En esta lección
- Video de la lección (próximamente)
- Apuntes de la lección
- Ejemplos resueltos
- Ideas clave
- Alineación con NGSS
Llévatelo
Pregunta esencial
¿Cómo responden las plantas y los animales a los cambios en su entorno?
Una planta se inclina hacia una ventana, y una lagartija se mete a la sombra. Las dos están respondiendo a un cambio en su entorno. En esta lección aprenderás cómo responden los organismos a los estímulos, cómo los tropismos cambian el crecimiento de las plantas, cómo el comportamiento de un animal puede funcionar como un ciclo de retroalimentación y cómo investigar una respuesta.
Video de la lección próximamente. Mientras tanto, lee la lección que aparece abajo.
Estímulo y respuesta
- Un estímulo es un cambio en el entorno
- Una respuesta es la manera en que reacciona el organismo
- Muchas respuestas ayudan al organismo a sobrevivir
- Algunas respuestas, como cerrar los estomas o que una lagartija se meta a la sombra, son retroalimentación negativa que mantiene las condiciones dentro de un intervalo
Un estímulo es un cambio en el entorno de un organismo o dentro del organismo, como la luz, la temperatura, el agua o el tacto. El organismo detecta el cambio y produce una respuesta. Las respuestas ayudan a los organismos a mantenerse vivos y a mantener las condiciones en el intervalo adecuado. Tanto las plantas como los animales responden, pero las plantas suelen responder cambiando la forma en que crecen, mientras que los animales suelen responder moviéndose.
Tropismos de las plantas
- Un tropismo es un crecimiento hacia un estímulo o en sentido contrario
- Fototropismo: los tallos crecen hacia la luz
- Gravitropismo: las raíces crecen hacia abajo y los tallos hacia arriba
- Tigmotropismo: crecimiento en respuesta al tacto
Un tropismo es una respuesta de crecimiento de una planta hacia un estímulo o en sentido contrario. En el fototropismo, los tallos crecen hacia la luz, lo que ayuda a las hojas a captar más luz. En el gravitropismo, las raíces crecen hacia abajo, hacia el agua y los minerales del suelo, y los tallos crecen hacia arriba, incluso cuando una plántula está acostada de lado. En el tigmotropismo, una planta como una enredadera crece en respuesta al tacto y se enrolla alrededor de un soporte. Los tropismos son lentos porque ocurren mediante el crecimiento.
Las plantas responden al agua y a la luz
- Los estomas son poros en la superficie de la hoja
- Cada estoma es abierto y cerrado por dos células guardianas
- Los estomas abiertos dejan entrar CO2 y salir vapor de agua
- Los estomas cerrados ahorran agua pero limitan la fotosíntesis
Las hojas tienen poros diminutos llamados estomas, y cada uno es abierto y cerrado por un par de células guardianas. Cuando hay luz y mucha agua, los estomas se abren, lo que deja entrar el dióxido de carbono necesario para la fotosíntesis y deja salir vapor de agua. Cuando a una planta le falta agua, los estomas se cierran, lo que reduce la pérdida de agua. Esta respuesta tiene un costo, porque entra menos dióxido de carbono y la fotosíntesis se hace más lenta. Cerrar los estomas es una respuesta de retroalimentación que ayuda a la planta a mantener su equilibrio de agua.
El comportamiento como respuesta
- Los animales suelen responder moviéndose
- Una lagartija se calienta al sol y se enfría a la sombra
- Este comportamiento mantiene la temperatura del cuerpo dentro de un intervalo
- Es retroalimentación negativa
Los animales responden a muchos estímulos por medio del comportamiento. Una lagartija no puede generar mucho calor corporal por sí sola, así que usa su entorno. Cuando tiene demasiado frío, se mueve a una roca soleada, y cuando tiene demasiado calor, se mete a la sombra. Cada respuesta revierte el cambio que la causó, así que esto es retroalimentación negativa realizada por medio del comportamiento, y ayuda a mantener la temperatura del cuerpo de la lagartija dentro de un intervalo. El ciclo de los estomas de la figura funciona de la misma manera dentro de una planta.
Investigar una respuesta
- Cambia una variable (la variable independiente)
- Mide la respuesta (la variable dependiente)
- Mantén iguales las demás condiciones
- Repite los ensayos y usa la media
Para saber cómo responde un organismo a un estímulo, planeas una investigación. En una cámara de elección, una mitad está húmeda y la otra está seca, así que la variable independiente es la humedad. La variable dependiente es el número de cochinillas en cada lado después de un tiempo fijo. Mantienes iguales las demás condiciones, como la temperatura, la luz y el número de animales. Repetir el ensayo varias veces y usar la media hace que el resultado sea más confiable. Un resultado como 15 de 20 en el lado húmedo sugiere una respuesta, pero necesitas ensayos repetidos para estar seguro.
Ejemplos resueltos
Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.
Ejemplo 1: Datos de la cámara de elección
En una cámara de elección se colocaron 20 cochinillas en el centro, y se contó el número de cochinillas en el lado húmedo después de 10 minutos en cinco ensayos (datos de muestra). Halla la media del número de cochinillas en el lado húmedo y el porcentaje medio de cochinillas en el lado húmedo.
| Ensayo | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Cochinillas en el lado húmedo (de 20) | 14 | 16 | 15 | 17 | 13 |
Mostrar la solución
- Media: (14 + 16 + 15 + 17 + 13) / 5 = 75 / 5 = 15.0 cochinillas.
- Porcentaje: 15.0 / 20 x 100 = 75%.
- Interpretación: en promedio, 15 de las 20 estaban en el lado húmedo y 5 en el lado seco, así que las cochinillas tendieron a moverse al lado húmedo.
- Respuesta: Una media de 15.0 cochinillas, es decir, 75%, en el lado húmedo.
Ejemplo 2: Luz y curvatura
Se hicieron crecer plántulas con luz de un solo lado o desde arriba, y la curvatura se midió cada día (datos de muestra). Escribe una afirmación, evidencia y razonamiento sobre el efecto de la luz de un solo lado.
| Día | Luz de un solo lado (grados) | Luz desde arriba (grados) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 12 | 1 |
| 2 | 28 | 0 |
| 3 | 41 | 2 |
| 4 | 52 | 1 |
Mostrar la solución
- Afirmación: las plántulas se doblan hacia una luz que viene de un solo lado.
- Evidencia: con luz de un solo lado la curvatura llegó a 52 grados en el día 4, pero con luz desde arriba se mantuvo entre 0 y 2 grados.
- Razonamiento: la única diferencia entre los grupos fue la dirección de la luz, así que la dirección de la luz causó la curvatura. Esto es fototropismo, y ayuda al tallo a captar más luz.
- Respuesta: Las plántulas se doblaron hacia la luz de un solo lado y llegaron a 52 grados en el día 4.
Ejemplo 3: Predecir el tropismo
Una plántula se acuesta de lado dentro de una caja oscura, de modo que la luz y el tacto no influyen. Usa el modelo para predecir cómo crecerán la raíz y el tallo.
Mostrar la solución
- Estímulo: sin luz, el único estímulo que importa es la gravedad, así que esto es gravitropismo.
- Raíz: la raíz se curvará hacia abajo.
- Tallo: el tallo se curvará hacia arriba.
- Respuesta: La raíz crece hacia abajo y el tallo crece hacia arriba (gravitropismo).
Práctica
Nombra el tipo de respuesta de cada ejemplo, calcula la media y el porcentaje a partir de datos de una cámara de elección, lee datos de un experimento de fototropismo y planea una investigación. Inténtalo primero por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas.
- Hoja de práctica: Estímulo y respuesta (PDF) (en inglés)
- Clave de respuestas: Estímulo y respuesta (PDF) (en inglés)
Diapositivas de la lección
Ideas clave
- Un estímulo es un cambio, y una respuesta es la manera en que reacciona el organismo
- Los tropismos son respuestas de crecimiento de las plantas: fototropismo, gravitropismo y tigmotropismo
- Los estomas se cierran en condiciones secas, lo que ahorra agua pero limita la fotosíntesis
- El comportamiento puede funcionar como retroalimentación negativa
- Una investigación cambia una variable, mide una respuesta y repite los ensayos
De vuelta a la pregunta esencial: los organismos detectan los cambios y responden a ellos. Las plantas responden creciendo hacia un estímulo o en sentido contrario y abriendo y cerrando los estomas, y los animales suelen responder con su comportamiento. Muchas respuestas son ciclos de retroalimentación negativa que ayudan a mantener las condiciones dentro de un intervalo. A continuación pasarás a ver cómo se dividen las células.
Alineación con NGSS
Esta lección avanza hacia estas expectativas de desempeño de los Estándares de Ciencias de Nueva Generación (NGSS):
- HS-LS1-3: Planear y realizar una investigación para dar evidencia de que los mecanismos de retroalimentación mantienen la homeostasis.
Ideas disciplinarias básicas: LS1.A Estructura y función