¿DE DÓNDE VENIMOS?

Ciclos de la naturaleza Como acabas de ver, el clima es uno de los factores que caracterizan a un ecosistema y del que dependen en gran medida las especies de plantas y animales que ahí habitan. Otro factor importante es la cantidad de gases y otras sustancias que existen en él; por ejemplo, la cantidad de dióxido de carbono y la abundancia de agua. Es necesario el equilibrio entre estos factores para que se mantengan las condiciones adecuadas que requieren los seres vivos, ya que de otra manera pueden darse situaciones de escasez o de exceso, nocivas para la convivencia armoniosa entre ellos. Entre los procesos naturales que existen para mantener las condiciones idóneas de un ecosistema se encuentran los ciclos del agua y del carbono. Revisemos cada uno para darnos cuenta de su importancia, de la forma en que algunas actividades de los seres humanos los modifican y del modo en que podemos evitar que se afecte el equilibrio de estos ciclos. El agua de lluvia disuelve sólidos y gases en su caída. El agua de los océanos consiste en una mezcla homogénea de sales y oxígeno en agua. El agua Cerca de tres cuartas partes de la superficie terrestre están cubiertas por océanos y mares. Los océanos, como están hoy, se formaron hace unos 200 millones de años. Como viste en la lección anterior, se cree que en aquel momento de la historia del planeta, todas las masas de tierra formaban un solo continente, conocido como Pangea, el cual estaba rodeado de agua. Cuando se dividió y se separaron las placas continentales, el agua ocupó los espacios entre ellas. El agua que durante millones de años fue formando los océanos, arrastró y disolvió en su caída numerosas sustancias minerales y gases como el oxígeno, de modo que se fue formando una mezcla. El agua es un líquido extraordinario, capaz de disolver muchas sustancias. En los océanos, con el paso de los milenios, la sustancia que se disolvió en mayor cantidad fue la sal común, o sea, el cloruro de sodio, que se había formado en la corteza terrestre. El nombre cloruro de sodio es el que se usa en química, ciencia que se encarga de analizar las sustancias y sus cambios cuando se ponen en contacto unas con otras, es decir, cuando reaccionan. Recuerda que al elaborar tu modelo de volcán provocaste una reacción entre el bicarbonato de sodio y el vinagre cuando los pusiste en contacto. Cada kilogramo de agua de mar contiene 35 gramos de sales. De éstas, 27 gramos son de cloruro de sodio, lo cual nos demuestra que se trata de la sustancia más abundante disuelta en el agua de los océanos. Lo anterior puede representarse de manera gráfica en porcentajes, como se ve en la figura. Todas las sales disueltas en el agua de mar representan 3.5% de la mezcla. El resto, es decir, el otro 96.5% es agua pura. La sal común o cloruro de sodio representa el 2.7%, por lo que es la sustancia más abundante en el agua de los océanos. Algunas propiedades del agua de los océanos son diferentes a las del agua sin tanta sal. Aunque dos vasos que contengan los dos tipos de agua se vean exactamente igual, hay una forma de distinguirlos, ya que existe una propiedad de la materia que se llama densidad, relacionada con que las cosas floten o no. Para que un objeto flote en un líquido, éste debe tener mayor densidad que aquél. Lo asombroso del agua de mar La densidad cambia cuando en el agua se disuelven sales, lo cual puede producir efectos muy curiosos. Para descubrirlo realiza el siguiente experimento. Necesitas por equipo: una cuchara, dos ligas, media taza de sal, dos vasos transparentes del mismo tamaño y capacidad, 1 litro de agua de la llave Llena los dos vasos con agua de la llave. En uno de ellos agrega la sal. Agita bien hasta que se disuelva. Deja caer una liga dentro de cada recipiente. Registra en tu cuaderno lo que observes y contesta las siguientes preguntas: ¿Qué vaso tiene el agua con mayor densidad? ¿Por qué? ¿Dónde flotará mejor una persona, en un río o en el agua de mar? Comenta tus resultados con el resto de tus compañeros y tu maestro. ¿Sabías que... la salinidad del agua del mar, es decir, la cantidad de sales disuelta en sus aguas ayuda a que las personas y algunos objetos floten en ella? El mar Muerto, ubicado en los límites entre Medio Oriente y Asia, contiene tanta sal que una persona no se hunde. El Gran Lago Salado de Utah, en Estados Unidos, tiene características similares. Si el agua que fue formando los océanos contenía tanta sal... ¿cómo es entonces que existe agua potable en la Tierra? Durante el ciclo del agua se producen los cambios físicos o de estado, que ya estudiaste en tercer grado. ¿Recuerdas en qué consisten? Las principales etapas del ciclo del agua son: El agua de los océanos, ríos y lagos se evapora y se incorpora al aire. En la altura se condensa principalmente por diferencias de temperatura, y forma las nubes. Finalmente, el agua cae en forma de lluvia, granizo o nieve. Al precipitarse sobre la superficie, el agua vuelve a formar parte de los ríos, lagos, mares y océanos, o se infiltra en el suelo para almacenarse en depósitos subterráneos. El ciclo del agua El ciclo del agua implica cambios de estado físico. Las diferencias de temperatura son importantes para que ocurran estos cambios y se complete el ciclo. En la primera etapa el agua se evapora, es decir, pasa de líquido a gas. En la segunda etapa, esta sustancia pasa de gas a líquido y ocurre una condensación. Ocasionalmente puede ocurrir que el agua pase de líquido a sólido, siempre y cuando llegue a lugares donde la temperatura sea menor a los 0°C, y entonces ocurre una solidificación. Cuando se derriten los bloques de hielo en regiones cercanas a los polos o en los glaciares de las montañas muy altas, como el Popocatépetl, durante el verano, ocurre el fenómeno de fusión que es el paso de agua sólida a líquida. Durante el ciclo, el agua se purifica por medio de la evaporación, ya que así se separa de las sustancias disueltas en ella, como la sal. Sin embargo, a pesar de que el ciclo ocurre de manera natural, en ocasiones, los seres vivos no pueden disponer del agua en cantidad suficiente. Los seres humanos también podemos enfrentar esta situación. Cuando la población y la actividad humana son muy grandes, el consumo de agua potable se hace excesivo y la capacidad de recuperación en forma natural es insuficiente; en ese caso, además, la contaminación del agua es muy frecuente. Este es un problema que, como estudiaste en tus otros libros de Ciencias Naturales, puedes ayudar a disminuir, evitando el desperdicio, al consumir sólo el agua necesaria. El carbono El carbono se encuentra en todos los seres vivos, ya que forma parte de los carbohidratos, las proteínas y las grasas, que son componentes básicos de cualquier organismo. Aunque no existen grandes cantidades de este elemento en la Tierra, sí hay suficiente como para que se tenga toda la diversidad biológica que se conoce en nuestro planeta. El carbono se encuentra en formas distintas. En estado gaseoso forma parte del dióxido de carbono, combinado con el oxígeno. También existe en forma sólida, como carbón o hulla, o formando parte de rocas y en las conchas de algunos seres vivos. En forma líquida existe como combustible fósil, o sea como petróleo, el cual se formó a partir de la lenta descomposición de plantas y animales que al morir quedaron atrapados en diferentes estratos o capas de la corteza terrestre. El petróleo tardó millones de años en formarse. Esquema que representa los diferentes momentos en la formación del petróleo. Primero, los organismos mueren y al descomponerse forman parte del suelo. Posteriormente son enterrados por el proceso de sedimentación. Al final se convierten en petróleo, después de millones de años. El carbono se encuentra en constante transformación, pasando de los seres vivos al suelo, a los océanos y a la atmósfera, lo que se conoce como el ciclo del carbono, que es indispensable para la conservación de los ecosistemas. El ciclo del carbono puede explicarse de la siguiente manera: El carbono que se encuentra en el aire proviene principalmente del dióxido de carbono que se produce por la actividad volcánica, los incendios forestales, la combustión de aceites y la respiración de los seres vivos. Durante la fotosíntesis, las plantas consumen el dióxido de carbono y producen oxígeno. Otros organismos obtenemos el carbono al comer plantas u otros animales. Al morir los organismos, el carbono que formaba parte de su estructura pasa al suelo y forma sustancias que pueden utilizar las plantas, o combustibles como el carbón o el petróleo. También existe carbono en la piedra caliza, un mineral poco duro y de color blanco que se forma a partir de las conchas de algunos animales marinos como los mejillones, los ostiones y los corales, entre otros. Cuando un volcán hace erupción, las sustancias que contienen carbono se queman y forman dióxido de carbono. También al quemar petróleo y otros combustibles como carbón y madera, el carbono vuelve a formar dióxido de carbono que pasa a la atmósfera y entonces el ciclo se repite. Esquema que representa la presencia del carbono en una parte de la Tierra. 1)El dióxido de carbono lo consumen las plantas durante la fotosíntesis. 2)Los animales consumen carbono de las plantas. Algunas actividades de los seres humanos ocasionan que aumente la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, con lo cual se afectan los ecosistemas. Por ejemplo, la devastación de bosques y selvas hace que disminuya la cantidad de organismos que llevan a cabo la fotosíntesis y, por lo tanto, disminuye también la cantidad de oxígeno en el aire y aumenta el dióxido de carbono. La acumulación de dióxido de carbono se considera nociva, ya que se asocia a varios problemas, como el calentamiento global del planeta. Actualmente, la acumulación de dióxido de carbono y otros gases en la atmósfera provoca que se incremente su temperatura, ya que estas sustancias actúan como un invernadero con el calor proveniente del Sol, lo cual produce el sobrecalentamiento del planeta. De no evitarse éste, se propiciaría que el hielo de los polos empezara a derretirse, elevando el nivel de los mares. ¿Te imaginas lo que pasaría? Millones de hectáreas de terreno en las costas de algunos países podrían verse cubiertas por el agua y, además, el clima del planeta podría cambiar y volverse extremoso por la falta o el exceso de lluvias en diferentes regiones de la Tierra. Hoy día, debido a la contaminación, hay un exceso de dióxido de carbono en el aire, el cual dificulta la respiración, ocasiona molestias en los seres humanos y los animales, y también afecta a otros organismos que están expuestos a él. El ciclo del carbono es esencial y los seres humanos debemos participar en acciones que fomenten la preservación de bosques y selvas que permiten que se complete el ciclo y evitar su desequilibrio frente a los terrenos destinados a las actividades ganaderas e industriales. Acciones para evitar la emisión excesiva de dióxido de carbono Organízate en equipos y contesta las siguientes preguntas. ¿Qué productos, organismos o materiales que te rodean contienen carbono? ¿Qué productos de los que nombraste se queman para obtener energía? ¿Qué consecuencias tiene el exceso de dióxido de carbono en el aire? ¿Qué acciones pueden realizarse en tu comunidad para reducir las emisiones de dióxido de carbono? Al terminar, elabora un cartel con las preguntas, respuestas y dibujos que representen lo que investigaste. Los desastres naturales Los desastres naturales como los huracanes, los incendios forestales y las erupciones volcánicas son fenómenos que alteran los ecosistemas de manera natural y representan situaciones de peligro para el ser humano. Debido a que no es sencillo predecir cuándo y cómo van a ocurrir estos fenómenos, sus efectos pueden provocar situaciones de desastre. Por eso hay que estar muy alerta en caso de que se presente un desastre natural y saber cómo actuar. Siempre hay que seguir las medidas de seguridad que te indiquen en la escuela, así como tener un plan de acción en tu casa. En todos los casos hay que: Conservar la calma Cerrar las llaves de agua y gas Desconectar la energía eléctrica Mantenerse alejado de ventanas y puertas Estar atento a los medios de información Prever rutas de salida Tener previsto un albergue Si las autoridades recomiendan abandonar la vivienda, no lo pienses, ¡hazlo! Asimismo, es muy importante que tus papás tengan a la mano: Botiquín Radio y linterna con baterías Agua hervida en envases con tapa Alimentos enlatados Documentos importantes como acta de nacimiento o cartilla, entre otros A continuación se presentan algunas medidas particulares para distintos desastres naturales: Observa las ilustraciones de arriba, lee las medidas de prevención y anota en tu cuaderno qué efectos pueden tener estos desastres naturales en los ecosistemas. Posteriormente comenta en equipo qué desastres naturales han ocurrido en tu localidad y qué medidas ha preparado la comunidad en caso de que se presente nuevamente un desastre por un fenómeno natural. Comenta en clase tus respuestas.

Hace aproximadamente 15 000 millones de años se originó el Universo probablemente como producto de una gran explosión. La materia del universo se formó de inmediato. Durante millones de años el Universo se fue expandiendo. Dentro de las galaxias siguen naciendo nuevas estrellas a partir de nubes de gas y polvo. El polvo y los gases se van agregando para formar estrellas dentro de las galaxias. Hace 13 000 millones de años se formaron las primeras galaxias.

La galaxia de Andrómeda se formó hace unos 12 000 millones de años. La galaxia de la que forma parte el Sol, junto con otros 400 000 millones de estrellas, se conoce como Vía Láctea. El sistema solar se empezó a formar hace 4 600 millones de años. En el centro de una nube se formó el Sol y a partir del material que sobró se formaron los planetas y los satélites o lunas. Los planetas se formaron por choques de sustancias que se fueron agregando, e integraron esferas que crecieron más y más. Sistema solar: Sol, Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón.

Hace 4 600 millones de años, al formarse el sistema solar, se formó nuestro planeta, la Tierra, a partir de una masa incandescente. La Tierra incandescente La Tierra en la actualidad Cuatro momentos antes y después de la gran colisión que dio origen a la Luna. Objeto aproximándose a la Tierra Momento de la colisión Material disperso después de la colisión Formación de la Luna Los gases de la actividad volcánica dieron lugar a la primera atmósfera, hace 3 800 millones de años. El vapor de agua produjo las primeras lluvias. La acumulación de agua formó los primeros océanos, hace 3 800 millones de años. La formación de la atmósfera y de los océanos fue muy importante para el surgimiento de la vida en la Tierra.

Hace 3 500 millones de años se originó la vida en el agua. Los primeros seres vivos fueron unicelulares. Los primeros animales fueron invertebrados, entre ellos medusas, gusanos y esponjas. Se originaron hace 600 millones de años. Se desarrollaron también algunos moluscos con concha. Hace 570 millones de años, los trilobites y las algas eran los organismos que abundaban en los océanos. Los primeros peces aparecieron hace 500 millones de años y tenían un esqueleto cartilaginoso. Aunque no tenían huesos, algunos de los primeros peces desarrollaron corazas para protegerse. Hace 440 millones de años aparecieron las primeras plantas terrestres, como los musgos. Los peces desarrollaron mandíbulas y esqueleto óseo hace 400 millones de años.

Los peces con esqueleto desarrollaron una variedad de formas y tamaños. Los insectos habitan la Tierra desde hace 395 millones de años. Algunos insectos, como las libélulas, no han cambiado desde su origen. Hace 380 millones de años, los peces dieron lugar a los anfibios. Los helechos se originaron hace 360 millones de años. Los anfibios dieron lugar a los reptiles hace 345 millones de años.

Los ictiosaurios fueron reptiles parecidos a los delfines actuales. También existieron plesiosaurios enormes. Hace 280 millones de años se originaron los pinos y los primeros bosques de coníferas. Los dinosaurios surgieron hace 250 millones de años. Algunos eran del tamaño de un pollo o un pavo. Otros dinosaurios alcanzaron tamaños enormes. Dominaron durante la era Mesozoica. Los primeros mamíferos se originaron de un grupo de reptiles hace 200 millones de años.

Después de que los dinosaurios se extinguieron, los mamíferos se diversificaron aún más. Las plantas con flores surgieron hace 136 millones de años. Los reptiles también dieron lugar a las aves, hace 130 millones de años. Muchas aves antiguas tuvieron tamaños enormes. Los primates iniciaron su evolución hace 65 millones de años. Entre los antiguos primates se encontraban los ancestros de los monos actuales y también los del ser humano. Se tienen indicios de que los primeros ancestros del ser humano aparecieron aproximadamente hace 4.4 millones de años. Posteriormente otros ancestros del ser humano empezaron a utilizar elementos del entorno como utensilios.