En esta lección
- Video de la lección (próximamente)
- Apuntes de la lección
- Ejemplos resueltos
- Ideas clave
- Alineación con NGSS
Llévatelo
Pregunta esencial
¿Cómo moldean la luz del sol, la sal y el agua en movimiento a la vida en el agua?
El agua cubre la mayor parte de la superficie de la Tierra, pero un río, un lago, un estuario y el océano abierto sostienen comunidades muy distintas. En esta lección aprenderás cómo la salinidad, la luz, la temperatura y el movimiento del agua moldean la vida en los ecosistemas acuáticos, y cómo usar datos para explicar esos patrones.
Video de la lección próximamente. Mientras tanto, lee la lección que aparece abajo.
Agua dulce, estuarios y océano
- Salinidad: la cantidad de sal disuelta en el agua
- Agua dulce: ríos, lagos, estanques y la mayoría de los humedales
- Estuario: donde un río se encuentra con el mar
- Océano: el ecosistema acuático más grande
Los ecosistemas acuáticos se clasifican primero por su salinidad, la cantidad de sal disuelta en el agua. El agua dulce, que se encuentra en ríos, lagos y estanques, tiene una salinidad menor que cerca de 0.5 partes por mil. El agua del océano tiene un promedio de cerca de 35 partes por mil. Un estuario, donde un río desemboca en el mar, tiene agua salobre entre las dos, y su salinidad cambia con las mareas y con el caudal del río. La mayoría de los organismos está adaptada a un rango limitado de salinidad, así que el nivel de sal afecta mucho qué especies viven en un cuerpo de agua.
Zonas de luz
- La luz del sol se debilita con la profundidad
- Zona fótica: hay suficiente luz para la fotosíntesis
- Zona afótica: hay muy poca luz
- Los productores viven en la zona fótica
El agua absorbe y dispersa la luz del sol, así que la luz se debilita con la profundidad. La zona fótica es la capa de arriba que recibe suficiente luz para la fotosíntesis. En el océano abierto y claro puede llegar a un par de cientos de metros, pero en un río lodoso o en un lago lleno de algas puede tener solo unos cuantos metros de profundidad. Debajo está la zona afótica, donde no puede ocurrir la fotosíntesis. La mayoría de los productores, como las algas y el fitoplancton, vive en la zona fótica. La vida que hay debajo depende sobre todo de la materia orgánica, como los organismos muertos y los desechos, que se hunde desde arriba.
Temperatura y oxígeno disuelto
- Los animales acuáticos necesitan oxígeno disuelto
- El agua más fría puede contener más oxígeno
- El agua caliente contiene menos oxígeno
- El oxígeno entra desde el aire y por la fotosíntesis
Los peces y otros animales acuáticos toman oxígeno disuelto, oxígeno gaseoso mezclado en el agua. El oxígeno entra al agua desde el aire y por la fotosíntesis de los productores acuáticos. La gráfica muestra que la cantidad máxima de oxígeno que el agua puede contener baja conforme el agua se calienta: 14.6 mg/L a 0 °C, pero solo 7.6 mg/L a 30 °C. El agua caliente contiene menos oxígeno justo cuando el metabolismo de los animales se acelera y necesitan más, y esta es una razón por la que las condiciones calurosas del verano pueden estresar a los peces. Los niveles reales de oxígeno también dependen de la fotosíntesis, la respiración, la descomposición y la mezcla del agua.
Agua en movimiento y nutrientes
- Los ríos llevan nutrientes corriente abajo
- Los estuarios atrapan nutrientes donde el río se encuentra con el mar
- La surgencia lleva nutrientes profundos a la superficie
- Más nutrientes suele significar más productores
El agua en movimiento lleva nutrientes de un lugar a otro. Los ríos llevan nutrientes de la tierra a los lagos y al mar, y los estuarios, donde esa agua se encuentra con el océano, suelen ser ricos en nutrientes y sirven como criaderos de muchos peces y mariscos jóvenes. En el océano abierto, el agua iluminada de la superficie suele tener pocos nutrientes, porque los organismos cercanos a la superficie los gastan y el material muerto se hunde. En la surgencia, los vientos empujan el agua de la superficie hacia afuera y el agua profunda, fría y rica en nutrientes sube para reemplazarla. Donde ocurre la surgencia, como en partes de las costas de California, Perú y el oeste de África, el fitoplancton tiende a ser abundante y la red alimenticia sostiene grandes poblaciones de peces.
Ejemplos resueltos
Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.
Ejemplo 1: Agua caliente y oxígeno
Usa la gráfica. Un arroyo se calienta de 10 °C en primavera a 25 °C en verano. ¿Cómo cambia el oxígeno disuelto máximo que el agua puede contener? ¿Qué podría significar eso para los peces? Escribe una afirmación, evidencia y razonamiento.
Mostrar la solución
- Lee la gráfica: a 10 °C el agua puede contener 11.3 mg/L, y a 25 °C puede contener 8.3 mg/L.
- Cambio: 11.3 − 8.3 = 3.0 mg/L menos.
- Afirmación: el agua más caliente puede contener menos oxígeno disuelto.
- Evidencia: el máximo bajó de 11.3 mg/L a 10 °C a 8.3 mg/L a 25 °C, una disminución de 3.0 mg/L.
- Razonamiento: el gas se disuelve menos en el agua caliente. Los animales en agua caliente también suelen usar el oxígeno más rápido, así que los peces pueden estar más estresados en verano, sobre todo si la descomposición baja aún más el oxígeno.
- Respuesta: Baja 3.0 mg/L (de 11.3 a 8.3 mg/L), así que el agua caliente les da menos oxígeno a los peces.
Ejemplo 2: Un lago turbio
Usa el modelo de las zonas de luz. La tierra que se lava desde una obra de construcción hace que un lago se vuelva muy turbio. Predice qué pasa con la zona fótica y con los productores que viven cerca del fondo del lago.
Mostrar la solución
- Agua turbia: las partículas dispersan y absorben la luz, así que la luz se debilita más rápido con la profundidad.
- Zona fótica: se vuelve menos profunda, porque la profundidad donde la luz es demasiado débil para la fotosíntesis sube.
- Productores del fondo: las plantas y las algas del fondo de un lago que antes estaba iluminado pueden dejar de recibir suficiente luz, así que es probable que disminuyan.
- Efecto en la comunidad: los animales que dependen de esos productores para alimentarse o refugiarse también pueden disminuir.
- Respuesta: La zona fótica se vuelve menos profunda, así que es probable que disminuyan los productores del fondo que ya no reciben suficiente luz.
Ejemplo 3: ¿Vientos más débiles, menos peces?
Usa el modelo de la surgencia. En un año, los vientos que normalmente impulsan la surgencia a lo largo de una costa son mucho más débiles. Predice cómo se afectan el fitoplancton y los peces que se lo comen.
Mostrar la solución
- Caso normal: el viento empuja el agua de la superficie mar adentro y sube agua profunda rica en nutrientes.
- Vientos más débiles: sube menos agua profunda, así que llegan menos nutrientes a la superficie iluminada.
- Fitoplancton: con menos nutrientes, es probable que sea menos abundante.
- Peces: es probable que los peces que comen fitoplancton, o que comen animales que lo comen, encuentren menos alimento, así que su número puede bajar. Otros factores, como la pesca y la temperatura, también importan.
- Respuesta: Llegan menos nutrientes a la superficie, así que es probable que disminuyan el fitoplancton y los peces que dependen de él.
Práctica
Clasifica el agua por su salinidad, usa un diagrama de zonas de luz, usa datos de temperatura y oxígeno como evidencia y predice el efecto de cambios en el movimiento del agua. Inténtalo primero por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas.
- Hoja de práctica: Ecosistemas acuáticos (PDF) (en inglés)
- Clave de respuestas: Ecosistemas acuáticos (PDF) (en inglés)
Diapositivas de la lección
Ideas clave
- La salinidad clasifica a los ecosistemas acuáticos en agua dulce, estuarios y océano
- La luz se debilita con la profundidad, y los productores viven en la zona fótica
- El agua caliente contiene menos oxígeno disuelto
- El agua en movimiento lleva nutrientes, y la surgencia los lleva a la superficie
- Las comunidades acuáticas están moldeadas por la sal, la luz, la temperatura, el oxígeno y los nutrientes
De vuelta a la pregunta esencial: en el agua, la salinidad, la luz, la temperatura, el oxígeno disuelto y el movimiento de los nutrientes hacen el papel que hacen la temperatura y la precipitación en tierra firme. Deciden dónde pueden crecer los productores y qué animales pueden vivir ahí. A continuación, verás cómo interactúan las especies dentro de una comunidad, empezando por la competencia.
Alineación con NGSS
Esta lección avanza hacia estas expectativas de desempeño de los Estándares de Ciencias de Nueva Generación (NGSS):
- HS-LS2-6: Evaluar las afirmaciones, la evidencia y el razonamiento de que las interacciones complejas en los ecosistemas mantienen números y tipos de organismos relativamente constantes en condiciones estables, pero que los cambios en las condiciones pueden dar como resultado un nuevo ecosistema.
NGSS no tiene una expectativa de desempeño escrita para los ecosistemas acuáticos, así que esta lección usa la más cercana.
Ideas disciplinarias básicas: LS2.C Dinámica, funcionamiento y resiliencia de los ecosistemas