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20.E: Ecosistemas y biosfera (ejercicios) - Biología

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20.E: Ecosistemas y biosfera (ejercicios)

Ecosistemas

CUESTIONARIO INTERACTIVO: Este enlace es útil para consolidar los conceptos de ecología.

CUESTIONARIO INTERACTIVO: Este enlace es útil para consolidar los conceptos de ecosistemas.

En este ejercicio, utilizará una calculadora en línea para examinar su huella ecológica, compararla con la huella promedio en su país y otros países, y examinar críticamente formas de reducirla.

Video que examina los tipos de interacciones que existen entre organismos en una comunidad, desde la competencia entre consumidores por recursos específicos hasta la relación entre depredadores y presas.

En este ejercicio interactivo, utilizará un ecosistema marino para investigar la naturaleza dinámica de los ecosistemas. Explorará las diversas regiones de la bahía y luego investigará algunos de los cambios naturales e impuestos por el hombre a los que responde la bahía.

El estudio de la interacción entre organismos y su entorno.

Un ecosistema es un sistema complejo que consta de todos los organismos vivos en un área en particular, así como del entorno con el que interactúan los organismos. Los organismos vivos y los componentes no vivos del ecosistema interactúan de tal manera que se mantienen el equilibrio. Los ecosistemas se dividen en biótico (vivo) y abiótico componentes (no vivos) respectivamente. Cada componente se analiza en detalle a continuación.

Obtenga más información sobre los componentes bióticos y abióticos:

Componentes bióticos (ESGB5)

Los componentes bióticos son seres vivos que dan forma al ecosistema. Cada factor biótico necesita energía para funcionar y para un crecimiento adecuado. Para obtener esta energía, los organismos necesitan producir su propia energía utilizando factores abióticos o interactuar con otros organismos consumiéndolos. Los componentes bióticos suelen incluir:

  • Productores: también conocido como autótrofos incluir todas las plantas verdes. Los productores elaboran sus propios alimentos utilizando productos químicos y fuentes de energía de su entorno. Los productores incluyen plantas terrestres y acuáticas, algas y fitoplancton microscópico en el océano. Plantas utilice la fotosíntesis para fabricar azúcar (glucosa) a partir de dióxido de carbono y agua. Utilizando este azúcar y otros nutrientes (por ejemplo, nitrógeno, fósforo) absorbidos por sus raíces, las plantas producen una variedad de materiales orgánicos. Estos materiales incluyen almidones, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
  • Consumidores: también se conocen como heterótrofos. Se alimentan de otros organismos, vivos o muertos, y no pueden producir sus propios alimentos. Los consumidores se clasifican en diferentes grupos según la fuente de sus alimentos. Herbívoros (por ejemplo, machos) se alimentan de plantas y se conocen como consumidores primarios. Carnívoros (por ejemplo, leones, halcones, orcas) se alimentan de otros consumidores y pueden clasificarse como secundario consumidores. Se alimentan de consumidores primarios. Consumidores terciarios se alimentan de otros carnívoros. Algunos organismos conocidos como omnívoros (por ejemplo, cocodrilos, ratas y humanos) se alimentan tanto de plantas como de animales. Los organismos que se alimentan de animales muertos se llaman carroñeros (por ejemplo, buitres, hormigas y moscas). Detritívoros (alimentadores de detritos, por ejemplo, lombrices de tierra, termitas, cangrejos) se alimentan de desechos orgánicos o fragmentos de organismos muertos.
  • Descomponedores: (por ejemplo, bacterias, hongos) también se alimentan de desechos orgánicos y organismos muertos, pero pueden digerir los materiales fuera de sus cuerpos. Los descomponedores juegan un papel crucial en el reciclaje de nutrientes, ya que reducen la materia orgánica compleja a nutrientes inorgánicos que pueden ser utilizados por los productores. Si una sustancia orgánica puede ser degradada por descomponedores, se llama biodegradable.

Componentes abióticos (ESGB6)

Los componentes abióticos son los factores químicos y físicos no vivos del medio ambiente que afectan a los ecosistemas. Los componentes abióticos juegan un papel crucial en toda la biología. Los factores abióticos se agrupan ampliamente en fisiográfico, edáfico y culminante factores y gases atmosféricos.

1. Factores fisiográficos

Los factores fisiográficos son los asociados a la naturaleza física del área. Los principales factores fisiográficos que veremos son las pendientes, el aspecto y la altitud.

  • Pendiente: es el gradiente o inclinación de una superficie particular de la Tierra. La pendiente afecta la tasa de escorrentía de agua. Una pendiente empinada favorece la rápida escorrentía del agua y puede provocar la erosión del suelo. El suelo tiende a ser poco profundo e infértil con un crecimiento vegetal reducido. Las plantas son pequeñas y hay pocos animales presentes. Una pendiente suave favorece un flujo más lento de agua superficial, reduce la erosión y aumenta la disponibilidad de agua para las plantas. La dirección y la pendiente de una pendiente también influyen en la temperatura de la superficie del suelo.
  • Altitud: es el altura de la tierra sobre el nivel del mar. En altitudes elevadas la temperatura es más baja, la velocidad del viento es mayor y las precipitaciones son menores. Los entornos a mayor altitud también tienen más probabilidades de experimentar condiciones de nieve. La altitud juega un papel en las zonas de vegetación. A grandes altitudes, se encuentran menos especies de plantas y animales. Las plantas que crecen en altitudes medias experimentan un crecimiento más atrofiado. Las plantas a nivel del mar son abundantes.
  • Aspecto: se refiere a la posición de un área en relación con la acción del sol o del viento o de las olas. Es la dirección en la que se enfrenta la pendiente, es decir, norte, este, oeste. En Sudáfrica, la lluvia es más común en las laderas del sureste, por lo que tienden a ser boscosas o ricas en vegetación. Las pendientes que miran hacia el otro lado (noroeste) tienden a ser más secas.

2. Factores edáficos

Los factores edáficos son aquellos relacionados con el suelo. Las cualidades que pueden caracterizar el suelo incluyen drenaje, textura o propiedades químicas como el pH. Los factores edáficos afectan a los organismos (bacterias, vida vegetal, etc.) que definen ciertos tipos de ecosistemas. Hay ciertos tipos de plantas y animales que son específicos de áreas de un tipo de suelo en particular. Los factores particulares que consideraremos incluyen el pH del suelo y la estructura del suelo.

pH del suelo es una medida de cuán ácido o alcalino es el suelo y se puede medir usando la escala de pH. La escala de pH varía de 0 a 14. Las soluciones neutras tienen un valor de pH de 7. Las soluciones ácidas tienen un valor de pH de menos de 7 y las soluciones alcalinas tienen un valor de pH mayor de 7. Se puede usar papel tornasol o un indicador universal para determinar si una solución es ácida o alcalina.

Figura 8.16: escala de pH del suelo.

¿Sabías que algunas especies de flores de hortensias son indicadores naturales de pH? Las flores del Hydrangea macrophylla y Hortensia serrata cultivares, pueden cambiar de color dependiendo de la acidez relativa del suelo en el que se plantan. En un suelo ácido con un pH inferior a 7, las flores suelen ser azules. Sin embargo, en un suelo alcalino con un pH superior a 7, las flores serán más rosadas. Mover la planta de un suelo a otro da como resultado un cambio en el color de la flor si el pH del suelo es diferente (ver Figura 8.17).

Estructura del suelo: la materia orgánica descompuesta, llamada humus, le da a la capa superior del suelo su color oscuro. Aporta nutrientes a las plantas y ayuda al suelo a retener el agua. Los suelos ricos en humus son suelos fértiles. El tipo de suelo específico está determinado por el tamaño de las partículas, por ejemplo, la arena tiene partículas de tamaño muy grande, la arcilla tiene partículas de tamaño muy pequeño y la marga tiene una mezcla de tamaños de partículas. Si pasa el suelo húmedo entre los dedos, el suelo arcilloso se siente pegajoso, el suelo arenoso se siente arenoso y el suelo franco se siente jabonoso. La capacidad de retención de agua de los suelos es la capacidad del suelo para retener diferentes cantidades de agua. El suelo arcilloso retiene una gran cantidad de agua. El suelo arenoso retiene muy poca agua. El suelo franco retiene una cantidad moderada de agua.


20.E: Ecosistemas y biosfera (ejercicios) - Biología

Hojas de trabajo de ecosistemas y ejercicios en línea
Idioma: Inglés Materia: Ciencias Naturales

Cuestionario sobre ecosistemas
Nivel de grado: Grado 5
por escolacanserra

Ecosistemas
Nivel de grado:
por Larafr

Ecosistemas
Nivel de grado: tercer grado
por samima

Ecosistemas
Nivel de grado:
por Teacher_Alba

Ecosistemas
Nivel de grado: 5
por SUSANABB

Parques Nacionales
Nivel de grado: Grado 5 / Quinto de Primaria
por Africa_Andres_Segovia

Ecosistema
Nivel de grado: Grado 6
por Jevgenija_me

Cadenas alimentarias y redes alimentarias
Nivel de grado: grado 6
por juliacastellanos

Ecosistema
Nivel de grado: 5 primaria
por patriigma

Ecosistema acuático terrestre
Nivel de grado: quinto de primaria
por noeliamirsan

Cadenas de comida
Nivel de grado: 4º - 6º
por maestrasaritissima

Ecosistemas: terrestre - tundra
Nivel de grado: 5º DE PRIMARIA
por jsantossanchez

Ecosistemas y redes alimentarias
Nivel de grado: sexto de primaria
por JessicaMc


Especies y ecosistemas

Una especie se define como individuos y poblaciones que potencialmente pueden cruzarse y producir descendencia fértil (ver Capítulo 7). La palabra ecosistema es un término genérico que se utiliza para describir una o más comunidades de organismos que interactúan con su entorno como una unidad definida. Como tales, los ecosistemas pueden organizarse en una jerarquía: pueden variar desde pequeñas unidades que se encuentran en microhábitats discretos (como un ecosistema acuático contenido dentro de una planta jarra o en un jardín rodeado de pavimento) hasta escalas mucho más grandes (como un paisaje o marina). Incluso la biosfera puede verse como un solo ecosistema.

Las interpretaciones ecológicas del mundo natural consideran las conexiones en forma de red entre los muchos componentes de los ecosistemas de una manera holística. Este enfoque por ecosistemas no ve el sistema como una agrupación aleatoria de individuos, poblaciones, especies, comunidades y ambientes. Más bien, confirma que todos ellos están intrínsecamente conectados y son mutuamente dependientes, aunque en diversos grados, y también tienen propiedades emergentes (Detalle 1.1).

Un principio ecológico importante es que todas las especies se sustentan en recursos ambientales: los "bienes y servicios" que proporciona su ecosistema. Todos los organismos requieren necesidades vitales específicas, como nutrientes inorgánicos, alimentos y hábitat con cualidades biológicas y físicas particulares. Las plantas verdes, por ejemplo, necesitan acceso a un suministro adecuado de humedad, nutrientes inorgánicos (como nitratos y fosfatos), luz solar y espacio. Los animales requieren alimentos adecuados de biomasa vegetal o animal (materia orgánica), junto con requisitos de hábitat que difieren para cada especie.

Es importante comprender que los humanos no son diferentes a este respecto de otras especies. Aunque esta dependencia puede no parecer siempre evidente de inmediato a medida que vivimos nuestra vida diaria, no obstante, dependemos de recursos ambientales como alimentos, energía, refugio y agua para sostenernos a nosotros mismos y a nuestras economías más grandes.

De ello se desprende que el desarrollo y el crecimiento de las personas, sus poblaciones y sus sociedades y culturas están limitados hasta cierto punto por factores ambientales. Ejemplos de tales limitaciones incluyen condiciones climáticas excesivamente frías o secas, terrenos montañosos o inhóspitos de otro modo, y otros factores que influyen en la producción de alimentos por la agricultura o la caza.

Sin embargo, los humanos a menudo pueden manipular favorablemente sus circunstancias ambientales. Por ejemplo, la productividad de los cultivos puede aumentarse irrigando las tierras agrícolas, aplicando fertilizantes o controlando las plagas. De hecho, los humanos son mucho más capaces de superar sus limitaciones ambientales que cualquier otra especie. Esta habilidad es una característica distintiva de nuestra especie.

La especie humana está etiquetada con el término científico Homo sapiens, un nombre de dos palabras (o binomio) que en latín significa "hombre sabio". De hecho, los humanos son los más inteligentes de todas las especies, con una enorme capacidad cognitiva (es decir, una aptitud para resolver problemas). Cuando los seres humanos y sus sociedades perciben una restricción ambiental, como la escasez de recursos, a menudo han podido comprender los factores limitantes y luego utilizar conocimientos y herramientas para manipular el medio ambiente en consecuencia. Las soluciones inteligentes generalmente han involucrado la gestión del medio ambiente u otras especies en beneficio de los seres humanos, o el desarrollo de sistemas sociales y tecnologías que permitan una explotación más eficiente de los recursos naturales.

Los seres humanos no son la única especie que puede hacer frente a las limitaciones ecológicas de forma inteligente. Algunas otras especies han aprendido a utilizar herramientas rudimentarias para explotar los recursos de su entorno de manera más eficiente. Por ejemplo, el pinzón carpintero de las Islas Galápagos usa espinas de cactus para sacar su alimento de insectos de las fisuras en la corteza y la madera podrida. Los chimpancés modifican las ramitas y las utilizan para extraer termitas, su alimento favorito, de los montículos de termitas. Los alimoches recogen piedras con el pico y las dejan caer sobre huevos de avestruz, rompiéndolas y permitiendo el acceso a la rica comida que contienen.

Incluso se han observado algunas de estas innovaciones o "descubrimientos" de otras especies. Hace unos 60 años en Inglaterra, la leche se entregaba personalmente a los hogares en botellas de vidrio que tenían un compartimento bulboso en la parte superior para recoger la crema a medida que se separaba. Unas cuantas tetas grandes (pájaros parecidos a los carboneros) descubrieron que podían alimentarse de la crema haciendo un agujero en la tapa de cartón de la botella. Otras grandes tetas observaron esta novedad de comportamiento y la adoptaron. La táctica de alimentación se generalizó e incluso fue adoptada por varias otras especies, como el herrerillo común. Comer crema fue una innovación inteligente que permitió el acceso a un recurso alimenticio nuevo y valioso.

Aunque otras especies han desarrollado cambios de comportamiento que permiten una explotación más eficiente de su entorno, ninguna se ha acercado a la cantidad y variedad de innovaciones desarrolladas por los humanos. Además, ninguna otra especie ha desarrollado una experiencia acumulada para explotar una gama tan amplia de recursos. Y ninguna otra especie ha logrado difundir estas capacidades de adaptación tan ampliamente como los humanos, en una cultura cada vez más globalizada. Desafortunadamente, los seres humanos también han desarrollado una capacidad incomparable para degradar recursos y ecosistemas y provocar la extinción de otras especies. El intenso daño causado por los seres humanos y nuestra economía es, por supuesto, un elemento importante del tema de la ciencia ambiental.

En detalle 1.1. Sistemas y complejidad
El concepto de sistemas es importante en la organización jerárquica de la ciencia ambiental. Para este propósito, un sistema puede definirse como un grupo o combinación de elementos interdependientes que interactúan regularmente y que forman una entidad colectiva, pero que es más que la mera suma de sus componentes. Un sistema puede aislarse con fines de estudio. Los sistemas ocurren en varias esferas de la vida, incluidas las siguientes: • biosistemas, que están representados por cualquiera de los niveles de organización de la vida, que van desde la bioquímica a la biosfera • ecosistemas, que son biosistemas que consisten en comunidades ecológicas que interactúan con su entorno como una unidad definida • sistemas económicos o actividades integradas que producen bienes y servicios en una economía • sistemas socioculturales, que consisten en formas en que las personas especializadas, la información y las tecnologías se organizan para lograr un objetivo • y muchos otros, incluidos los musicales sinfonías, arte físico como pinturas y, para el caso, las palabras y los datos de este libro

Sin embargo, tenga en cuenta que estos diversos sistemas no son mutuamente excluyentes. Por ejemplo, un agroecosistema incluye elementos de biosistemas, ecosistemas y sistemas socioculturales.

Los sistemas tienen propiedades colectivas, que se basan en la suma de sus partes. Una de esas propiedades podría ser el número total de organismos presentes en un área definida, que podría medirse como la suma de todas las plantas, animales y microorganismos individuales que se estima que están presentes.

Los sistemas también tienen propiedades emergentes, que se revelan solo cuando sus componentes interactúan para desarrollar atributos funcionales que no existen en niveles más simples e inferiores. Por ejemplo, las armonías y melodías son propiedades emergentes de la música, como ocurre cuando los vocalistas, un baterista, un bajista y guitarrista principal y un teclista de una banda de rock integran sus actividades para interpretar una canción. Las propiedades emergentes son complejas y pueden ser difíciles de predecir o administrar.

Los sistemas biológicos proporcionan numerosos ejemplos de propiedades emergentes (véase el Capítulo 9). Por ejemplo, ciertos tipos de hongos y algas se unen en una forma de vida conocida como liquen, que es una relación íntima y mutuamente beneficiosa (mutualismo). Las propiedades biológicas de un liquen son diferentes de las de las especies asociadas (que no pueden vivir separadas en la naturaleza) y son imposibles de predecir basándose únicamente en el conocimiento del alga y el hongo.

De manera similar, los ensamblajes de varias especies que ocurren en el mismo lugar y tiempo (una comunidad ecológica) desarrollan propiedades emergentes basadas en interacciones tales como competencia, enfermedad, herbivoría y depredación. Esta complejidad hace que sea difícil predecir los cambios causados ​​por la introducción de una nueva enfermedad o depredador en una comunidad (incluida la recolección de ciertas especies por parte de los humanos). Los conjuntos de comunidades en grandes áreas, conocidos como paisajes ecológicos, también tienen propiedades emergentes, al igual que la biosfera en su conjunto.

Las propiedades emergentes son extremadamente difíciles de predecir y, a menudo, surgen como "sorpresas", por ejemplo, cuando los ecosistemas se ven afectados por alguna influencia humana. Las interconexiones dentro de los sistemas son particularmente importantes: cualquier efecto sobre componentes particulares afectará inevitablemente a todos los demás. Esta extrema complejidad es uno de los atributos que definen la vida y los ecosistemas, en contraste con los sistemas físicos (o no biológicos), que son menos complejos.

El análisis de sistemas es el estudio de las características de los sistemas, incluidos sus componentes, las relaciones entre esos elementos y sus propiedades colectivas y emergentes. El análisis de sistemas se utiliza para estudiar operaciones comerciales, industriales y científicas, generalmente con el objetivo de mejorar su eficiencia. También se puede aplicar para mejorar la gestión de los ecosistemas que se explotan para proporcionar bienes y servicios para uso de la economía humana. Los ecologistas también utilizan el análisis de sistemas para comprender mejor la organización y el funcionamiento de los ecosistemas naturales, independientemente de cualquier relación directa con la recolección de recursos naturales. Un resultado clave de muchos de estos análisis es que la complejidad del sistema a menudo impide predicciones precisas.

Para ver un ejemplo notable de un sistema musical con propiedades emergentes, eche un vistazo al video, Stringfever Bolero en http://www.youtube.com/watch?v=H5MLNMgpywk


Entornos y ecosistemas de la lección

Las unidades sirven como guías para un contenido o área temática en particular. Anidadas debajo de las unidades hay lecciones (en violeta) y actividades prácticas (en azul).

Tenga en cuenta que no todas las lecciones y actividades existirán bajo una unidad, sino que pueden existir como un plan de estudios "independiente".

  • Biodomos
    • Ambientes y ecosistemas
      • Densidad de población: ¿Cuánto espacio tiene?
      • Los biodomos son ecosistemas diseñados: un mini mundo
        • Proyecto de diseño de ingeniería de Biodomes: Lecciones 2-6
        • Vaya con el flujo de energía
          • ¿Tienes energía? Hilando una red alimentaria
          • Proyecto de diseño de ingeniería de Biodomes: Lecciones 2-6
          • Plantar pensamientos
            • Ciclos de las plantas: fotosíntesis y transpiración
            • Proyecto de diseño de ingeniería de Biodomes: Lecciones 2-6
            • Sistemas de clasificación: animales e ingeniería
              • Biomimetismo: diseños naturales
              • Proyecto de diseño de ingeniería de Biodomes: Lecciones 2-6
              • Limpieza con descomponedores
                • Proyecto de diseño de ingeniería de Biodomes: Lecciones 2-6

                Boletín TE

                El delicado equilibrio de la existencia vegetal, animal y humana.

                Resumen

                Conexión de ingeniería

                Los ingenieros adaptan diseños para viviendas, ciudades y muchos tipos de edificios a entornos y ecosistemas específicos. Utilizan su entorno, el conocimiento de la biosfera y el concepto de ecosistemas para informar sus diseños y dar forma al entorno construido por el hombre. Los ingenieros y científicos usan biodomos para estudiar ecosistemas y modelar cómo los seres vivos y no vivos interactúan en esos entornos naturales. También colaboran para utilizar esta información para predecir la disponibilidad de agua para las comunidades.

                Objetivos de aprendizaje

                Después de esta lección, los estudiantes deberían poder:

                • Tener un conocimiento práctico de los diversos tipos de entornos y ecosistemas.
                • Tener un conocimiento práctico del vocabulario relacionado con el medio ambiente y los ecosistemas.
                • Definir la biosfera y discutir sus componentes.
                • Identificar cómo los ingenieros pueden utilizar su conocimiento del medio ambiente, la biosfera y los ecosistemas.

                Estándares educativos

                Cada Enseñar Ingeniería la lección o actividad está correlacionada con uno o más estándares educativos de ciencia, tecnología, ingeniería o matemáticas (STEM) de K-12.

                Todos los 100,000+ estándares STEM K-12 cubiertos en Enseñar Ingeniería son recolectados, mantenidos y empaquetados por el Red de estándares de logros (ASN), un proyecto de D2L (www.achievementstandards.org).

                En la ASN, los estándares están estructurados jerárquicamente: primero por fuente p.ej., por estado dentro de la fuente por tipo p.ej., ciencia o matemáticas dentro del tipo por subtipo, luego por grado, etc.

                NGSS: Estándares de ciencia de próxima generación - Ciencia

                3-LS3-2. Utilice evidencia para respaldar la explicación de que el entorno puede influir en los rasgos. (Grado 3)

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                El medio ambiente también afecta los rasgos que desarrolla un organismo.

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                3-LS4-3. Construya un argumento con evidencia de que en un hábitat particular algunos organismos pueden sobrevivir bien, algunos sobreviven peor y algunos no pueden sobrevivir en absoluto. (Grado 3)

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                El conocimiento de conceptos científicos relevantes y hallazgos de investigación es importante en ingeniería.

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                Asociación Internacional de Educadores de Tecnología e Ingeniería - Tecnología
                • Las preocupaciones individuales, familiares, comunitarias y económicas pueden expandir o limitar el desarrollo de tecnologías. (Grados 3-5) Más detalles

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                Estándares estatales
                Colorado - Ciencia

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                Hojas de trabajo y archivos adjuntos

                Más currículo como este

                En esta actividad de varios días, los estudiantes exploran entornos, ecosistemas, flujo de energía e interacciones de organismos mediante la creación de un biodomo a escala, siguiendo los pasos del proceso de diseño de ingeniería.

                A medida que los estudiantes aprenden sobre la creación de biodomos, se les presentan los pasos del proceso de diseño de ingeniería, incluidas las pautas para la lluvia de ideas. Aprenden cómo los ingenieros están involucrados en el diseño y la construcción de biodomos y utilizan la lluvia de ideas para proponer ideas para una posible biodiminación.

                Los estudiantes aprenden sobre el flujo de energía y nutrientes en varios climas y entornos de la biosfera. Aprenden sobre herbívoros, carnívoros, omnívoros, cadenas alimenticias y redes alimenticias, viendo la interdependencia entre productores, consumidores y descomponedores. Esta lección es parte de una serie de seis lecciones en las que.

                Los estudiantes aprenden sobre la densidad de población dentro de los entornos y ecosistemas. Determinan la densidad de una población y piensan por qué la información de distribución y densidad de población es útil para los ingenieros para la planificación y el diseño de la ciudad, así como para la asignación de recursos.

                Introducción / Motivación

                ¿Qué son los entornos y los ecosistemas y por qué debemos comprenderlos? Un medio ambiente es el área circundante en la que vive un organismo, incluido el aire, el agua, los alimentos y la energía necesarios para que ese organismo sobreviva. Un ecosistema incluye todos los organismos vivos y los seres inertes en un área que están vinculados entre sí a través del flujo de nutrientes y energía. En nuestro planeta, hay muchos entornos diferentes donde los organismos pueden vivir. Hay montañas, valles, árboles, nieve y ambientes acuáticos, así como frío y calor. clima Ambientes. (Realice una discusión en clase [consulte las actividades de Evaluación previa a la lección descritas en la sección Evaluación] para explorar con los estudiantes varios tipos de ambientes y ecosistemas [como selva tropical, tundra, etc.] y sus características [climas, plantas, animales , suelos, clima, etc.]). (Opcional: considere mostrarles a los estudiantes la presentación de PowerPoint adjunta, Ayudas visuales de entornos y ecosistemas).

                Desierto de Namib en el sur de África.

                Los animales, las plantas y otros organismos tienen diferentes caracteristicas que los hacen más adaptados a un entorno particular. Sin embargo, diferentes tipos de organismos pueden vivir juntos en entornos similares. Los pájaros tienen huesos huecos (haciéndolos más ligeros) y plumas que les ayudan a volar. Los animales grandes necesitan apoyo y estructura ósea para caminar, como resultado, tienen columna vertebral y patas. Aún así, ambos animales podrían vivir en un bosque.

                Algunas características físicas hacen que un organismo esté menos adaptado a otros entornos. Por ejemplo, las ballenas tienen grasa para que puedan soportar temperaturas frías y otros mamíferos tienen un pelaje grueso que las protege del frío. Debido a estas características, estos animales no sobrevivirían muy bien en un ambiente desértico caluroso. Además, algunos animales pueden adaptarse a los cambios en su entorno cambiando sus características físicas o cambiando su entorno. ¿Cuáles son algunas de las cosas que nos protegen del clima y / o el tiempo que experimentamos? (Respuestas posibles: casas / edificios con ropa abrigada con calefacción o aire acondicionado que puedan soportar el viento, la nieve, la lluvia u otras condiciones climáticas más severas como terremotos o huracanes). Ingenieros ¡ayúdanos a diseñar la mayoría de las cosas que acabas de nombrar! Todos los organismos tienen un lugar en este mundo y están adaptados a un nicho o rol dentro de su entorno.

                Imaginemos que estamos viajando por diferentes entornos con la misión de recopilar información sobre las plantas, los animales, el tiempo y el clima. Todas estas cosas componen la Tierra biosfera, que contiene componentes vivos y no vivos, como aire, suelo, agua y luz solar. La biosfera es la porción de la Tierra donde se encuentra la vida. Está formado por todos los diferentes entornos y ecosistemas. Algunos ejemplos de entornos que se encuentran en la biosfera incluyen selvas tropicales, desiertos, otros tipos de bosques (como caducifolios o coníferas), praderas de pastizales y climas árticos.

                ¿Sabes qué biodomo ¿es? Es algo que la gente hace para modelo un entorno particular y la comunidad de organismos que viven allí. Los ingenieros y los científicos utilizan biodomos estudiar ecosistemas y modelar cómo los seres vivos y no vivos interactúan en esos entornos naturales. ¿Puede pensar en otras razones por las que estudiar el medio ambiente, los climas y los ecosistemas podría ser importante para un ingeniero? (Posibles respuestas: aprender a diseñar mejor estructuras para resistir huracanes, terremotos o tsunamis, así como cargas de nieve, prevención de inundaciones, etc.)

                En esta unidad, nos convertiremos en ingenieros que crean ecosistemas modelo. Diseñaremos y crearemos nuestros propios biodomos y observaremos lo que les sucede a los seres vivos y no vivos que colocamos en ellos. Sin embargo, tendremos que aprender todo lo posible sobre el medio ambiente para poder diseñar y construir biodomos exitosos.

                Antecedentes y conceptos de la lección para profesores

                Un entorno de selva tropical.

                Existen dos entornos muy diferentes en nuestro planeta: tierra y agua. Los organismos que viven en estos entornos tienen requisitos muy similares, pero pueden responder de manera diferente. Los organismos que viven en la tierra deben desarrollar una forma de combatir la gravedad. Necesitan patas o alas si quieren moverse. Un árbol desarrolla una forma de hacer que el agua se mueva hacia arriba (contra la gravedad). Los organismos en el agua aprovechan las propiedades del agua para mantener su cuerpo, por lo que tienden a tener un diseño más hidrodinámico.

                En comparación con muchos animales y plantas, los seres humanos no están muy adaptados físicamente a los entornos en los que viven. Toleramos cómodamente solo un rango de temperatura pequeño, entre 63 y 99 ° Fahrenheit. Como resultado, tendemos a adaptar nuestro entorno a nuestras necesidades en lugar de adaptarnos mucho a nosotros mismos. Ciertos factores, como la población, requieren una mayor adaptación, pida a los estudiantes que exploren estos factores en la actividad práctica de diseño, Densidad de población: ¿cuánto espacio tiene?

                Los ingenieros utilizan su conocimiento de los entornos y ecosistemas y sus respectivos climas / tipos de clima para diseñar edificios, informar el diseño de las comunidades y, en gran parte, hacer que los entornos en los que vivimos se adapten a nuestras necesidades. Consulte la Tabla 1 para ver ejemplos de animales y plantas que se pueden encontrar en varios entornos. Los ingenieros y científicos también colaboran para utilizar esta información para predecir la disponibilidad de agua para las comunidades.

                Tabla 1. Ejemplos de plantas, animales y suelo que se encuentran en diferentes ecosistemas.

                Actividades asociadas

                • Densidad de población: ¿Cuánto espacio tiene? - Los estudiantes aprenden cómo la población afecta la disponibilidad de recursos y consideran por qué la información sobre la densidad de población es útil para los ingenieros.

                Clausura de la lección

                ¿Puedes definir la biosfera y lo que contiene? (Respuesta: La biosfera es la parte de la atmósfera de la Tierra que es capaz de sustentar la vida e incluye tanto seres vivos como no vivos. Incluye plantas, animales, tiempo y clima). ¿Cuáles son algunos ejemplos de entornos que se encuentran en la biosfera? (Posibles respuestas : Selvas tropicales, desiertos, otros tipos de bosques [como caducifolios o coníferos], praderas de pastizales y climas árticos.) ¿Cómo ayuda a los ingenieros el conocimiento de los diferentes ecosistemas a diseñar nuestros pueblos y ciudades y dar forma al medio ambiente? (Respuesta: Los ingenieros usan información sobre entornos y ecosistemas para diseñar casas y edificios que nos resulten cómodos para vivir y trabajar).

                Vocabulario / Definiciones

                abiótico: No viviente, por ejemplo, la luz del sol o las rocas.

                biodomo: Un entorno cerrado creado por el hombre que contiene plantas y animales que existen en equilibrio.

                bioma: Un área con un cierto conjunto de características ecológicas, incluido un clima específico, plantas y animales que viven en ella.

                biosfera: la parte de la atmósfera de la Tierra que es capaz de sustentar la vida e incluye tanto seres vivos como inanimados.

                biótico: Perteneciente a la vida o los organismos vivos.

                característica: Una característica o cualidad distintiva.

                clima: El clima promedio, generalmente durante un período de 30 años, para una región y un período de tiempo en particular. El clima no es lo mismo que el clima, es el patrón promedio de clima para una región en particular. El tiempo describe el estado a corto plazo de la atmósfera. Los elementos climáticos incluyen precipitación, temperatura, humedad, sol, velocidad del viento, fenómenos como niebla, heladas y granizadas.

                ecosistema: Unidad funcional que consta de todos los organismos vivos (plantas, animales y microbios) en un área determinada, y todos los factores físicos y químicos inanimados de su entorno, vinculados entre sí a través del ciclo de nutrientes y el flujo de energía. Un ecosistema puede ser de cualquier tamaño: un tronco, un estanque, un campo, un bosque o la biosfera de la Tierra, pero siempre funciona como una unidad completa.

                ingeniero: Persona que aplica principios científicos y matemáticos con fines creativos y prácticos, como el diseño, la fabricación y el funcionamiento de estructuras, máquinas, procesos y sistemas eficientes y económicos.

                medio ambiente: el entorno en el que vive un organismo, incluidos el aire, el agua, la tierra, los recursos naturales, la flora, la fauna, los seres humanos y sus interrelaciones. (Ejemplos: tundra, bosque de coníferas, bosque de hoja caduca, pradera de pastizales, montañas y selva tropical).

                Equilibrio: Una condición estable de estar en equilibrio.

                habitat: El hogar natural de una planta o animal.

                homeostasis: Equilibrio de un ambiente interno.

                modelo: (verbo) Simular, hacer o construir algo para ayudar a visualizar o aprender sobre otra cosa (como el cuerpo humano vivo, un proceso o un ecosistema) que no se puede observar o experimentar directamente. (sustantivo) Una representación de algo, a veces en una escala más pequeña.

                nicho: Un papel ecológico único que desempeña un organismo en un ecosistema.

                Evaluación

                Prueba previa a la unidad: Para realizar una evaluación previa / posterior general de la unidad curricular de Biodomes (seis lecciones, con actividades asociadas), administre el Cuestionario previo a la unidad a la clase antes de comenzar cualquier discusión sobre Biodomes. Luego, después de completar la lección 6, administre el mismo cuestionario (posterior a la unidad) a los mismos estudiantes y compare los puntajes previos con los posteriores. Además, este breve cuestionario es adecuado para administrar a un grupo de control de estudiantes que no han completado la unidad, para evaluar comparativamente el impacto de la unidad curricular en el aprendizaje.

                Discusión de grupo: Como clase, haga que los estudiantes participen en una discusión abierta. Solicite, integre y resuma las respuestas de los estudiantes, escribiendo sus ideas en la pizarra del aula. Todas las ideas deben ser escuchadas con respeto. Adopte una posición acrítica y desaliente la crítica de ideas. Haga que los estudiantes levanten la mano para responder. Pregunte a los estudiantes:

                • ¿En qué diferentes tipos de entornos se te ocurren? (Consulte los ejemplos de la Tabla 1).
                • (Para cada entorno) ¿Cómo es el clima? ¿Qué tipo de clima podría ocurrir? (¿Seco o húmedo? ¿Soleado o con niebla? ¿Caliente o frío? ¿Tormentas de nieve o tornados?)
                • (Para cada entorno) ¿Qué tipos de plantas y animales viven allí? (Consulte los ejemplos de la Tabla 1).

                Discusión de imágenes: Utilizando libros o Internet, muestre a los estudiantes fotografías de diferentes tipos de entornos. En una discusión informal en clase, pida a los estudiantes que identifiquen:

                • What types of animals and plants might be present in each environment?
                • What resources would be present for people?
                • How would those resources need to be conserved in order for people to survive?

                Writing and Drawing/Drafting Reflection: Ask students to write a paragraph in their science journal or on a sheet of paper that describes themselves and where they live. They should include a description of their environment, habitat and community, and consider themselves as part of a population. Add a drawing or drafting component by having students place themselves in an environment of their choice and design a living space to protect themselves from the conditions of that environment. Remind students that engineers sometimes create these types of designs.

                Group Discussion: Solicit, integrate and summarize student responses.

                • Have students discuss and identify biótico y abiótico factors in the biosphere. This includes living and nonliving things, animals and plants, as well as the air, soil, rocks and sunlight.
                • Pick an environment that is different from where the students live (for example, a rain forest, desert or arctic tundra.) Ask students to describe how their lives might be different if they lived in this new environment. Then, ask them to explain how they, as an engineer, would design a home for this environment. (For example, would you want thick walls in a tropical environment or in a desert?)
                • Have students discuss why engineers and scientists might study different environments and ecosystems, as well as the extreme weather conditions that exist within different climates, such as floods, hurricanes, earthquakes, volcanoes or tsunamis.

                Evaluación de resumen de la lección

                Using Evidence: Ask students to write a paragraph using evidence to support the explanation that traits can be influenced by the environment. They can use what was taught in the lesson or do outside research as evidence.

                Option 1 - Worksheet to Class Poster: Use the Environments and Ecosystems Worksheet as an exploratory activity for students to chart the various plants, animals and soil that are present in different ecosystems. Have students complete the worksheets individually and then share their information with the class to create one large ecosystem chart on a poster-sized sheet to hang in the classroom. See Table 1 for possible worksheet answers.

                Option 2 - Worksheet to Class Chart: Have students complete the Environments and Ecosystems Worksheet as an individual investigation project, using books or the internet. Then, ask them to share their discoveries by providing them with sticky notes to record what they discovered about the different environments, encouraging them to use the vocabulary learned in their research. Have them post their responses on a poster chart divided into columns for each type of ecosystem. Once all notes are posted, read aloud some of the sticky notes, or have students come up and select notes to share with the class. Refer to the completed environments and ecosystems chart during subsequent lessons in this unit.

                Lesson Extension Activities

                Climates Research Project: As an individual exploratory research project, have students research the climates that are present in different environments and ecosystems. After selecting an environment type, research to find out its climate, rainfall, temperature and extreme conditions. Ask them to consider how they, as engineers, might take the climate into consideration for the design of homes or structures in the environment they are researching.

                Soporte multimedia adicional

                Use the internet to find additional resources that describe the characteristics of our planet's many ecosystems. Start with the following websites:

                Hawaiian Ecosystems at Risk Project (HEAR)

                Sustainable Ecosystems Institute

                U.S. Environmental Protection Agency (EPA) Student Center: http://www.epa.gov/students

                U.S. Fish and Wildlife Service

                Referencias

                Bush, Mark B. Ecology of a Changing Planet. Segunda edicion. Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2000.


                Why is there so much diversity?

                Biology 30 students conduct lab work and investigate how human systems sense and respond to the environment. They explore human reproduction and development at the cellular level and at the organism level. Students investigate the basic structure and role of DNA and investigate the inheritance of traits in individuals and populations. They analyze the changes in populations resulting from natural and human-induced changes in the environment and discover that living systems are dynamic.


                The Biosphere

                In this introduction to the biosphere learners are exposed to the components of the biosphere, namely the lithosphere, hydrosphere and atmosphere, as well as the organisms that live in each of these spheres. Learners are required to identify organisms that are specifically adapted to live in each of these spheres, in different temperatures and at different altitudes, and will learn how and why some organisms have developed specific adaptations to survive. They are then guided to distinguish between living and non-living elements of the biosphere, by identifying the seven life processes (a revision of Gr. 4 work). Having revised the seven life processes, they will then learn what is necessary to continue these seven life processes, by studying the requirements to sustain life and learning about adaptations that enable organisms to live in extreme environments. This links back to work done in Gr. 5 and 6 on the interdependence between living and non-living things in ecosystems and food webs. Learners will look at the biosphere again in Gr. 8 in the context of ecology, as well as in Earth and Beyond in Gr. 9, where there is a greater focus on the lithosphere and atmosphere.


                "It’s important to honor the importance of gender and diversity in scientific research and leadership and, in particular, ecology as a discipline needs to reflect the diversity of the human spirit.” - Dr. Gillian Bowser, ESS Associate Professor

                Ecosystems include the many processes of life that support and enrich humankind. These processes include interactions among organisms and species, the flow of energy and the cycling of matter, and the maintenance of diverse and complex communities of microbes, plants and animals.

                Our responsibility is to understand the world’s ecosystems and the effect of human societies on ecosystem processes and their long-term sustainability. Research and education are central to that understanding, enhancing our ability to manage for the sustainability of ecosystems, societies and the biosphere.

                Students will integrate the latest science into real-world decision-making and public policy, with the ultimate goal of managing our planet’s natural resources – the air, water, land and biological diversity upon which all life depends – sustainably into the future. The Department currently offers comprehensive undergraduate and graduate programs in the discipline of watershed science, as well as an undergraduate program in ecosystem science and sustainability.


                20.E: Ecosystems and the Biosphere (Exercises) - Biology

                Have you ever thought of making a model planet where the ecosystem is almost closed to everything except light?

                You can do this in a bottle.

                One ecosystem that will run for months on a warm, sunny windowsill is a shrimp-world using Artemia - the Californian brine shrimp. These little crustaceans are fun. They swim upside down and often go about in pairs with the male mate-guarding the female. The ecosystem runs on the energy of sunlight and the materials in the bottle which are recycled. Algae are the key producers fixing carbon dioxide and producing oxygen. The shrimps consume oxygen, produce carbon dioxide and eat the algae. When the shrimps die they rot and their remains are decomposed by bacteria. The algae use the minerals released by decomposition.

                This bottle planet has all the components of our world, an atmosphere, biosphere, hydrosphere and lithosphere. On the windowsill of your classroom it's a great asset to helping children think about ecology. What is mystifying is that the tiny algae - the plant world - are almost invisible to children and this means that they really have to think hard about how the shrimp world works.

                Stephen Tomkins & Michael Dockery, and the British Ecological Society has created a wonderful resource developing this original idea:

                "The book provides thirteen starting points for ecological investigations in the school laboratory with photocopiable worksheets, teachers notes, secondary data exercises, technicians guide and background information together with brine shrimp eggs and enough bacterial and algal innoculum to start off your first ecosystem in a bottle. Especially developed for secondary science at Keystages 3 and 4 (where ecology particularly needs livening up) and Scottish Science stages S1 to S4, the book is nevertheless full of ideas and resources for primary science and for post 16 biology projects. Children and young people (of any age!) find a bottle ecosystem with brine shrimps, algae and bacteria fascinating and it is a useful focus for a discussion."


                Ecosystem (With Diagram)

                Read this article to learn about the Ecosystem:- Read this article to learn about:- 1. Definition of Ecosystem 2. Classification of Ecosystem 3. Components of Ecosystem 4. Structure of an Ecosystem 5. Functions 6. Types.

                Definition of Ecosystem:

                The term Ecology (Greek Oikos-house, logos-study) was coined by German biologist Ernst Haeckel in 1869.

                Ecology deals with the study of interactions between living organisms and their physical environment.

                Now ecology is defined as the study of ecosystems. The term ecosystem was proposed by A.C. Tansley in 1935 where eco implies the environment and system denotes an interacting, interdependent, integrated complex.

                Ecosystem may be defined as the system resulting from the integration of all living and non-living factors of the environment. Thus any structural and functional unit of biosphere where the organisms interact with the physical environment so that a flow of energy leads to clearly defined trophic structure, biotic diversity and material cycle (i.e., exchange of materials between living and non-living components) within the system is known as an ecological system or ecosystem.

                Earth is a giant ecosystem where abiotic and biotic components are constantly acting and reacting with each other bringing structural and functional changes in it. This vast ecosystem-biosphere is subdivided into units of smaller ecosystems such as terrestrial and aquatic ecosystems.

                These systems may be freely exchanging energy and matter from outside—an open ecosystem or may be isolated from outside—a closed ecosystem.

                An ecosystem is normally an open system with a continuous but variable influx and loss of material and energy. It is a basic, functional unit with no limits of boundaries.

                Thus an ecosystem represents the highest level of ecological integration which is energy based and this functional unit is capable of energy transformation, accumulation and circulation. Its main function in ecological sense is to emphasize obligatory relationships, interdependence and casual relations.

                Classification of Ecosystems

                1. Natural Ecosystems (Self-operating):

                These systems operate by themselves under natural conditions without any major interference by man.

                These are further divided into following ecosystems:

                (i) Terrestrial ecosystem includes forests, grasslands and deserts etc.

                (ii) Aquatic ecosystem may be further distinguished as

                (a) Fresh water which may be lotic (running water as springs, streams or rivers) or lentic (standing water as lakes, ponds, pools, ditches, puddles, swamps etc.).

                (b) Marine water such as oceans (deep bodies) or seas or estuaries (shallow ones).

                2. Artificial (Man-engineered) Ecosystems:

                These are maintained artificially by man where, by addition of energy and planned manipulations, natural balance is disturbed regularly. Crop, urban, industrial, space and control of biotic community as well as the physico-chemical environment are man-engineered ecosystems.

                3. Space Ecosystem is also recognised as one of ecosystems and play a very important role in human life.

                The common features of all ecosystems — terrestrial, aquatic and agricultural are the interactions of the autotrophic and heterotrophic components.

                Components of Ecosystem:

                An ecosystem has two major components—biotic and abiotic.

                (A) Biotic (Living) Components:

                Plants, animals and micro-organisms having different nutritional behaviour constitute the biotic components of an ecosystem.

                1. Producers (or Autotrophs-Self nourishing):

                Producers are mainly chlorophyll bearing green plants (photo autotrophs) which can synthesize their food in presence of sunlight making use of CO2 and water through the process of photosynthesis. Since plants convert solar energy into chemical energy so they must be better called converters or transducers. Chemosynthetic organisms or chemo-autotrophs can also synthesize some organic matter by the oxidation of certain chemicals in absence of sunlight.

                2. Consumers (or Heterotrophs or Phagotrophs):

                Consumers consume the matter built up by the producers. They utilise, rearrange and decompose complex materials.

                [Note: The major autotrophic metabolism occurs in the upper green belt stratum where solar energy is available while the intense heterotrophic metabolism occurs in the lower brown belt where organic matter accumulates in soil and sediments.]

                Consumers are of the following types:

                They feed directly on producers and hence are known as primary consumers, e.g., rabbit, deer, cattle, insects etc. Elton (1927) called herbivores as key industry animals because they convert plants into animal materials.

                (ii) Carnivores (Meat eaters):

                They feed on other consumers. If they feed on herbivores, they are called secondary consumers (e.g., frog, birds, cat) and if they prey on other carnivores (snake, peacock), they are known as tertiary carnivores/consumers. Lion, tiger etc. which cannot be preyed are called top carnivores since they occupy top position in the food chain.

                They feed both on plants and animals, e.g., rat, fox, birds and man.

                (iv) Detritivores (Detritus feeders or saprotrophs):

                They feed on partially decomposed matter such as termites, ants, crabs, earthworms etc.

                3. Decomposers (or Micro-consumers):

                Decomposers are saprophytic (osmotrophs) micro-organisms such as bacteria, actinomycetes and fungi. They derive their nutrition by breaking down complex organic compounds and release inorganic nutrients into environment, making them available again to producers.

                The biotic components of any ecosystem may be thought of as the functional kingdom of nature, since they are based on the type of nutrition and the energy source used. The entire earth is considered as an ecosystem which is referred to as biosphere or ecosphere.

                (B) Abiotic (Non-living) Components:

                Structurally abiotic components include:

                1. Climatic regime:

                Precipitation, temperature, sunlight, intensity of solar flux, wind etc. have a strong influence on the ecosystem.

                2. Inorganic substances:

                These are C, N, H, O, P, S involved in material cycles. The amount of these substances present in an ecosystem is known as standing state or standing quality.

                3. Organic Substances:

                Carbohydrates, proteins, lipids and humic substances link the abiotic components with the biotic components. All the biotic and abiotic components of an ecosystem are influenced by each other and are linked together through energy flow and matter cycling.

                Structure of an Ecosystem:

                The structure of an ecosystem is characterised by the composition and organisation of biotic communities and abiotic components.

                The major structural features of an ecosystem are:

                1. Species Composition:

                Every ecosystem has its own type of species composition which differs from other ecosystems.

                2. Stratification:

                The organisms in each ecosystem form one or more layers or strata each comprising the population of particular kind of species. In some ecosystems like tropical rain forests, the crown of trees, bushes and ground vegetation form different strata and are occupied by different species. On the other hand, desert ecosystem shows a low discontinuous herbal layer consisting of extensive bare patches of soil.

                3. The quantity and distribution of non-living materials such as nutrients and water etc.

                4. The range or gradient of conditions of existence such as temperature and light etc.

                Functions of an Ecosystem:

                Every ecosystem performs under natural conditions in a delicately balanced and systematic controlled manner. Functionally, the biotic and abiotic components of ecosystem are so interwoven into the fabric of nature that their separation from each other is practically very difficult.

                The producers, green plants, fix radiant energy and with the help of minerals (C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, Zn, Fe etc.) taken from the soil and aerial environment (nutrient pool) they build up complex organic matter (carbohydrates, fats, proteins, nucleic acids etc.). Herbivores feed on plants and in turn serve as food for carnivores. Decomposers breakdown complex organic materials into simple inorganic products which can be used by the producers.

                The two ecological processes of energy flow and nutrient cycling, involving interaction between the physico-chemical environment and the biotic communities constitute the heart of the ecosystem dynamics (Fig. 1).

                The major functional features of an ecosystem are as follows:

                A. Trophic Structure:

                The trophic structure of an ecosystem is a kind of producer-consumer arrangement and their interaction with population size. Each food level is known as trophic level and the amount of living matter at each trophic level at a given time is known as standing crop or standing biomass. In the ecosystem various trophic levels are connected through food chain.

                The transfer of food energy from the producers, through a series of organisms (herbivores to carnivores to decomposers) with repeated eating and being eaten, is known as food chain. All organisms, living or dead, are potential food for some other organisms, hence there is no waste in the functioning of a natural ecosystem.

                Some examples of simple food chain are:

                It starts from green plants (primary producers), goes to grazing herbivores and culminates to carnivores (Fig. 2). The chain thus depends on autotrophic energy capture and movement of this captured energy to carnivores. Examples constitute sequence of

                (b) Detritus food chain:

                It starts from dead organic matter and passes through micro-organisms to detritivores (organisms feeding on detritus), their predators and decomposers. The ecosystems exhibiting detritus food chain are less dependent on direct solar energy. These depend chiefly on the influx of organic matter produced in another ecosystem. Such type of food chain operates in the decomposing accumulated litter in a temperate forest.

                A good example of detritus food chain (Fig. 3) is seen in a Mangrove (estuary). Mangrove leaf fragments acted on by saprotrophs (fungi, bacteria), colonized by algae are eaten by detritus consumers (crabs, shrimps, nematodes, molluscs etc.). These are, in turn, eaten by minnows and small carnivorous fish which serve as the food for large game fish and birds.

                Thus the grazing food chain derives its energy from plants while in detritus food chain energy is obtained primarily from plant biomass, secondarily from microbial biomass and tertiary from carnivores. Both the food chains occur together in natural ecosystems but the grazing food chain usually predominates.

                (ii) Food Web-Interlocking Pattern of Organisms:

                Food chains in ecosystems are rarely found to operate in isolated linear sequence. Rather, they are interconnected with several linkages forming a complex network of interlocking pattern which is referred to as food web. Thus, food web is a network of food chains where different types of organisms are interconnected with each other at different trophic levels so that there are a number of options of eating and being eaten at each trophic level.

                An example of food web is illustrated by the unique Antarctic ecosystem (Fig. 4). It represents the total ecosystem including the Antarctic sea and the continental land. The land does not show any higher life forms of plants. The only species are those of some algae, lichens and mosses. The animals include snow petrel and penguins which depend on the aquatic food chain. In a tropical region, on the other hand, the ecosystems have a rich species diversity and therefore, the food webs are much more complex.

                Why has nature evolved food webs in ecosystem instead of simple linear food chains? This is because food webs give greater stability to the ecosystem. In a linear food chain, if one species becomes extinct then the species in the subsequent trophic levels are also affected. Just consider the simple food chains of Arctic Tundra ecosystem.

                If due to some stress, the population of reindeer or caribou falls, it will leave little option for man or wolf to feed from the ecosystem. Had there been more biodiversity, it would have led to complex food web giving the ecosystem more stability. In a food web, there are a number of options available to each trophic level.

                So, if one species is affected, it does not alter other trophic levels so seriously. For instance, in grazing food chain of a grassland, in the absence of rabbit, grass may be eaten by mouse, which in turn, may be eaten by hawk or snake (Fig 5.)

                Besides those shown in Fig. 5, there may also be present some other consumers as vultures, fox and man in grasslands, and if so, the food web may be even more complex than shown here. In fact, real food webs usually have hundreds of species interlinked according to their feeding habits.

                The complexity of any food web depends upon the diversity of organisms in the system.

                It would accordingly depend upon:

                1. Length of the food chain:

                More diverse the organisms in food habits, longer would be the food chain.

                2. Alternatives at different levels of consumers in the chain:

                More the alternatives, more would be the interlocking pattern.

                Significance of Food Chains and Food Webs:

                1. Food chains and food webs play a very significant role in the ecosystem because the most important functions of energy flow and nutrient cycles take place through them.

                2. Food chains help in maintaining and regulating the ecological balance.

                3. Food chains show a unique property of biological magnification of several pesticides and heavy metals which are non-biodegradable in nature. Such chemicals increase in concentration at each successive trophic level.

                B. Ecological Pyramids:

                Graphic representation of trophic structure and functions of an ecosystem, starting with producers at the base and successive trophic levels (herbivores -> carnivores) forming the apex is known as ecological pyramid. These were first devised by British ecologist Charles Elton (1927) and so are also known as Eltonion pyramids.

                Ecological pyramids are of three types:

                It represents the number of individual organisms at each trophic level. There may be upright or inverted pyramid of numbers depending upon the type of ecosystem and food chain as shown in Fig. 6. A grassland ecosystem [Fig. 6(a)] and a pond ecosystem [Fig. 6(b)] shows an upright pyramid of numbers. In grassland, the producers (grasses) are very large in number and form a broad base.

                The primary consumers (herbivores like rabbit, mice), secondary consumers (snakes, lizards etc.) and tertiary consumers (hawks or other birds) gradually decrease in number, hence the pyramid apex becomes narrower forming an upright pyramid. Similar is the case with pond ecosystem. Here the producers, mainly phytoplanktons such as algae and bacteria, are maximum in number. The carnivores (small fish, beetles etc.) and top carnivores (large fish) decrease in number at higher trophic levels forming an upright pyramid of numbers.

                In a forest ecosystem, the producers are big trees which are less in number and hence form a narrow base. A large number of herbivores including birds, insects and several species of animals feed upon trees and form a much broad middle level. The secondary consumers like fox, snakes, lizards etc. are less in number than herbivores while top carnivores such as lion, tiger are still less in number. So the pyramid is spindle-shaped, i.e., narrow on both sides and broader in the middle [Fig. 6(c)].

                Parasitic food chain shows an inverted pyramid of numbers. The producers like a few big trees harbour fruit eating birds acting as herbivores which are larger in number. A much higher number of lice, bugs etc. grow as ectoparasites on these birds while a still greater number of hyperparasites such as bugs, fleas and microbes feed upon them, thus making an inverted pyramid [Fig. 6(d)],

                Note that the pyramids of numbers do not reflect a true picture of the food chain as they are not very functional. They do not indicate the relative effects of the geometry, food chain and size factors of the organisms. They vary with different communities with different types of food chains in the same environment.

                These are comparatively more fundamental since instead of geometric factor, they show quantitative relationship of the standing crops. Pyramid of biomass is based upon the total biomass (dry matter per unit area) at each trophic level in a food chain. In a forest, the pyramid of biomass is upright in contrast to its pyramid of numbers.

                This is because the producers (trees) accumulate a huge biomass while the consumers total biomass feeding on them declines at higher trophic levels resulting in broad base and narrowing top [Fig. 7(a)], In a pond ecosystem, the total biomass of producers (phytoplanktons) is much less as compared to herbivores (zooplanktons, insects), carnivores (small fish) or tertiary carnivores (large fish). Thus the pyramid takes an inverted shape with narrow base and broad apex [Fig. 7(b)].

                Pyramid of energy is based on the amount of energy trapped per unit time and area in different trophic levels of a food chain. It gives the best representation of the trophic relationships and is always upright (Fig. 8). The energy content is generally expressed as kJ/m 2 /yr. At each successive trophic level, there is sharp decline in energy (about 90% in the form of heat and respiration) as we move from producers to top carnivores. Thus only 10% of the energy passes on at each next higher level forming an upright pyramid.

                C. Energy Flow in an Ecosystem:

                The functioning of ecosystem depends on the flow of energy through matter. The most important feature of energy flow is that it is unidirectional or one way flow. The energy captured by autotrophs does not revert back to solar input.

                Unlike nutrients (like C, N, P) which move in a cyclic manner and are reused by the producers after flowing through the food chain, energy is not reused in the food chain. Also the flow of energy follows the two laws of thermodynamics.

                First law of thermodynamics states that energy can neither be created nor destroyed but it can be transformed from one form into another. The solar energy captured by the green plants (producers) gets converted into biochemical energy of plants and later into that of consumers.

                Second law of thermodynamics states that every transformation or transfer of energy is accompanied by its dispersion. As energy flows through the food chain, there occurs dissipation of energy at every trophic level. The loss of energy takes place through respiration or other metabolic activities. At every trophic level there is about 90% loss of energy and the energy transferred from one trophic level to the other is only 10%.

                Tipos de Major Ecosystems:

                Various types of ecosystems operate as self-sufficient interacting systems in the biosphere. They have, more or less, similar fundamental plan of their gross structure and function but they differ in respect of their species composition and rates in production etc.

                1. Land-Based Ecosystem:

                Land (terrestrial) ecosystem depends largely on the climate and soil. Higher plants (seed plants) and animals (vertebrates, insects, micro-organisms) dominate on land. The major terrestrial communities consist of herbaceous plants, shrubs, grass, trees besides numerous insects, arthropods, birds etc. Forest ecosystem regulates exchange of atmospheric gases and trace elements.

                2. Fresh Water Ecosystem:

                Fresh water bodies (lakes, ponds, rivers, springs) are rich in nutrients (nitrates, phosphates) and provide good habitat for zooplanktons, phytoplanktons, aquatic plants and fishes.

                3. Marine Ecosystem:

                Oceans occupy 70% of the earth surface, offering habitat to numerous plants (mainly algae), animals like zooplanktons, fishes, reptiles, birds and mammals (whales and seals). They serve as the sink for a large quantity of run-off and wastes from land. Marine water has a high salt content and poor fertility due to lack of nitrates and phosphates as compared to fresh water.

                4. Wet Land Ecosystem:

                Wet lands are transitional lands between terrestrial and aquatic ecosystems where water stands at 3 to 300 cm. These include valuable natural ecosystem harbouring a variety of plants, animals, fishes and micro-organisms. At present, they are in danger due to increasing urbanization as in the case of eastern part of Kolkata.

                5. Mangroves (Forests between Land and Sea):

                Mangroves are important forests in tidal zones or equatorial and tropical coasts. Sunderbans in the Gangetic estuarine delta near the Bay of Bengal offer valuable mangroves having several plant species and wild animals including Royal Bengal Tiger.


                Week 1 Assignment SC1040

                This assignment helps you apply your knowledge from this week’s modules and readings.

                Without biology, we would not have vaccines for diseases or medical treatments. Without biology, we would not know how the body functions. Healthcare employees are expected to have an understanding of biology because it is the driving force behind the formation of medications, medical tests and so forth.

                Levels of Organization in Nature

                Biology is the scientific study of life, and all living organisms share certain properties The levels of organization in nature break down the study of life into categories in order to under its origins from small and simplistic to large and complex. Use your reading to identify the levels of organization.

                1. List the levels of organization in the correct order in the table provided below.

                A. Populations consist of organisms B. Atoms are fundamental units of matter C. Cells consist of molecules D. Ecosystems consist of communities interacting with their environment E. Molecules consist of atoms F. The biosphere consists of all ecosystems on Earth. G. Communities consist of populations H. Organisms consist of cells

                Levels of Organization in Nature

                1. B. Atoms are fundamental units of matter

                2. E. Molecules consist of atoms

                3. C. Cells consist of molecules

                4. H. Organisms consist of cells

                5. A. Populations consist of organisms

                6. G. Communities consist of populations

                7. D. Ecosystems consist of communities interacting with their environment

                8. F. The biosphere consists of all ecosystems on Earth.

                2. A(n) _____ is the smallest unit of life. (Select only one)

                ☐ atom ☐ molecule ☐ carbohydrate ☒ cell ☐ organism

                3. Un __ is an individual that consists of one or more cells.

                4. Consumers differ from producers in that unlike producers, consumers _____. (Select only one)

                ☐ do not require energy inputs ☒ cannot make their own food ☐ make their own food ☐ cannot sense and respond to change ☐ do not pass DNA to offspring

                5. Organisms whose DNA is contained within a nucleus are called _____. (Select only one)

                ☒ eukaryotes ☐ prokaryotes ☐ archaea ☐ bacteria ☐ viruses

                La biodiversidad

                Understanding how organisms are different is determined by observing their differences. Classifying

                different organisms based on their different characteristics is the basis for biodiversity.

                6.List (2) domains of procariotas.

                Método científico

                The scientific method is the gold standard for investigating scientific topics. Valid scientific inquiry follows a formalized process that has been tested and is accepted by the scientific community. The results of the scientific method are also present in the Allied Healthcare field when documenting patients’ healthcare histories.

                11. The statements below represent each step of the Scientific Method based upon a

                Research study conducted about the effects of fast food reported by ABC news, which you
                Can view HERE.

                A. The hypothesis was supported by the data the increased intake of calories in the experimental group increased the likelihood of developing hypertension.

                B. An experimental group of 20 subjects will consume an extra 1000 calories per day from fast food, in addition to their normal daily caloric intake. A control group of 20 subjects will not consume an extra 1000 calories from fast food and will continue with their normal diet. The blood pressure of each subject in both groups will be recorded once per week for eight weeks.

                C. People who increase their caloric intake by 1000 calories per day are more likely to develop hypertension (high blood pressure).

                D. After eight weeks, 70% of subjects in the experimental group had developed hypertension. In the control group, only 5% of subjects developed hypertension.

                E. Will people who daily eat fast food develop symptoms of poor health related to obesity?

                Direcciones: Match each statement to the appropriate step of the Scientific Method by placing the corresponding letter (A, B, C, D) into the chart in #11. The first one has been done for you.

                Observation/Question E

                Hypothesis (What do you believe will happen?)

                Experiment (Explain the steps in the experiment)

                Results (Describe the results of the experiment)

                Conclusion (What is the answer to your question?)

                12. List two examples of the benefits of having the participants keep track of their daily eating habits

                through this study. A control group allows the experiment to have a group that has not been altered in anyway and therefore see if the variable is truly what is changing the outcome. It can also help to reduce bias.

                In medicine, placebos have been used as a practice in order to understand the effectiveness of new medications. Watch this brief background VIDEO and then answer the following questions.

                13. Explain what the placebo effect is. The placebo effect is how your mind or body is tricked into feeling better when given a treatment that the person does not know is fake (or a sugar pill).

                14. Which of the following is an example of a placebo? (Select only one)

                ☐ prescription medication ☐ chemotherapy ☒ a sugar pill ☐ open heart surgery

                15. A hypothesis that is consistent with all data gathered over years of experimentation is known as a

                ####### ____.

                ☐ law of nature ☒ scientific theory

                16. Typically, a scientist will make a prediction, then form a hypothesis, and then perform an


                Ver el vídeo: Biosfera y ecosistemas (Agosto 2022).