huesos, papel y telas naturales como la seda, el lino y el algodón. Este tipo de basura es biodegradable. 2. Basura inorgánica. Proviene de minerales y productos sintéticos, como los siguientes: metales, plástico, vidrio, cartón plastificado y telas sintéticas. 54 Dichos materiales no son degradables. 3. Basura sanitaria. Son los materiales utilizados para realizar curaciones médicas, como gasas, vendas o algodón, papel higiénico, toallas sanitarias, pañuelos y pañales desechables, etcétera. Esta última es a la que realmente se considera como basura, ya que en ella se da la presencia de microorganismos causantes de enfermedades, por tanto, debe desecharse en bolsas cerradas y marcadas con la leyenda basura sanitaria. Los desechos inorgánicos pueden reciclarse o reutilizarse, y los orgánicos, convertirse en fertilizantes, abonos caseros o alimento para algunos animales. Lamentablemente, la mayoría de las actividades que el ser humano desempeña son generadoras de basura. El problema principal consiste en la cantidad de desechos producidos, y que en la mayoría de las ocasiones ni siquiera se cuenta con los espacios suficientes para recibirlos. 6.2.2. Efecto invernadero. ¿Has visitado alguna vez un invernadero? En ellos la luz del Sol entra por los plásticos que a su vez impiden que la energía salga, manteniendo en el interior la temperatura adecuada para cultivar frutas, hortalizas o flores. En la Tierra ocurre un proceso similar. La atmósfera retiene gran parte de la energía solar que ingresa en ella. La energía del Sol atraviesa la atmósfera en forma de ondas de luz. Cerca del 70% de esa energía es atrapada por las capas de la atmósfera y sólo el 45% alcanza la superficie terrestre a pesar de la nubosidad. Esta porción de energía mantiene la temperatura ideal para la vida en un promedio de 15 °C. La energía que no alcanza a llegar a la superficie sufre cambios en su recorrido: es absorbida por la capa de ozono y las nubes y reflejada hacia el espacio exterior. Desde el inicio de la Revolución Industrial, ocurrida a finales del 55 siglo XVIII, los gases emitidos a la atmósfera por acción humana, como el dióxido de carbono que tiene la capacidad de atrapar la energía solar, se han incrementado significativamente. Por ello, una mayor proporción de los rayos solares son retenidos en la Tierra aumentando el promedio de la temperatura global. Desde que se comenzaron a quemar combustibles fósiles como el carbón, el gas y el petróleo, el contenido de CO2 en la atmósfera pasó de 280 partes por millón, antes de la Revolución Industrial, a 380 en la actualidad. En sus proyecciones, los científicos establecen que lugares como Holanda, Bangla Desh, Miami, Río de Janeiro y parte de New York quedarían sepultadas bajo las aguas del mar; entre otras consecuencias. 6.2.3. La lluvia acida. Recuerda que la acidez se mide en una escala que va de 0 a 14, siendo 0 el extremo ácido y 14 el extremo básico. Un pH de 7 es neutro. El limón, por ejemplo, tiene un pH de 2,3. La lluvia no contaminada se caracteriza por ser ligeramente acida y tener un pH entre 5 y 6. Esto se debe a que el aire contiene naturalmente óxidos que reaccionan con el agua suspendida en la atmósfera dándole su carácter levemente ácido. A lo largo de la historia de la Tierra la lluvia, debido a su carácter ácido, ha desgastado rocas superficiales, penetrado en otras hasta que las ha consumido y ha dejado cavernas enormes. El problema actual concerniente a la lluvia acida se debe a la actividad industrial humana. La combustión de combustibles fósiles produce óxidos de nitrógeno y dióxido de sulfuro, gases que desembocan a la atmósfera. Ellos reaccionan con el agua suspendida en las nubes y forman ácido sulfúrico y ácido nítrico. La lluvia acida puede viajar en la atmósfera incluso de un continente a otro arrastrada por los vientos. Lluvia acida en la naturaleza. La lluvia acida que cae en los ecosistemas naturales mata las plantas y los animales, contamina las aguas superficiales y subterráneas y daña el suelo. La acidez tiene la capacidad de corroer diversas sustancias, entre ellas algunas tóxicas, como el aluminio, que pueden llegar a las fuentes de agua. Si los animales toman esa agua pueden enfermar e incluso morir. Además, los suelos pueden perder su fertilidad si la acidez se torna excesiva pues los microorganismos y las plantas no toleran rangos extremos de acidez. 56 Los daños causados al ambiente pueden llegar a ser irreversibles cuando una especie desaparece, por ejemplo. Además, afectan la economía cuando los suelos dejan de ser fértiles y se pierden fuentes de agua. Lluvia acida en las ciudades. La lluvia acida que cae en las ciudades afecta las fachadas de los edificios, las tuberías, los cables, daña estatuas y afecta las partes metálicas de ventanas y automotores. Estos daños severos ocasionan pérdidas económicas sustanciales. ¿Qué hacer? Tú puedes contribuir a controlar la lluvia ácida. Simplemente apaga las luces que no uses. Si debes recorrer trayectos cortos hazlo en bicicleta o camina. Motiva a tus padres a usar el transporte público cada vez que puedan y a hacer un uso racional del transporte privado. Ideas • Las corrientes oceánicas y los vientos son fenómenos naturales que inciden en la dinámica del clima. • La zona de confluencia intertropical (ZCIT) es aquella donde confluyen los vientos alisios del noreste y del sureste. Se caracteriza por las altas temperaturas, la humedad, los vientos suaves y las grandes selvas tropicales. • Los diversos gases emitidos a la atmósfera por acción humana se incrementaron significativamente a partir de la Revolución Industrial, en el siglo XVIII. • El Protocolo de Kioto, firmado en Japón, busca que los países industrializados reduzcan las emisiones de gases que influyen notablemente en el efecto invernadero. • El Ártico y la Antártida son las regiones más afectadas por el fenómeno del calentamiento global. • Los fenómenos de El Niño y La Niña se presentan cada dos a siete años en las aguas del océano Pacífico alterando los períodos de lluvia y sequía. • En Colombia el fenómeno de El Niño modifica la temporada invernal reduciendo la cantidad de precipitaciones, principalmente en los departamentos de las regiones Caribe y Andina. • La función de la capa de ozono es proteger a los seres vivos de la acción directa de los rayos ultravioleta. • Los óxidos de nitrógeno y dióxido de sulfuro que reaccionan con el agua suspendida en las nubes forman ácido sulfúrico y ácido nítrico: la lluvia acida. 57 6.2.4. Destrucción de la capa de ozono. Los Efectos que el hombre ha ejercido en la Atmósfera, a partir de la Revolución Industrial, han significado drásticos y perceptibles cambios en su composición, amenazando todo el Biosistema. El ozono, ubicado en la Estratosfera como capa entre 15 y 30 km. de altura, se acumula en la atmósfera en grandes cantidades, y se convierte en un escudo que nos protege de la radiación ultravioleta que proviene del sol haciendo posible la vida en la Tierra. El Gas Ozono está en un continuo proceso de formación y destrucción, ya que al poseer tres átomos de Oxígeno que se liberan a la atmósfera siempre uno de ellos se une a una molécula de Oxígeno y forma nuevamente Ozono, este último, después de absorber rayos UV se divide formando una molécula de oxígeno y liberando un átomo de oxígeno, proceso cíclico que se repite constantemente. Durante los últimos años, la capa de ozono, se ha debilitado formando un verdadero agujero, que en algunos sectores ha producido disminuciones de hasta el 60% en la cantidad de ozono estratosférico. Este desgaste se debe al uso de un componente químico producido por el hombre, los clorofluorocarburos (CFC) de productos, como los aerosoles, disolventes, propelentes y refrigerantes. La acción de estos gases en la Estratosfera libera átomos de Cl a través de la radiación UV sobre sus enlaces moleculares; cada átomo de Cl destruye miles de moléculas de Ozono transformándolas en moléculas de dioxígeno. Otros compuestos que afectan la capa de ozono por contener cloro (Cl) son el metilcloroformo (solvente), el tetracloruro de carbono (un químico industrial) y sustancias que contengan bromo (Br), como los halones, utilizados para extinguir el fuego. El nivel excesivo de la radiación UV (especialmente la A y la B) que llegue a la superficie de la Tierra puede perjudicar la salud de las personas, en patologías como: aparición de cáncer de piel; lesiones en los ojos que producen: cataratas, la deformación del cristalino o la presbicia; y deterioro del sistema inmunológico, influyendo de forma negativa sobre la molécula de ADN donde se ven afectadas las defensas del cuerpo, las cuales generan un aumento en las enfermedades infecciosas, que pueden aumentar tanto en frecuencia como en severidad, tales como: sarampión, herpes, malaria, lepra, varicela. A nivel de fauna, el aumento de los rayos UV daña a los ecosistemas acuáticos se ha visto que el daño en algunas zonas de aguas claras alcanza hasta 20 mts. de profundidad, siendo su consecuencia la pérdida de fitoplancton (base de la cadena alimenticia marina). Esto es muy perjudicial, porque una disminución en la cantidad de organismos puede provocar una reducción de los peces y afectar el resto de la cadena trófica. Así, por ejemplo, bajo el agujero de la capa ozono en la Antártica la productividad de este conjunto de organismos acuáticos disminuyó entre el 6 y el 12%. También, estos rayos provocan problemas en peces, crustáceos y anfibios durante sus primeras etapas de desarrollo, afectando sus capacidades de reproducción, por lo tanto reduciendo el tamaño de la población. Además, al escasear el fitoplancton (que son organismos fotosintéticos) los océanos 58 perderían su potencial como recolector de CO2, contribuyendo aún más al efecto invernadero. A nivel de flora, está provocando importantes cambios en la composición química de varias especies de plantas (arroz y soya) y árboles (coníferas). Además, está alterando el crecimiento de algunas plantas e impidiendo su proceso de fotosíntesis. Así, por ejemplo, se está viendo afectado el rendimiento de las cosechas. La mejor forma de asumir una actitud responsable es el fomento y el desarrollo de una educación sustentada en valores y principios ambientales para que nuestras generaciones futuras puedan disfrutar de este maravilloso planeta llamado Tierra. 6.2.5. El calentamiento global y cambios climáticos. En los últimos cien años la temperatura media del planeta ha aumentado 0,6 °C y la tendencia es que e n los próximos años siga elevándose. Medio grado puede parecer insignificante; sin embargo, los cambios en el clima mundial han sido evidentes. Cada vez son más las zonas que sufren de sequías, por lo que hay escasez de agua potable y las tierras que antes eran fértiles ya no lo son. Sin embargo, hay regiones del planeta que se han visto beneficiadas con este fenómeno. Es el caso del Reino Unido en cuyo suelo se están cultivando la vid y otras plantas de clima mediterráneo. Otro efecto del calentamiento global es el deshielo de los casquetes polares, lo que causa un aumento en el nivel de los océanos, poniendo en peligro las poblaciones que habitan en las costas. A medida que los océanos se calientan las tormentas se tornan más fuertes, pues la velocidad del viento aumenta, lo mismo que la condensación de humedad en las tormentas. Esto desencadena fuertes precipitaciones que cada vez causan más inundaciones en todos los continentes. Tal vez oíste acerca del huracán Katrina que golpeó primero en la Florida en septiembre de 2005, siguió su curso hacia el golfo de México y causó daños catastróficos en la ciudad de Nueva Orleans. Tan sólo tres semanas después llegaron a las zonas costeras de Estados Unidos el huracán Rita y luego el huracán Wilma, el más intenso que se haya registrado hasta el momento. Los científicos predicen que la intensidad de los huracanes seguirá en aumento a medida que el calentamiento de la atmósfera incremente. Hay dos lugares en la Tierra que son especialmente sensibles a los efectos de la elevación de la temperatura, el Ártico y la Antártida. Aparentemente ambas regiones son iguales pues la presencia de hielo y nievees una constante. Sin embargo, el casquete de hielo de la Antártida tiene un espesor de tres kilómetros, mientras que el del Ártico tiene un grosor promedio de tres metros. Esta diferencia se debe a que la Antártida es tierra rodeada de océano. Sucede lo 59 contrario en el Ártico, en donde el océano está rodeado por tierra. Esto causa que el Ártico sea en extremo sensible a los cambios de temperatura, y es allí donde los científicos están viendo los mayores efectos del cambio climático global. Pero los efectos del calentamiento global no son sólo evidentes en el Ártico y la Antártida, también son visibles en las regiones que se ubican al norte del Círculo Polar Ártico. Esta región permanece congelada la mayor parte del año, y a este suelo que constantemente está congelado se le llama permafrost. En esta capa hay almacenadas grandes cantidades de carbono. Se estima que en la región de la tundra siberiana hay alrededor de 70 000 millones de toneladas de carbono almacenadas. Debido al aumento de la temperatura el permafrost se ha comenzado a derretir y el carbono ha comenzado a liberarse. Se calcula que la cantidad de carbono presente en los suelos siberianos es diez veces la cantidad de carbono emitido anualmente por las actividades humanas. 6.2.5.1. Una posible glaciación como consecuencia del calentamiento global. Aunque parece contradictorio, las investigaciones que se han llevado a cabo sobre el deshielo del casquete polar ártico como consecuencia del calentamiento global hacen pensar en una posible glaciación en nuestra era. El científico estadounidense Wallace Broecker llegó a la conclusión de que las corrientes oceánicas transportan calor por la Tierra como una inmensa correa de transmisión. En el Atlántico, por ejemplo, la corriente cálida que parte del golfo de México avanza hacia el norte y transmite a su paso calor al aire por evaporación. A medida que la corriente avanza hacia el norte sus aguas se tornan progresivamente más frías, más saladas y más densas, hasta el momento en que cerca de Islandia se vuelven tan pesadas que se hunden e inician un largo viaje hacia el sur a través de los fondos oceánicos. Ocurre que el deshielo del Ártico puede afectar la circulación de la corriente del Golfo, lo que traería consigo alteraciones en el clima de Europa occidental y la región este de Norteamérica. Estas alteraciones consistirían en veranos muy cálidos que podrían extenderse hasta el otoño e inviernos muy severos que durarían hasta la primavera. Las aguas del casquete ártico podrían diluir la salinidad del mar hasta una densidad tal que le impidiera sumergirse y emprender su viaje hacia el sur. Así la corriente quedaría detenida, aislando el Atlántico Norte de las aguas tropicales cada vez más cálidas. El resultado sería un leve calentamiento del Ártico que haría que la temperatura de los países del Atlántico Norte bajara considerablemente. Si ello sucediera las temperaturas invernales en la región del Atlántico Norte descenderían 10 °C dentr o de diez años, dando a una ciudad como Dublín el 60 clima de Spitzberg, una ciudad ubicada a 400 km del Círculo Polar Ártico. Esta posible glaciación se confirma con numerosas muestras que indican cómo hace unos 8000 años se produjo un "miniperíodo glaciar" que duró unos 400 años. Esto ocurrió cuando el agua dulce proveniente de los glaciares del norte se desbordó de los Grandes Lagos y fluyó hacia el Atlántico Norte a través del río San Lorenzo, en la actual Canadá. Estas aguas detuvieron el curso de la correa que transportaba calor. Los fenómenos de El Niño y La Niña. Seguramente habrás oído hablar acerca de los fenómenos de El Niño y La Niña, especialmente cuando los períodos de lluvia y sequía en nuestro país se ven alterados. Estos fenómenos se presentan regularmente cada 2 a 7 años en las aguas del océano Pacífico. 6.2.5.2. Fenómeno de El Niño. El fenómeno de El Niño ocurre debido a que los vientos alisios reducen su intensidad, por lo que la acumulación de aguas cálidas se traslada de las costas orientales asiáticas hacia el Pacífico central. Dependiendo de la intensidad del fenómeno, la masa de agua cálida se puede desplazar más o menos en dirección occidental, hasta alcanzar finalmente las costas de Perú y Ecuador. Este fenómeno reduce la surgencia o el ascenso de agua fría rica en nutrientes hacia la superficie. El resultado es una elevación en la temperatura superficial del mar y la drástica disminución de nutrientes, hechos que afectan la vida en el ecosistema marino de la zona. A su vez, se incrementan las lluvias en la costa occidental suramericana y las sequías en las regiones orientales de Asia y Australia. El desplazamiento hacia el oriente de la fuente de calor resulta en cambios de la circulación atmosférica global, lo que a su vez cambia el tiempo en regiones lejanas del Pacífico tropical. En Colombia el fenómeno de El Niño modifica la temporada invernal reduciendo la cantidad de precipitaciones, principalmente en los departamentos de las regiones Caribe y Andina. Hacia finales de año el fenómeno ha madurado, por lo que las temperaturas suben y aumentan los incendios forestales. 6.2.5.3. Fenómeno de La Niña. El fenómeno de La Niña es opuesto al de El Niño, es decir, se caracteriza por temperaturas más frías de lo normal en la zona del Pacífico ecuatorial, debido a un aumento en la intensidad de los vientos alisios del Este. Sus efectos sobre el clima de las regiones son también contrarios a los de El Niño. Estos episodios de El Niño, caracterizado por ser cálido y La Niña, caracterizado por ser frío, forman parte de un ciclo que se denomina El Niño Oscilación del Sur (ENSO, por sus siglas en inglés). 61 EVALÚA TUS COMPETENCIAS Identifica 1. Resuelve el siguiente crucigrama que contiene términos relacionados con el clima. 5 7 1 2 8 3 6 4 Explica 2.. La gráfica muestra la contribución porcentual de las emisiones de carbono por región en el año 2000. a. ¿Por qué África, a pesar de su gran extensión, es el continente con menor emisión de carbono? b. ¿Por qué hay tanta diferencia en la emisión de carbono entre Norteamérica y Latinoamérica? c.. ¿En qué forma se puede relacionar la información que se presenta en esta gráfica con la información de la gráfica anterior? 62 Interpreta 3.. La gráfica muestra el aumento de temperatura que se ha presentado en la Tierra entre 1860 y 1980. De acuerdo con estos datos responde: a. ¿Cuántos grados ha aumentado la temperatura de la Tierra entre 1860 y 1980? b. ¿Entre qué años se presentan los mayores aumentos de temperatura? c. ¿En cuál de los hemisferios ha aumentado más la temperatura? d. ¿Por qué el aumento de la temperatura no es igual en los dos hemisferios? Comunica 4.. Con dibujos, explica las consecuencias que pueden traer para los seres vivos la lluvia acida, el efecto invernadero y el calentamiento global. 5.. ¿Qué acciones pueden poner en práctica las personas comunes y corrientes para reducir la contaminación atmosférica? 63 6.3. CONTAMINACIÓN DEL AIRE, AGUA Y SUELOS 6.3.1. Contaminación del aire. La contaminación del aire consiste en una elevada concentración de gases y partículas que flotan en el ambiente reduciendo la calidad del aire. El aire puede estar contaminado en la ciudad y en el campo. sumamente peligrosos y pueden causar serios trastornos e incluso la muerte. La polución del aire también provoca daños en el medio ambiente, habiendo afectado la flora arbórea, la fauna y los lagos. La contaminación también ha reducido el espesor de la capa de ozono. Además, produce el deterioro de edificios, monumentos, estatuas y otras estructuras. En las ciudades las principales causantes de la contaminación del aire son las industrias, minero-metalúrgicas y el parque automotor. La contaminación del aire también es causante de neblina, la cual reduce la visibilidad en los parques nacionales y otros lugares y, en ocasiones, constituye un obstáculo para la aviación. 6.3.1.1. ¿Cuáles son contaminantes del aire? los principales - MONÓXIDO DE CARBONO (CO). Es un gas inodoro e incoloro. Cuando se lo inhala, sus moléculas ingresan al torrente sanguíneo, donde inhiben la distribución del oxígeno. En bajas concentraciones produce mareos, jaqueca y fatiga, mientras que en concentraciones mayores puede ser fatal. El monóxido de carbono se produce como consecuencia de la combustión incompleta de combustibles a base de carbono, tales como la gasolina, el petróleo y la leña, y de la de productos naturales y sintéticos, como por ejemplo el humo de cigarrillos. Se lo halla en altas concentraciones en lugares cerrados, como por ejemplo garajes y túneles con mal ventilados, e incluso en caminos de tránsito congestionado. En el campo, la contaminación puede ser causada por el polvo generado por los tractores y camiones que transitan en caminos de tierra y también por la quema de maleza. La contaminación del aire puede causar trastornos tales como ardor en los ojos y en la nariz, irritación y picazón de la garganta y problemas respiratorios. Bajo determinadas circunstancias, algunas substancias químicas que se hallan en el aire contaminado pueden producir cáncer, malformaciones congénitas, daños cerebrales y trastornos del sistema nervioso, así como lesiones pulmonares y de las vías respiratorias. A determinado nivel de concentración y después de cierto tiempo de exposición, ciertos contaminantes del aire son - DIÓXIDO DE CARBONO (CO2). Es el principal gas causante del efecto invernadero. Se origina a partir de la combustión de carbón, petróleo y gas natural. En estado líquido o sólido produce quemaduras, congelación de tejidos y ceguera. La inhalación es tóxica si se encuentra en altas concentraciones, pudiendo causar incremento del ritmo respiratorio, desvanecimiento e incluso la muerte. 64 - CLOROFLUORCARBONOS (CFC). Son substancias químicas que se utilizan en gran cantidad en la industria, en sistemas de refrigeración y aire acondicionado y en la elaboración de bienes de consumo. Cuando son liberados a la atmósfera, ascienden hasta la estratosfera. Una vez allí, los CFC producen reacciones químicas que dan lugar a la reducción de la capa de ozono que protege la superficie de la Tierra de los rayos solares. La reducción de las emisiones de CFC y la suspensión de la producción de productos químicos que destruyen la capa de ozono constituyen pasos fundamentales para la preservación de la estratosfera. en los sedimentos, suelos, plantas acuáticas y terrestres, peces e invertebrados expuestos (ATSDR 1997). Los HAPs pueden afectar la salud humana; los individuos expuestos a mezclas de estos compuestos a través de la inhalación o el contacto dérmico por periodos prolongados, han desarrollado cáncer (ATSDR 1997). - PLOMO. Es un metal de alta toxicidad que ocasiona una diversidad de trastornos, especialmente en niños pequeños. Puede afectar el sistema nervioso y causar problemas digestivos. Ciertos productos químicos que contienen plomo son cancerígenos. El plomo también ocasiona daños a la fauna y flora silvestres. HIDROCARBUROS POLICÍCLICOS AROMÁTICOS (HAP). Son compuestos químicos que afectan la salud y el medio ambiente. Las emanaciones masivas como el desastre que tuvo lugar en una fábrica de agroquímicos en Bhopal, India pueden causar cáncer, malformaciones congénitas, trastornos del sistema nervioso y hasta la muerte El contenido de plomo de la gasolina se ha ido eliminando gradualmente, lo que ha reducido considerablemente la contaminación del aire. Sin embargo, la inhalación e ingestión de plomo puede tener lugar a partir de otras fuentes, tales como la pintura para paredes y automóviles, los procesos de fundición, la fabricación de baterías de plomo, los señuelos de pesca, ciertas partes de las balas, algunos artículos de cerámica, las persianas venecianas, las cañerías de agua y algunas tinturas para el cabello. Las emisiones de HAP provienen de fuentes tales como fábricas de productos químicos, productos para limpieza en seco, imprentas y vehículos (automóviles, camiones, autobuses y aviones). - OXIDO DE NITRÓGENO (NOx). Proviene de la combustión de la gasolina, el carbón y otros combustibles. Es uno de los principales causas del smog y la lluvia ácida. El primero se produce por la reacción de los óxidos de nitrógeno con compuestos orgánicos volátiles. En altas concentraciones, el smog puede producir Los HAPs son un grupo de compuestos presentes en el petróleo (Overton 1994), y se consideran los más tóxicos de los hidrocarburos junto con los monoaromáticos. Una vez que los HAPs son liberados al ambiente acuático, la degradación a través de microorganismos es a menudo lenta, lo que conduce a su acumulación 65 - DIÓXIDO DE AZUFRE (SO2). Es un gas inodoro cuando se halla en bajas concentraciones, pero en alta concentración despide un olor muy fuerte. Se produce por la combustión de carbón, especialmente en usinas térmicas. También proviene de ciertos procesos industriales, tales como la fabricación de papel y la fundición de metales. Al igual que los óxidos de nitrógeno, el dióxido de azufre es uno de los principales causantes del smog y la lluvia ácida. Está estrechamente relacionado con el ácido sulfúrico, que es un ácido fuerte. Puede causar daños en la vegetación y en los metales y ocasionar trastornos pulmonares permanentes y problemas respiratorios dificultades respiratorias en las personas asmáticas, accesos de tos en los niños y trastornos en general del sistema respiratorio. La lluvia ácida afecta la vegetación y altera la composición química del agua de los lagos y ríos, haciéndola potencialmente inhabitable para las bacterias, excepto para aquellas que tienen tolerancia a los ácidos. - PARTÍCULAS. En esta categoría se incluye todo tipo de materia sólida en suspensión en forma de humo, polvo y vapores. Además, de reducir la visibilidad y la cubierta del suelo, la inhalación de estas partículas microscópicas, que se alojan en el tejido pulmonar, es causante de diversas enfermedades respiratorias. Las partículas en suspensión también son las principales causantes de la neblina, la cual reduce la visibilidad. - COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES (VOC). Son substancias químicas orgánicas. Todos los compuestos orgánicos contienen carbono y constituyen los componentes básicos de la materia viviente y de todo derivado de la misma. Muchos de los compuestos orgánicos que utilizamos no se hallan en la naturaleza, sino que se obtienen sintéticamente. Los compuestos químicos volátiles emiten vapores con gran facilidad. La emanación de vapores de compuestos líquidos se produce rápidamente a temperatura ambiente. Las partículas de la atmósfera provienen de diversos orígenes, entre los cuales podemos mencionar la combustión de diesel en camiones y autobuses, los combustibles fósiles, la mezcla y aplicación de fertilizantes y agroquímicos, la construcción de caminos, la fabricación de acero, la actividad minera, la quema de rastrojos y malezas y las chimeneas de hogar y estufas a leña. Los VOC incluyen la gasolina, compuestos industriales como el benceno, solventes como el tolueno, xileno y percloroetileno (el solvente que más se utiliza para la limpieza en seco). Los VOC emanan de la combustión de gasolina, leña, carbón y gas natural, y de solventes, pinturas, colas y otros productos que se utilizan en el hogar o en la industria. Las emanaciones 66 de los vehículos constituyen una importante fuente de VOC. Muchos compuestos orgánicos volátiles son peligrosos contaminantes del aire. Por ejemplo, el benceno tiene efectos cancerígenos. · No cargue gasolina en días de alto contenido de ozono. Trate de hacerlo después de que oscurezca. 6.3.1.2. ¿Qué puedo hacer para disminuir mi aporte a la contaminación del aire?. Hay muchas formas de ayudar a reducir la contaminación del aire. Se puede hacer un aporte significativo a la purificación del aire simplemente siguiendo (o no, según sea el caso) ciertas prácticas sencillas Dado que los vehículos contribuyen enormemente a la polución del aire mediante la emisión de CO2, NOx, ozono, VOC, HAP, CFC y partículas volátiles, la modificación de los hábitos de conducción contribuirá a reducir la misma. · Use un modelo de vehículo que sea lo más nuevo posible, ya que los modelos nuevos son, en general, menos contaminantes. · Utilice un vehículo alternativo, como por ejemplo el automóvil eléctrico, o uno que funcione con otro tipo de combustible. · Conduzca suavemente y evite que su automóvil permanezca sin uso durante mucho tiempo. · Si su automóvil es de un modelo anterior a 1995, haga cambiar el peligroso sistema de aire acondicionado R-12 (clorofluocarbonado) por el R-134-a, que es más seguro, con lo cual contribuirá a reducir el agujero de ozono. · Mantenga su automóvil en buen estado, poniendo especial atención en el sistema de escape. · Asegúrese de que los neumáticos tengan la presión de aire adecuada. · Mantenga en buen estado el sistema de aire acondicionado de su vehículo, asegurándose de que no haya filtraciones. Reducir el uso del automóvil, usar medios de transporte público o bicicleta, caminar más, utilizar el automóvil como medio de transporte colectivo, etc. constituyen la mejor manera de ayudar a reducir la polución atmosférica. · Haga menor cantidad de viajes. Planifique su itinerario, de manera de evitar las zonas de tránsito congestionado. · Reduzca el uso de gasolina tanto como le sea posible la forma y el diseño del automóvil pueden ser factores determinantes del consumo. Si conduce, tenga en cuenta lo siguiente: · Evite circular a alta velocidad · Cuando compre un vehículo, elija uno que tenga alto rendimiento en millas por litro de gasolina. · No sobrellene el tanque de gasolina He aquí otras prácticas mediante las cuales Ud. puede contribuir a disminuir la contaminación del aire: 67 6.3.2.1. Aguas residuales. Son aquellas aguas que trasladan desechos domésticos de la ciudad. La existencia de un mayor número de casas habitaciones, implica un mayor número de personas, lo cual genera un volumen más alto de aguas residuales que transportan materia orgánica de desechos, abundante en fosfato. · Posponga las tareas de jardinería que requieran el uso de herramientas a gasolina en días de alto nivel de de ozono. · Consuma alimentos orgánicos o al menos aquellos no hayan sido sometidos a un uso tan intensivo de agroquímicos. · Restrinja la limpieza en seco. · Evite el uso de pinturas, aceites y solventes en días de alta concentración de ozono. · Reduzca el consumo de electricidad, lo cual contribuirá a disminuir las emanaciones de SO2, NOx, VOC y partículas. · Prenda el carbón de leña con un encendedor eléctrico en vez de hacerlo con combustible líquido. · Restrinja-reutilice-recicle. Un menor consumo redundará en menor contaminación atmosférica de todo tipo. En las aguas existen bacterias cuya función es degradar los desechos; cuando estos son moderados, las bacterias son capaces de desintegrarlos sin dificultad. En cambio, cuando los volúmenes de desechos aumentan, las bacterias no son capaces de realizar su trabajo y las aguas se enturbian lentamente. Esto conlleva que disminuya la luz, las algas no puedan realizar la fotosíntesis, lo que -a su veztrae como consecuencia la muerte de muchos peces y algas. Por falta de oxígeno, estos organismos comienzan a descomponerse, se van al fondo y se va formando una espesa capa de material orgánico en fermentación, incompatible con la vida de los seres vivos acuáticos. 6.3.2. Contaminación del agua. Es la alteración de sus características naturales principalmente producida por la actividad humana que la hace total o parcialmente inadecuada para el consumo humano o como soporte vital de plantas y animales. Como resultado de la contaminación, el agua ha sufrido cambios en su color y composición, producto de la cantidad de suciedad que llega a ella (desechos de los hogares, detergentes, petróleo, pesticidas y desechos nucleares). Estos desechos alteran su sabor, densidad, pureza, etcétera. Otro factor contaminante de las aguas residuales es la presencia de parásitos, bacterias y virus. Lo peligroso es que, si esta agua que forma parte de un río o canal, es usada para regadío. De este modo, dichos microorganismos se depositan en los alimentos que consumimos. Existen diferentes contaminantes del agua. Algunas de ellas son las aguas residuales y los residuos provenientes de las industrias. Algunas enfermedades que pueden ser provocadas de esta forma son el cólera, fiebre tifoidea, disentería, etcétera. 68 6.3.2.5. Productos agrícolas. Constituidos por los residuos de los animales y ciertos compuestos químicos, que son usados como plaguicidas y fertilizantes. Cuando este tipo de sustancias se usan descontroladamente, se puede llegar a destruir cierto tipo de animales y vegetales, rompiendo el equilibrio natural y perjudicando mucho a los animales superiores. Este tipo de contaminante se va depositando en el organismo humano, y en algunos casos no provoca la muerte, pero sí mal formaciones, poco desarrollo, etcétera. Las aguas que arrastran residuos de industrias son portadoras de un gran número y diversidad de agentes contaminantes. Algunos de estos son: 6.3.2.2. Residuos de detergentes (espuma). Estos son eliminados y se integran a las aguas de los ríos, donde pueden destruir muchos tipos de vida acuática. 6.3.2.3. Residuos minerales y sales metálicas. Estos desechos pueden llegar a ser agentes contaminantes en los ríos y provocar grandes daños en la distribución y cantidad de flora y fauna. Su presencia en las aguas de los mares, hace que los contaminantes se concentran en algunas especies que viven en el lugar, sin provocarles la muerte. Pero los residuos tóxicos pueden llegar al hombre, si este consume dichos organismos. 6.3.2.6. Contaminación por residuos. Uno de los problemas ambientales más serios de la sociedad actual es, sin duda, el de los residuos sólidos. La gran producción de basuras domésticas, restos de mobiliario, escombros o residuos del automóvil obliga a establecer servicios especiales de recogida y almacenamiento de los desperdicios. Sin embargo, muchos de estos residuos se siguen vertiendo al río y a sus riberas, se acumulan en vertederos clandestinos y producen un serio impacto sobre el paisaje, la flora y la fauna del lugar. 6.3.2.4. Derivados del petróleo. Estos residuos tienen distintas fuentes y llegan a las aguas de maneras diferentes. Por ejemplo: el agua de las lluvias lava las calles y arrastra restos de alquitrán, aceites y combustibles, los cuales finalmente van a parar a los ríos. Los residuos van formando una delgada o gruesa película y de ésta se van desprendiendo ciertas sustancias tóxicas las cuales van intoxicando el plancton, peces y los diversos organismos acuáticos. En los casos en que el petróleo es eliminado en grandes cantidades en forma accidental o no, por los barcos, se forma una densa capa sobre las aguas, llamada marea negra. Dicha capa impide la oxigenación de las aguas y nuevamente se produce la destrucción. Los residuos sólidos corresponden al material de desecho resultante de todas las actividades humanas, por lo tanto son una realidad que no se puede evitar. Se entiende por residuos sólidos cualquier basura, desperdicio, lodo y otros materiales sólidos de desechos, resultantes de las actividades domiciliarias, industriales y comerciales. 69 6.3.3. Contaminación del suelo. Estamos acostumbrados a considerar al suelo, que normalmente llamamos tierra, como algo muerto, donde podemos colocar, acumular o tirar cualquier producto sólido o liquido que ya no nos es de utilidad o que sabemos que es tóxico. químicas de este, desencadenando con ello innumerables efectos sobre seres vivos. 6.3.3.1. Los plaguicidas o pesticidas. La población mundial ha crecido en forma abismante en estos últimos 40 a 50 años. Este aumento demográfico exige al hombre un gran desafío en relación con los recursos alimenticios, lo cual implica una utilización más intensiva de los suelos, con el fin de obtener un mayor rendimiento agrícola. El suelo es un recurso natural que corresponde a la capa superior de la corteza terrestre. Allí nacen y se desarrollan las plantas que extraen de él una gran parte de su alimento. Luego, los animales y aves se alimentan de ellas y a la vez sirven de alimento a otros animales. Este proceso es conocido como cadena trófica. En agricultura, la gran amenaza son las plagas, y en el intento por controlarlas se han utilizado distintos productos químicos. Son los llamados plaguicidas y que representan también el principal contaminante en este ámbito, ya que no sólo afecta a los suelos sino también, además de afectar a la plaga, incide sobre otras especies. Esto se traduce en un desequilibrio, y en contaminación de los alimentos y de los animales. Compuesto por minerales y partículas orgánicas producidas por la acción del agua y procesos de desintegración orgánica, el suelo terrestre es también el lugar donde se realiza la mayoría de las actividades del hombre. En esta capa terrestre el ser humano ha sido capaz de generar alimentos (agricultura), criar animales (ganadería), explotar los bosques (selvicultura) y los minerales (minería). Además aprendiendo las características y composición del mismo, el hombre ha desarrollado la construcción de viviendas y caminos. Existen distintos tipos de plaguicidas y se clasifican de acuerdo a su acción. - Insecticidas. Se usan para exterminar plagas de insectos. Actúan sobre larvas, huevos o insectos adultos. Uno de los insecticidas más usado es el DDT, que se caracteriza por ser muy rápido. Trabaja por contacto y es absorbido por la cutícula de los insectos, provocándoles la muerte. Este insecticida puede mantenerse por 10 años o más en los suelos y no se descompone. Se ha demostrado que los insecticidas organoclorados, como es el caso del DDT, se introducen en las cadenas alimenticias Cuando en el suelo depositamos de forma voluntaria o accidental diversos productos como papel, vidrio, plástico, materia orgánica, materia fecal, solventes, plaguicidas, residuos peligrosos o sustancias radioactivas, etc., afectamos de manera directa las características físicas y 70 cemento, industria del papel, plantas de cloro y soda, actividad volcánica, etcétera. y se concentran en el tejido graso de los animales. Cuanto más alto se encuentre en la cadena -es decir, más lejos de los vegetalesmás concentrado estará el insecticida. Por ejemplo si se tiene: Algunos de sus efectos tóxicos son: alteración en el sistema nervioso y renal. En los niños, provoca disminución del coeficiente intelectual; en los adultos, altera su carácter, poniéndolos más agresivos. En todos los eslabones de la cadena, existirán dosis de insecticida en sus tejidos. Sin embargo, en el carnívoro de 2do. orden, el insecticida estará mucho más concentrado. Otro caso es el arsénico que se origina en la industria minera. Este mineral produce efectos tóxicos a nivel de la piel, pulmones, corazón y sistema nervioso. Hay otros insecticidas que son usados en las actividades hortofrutículas; son biodegradables y no se concentran, pero su acción tóxica está asociada al mecanismo de transmisión del impulso nervioso, provocando en los organismos contaminados una descoordinación del sistema nervioso. Así como estos ejemplos, existen otras sustancias que van contaminando los suelos y finalmente llegan a formar parte de los seres vivos, en los cuales provocan serios daños. 6.3.3.3. ¿Cómo afecta la basura al suelo?. La destrucción y el deterioro del suelo son muy frecuentes en las ciudades y sus alrededores, pero se presentan en cualquier parte donde se arroje basura o sustancias contaminantes al suelo mismo, al agua o al aire. - Herbicidas. Son un tipo de compuesto químico que destruye la vegetación, ya que impiden el crecimiento de los vegetales en su etapa juvenil o bien ejercen una acción sobre el metabolismo de los vegetales adultos. - Fungicidas. Son plaguicidas que se usan para combatir el desarrollo de los hongos (fitoparásitos). Contienen azufre y cobre. 6.3.3.2. La actividad minera. La actividad minera también contamina los suelos, a través Cuando amontonamos la basura al aire libre, ésta permanece en un mismo lugar durante mucho tiempo, parte de la basura orgánica (residuos de alimentos como cascaras de fruta, pedazos de tortilla, etc.) se fermenta, además de dar origen a mal olor y gases tóxicos, al filtrarse a través del suelo en especial cuando éste es permeable, (deja pasar los líquidos) contamina con hongos, bacteria, y otros microorganismos patógenos (productores de enfermedades), no sólo ese suelo, sino también las aguas de las aguas de relave. De este modo, llegan hasta ellos ciertos elementos químicos como mercurio (Hg), cadmio (Cd), cobre (Cu), arsénico (As), plomo (Pb), etcétera. Por ejemplo: el mercurio que se origina en las industrias de 71 - Contaminación. La contaminación de los suelos se produce por la depositación de sustancias químicas y basuras. Las primeras pueden ser de tipo industrial o domésticas, ya sea a través de residuos líquidos, como las aguas servidas de las viviendas, o por contaminación atmosférica, debido al material particulado que luego cae sobre el suelo. superficiales y las subterráneas que están en contacto con él, interrumpiendo los ciclos biogeoquímicos y contaminado las cadenas alimenticias. 6.3.3.4. Causas de la contaminación del suelo. La mayoría de los procesos de pérdida y degradación del suelo son originados por la falta de planificación y el descuido de los seres humanos. Las causas más comunes de dichos procesos son: - Compactación. La compactación es generada por el paso de animales, personas o vehículos, lo que hace desaparecer las pequeñas cavernas o poros donde existe abundante microfauna y microflora. - Erosión. La erosión corresponde al arrastre de las partículas y las formas de vida que - Expansión urbana. El crecimiento horizontal de las ciudades es uno de los factores más importantes en la pérdida de suelos. La construcción en altura es una de las alternativas para reducir el daño. conforman el suelo por medio del agua (erosión hídrica) y el aire (erosión eólica). Generalmente esto se produce por la intervención humana debido a las malas técnicas de riego (inundación, riego en pendiente) y la extracción descuidada y a destajo de la cubierta vegetal (sobrepastoreo, tala indiscriminada y quema de la vegetación). 7. EL RUIDO 7.1. MEDIO AMBIENTE Y CONTAMINACIÓN SONORA tiempo, de todos modos genera en las personas ciertos daños y molestias. El aire no sólo se contamina con partículas sólidas o gaseosas, el ruido también provoca contaminación y se denomina contaminación acústica. Si bien es cierto que el ruido no se acumula, no se traslada y no se mantiene en el La intensidad de los distintos ruidos se mide en decibeles, unidad de medida de la presión sonora. El umbral de audición está en 0dB (Mínima intensidad del estímulo) y el umbral de dolor está en 120 dB. Para tener una aproximación de la percepción de la audición del 72 oído humano, se creó una unidad basada en el dB que se denomina decibel A (dBA). El oído humano tiene la capacidad de soportar cierta intensidad de los ruidos; si estos sobrepasan los niveles aceptables, provocan daños en el órgano de la audición. En la ciudad, los niveles de ruido oscilan entre 35 y 85 dBA, estableciéndose que entre 60 a 65 dBA se ubica el umbral del ruido diurno que comienza a ser molesto. Por ejemplo: en una biblioteca se tienen 40 dBA, en una conversación en voz alta 70 dBA (1 m. de distancia), tráfico en una calle con mucho movimiento sobre 85 dBA y el despegue de un avión 120 dBA ( 70 mts. de distancia). El ruido, como agente contaminante, no sólo puede generar daños al sistema auditivo, como el trauma acústico o la hipoacusia, sino que puede causar efectos sobre: 7.1.1. Fuentes de ruido. En una ciudad, los ruidos pueden provenir de distintas fuentes: 1.- Sistema cardiovascular, con alteraciones del ritmo cardíaco, riesgo coronario, hipertensión arterial y excitabilidad vascular por efectos de carácter neurovegetativo. - Equipos electrónicos, de las casas particulares, fábricas, talleres, estaciones de servicio, lugares de entretención, etcétera. 2.- Glándulas endocrinas, con alteraciones hipofisiarias y aumento de la secreción de adrenalina. - Vehículos motorizados con escape libre. El mal uso de la bocina. 3.- Aparato digestivo, con incremento de enfermedad gastroduodenal por dificultar el descanso. - Ruidos de la calle, los cuales pueden ser originados por vendedores, como por ejemplo los vendedores de gas que golpean los cilindros, las reparaciones de calles, etcétera. - Talleres o industrias en las cuales se utilizan maquinarias, herramientas, etcétera. 4.- Otras afecciones, por incremento inductor de estrés, aumento de alteraciones mentales, tendencia a actitudes agresivas, dificultades de observación, concentración, rendimiento y facilitando los accidentes. - Construcción de casas y edificios. 5.- Sordera por niveles de 90 dB y superiores mantenidos. Está reconocida la sordera, incluso como "enfermedad profesional", para ciertas actividades laborales, siempre que se constate 1a relación causa-efecto. 6.- También puede provocar irritación, pérdida de la concentración, de la productividad laboral, alteración del sueño, etc. - Lugares donde existen aeropuertos. Estos ruidos lógicamente contaminación ambiental provocan 7.2. EL RUIDO Y LA SALUD En el hombre los ruidos pueden ocasionar desde molestias a daños más serios. Algunos efectos pueden ser: -dolor de cabeza. -dificultad para dormir. -defectos auditivos. -tensión nerviosa, dolor, etcétera. 7.- La exposición continuada produce la pérdida progresiva de la capacidad auditiva y especialmente en expuestos industrialmente, así como en jóvenes que utilizan habitualmente "personal stereo " y motocicletas o los que acuden regularmente a discotecas. 73 EVALUACIÓN TIPO ICFES 2. Teniendo en cuenta la información suministrada la lectura, el nivel de largo de los mares puede subir los próximos años poniendo en peligro las ciudades y pueblos costeros. Esto tiene que ver con el efecto invernadero porque: a) Los movimientos de placas tectónicas producen cambios de profundidad de los océanos. b) Los cambios climáticos pueden producir lluvias intensas y de larga duración. c) Al aumentar la temperatura en todo el planeta, el hielo de los casquetes polares se funde. d) La deforestación produce desecamientos en la tierra y esa agua va a los mares. Las preguntas 1 a 5 se responden de acuerdo con la siguiente información. IMPACTOS DE LA TECNOLOGÍA EN EL AMBIENTE La tecnología ha desempeñado un papel muy importante en el desarrollo de la humanidad. Gracias a ella se ha hecho cada vez más eficiente el trabajo y los seres humanos han podido sobrevivir, multiplicarse y extenderse por toda la tierra. La agricultura, que hizo posible el desarrollo de las primeras civilizaciones, ha empleado distintas tecnologías, desde las herramientas simples como el arado hasta tecnologías son muy sofisticadas como las que hacen posible la genética y la biotecnología. Las máquinas transforman energía y permiten emplear la energía del viento y del agua, la energía de los combustibles, la energía eléctrica y la energía del átomo para satisfacer necesidades humanas. 3. De acuerdo con registros de los últimos cinco años, los glaciares alcanza a cubrir un 10% de la superficie terrestre y su extensión almacena cerca de 33 millones de kilómetros cúbicos de agua dulce. Si debido a nuestro excesivo uso de tecnologías contaminantes se derriten éstos glaciares, esto ocasionaría un aumento de 62 metros del nivel del mar, provocando: a) Disminución de especies invasoras, porque éstas no se encuentran adaptadas para sobrevivir al incremento del nivel del mar. b) Pérdida de ecosistemas costeros debido a que el incremento del nivel del mar inundaría manglares y todo aquello que se encuentre en las zonas costeras. c) Incrementaría el número de organismos marinos, ya que habría una mayor cantidad de agua para que vivan muchos más organismos. d) Aumento de las reservas de agua, porque largo de los glaciares es dulce, y el aprovechamiento de ésta es útil para el consumo humano. Pero algunas técnicas están cambiando el ambiente de modo problemático. En los últimos tiempos la contaminación ambiental ha crecido muy rápidamente. El calentamiento de la tierra derrite los casquetes polares y el nivel de los mares sube. No sabemos cuánto influye el cambio climático en el comportamiento de los huracanes, ni qué efectos puede tener el aumento actual de acidez del agua del mar. Por eso debemos emplear el conocimiento y las técnicas responsablemente; debemos buscar tecnologías para cuidar el planeta y no para destruirlo. 1. Si bien las tecnologías han permitido el desarrollo de la especie Homo sapiens sapiens, ¿cuál de las siguientes tecnologías enlistadas considera usted que son las más amigables con el medio ambiente? a) Los motores de gasolina en las carreteras. b) Los extractores de humo y las impresoras ecológicas. c) Las neveras y las bicicletas eléctricas. d) Los vio directores y los paneles solares. 4. Los seres humanos han podido sobrevivir, multiplicarse y extenderse por toda la tierra. Esto se debe a que: a) los humanos han tenido adaptaciones fisiológicas y fenotípicas que les han 74 alcanzaba el 100%, al término del año 2012 deberá ser al menos del 95%. Es preciso señalar que esto no significa que cada país deba reducir sus emisiones de gases regulados en un 5% como mínimo, sino que este es un porcentaje a nivel global y, por el contrario, cada país obligado por Kyoto tiene sus propios porcentajes de emisión que debe disminuir. permitido sobrevivir a los inclementes cambios climáticos. b) Los humanos han logrado usar la tecnología para sobrevivir y la usan en cualquier actividad que le confiera bienestar, fortaleza y protección. c) Los humanos han evolucionado genéticamente para ser más competitivos frente a las demás especies hasta el punto de no necesita la tecnología. d) Los humanos desarrollaron entre las especies una mandíbula mucho más competitiva y que confiere gran facilidad al momento de consumir alimentos. 6. ¿Cuál de las siguientes estrategias NO ofrece algún tipo de resultado que sea favorable para la reducción de las emisiones de gases que causan el calentamiento global? a) La identificación de las principales actividades y fuentes emisoras de contaminantes atmosféricos y análisis de las causas que los determinan. b) El establecimiento de metas para la reducción simultánea de las concentraciones de ozono y contaminantes regulados por las normas de protección a la salud. c) La implementación de nuevas normativas que regulen y controlen las entidades bancarias, quienes otorgan créditos a empresas de alta productividad a nivel nacional. d) El mejoramiento de las tecnologías y la operación de las flotas actuales y futuras del parque vehicular y el mejoramiento de la calidad de los combustibles. 5. De los grandes avances en la tecnología se destacan los realizados en el área de la biotecnología que, basada en disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, física, química, medicina, veterinaria, entre otras, es aplicada en la agricultura, la industria farmacéutica, el medio ambiente, la microbiología, la medicina e incluso la minería. De acuerdo con esta información, ¿Qué tecnología de las que son enlistadas a continuación NO son un avance biotecnológico? a) Las podadoras. b) Los fermentadores. c) Los biodigestores d) Los termocicladores. 7. El objetivo principal de este protocolo es el de disminuir el cambio climático a causa del efecto invernadero ¿Qué causas de las que se enlistan a continuación NO generan el efecto invernadero? a) Las altas tasas de deforestación, que año tras año disminuyen los bosques, importantes para la reducción de dióxido de carbono (CO2). b) El aumento excesivo de la ganadería, ya que las reses al defecar liberan alto porcentaje de Hidrofluorocarbonos (HFC). c) La producción de óxido nitroso (N2O), debido a los procesos antropogénicos como la combustión industrial y procesos biológicos en océanos y suelos. Las preguntas 6 a 11 se responden de acuerdo con la siguiente información. PROTOCOLO DE KYOTO SOBRE EL CAMBIO CLIMÁTICO El protocolo de Kyoto sobre el cambio climático es un acuerdo internacional que tiene por objetivo reducir las emisiones de seis gases que causan el calentamiento global: dióxido de carbono (CO2), gas metano (CH4) y óxido nitroso (N2O); perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6), en un porcentaje aproximado de al menos 5%, dentro del periodo que va desde el año 2008 a 2012, en comparación con las emisiones al año 1990. Por ejemplo, si la contaminación de estos gases en el año 1990 75 d) Las emisiones de gases a la atmósfera, debido al proceso de industrialización y el uso de tecnologías viejas. a) La destrucción por envenenamiento de numerosas especies animales y vegetales. b) La producción de lluvia ácida a partir de las diferentes emisiones de gases tóxicos, luego de un calentamiento excesivo de la superficie de los océanos. c) La absorción por parte de algunos gases presentes en la atmósfera, de las radiaciones infrarrojas emitidas por la superficie terrestre a causa del calentamiento. d) El aumento de la temperatura general del planeta, debido a la acumulación de iones hierro e hidrógeno en el ambiente y que reaccionan con los incendios forestales. 8. De acuerdo con el protocolo de Kyoto, en el período del 2008 a 2012 el porcentaje de emisión de gases debe ser reducido en el mundo en al menos un 5%. De cumplirse con este mismo compromiso cada cuatro años, la reducción de emisiones en el año 2035 habrá llegado al: a) 80%. b) 65%. c) 55%. d) 60%. 9. Teniendo en cuenta que el protocolo de Kyoto sobre cambio climático busca el compromiso de los países con la reducción de las emisiones atmosféricas responsables del calentamiento del planeta, ¿que significa que los países han adquirido compromisos que están condicionados por sus responsabilidades “comunes pero diferenciadas”? a) Comunes porque todos han contribuido a generar el cambio climático, diferenciadas porque cada uno lo hecho en diferente medida y su respuesta debe estar acorde con el grado de afectación. b) Comunes porque todos han contribuido al problema de cambio climático, diferenciadas porque cada uno debe responder de acuerdo con sus condiciones sociales y su capacidad económica. c) Comunes porque el protocolo obliga a todos a afrontar el problema; diferenciadas porque cada país posee medios tecnológicos diferentes para responder a éste. d) Comunes porque aún cuando no hayan contribuido al problema de cambio climático las consecuencias global, diferenciadas porque los países en vía de desarrollo contaminan más. 11. Los derrames de petróleo en medios acuáticos tiene efectos diferenciales según el tipo de ecosistema afectado. Sistemas lóticos (corrientes de agua) el efecto es pasajero, mientras que en sistemas lenticos (aguas inmóviles) el crudo permanece y tiende a depositarse con el tiempo. Analiza las siguientes afirmaciones: 1) los esfuerzos de limpieza, control y contaminación por crudo son más exigentes en un estero que en un caño. 2) En un río el efecto del derrame de petróleo no es pasajero porque el hidrocarburo se deposita en los remolinos. 3) En un río o caño el esfuerzo de limpieza, control y descontaminación por crudo es más exigente que en una laguna. 4) En una laguna el crudo tiende a depositarse. De las siguientes opciones, aquella que recoge las afirmaciones que más se relacionan con lo planteado en el párrafo a es: a) 1 -- 3 -- 4. c) 3 -- 4 -- 2. b) 1 -- 3 – 2. d) 2 -- 4 -- 1. 10. Uno de los efectos más preocupantes del desarrollo tecnológico e industrial es la polución de la atmósfera del planeta por gases tóxicos como el dióxido de carbono (CO2). La concentración de este último gas produce en el planeta el llamado efecto invernadero, que consiste en: Las preguntas 12 a 17 se responden de acuerdo con la siguiente información. 76 constante presión sobre las especies silvestres. d) Hacer difusión de los diferentes libros rojos de especies que han sido trabajado desde 1998. LA EXTINCIÓN DE ESPECIES La extinción es la desaparición de todos los miembros de una especie o un grupo de taxones. Se considera extinta una especie a partir del instante en que muere el último individuo de ésta. Este proceso puede ser atribuido a lo que con un mente se conoce como "selección natural", sin embargo son las acciones humanas las que han contribuido a incrementar los porcentajes de especies que han desaparecido. Una de estas acciones corresponde al proceso de industrialización y al aumento de la población humana, ya que estos dos factores han incidido en el incremento de la demanda de recursos y, con ello, la alteración del hábitat de muchas especies a las que hoy en día se les ha acelerado considerablemente su proceso de extinción. En nuestro país la transformación de estos hábitats se ve reflejada en las miles de hectáreas de bosques que son talados año tras año, destruyendo los diferentes ecosistemas que tiene Colombia. 13. De acuerdo con la lectura anterior, la extinción de organismos se ha dado principalmente por: a) La sobrepoblación de la especie humana y la creación de nuevas tecnologías. b) Los procesos de selección natural entre los diferentes organismos. c) Las bajas tasas de natalidad que actualmente se presentan entre las especies. d) La destrucción de los hábitats por parte de las especies que se encuentran en vía de extinción. 14. La especie Odonthoporus dialeucos es un ave que actualmente se encuentra registradas en uno de los libros rojos de especies amenazadas de Colombia, por lo que se puede entender que esta especie se encuentra: a) Extinta. c) Amenazada. b) Desaparecida. d) Conservada. Desde 1998 el Ministerio del Medio Ambiente, el Instituto Alexander Von Humboldt y el Instituto de Ciencias Naturales de la Universidad Nacional trabajan en el Proyecto Libro Rojo de Especies Amenazadas de Colombia, dedicado a identificar las especies de la fábula y la flora que requieren eficientes y urgentes medidas de protección. También buscan detener y mitigar procesos de extinción y garantizar la supervivencia de estas especies. 15. La tala de bosques o deforestación es una de las acciones más impactos negativos ha dejado sobre los ecosistemas naturales. ¿Cuáles que las siguientes razones NO respalda la anterior afirmación? a) Porque se destruyen los diferentes hábitats en los que se encuentran especies con una importante función en el ecosistema. b) Porque la densidad de la vegetación talada no permite un fácil acceso a las personas que pretenden implementar estrategias de conservación. c) Porque incrementa los procesos de erosión del suelo por efecto del viento y la lluvia. d) Porque ocasiona desequilibrios en los diferentes ciclos hidrológicos locales o regionales. 12. Teniendo en cuenta las condiciones sociales y económicas de Colombia, ¿cuál considera que es una correcta estrategia para evitar que las diferentes especies sigan siendo amenazadas y registradas en los libros rojos? a) Crear y preservar criaderos de animales para aumentar la población de las especies que se encuentran en peligro de extinción. b) Construir reglamentos que prohíban las actividades antrópicas que causan daños sobre las especies en peligro extinción. c) Establecer nuevas áreas protegidas en zona naturales donde existe una 77 16. ¿Cuál de las siguientes estrategias NO permite mitigar procesos de extinción y garantizar la supervivencia de las especies que se encuentran bajo amenaza? a) La legalización de los mercados de especies en vía de extinción, para que sus individuos representantes sean cuidados por las personas en sus casas. b) La aplicación de las políticas educativas existentes, frente a la conservación y preservación del medio ambiente. c) La financiación de nuevos proyectos de investigación biológica. d) La implementación de campañas de sensibilización frente a la extinción de especies. agua limpia de uso para riego, agua potable e hidroelectricidad. La importancia de estos suelos y de la penetración que los protegen son temas que han empezado a ser tratados desde varios puntos de vista y convierten al páramo en un ecosistema particularmente frágil y estratégico. El calentamiento global que provoca el deshielo de los glaciares y la disminución de la capacidad hídrica de los páramos, la plantación industrial de especies leñosas exóticas especialmente pinos de Monterrey (Pinus radiata), y la mala distribución de la tierra entre los campesinos e indígenas que habitan estos páramos (ampliación de la frontera agrícola, quema del pajonal, establecimiento de rebaños en las alturas y uso de los bosquetes para leña) han impactado negativamente el suelo y la diversidad de estos ecosistemas, poniendo en peligro especies animales como oso de anteojos (tremarctos ornatus), el zorro de páramo (Pseudalopex culpaeus), el venado de cola blanca (Odocoileus virginianus), el cóndor (Vultur gryphus), plantas como el frailejón o algunas orquídeas, entre otras. 17. En el hipotético caso de no existir algún tipo de intervención por parte del hombre en los ecosistemas naturales, el resultado sería: a) La extinción de las especies por la falta del cuidado que realizan las personas que se encargan de hacer conservación. b) El exagerado crecimiento de especies depredadoras, debido a la ausencia de humanos que controlen dichas especies. c) La extinción de algunas especies, como consecuencia de los procesos de selección natural, se darían en los ecosistemas. d) El exagerado crecimiento de “plagas” debido a que no existen acciones humanas que controlen dichas organismos. 18. De acuerdo con la información presentada en la lectura, se podría afirmar que los páramos NO se encuentran en: a) con Cundinamarca y Huila. b) Meta y Huila. c) Tolima y Valle del Cauca. d) Aguachica y la Guajira. 19. ¿Cuál de los siguientes servicios ambientales NO es uno de los prestados por los páramos? a) Aportan agua de alta calidad a los municipios cercanos. b) Ofrecen condiciones apropiadas para el establecimiento de vegetación adaptada a temperaturas bajas. c) Brindan refugio a diferentes especies animales en peligro de extinción. d) Ofrecen grandes extensiones de suelos áridos para su extracción. Las preguntas 18 a 24 se responden de acuerdo con la siguiente información. IMPACTOS PÁRAMOS NEGATIVOS SOBRE LOS Los páramos son ecosistemas de montaña andinos que pertenecen al dominio amazónico. Se ubican y discontinuamente en el neotrópico, desde altitudes de aproximadamente 2900 msnm hasta la línea de nieves perpetuas, aproximadamente 5000 msnm. Colombia tiene la mayor extensión de páramos en sus tres cordilleras andinas, poseyendo cerca de 50% del total de los páramos existentes. Estos ecosistemas son, en buena parte, de origen glaciar y volcánico, estructura que ofrece como servicio ambiental el almacenamiento y la distribución de 20. Teniendo en cuenta la relación existente entre la altitud y la temperatura, si una persona visita un páramo, ¿en cuál de las siguientes altitudes entidad más frío? a) Entre los 2900 y 3200 msnm. 78 23. De acuerdo con la lectura, ¿cuál es la característica principal que tienen los animales mencionados para poder sobrevivir en este ecosistema? a) Todos se alimentan del frailejón, ya que son organismos herbívoros que consumen altas proporciones de plantas. b) Todos presentan adaptaciones físicas y comportamentales que les permiten sobrevivir en este tipo de ecosistemas. c) Todos son capaces de Huir rápidamente de la cacería del hombre y esto les ha permitido sobrevivir. d) Todos sobreviven ya que se mantienen bien hidratados, debido a las altas cantidades de agua que hay en los páramos. b) Entre los 4500 y 5000 msnm. c) Entre los 3600 y 4100 msnm. d) Entre los 2500 y 2600 msnm. 21. De acuerdo con la lectura, ¿cuál es la razón por la que un páramo es considerado como un ecosistema frágil y estratégico? a) Por la importancia de sus condiciones edafológicas y los impactos negativos que se le han hecho. b) Por su importancia en la extracción de hidrocarburos y los ingresos económicos que genera. c) Por su alto porcentaje de extensión en Colombia respecto a los demás países andinos. d) Por el elevado porcentaje de vehículos que transitan allí y la importancia de sus vías en el transporte de frutas. 24. Una de las razones por las que se ha presentado una disminución de las reservas hídricas que muestran los páramos es: a) El exceso de consumo y desperdicio de agua que realizan los animales en los cuerpos de agua. b) Los procesos de filtración del agua que han generado como consecuencia su pérdida entre los poros del suelo. c) Los efectos de deshielo generado por el incremento de la temperatura en los glaciares. d) La disminución de la capacidad hídrica de los páramos a causa del calentamiento global. 22. ¿Qué impacto negativo ambiental cree que se genera sobre los páramos al hacer ampliación de la frontera agrícola? a) Deterioro de las zonas forestales y disminución de la diversidad de la flora y la fauna, debido a la tala de plantas típicas de los páramos. b) Aumento del frío en el suelo, debido a que no hay plantas que protejan la tierra. c) Contaminación de los páramos, debido a que el cuidado de los cultivos deja muchos desechos. d) Aumento de la diversidad, debido a que, al ampliar los cultivos, hay mayor disponibilidad de alimentos para otras especies animales. 79 BIBLIOGRAFÍA http://www.quimicaweb.net/Web-alumnos/GENETICA%20Y%20HERENCIA/Paginas/8.htm http://superfund.pharmacy.arizona.edu/toxamb/c1-1-1-3.html http://www.biotech.bioetica.org/ap1.htm http://www.buenastareas.com/ensayos/Enfermedades-y-Genes/1420547.html http://html.rincondelvago.com/virus-y-bacterias.html http://www.tnrelaciones.com/infecciones/index.html http://html.rincondelvago.com/bacterias_3.html http://www.botanical-online.com/tiposdesuelo.htm http://www.cec.org/Storage/35/2624_SOE_landuse_es.pdf http://www.peruecologico.com.pe/lib_c18_t14.htm http://html.rincondelvago.com/recursos-naturales-en-venezuela.html http://es.wikipedia.org/wiki/Biolog%C3%ADa http://es.wikipedia.org/wiki/Reproducci%C3%B3n http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/salud/reprodu.htm http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Sistema_inmune.htm http://neotaxo.blogspot.com/2008/11/grupos-de-microorganismos.html http://www.solociencia.com/biologia/microbiologia.htm http://www.solociencia.com/biologia/microbiologia-microorganismos-enfermedades.htm http://www.esmas.com/salud/enfermedades/ambientales/334677.html http://amdena.pe.tripod.com/amigosdelanaturaleza/id10.html http://es.wikipedia.org/wiki/Contaminaci%C3%B3n#Tipos_de_contaminaci.C3.B3n http://www.xperimania.net/ww/es/pub/xperimania/news/world_of_materials/chemistry_and_the_environme nt.htm Maratón pruebas de Estado. 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