FÁBRICA DE ENERGÍA DE LA NATURALEZA

Se denomina azúcar, en el uso más extendido de la palabra, a la sacarosa, cuya fórmula química es C12H22O11, también llamada azúcar común o azúcar de mesa.

La sacarosa se encuentra en todas las plantas, y en cantidades apreciables en otras plantas distintas de la caña de azúcar o la remolacha, como el sorgo y el arce azucarero.

El azúcar industrial es una importante fuente de calorías en la dieta alimenticia moderna, pero es frecuentemente asociada a calorías vacías, debido a la completa ausencia de vitaminas y minerales.

PROCESO PRODUCTIVO DE AZÚCAR DESDE LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL

Consiste básicamente en:

-El ingreso al sistema de caña y agua (después de la cosecha, y selección).

-Picado de la caña y molienda.

-La salida de cachaza, agua, bagazo y melaza (como productos de desechos y/o sub-productos para otro proceso).

-Clarificación del jugo, evaporación, cristalización y centrifugación,

-Refinación, clarificación o purificación, decoloración y filtración.

-Secado, enfriamiento y envasado.

-Azúcar como producto final.

PROCESO DE PRODUCCIÓN DE AZÚCAR EN LAS PLANTAS

Las plantas  toman el Dióxido de Carbono (CO₂) del aire para convertirlo en azúcar, pero cómo transforman el CO₂ en glucosa (azúcar/energía). Es a través del conocido proceso de la FOTOSINTESIS que pocos saben que se divide en los siguientes dos pasos:

1° Se almacena la energía del sol en forma de ATP (Adenosín Trifosfato).

2° El Ciclo de Calvin captura el carbono y lo convierte en azúcar.

Este CICLO genera el número exacto de elementos y procesos requeridos para mantener la línea de producción bioquímica funcionando sin fin en un ciclo continúo.

A diferencia de la producción de azúcar industrial, que es un proceso LINEAL, estos ciclos (de Calvin) crean BUCLES de alimentación que repetidamente REUTILIZAN y crean ingredientes tanto como sea posible con los recursos del planeta.

Esto es lo que hace tan EFICIENTE y EXITOSO a esta producción de azúcar que representa una de las líneas más SUSTENTABLES de producción natural.

Finalizando este tópico hago un llamado a tratar de consumir azúcar de fuentes naturales como lo son las frutas, verduras y cereales por sobre los productos azucarados (tortas, gaseosas, dulces, etc.) endulzados con azúcar procesada, que proveen a nuestra dieta solo calorías vacías, debido a la completa ausencia de vitaminas y minerales (como lo mencioné al principio), en cambio al consumir frutas, verduras y cereales estamos obteniendo la energía que requerimos con el plus de las vitaminas, minerales y fibra que estas contienen, con la satisfacción de saber que esta energía fue transformada de una manera sustentable. 

QUIMINET (2012) Cómo se refina el azúcar. URL: http://www.quiminet.com/articulos/como-se-refina-el-azucar-2818856.htm (accedido el 17 de Octubre de 2015).

INVERSIÓN ENERGÉTICA EN LA REPRODUCCIÓN DE MACHOS Y HEMBRAS

REPRODUCCIÓN SEXUAL Y ANISOGAMIA

La selección sexual es un concepto clave de la teoría de la evolución acuñado por Charles Darwin en su libro El origen de las especies para explicar el desarrollo de caracteres sexuales secundarios en los seres vivos que parecían no responder a la selección natural, es decir, a la supervivencia del mejor adaptado. En líneas generales, postula que ciertos rasgos presentes son el resultado de la competencia entre individuos de un mismo sexo por el acceso a la cópula (selección intrasexual) y de la selección por parte de uno de los sexos, usualmente las hembras, de individuos del sexo opuesto (selección intersexual) .

“La selección sexual..... depende no de una lucha por la supervivencia, sino de la lucha de machos por poseer hembras; el resultado del perdedor no es la muerte, pero si poca o nula descendencia”. (Charles Darwin, The Descent of Man and Selection in Relation to Sex, 1871)

La asimetría en la inversión parental entre machos y hembras se inicia con la anisogamia y resulta en que, generalmente, las hembras son el recurso limitante y los machos compiten por ellas. 

La anisogamia es el primer ejemplo de asimetría en la inversión parental de los sexos ya que los nutrientes que aporta uno y otro a través de sus gametos son diferentes y sesgados hacia una mayor inversión por parte de la hembra.

INVERSIÓN PARENTAL Y COMPETENCIA SEXUAL

El sexo que invierta menos en la cría competirá por parejas mientras que el sexo que más invierta será selectivo en aceptar parejas. 

EL POR QUÉ DEL ROL DE CADA SEXO EN LA REPRODUCCIÓN

Los machos compiten entre sí para conseguir la mayor cantidad de oportunidades para aparearse, mientras las hembras adquieren un papel no competitivo, seleccionando entre los machos cortejantes.

ESTRATEGIAS ADOPTADAS PARA ASEGURAR ÉXITO REPRODUCTIVO

Se relacionan directamente a este mecanismo evolutivo (selección sexual) con el dimorfismo sexual y con la presencia de rasgos morfológicos exagerados. A continuación presentaré unos ejemplos de algunas especies.

MANTIS RELIGIOSA (Mantis religiosa): La hembra Mantis es realmente peligrosa. Durante la época de apareamiento produce feromonas o una serie de químicos para atraer al macho, quien no sale vivo de este encuentro. Ella suele devorarlo durante o después de la copulación.

PAVO REAL (Pavo cristatus): En el cortejo el Pavo Real macho exhibe en su cola unas largas plumas con ocelos de color azul metálico.

FRAGATA (Fregata magnificens):Cuando llega el momento de cortejar a una hembra, el ave fragata trata de llamar la atención 

de ésta inflando sus llamativos buches de un intenso color rojo.

LEÓN (Phantera leo): Aquellos leones con melenas más ralas y descoloridas son menos requeridos por las leonas, en cambio ellas claramente prefieren para aparearse a aquellos leones con gruesas y oscuras melenas.

VIUDA DE COLA NEGRA (Euplectes progne): Las hembras de esta especie seleccionan al macho con la cola más larga y mejor volador para que sus rasgos se transmitan a su descendencia.

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES (2012) Teoría de Selección Sexual y Origen de los Sexos. URL: http://www.psi.uba.ar/academica/carrerasdegrado/psicologia/sitios_catedras/electivas/090_comportamiento/material/teoria_de_seleccion_sexual.pdf (accedido el 17 de Octubre de 2015).

ADAPTACIONES VEGETALES Y ANIMALES

ADAPTACIONES VEGETALES PARA LA REDUCCIÓN DE LA PÉRDIDA DE AGUA POR EVAPORACIÓN

- Hojas pequeñas.

- Superficies reflectantes y hojas pubescentes.

- Cambio en la orientación de las hojas.

- Defoliación.

- Hábito de cojín.

- Suculentas.

- Vacuolas de gran tamaño.

- Apertura de estomas durante la noche.

- Metabolismo CAM (Crassulacean acid metabolism).

ADAPTACIONES ANIMALES  PARA LA REDUCCIÓN DE PÉRDIDA DE CALOR

Según la regulación de la T° interna, los organismos se clasifican en:

Poiquilotermos: Son los que la temperatura interna varia directamente con la temperatura ambiental (normalmente llamados sangre fría).

Homeotermos: Son los que mantienen una temperatura constante  (sangre caliente).

Algunas adaptaciones en los:

Poiquilotermos:

-Víboras y lagartijas toman el sol en las rocas.

-Algunos peces cambian de profundidad dentro del agua para encontrar una temperatura adecuada.

-Insectos calientan sus músculos de vuelo haciéndolos vibrar en su lugar.

Homeotermos:

-Aislación (pelaje, plumaje, grasa corporal)

-Tiritar (quema de grasa corporal con escalofríos y temblores, se tiembla hasta que se ha producido el calor que se ha perdido).

-Mamíferos marinos como los delfines y las focas tienen un mecanismo de circulación contra corriente. Las venas vuelven alrededor de la arteria de forma que se irriga con sangre fría, conservando todo el calor. Esto funciona con mucho tejido adiposo.

LHDIGITAL (2012) Termorregulación. URL: http://canal-h.net/webs/sgonzalez002/Fisiologia/TERMOREG.htm (accedido el 17 de Octubre de 2015).

AGUA, FUENTE DE VIDA

El agua es el componente molecular más abundante en los seres vivos. Químicamente es una molécula neutra con dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, pero los electrones del oxígeno están más cerca de él que del hidrógeno por lo que se crean dentro de la molécula dos zonas con cargas distintas. Esto hace que el agua tenga unas propiedades peculiares.

PROPIEDADES:

-Líquida a temperatura ambiente.

-Elevado calor específico que sirve de amortiguador frente a los cambios de temperatura.

-Elevada fuerza de cohesión y adhesión.

-Elevado calor de vaporización que permite a los seres vivos disminuir su temperatura por evaporación en los pulmones o por el sudor a través de la piel.

-Buen disolvente tanto para sales minerales como para compuestos orgánicos.

El agua existe en la Tierra en tres estados: sólido (hielo, nieve), líquido y gas (vapor de agua). Océanos, ríos, nubes y lluvia están en constante cambio: el agua de la superficie se evapora, el agua de las nubes precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc. Sin embargo, la cantidad total de agua en el planeta no cambia. La circulación y conservación de agua en la Tierra se llama ciclo hidrológico, o ciclo del agua.

Fuente: Profesor en linea

1)PRECIPITACIÓN

2)INFILTRACIÓN

3)TRANSPIRACIÓN

4)SALIDA SUPERFICIAL

5)EVAPORACIÓN

6)CONDENSACIÓN

AGUA EN LOS VEGETALES

El agua cumple una función crucial en la vida de las plantas. La fotosíntesis requiere que las plantas obtengan el CO2 de la atmósfera, pero al mismo tiempo se exponen a una pérdida de agua y por tanto a una amenaza de deshidratación. Para prevenir la deshidratación, las plantas deben absorber agua por las raíces y transportarla a la parte aérea. Pequeños desequilibrios entre la absorción de agua y la pérdida de agua a la atmósfera puede causar un déficit hídrico que puede llevar a un malfuncionamiento de muchos procesos celulares. Por ello, el equilibrio entre la absorción, transporte y pérdida de agua representa un importante desafío para las plantas terrestres.

FUNCIONES FISIOLÓGICAS

Las principales funciones del agua en relación con la nutrición son las siguientes:

Es solvente de numerosos compuestos.

En la digestión participa en la hidrólisis de los principios inmediatos: proteínas, grasas, carbohidratos.

Interviene en la absorción de los nutrientes.

Participa en el transporte de metabolitos.

Sirve de vehículo para la excreción de productos de desecho.

Regula la temperatura corporal en base a la gran cantidad de agua que tienen los organismos, el elevado calor específico y el elevado calor de vaporización del agua.

BALANCE HIDRÍCO

Fuente: Universidad de Cordoba

Las pérdidas de agua que se producen en los organismos son:

En el aire espirado en forma de vapor de agua.

Evaporación a través de la piel con el sudor.

Excreción en la orina acompañada de sales minerales y urea como componente más importante procedente de la degradación de las proteínas.

Excreción con las heces. La cantidad de agua de las heces depende principalmente del régimen alimenticio del ganado y de la especie animal así las heces de vacuno tienen por término medio más agua (80%) que las de los pequeños rumiantes (50%).

En los rumiantes la pérdida fecal es aproximadamente igual a la pérdida por la orina, mientras que en monogástricos las pérdidas de agua con las heces supone un 10-20% frente a la salida de agua en la orina que es del 80-90%. Una pérdida importante de agua es en los animales enfermos que presentan síntomas de diarrea.

CIENCIACEBAS (2013) Importancia del agua en las plantasURL: https://cienciacebas.wordpress.com/2013/09/04/importancia-del-agua-en-las-plantas-i/ (accedido el 18 de Octubre de 2015).

PROFESOR EN LINEA (2015) Ciclo del agua URL: http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Ciclo_del_agua.htm (accedido el 18 de Octubre de 2015).

UNIVERSIDAD DE CORDOBA (2013) El agua. Funciones fisiológicas. Distribución en el organismo. Balance hídrico y factores que lo afectan URL: https://www.uco.es/zootecniaygestion/menu.php?tema=145 (accedido el 18 de Octubre de 2015).

¿CUÁL ES LA RELACIÓN ENTRE LA PROPORCIÓN DE MASA CORPORAL DE LOS SERES HUMANOS Y LA LATITUD EN DONDE VIVEN?

Como logramos ver en el gráfico, existe una relación lineal entre la proporción de área/masa corporal de seres humanos y la latitud: las personas que viven en latitudes mayores (más lejos del Ecuador) tienen una menor proporción de masa corporal.

Yo creo que esto sucede ya que aunque seamos endotermos la temperatura corporal aparte de la energía metabólica, depende en parte de la temperatura ambiental, y la temperatura está directamente relacionada con el consumo de oxígeno (a mayor temperatura hay un mayor consumo de oxigeno), el cual a su vez está directamente relacionado con el tamaño/masa corporal (a mayor consumo de oxigeno mayor es el tamaño/masa corporal).

Por lo tanto podemos deducir que a medida que nos alejamos del ecuador va disminuyendo la temperatura, con lo cual también disminuye el consumo de oxigeno que a su vez se ve reflejado en una menor proporción de tamaño/masa corporal y viceversa, si nos acercamos al ecuador donde hay mayor temperatura, el consumo de oxigeno aumentará junto con el tamaño/masa corporal.

Estas relaciones también aplican en otros seres vivos, a continuación presentaré un par de ejemplos para comprender estas relaciones de mejor manera:

Consumo de oxigeno en un escarabajo en relación a la temperatura

Fuente: Ppt Individuos de Alvaro G. Gutierrez

Relación consumo de oxigeno con la masa corporal en un ratón, ardilla, gato, perro, HUMANO y elefante

Fuente: Ppt Individuos de Alvaro G. Gutierrez

NEIL A. CAMPBELL, JANE B. REECE (2006) BIOLOGÍA. URL: https://books.google.cl/books?id=QcU0yde9PtkC&pg (accedido el 17 de Octubre de 2015).

OPEN COURSE WARE DE LA UNIVERSIDAD DE MURCIA (2012) ESTUDIO DE LA TASA METABÓLICA DE LOS MAMÍFEROS: EFECTOS DEL TAMAÑO CORPORAL Y DE LA TEMPERATURA AMBIENTAL. URL: http://ocw.um.es/ciencias/ecofisiologia-animal/practicas-1/efap1ocw.pdf (accedido el 17 de Octubre de 2015).

PICAFLOR DE ARICA

El picaflor de Arica (Eulidia yarrellii) es la especie de ave más pequeña del país y uno de los picaflores de menor tamaño en el mundo. Presenta una longitud máxima de 7 a 8 cm y su peso no sobrepasa los 4 gramos. Su alimentación consiste en néctar e insectos que caza en vuelo y construye nidos donde deposita dos huevos en promedio. Registros antiguos de la especie indican que si bien poseía una distribución restringida, localmente era muy abundante. Sin embargo, a partir de la década de los ‘70, la frecuencia en los registros disminuyó, llegando a niveles considerados extremadamente bajos en los últimos años.

El hábitat de este colibrí son los matorrales a lo largo de los valles fluviales en las regiones desérticas. Vive principalmente en altitudes por debajo de los 750 mnsnm, pero en ocasiones se lo ha encontrado por encima de los 2000 msnm. Esto evidenciaría un posible desplazamiento altitudinal de la especie hacia zonas más altas, donde habría un importante aumento de oferta floral con posterioridad al invierno altiplánico. 

1. ¿Cuáles son las posibles causas de esta declinación?

Desarrollaremos a continuación 3 posibles causas de declinación de esta especie:

Destrucción del hábitat natural para convertirlas en zona de cultivo: La continua expansión de la actividad agrícola, que reemplazó la vegetación nativa del Valle de Azapa por cultivos, es la principal amenaza para la especie. Se ha logrado conservar sólo pequeños parches remanentes de vegetación nativa adecuada.

Uso de pesticidas: Son riesgosos para este colibrí el efecto de las fumigaciones de plaguicidas para combatir a la mosca de la fruta en los árboles y cultivos.

Ha sido especialmente perjudicial el contexto de las favorables condiciones climáticas de la zona para el cultivo del tomate fuera de estación, con el objetivo de abastecer de este producto a la zona central de Chile con muy buenos precios. Este cultivo es altamente demandante en pesticidas que son demasiado tóxicos para un ave de una masa tan pequeña.

Posible competencia del Picaflor de Cora (Thaumastura cora) por el hábitat: Se encuentra actualmente distribuido en forma amplia por el Valle de Azapa y constituye una nueva amenaza por la competencia por los recursos con el Picaflor de Arica, esta especie, de cola hendida es más agresivo e invadió el hábitat del colibrí de Arica sólo en las últimas décadas del siglo XX.

2. Sobre las siguientes variables relacionadas con el caso descrito, indica el nivel jerárquico al que corresponden y qué tipo de atributo son (composicional, estructural, funcional).

Atributo	Nivel jerárquico	Tipo
Peso	Individuo	Composición
Tamaño poblacional	Población	Composición
Distribución	Población	Estructura
Depredación/Competencia	Comunidad	Función
Reproducción	Población	Función
Población mínima variable	Población	Composición
Productividad de néctar	Comunidad	Función

3. ¿De qué modo se puede relacionar el caso del picaflor de Arica con el proceso de evolución por selección natural?

A través del tiempo las aves han tomado diferentes caminos en su evolución, está en especial, ha “seleccionado” las características morfológicas (determinadas genéticamente) que le han traído más éxito con lo que respecta a la sobrevivencia para luego trasmitirlas (heredarlas) a las siguientes generaciones, como la longitud y curvatura del pico con el fin de aprovechar mejor la forma de las flores que les proveen de su néctar, también la agudeza del pico con las cuales perforan la base de la flor para obtener el líquido azucarado si no son capaces de alcanzar los nectarios de las flores, como también completan su dieta con insectos que cazan al vuelo se seleccionó el tipo de alas que permitiesen volar a gran velocidad y girar bruscamente, y por último ha reducido su tamaño para tener que consumir menos calorías y tener un buen funcionamiento metabólico con el consumo de menos energía.  

AVESCHILE (2015) Picaflor de Arica URL: http://aveschile.cl/?page_id=370 (accedido el 3 de Octubre de 2015).

SAG (2004) Programa para la Recuperación del Picaflor de Arica e inventario de su tamaño poblacional. URL: http://boletindeproren.sag.gob.cl/julio2004/archivos_pdf/picaflor.pdf (accedido el 3 de Octubre de 2015).

MMA (2013) Picaflor de Arica, en peligro de extinción. URL: http://www.mma.gob.cl/educacionambiental/1319/articles-54246_PicaflorDeArica_2013.pdf (accedido el 3 de Octubre de 2015).

EVOLUCIÓN, ECOLOGÍA Y ECORREGIONES

EVOLUCIÓN

-Actualmente la existencia de la evolución como una propiedad inherente a los seres vivos ya no es materia de debate entre los científicos, los mecanismos que explican la transformación y diversificación de las especies, en cambio, se hallan todavía bajo intensa investigación.

- ¿Por qué es importante conocer la teoría de la evolución cuando uno estudia ecología?
Debido a que para entender el medio ambiente y las relaciones entre organismos es necesario conocer los orígenes de los mismos y sus cambios a través del tiempo, para así poder hacer un análisis crítico al considerar todas las variables influyentes, las que a veces no son evidentes y se explican al conocer esta teoría.

 - Algunos mecanismos de evolución son: la Selección natural, Deriva génica, Mutaciones y Flujo génico (migraciones).

- La selección natural es la reproducción diferencial de genotipos.

- La deriva génica es un proceso que disminuye la diversidad genética de una población y que tiene la característica de ser azaroso, vale decir, en el no ocurre selección natural o selección por adaptación, y sucede principalmente producto de cambios muy drásticos en el ambiente, como desastres naturales.

-  La tasa de evolución la determina: la variabilidad dentro de una población y la intensidad de selección.

- Existen evidencias de la evolución tales como:

Especies vivientes: cambios a través del tiempo, órganos vestigiales.

Especies extintas - Registro fósil: extinción, ley de sucesión, formas transicionales.

Ancestro Común: homología estructural, del desarrollo y molecular.

DEFINICIÓN E HISTORIA DE LA ECOLOGÍA

- ¿Qué entendemos por Ecología?
 Desde el punto de vista etimológico, ecología proviene del griego OIKOS que significa casa y LOGOS que significa estudio.
Heackel planteó en 1869 que era el estudio de las relaciones entre organismos y su entorno y Krebs en 1972 dijo que era el estudio científico de interacciones que determinan la distribución y abundancia de organismos. Aunque aun no hay un acuerdo en la definición de esta forma de estudio científico pero lo que sabemos con certeza es que el estudio ecológico existe desde que especie humana apareció en la Tierra.

- En la ecología podemos ver los siguientes niveles jerárquicos: célula, tejido, órganos, sistemas de órganos, organismo, población, comunidad, ecosistema, paisaje, bioma, ecósfera.

- Algunas definiciones de los niveles jerárquicos son:
 Individuo (Organismo): Ecofisiología estudia cómo los organismos son afectados y afectan su medio biótico y abiótico.
 Población: Grupo de individuos de la misma especie y que coexisten en un mismo lugar y tiempo. Presencia y ausencia de especies, abundancia y rareza, y tendencias y fluctuaciones en su número.
 Comunidad: Grupo de poblaciones que interactúan en un ecosistema. Composición o estructura de comunidades.
 Ecosistema: Comunidad + ambiente físico. Vías que siguen la energía, nutrientes y otros químicos a través de las comunidades.
 Paisaje: Conjunto de ecosistemas. El estudio de la estructura y los procesos que se producen en un paisaje.

- Con los cuales aparecen propiedades ecológicas, para comprenderlas mejor presentaremos algunos ejemplos (propiedades emergentes, las propiedades colectivas y de retroalimentación)

Emergentes: Surgen en el nivel jerárquico superior, ejemplos:

Abiótico: silica gel (dióxido de silicio)

Biótico: Líquen=hongo+alga (prop. De comunidad)

Una simbiosis entre una alga y un hongo, los cuales están adaptados a para sobrevivir más fácilmente juntos que por separado.

Colectivas: Suma del comportamiento de los elementos, como por ejemplo, como la productividad primaria o la tasa de natalidad o mortalidad a nivel de población.

Retroalimentación: Un componente afecta a otro en forma positiva o negativa.

Disponibilidad de alimento.

- Cabe destacar sobre este estudio científico que el concepto de ecología se puede aplicar en CIUDADES y que otras ciencias con las que se traslapa son GEOGRAFÍA y ECONOMÍA.

ECORREGIONES

- El Sistema de Clasificación de Ecorregiones, consta de nueve niveles o categorías que, ordenados en jerarquía de mayor a menor permanencia, de acuerdo a las variables ecosistémicas que las definen, estas son:
1.- Reino 
2.- Dominio 
3.- Provincia 
4.- Distrito 
5.- Sitio 
6.- Uso 
7.- Estilo 
8.- Condición 
9.- Tendencia 

-Las ecorregiones a nivel de reino y dominio se definen según TEMPERATURA y PRECIPITACIONES de la zona.

-Según la clasificación de ecorregiones, ¿qué reinos y dominios existen en Chile continental?

Los reinos existentes son: seco, templado

Los dominios existentes son: desértico, estepárico, secoestival, húmedo.

- Variación climática a gran escala:
Mecanismo básico: calentamiento desuniforme de la Tierra debido a su forma esférica e inclinación (23,5°)

Solsticios:

21 de Junio: Marca el inicio del invierno en el hemisferio sur y del verano en el hemisferio norte.

21 de Diciembre: Marca el inicio del verano en el hemisferio sur y del invierno en el hemisferio norte.

Equinoccios:

21 de Marzo: Marca el inicio del otoño en el hemisferio sur y de la primavera en el hemisferio norte.

23 de Septiembre: Marca el inicio de la primavera en el hemisferio sur y del otoño en el hemisferio norte.

- La exposición polar en el hemisferio sur es la ladera que mira hacia el sur y la exposición polar en el hemisferio norte es la ladera que mira hacia el norte.

*Conceptos claves: Evolución, Ecología, Ecorregiones, Selección natural, Deriva génica, Dominios y Reinos.

PUCV (2013) Sistema de clasificación de ecorregiones. URL: http://ucv.altavoz.net/prontus_unidacad/site/artic/20080811/asocfile/20080811160210/pormeno.pdf (accedido el 3 de Octubre de 2015).