Origen de la vida. Las primeras formas de vida y la diversificación de la vida, Resúmenes de Ciencias de la Tierra

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Introducción

Unidad 1: El origen del planeta

Apuntes de clase: El origen del planeta

• 1. La vida en la tierra
  • 1.1. La tierra vista por dentro
• 2. Tectónica de placas

Unidad 2: Origen de la vida

Apuntes de clase: Origen de la vida. Las primeras formas de vida. La

diversificación de la vida. Las teorías evolutivas.

• 1. Entonces.... ¿Cómo comenzo la vida?
• 2. ¿Cómo se divide el tiempo geológico?
• 3. Los fósiles, evidencia del tiempo geológico
• 4. El comiezo de la era precámbrica
• 5. El comiezo de la era paleozoica
• 6. El comiezo de la era mesozoica
• 7. El comienzo de la era cenozoica
• 8. Llegando a la actualidad

Unidad 3: La diversidad biológica

Apuntes de clase: La diversidad biológica y la reproducción sexual

• 1. Síntesis de lo trabajado sobre: La vida en la tierra
• 2. La reproducción
• 3. Haciendo un poco de historia
• 4. La continuidad de la vida
• 5. En el jardín de un monasterio
• 6. Diversas formas de reproducción
• 7. A modo de resumen de lo trabajado

Unidad 4: Poblaciones y comunidades. Los ecosistemas

Apuntes de clase: Poblaciones y comunidades. Los ecosistemas.

• 1. La organización de los seres vivos en un ambiente
  • 1.1. Un ejemplo de población: los horneros
• 2. Las comunidades
• 3. Ecología de las poblaciones
• 4. Las especies
• 5. Los ecosistemas
• 6. La biosfera
  • 6.1. Fotosíntesis, luz y vida
  • 6.2. ¿Por qué siempre hay alimentos en la naturaleza?
  • 6.3. Diagrama del proceso de fotosíntesis

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BIOLOGÍA Bienvenidos a biología. A lo largo de este módulo encontraremos 4 unidades temáticas. En el trayecto veremos ilustraciones que a su vez también aportarán información. 1) Los gráficos ordenan y amplían la información vertida en los contenidos. 2) Los textos como las ilustraciones y los gráficos son la base para comprender el sentido y guiar el trayecto. Recomendaciones para abordar la materia: Recomendamos leer detenidamente los textos y armar una guía de lectura. ¿Por qué no entregamos esta guía de lectura? La razón se centra en que los contenidos a desarrollar en la materia son complejos y cada estudiante tiene una manera de organizar lo aprendiendo. Para algunos alumnos esto se resuelve marcando o resaltando aquellas palabras o frases que resulten en un resumen de los aportes centrales. Para otros será más claro ir organizando lo leído en un resumen escrito en una hoja de papel y finalmente otros preferirán utilizar gráficos que les permitan ver mejor el camino que se recorre a lo largo de la unidad a modo de redes conceptuales. Todas las opciones son válidas, la idea es que cada uno encuentre una forma de leer y comprender. Los títulos los orientarán sobre los conceptos centrales a desarrollar. ¡Éxitos en su recorrido! Introducción BIOLOGÍA

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1. La vida en la Tierra Todos los seres humanos vivimos en este planeta, el planeta Tierra. Esta afirmación es ampliamente conocida por todos, no merece discusión. Pero, a lo largo de esta materia iremos indagando qué hace que esto sea posible, el origen de la vida, cómo se fue modificando a lo largo del tiempo y qué condiciones permitieron la existencia de vida en este espacio del universo. Por otro lado también sabemos que “la vida” en nuestro planeta no fue siempre igual, que hubo muchos cambios a lo largo de su historia y será la historia de la vida otro de los ejes centrales de la materia. Comenzamos a pensar sobre el origen del planeta: Apunte de clase: El origen del planeta UNIDAD 1 El origen del planeta La foto que acompaña nuestro texto fue tomada en 1972 por los astronautas de la misión Apolo 17, la misma nos muestra un planeta muy diferente a aquel que recorremos y reconocemos diariamente. La imagen obtenida por los astronautas de la Apolo 8 ya mostraba una perspectiva única del planeta: la Tierra vista desde el espacio era espectacular y llamaba la atención no sólo su belleza sino también su soledad, la soledad de un pequeño planeta. Pero, a medida que nos acercamos a ella, desde ese espacio infinito se podía observar mucho más que roca y suelo. Los rasgos más llamativos no son los continentes sino las nubes suspendidas sobre su superficie y el enorme océano. Estos rasgos llevaron a diferentes autores e investigadores contemporáneos a llamarla el planeta azul, marcando así la importancia del agua y el aire en el planeta.

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BIOLOGÍA Corteza: Es la delgada capa superficial. En los continentes tiene un grosor medio de 35 km y las rocas predominantes son granito y gneis, con una cubierta de sedimentos. En los océanos, su grosor es de 8 km y predomina el basalto, cubierta también por sedimentos. Manto Mesosfera Litosfera Astenosfera Corteza Núcleo interno Núcleo externo Discontinuidad de Gutemberg Manto: Es una capa gruesa que llega hasta los 2900 km de profundidad. Está separado de la corteza por la discontinuidad de Mohorovicic. En el manto predomina una roca ígnea muy densa llamada peridotita. Núcleo: Es la esfera central. La discontinuidad de Gutemberg lo separa del manto. Está compuesto por hierro y níquel con algo de azufre. Este modelo nos muestra la situación actual de lo que sabemos sobre el interior del planeta hoy. Miremos el exterior de la ilustración. Nos muestra que la corteza terrestre no tiene igual profundidad en todos sus puntos. Cuando decimos “corteza terrestre” incluimos también el fondo de los océanos, es decir que corteza terrestre es todo lo externo. Entonces, la corteza terrestre es la zona del planeta que habitamos o conocemos los seres humanos Ahora imaginemos que le quitamos toda el agua de los océanos y observemos detenidamente la ilustración de la corteza terrestre en el océano Atlántico:

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BIOLOGÍA Como ven en la ilustración hay montañas y depresiones en el fondo de los océanos, todo esto también es parte de la corteza terrestre. Vuelvan a mirar el gráfico sobre el interior del planeta y deténganse en la zona del Manto se puede concluir en que ésta corteza terrestre “flota” sobre una gran capa de materiales que son líquidos, parecido al dulce de leche y que conocemos como lava de los volcanes. Otras ilustraciones para comprender mejor lo desarrollado hasta ahora: Los fragmentos de la roca erosionada vuelven de nuevo al mar por medio del viento, la lluvia y los ríos. Al entrar en erupción, los volcanes arrojan cenizas y polvo sobre una gran área. La roca que circula por el manto penetra en la corteza bajo la forma de intrusiones. Sale expulsada a la superficie a través de los volcanes. Los materiales de derrubio se convierten en sedimentos en la orilla del mar. El sedimento que se convierte en roca vuelve al manto en las zonas de subducción. Con el tiempo, las capas de rocas sedimentarias pueden alcanzar la superficie de nuevo a medida que cambian los niveles del mar o colisionan las placas. La lava se enfría para formar roca ígnea, que luego se fragmenta y desaparece por la erosión. Para ordenar los datos que aparecen en la ilustración se propone seguir las flechas que aparecen en ella: La ilustración anterior simula un corte en la Tierra. Cuando se hace un “corte” del interior del interior del planeta en un gráfico como éste aparece en su exterior el borde y luego (desde arriba hasta abajo) se muestra la porción cortada. Lo que se ve saliendo en negro es la erupción de un volcán. En toda erupción volcánica salen primero ceniza y gases y luego la lava. La lava es un líquido que no se parece al agua sino al dulce de leche por su consistencia (pero ambos son líquidos). Esa lava cae sobre la corteza que había hasta ese momento (la parte externa del gráfico) y la va formando y modificando. Esto pasó y pasa constantemente, en cada erupción volcánica, sólo que los seres humanos vemos una parte de la película sobre la historia del planeta, vemos una foto, un corte en la película. Estos procesos son muy lentos pero muy lentos y explican los cambios que se originaron a lo largo de la historia de la Tierra. Cuando decimos que la corteza terrestre “flota” sobre el manto nos referimos a que no tenemos conciencia de ello, no lo podemos sentir así como los investigadores tampoco lo pudieron conocer hasta mediados del siglo XX.

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Uno de ellos fue el hallazgo de rocas magnéticas de diferentes eras, que apuntaban en direcciones diferentes a las del polo Norte magnético actual. Otro acontecimiento fue el descubrimiento de rocas volcánicas jóvenes en el fondo oceánico, justo en las zonas de las llamadas dorsales oceánicas (cordilleras volcánicas submarinas). Estas se extienden a lo largo de todos los océanos del mundo, más o menos por su centro. Paralelas a estas cadenas montañosas hay fosas oceánicas profundas. Por las grietas de las dorsales surgieron materiales calientes desde la zona del manto terrestre, empujando en diferentes direcciones las dos mitades del océano y creando, al enfriarse, nueva corteza a lo largo de las dorsales o zonas de expansión. Pero, entonces... ¿por qué la cantidad de corteza es siempre la misma? Se pensó que los continentes eran como simples pasajeros apoyados sobre una cinta transportadora en permanente movimiento. Pues mientras se crea corteza nueva, a través de las grietas la corteza antigua se hunde hacia el manto terrestre en las profundas fosas o zonas de subducción que corren paralelas a aquellas. Esta nueva teoría fue llamada tectónica de placas y se desarrolló completamente entre l970 y 1980. Por medio de ella, se explican diversos fenómenos: la coincidencia entre las rocas y fósiles de diferentes continentes; los terremotos como superposición de una placa sobre otra; las erupciones volcánicas como resultado de la penetración de placas en el manto; las cadenas montañosas como consecuencia del choque de dos placas que levantan los bordes de los continentes Actualmente, existen evidencias de que África se está separando de Arabia a razón de 7 cm por año. Los geólogos suponen que llegará un momento en que, entre ambos sitios, habrá un océano.

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1. Entonces …¿cómo comenzó la vida? Vamos por partes: Gracias a las evidencias fósiles sabemos que existía vida en la Tierra desde hace casi 3.500 millones de años. Muchos de estos fósiles los vemos en los museos, dinosaurios, restos fosilizados de pequeños organismos, etc. Sabemos que los mismos no existen en la actualidad. Esto nos lleva a pensar, al igual que a los primeros investigadores que en el planeta hubo muchos cambios. La formación del planeta y de su atmósfera dio origen a la vida. ¿Cómo se piensa que esto sucedió? Empecemos por un primer momento: Algunos compuestos orgánicos de los cuales surgió la vida en la Tierra pudieron haber venido del espacio exterior. Compuestos de carbono han sido encontrados en algunos meteoritos que aterrizaron en la Tierra, llegando desde el espacio exterior y la vida entonces comienza con estas semillas diseminadas por todo el universo. El registro fósil nos permite organizar las posibles secuencias de esta vida. Muchas formas vivas desaparecieron y fueron reemplazadas por otras formas que evolucionaron a partir de las sobrevivientes. Este registro fósil relata numerosas ocasiones en las que los cambios ambientales fueron tan rápidos y perjudiciales que la mayoría de las especies se extinguieron. Resumiendo: Así se formó la actual atmósfera, la vida progresó y evolucionó manifestándose en la gran diversidad de especies animales y vegetales que están presentes hoy en día. Apunte de clase: Origen de la vida. Las primeras formas de vida. Las teorías evolutivas UNIDAD 2 Origen de la vida

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BIOLOGÍA Volvamos a la sigla más , como ya dijimos esto significa millones de años. Recorra nuevamente el gráfico y observe detenidamente el tiempo que pasó entre los cambios que allí se mencionan. Sobre la idea de tiempo: Al observar el cuadro nos pueden surgir una serie de dudas relacionadas con la idea de tiempo. Intentaremos aclarar esta idea: Generalmente en la vida cotidiana nos referimos a “tiempo” haciendo una relación con el tiempo atmosférico, el estado de la atmósfera en un día: si va a llover, si habrá viento, temperaturas máximas o mínimas, etc El tiempo cronológico , en cambio se relaciona con los movimientos de la rotación y traslación de la Tierra. La rotación del planeta alrededor de su eje y dura desde un amanecer hasta que se sucede el siguiente y lo conocemos con el nombre de día solar. El día se divide en veinticuatro horas. Una hora en sesenta minutos, un minuto en sesenta segundos y éstos también pueden dividirse. Treinta días hacen un mes y doce meses hacen un año terrestre, que es el tiempo que dura la traslación de la Tierra alrededor del Sol. De alguna manera nos damos cuenta de estos cambios. Vemos diariamente el movimiento aparente del Sol en el cielo, algunos árboles pierden su follaje en el otoño y florecen durante la primavera; y nos abrigamos más en invierno que en verano. Por otro lado también está el tiempo geológico. Sin embargo el tiempo geológico abarca millones de años terrestres. Es a esta concepción del tiempo a la que nos referimos en la espiral del gráfico.

2. ¿Cómo se divide el tiempo geológico? El tiempo geológico se divide en eras, períodos y épocas y nos explica la historia de la Tierra desde su origen hasta nuestros días. La más antigua de las eras, la precámbrica, comprende el 90% del tiempo geológico. Abarca todo el período de tiempo de formación de la corteza terrestre hasta la aparición de las primeras formas de vida que llegaron hasta nosotros como restos fósiles. La intensa actividad volcánica, deposición de sedimentos, extensa erosión y repetidas glaciaciones son algunas de sus características. Algas, hongos primeras plantas acuáticas, protozoarios marinos, moluscos, gusanos y otros invertebrados marinos son algunas de las manifestaciones de las primeras formas de vida del planeta. Algunos científicos la dividen en dos períodos: el arcaico y el proterozoico. Sólo el 10% del tiempo geológico restante abarca tres eras: la paleozoica (“vida antigua”); la mesozoica ( “vida intermedia”) y la cenozoica (“vida nueva”). Durante la era paleozoica surgen los continentes y aumenta la glaciación. La vida animal se caracterizó por la presencia de peces, anfibios y reptiles primitivos. La vida vegetal, por la abundancia de algas marinas, el nacimiento de los bosques de coníferas y la aparición de los insectos.

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BIOLOGÍA Durante la era mesozoica se formó la cordillera de los Andes. Los continentes se elevaron más. Grandes reptiles como los dinosaurios se adueñaron de la superficie terrestre y proliferaron los primeros bosques de robles y arces. Surgen los mamíferos ovíparos y se extinguen los anfibios primitivos. En cambio en la actual era, la cenozoica, los mamíferos dominan la Tierra y surgen las plantas con flores. Las repetidas glaciaciones determinaron una gran extinción de especies vivas. Disminuyeron los bosques y aparecen los pastos y otras plantas herbáceas. Aparece el hombre, el caballo y el elefante casi tal como los conocemos ahora. El almanaque de la evolución, otra forma de pensar el tiempo geológico Carl Sagan (1934-1996) fue un astrónomo norteamericano que dedicó gran parte de su vida a escribir excelentes libros de divulgación científica. Utilizó todos los datos que se conocen hasta la actualidad sobre la antigüedad de los organismos vivos e imaginó una “escala temporal” como la que usan los cartógrafos para hacer los mapas. Calculando que la antigüedad de la Tierra es de alrededor de cuatro mil millones de años, llevó esta cifra a un año. Es decir:

• 4.000 millones de años de la Tierra = 1 año A partir de esta escala, el siguiente “almanaque evolutivo” deberán leerlo según las siguientes equivalencias:
• 1 mes = 330 millones de años.
• 1 día = 11 millones de años.
• 8 segundos = 1000 años. Si pensamos que la Tierra se formó a las cero horas del primero de enero, nuestro “almanaque evolutivo” queda así:

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3. Los fósiles, evidencias del tiempo geológico Siempre se observó que muchas rocas contenían objetos con forma de caparazones, huesos de animales, hojas de plantas con sus nervaduras y también semillas. Durante la historia el hombre interpretó estas huellas de diversas maneras. Pero sólo muy pocas resultaron creíbles. Leonardo da Vinci, un brillante pensador del Renacimiento, observó que ciertos fósiles de conchas marinas no eran muy diferentes de las especies que existían en los mares de Italia, su país de origen. Para él los fósiles no eran nada más que restos de organismos marinos que vivieron cuando se formaron las rocas en las que se hallaban. Luego el mar las habría cubierto hasta que estos depósitos nuevamente salieron del mar para formar el suelo italiano. Los fósiles son los restos o pruebas de la existencia de seres vivos muy antiguos que se han conservado naturalmente a lo largo de la historia de la tierra. El estudio de los fósiles se conoce como paleontología y nos ayuda a saber, por ejemplo, las edades de diferentes rocas. Esta ciencia también explica, que la vida en la Tierra comenzó, por lo menos, hace 3.500 millones de años. Durante todo este tiempo algunas especies vivas se extinguieron, otras permanecen casi como ahora y muchas fueron cambiando o evolucionando hacia nuevas formas de vida. Una muy pequeña parte de estas transformaciones ha quedado plasmada como restos de fósiles, con los cuales hoy podemos reconstruir los distintos escenarios del pasado de la Tierra. 4. El comienzo de la era precámbrica En la primera etapa de este período no existían los seres vivos. No hay registros fósiles reconocibles. Sólo aparecen en las primeras rocas en algunos depósitos de materia orgánica. A medida que el planeta se fue desgasificando se liberaron del magma grandes cantidades de agua. Así se formaron los océanos. Debido a que el clima se hacía más cálido se evaporaba más agua. Así comenzó a funcionar con toda su fuerza el ciclo hidrológico. Aumentaron las lluvias y el escurrimiento del agua sobre la corteza. El agua de lluvia fue sacando el dióxido de carbono de la atmósfera. Este hecho tuvo dos consecuencias importantes: primero, disminuyó el efecto invernadero y segundo el aumento de la penetración de la radiación solar en la superficie del planeta. Una hipótesis sostiene la existencia de microorganismos fotosintetizadores especialistas en extraer el dióxido de carbono de la atmósfera y del agua de los océanos. A cambio eliminaban oxígeno, que sólo alcanzó su cantidad actual hace mil quinientos millones de años. La presencia de oxígeno representó una ventaja importante para la vida sobre la superficie del planeta: filtraba la radiación ultravioleta que descompone muchas moléculas, incluidas la del ADN y del oxígeno mismo transformándolo en ozono. Pasaron mil millones de años hasta que se formó la actual capa de ozono gran filtro de la radiación ultravioleta.

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BIOLOGÍA Al mismo tiempo comenzaba la vida en el agua: primero fueron los procariotas (organismos unicelulares sin núcleo) luego, los eucariotas (organismos unicelulares con núcleo) posteriormente los metazoos (organismos pluricelulares).