Flujo de materia en los ecosistemas
El ciclo de la materia y el flujo de energía en los ecosistemas se producen a través de las interacciones entre los distintos organismos y entre éstos y el entorno físico. Todos los sistemas vivos necesitan materia y energía. La materia alimenta las reacciones químicas que liberan energía para las funciones vitales y proporciona el material para el crecimiento y la reparación de los tejidos. La energía de la luz es necesaria para las plantas porque la reacción química que produce la materia vegetal a partir del aire y el agua requiere un aporte de energía para producirse. Los animales adquieren la materia de los alimentos, es decir, de las plantas o de otros animales. Los elementos químicos que componen las moléculas de los organismos pasan por las redes alimentarias y el medio ambiente y se combinan y recombinan de diferentes maneras. En cada nivel de una red alimentaria, parte de la materia proporciona energía para las funciones vitales, otra parte se almacena en estructuras de nueva creación y gran parte se desecha al entorno. Sólo una pequeña fracción de la materia consumida en un nivel es captada por el siguiente. Como los ciclos de la materia y la energía fluyen a través de los sistemas vivos y entre los sistemas vivos y el entorno físico, la materia y la energía se conservan en cada cambio.
La materia se mueve a través de un ecosistema en ciclos verdadero o falso
Objetivos de aprendizaje para el final del 5º grado: Las plantas adquieren su materia para el crecimiento principalmente del aire y del agua. Las plantas también necesitan luz y minerales para realizar la fotosíntesis. Las plantas utilizan la materia que han formado mediante la fotosíntesis para mantener sus condiciones internas (por ejemplo, durante la noche). Los animales no pueden realizar la fotosíntesis y deben tomar alimentos. La mayoría de los animales también necesitan tomar aire y agua. La vida anaeróbica, como las bacterias del intestino, funciona sin aire. Los alimentos proporcionan a los animales los materiales que necesitan para la reparación y el crecimiento del cuerpo y se digieren para liberar la energía que necesitan para mantener el calor corporal y para el movimiento.
Objetivos de aprendizaje para el final del 5º grado: Las redes alimentarias ayudan a mostrar cómo se relacionan los organismos. La alimentación de la mayoría de los animales se remonta a las plantas. Algunos animales comen plantas para alimentarse y otros animales comen animales que comen plantas. Ambos tipos de animales se llaman «consumidores». Algunos organismos, como los hongos y las bacterias, descomponen las plantas y los animales muertos. Estos organismos se llaman «descomponedores». La descomposición acaba devolviendo (reciclando) algunos materiales al suelo para que los utilicen las plantas.
Red alimentaria
2. Revise el modelo del ciclo del carbono generado por la clase, creado en la actividad «Rastreando el carbono». Concéntrese en las partes del ciclo sobre las que los alumnos indicaron que necesitaban más información. Diga a los alumnos que esta actividad se centrará en la recopilación de esa información.
Puedes recoger el documento Investigando los ciclos de la Tierra de los alumnos para evaluar su comprensión de las lecturas y darles retroalimentación cuando sea necesario. Después de revisar los documentos, recuerda redistribuirlos antes de la siguiente actividad, Ciclos de la materia y la energía: Modelización, durante la cual los alumnos comenzarán a compartir sus conocimientos con otros grupos.
El ciclo global del carbono es la forma en que el carbono se mueve a través de varios depósitos en la Tierra. Hay una parte más lenta del ciclo del carbono y otra más rápida. Para entender cómo se mueve el carbono en estos dos ciclos es necesario conocer otros subciclos y procesos, como la fotosíntesis y la respiración, el ciclo de las rocas y el ciclo del agua.
El ciclo lento del carbono mueve el carbono a través de la litosfera, la atmósfera y la hidrosfera en escalas de tiempo de 100 a 200 millones de años, principalmente a través de los procesos del ciclo de las rocas. El ciclo rápido del carbono traslada el carbono de la atmósfera a la biosfera a través de la fotosíntesis en las plantas y el fitoplancton. A continuación, puede volver a la atmósfera si la materia vegetal se quema, si las plantas mueren y se descomponen mediante procesos bacterianos, si los animales o las personas se comen las plantas y el carbono se libera a la atmósfera como producto de la digestión, o si se exhala a través del proceso de respiración.
Respuestas a la hoja de trabajo sobre los ciclos de la materia y la transferencia de energía en los ecosistemas
«Sí, el sol». Casi todo lo que comes puede remontarse al sol a través de las cadenas alimentarias. Una cadena alimentaria consiste en una serie de organismos en la que el primer organismo es comido por un segundo y el segundo es comido por un tercero. Durante este proceso, los nutrientes y la energía del organismo comido se transfieren al organismo que lo come.
La mayoría de los alimentos que consumimos proceden de cadenas alimentarias simples derivadas de ecosistemas agrícolas controlados por el hombre. Por ejemplo, la carne que comemos proviene de una vaca que comió maíz. El maíz recibió su energía del sol.
Sin embargo, en los ecosistemas naturales, un halcón puede comer una serpiente que puede haber recibido su energía de un ratón, una rana o un conejo. Si se comió a un ratón, ese ratón puede haber consumido semillas de cualquier número de plantas. Ninguna de estas cadenas alimentarias es exactamente igual, lo que hace que el estudio de la transferencia de energía sea complejo.
La cadena alimentaria comienza con los productores, organismos como las plantas verdes, que pueden fabricar su propio alimento. A través de la fotosíntesis, los productores convierten la energía solar en energía química, en los enlaces químicos del alimento. De toda la energía que una planta recibe del sol, sólo un 3% se convierte en energía química. La cantidad de energía química varía en función de la especie vegetal y de la ubicación de la planta. (Consulta la unidad ¿Qué es la energía? para obtener más información sobre la energía química).