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Nivel 1.2. La vida en Acción. El medio ambiente Natural.

Capítulo 6. El método científico.

Un método es una forma de trabajar ordenada y secuencial, para obtener el mayor rendimiento en ese trabajo. Así, el método científico es un procedimiento de trabajo, ordenado en una serie de pasos, con el que se trata de explicar un hecho físico.

La Ciencia es una herramienta utilizada para comprender el funcionamiento de las cosas en la Naturaleza.

El método científico es el modo como trabajan los científicos. Comenzó a desarrollarse en el siglo XVI. Uno de sus impulsores fue Galileo Galilei, al que muchos consideran el padre de la experimentación planificada y sistemática.

Las etapas que hay que seguir en este método de trabajo son los siguientes:

  • Observación de un hecho.
  • Búsqueda de datos.
  • Formulación de una hipótesis.
  • Experimentación.
  • Elaboración de leyes, teorías o conclusiones

Observación:

En la naturaleza ocurren muchos sucesos. Esos sucesos pueden pasar desapercibidos o llamar nuestra atención. Si nos llaman la atención, entonces nuestros sentidos se ponen alerta y observamos.

La observación no tiene por qué realizarse únicamente con los ojos. También podemos utilizar otros sentidos.

Siguiendo los pasos de un científico, se observa el hecho completo y se describe de una forma objetiva y minuciosa. A continuación, planteamos el problema.

Para que un problema sea tratado de forma científica, debe presentar dos características: ser relevante y ser resoluble.

  • Relevante quiere decir que tiene importancia comprender por qué ocurre el suceso.
  • Resoluble quiere decir que se puede encontrar respuesta al problema

Búsqueda de datos:

Un rasgo de inteligencia es la curiosidad. Probablemente, un suceso que nos ha llamado la atención, ha sido descrito con anterioridad por otra persona. Una de las claves en los estudios científicos es la búsqueda de datos ya elaborados por otros científicos.

Esos datos los podemos encontrar en los libros, en Internet o preguntando. Una vez obtenidos hay que clasificarlos, utilizando un espíritu crítico. Debes tener presente que no todo lo publicado tiene que ser correcto.

Los datos deben ser recogidos con precisión. Una tarea esencial es la medida de lo que se está observando. Esta medida puede hacer referencia a tamaños, pesos o tiempo. Para exponer esos datos se utilizan unidades de medida convencionales, es decir, que pueden ser comprendidas por todos. Los valores medidos representan magnitudes de los objetos que se miden.

El grado de precisión de la medida depende de la atención del observador y del aparato utilizado para medir. Los errores de medida disminuyen el grado de precisión del trabajo científico.

Formulación de hipótesis:

La hipótesis es la explicación personal que se da a las causas que producen un hecho. Toda hipótesis debe ser contrastada para demostrar si es verdadera o falsa. Esto se realiza mediante un experimento.

Experimentación:

Los experimentos se realizan cuando se ha planteado una hipótesis que queremos contrastar, es decir, queremos saber si nuestra solución al problema es la solución correcta.

Una vez observado el hecho y buscado datos sobre el mismo hemos establecido la hipótesis (posible explicación).

Tenemos que idear un experimento que verifique nuestra hipótesis.

Un experimento contiene las siguientes etapas:

  • Enumeración del material que se necesita para el experimento.
  • Metodología del experimento.
  • Observación del experimento, describiendo cómo transcurre y anotando los datos que se obtienen del experimento.
  • Representación de resultados. Se pueden realizar gráficas si los datos son objetivos.
  • Redacción de las conclusiones obtenidas.

Todo experimento debe tener la característica de la reproducibilidad, es decir, que ese experimento puede realizarlo cualquiera, en otro momento y otro lugar, obteniendo los mismos resultados, siempre que se haga bajo las mismas condiciones

Elaboración de leyes, teorías o conclusiones

Una vez realizada la experimentación y obtenidos los resultados, hay que elaborar la conclusión que se deriva del experimento.

La conclusión es una idea que explica el hecho que ha desencadenado todo el método de estudio.

La conclusión debe ser concisa y clara. Además, debe cumplirse siempre que se haga el experimento bajo las mismas condiciones.

Todas las teorías y leyes que han elaborado los grandes científicos han derivado de las conclusiones obtenidas al aplicar el método científico a un determinado hecho natural.

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Capítulo 5. El suelo como ecosistema.

Características del suelo

Hay una gran diversidad de suelos. Para clasificarlos y compararlos recurrimos a las siguientes características:

  • Textura: definida como la proporción de los tamaños de los granos de regolito. Según la textura hablamos de suelos arenosos (predominio de arenas, muy permeables), arcillosos (predominio de arcilla, se encharcan con facilidad) y suelos francos (con una proporción equilibrada de granos, retienen agua pero no se encharcan) son los más adecuados para la vida vegetal.
  • Perfil del suelo: es la sección que se puede ver al cortarlo en vertical, desde la superficie hasta llegar a la roca compacta.

En el perfil se aprecian diferentes capas distinguibles por su diferente color, estas capas se llaman horizontes. En un suelo bien conservado se pueden apreciar, yendo desde la superficie hacia la roca, las siguientes capas:

  • Horizonte O; el más superficial, muestra gran cantidad de materia orgánica sin descomponer tales como hojas muertas, ramas, excrementos…
  • Horizonte A; acumula materia orgánica muy descompuesta (humus) que le da color oscuro y que retiene sales minerales.
  • Horizonte B; de color marrón claro, pobre en humus, recibe sales desde el horizonte A por medio del agua de lluvia que se infiltra desde la superficie 1ª página de 3 Temas de 2º de ESO Resumen del tema 8 Juan Reyes
  • Horizonte C; presente fragmentos rocosos mezclados con suelo. En este lugar se va fragmentando la roca por meteorización. Debajo de él está ya la roca compacta.

Aunque el suelo forma parte de todos los ecosistemas terrestres, él es, en sí mismo, un ecosistema. Esta afirmación se justifica en que el suelo tiene un biotopo y una biocenosis específicas y existen complejas interacciones entre todos ellos:

Biocenosis del suelo

  • El nivel productores está representado por los vegetales, ya que enraízan en el suelo.
  • El nivel consumidores está representado por gran número de animales invertebrados: gusanos, lombrices, moluscos, arácnidos, miriápodos e insectos, algunos vertebrados, como topos, hongos y bacterias.
  • Nivel descomponedores está representado por hongos y bacterias, que toman materia orgánica muy oxidada y expulsan como residuos sales minerales que se suman a las que aportan las rocas.

Biotopo del suelo

El suelo tiene como características generales: falta de luz, temperatura menos variables que en la superficie, la cantidad de oxígeno disminuye rápidamente al profundizar, de ahí la importancia de las lombrices al airear con sus galerías. Además el suelo está muy influido por la cantidad de agua que recibe.

Entre todos los elementos vivos y no vivos del suelo se producen complejas interacciones (la acción de un elemento afecta a los otros)

El origen del suelo

El suelo se forma a partir de la roca compacta mediante un proceso físico y químico enormemente lento que se llama meteorización (no debe confundirse con la erosión)

La meteorización es la alteración de la roca a causa de la acción de la atmósfera y también intervienen los seres vivos.

Las variaciones intensas de temperatura típicas de los climas muy fríos y muy cálidos pueden fragmentar las rocas (meteorización física).

En los climas más templados la acción está causada por los gases de atmósfera: oxígeno, CO2 y H2O oxidando y disolviendo los minerales (meteorización química).

Como resultado de la meteorización, la superficie de los continentes va transformando la roca compacta original en un manto de fragmentos en los que los vegetales pueden arraigar. Este manto tarda miles de años en ir formándose.

No se debe confundir meteorización con erosión. La erosión de un suelo es el proceso de eliminar este manto de roca suelta, esto está causado por la acción de la atmósfera e hidrosfera en movimiento (viento, torrentes, ríos, etc) El material eliminado por erosión de un lugar puede ser transportado y depositado en otro lugar formándose ahí un suelo con material procedente de otro lugar, así se distinguen entre:

  • suelo autóctono: formado por meteorización de la roca de ese sitio
  • suelo alóctono: formado por regolito traído de otro lugar por los agentes de erosión y transporte como los ríos, por ejemplo.

Un suelo se forma muy lentamente e influyen en el proceso factores tales como:

  • Tiempo
  • Tipo de roca, según que la roca se meteorice más o menos fácilmente.
  • Con los climas más cálidos y lluviosos la meteorización es más rápida.
  • En general el relieve montañoso perjudica la formación del suelo porque los materiales se arrastran fácilmente por erosión.
  • Vegetación. Actúa sujetando el suelo con las raíces y disminuyendo el impacto del agua de lluvia sobre la superficie.

Desertización

La desertización es la pérdida de fertilidad y espesor del suelo a causa de las variaciones climáticas y la acción humana. Las causas y sus soluciones son:

  • Deforestación: tala de árboles, incendios forestales… Eliminan la cubierta vegetal que protege el suelo. La solución es la repoblación con árboles y arbustos .
  • Sobreexplotación de cultivos, que van eliminando las materias minerales e impiden que se desarrolle una vegetación. La solución es el uso razonable del suelo de cultivo y del agua de riego.
  • Sobrepastoreo, ocurre cuando el ganado insiste muy a menudo comiendo los vegetales de la misma zona sin darles tiempo a recuperarse. La solución es un consumo racional de los pastos cambiando al ganado de unos lugares a otros.

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Cápitulo 5. Ecosistemas más representativos de Asturias.

Podemos diferenciar seis ecosistemas en el entorno asturiano. Tres son de tipo bosque ya que en ellos la especie dominante es arbórea:

  • El bosque mixto.
  • El bosque de ribera.
  • El hayedo.

Un cuarto ecosistema carente de sustrato arbóreo:

  • La alta montaña.

Y los dos últimos están influenciados por el mar Cantábrico:

  • El litoral.
  • La zona intermareal.

EL BOSQUE MIXTO

En el pasado el bosque mixto de carbayos y castaños debió de ser el ecosistema natural más abundante en la mayor parte del territorio asturiano no montañoso (por debajo de los 500 metros de altitud).

Factores ambientales abióticos del bosque mixto

El bosque mixto se desarrolla bien en Asturias gracias al clima templado y húmedo propio de la región (clima atlántico).

Este tipo de bosque crece sobre un suelo ácido, que se forma a partir de roca madre silícea con abundante “lavado” debido a las frecuentes lluvias.

Componentes bióticos del bosque mixto

El bosque mixto es una comunidad estratificada en la que se distinguen bien el estrato arbóreo (árboles), el arbustivo (arbustos) y el herbáceo (hierbas).

  • Árboles: los robles (carbayos), el castaño (la castañal), el abedul (l’abedugu).
  • Arbustos: la zarza (escayu), el rusco o carpio (ruscu), la madreselva, la hiedra (yedra), el cornejo, el tojo (cotolla o toxu), el arándano (miruéndanu), la zarzaparrilla, etc.
  • Hierbas: el helecho (felechu), la primavera, las saxífragas, el hipérico, la verónica común, etc.

Los animales del bosque mixto

En todos los bosques asturianos habitan gran cantidad de vertebrados e invertebrados. A continuación citaremos los más conocidos e importantes en la cadena trófica de este ecosistema.

  • Mamíferos. La musaraña (musgañu), el lirón careto, la ardilla (esguil), el erizo (perrucuspín o corcuspín), el topo, el ratón de campo, el murciélago. Entre los mamíferos típicamente depredadores, destacamos: el tejón (melandru), el zorro (raposu), el gato silvestre (algaire), la garduña (fuina), la comadreja (mustadiella), el lobo (llobu) y el oso (osu).
  • En los bosques asturianos vive una enorme cantidad de pájaros y aves de presa. A continuación citaremos tres especies que resaltan por su aspecto y fácil observación.
  • El petirrojo (raitán), el gavilán (ferre), el búho real (curuxón).
  • Otros habitantes del bosque. Entre los vertebrados podemos citar a los lagartos, los sapos y las culebras.
  • Entre los invertebrados están una gran variedad de insectos de todo tipo que viven en el suelo del bosque, entre los troncos de madera viejos o en las ramas y hojas del propio árbol.

EL BOSQUE DE RIBERA

Los bosques ribereños necesitan una gran cantidad de agua para desarrollarse, por ello se sitúan en las proximidades de los ríos y arroyos que discurren por debajo de los 500 metros de altitud. Cuando su desarrollo es importante, forman el llamado soto en galería, que imita a una galería verde por debajo de la que discurre el río.

En los bosques de ribera la especie de árbol que predomina es el aliso o humero (Alnus glutinosa) y los sauces. Entre alisos y sauces pueden aparecer ejemplares aislados de fresnos, arces, álamos e incluso castaños.

Animales del bosque de ribera

La fauna de este ecosistema se caracteriza por depender del medio acuático.

  • Dentro de los mamíferos destacan: la nutria (llondra) y la rata de agua (ratu topineru).
  • Los anfibios y los reptiles son muy frecuentes en este ecosistema. Ejemplos representativos son el tritón, la rana común y la culebra de collar.
  • Entre los peces abundan las truchas y el cacho.
  • Entre los pájaros es habitual el martín pescador (verderríos). También están presentes el ruiseñor bastardo, la lavandera cascadeña y el mirlo acuático.

EL HAYEDO (FAYÉU)

El hayedo es el tipo de bosque principal de alta montaña, ya que por sus condiciones ecológicas es capaz de eliminar la competencia de otras especies de árboles.

El haya, conocido en Asturias como faya, es el árbol más representativo del Macizo asturiano. Es considerado como el árbol de las alturas, aunque en el Sueve y el Cuera baja hasta los 500 metros de altitud.

Existen en Asturias grandes zonas cubiertas por hayedos, especialmente en los concejos de Somiedo, Campo de Caso, Ponga y Aller.

Componentes abióticos del hayedo

Los hayedos asturianos crecen en suelos ricos en nutrientes, frescos y poco encharcados. En los 30 ó 40 centímetros superiores del suelo abunda el humus.

Componentes bióticos del hayedo

El haya (la faya) Fagus silvatica.

Bajo la sombra del haya existen pocos arbustos, abundando las especies herbáceas que florecen en primavera, como la primavera, la pulmonaria, el eléboro verde y la oreja de monte o tetera (con esta especie se medican las mamas de las vacas). Los líquenes también están muy presentes en el hayedo, abundando tanto en los troncos como en el humus.

Fauna del hayedo

  • Mamíferos: la comadreja (mustadiella) y el ratón silvestre.
  • Anfibios: el tritón jaspeado y el sapo partero común.
  • Reptiles: el lagarto verde (llagartu), el lución (escolanciu) y la culebra de collar (culiebra).
  • Aves: el camachuelo (papu coloráu), el pinzón (pimpín), el pico picapinos y el herrerillo capuchino (veranín de moñu).
  • Invertebrados: orugas que consumen gran cantidad de hojas de haya, escarabajos y otros insectos.

LA ALTA MONTAÑA

Se extiende por encima de los 1500 metros de la Cordillera Cantábrica. Las duras condiciones climáticas de la alta montaña asturiana (vientos, lluvia y nieve durante casi todo el año), así como la pobreza de los suelos, con presencia de roca desnuda, determinan y limitan la flora y la fauna de esta zona. En ella se distinguen tres biotopos situados por encima de los últimos árboles del bosque:

  • – El brezal-tojal formado por brezos y tojos, así como por algunas plantas herbáceas.
  • – Las praderas alpinizadas de los fondos de los valles y de las laderas más suaves. En ellas encontramos especies de plantas herbáceas naturales (prados naturales) y especies seleccionadas por la mano humana (prados artificiales).
  • – La vegetación que coloniza rocas y galerías.

Animales de la alta montaña asturiana

Podemos destacar como los más representativos: alimoche, águila real, cuervo, buitre común, rebeco, corzo, mirlo de collar y tritón alpino.

EL LITORAL Y LA ZONA INTERMAREAL

Asturias presenta una línea de costa de 354 kilómetros donde se desarrollan otro tipo de ecosistemas.

Por litoral costero entendemos la franja de costa que va desde el nivel más alto que alcanzan las mareas en la pleamar hasta el nivel más bajo al que llegan las mareas en la bajamar.

La influencia de las mareas en el desarrollo de la vida en el ecosistema litoral es importantísima, ya que estas delimitan la altura de la costa donde se sitúa el hábitat de los distintos seres vivos. Los organismos de las zonas costeras pueden vivir sólo en el nivel para el que están adaptados.

En la zona costera se produce una estratificación de la comunidad biológica. Esta estratificación no depende de la luz como ocurría en el bosque, sino de la humedad y de las horas que un determinado nivel está cubierto por el agua o el aire. Por ejemplo, si la larva de un molusco que está adaptado a una zona cubierta por el agua se sitúa por azar en un nivel superior de la costa, estará expuesta a una mayor sequedad y morirá.

Existen en Asturias numerosas franjas de costa que por ser arenosas (playas) o por la influencia humana son pobres en diversidad biológica. Sin embargo en otras zonas batidas por el mar, como los pedreros, abundan los organismos.

En el litoral costero podemos distinguir tres zonas o franjas donde se desarrolla la vida:

  • Zona supralitoral: Influenciada por las salpicaduras del mar o por la humedad. En ella aparecen sobre todo los líquenes, los bígaros enanos, las bellotas de mar y en su límite inferior el alga Pelvetia.
  • Zona mediolitoral: Comprende desde el nivel más alto que queda cubierto por las mareas más altas hasta el nivel más bajo que nunca queda descubierto, ni siquiera en las mareas más bajas. En esta zona encontramos algas del género Fucus, bígaros, algas pardas, llámpares, mejillones, percebes, actinias y anémonas.
  • Zona infralitoral: Siempre está cubierta por el agua. En ella encontramos algas: Laminaria, Bifurcaria y Gelidium. También se desarrollan animales como quisquillas, estrellas de mar, cangrejos, sapas y pequeños peces.
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CAPÍTULO 3. EL CICLO DE LA MATERIA Y EL FLUJO DE LA ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA. LAS RELACIONES ALIMENTARIAS QUE SE ESTABLECEN ENTRE LOS SERES VIVOS DE UN ECOSISTEMA

EL CICLO DE LA MATERIA Y EL FLUJO DE LA ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA

Los seres vivos de un ecosistema realizan las funciones vitales que les son propias, para ello necesitan energía que consiguen de los nutrientes que les aportan los alimentos. La fuente de energía fundamental de todos los ecosistemas es el Sol.

El Sol envía a la Tierra gran cantidad de energía en forma de luz y calor. Las plantas, las algas y las cianobacterias mediante la fotosíntesis, captan la energía luminosa y la transforman en energía química que se acumula en los diferentes compuestos químicos que elaboran y que sirven de alimento, tanto a estos organismos (productores) como al resto de los seres vivos que se alimentan de ellos (consumidores). Una vez que estos organismos productores y consumidores mueren, los organismos descomponedores transforman sus restos en sustancias inorgánicas y las liberan al medio (suelo o agua), que pasan de nuevo a los productores, cerrándose de esta forma el ciclo de la materia.

El Sol es la principal fuente de energía de un ecosistema. La materia se recicla y circula a través del ecosistema de forma cíclica.

LAS RELACIONES ALIMENTARIAS ENTRE LOS SERES   VIVOS DEL ECOSISTEMA

Según sea la manera de obtener los alimentos, los seres vivos de un ecosistema pueden pertenecer a uno de estos tres grupos o niveles tróficos: productores, consumidores y descomponedores.

  • Productores: son los organismos autótrofos, es decir, fabrican su propia materia orgánica a partir de dióxido de carbono, agua y sales minerales. Realizan la fotosíntesis. Las algas, las plantas y algunas bacterias son los organismos productores de los ecosistemas.
  • Consumidores: son heterótrofos, es decir, se alimentan de otros seres vivos. Existen tres tipos de consumidores:
    • Primarios: animales herbívoros.
    • Secundarios: animales omnívoros y carnívoros que se alimentan de los herbívoros.
    • Terciarios: animales que se alimentan de otros animales, tanto herbívoros como carnívoros.
  • Descomponedores: descomponen la materia orgánica y producen sustancias inorgánicas que de nuevo utilizan los organismos productores en la fotosíntesis.

Ciclo alimentario de un ecosistema con sus distintos niveles tróficos.

RELACIONES TRÓFICAS DENTRO DEL ECOSISTEMA

Cuando los individuos de un ecosistema se alimentan unos de otros, se establecen entre ellos una serie de relaciones tróficas que da lugar, a su vez, a cadenas, redes o pirámides tróficas.

Una cadena trófica está formada por un pequeño grupo de seres vivos y cada uno de ellos es un eslabón de la cadena. Cada eslabón es el alimento del siguiente eslabón.

CADENA TRÓFICA.

RED TRÓFICA.

Si existe una interrelación entre varias cadenas tróficas, se establece una red trófica.

PIRÁMIDE TRÓFICA.

Mediante una pirámide trófica se representan gráficamente los niveles tróficos de un ecosistema en diferentes pisos, de tal forma que los productores siempre forman la base de la pirámide.

PAPEL QUE DESEMPEÑAN LOS ORGANISMOS PRODUCTORES, CONSUMIDORES Y DESCOMPONEDORES EN EL ECOSISTEMA

PRODUCTORES

Estos organismos no se alimentan de otros seres vivos. Son autótrofos, es decir, son capaces de fabricar su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas, como el dióxido de carbono, las sales minerales y el agua.

Los productores de los ecosistemas necesitan una gran cantidad de energía para fabricar la materia orgánica. Utilizan la energía luminosa procedente del Sol y mediante la fotosíntesis fabrican la su propia materia orgánica que posteriormente será utilizada por los consumidores.

CONSUMIDORES

Los consumidores ingerimos materia orgánica procedente de otros seres vivos, y elaboramos con ella nuestra propia materia. Tenemos nutrición heterótrofa, es decir, nos alimentamos de otros seres vivos. Por ejemplo, cuando comemos carne o pescado, estamos ingiriendo proteínas que utilizaremos para fabricar nuestros propios tejidos corporales.

DESCOMPONEDORES

Los organismos descomponedores de un ecosistema son los encargados de transformar la materia orgánica que queda en forma de restos en un ecosistema, en materia inorgánica para que pueda ser utilizada de nuevo por los productores.

ECOSISTEMA EN EQUILIBRIO

Un ecosistema está en equilibrio cuando se cumplen estas dos condiciones:

  • El número de individuos de las diferentes especies que forman su biocenosis permanece constante.
  • Las condiciones físicas se mantienen dentro de unos límites razonables y no cambian bruscamente.

Los ecosistemas permanecen en equilibrio porque se autorregulan, de tal forma que la cantidad de productores es siempre muy superior a la de los consumidores primarios, ésta muy superior a la de los consumidores secundarios y así sucesivamente.

Utilicemos como ejemplo para estudiar la autorregulación de los ecosistemas la siguiente cadena alimenticia:

Plantas         Ratones de campo          Lechuzas

El ratón de campo es un herbívoro que se reproduce varias veces al año y tiene camadas de entre 5 y 10 crías. La lechuza vive formando parejas dispersas dentro del mismo territorio.

Si la población de ratones de campo fuese muy numerosa la abundancia de alimento haría crecer la población de lechuzas de manera considerable. Esto traería consigo la disminución del número de ratones de campo, lo que también haría descender el número de lechuzas por falta de alimento suficiente para toda la población existente. Esta situación favorecería a los ratones de campo, cuya población volvería a aumentar.

Se establece de esta forma un equilibrio entre los vegetales (productores), la población de ratones de campo (consumidores primarios) y la población de lechuzas (consumidores secundarios).

Este equilibrio se puede expresar como el alimento o la biomasa existente en el ecosistema y se representa mediante una pirámide trófica.