¿Cómo cambian los dicha relación en la...

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1 ¿De qué manera infiere el ambiente sobre el ADN y cómo se manifiesta dicha relación en la biodiversidad?

Grado 10 Tema

Ciencias naturalesUnidad 2¿Cómo cambian los componentes del mundo?

¿De qué manera infiere el ambiente sobre el ADN y cómo se manifiesta dicha relación en la biodiversidad?

¿Qué tienen de extraordinario las imágenes?

La mayoría de los seres vivos habitan áreas con condiciones climáticas muy específicas, tales como patrones de lluvias y de temperatura, que les permiten completar con éxito sus ciclos de vida. Cualquier cambio en el clima de un área puede afectar a los seres vivos que allí habitan, al igual que la estructura del ecosistema completo.

Puede que no le hayamos dedicado tiempo a estudiar cuáles son los rangos de distribución de las especies pero sabemos, por cultura general o por intuición, que ciertas especies pertenecen a ciertos ecosistemas específicos. A continuación encontrarás algunas imágenes que muestran diferentes ecosistemas en los cuales hay algo que no encaja ¿qué será?


3. ¿Por qué no vemos los mismos organismos en todos los ecosistemas?

Ya que reconociste lo extraordinario de las imágenes, responde las siguientes preguntas:

1. ¿Crees que si se hace una salida de campo a cada uno de los lugares presentados podemos encontrar los organismos mostrados? ¿Por qué?

2. ¿Cómo caracterizarías cada uno de los ecosistemas que presentan las imágenes?


4. ¿Es posible que un organismo que habita un determinado lugar se haya originado allí? o más bien, ¿los organismos llegan al lugar que habitan después de haberse originado en un sitio distinto?

5. ¿Qué respuesta le das a la anterior pregunta pensando en forma particular en de cada uno de los lugares presentados en las imágenes?

» Escribe los objetivos que consideras llegar a alcanzar durante la clase.


» Revisar los argumentos alrededor de la radiación adaptativa y su relación con las mutaciones

en el ADN

El objetivo previamente planteado es el siguiente:

Actividad 1: En el planeta habita una gran diversidad de especies

En esta actividad reconocerás algunos de los factores determinantes para que exista tanta diversidad de formas de vida en el planeta.

Para empezar, pon a prueba tus conocimientos acerca de evolución y ecología resolviendo las siguientes preguntas.

1. ¿ Cuántas especies de organismos habitan actualmente el planeta? Da un valor aproximado, por supuesto esto no es información que debas saber de memoria.


2. ¿Crees que la ciencia ha descubierto y descrito la mayoría de seres vivos del planeta? Justifica

3. ¿Qué es un hábitat?


¿Podríamos afirmar que el hábitat del murciélago es una caverna y el hábitat de la pulga es el perro? Justifica

4. ¿Cuáles son los límites de un hábitat?


¿Pensemos en casos específicos: ¿por qué el oso polar no sale de la zona polar y el pez martillo de las aguas cercanas a las masas de tierra?

Sabías que:

Se estima que la cantidad especies en el planeta es de 8.7 millones.

Este valor puede variar a medida que la ciencia vaya descubriendo nuevas especies, anualmente se describen alrededor de 15.000 nuevas especies.

La biodiversidad

Biodiversidad es un término que engloba a todos los seres vivos que actualmente existen en la Tierra. Incluye a todos los animales y plantas que los zoólogos y botánicos han descubierto y descrito y también incluye a aquellos que aún no han sido descubiertos y son desconocidos para la ciencia. Adicionalmente, la biodiversidad incluye a todos los hongos, bacterias, protozoarios y virus los cuales en conjunto son inclusive menos conocidos que los animales y las plantas. Pero la biodiversidad va más allá de esto. Cuando observamos a una especie y analizamos su composición, encontramos que consiste de una serie de poblaciones, algunas veces adyacentes las unas a las otras y algunas veces fragmentadas y asiladas, y dentro de estas poblaciones hay una gran variación entre individuos. La biodiversidad incluye la totalidad de la gama de poblaciones, junto con todas las variaciones genéticas halladas dentro de cada especie.

Así como reconocemos a las especies como una colección de poblaciones, también podemos reconocer a las comunidades de organismos como ensamblajes de numerosas poblaciones de una variedad de diferentes especies, todas interactuando entre sí. Cuando estas comunidades se ubican en el espacio de su ambiente abiótico, conforman a los ecosistemas. De esta manera, el concepto de biodiversidad también abarca la rica variedad de ecosistemas que se encuentran en la Tierra, muchos de los cuales poseen un importante componente humano.


1. ¿Cómo se relaciona la biodiversidad con las características de los factores abióticos de un ec sistema? Elabora un gráfico que represente la biodiversidad con relación a los factores abióticos.

¿Por qué hay tanta diversidad de formas en el planeta?

Varios factores explican la diversidad de ecosistemas entre ellos el acceso a la energía del sol, por esta razón, los polos no son tan biodiversos como los trópicos. Aunque Colombia no es el país más grande el planeta tiene la fortuna de estar en el trópico, justo en el Ecuador y contar con relieves elevados y abruptos en los que aparecen diferentes climas y en los que prosperan diversos organismos y por lo tanto se encuentran diversos ecosistemas.Por eso esta pequeña fracción del mundo es una de las más ricas y biodiversas, cuarta en mamíferos, tercera en reptiles, segunda en anfibios, mariposas y plantas y primera en aves y orquídeas.

Colombia es un país megadiverso. Esta diversidad nos ofrece un sinnúmero de beneficios que aprovechamos a diario como la pureza de nuestro aire, la fertilidad de nuestros suelos, gracias a ella encontramos sustento y florece nuestra cultura.

Porque la biodiversidad está en todas partes, en los alimentos que consumimos, en los materiales que utilizamos para elaborar nuestras prendas de vestir, en el centro mismo de nuestras tradiciones y en nuestro código genético.

Cada detalle de nuestras vidas está marcado por las relaciones que nos conectan con plantas animales, hongos y microorganismos. Nos necesitamos mutuamente para conservar nuestra identidad, para mejorar nuestras vidas y sobre todo para seguir existiendo.

Básate en la lectura anterior y en los conocimientos que posees para responder las siguientes preguntas:


2. ¿ Los animales y las plantas tienen requerimientos distintos para completar su ciclo de vida, sin embargo se conoce que la mayor diversidad de animales y plantas se encuentra en los tr picos. ¿Qué puede estar sucediendo para que así sea lo que se observa en la naturaleza?


3. ¿La biodiversidad tiene alguna importancia en nuestra vida diaria? Justifica tu respuesta.

4. ¿ Algunos lugares concentran la mayor diversidad del planeta, ¿crees que estos puntos de alta diversidad siempre han sido los mismos a lo largo de la historia de la Tierra?.


Los hábitats del planeta y la corteza terrestre

En apariencia la superficie terrestre es estática y posee una forma determinada que no debería cam-biar ¿cierto? Tú ya sabes que esto no es así, nuestro planeta es muy dinámico y esta característica en últimas es uno de los factores fundamentales del porqué hay tanta biodiversidad en la Tierra.

La corteza de la Tierra no es estática, está compuesta de varios segmentos, denominados placas tectónicas. Estas placas se hallan sobre otra capa de la Tierra denominada manto, el cual, en tiempo geológico, se comporta como un fluido viscoso. A continuación puedes ver una imagen que muestra las principales placas tectónicas de la Tierra y una imagen que muestra las capas que esta posee. ¿Recuerdas cuáles son las capas de la Tierra? Pon los nombres en la imagen, si no lo recuerdas, pregúntale a un compañero o a tu profesor.

Las placas tectónicas chocan entre sí, se separan, se deslizan, se hunden y emergen, produciendo montañas tales como los Andes, océanos, terremotos, volcanes y puentes entre masas continentales.

Conozcamos acerca de un cambio sufrido por la corteza terrestre el cual ha sido muy estudiado y en las últimas decenas de millones de años ha cambiado notablemente el clima de nuestro planeta.

Hace 20 millones de años el océano cubría el área donde hoy se encuentra Panamá. Había una brecha entre los continentes de Norte y Suramérica a través de la cual las aguas del océano Atlántico y Pacífico corrían libremente.

Placas tectónicas de la Tierra y las capas que la componen.

Corrientes marinas antes de la formación del istmo de Panamá

12 ¿Cuál es el significado de los coeficientes estequiométricos en las ecuaciones químicas?

Bajo la superficie de la conexión entre los océanos dos placas tectónicas estaban chocando lentamente. Gracias a la presión y el calor originados por la colisión se produjeron volcanes submarinos, algunos de los cuales fueron tan altos que emergieron de las aguas formando islas.

Al transcurrir el tiempo geológico, fuertes corrientes marinas removieron grandes cantidades de sedimentos de Norte y Suramérica, los cuales se depositaron en las islas formadas por los volcanes, hasta que se cerró la brecha entre los dos continentes.


De esta manera se originó el istmo de Panamá. Por definición, un istmo es una angosta franja de tierra que tiene agua a ambos lados y que conecta dos masas de tierra de mayor tamaño.

A pesar de que el istmo de Panamá constituye un área de tierra pequeña comparada con otras, su formación tuvo un enorme impacto global porque suprimió el flujo de corrientes marinas entre los océanos Pacífico y Atlántico, lo que redireccionó las corrientes oceánicas de todo el mundo.

El contacto entre especies y las nuevas condiciones ambientales originadas por la formación del istmo a lo largo de millones de años, dio origen a la aparición de nuevas especies además de otros eventos determinantes de la biodiversidad del planeta.

Por su historia de formación, el istmo de Panamá es una de las regiones más complejas del mundo, tanto en estructura geológica como en la biodiversidad que allí se puede hallar. Antes de su formación, la fauna y la flora de Norte y Suramérica nunca habían estado en contacto

Ahora que leíste el texto, responde las siguientes preguntas:

Corrientes oceánicas antes de la formación istmo.

Mapa que ilustra el intercambio americano. El istmo permitió a las especies moverse de sur a norte y de norte a sur

Corrientes oceánicas después de la formación del istmo


1. ¿Qué motivo hay para que la palabra “hábitat” sea parte del título del texto?

2. ¿ En la formación del istmo de Panamá algunas poblaciones de especies que estaban en contacto quedaron aisladas y otras que estaban aisladas quedaron en contacto. Redacta un texto en el que describas a qué tipo de organismos le pudo haber sucedido cada uno de estos casos.


3. ¿ Pensando en casos como la formación del istmo de Panamá, ¿es posible que junto con la especiación se presente también la extinción de algunas especies? Justifica tu respuesta.

5. ¿ Pensando en casos como la formación del istmo de Panamá, ¿es posible que junto con la especiación se presente también la extinción de algunas especies? Justifica tu respuesta.

4. ¿Crees que eventos similares a la formación del istmo de Panamá, en términos de magnitud, han ocurrido más veces en el planeta? ¿Qué relación pueden tener estos eventos con la biodiversidad?


Actividad 2: La radiación adaptativa

En esta actividad reconocerás uno de los eventos que más ha influido en los valores de biodiversidad de todo el planeta. Para comenzar, observa con detenimiento las siguientes imágenes y luego responde las preguntas.


1. ¿Es posible que las especies originadas en un evento de radiación adaptativa tengan ancestr comunes distintos? Justifica tu respuesta y compleméntala por medio de un dibujo.

2. ¿Qué fenómenos o eventos pueden inducir la ocurrencia de la radiación adaptativa?

3. ¿Cuáles son las diferencias y similitudes de las especies originadas en un evento de radiación adaptativa? Responde teniendo en cuanta las características morfológicas, fisiológicas y etológicas de las especies.


¿Qué es la radiación adaptativa?

¿Qué factores inducen a la radiación adaptativa?

En este punto ya te has formado una idea acerca de lo que es la radiación adaptativa, a continuación encontrarás una definición de esta, compárala con la que tienes en mente.

La radiación adaptativa es un evento en el cual un linaje se diversifica rápidamente y donde cada uno de los nuevos linajes desarrolla diferentes adaptaciones al punto de convertirse en especies distintas.

La radiación adaptativa es un evento en el cual un linaje se diversifica rápidamente y donde cada uno de los nuevos linajes desarrolla diferentes adaptaciones al punto de convertirse en especies distintas.

Diferentes factores inducen a la radiación adaptativa pero cada uno de estos es una respuesta a una oportunidad debida a un cambio ya sea en el ambiente o en la identidad genética de los individuos.

4. ¿Es posible que las especies que se muestran en las imágenes corresponden a la totalidad de especies que se originaron en el evento de radiación adaptativa? Justifica tu respuesta.

• Aparición de una innovación evolutiva:

Una innovación evolutiva es una modificación que sufre un organismo la cual le permite explotar un nuevo nicho o recurso, lo que brinda la oportunidad para que se presente una radiación adaptativa.

La innovación evolutiva se conoce es un factor intrínseco que propicia una radiación adaptativa. En el trasfondo de la innovación evolutiva lo que se presenta es una mutación en el ADN que resulta ser ventajosa para los individuos que la presentan.


• Especialización

• Ausencia de competencia por recursos / Liberación de nichos:

Si una especie encuentra condiciones en las que no hay competencia por recursos, por ejemplo al colonizar una isla, se crea una oportunidad de radiación adaptativa. En cambio, en un lugar donde todos los nichos posibles están ocupados por otras especies, no se presentará la oportunidad para que una especie de origen a nuevas especies.

La especialización puede subdividir a un único nicho en muchos otros nichos, de esta manera se aumenta la posibilidad de ocurrencia de un evento de radiación adaptativa pues se presenta una ausencia de competencia por recursos.

La radiación de los escarabajos pudo haber sido impulsada por adaptaciones de estos a alimentarse de distintas plantas.

Las extinciones pueden liberar nichos y hacer que la radiación adaptativa sea posible. Por ejemplo, los nichos liberados por los dinosaurios pudieron haber permitido la radiación de los mamíferos.


¿Cómo se llevan a cabo los estudios sobre radiación adaptativa?Dado que muchas radiaciones sucedieron hace millones de años, los investigadores se basan principalmente en métodos comparativos y de inferencia para deducir los fundamentes evolutivos y ecológicos. Este tipo de estudio es retrospectivo.

Para esto hacen salidas de campo a espacios geográficos determinados donde toman datos morfológicos y muestras de ADN de las especies que están estudiando. Si hay registro fósil este es usado también.

Un ejemplo de especialización son los cíclidos de los lagos ubicados al oriente de África. Allí se encuentran cerca de 600 especies de estos peces que pudieron surgir gracias a que diferentes linajes evolucionaron para alimentarse de distintos tipos de alimentos.

Estudio de radiación adaptativa en cíclidos africanos


Los datos registrados en la etapa de campo son copilados e ingresados a programas de computador que pueden durar días o hasta semanas siendo procesados. Finalmente los investigadores logran elaborar árboles filogenéticos que incrementan nuestro conocimiento acerca del árbol de la vida.

Recuerda que en el árbol filogenético la raíz representa al ancestro del linaje y los extremos de las ramas representan a los descendientes de ese ancestro. A medida que te mueves de la raíz hacía las ramas, te estás moviendo progresivamente en el tiempo.

Algunos estudios de radiación adaptativa son experimentales, en estos los investigadores pueden modificar las condiciones del medio y verificar los cambios de las especies a lo largo de muchas generaciones. Este tipo de estudios se hacen con microorganismos que en poco tiempo producen varias generaciones y permiten comprobar hipótesis planteadas antes de la investigación. Este tipo de estudio es prospectivo.

Filogenia de los cíclidos africanos


En ambas formas de abordar el estudio de la radiación adaptativa.Resuelve los siguientes interrogantes teniendo en cuenta la información previa:

Ambiente heterogéneo

Ambiente homogéneo


2. ¿ ¿Qué aportes brinda el estudio de la radiación adaptativa al conocimiento que poseemos acerca de la biodiversidad?

1. Haz un listado de los materiales y métodos que emplean los investigadores para conocer las relaciones evolutivas entre las especies que habitan el planeta y de aquellas que están extintas.


3. ¿Crees que los resultados obtenidos y el análisis elaborado en los estudios acerca de la radiación adaptativa son definitivos? ¿Será posible que lo concluido sea debatible? Justifica tu respuesta.

4. ¿Crees que los resultados obtenidos y el análisis elaborado en los estudios acerca de la radiación adaptativa son definitivos? ¿Será posible que lo concluido sea debatible? Justifica tu respuesta.


Elabora un mapa conceptual en el que incluyas los términos clave empleados durante el desarrollo de las actividades.


1. ¿La extinción de especies es un proceso común? Aborda la pregunta pensando desde el origen de la vida hasta la época actual.

2. ¿Cuáles son las principales causas de la extinción de especies? Nuevamente piensa en esta pregunta teniendo en cuenta la historia de la vida en el planeta.

3. ¿Cómo nos afecta la desaparición de especies?

4. ¿Crees que la desaparición de una especie puede afectar a otras con las cuales no se relaciona directamente? Justifica

Consulta:

Audesirk T, (2008). Biologia en la Tierra. México: Pearson Educacion Recuperado de (http://cadiciencias.wikispaces.com/file/view/Biologia_La_Vida_en_la_Tie-

Understanding Evolution. 2015. University of California Museum of Paleontology. Recuperado el 28 Mayo 2015 de <http://evolution.berkeley.edu/>.

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