Water for Life

 

Recursivos Educativos: Lección 2

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Lecciónes: Contents

Lección 1: El Ciclo hidrologico y el concepto de cuenca
Lección 2: Ecología y Ecosistemas de Quebradas
Lección 3:Hábitat y Monitoreo Biológico
Lección 4: Estudiantes como Científicos
Glosario
Referencias

Lección 2: Ecología y Ecosistemas de Quebradas 

Introducción a los Ecosistemas
Nutrientes y Ciclos
Funciones De Los Ecosistemas Que Sirven Al Ser Humano
Actividades

Objetivos

  1. Familiarizar al estudiante con el concepto de ecosistema.
  2. Explicar algunas de las funciones y procesos de los ecosistemas naturales, incluyendo el ciclo de los nutrientes.
  3. Estimular la conservación de la herencia natural por medio del entendimiento y apreciación de los ecosistemas naturales.
Hora  Actividad
8:00 - 8:10 Bienvenida
8:10 - 8:30 Actividad 1: Caja de la vida
8:30 - 9:00 Introducción a los ecosistemas (repaso) y los ciclos de nutrientes. 
9:00 - 9:45 Actividad 2: Enfasis en interconecciones -- Nicho del lazo azul o La poza de la libélula, Project Wild Aquatic
9:45 - 10:00 Recreo
10:00 - 10:45 Ecosistema de quebradas y la cadena trófica
10:45 - 11:30 Actividad 3: Felipe el pez
11:30 - 12:00 Discusión: Los servicios de los ecosistemas y sus beneficios para las personas.

Introducción a los Ecosistemas

¿Qué significan los ecosistemas?

La palabra ecosistema combina dos palabras: ecología y sistemas. Conecta a la idea de eco, la casa de la naturaleza, con la del sistema, las interacciones a lo largo del tiempo entre seres vivos y los elementos inertes de la casa. Uno de los problemas que enfrentan muchos maestros con el término es la pregunta, ¿Cuán grande es un ecosistema? Casi todos hemos visto fotografías de la tierra desde el espacio y escuchado referirse al planeta entero como un ecosistema. Este ecosistema es llamado global o biósfera. 

¿Qué es un ecosistema? Algunos ejemplos.

Un ecosistema es el término que representa una idea más que un lugar o grupo de cosas. Un ecosistema engloba todas las interacciones entre los organismos que comparten un área y entre esos organismos y su ambiente físico. Estas interacciones pueden ser autosuficientes -- eso es, el ecosistema puede seguir operando-- mientras el sistema sea abastecido con energía. El ecólogo Eugene Odum enfatiza este punto mencionando la historia de la nave espacial Apolo trece, para representar un ecosistema. Existe una película sobre esta nave espacial. Si no está familiarizado con la película, la historia de la problemática estación espacial Rusa MIR es muy similar. Esta nave tenía seres vivos y no vivientes, como un ecosistema. Las tripulaciones de ambas naves estubieron muy cerca de perder toda la energía y consecuentemente perder el suministro de oxígeno, también la habilidad de calentar la nave. Tomamos por seguro el suministro de oxígeno (así como agua y alimento) que el planeta provee para nuestra subsistencia.

Otra ilustración de un ecosistema que cualquiera puede crear es un acuario o un recipiente con agua de una quebrada o una charca, con unos cuantos animales y unas plantas. Teóricamente, si el acuario está montado apropiadamente, debería ser posible para sus habitantes vivir un largo tiempo aún con una tapa sellada. Desafortunadamente, cuando este experimento se ha probado, los organismos dentro del acuario usualmente mueren. Es difícil que los ecosistemas artificiales que creamos puedan mantener el balance adecuado como el de los ecosistemas naturales.

Como en el ejemplo anterior de la nave espacial, si el acuario es sellado totalmente del mundo exterior, tiene que producir todo el alimento necesarío para los organismos; reciclar todos los desechos y producir suficiente oxígeno por medio de la fotosíntesis para balancear el dióxido de carbono. Se debe observar que los ecosistemas no están aislados, de hecho, dependen de cosas fuera de su juricdicción - energía solar o tierra o agua o aire. Nuestra quebrada, la Quebrada Grande, puede ser considerada un ecosistema; y estamos aprendiendo que tan fuerte es el enlace entre la quebrada y los ecosistemas que la rodean, tales como los ecosistemas de bosque e incluso los ecosistemas agrícolas. Las actividades que se llevan acabo dentro del sistema y ocasionalmente fuera de la cuenca afectan el ecosistema de la quebrada.

Ya realizamos la actividad "Caja de la Vida", así que sabemos que la tierra (suelo), el aire, el agua y la energía solar son las cuatro cosas esenciales para casi todo tipo de ser vivo (excepto por las fuentes de agua caliente en el fondo del mar). Los ecosistemas que estudiaremos tendrán estas cuatro cosas. El término ecosistema es una conveniencia. Podríamos trazar una línea alrededor de una sección del mundo y llamarlo un ecosistema. Podríamos describir como se comportan los organismos en este sistema; como interactuan, crecen, se adaptan, que comen, cuanto viven, que pasa con ellos cuando mueren, de que requieren para estar saludables o para reproducirse. Explicando como opera el sistema estamos pensando sistemáticamente. Encontramos conecciones. Muy frecuentemente los elementos del sistema son raros y difíciles de entender. Un buen ejemplo es la historia de como las flores de muchos árboles del bosque lluvioso en Costa Rica son polinizadas y las semillas dispersadas.

El ecosistema engloba todas las interacciones entre los organismos que viven en un área en particular y entre estos organismos y su ambiente físico. Los ecosistemas muy frecuentemente tienen un gran surtido de organismos que interactuan entre ellos y que son interdependientes en varias formas. Por ejemplo, los árboles floreados dependen de ciertos polinizadores y los polinizadores dependen de árboles específicos. Casualmente, los bosques tropicales están compuestos de mucho más especies que otros ecosistemas de bosque. Por ejemplo, el bosque típico del oeste de los Estados Unidos, contiene de 5 a 12 especies de árboles. El bosque lluvioso típico puede tener más de 300 especies de árboles.

Las lagunas y pantanos del Refugio de Vida Silvestre Rafael Lucas Rodríguez (Parque Nacional Palo Verde) o del Parque Nacional Corcovado son otros ejemplos de ecosistemas que podrían ser considerados, especialmente porque tienen límites definidos. Los ecosistemas estuarinos, bahías donde drena agua dulce al océano, sostienen una vida abundante y diversa. 

¿Qué es una comunidad?

En un sistema, tal como un pantano, todos los organismos vivientes que se encuentran en ese ambiente particular son denominados una comunidad. Los organismos de una comunidad pueden ser divididos en tres categorías basadas en como obtienen su alimento: productores, consumidores y descomponedores (Figura 3). La mayoría de las comunidades tienen representantes de los tres grupos, los cuales interaccionan extensamente entre ellos.

Para iniciar la discusión, podría preguntar a los estudiantes algo como "¿Qué pasaría si no hubieran descomponedores?"

Hay ciertas situaciones hipotéticas que usted puede pensar para que le den una idea sobre que tan bien están entendiendo el material los estudiantes.

¿Cuáles son las fuentes de energía de un ecosistema?

La luz solar es la fuente de energía que impulsa todos los procesos de la vida en la Tierra. Los productores manufacturan moléculas orgánicas complejas usando sustancias inorgánicas simples (dióxido de carbono y agua), usando la energía de la luz solar para hacerlo. Los productores capturan la energía del sol por medio de la fotosístesis. Foto significa luz y síntesis ensamblaje, conección, o manufactura. La energía del sol es almacenada en forma de enlaces químicos en las moléculas. El dióxido de carbono, el agua y la luz solar son usados por las plantas para producir azúcar y como un subproducto oxígeno. Como los animales no pueden convertir energía de esta forma, dependen de la energía almacenada en las plantas. Mientras que las plantas son los productores más significativos sobre la tierra, las algas y ciertos tipos de bacterias son productores más importantes en ambientes acuáticos. En la comunidad del pantano, zacates, algas y bacterias fotosintéticas, son los productores importantes.

 ¿Cómo se mueve la energía por el sistema?

Los animales son consumidores, o sea, usan los cuerpos de otras plantas y animales como su fuente de energía. Los consumidores que comen productores se llaman consumidores primarios (un paso más allá de productores) lo que significa que son exclusivamente herbívoros (comen plantas). Las vacas, venados y guatuzas (o larvas de mariposa y monos) son ejemplos de consumidores primarios. No todos los animales comen plantas directamente. Los animales que comen otros animales están a dos pasos de las plantas, así que se llaman consumidores secundarios o carnívoros. Los jaguares son un ejemplo de consumidores secundarios, así como lo es la boa. Otros consumidores, llamados omnívoros, comen una variedad de plantas y organismos animales. Los saínos y pizotes son omnívoros.

Cuando se descomponen los cuerpos de los organismos, estos se dispersan en fragmentos y material disuelto a los que en conjunto se les llama materia orgánica, o detritos orgánico. Algunos consumidores llamados detritívoros, consumen este material orgánico de origen vegetal y animal. Los detritívoros son especialmente abundantes en hábitats acuáticos, donde se entierran en el fondo del sedimento y consumen la materia orgánica que se acumula ahí. Los detritívoros trabajan en conjunto con los descomponedores para degradar los organismos muertos y los productos de desecho. Los descomponedores degradan material orgánico y usan los productos de la descomposición para suplirse de energía. Al ejecutar esta función esencial, normalmente liberan moléculas inorgánicas simples, tales como dióxido de carbono y sales minerales, que entonces pueden ser reusados por los productores. Las bacterias y los hongos son importantes ejemplos de descomponedores. 

Dibujo: heliconia. Dibujo: pavón.
Heliconia Pavón Hongo de copa

Figura 3. Ejemplos de Productores, Consumidores y Descomponedores encontrados en Sarapiquí.

Si hacemos un diagrama uniendo algunos de estos organismos como productores, consumidores y descomponedores, ilustramos una cadena alimenticia. En una cadena alimenticia, podemos ver como la energía y el material orgánico hacen su camino por el ecosistema. La figura 3 muestra una cadena alimenticia simple, que podría encontrarse en el bosque. Ambas la energía y el material orgánico se mueven constantemente por el sistema. Este es un principio importante que los estudiantes deben entender. La luz solar entra al ecosistema en un número de formas, más significativamente por la fotosíntesis. Dos cosas hacerca de como se mueve la energía por el sistema, que son interesantes y muy importantes son : Primero, hay energía que se pierde al pasar por el sistema. Cada vez que un organismo se come a otro, una porción de la energía es perdida en forma de calor. Segundo, los descomponedores juegan un papel muy importante, degradando material orgánico y haciendo los nutrientes disponibles para otros organismos. La figura 4 representa como los científicos en el presente piensan que funciona la cadena alimenticia en las quebradas de La Selva. Note que el sol indirectamente proporciona la energía para el ecosistema de la quebrada, por medio de las hojas que entran a la quebrada desde los alrededores, y las algas (Periphyton) que crecen en las quebradas. 


Cuadro sinóptico: la cadena alimenticia en las quebradas de La Selva.

Figure 4. La cadena alimenticia en las quebradas de La Selva. (Pringle unpublished data)

Nutrientes y Ciclos

Hemos empezado a ver como la energía del sol se mueve en una dirección por el ecosistema. En contraste, al observar la cadena alimenticia, hemos visto que el material del cual están compuestos los seres vivos, se mueven en numerosos ciclos desde el ambiente físico viviente y de regreso, llamamos a estos, ciclos biogeoquímicos. Cuatro ciclos biogeoquímicos -- Carbono, Nitrógeno, Fósforo, y Agua-- son reprentativos de todos los ciclos biogeoquímicos y son de particular importancia para los seres vivos. Estudiamos el ciclo del agua anteriormente; ahora estudiaremos los ciclos de carbono, nitrógeno y fósforo y haremos algunas notas sobre el ciclo del azufre.

El Ciclo de Carbono

El movimiento del carbono por el sistema natural es conocido como ciclo del carbono, y es uno de los grandes ciclos en el sistema natural. El dióxido de carbono (CO2) es un buen ejemplo del material que es reciclado despacio y rápido. En el caso del reciclaje rápido del carbono, los animales exalan CO2. El carbono del CO2 es usado por las plantas en la fotosíntesis y se convierte en la base par construir muchas moléculas biológicas, incluyendo azúcares, proteinas y grasas. Una vez ensambladas en estos materiales, el carbono podría ser ingerido por animales cuando consumen alimento ya sea vegetal o animal. Sin embargo, algunas veces el carbono es almacenado por un largo tiempo por las plantas. En bosques tropicales incluyendo los de Costa Rica, son vistas por algunos como grandes áreas de almacenaje de carbono. En La Selva, el trabajo está en camino para determinar como el carbono es almacenado en el bosque, y que efectos tendría el incremento de la temperatura global en la capacidad de almacenaje. Tal vez su clase podría investigar en la OET cuales son los resultados de este estudio (Proyecto Carbono).

El Ciclo del Nitrógeno

El nitrógeno es indispensable para todos los seres vivientes porque es una parte esencial de las proteinas, las cuales son importantes componentes estructurales de las células y sirven como enzimas y hormonas y ácidos nucleicos, los cuales almacenan información genética sobre las características de un organismo. Sabiendo que la atmósfera de la tierra es un 80 por ciento nitrógeno, parecería que la escases de nitrógeno para los organismos vivientes sería imposible. Pero el nitrógeno molecular es tan estable que no se combina con otros elementos; por lo tanto, los seres vivientes no pueden tomar nitrógeno gaseoso directamente de la atmósfera y combinarla con otros elementos para producir las proteinas y ácidos nucleicos. El nitrógeno molecular debe primero ser fraccionado. La reacción que se requiere para romper la molécula de nitrógeno para combinarla con otros elementos como oxígeno o hidrógeno requiere de una gran cantidad de energía. Hay cinco pasos en el ciclo del nitrógeno.

Los cincopasos del ciclo del nitrógeno Adaptado de Raven et al. 1997

  1. Fijación del nitrógeno--La conversión del nitrógeno atmosférico a amonio, ejecutado por bacterias fijadoras de nitrógeno.
  2. Nitrificación--La conversión de amonio a nitrato, ejecutado por bacterias nitrificadoras.
  3. Asimilación--La conversión de nitrógeno inorgánico (nitrato o amonio) a las moléculas orgánicas de los organismos , por ejemplo, cuando las raíces de los árboles recogen los nitratos del suelo.
  4. Amonificación--La conversión de nitrógeno orgánico (moléculas biológicas que contienen nitrógeno) a amonio, ejecutado por bacterias amonificadoras.
  5. Denitrificación-- La conversión de nitrato a nitrógeno gaseoso, ejecutado por bacteria denitrificadora.

Los seres humanos afectan el ciclo del nitrógeno al producir fertilizantes de nitrógeno usando nitrógeno gaseoso. El sobreuso de fertilizantes en el suelo podría causar problemas a la calidad del agua. La lluvia lava fertilizantes de nitrógeno a los ríos y quebradas, donde estimula el crecimiento de algas. Al morir las algas, la descomposición roba de oxígeno disuelto al agua, lo cual causa que otros organismos acuáticos incluyendo peces, mueran por sofocación.

El Ciclo del Fósforo

El fósforo no existe en estado gaseoso, y cicla de la tierra a los sedimentos en el fondo del mar y de regreso en un periodo bien largo. La erosión de rocas fosfóricas es una de las formas en que el fósforo inorgánico es liberado para que las plantas lo absorban. El fósforo es importante para la vida, porque muchos de los procesos en las células vivas utilizan y dependen del fósforo como uno de los componentes moleculares. Los ácidos nucleicos son en parte compuestos de fósforo.

El fósforo circula por las comunidades acuáticas en la misma manera que lo hace por las comunidades terrestres, al consumir un organismo al otro. El fósforo disuelto entra a la comunidad acuática vía absorción por algas y plantas, el cual luego es consumido por una variedad de peces y moluscos. Finalmente, los descomponedores degradan los desechos y organismos muertos liberando fósforo inorgánico en el agua, donde está disponible para ser usado por los productores acuáticos.

Los seres humanos afectan el ciclo natural del fósforo, acelerando la pérdida a largo plazo, de los depósitos en la tierra, y contribuyendo más y más en los ambientes acuáticos. La mayoría de los nutrientes del bosque lluvioso son almacenados en la vegetación en lugar del suelo. Cuando la vegetación es destruida, el fósforo que estaba ahí frecuentemente termina en las quebradas y los agricultores y rancheros añaden más fósforo al suelo para compensar. El fósforo que es llevado por las quebradas y ríos al océano podría ser depositado en el fondo del mar y permanecer ahí por millones de años.

Las aguas de desecho también contribuyen fósforo al ecosistema de la quebrada, ya sea por desagues de aguas negras o fosfatos de jabones y detergentes. En el monitoreo de quebradas, hacemos pruebas en busca de nitrógeno en forma de amonio y nitrato y fósforos en forma de ortofosfatos.

El Ciclo del Azufre

Aunque no estamos en busca de azufre en el programa Adopte Una Quebrada, las modificaciones que han hecho los seres humanos al ciclo del azufre están creando algunos problemas, incluyendo la lluvia ácida. Los seres vivos requieren de niveles bajos de este nutriente para la estructura y función de las proteinas. Las plantas incorporan azufre en su tejido, y pueden pasar el azufre a los animales que se alimentan de ellas, o el azufre puede ser retornado al suelo por el agua. Sin embargo, el ciclo del azufre es uno de los más perturbados por el hombre. El azufre está presente en niveles bajos en el ambiente (y ocacionalmente en niveles altos a causa de liberaciones volcánicas) y contribuye a las condiciones ácidas de la lluvia. Azufre adicional es liberado continuamente de las industrias, combinada con el vapor de agua, formando vapores de ácido sulfúrico y lluvia contaminada ( Alexander et al. 1997).


Funciones De Los Ecosistemas Que Sirven Al Ser Humano
Al estudiar los ciclos biogeoquímicos, hemos visto como los químicos son reciclados por el ecosistema. Cuando el carbono es tomado por las plantas y el oxígeno es liberado como en el ciclo del carbono, los seres humanos se benefician de este "servicio". Esta función es proveida por el ambiente sin un precio o costo. Nos damos cuenta que si dañamos el ecosistema, tendríamos que idearnos la forma de reemplazar estos servicios "gratuitos". Los científicos han identificado un número de servicios que la naturaleza provee, tales como:

  • Purificación del aire y el agua
  • Mitigación de inundaciones y sequías
  • Detoxificación y descomposición de desechos
  • Generación, renovación y fertilidad de suelos
  • Polinización de cultivos y vegetación natural
  • Control de la mayoría de pestes agrícolas potenciales
  • Dispersión de semillas y translocasión de nutrientes
  • Mantenimiento de la biodiversidad, del cual los seres humanos han derivado elementos esenciales para agricultura, medicina, empresa industrial.
  • Protección de los dañinos rayos ultravioleta del sol.
  • Estabilización parcial del clima
  • Moderación de temperaturas extremas y la fuerza de los vientos y olas
  • Proporcionar la belleza estética y estimulación intelectual que levanta el espíritu del ser humano (Daily 1997).

Un grupo de economistas han trabajado para determinar cuanto nos costaría si perdiéramos algunos de los servicios que nos provee nuestro ambiente, y tubiéramos que reemplazarlo con alguna cosa que pudieramos crear. Por ejemplo, si los humedales se perdieran o de alguna manera desaparecieran, entonces la función de los tratamientos de desechos que los humedales proveen costaría $1,378,410,000,000 (en dolares de E.U.). Este cálculo es basado en el total de hectáreas de humedales y multiplicado por el costo de renovar el fósforo y nitrógeno en un litro de aguas de desecho (Constanza et al. 1997)

Un ejemplo de un ecosistema que tiene muchas funciones beneficiosas es la zona ribereña-- el área de vegetación a lo largo de la quebrada. Entre las funciones ecológicas de áreas boscosas en las zonas ribereñas, encontramos:

  • Actuar como amortiguador de la quebrada al filtrar los sedimentos potenciales y contaminantes del flujo de agua sobre el suelo antes que lleguen a la quebrada.
  • Provee hábitats para organismos acuáticos y terrestres.
  • Provee sombra que ayuda a regular la temperatura de la quebrada.
  • Previene la erosión del banco del río.

Mantener una faja de vegetación ribereña es una solución potencial al difícil problema de la contaminación difusa. Como fué mencionado en el capítulo uno, la contaminación puntual puede ser considerada como contaminación que viene de un punto específico, tal como un tubo. La contaminación puntual es más fácil de localizar e identificar que la contaminación difusa. La contaminación difusa, es la contaminación que viene de la escorrentía, al fluir el agua sobre la tierra.

De acuerdo con Welsch (1995), un sistema de amortiguamiento exitoso para el control de contaminantes difusos agrícolas, debería incorporar las siguientes características:

  1. Proveer mecanismos para el almacenaje pasivo a largo plazo de nutrientes o proveer oportunidades económicamente factibles para remover los nutrientes;
  2. Proveer las condiciones para el almacenamiento a largo plazo de sedimentos depositados;
  3. Proveer las condiciones para la rápida degradación o separación de pesticidas;
  4. Proveer una ganancia económica a los propietarios; y
  5. Proveer beneficios tales como, hábitat para vida silvestre, diversidad del paisaje (belleza estética), etc.

Se puede notar que los beneficios de áreas ribereñas boscosas, pueden ser significativos para ambos los seres humanos y el ecosistema.

Puntos Importantes de la Lección Dos

  1. La energía se mueve por el ecosistema cuando los miembros de la comunidad interactuan (productores, consumidores, descomponedores).
  2. Los principales elementos del planeta se mueven por medio de ciclos.
  3. La salud humana está vinculada con la salud del ecosistema.
  4. Muchas de las funciones de los ecosistemas son beneficiosos para los seres humanos.
  5. Es difícil poner un valor monetario a los servicios que los ecosistemas nos suministran (por ejemplo, aire limpio, agua limpia, renovación de la fertilidad de los suelos), pero sería costoso si tubieramos que pagar por ellos. Irónicamente, los damos por hecho en lugar de proteger los ecosistemas.
  6. Los ecólogos han intentado identificar y medir los enlaces entre los miembros de una comunidad y el ambiente natural.
  7. Los individuos de una comunidad están conectados con otros miembros de la misma comunidad.
  8. Todo en la vida se relaciona. 

Actividades

Además de las actividades incluidas, una actividad tal como la sugerida en la introducción puede ser instructiva tanto para el estudiante como para el profesor.

Actividad 1: La caja de la vida Tomado del proyecto Wet

Tiempo: 30 minutos

Materiales: 

  • Varias cajas pequeñas con tapa (cajas de zapatos o más pequeñas)
  • Una piedra pequeña por caja
  • Una botella de agua pequeña con tapa que cierre herméticamente

Antecedentes: Cuatro cosas son necesarias para que exista vida. La caja de la vida contiene las cuatro:

  1. La roca es el origen de todos los suelos. La roca se fragmenta por un periodo largo, por un proceso llamado meteorización, haciendo que la formación del suelo sea un proceso lento. La evidencia del proceso de meteorización de las rocas puede ser visto en las rocas encontradas en los canales de la quebrada. Las rocas son gastadas uniformemente por el flujo constante del agua a través de los años y rozando las rocas unas con otras.
  2. El aire es una mezcla de gases tales como nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, dióxido de carbono, argón, neón, helio y otros que componen la atmósfera de la tierra. Sin el adecuado suministro de aire, la gente moriría sofocada.
  3. La luz solar, la radiante energía del sol ilumina la tierra y su luna. La fotosíntesis en las plantas es dependiente de la luz solar.
  4. El agua, es la combinación de dos gases incoloros e inodoros--hidrógeno y oxígeno. Las personas tienen más control sobre el agua que sobre los otros artículos en la Caja de la Vida. Mientras, la gente ha desarrollado la tecnología para controlar la distribución del agua, permitiéndoles vivir en lugares con poca agua. Las plantas y animales también se han adaptado a vivir en áreas sin agua y en regiones ricas en agua en la tierra. Algunos animales pueden sobrevivir en los desiertos, mientras otros están más adaptados al bosque lluvioso.

Procedimiento:

1. Colecte el material necesario para ensamblar varias Cajas de la Vida.

Dibujo: caja.

Rotule las cajas "La Caja de la Vida". 

Ponga una roca dentro de cada caja.

Dibujo: roca.

Ponga una botella de agua, dentro de cada caja.

Dibujo: botella de agua.

Ponga la tapa sobre la caja antes de empezar la actividad.

Dibujo: caja.

  1. Pase la Cajas de la Vida a sus estudiantes. Pida a cada estudiante que abra la caja y anote un una libreta lo que hay dentro de la caja. Después que cada estudiante a examinado el contenido, el o ella debe de taparlo de nuevo y pasarlo al siguiente estudiante.
  2. Pida a los estudiantes que relaten lo que encontraron en la caja. Existe una buena posibilidad que respondan que una roca y una botella de agua. Su interés crecerá cuando usted les diga que hay otras cosas en la caja. Circule las cajas nuevamente. Diga a los estudiantes que la caja contiene los cuatro elementos necesarios para la vida. En realidad, hay tres cosas en la caja: agua, roca y aire. El cuarto elemento entra a la caja cuando es abierta.
  3. Para que exista la vida, explique que los cuatro elementos tienen que estar presentes. 

Esta es una actividad muy divertida, porque es como un misterio y permite a la persona que lo guía ser dramático y hasta teátrico.

La discusión que viene con la actividad es muchas veces entretenida. Por ejemplo, un estudiante que lee mucho podría llamar la atención sobre el hecho que en el fondo del mar hay criaturas que no dependen de la energía solar, que estas plantas y animales han adoptado formas de obtener la enegía de respiraderos termales. Algunos educadores podrían ser desafiados por las excepciones al definir la actividad de la Caja de la Vida. Especialmente cuando son mencionadas por los estudiantes. En lugar de tomarlo como un desafío, el hecho que fué mencionado por un estudiante es en realidad una gran oportunidad. Podría discutir la gran cantidad y diversidad de vida o algún otro concepto. Una pregunta de un estudiante como este, demuestra que los estudiantes están entendiendo el tema que usted está presentando, así que tómelo como un complemento.

Para extender el misterio, usted podría preguntar a los estudiantes que tipo especial de agua y aire necesitan los seres humamos. Probablemente no tomará mucho tiempo a los estudiantes figurarse que la gente, así como otros organismos, necesitan agua y aire limpio para estar saludables.

Actividad 2: Nicho la cinta azul Tomado del Project Wild Aquatic

Esta actividad pone al estudiante en la posición del maestro--una posición en la que puede aprender bastante. El educador podría dividir esta actividad en dos sesiones.

Tiempo: Una sesión larga si es posible, o preferiblemente dos sesiones de 30 a 45 minutos.

Materiales:

Una variedad de artículos de arte, por ejemplo, pinturas, papel maché, goma, alambre, cuerda, pinceles, etc.

Antecedentes:

En una comunidad cada animal tiene un papel-- una ocupación que ejecuta mientras vive su vida biológica. Este papel o ocupación es llamada nicho ecológico. El nicho incluye cosas tales como la preferencia del animal por un alimento, hospedaje y espacio. Si el nicho es la ocupación del animal, entonces el hábitat es su dirección. Esta actividad está diseñada para ser enfocada en nichos y hábitats ribereños.

Hábitats ribereños son las áreas a la orilla del río, donde la tierra y el agua se unen. Son áreas importantes y valiosas ya que sostienen una variedad de vida animal y vegetal. Cada planta y animal en el ecosistema ribereño tiene un papel importante o nicho. Algunos son depredadores, algunos consumidores, algunos descomponedores y algunos son herbívoros y otros omnívoros. Las plantas y animales en los hábitats ribereños están interconectadas, con cada especie contribuyendo a la función del sistema en general.

La zona ribereña incluye el agua y la vegetación asociados con el agua. Los hábitats ribereños son ambos terrestres y acuáticos y el ancho del área ribereña depende de la cantidad de agua disponible, los tipos de suelo, minerales, el nivel del agua subterránea, estructuras geológicas y muchos otros factores. Por ejemplo, un río grande en un área más nivelada con un nivel del agua subterránea más cercana a la superficie podría tener una área ribereña más amplia.

Muchos de los animales que viven en zonas ribereñas no pueden sobrevivir sin las condiciones especiales que proveen estas áreas. Por ejemplo, la zona ribereña a menudo provee diferente vegetación que la de los alrededores, un porcentaje más alto de sombra, alta humedad y es caracterizada por una gran variedad de formas de vida.

Por ejemplo las ranas son comúnmente encontradas en áreas de aguas tranquilas en zonas ribereñas. Las ranas son depredadoras, una vez maduras más allá del estadío de renacuajo. Necesitan humedad, luz solar, pasto u otro refugio vegetal. Sus huevos deben ser depositados en aguas que son permanentes durante un año para eclosionar, crecer a renacuajos y finalmente transformarse en insectívoros, ranas que respiran aire. Los nichos de otros animales son afectados por ambos, renacuajos y ranas.

Los peces y las aves acuáticas depredan a ambos renacuajos y ranas. Los mapaches, tigrillos y otros animales comen renacuajos y ranas, así como a los peces. Son las interrelaciones de todos estos nichos y hábitats las que contribuyen a la importancia, exclusividad y belleza de las zonas ribereñas.

Las áreas ribereñas son fácilmente afectadas por los cambios naturales y los causados por los seres humanos. Por ejemplo, la vegetación y vida silvestre son dramáticamente afectadas por inundaciones. El excesivo uso de áreas ribereñas por los seres humanos, el ganado y vida silvestre podría resultar en la destrucción de la vegetación ribereña y la desestabilización de los bancos de la quebrada, causando un incremento en la tasa de erosión.

Procedimiento:

  1. Seleccione una quebrada local o un cuerpo de agua sin movimiento, con el cual los estudiantes esten familiarizados. Mencione a los estudiantes que docenas de animales y plantas diferentes viven alrededor, sobre y debajo de ese hábitat acuático. Pida a los estudiantes que hagan una lista de los animales que ellos creen que viven en el agua y en el ambiente cercano. Considere el agua y los ecosistemas que lo rodean un área ribereña.
  2. Ayude a los estudiantes, verificando cuales de los animales que han listado en realidad viven en esa zona y si podrían vivir en el área ribereña. La lista podría ser muy obvia, haciendo que usted y los estudiantes decidan rápidamente. Sin embargo, algunos animales podrían ser cuestionados, y usted podría pedir a los estudiantes que consulten con algunas referencias. También, sin hacer una investigación adicional, muchos de los animales que viven en el área no podrán ser identificados.
  3. Cuando la lista ya haya sido verificada, pida a los estudiantes que escojan un organismo. Algunos de los animales que aparentan ser significativos podrían tener una historia natural interesante; los efemerópteros vienen a la mente. Así que estimule a los estudiantes a considerar animales de los que conocen poco o nada, o de los que no han pensado mucho. Solicite a cada estudiante que represente artísticamente al animal que ha escojido. Pueden dibujarlo, pintarlo, hacer un collage, una escultura, recortes de revistas o alguna otra forma. Esté seguro que los estudiantes hagan su trabajo duradero para poder exponerlo al aire libre. Cada pieza de arte debe tener un gancho, mecate o algún tipo de soporte que permita colgarlo de las ramas, ensartarlo al suelo o ponerlo en una superficie sólida.
  4. Los estudiantes deben familiarizarse con el organismo que han escogido, y como este escoge "un oficio". Eso es, deben saber su ocupación en el hábitat--su nicho. Deben saber de cuales animales y vegetales depende este organismo y cuales organismos dependen de él. Discuta los conceptos de hábitat y nicho con los estudiantes en este momento para enfatizar los conceptos. De nuevo, el hábitat sería la dirección del animal. El nicho es la ocupación del animal en esta dirección.

Opcional

Agregue otros conceptos como depredador, preza, consumidor, productor, descomponedor, herbívoro, carnívoro, omnívoro, cadena alimenticia.

  1. El siguiente paso es la visita al hábitat ribereño que fué seleccionado anteriormente. Haga énfasis en la seguridad personal y la consideración al hábitat. Seleccione un lugar de reunión, donde todos puedan retornar para la discusión. Seleccione este lugar, de forma que en cualquier lugar que los estudiantes pongan sus animales, estos sean visibles.
  2. Pida a los estudiantes que se dispersen y pongan sus "animales" en lugares apropiados dentro del hábitat-- en lugares donde los animales podrían vivir. Si es posible, los estudiantes deberían observar si el organismo (vivo) se encuentra en el ambiente en ese momento. Recuerde a los estudiantes que se mantengan en el área designada, para que todas las piezas de arte se vean desde el lugar de reunión. Luego que cada animal es puesto en un lugar apropiado, que todos los estudiantes regresen al lugar de reunión.
  3. Pida a los estudiantes ir uno por uno al lugar donde se encuentra su animal, y hablar brevemente sobre él, sus características, su hábitat y su nicho. Asegurese que todos los estudiantes se escuchen claramente durante este proceso.
  4. Una vez hecho lo anterior, reuna a los estudiantes en el punto de reunión y discuta el concepto de nicho, hábitat e interrelaciones de todos los organismos en el ecosistema. Señale los efectos del cuerpo de agua a las áreas que lo rodean. Enfatice la palabra "ribereño" en la discusión. Que los estudiantes identifiquen y discutan las características de los hábitats ribereños.
  5. Pida a los estudiantes poner en consideración las cosas que podrían cambiar la zona ribereña, de tal forma que afecten el hábitat adecuado para los animales que viven ahí. Algunos ejemplos de cambios potenciales que podrían llevarse acabo en algunas áreas son:
    • Drenado para expander las hectáreas de cultivo en fincas cercanas.
      Eliminación de los árboles productores de sombra, a lo largo de la quebrada.
    • La introducción de plantas exóticas.
    • Corta de los árboles en las colinas cercanas a la quebrada, lo que produce grandes cantidades de fango por el exceso de escorrentía.
    • La canalización de la quebrada, incrementando la velocidad del flujo de agua.
    • La perturbación de las áreas de anidación de los peces, al permitir al ganado moverse por la quebrada.
    • Plantar vegetación en una superficie previamente descubierta junto al área ribereña.
    • Regular el uso del área que está compactando el suelo y creando problemas de erosión.

Identifique y describa, si es posible, los cambios que tendrían consecuencias negativas para uno o más animales. Identifique y describa, si es posible, los cambios que tendrían consecuencias positivas para uno o más animales.

  1. Permita que uno o dos estudiantes sean voluntarios para demostrar y evaluar las consecuencias de un cambio que podría dañar el hábitat para uno o más animales. Pueden usar su obra de arte para ilustrar. Podrían hacer la demostración con solo remover el animal que podría ser afectado de inmediato por el cambio. Por ejemplo, la contaminación extrema podría afectar las criaturas acuáticas-- peces, ranas, libélulas, etc. Pida a los estudiantes discutir sobre los posibles efectos en los restantes animales en el área, cuando varios animales son removidos. Repita la práctica anterior con otro cambio, por ejemplo, contrucción, represas, cambio del curso de la quebrada.

Actividad 3: Felipe el Pez, Modificado del Project Wet

Sin agua la vida sería imposible. La usamos de varias formas-- para beber, bañarse, recreación, agricultura, industria, etc. Dependemos de un suministro continuo de agua limpia, aún así, cada vez que la usamos la cambiamos y cada vez que llueve pueden ocurrir cambios debido a la escorrentía y la contaminación difusa. El bienestar de Felipe es drásticamente amenazado en esta actividad, en ambas contaminación puntual y difusa, el cual adversamente afecta el hábitat de Felipe.

Tiempo: 30-45 minutos

Materiales:

  • El manuscrito del ejercicio
  • Un par de tijeras
  • 9 fichas grandes
  • Goma o cinta adhesiva
  • Una esponja 
  • Una aguja de tejer
  • Un pieza pequeña de metal Cuerda
  • Un frasco de boca ancha Agua de tubo
  • Un lápiz
  • 5 vasos de papel o frascos pequeños
  • Suelo
  • Azúcar morena (fertilizante)
  • Sirope o melaza (aceite)
  • Rocas pequeñas
  • Confeti o pedazos pequeños de papel
  • Un frasco de vidrío mediano
  • Detergente
  • Agua de tubo tibia
  • Rojo vegetal (aguas de alcantarillados)
  • Colorante verde (desechos tóxicos)

Procedimiento:

  1. Copie y recorte las nueve partes del manuscrito que se encuentra al final de esta actividad.
  2. Recorte la esponja en forma de pez. Use la aguja de tejer para pasar un pedazo de cuerda por la parte de abajo del pez, ahora adhiera el pedazo de metal a la parte de abajo del pez, y ponga el pedazo de metal de forma que cuelgue desde la parte de abajo del pez. 
  3. Llene el frasco grande con dos terceras partes de agua de tubo fría. Ate otra cuerda a la parte superior del pez, y suspéndala en el agua amarrando la cuerda a un lápiz que quede cruzado en la boca del frasco. Ajuste el largo de la cuerda hasta que el pez esté suspendido en la midad del frasco.
  4. Enumere los vasos de papel del 1 al 5, entonces agregue suelo al vaso 1, azúcar morena (fertilizante) al vaso 2, sirope o melaza (aceite) al vaso 3, piedras pequeñas y suelo al vaso 4, y confeti (basura) en el vaso 5. Vierta detergente y agua tibia en el frasco mediano y prepare los colorantes (aguas negras y desechos tóxicos).
  5. Seguidamente, presente a Felipe el Pez a la clase. Dígales que él ha crecido en una quebrada en una reserva forestal, pero que está a punto de dejar la reserva y empezar su viaje quebrada abajo. La clase ha sido invitada a compartir esta aventura.
  6. Distribuya las tarjetas del manuscrito, los vasos y el frasco con agua tibia y jabonosa a 17 voluntarios. Pida a los estudiantes que enumeren sus papeles del 1 al 9. Mientras los estudiantes con las tarjetas leen, aquellos con los ingredientes deberán agregarlos en el momento indicado al frasco en el que se encuentra Felipe. Cada estudiante debería escribir en un papel un adjetivo descriptivo diferente, cada vez que se haga la pregunta "¿Cómo está Felipe?"

Contaminación puntual o difusa

Mientras los estudiantes leen sus tarjetas, discuta si cada evento que afecta a Felipe es el resultado de contaminación puntual o difusa. Recuerde que la contaminación puntual viene de una fuente discreta pero identificable y normalmente puede ser tratada al punto de minimizar los efectos contaminantes. La contaminación difusa es usualmente el resultado de la escorrentía que lleva sedimentos o contaminantes de la superficie de la tierra al cuerpo de agua.

  1. Después que todos los ingredientes han sido agregados, saque a Felipe del frasco, y discuta sobre los cambios en su apariencia y el aspecto del agua ( algunos estudiantes probablemente harán la observación que Felipe está muerto).

¿Cuáles son algunas de las formas en las que se puede deshacer del agua contaminada de Felipe? ¿Cuáles son las consecuencias ambientales de cada alternativa? ¿A dónde va el agua cuando es tirada al servicio sanitarío o vertida en la pila?

  1. Pida a los estudiantes que comparen sus listas de adjetivos y que entonces dibujen caricaturas que relaten la aventura de Felipe ( vea el ejemplo al final de esta actividad).
  2. No bote el contenido del frasco grande en la pila. En cambio, vierta el contenido por un colador sobre un área verde, donde se pueda llevar a cabo el proceso de filtración. Bote el confeti que fué colado del agua.

Extensión

Siga el camino del viaje de un camarón desde la cabecera del río al estuario y de regreso; hay una gran cantidad de cosas de las que se puede hablar. Las plantaciones de banano y otros obstáculos tales como represas podrían interferir en la migración en una forma u otra. ¿Qué aspecto de la plantación del banano podría interferir?. Si el número de camarones empieza a bajar debido a estas interrupciones, ¿Qué ocurre con el ecosistema?. Los camarones son la parte primordial en la dieta de las nútrias. ¿Qué esperaría usted que ocurra si la población de camarones es reducida?

Manuscrito

  1. Imagínese un río, moviéndose lentamente por un área silvestre protegida. En este río vive Felipe el pez. ¿Cómo está Felipe?. Felipe ha vivido en este estrecho del río toda su vida. Pero ahora va ir en una aventura y viajará río abajo.
  2. Felipe nada en áreas de fincas agrícolas. Pasa por un banco del río recién arado. Ha empezado a llover y parte del suelo es erosionado hacia el río. (agregue suelo al frasco de Felipe). ¿Cómo se encuentra Felipe?
  3. Felipe se acerca a un grupo de casas. Algunos de los fertilizantes de los pastizales y el césped son lavados al río (agregue azúcar morena al frasco de Felipe). El fertilizante hace que las plantas en el río crezcan rápido y tupidas. Eventualmente el río no podrá suministrar todos los nutrientes que necesitan, así que mueren y empiezan a descomponerse. Su descomposición está usando parte del oxígeno de Felipe. ¿Cómo está Felipe?
  4. Felipe nada cerca de un gran parqueo. Algunos carros parqueados tienen fugas de aceite. La lluvia lava el aceite al río (agregue sirope o melaza al frasco de Felipe). ¿Cómo está felipe?.
  5. Durante las lluvias pasadas, fueron formados huecos en la calle. Los trabajadores pusieron asfalto alrededor de los huecos para arreglarlos. Sin embargo, la lluvia se está llevando el asfalto poco a poco hacia el río ( agregue las piedras y el suelo al frasco de Felipe. ¿Cómo está Felipe?
  6. Felipe nada cerca del parque. Algunas personas no ponen su basura en el basurero. El viento se lo está llevando al río ( agregue el confeti al frasco de Felipe). ¿Cómo está Felipe?
  7. Varias fábricas estean localizadas río abajo de la ciudad. A pesar que las regulaciones limitan la cantidad de contaminación a los rios que es permitida a las fábricas, los dueños no obedecen las reglas. (agregue el agua jabonosa al frasco de Felipe). ¿Cómo está Felipe?
  8. Hay una planta de tratamiento de aguas a lo largo de este estrecho del río. Sin embargo, las regulaciones de contaminación no son tan estrictas como deberían ser. Además, una sección de la planta está dañada. (agregue dos gotas de colorante rojo al frasco de Felipe). ¿Cómo está Felipe?
  9. Finalmente, Felipe nada cerca de un botadero de desechos peligrosos localizado cerca del banco del río. Barriles herrumbrados de químicos tóxicos se están derramando. La lluvia está lavando estos venenos al río. (Por cada barril derramandose agregue una gota de colorante verde al frasco de Felipe). ¿Cómo está Felipe?

Haga una copia del manuscrito cada vez que la use, corte en las líneas punteadas, y distribuya un manuscrito a cada uno de los nueve estudiantes.

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