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Estación 10: La nave espacial Tierra Palabras claves: Carbono, ecosistema, genética, diversidad

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Estación 10: La nave espacial Tierra

Palabras claves:

Carbono, ecosistema, genética, diversidad

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Tabla de contenidos

Introducción

Hechos y cifras

1. Ciclos globales

2. Ecosistemas y diversidad biológica

3. Magnetósfera

Interrogantes sin respuestas aún

Información adicional

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Preguntas motivadoras

¿Qué influencia tiene el hombre sobre el planeta Tierra?

¿Cómo podemos preservar los sistemas de protección de la Tierra?

¿Qué mantiene los ecosistemas en equilibrio? ¿Cómo se comunican los organismos? ¿Cómo podemos predecir mejor los desastres

naturales?

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Introducción

La vida en la Tierra solo es posible

debido a la compleja

coexistencia entre los ecosistemas

terrestres, los océanos, la

atmósfera y las sustancias que

circulan entre ellos.

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Pequeños cambios pueden tener efectos de gran alcance. Por esta razón, los científicos están tratando de comprender la Tierra de manera unificada incluyendo su historia de largo plazo y posibles riesgos, tales como el rápido cambio climático o la disminución acelerada de la diversidad biológica.

Con este propósito, los científicos toman medidas en la tierra y en el aire, utilizando satélites para la teledetección, y desarrollan modelos de computadora.

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Están en todas partes. Al igual que las plantas, animales y seres humanos,

sostienen la biosfera. Controlan la circulación de las materias primas más

importantes para la vida: • El carbono, nitrógeno, oxígeno, fósforo, azufre, fierro,

manganeso y agua. Su investigación es necesaria para contar con modelos

terráqueos confiables. Contienen enzimas y productos metabólicos

interesantes.

Los microorganismos

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Solo cuando comprendamos la

compleja interacción de todos estos componentes,

podremos lograr el uso sostenible de los

recursos de la Tierra.

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La tierra recorre 940 millones de kilómetros al año.

v = 107 280 km/h = 29,8 km/s

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Hechos y cifras

Una vez al año alrededor del sol

La distancia promedio de la Tierra al Sol es de 149 millones de kilómetros.

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¿Sabía que la Tierra circula alrededor del Sol a la velocidad de 107.280 kilómetros por hora?

¡Esto significa 29,8 kilómetros por segundo!

Nuestro planeta orbita la estrella central a una distancia promedio de 149 millones de kilómetros, y recorre 940 millones de kilómetros al año.

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Especies y microorganismos

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Incluso sin habitantes, la Tierra tiene una gran población: se han registrado 2 millones de especies pero los estimados revelan que existen aproximadamente 15 a 20 millones de especies.

Se cree que existen de 15 a 20 mill. de especies aprox. Solo se han registrado 2 mill. de especies.

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En particular, cuando se trata de los microorganismos, se sospecha que conocemos menos del 1%.

Aproximadamente 100 millones de bacterias viven en nuestra cavidad bucal; 70 mil millones contribuyen a la digestión en nuestro colon.

En consecuencia, aproximadamente el 90% de células de nuestro cuerpo no son humanas, sino de microorganismos.

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1. Ciclos globales

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Gas de efecto invernadero. No solo se encuentra en el aire, también puede

obtenerse y originarse en los océanos, el suelo y las plantas.

Debido al calentamiento global, el carbono estable del suelo puede pasar rápidamente a la atmósfera.

Los microorganismos en los arrecifes oceánicos se alimentan de metano, un gas de efecto invernadero basado en el carbono.

Los científicos siguen haciendo descubrimientos sorprendentes.

El carbono

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Lluvia cargada de humo cae de las nubes sobre la Amazonía. Extensas áreas de la cuenca amazónica son objeto de prácticas de tala y quema todos los años durante la estación seca, especialmente durante los meses de setiembre y octubre, haciendo que el área se cubra por una gruesa capa de humo.

CO2

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Un equipo internacional de investigación, encabezado por el Instituto Max Planck de Química de Mainz, ha demostrado que estos incendios tienen un impacto mucho mayor en el clima y en las estaciones de lo que se pensaba.

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Los científicos del Instituto Max Planck de Microbiología Marina han descubierto bacterias que consumen metano. Los microorganismos, de una milésima de milímetro de tamaño, convierten enormes cantidades de metano en dióxido de carbono (CO2). Como parte del proceso, crean arrecifes de carbonato de calcio de un metro de altura. Ahora, la tarea consiste en investigar la fisiología, metabolismo y genética de estos devoradores de metano.

La simbiosis de diferentes tipos de células, bacterias y arqueas es prueba viviente de que los materiales orgánicos pueden darse en la Tierra incluso si no hay oxígeno y biomasa vegetal.

Descubrimiento de arrecifes conformados por bacterias

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Circulación global del carbono

Solo 40% aprox.

del dióxido de carbono emitido

por los seres humanos

permanece en la atmósfera. El resto es absorbido por

las biósferas oceánica y terrestre.

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A medida que aumentan las emisiones del dióxido de carbono, se espera que la capacidad de almacenamiento (lo que permanece en la atmósfera) disminuya. Estos efectos se pueden estimar cuantitativamente empleando modelos climáticos que incorporen la circulación global del carbono como componente interactivo.

Para ello, será necesario examinar los procesos químicos y biológicos de los océanos y en la vegetación, así como la interacción con el ciclo hidrológico.

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2. Ecosistemas y diversidad biológica

Bacteria gigante Achromatium, vive en los sedimentos de los lagos de agua dulce de todo el mundo.

Sin embargo, la conocemos muy poco ya que no es posible cultivarla fuera de su hábitat natural. Como resultado, los científicos están tratando de estudiar su adaptabilidad y funciones en los sistemas naturales de dicha bacteria.

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Bacteria Thiomargarita namibiensis, la más grande del mundo que puede verse a simple vista, esférica y mide hasta 0,75 mm de diámetro. Esta bacteria vive en los sedimentos frente a las costas de la bahía Walvis en Namibia, que es tan rica en sulfuro de hidrógeno que resulta tóxico para la mayor parte de animales.

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Diversidad genética a pesar de los cambios climáticos globales

Los cambios climáticos produce: Aumento de la temperatura promedio del planeta. Incremento del número de eventos extremos:

• Ondas de calor • Tormentas • Inundaciones

Los científicos han demostrado que la diversidad genética puede incrementar la resistencia de las

comunidades vegetales ante al calentamiento global.

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En las praderas de posidonia del mar Báltico, áreas genéticamente diversas de la pradera se recuperaron mucho más rápido tras una onda de calor que las áreas con similitud genética, siendo así que las primeras en último término mostraron una mayor biomasa y densidad vegetal.

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Conan, la bacteria

Bacteria Deinococcus radiodurans, no solo es capaz de sobrevivir periodos de sequía extremadamente largos, sino que también puede resistir dosis de radioactividad 1 500 veces mayores que la dosis letal para un ser humano. Para lograrlo, la bacteria recurre a todos los mecanismos de supervivencia conocidos, convirtiéndose así en un interesante objeto de investigación.

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Evolución en un plato Petri

A través de la bacteria Myxococcus xanthus los científicos han podido observar la evolución del comportamiento social de las bacterias. Mediante su interacción, las bacterias crean nuevas formas de comportamiento cooperativo para avanzar con unanimidad en la búsqueda de alimentos.

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Estas observaciones pueden ser importantes para combatir agentes patógenos socialmente cooperadores, responsables

de ciertas enfermedades contagiosas.

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Los investigadores han logrado simular la dispersión del monóxido de carbono en las capas de aire cerca del suelo y en las capas de aire a una altura de 10 kilómetros Esto les ha permitido desarrollar un modelo químico de predicción del clima que puede emplearse para predecir la manera en que cambian las concentraciones de ozono y monóxido de carbono en la atmósfera.

Reacciona en la atmósfera con los radicales libres de hidroxilo (OH) para formar dióxido de carbono.

En grandes concentraciones, reduce la capacidad de la atmósfera de limpiarse a sí misma.

El monóxido de carbono (CO)

3. Magnetósfera

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Fórmula mundial del clima

Los científicos del Instituto Max Planck de Meteorología y del Centro de Cómputo Meteorológico de Alemania están elaborando modelos del sistema climático global en un intento por explicar la variabilidad natural de la atmósfera, los océanos y la biósfera y, para estimar los efectos de los cambios del uso del suelo, el desarrollo industrial, la urbanización y otros impactos humanos.

Conectando modelos, los científicos están tratando también de comprender las condiciones climáticas pasadas y

predecir las del futuro.

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Interrogantes sin respuestas aún…

¿Cuáles regiones y componentes son particularmente sensibles a los cambios?

¿Cuáles son los umbrales que, si los traspasamos, podríamos desencadenar cambios abruptos en la Tierra?

¿Cuánta influencia tiene la humanidad? ¿Existen posibilidades de que podamos controlar el

comportamiento de la Tierra a largo plazo?

Las investigaciones continúan…

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Información adicional

http://www.sciencetunnel.com http://www.sciencetunnel2.de/?page_id=1286&lang=es

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