BIOLOGÍA BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA

UNIDADES DE MUESTRA

El aprendizaje real

En esta sección ofrecemos varias unidades de muestra de nuestro proyecto para el primer ciclo de Educación Secundaria Obligatoria. Oxford Educación publicará un proyecto editorial ajustado al currículo de tu Comunidad Autónoma una vez que sea publicado de forma oficial.

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LA GEOSFERA

EN ESTA UNIDAD VAS A APRENDER A…

CONTENIDOS DE LA UNIDAD 1. La Tierra: origen y composición

❚ Conocer el origen de la Tierra. ❚ Diferenciar las capas de la Tierra y describir las características de los materiales que las forman. ❚ Identificar minerales y conocer sus propiedades. ❚ Identificar y clasificar rocas. ❚ Valorar la importancia de los minerales y las rocas para el ser humano y de gestionar estos recursos de forma sostenible.

Julio Verne, en su novela Viaje al centro de la Tierra, explicaba cómo era el interior terrestre.

❚ Realizar una tarea de investigación.

❚❚ ¿Piensas que realmente podríamos viajar al centro de la Tierra? ¿Por qué?

2. Los minerales bg1e900

Los minerales son muy utilizados en joyería como piedras preciosas, después de ser tallados y pulidos. ❚❚ ¿Sabes qué características de estos minerales hacen que sean tan apreciados?

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3. Las rocas

5. Extracción de minerales y rocas

Paseando por el campo podemos observar distintos tipos de rocas. ❚❚ ¿Cuántos tipos de rocas conoces?

4. Utilidad de las rocas

La construcción es uno de los usos principales de las rocas. ❚❚ ¿Se te ocurre alguna otra utilidad que puedan tener las rocas para el ser humano?

Tarea de investigación

La minería a cielo abierto es más rentable que la minería subterránea. ❚❚ ¿Cuál de las dos crees que tiene mayor impacto sobre el medio ambiente?

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Los «efectos secundarios» de los minerales Los minerales son muy útiles para el ser humano. Muchas veces, el beneficio económico que se obtiene de ellos se antepone al gran impacto medioambiental y social que conlleva su explotación. La extracción de minerales en los países en vías de desarrollo está estrechamente ligada al contrabando, a las malas condiciones laborales, a la explotación infantil y a la financiación de conflictos bélicos. Uno de los más preciados es el coltán, que se utiliza en la fabricación de productos electrónicos, como los teléfonos móviles. Te proponemos investigar sobre este mineral y realizar una presentación de diapositivas.

❚❚ ¿Qué importancia consideras que tiene el uso responsable y la gestión sostenible de los recursos minerales? ❚❚ ¿Cómo puedes contribuir a evitar los problemas derivados de la extracción de minerales?

3. La geosfera

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3 ❚❚ La Tierra es un planeta rocoso. ❚❚ La densidad es la cantidad de materia que hay en un determinado volumen. ❚❚ La gravedad es la fuerza con la que los astros se atraen. Cuanto mayor es su masa, mayor es su gravedad.

1. LA TIERRA: ORIGEN Y COMPOSICIÓN La Tierra es el tercer planeta más cercano al Sol. Se caracteriza por ser el único del sistema solar en el que es posible encontrar agua en los tres estados y en el que se ha desarrollado la vida. En la Tierra se pueden diferenciar cuatro componentes: la geosfera o parte sólida; la atmósfera o capa gaseosa que la envuelve; la hidrosfera, que contiene el agua en los tres estados, y la biosfera, donde se desarrolla la vida. Ahora que ya sabes cómo se formó el universo según la teoría del Big Bang, ¿se te ocurre cómo se pudo formar la Tierra?

1.1. El origen de la Tierra Según los últimos estudios, hace unos 4 600 millones de años, en una nebulosa, ocurrieron reacciones químicas que dieron lugar al Sol. Alrededor de este Sol primitivo se formaron «remolinos» de materiales, que chocaron entre sí originando cuerpos más grandes, llamados planetesimales. Este proceso se denomina acreción de planetesimales y dio origen a los planetas. Al principio, la Tierra era una masa de materia ardiente. Durante más de 1 000 millones de años hubo en ella una gran actividad volcánica, a causa del calor almacenado en su interior. Conforme el calor se fue disipando, la gravedad terrestre hizo que los materiales que la formaban se distribuyeran según su densidad. Así, los más densos, como el hierro, se quedaron en el interior, y los menos densos, como el oxígeno, en las capas más superficiales (diferenciación por densidades). Al enfriarse, la Tierra mantuvo esa estructura en capas. Formación del sistema solar.

1.2. Estudio del interior de la Tierra

sondeo: perforación que se realiza en el suelo para estudiar las rocas del interior terrestre.

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La Tierra es un planeta con un radio ecuatorial de unos 6 370 km, pero solo tenemos conocimiento directo de la parte más superficial, hasta los 8-12 km de profundidad, gracias a las minas o los sondeos1. Para conocer la composición interna de la Tierra es necesario emplear métodos indirectos. El más utilizado es el estudio de los terremotos o método sísmico, que se basa en el análisis de la energía liberada por los terremotos. Igual que al lanzar una piedra al agua se producen ondas que se transmiten a toda la superficie, cuando tiene lugar un terremoto, el movimiento genera ondas en el interior de la Tierra, denominadas ondas sísmicas. Estas ondas pueden ser detectadas por unos aparatos llamados sismógrafos, lo que permite comprobar que la velocidad de las ondas sísmicas varía al pasar de una capa a otra.

Sismógrafo.

El estudio de los datos que proporcionan los sismógrafos ha permitido deducir la composición de las diferentes zonas del interior terrestre. A partir de esta información, ha sido posible elaborar un modelo del interior terrestre, que se encuentra dividido en tres capas: corteza, manto y núcleo.

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1.3. Las capas de la geosfera La parte sólida de la Tierra se estructura en diferentes capas, separadas por unas zonas denominadas discontinuidades. En cada una de estas zonas tiene lugar un cambio de velocidad de las ondas sísmicas, y esto permite identificar los límites de cada capa. 1.3.1. La corteza

Es la fina capa que recubre la superficie terrestre y la menos densa. La corteza puede ser de dos tipos: ❚❚Corteza continental. Tiene más de 1 000 millones de años y entre 10 y 70 km de espesor. Forma parte de los continentes, las islas y la plataforma continental, que es la superficie del fondo marino más cercana a la costa. Está compuesta por rocas como el granito, la arcilla y la pizarra. ❚❚Corteza oceánica. No supera los 200 millones de años y tiene entre 6 y 10 km de espesor. Constituye los fondos oceánicos y en ella abundan rocas como el basalto. 1.3.2. El manto

Es una capa de densidad variable y está formado, principalmente, por un tipo de rocas llamadas peridotitas. Se divide en dos partes: ❚❚Manto superior. De mayor densidad que la corteza, es sólido, aunque en algunas zonas se halla parcialmente fundido. ❚❚Manto inferior. Es la capa más densa del manto terrestre, contiene materiales en estado sólido. 1.3.3. El núcleo

Es la capa más interna y densa de la geosfera. Está formado, principalmente, por hierro, aunque también contiene otros metales, como el níquel. Se divide también en dos zonas:

Capas de la gesofera y discontinuidades que las separan.

❚❚Núcleo externo. Con una densidad intermedia entre la del manto inferior y la del núcleo interno, está formado por material fundido en continuo movimiento. ❚❚Núcleo interno. En él se encuentran los materiales más densos, es la capa con mayor temperatura. Aun así, estos materiales se encuentran en estado sólido, debido a la fuerte presión a la que están sometidos.

1

Define con tus palabras el concepto de acreción de planetesimales.

2

Elabora un dibujo esquemático de la estructura interna de la Tierra. Nombra sus capas, las discontinuidades y la profundidad a la que se encuentra cada una de ellas.

3

Investiga sobre la densidad media que presentan las diferentes capas de la geosfera. Después, escribe el nombre de las capas, ordenadas de menor a mayor densidad, y señala el valor de cada una.

Ideas claras ❚❚ La Tierra se originó a partir de la acreción de planetesimales y los materiales que la forman se dispusieron en capas según sus densidades. ❚❚ En la geosfera se distinguen tres capas: corteza (continental y oceánica), manto (superior e inferior) y núcleo (externo e interno).

3. La geosfera

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3 ❚❚ Los minerales son los materiales que forman las rocas.

2. LOS MINERALES Los minerales y las rocas forman parte de la corteza terrestre. Desde la antigüedad, el ser humano ha utilizado los minerales que extraía de la Tierra. ¿Cómo puedes diferenciar un mineral de una roca? Los minerales son sustancias sólidas, inorgánicas, de origen natural, con una composición química definida y, generalmente, con una estructura cristalina. Para entender mejor la definición de mineral, podemos analizar su descripción: ❚❚Los minerales son sustancias sólidas, es decir, no pueden ser líquidos ni gaseosos a temperatura ambiente. Por eso el mercurio, por ejemplo, no se considera un mineral. ❚❚Son inorgánicos, es decir, no los han producido los seres vivos, a diferencia de las perlas, los caparazones o el ámbar. ❚❚Son de origen natural, lo que significa que no han sido fabricados por el ser humano, como el vidrio o el plástico.

Galena.

❚❚Tienen una composición química definida, están formados por elementos químicos que se combinan siempre en la misma proporción para constituir el mismo mineral. La galena, por ejemplo, es un mineral formado por dos elementos químicos: azufre y plomo. ❚❚Presentan estructura cristalina, lo que significa que sus partículas se ordenan formando una estructura geométrica que se repite constantemente. Por ejemplo, los átomos de la galena se ordenan siguiendo la estructura de un cubo. Si esta ordenación de las partículas del mineral se distingue a simple vista, decimos que es un cristal. Para que un cristal se forme son necesarios tiempo y espacio suficientes. En un cristal se aprecian las aristas, las caras planas y los vértices de la forma poliédrica.

Estructura cristalina de los minerales.

4 Observando la imagen superior, ¿se podría decir que la galena es un cristal?

Cristalización de los minerales.

5

Las imágenes muestran dos cuarzos rosas. ¿Cuál se ha formado con más espacio y tiempo? Justifica tu respuesta.

6

¿Qué características presentan todos los minerales?

7

En los laboratorios se ha conseguido fabricar diamantes. ¿Pueden considerarse minerales? Razona tu respuesta.

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¿Es el agua un mineral?

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Busca y escribe en tu cuaderno la definición de mineraloide. ¿Es el vidrio de una ventana un mineral o un mineraloide? ¿Por qué?

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¿Por qué el ámbar no es un mineral? Indica de dónde procede.

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2.1. Propiedades físicas de los minerales ¿Cómo se pueden distinguir unos minerales de otros? En la naturaleza existen más de 4 000 minerales diferentes conocidos. El estudio de sus propiedades físicas nos permite diferenciar algunos de ellos sin necesidad de analizar su composición química. Las propiedades físicas se pueden clasificar en ópticas, mecánicas y magnéticas. 2.1.1. Propiedades ópticas

Las propiedades ópticas de los minerales están relacionadas con la respuesta del mineral a la luz. ❚❚Hábito. Algunos minerales presentan formas características, que reflejan su estructura cristalina. Por ejemplo, la pirita tiene formas cúbicas y el aragonito, hexagonales.

Pirita.

Aragonito.

❚ Color. Algunos minerales tienen un color característico. Es el caso de la galena, de color gris plomo, o del azufre, amarillo. En cambio, otros pueden presentar diferentes colores, como ocurre con el cuarzo de estas imágenes.

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❚❚Raya. Es el color del polvo del mineral cuando es rayado. El color de la raya no tiene por qué coincidir con el del mineral, pero siempre es el mismo para ese mineral. Por ejemplo, sea cual sea el color del cuarzo, su raya siempre es blanca.

Cuarzo azul.

Cuarzo transparente.

Cuarzo rosa.

Azufre.

Galena y su raya.

❚ Brillo. Nos indica cómo es el aspecto de la superficie del mineral cuando refleja la luz. Puede ser metálico, si brilla como los metales; vítreo, si es parecido al vidrio; nacarado, semejante al nácar; adamantino, como el diamante; o mate, si no tiene brillo.

Metálico: magnetita.

Vítreo: fluorita.

Adamantino: rutilo.

Nacarado: yeso.

Mate: limonita.

¿Qué diferencia hay entre el color y la raya de un mineral?

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3 2.1.2. Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas de los minerales están relacionadas con su comportamiento frente a la aplicación de fuerzas en su superficie. Escala de Mohs Dureza

Mineral

Característica

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Talco Yeso Calcita Fluorita Apatito Ortosa Cuarzo Topacio Corindón Diamante

Se dice que son muy blandos, porque pueden ser rayados con la uña. Son minerales blandos. Se pueden rayar con la punta de un cuchillo. Son minerales duros. La ortosa puede ser rayada con una lija, y el cuarzo raya el vidrio. Son muy duros. No pueden ser rayados por casi ningún mineral.

❚❚Dureza. Es la resistencia que opone un mineral a ser rayado. Para comprobar si un mineral es más duro que otro, basta con rayar uno de ellos con el otro. El que resulta rayado es más blando que aquel que lo raya. También se pueden utilizar ciertos minerales cuya dureza está cuantificada según la escala de Mohs. Esta escala va desde el 1 hasta el 10. El valor 1 señala el mineral más blando, el talco, que puede ser rayado por todos los demás. En el otro extremo, con un valor de 10, está el diamante, que puede rayar todos los minerales y no puede ser rayado más que por él mismo.

❚❚Exfoliación. No todos los minerales se rompen de la misma manera. Muchos se dividen dejando a la vista superficies planas, que mantienen la forma del cristal. Esta propiedad se denomina exfoliación. La galena, por ejemplo, forma cubos, y el yeso, láminas. ❚❚Tenacidad. Es la resistencia que opone un mineral a romperse. Un mineral frágil es aquel que se rompe con facilidad, por ejemplo, el talco. A algunos minerales se les puede dar forma de hilo, como ocurre con los hilos de cobre que conducen la electricidad, y se dice que tienen una tenacidad dúctil. 2.1.3. Propiedades magnéticas Yeso.

La magnetita es un mineral que, de forma natural, se comporta como un imán y atrae objetos que contienen hierro o níquel. 2.1.4. Otras propiedades de los minerales

❚❚Diafanidad. Es el comportamiento de un mineral al paso de la luz. Según dejen o no pasar la luz, los minerales pueden ser: transparentes, como el diamante, si dejan pasar la luz; translúcidos, como el cuarzo, cuando la luz pasa pero no se distingue una imagen a través de ellos; u opacos, como la galena, si no la dejan pasar. Cuarzo.

Magnetita.

Galena.

❚❚Densidad. La densidad de un mineral es la relación entre su masa y el volumen que ocupa (densidad = masa/volumen). La densidad se suele medir en gramos por centímetro cúbico (g/cm3). Se trata de una propiedad específica de cada mineral y es independiente del tamaño del mismo. Por ello se suele utilizar el valor de la densidad como un dato importante para la identificación de minerales. 12

Si al golpear el cristal cúbico de un mineral, este se divide en otros cubos más pequeños, ¿lo que se ha producido es una fractura o una exfoliación?

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¿Qué es la escala de Mohs? ¿Para qué se utiliza?

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A continuación se describe un mineral: color amarillo, brillo metálico, forma cúbica, temperatura de 22 ºC, 103 g de masa, no se raya con la uña pero sí con el vidrio y su densidad es de 3 g/cm3. ¿Qué características corresponden a las propiedades de los minerales y cuáles no?

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2.2. Importancia de los minerales El conocimiento de algunos minerales y su utilidad para obtener materias primas de todo tipo ha favorecido el desarrollo y la dominación de algunos pueblos o civilizaciones a lo largo de la historia. ¿Para qué se usan los minerales actualmente? Los minerales se utilizan principalmente como menas de metales, como materias primas para la industria o como gemas o piedras preciosas. 2.2.1. Menas de metales

Son minerales de los que se extraen metales. Algunos de ellos se representan en la tabla del margen. Otros se obtienen de minerales nativos o nobles, es decir, que se encuentran en estado puro en la naturaleza, como el oro, la plata o el platino. Estos últimos han sido apreciados desde la antigüedad por sus llamativos colores, belleza, facilidad de moldeado y resistencia a las alteraciones. 2.2.2. Materias primas para la industria

Son los minerales más abundantes en la corteza terrestre. Algunos ejemplos son la uraninita, de la que se obtiene el uranio que se usa como combustible de las centrales nucleares; el cuarzo, fundamental en la producción de vidrio, componentes informáticos y placas solares, y el yeso, que se utiliza para fabricar escayola, alabastro, fertilizantes y explosivos.

Mena

Metal

Bauxita

Aluminio

Blenda

Cinc

Calcopirita

Cobre

Casiterita

Estaño

Cinabrio

Mercurio

Galena

Plomo

Hematites

Hierro

Principales menas de algunos metales.

2.2.3. Gemas o piedras preciosas

Son minerales que, por su belleza y escasez, poseen un gran valor económico. Se utilizan en joyería, normalmente tras un proceso de tallado y pulido que aumenta sus propiedades estéticas, como el brillo. Entre las gemas destacan minerales como el diamante, el rubí, el zafiro o la esmeralda.

Diamante.

Rubí.

Zafiro.

Esmeralda.

2.3. Gestión sostenible de los recursos minerales La extracción incontrolada de minerales provoca impactos en el medio ambiente, como la contaminación del agua y del suelo por metales. También causa problemas de salud en las personas que trabajan en los yacimientos: dolores de cabeza, envenenamiento de la sangre con plomo y mercurio y problemas respiratorios. Es conveniente hacer un uso racional de los minerales para evitar o reducir estos impactos negativos. Una buena opción es el reciclado de minerales y de utensilios fabricados con ellos, como terminales móviles y ordenadores.

Ideas claras ❚❚ Los minerales son sustancias sólidas e inorgánicas, que tienen origen natural, una composición química definida y, mayoritariamente, una estructura cristalina. ❚❚ Tienen propiedades que nos permiten diferenciar unos de otros, como la dureza, el brillo, la raya o la densidad.

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La bauxita, el cinabrio y la blenda son menas de metales. Busca información sobre la utilidad de los metales extraídos de estos minerales.

❚❚ Se utilizan como menas de metales, como materias primas para la industria y como gemas o piedras preciosas.

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Investiga sobre la dureza de las cuatro gemas de las fotografías. ¿Piensas que su valor económico está relacionado de algún modo con su dureza? Justifica tu respuesta.

❚❚ El uso responsable de los minerales reduce los impactos que provoca su extracción.

3. La geosfera

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3 ❚❚ Las rocas, junto con los minerales, forman parte de la corteza terrestre.

3. LAS ROCAS Las rocas son agregados naturales formados por uno o varios minerales diferentes. Las rocas, como los minerales, poseen características que permiten su identificación, por ejemplo, la composición y la textura. ❚❚Composición. La composición de una roca viene definida por el conjunto de minerales que la forman. Algunas, como la caliza, poseen un solo tipo de mineral (calcita). Estas rocas se conocen como rocas simples u homogéneas. Otras, como el granito, están formadas por varios minerales (cuarzo, feldespato y mica), por lo que reciben el nombre de rocas compuestas o heterogéneas. Existen excepciones, como el petróleo o el carbón, que no son de origen mineral, ya que proceden de restos de animales y plantas y, por tanto, no contienen minerales. ❚❚Textura. Se refiere al tamaño y a la forma en que se disponen los minerales en la roca. La textura de una roca no siempre es observable a simple vista. A veces es necesario usar una lupa, o incluso un microscopio, para identificar los minerales que la forman y su disposición. A simple vista, el granito, por ejemplo, aparece como una roca con manchas grises, blancas y negras. Pero si lo miramos a través de una lupa veremos que está formado por cristales de cuarzo (grisáceos), feldespato (blancos) y mica (negros).

17 ¿Qué significa que una roca es homogénea o heterogénea? Escribe en tu cuaderno un ejemplo de cada tipo.

Cuarzo

¿Por qué el carbón y el petróleo son excepciones geológicas?

Mica

18

19 ¿De dónde procede cada tipo de roca?

Feldespato Composición y textura del granito.

¿Cómo crees que clasifican las rocas los científicos? Aunque existen otros criterios de clasificación, como la composición, los geólogos suelen clasificar las rocas según su origen. Así, las rocas pueden ser ígneas o magmáticas, sedimentarias y metamórficas. Tipos de rocas

Conglomerado.

El conglomerado es una roca. ¿Sabrías deducir a qué tipo pertenece? ¿Es una roca homogénea o heterogénea? Razona tus respuestas. 20

Ígneas o magmáticas

Sedimentarias

Metamórficas

Se originan al enfriarse el magma del interior terrestre y solidificar.

Se forman al consolidarse o petrificarse los sedimentos, es decir, fragmentos de otras rocas, minerales o restos orgánicos.

Se forman por transformaciones de otras rocas, que son sometidas a altas presiones y/o temperaturas sin llegar a fundirse.

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3.1. Rocas ígneas o magmáticas En el manto superior existen zonas donde muchos minerales se funden debido a las altas temperaturas. Se denomina magma a la sustancia formada por minerales fundidos, mezclados con gases y agua, que procede del interior terrestre. Cuando el magma asciende hacia la superficie, puede quedarse en el interior de la corteza o salir al exterior. En ambos casos, al alejarse de la fuente de calor, se va enfriando hasta que solidifica y forma rocas ígneas o magmáticas. Estas rocas están compuestas por uno o varios minerales unidos fuertemente, por lo que resultan muy compactas. Su resistencia a la presión las convierte en un material idóneo para la construcción de edificios. Si todas las rocas ígneas proceden del magma, ¿son todas iguales? Según dónde se formen, las rocas ígneas se clasifican en volcánicas y plutónicas. ❚❚Rocas ígneas volcánicas. Llamadas también rocas extrusivas, se forman cuando el magma asciende y sale al exterior de la corteza terrestre en forma de lava. La lava se enfría rápidamente y origina las rocas volcánicas.

La obsidiana es de color negro brillante y se origina en los continentes. Está formada por una pasta vítrea, pues los minerales del magma no han tenido tiempo suficiente de ordenarse.

La pumita o piedra pómez se encuentra en los continentes. Resulta inconfundible por tener en su superficie multitud de pequeños orificios, cuyo origen son los gases que había en la lava antes de solidificarse.

El basalto se origina en volcanes submarinos. Contiene minerales muy pequeños, debido a su rápido enfriamiento. Es la roca más abundante de las islas Canarias y del fondo de los océanos.

❚❚Rocas ígneas plutónicas. También llamadas rocas intrusivas, se forman cuando el magma que asciende se enfría lentamente en el interior de la corteza terrestre. Los cristales de los minerales que las forman se aprecian mejor, pues han tenido más tiempo para formarse.

El granito es la roca plutónica más abundante en los continentes.

La sienita es una roca plutónica continental.

El gabro es una roca plutónica de la corteza oceánica.

21 ¿Por qué se pueden distinguir cristales en los minerales que forman las rocas plutónicas y, por el contrario, no se observan en los que forman las rocas volcánicas?

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3 3.2. Rocas sedimentarias Las rocas que se encuentran en la superficie terrestre están sometidas a la acción del viento, el mar, los ríos, la lluvia o el hielo. Estos agentes las van desgastando en un proceso denominado erosión, y transportan sus fragmentos, que acaban siendo depositados en las zonas más bajas de la superficie terrestre. ❚❚Los sedimentos son fragmentos de roca y materia orgánica que han sido transportados y depositados por el agua o el viento. ❚❚Los lugares donde se depositan los sedimentos se llaman cuencas de sedimentación.

Cuencas de sedimentación: el origen de las rocas sedimentarias.

¿Cómo es posible que los sedimentos se transformen en rocas? El proceso mediante el cual los sedimentos se transforman en rocas sedimentarias recibe el nombre de diagénesis o litificación. 3.2.1. Formación de las rocas sedimentarias

Los sedimentos depositados en las cuencas sedimentarias (1) suelen seguir dos procesos esenciales para la formación de rocas sedimentarias: la compactación y la cementación. ❚❚La compactación (2) consiste en la pérdida de volumen de los sedimentos. Debido al peso que ejercen las capas de sedimentos superiores, pierden agua y se compactan. ❚❚La cementación (3) tiene lugar cuando, tras perderse el agua, muchas sales que estaban disueltas en ella forman cristales. Estos actúan como un cemento que une los sedimentos formando la roca sedimentaria.

Formación de una roca sedimentaria.

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En cierta cuenca sedimentaria se acumulan 2,5 cm de sedimentos cada 10 años. Suponiendo que la compactación de los sedimentos reduce su volumen en un 90 %, ¿qué espesor tendrán tras la compactación?

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Explica por qué es importante el agua en el proceso de formación de una roca sedimentaria.

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3.2.2. Clasificación de las rocas sedimentarias

Este tipo de rocas se clasifican atendiendo al origen de los sedimentos que las componen. Según este criterio, pueden ser detríticas y no detríticas. ❚❚Rocas sedimentarias detríticas. Están formadas por restos de otras rocas. Dependiendo del tamaño de los fragmentos o granos que las componen, podemos distinguir varios tipos.

Los conglomerados presentan granos de más de 2 mm de tamaño, denominados clastos. Los clastos están unidos por granos más finos.

La arenisca contiene granos de un tamaño inferior a 2 mm que se pueden observar a simple vista. Posee un tacto áspero.

La arcilla está formada por granos muy pequeños, que solo pueden observarse con lupa o microscopio. Tiene un tacto suave.

❚❚Rocas sedimentarias no detríticas. No están formadas por fragmentos de otras rocas, sino por sedimentos procedentes de esqueletos de seres vivos marinos o sales minerales. También pueden proceder de restos de seres vivos sin descomponer.

Las calizas pueden contener restos fósiles o estar compuestas por sales minerales. Producen efervescencia en contacto con ácidos.

El yeso es una roca formada por el mineral del mismo nombre. Se origina al evaporarse el agua de lagos y mares poco profundos, a partir de las sales.

El carbón se forma por la acumulación y descomposición de restos vegetales en ausencia de aire, a lo largo de millones de años.

El petróleo también resulta de la transformación de restos orgánicos. Se considera una roca, aunque su estado no es sólido sino líquido.

El carbón y el petróleo proceden de restos de seres vivos sin descomponer y tienen la capacidad de arder y producir energía, de ahí que se denominen combustibles fósiles. El carbón se originó a partir de restos vegetales que no pudieron descomponerse, pues estaban enterrados entre los sedimentos y la arena. El petróleo es el resultado de la transformación de restos de microorganismos marinos enterrados en el fondo de los océanos. 24

¿Qué son los granos de una roca sedimentaria? ¿En qué tipo de rocas sedimentarias aparecen?

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Si las calizas pueden contener restos de seres vivos, ¿por qué no son combustibles, como el carbón y el petróleo?

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3 3.3. Rocas metamórficas Las rocas que se encuentran a cierta profundidad en la corteza terrestre deben soportar la presión que ejercen sobre ellas las que están situadas encima. Además, si estas rocas están cerca del magma, también se ven sometidas a altas temperaturas. Las presiones y las temperaturas elevadas pueden provocar cambios en los minerales que forman una roca y originar otra nueva. ❚❚Se denomina metamorfismo al conjunto de transformaciones que experimenta cualquier tipo de roca hasta dar lugar a otra diferente. ❚❚Las rocas originadas de este modo se llaman rocas metamórficas. Según su textura, las rocas metamórficas se clasifican en foliadas y no foliadas. ❚❚Rocas metamórficas foliadas. Sus minerales están orientados formando láminas paralelas superpuestas. Esta disposición en láminas es fácilmente observable en muchas rocas de este tipo.

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¿Qué factores son los responsables del metamorfismo? 27

28 ¿Qué condición se tiene que dar para que una roca se transforme en metamórfica y no en ígnea cuando es sometida a altas temperaturas?

Las pizarras provienen del metamorfismo de la arcilla. Están formadas por cristales pequeños visibles al microscopio. Se rompen formando láminas.

Reorientación de los minerales en una roca.

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¿A qué factor piensas que se debe esta reorientación: a la presión, a la temperatura o a ambos? Justifica tu respuesta.

Dentro de las rocas foliadas se distinguen, de mayor a menor grado de metamorfismo, pizarras, esquitos, gneis o migmatitas.

Los esquistos proceden generalmente de las arcillas, tras sufrir estas un metamorfismo mayor que en el caso de las pizarras. Sus cristales se ven a simple vista.

Los gneises se originan a partir de rocas sedimentarias detríticas o del granito. Sus cristales son mayores que los de los esquistos y se disponen en bandas onduladas.

Las migmatitas son rocas intermedias entre las ígneas y las metamórficas. Proceden de un metamorfismo muy intenso que funde parcialmente la roca original.

❚❚Rocas metamórficas no foliadas. Sus minerales no están orientados; las más comunes son el mármol y la cuarcita. El mármol procede del metamorfismo de las rocas calizas. La transformación de sus minerales se debe a la exposición a altas temperaturas.

La cuarcita procede del metamorfismo de las areniscas. Como el mármol, se originan por la exposición de la roca original a altas temperaturas.

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3.4. El ciclo de las rocas Cualquier roca existente en la naturaleza puede convertirse en otra diferente. El ciclo de las rocas es el conjunto de procesos que una roca puede seguir hasta transformarse en otro tipo de roca distinto. Estos procesos ocurren muy lentamente, por lo que una roca puede tardar millones de años en completar el ciclo. ¿Cómo puede transformarse una roca en otra diferente?

El ciclo de las rocas.

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¿Puede transformarse directamente una roca metamórfica en una roca ígnea?

Todas las rocas, al estar expuestas a la acción del viento y el agua, pueden sufrir procesos de erosión, transporte y sedimentación. Los sedimentos depositados en las cuencas sedimentarias experimentan el proceso de diagénesis o litificación y se transforman en rocas sedimentarias. Las rocas que se encuentran a una cierta profundidad de la corteza terrestre y se ven sometidas a altas presiones y/o temperaturas originan rocas metamórficas. Si los minerales llegan a fundirse, se formará magma. El magma puede ascender y enfriarse en el interior terrestre, dando lugar a las rocas ígneas plutónicas, o puede salir al exterior y solidificarse, en cuyo caso formará rocas ígneas volcánicas. 30

Para que una roca se transforme en metamórfica, ¿es necesario que antes haya sido sedimentaria?

31

¿Qué es el ciclo de las rocas?

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¿En qué capa de la geosfera terrestre ocurre el ciclo de las rocas? ¿Qué rocas se formarán a mayor profundidad? Razona tus respuestas.

33

Explica en qué tipos de rocas podría transformarse una roca ígnea.

Ideas claras ❚❚ Las rocas son agregados de uno o varios minerales. ❚❚ Según su origen, se clasifican en ígneas o magmáticas, sedimentarias y metamórficas. ❚❚ Los procesos mediante los que unas rocas se transforman en otras diferentes constituyen el ciclo de las rocas.

3. La geosfera

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3 ❚❚ El granito y el basalto son rocas ígneas o magmáticas. ❚❚ Las calizas, las arcillas, el carbón y el petróleo son rocas sedimentarias. ❚❚ El mármol y la pizarra son rocas metamórficas.

4. UTILIDAD DE LAS ROCAS La evolución del ser humano desde el Paleolítico ha estado ligada al uso de las rocas para la construcción, la ornamentación, la fabricación de utensilios para la caza, etc. Hoy día siguen utilizándose en muchas de estas actividades. Mira a tu alrededor, ¿hay objetos hechos de rocas? Los principales usos de las rocas son la construcción, la ornamentación y la obtención de combustibles y materiales tecnológicos. ❚❚Materiales para la construcción. Algunas rocas se utilizan directamente o son modificadas por la industria para utilizarlas en la construcción. El cemento, el hormigón, la cerámica y el vidrio son algunos de los materiales de construcción más utilizados, y todos ellos proceden de las rocas.

El cemento se obtiene moliendo y calentando caliza y arcilla. El producto molido se mezcla con agua para formar una masa que, al secarse, se endurece y permite unir unas rocas con otras.

El hormigón se fabrica mezclando cemento, agua, arena y grava. Una vez seco, es más duro y resistente que el cemento, por lo que se usa en los pilares o los cimientos.

La cerámica se elabora con arcilla pulverizada mezclada con agua, modelada y cocida a altas temperaturas. Se utiliza para fabricar ladrillos, tejas, baldosas o vajillas.

El vidrio se obtiene del cuarzo presente en la arena. La arena se introduce en un horno a alta temperatura y se funde. Una vez frío, se dan distintas formas al material fundido.

34 Nombra cuatro materiales de construcción procedentes de las rocas. 35 ¿De qué tipo son las principales rocas utilizadas como ornamentales? 36 ¿Qué diferencias hay entre el hormigón y el cemento?

Ideas claras ❚❚ Las rocas se utilizan como materiales de construcción, bien directamente o bien modificándolas. ❚❚ También se usan con fines ornamentales, como combustibles fósiles o como fuentes de minerales de uso tecnológico.

❚❚Rocas ornamentales. El mármol, el granito, la pizarra y el basalto son muy utilizados en decoración. Por su belleza, una vez talladas y pulidas, estas rocas se emplean en esculturas, suelos de edificios o cualquier otro elemento de adorno tanto de interior como de exterior. ❚❚Fuente de combustibles fósiles. Con este fin se emplean el carbón y el petróleo, rocas sedimentarias que proporcionan una gran cantidad de energía cuando se queman. ❚❚Fuente de minerales de uso tecnológico. De las rocas ricas en cuarzo, como la cuarcita, se obtiene silicio para la fabricación de microprocesadores informáticos y paneles solares fotovoltaicos. El aluminio, que se obtiene de una roca sedimentaria llamada bauxita, se utiliza para la fabricación de múltiples objetos, como aviones, latas de refrescos o utensilios de cocina.

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5. EXTRACCIÓN DE MINERALES Y ROCAS

❚❚ Los minerales y las rocas forman parte de la corteza terrestre.

Las rocas y los minerales se extraen en lugares concretos de la corteza terrestre llamados yacimientos.

❚❚ Las rocas son agregados naturales formados por uno o varios minerales.

Un yacimiento es un lugar donde determinadas rocas o minerales se encuentran en cantidad suficiente como para que su extracción sea económicamente rentable. En un yacimiento, los minerales cuya extracción interesa reciben el nombre de mena. El resto de rocas y minerales del yacimiento se denominan ganga. Para localizar un yacimiento se realizan sondeos, es decir, perforaciones con grandes taladros que permiten extraer cilindros de terreno, que luego se analizan. Dependiendo de la profundidad a la que se encuentre un yacimiento y de su accesibilidad, la explotación puede ser superficial o subterránea. ❚❚Explotaciones superficiales. Las rocas o los minerales se obtienen en la superficie o a escasa profundidad. Estas explotaciones tienen un enorme impacto en el medio ambiente. Pueden ser de varios tipos: • En las minas a cielo abierto, como las de Riotinto (Huelva), los minerales se encuentran a muy poca profundidad. Para extraerlos se realizan socavones en forma de embudo, con un contorno escalonado para poder transportarlos hasta la superficie. Estos socavones reciben el nombre de cortas. • En las canteras se extraen rocas de gran consistencia, que se cortan en bloques o losas. Un ejemplo son las canteras de mármol de Macael (Almería). • En las graveras se extrae grava1. Se encuentran generalmente en los cauces de grandes ríos o en sus proximidades; en la cuenca del Tajo, por ejemplo, son muy numerosas.

grava: conjunto de rocas cuyo tamaño está entre 2 y 64 mm.

1

38 ¿Cuál es la diferencia entre una mina subterránea y una cantera? 39 ¿Para que tipo de yacimientos se emplean las explotaciones superficiales?

Extracción de rocas.

37

¿Qué tipo de explotación superficial se muestra en la imagen?

❚❚Explotaciones subterráneas. Los minerales se encuentran a mayor profundidad y se extraen a través de minas de interior. Para ello se construyen conductos verticales, denominados pozos, y conductos horizontales o galerías, que se excavan a medida que se extrae el mineral.

Ideas claras ❚❚ Se denomina yacimiento al lugar del que se extraen minerales o rocas. ❚❚ Los yacimientos se clasifican según la profundidad en superficiales o subterráneos.

3. La geosfera

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3

ACTIVIDADES FINALES La Tierra: origen y composición 40

Averigua el grosor de cada capa de la Tierra y ordénalas de más gruesa a más fina.

41

Elabora una tabla comparativa entre las características de la corteza continental y las de la corteza oceánica.

42

43

46

Explica cuatro propiedades de los minerales.

47

Explica razonadamente si son o no minerales un cubito de hielo y el coral usado en joyería.

48

Investiga, copia la tabla en tu cuaderno y completa.

¿Crees que los materiales que forman la Tierra se dispusieron desde el principio según su densidad? Razona tu respuesta. Indica razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. a) El método sísmico solo permite conocer la composición de la corteza terrestre.

Casiterita

...

...

Plomo

Hematites

...

...

Cinc

Calcopirita

...

Según la escala de Mohs, ¿cuál será la dureza aproximada de un mineral que raya la ortosa y es rayado por el cuarzo?

c) La corteza terrestre tiene un grosor constante de 50 km.

50

d) En la geosfera los materiales más densos se encuentran en la superficie.

¿Cómo puedes diferenciar un cuarzo blanco de una ortosa del mismo color? Explica tu respuesta.

51

e) El manto terrestre es la parte de la geosfera situada entre la discontinuidad de Mohorovicic y la discontinuidad de Lehmann.

Busca información que explique por qué el color y la raya de un mismo mineral no siempre coinciden.

52

Infórmate y averigua por qué se llama vulgarmente a la pirita «el oro de los tontos».

f) El núcleo interno es sólido porque la temperatura es menor que en el núcleo externo.

Velocidad de la onda sísmica (km/s)

La siguiente gráfica muestra cómo se desplazan las ondas sísmicas P y S por el interior del planeta. ¿Qué onda sísmica se transmite a mayor velocidad? ¿Qué capas terrestres atraviesa cada onda? Moho

Gutenberg

Lehmann

Las rocas 53

Explica cuáles son y en qué consisten las tres características que se utilizan para identificar las rocas.

54

La piedra pómez o pumita es una roca que flota en el agua. ¿A qué crees que es debido? ¿Es una roca natural o artificial? Razona tus respuestas.

55

Copia los siguientes términos en dos columnas en tu cuaderno y después relaciónalos:

12

A: caliza, granito, arcilla, mármol, basalto, pizarra.

Ondas P

B: sedimentaria detrítica, sedimentaria no detrítica, plutónica, volcánica, metamórfica foliada, metamórfica no foliada.

9 Ondas S 6

3

Núcleo externo

Manto 0

0

1 000

2 000

3 000

4 000

56

¿Existen rocas que no estén formadas por minerales? ¿Cuáles son? ¿De qué tipo son?

57

¿A partir del metamorfismo de qué roca se forma la cuarcita? ¿Qué tamaño de grano presenta la roca original?

58

Al analizar en el laboratorio una muestra de 1 kg de granito mediante diferentes procesos químicos, se han obtenido 250 g de un mineral blanco, 300 g de otro casi negro y el resto, de un mineral grisáceo.

Núcleo interno 5 000

6 000

Profundidad (km)

a) ¿Qué nombre recibe cada uno de los minerales que constituyen el granito?

Los minerales 45

Mena

49

b) La Tierra está formada por materiales sólidos.

44

Mineral

La imagen de la derecha representa una propiedad de los minerales. ¿Cuál es?

b) ¿Qué porcentaje de la masa de la roca corresponde a cada mineral? 59

Durante una excursión con su familia, Ana encontró una roca que contenía el fósil de una planta que vivió en la Tierra hace millones de años. ¿Qué tipo de roca piensas que era? Razona tu respuesta.

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Utilidad de las rocas 60

66

Explica el significado de yacimiento y mina.

Indica de qué rocas proceden los siguientes materiales de construcción.

67

Busca información sobre qué es una escombrera y qué tipo de problemas medioambientales genera.

a) Vidrio.

c) Cemento

e) Ladrillo.

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b) Hormigón

d) Cal.

f) Teja.

Discute sobre la siguiente frase: «Los teléfonos móviles de última generación son de piedra».

61

¿Por qué el carbón y el petróleo reciben el nombre de combustibles fósiles?

62

Copia y completa la tabla en tu cuaderno para las siguientes rocas: petróleo, caliza, pizarra, arcilla y carbón. Roca

Utilidad

Objeto fabricado con ella

...

...

...

63

¿Qué es el papel de lija? ¿Tendría sentido un papel de lija que llevara adheridos pequeños fragmentos de yeso o talco? Justifica tu respuesta.

64

Busca información y haz un esquema de los procesos de fabricación del hormigón y de los ladrillos.

Extracción de minerales y rocas 65

Completa con las palabras adecuadas. a) Las ….. son explotaciones donde se extraen rocas que se cortan en bloques. b) Las ….. son conductos horizontales de las minas de interior. c) Las ….. son sedimentos que se obtienen generalmente en los cauces de grandes ríos o en sus proximidades.

LEE Y COMPRENDE LA CIENCIA Lentos, pero seguros En Chihuahua, México, se hallan los cristales gigantes de la cueva de Naica, unos megacristales de selenita (una variedad de yeso) que el investigador español Juan Manuel García lleva años estudiando para averiguar a qué ritmo crecen. Gracias a un microscopio especial diseñado por ingenieros japoneses, han sabido que estas formaciones crecen el equivalente de un cabello cada 100 años. Aunque su desarrollo se ha detenido en los últimos años, porque la cueva es objeto de actividades mineras y de extracción del agua subterránea que los minerales necesitan para aumentar su tamaño. EVA VAN DEN BERG National Geographic, noviembre 2011 a) ¿De qué habla el texto? b) Justifica el título del texto. c) ¿Por qué han dejado de crecer estos megacristales en los últimos años? d) ¿Crees que el crecimiento de estas formaciones será perceptible por cualquier ser humano? e) Investiga sobre la selenita y explica por qué el agua es fundamental para su formación.

TÉCNICAS DE ESTUDIO ❚ Elabora tu propio resumen a partir de los recuadros Ideas claras que aparecen en la unidad. También puedes añadir otros contenidos que consideres importantes.

❚ Copia el siguiente esquema en tu cuaderno y añade los elementos necesarios para construir un mapa conceptual de la unidad.

Puedes grabar resumen y escu tu ch tantas veces co arlo quieras para re mo pasar

La geosfera se divide en Capas ...

esta formada por Minerales

Rocas

se diferencian por

se clasifican en

...

...

❚ Crea tu propio glosario científico. Para ello, define los términos siguientes: cantera, clasto, corta, cuenca sedimentaria, discontinuidad, fósil, galería, ganga, geosfera, grava, magma, mena, metamorfismo, mineral, onda sísmica, roca, sedimento y yacimiento. Puedes completar tu glosario con otros términos que consideres adecuados.

3. La geosfera

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3

TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN La textura de las rocas Algunas características de las rocas nos pasan desapercibidas a simple vista. En esta práctica utilizarás una lupa binocular para comparar varias rocas y diferenciarlas según su textura.

Materiales ❚❚ Lupa binocular. ❚❚ Cinco rocas diferentes, por ejemplo: conglomerado, arenisca, basalto, granito y gneis. ❚❚ Regla.

Procedimiento 1. Sitúa las rocas, de una en una, sobre la platina de la lupa binocular. Mirando por los oculares, mueve el tornillo macrométrico hasta que veas con nitidez la roca. 2. Observa cada roca, una a una, e intenta dibujar en tu cuaderno lo que ves de cada una de ellas. 3. Coloca una regla junto a la roca para poder medir, con la ayuda de la lupa, el tamaño de los cristales o los fragmentos que la forman. 4. Vuelve a realizar un dibujo de lo observado con la lupa para cada una de las rocas.

Análisis de los resultados Para analizar los resultados y poder comparar las rocas, utiliza para cada una de ellas una tabla como la siguiente, junto a los dibujos que has hecho: Nombre de la roca

Minerales que la forman

Tamaño de sus componentes

Tipo de roca

...

...

...

...

Textura de conglomerado.

Textura de gneis.

Textura de arenisca.

1

¿Alguna de las rocas observadas es homogénea? ¿Cómo lo sabes?

2

¿Qué diferencias existen entre los conglomerados y las areniscas?

3

¿Qué tipo de rocas ígneas son el granito y el basalto? ¿Observas alguna diferencia entre sus texturas? Explícala.

4

Como resultado de esta experiencia, define con tus propias palabras los diferentes tipos de rocas (ígneas, sedimentarias y metamórficas).

5

De las rocas observadas en la práctica, ¿cuáles se han formado en el exterior de la corteza terrestre? ¿Y en el interior?

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TAREA DE INVESTIGACIÓN Los «efectos secundarios» de los minerales

El objetivo de esta tarea es investigar sobre los daños medioambientales y sociales causados por la obtención de coltán. Tendrás que mostrar la información obtenida en una presentación de diapositivas y pensar algunas medidas para contribuir a la solución de estos problemas.

1. Investiga a) ¿Qué efectos negativos provoca la extracción de minerales en el medio ambiente? b) ¿Qué es el coltán y para qué se utiliza? c) ¿Dónde están las principales minas de coltán? ¿Hay alguna en España? d) ¿Qué alternativas existen al uso de coltán en los dispositivos electrónicos? e) ¿Por qué trabajan niños en las minas de coltán? f) ¿Cómo afecta nuestra conducta como consumidores a la explotación infantil en las minas de coltán? ¿Cómo podemos contribuir a solucionar este problema?

2. Elabora a) Una presentación de diapositivas. b) Una lista de tres medidas que podéis llevar a cabo para contribuir a solucionar el problema de la gestión sostenible de los recursos minerales.

Pautas de resolución Para realizar la investigación debes seguir una serie de pasos: Búsqueda de información ❚❚ Busca al menos cuatro impactos de estas minas sobre el medio ambiente y sobre las personas, e indaga sobre las posibles soluciones. ❚❚ No te fíes de una sola fuente de información. Comprueba que las respuestas que das se repiten en distintas fuentes. ❚❚ Anota en la bibliografía todas las fuentes que has consultado. Organización de la información ❚❚ Elabora una tabla con los principales impactos de las minas de coltán. ❚❚ Responde por escrito a las preguntas planteadas en el apartado Investiga. Obtención de conclusiones y verificación ❚❚ Como resultado del trabajo realizado, resuelve las cuestiones iniciales de la tarea de investigación. ❚❚ Verifica tus respuestas. ❚❚ Comprueba si has respondido a todas las cuestiones.

AUTOEVALUACIÓN ❚ Evalúa tu trabajo respondiendo también a estas cuestiones: 1. ¿Has podido resolver todas las cuestiones del apartado Investiga? 2. ¿Has utilizado fuentes fiables para buscar la información? 3. ¿Has comprobado que las respuestas se repiten en varias fuentes? 4. ¿Qué puntuación, del 1 al 5, darías a tu presentación?

3. La geosfera

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LOS ANIMALES VERTEBRADOS

EN ESTA UNIDAD VAS A APRENDER A…

CONTENIDOS DE LA UNIDAD 1. Los animales vertebrados

❚❚ Reconocer las características generales y singulares de los animales vertebrados. ❚❚ Identificar las características propias de cada grupo de vertebrados. ❚❚ Identificar y reconocer ejemplares característicos de los distintos grupos de vertebrados. ❚❚ Relacionar la presencia de determinadas estructuras en los animales con su adaptación al medio. ❚❚ Clasificar animales vertebrados. ❚❚ Realizar una tarea de investigación.

Todos los animales vertebrados descienden de un antepasado común. ❚❚ Observando las imágenes, ¿serías capaz de decir a cuál de estos dos animales se parecían más los primeros vertebrados?

2. Peces bg1e901

Todos los peces son animales vertebrados acuáticos, pero existen grupos de peces muy distintos. ❚❚ ¿Qué diferencia a un tiburón de una sardina?

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3. Anfibios

4. Reptiles

Los anfibios pasan parte de su vida en el agua y parte en la tierra. ❚❚ ¿Por qué no pueden vivir exclusivamente en la tierra?

La forma de desplazarse de las serpientes da nombre al grupo de vertebrados en el que se incluyen. ❚❚ ¿Qué otros animales forman parte de este grupo?

5. Aves

6. Mamíferos

En la imagen puedes observar un ornitorrinco. Su reproducción es ovípara, a pesar de ser un mamífero. Los murciélagos, las mariposas y las águilas pueden volar. ❚❚ ¿Por qué las águilas son aves y los otros no?

Tarea de investigación

❚❚ ¿Por qué se incluye dentro de esta clase de vertebrados?

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Vertebrados de mi entorno Los animales que podemos observar más fácilmente y que mejor conocemos pertenecen al grupo de los vertebrados. Algunos de ellos nos son muy familiares porque los tenemos como mascotas, mientras que otros nos parecen exóticos por ser más difíciles de observar. En este proyecto te planteamos que investigues sobre los vertebrados salvajes más representativos de tu Comunidad Autónoma. Con la información obtenida en tu investigación, te proponemos que elabores una memoria donde describas las principales características y hábitos de estos vertebrados.

❚❚ ¿Serías capaz de nombrar cinco vertebrados salvajes que habitan en tu región sin buscar la información? ❚❚ ¿Puedes clasificar esos animales en sus grupos correspondientes?

10. Los animales vertebrados

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10 1. LOS ANIMALES VERTEBRADOS

❚❚ Los animales son seres pluricelulares, con células eucariotas, que presentan tejidos y nutrición heterótrofa.

Los animales vertebrados son más complejos que los invertebrados. Todos pertenecen al filo cordados y proceden de un antecesor común que vivó hace más de 500 millones de años.

❚❚ El filo es la mayor categoría taxonómica después del reino.

1.1. El filo cordados Los cordados poseen simetría bilateral y, además, comparten otras cuatro características, al menos en alguna fase de su ciclo vital: ❚❚Presentan una cuerda dorsal o notocorda en algún momento de su desarrollo. Es una especie de varilla flexible que da rigidez al cuerpo y en la cual se inserta la musculatura. ❚❚Poseen un cordón nervioso dorsal. ❚❚Tienen unas hendiduras faríngeas que comunican la cavidad faríngea con el exterior.

postanal: que se extiende más allá del ano. 1

❚❚Presentan una cola postanal1 que utilizan para la propulsión y el equilibrio. ¿Crees que todos los cordados son vertebrados? ¿Conoces alguno que no lo sea? Este filo está formado por tres grandes grupos o subfilos: urocordados, cefalocordados y vertebrados. ❚❚Urocordados. Son animales marinos con notocorda, cordón nervioso y cola solo en la fase larvaria, que es nadadora. De adultos, muchos de ellos son sésiles. Conservan las hendiduras faríngeas, que les sirven para alimentarse por filtración. ❚❚Cefalocordados. Mantienen la notocorda, el cordón nervioso, las hendiduras faríngeas y la cola durante toda su vida. Todos son marinos.

Cordón nervioso dorsal Notocorda

Hendiduras branquiales Cordados.

Urocordados y cefalocordados.

1 ¿Qué características de los cordados no está señalada en la imagen?

7

¿Por qué las ascidias y los anfioxos se incluyen en el mismo filo que los vertebrados? 3

2

La ascidia (izquierda) y el anfioxo (derecha) son ejemplos de urocordados y cefalocordados, respectivamente. ¿Con qué animales podrías confundirlos a simple vista? ¿Por qué?

❚❚Vertebrados. Son el grupo de cordados más abundante y diverso. Durante su desarrollo embrionario, la notocorda es sustituida por la columna vertebral. El cordón nervioso da lugar a la médula espinal, que se aloja en el interior de la columna vertebral, y al encéfalo, que se halla protegido por un cráneo. Las hendiduras faríngeas originan estructuras diversas. Muchos de ellos mantienen la cola a lo largo de toda su vida. Los vertebrados se clasifican en cinco gruposz: peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos.

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1.2. Evolución de los animales vertebrados Los primeros cordados surgieron hace unos 550 millones de años. Eran organismos sésiles marinos, a partir de los cuales evolucionaron los urocordados, los cefalocordados y los vertebrados. Los primeros vertebrados de los que se tiene constancia son los peces ostracodermos, que vivieron hace unos 400 millones de años. Los fósiles de estos vertebrados indican que se trataba de pequeños peces caracterizados por tener gruesas placas óseas en la cabeza y carecer de mandíbula. Posteriormente, en el registro fósil aparecen ya los primeros vertebrados con mandíbulas. Se trata de los placodermos, peces acorazados que tal vez fueron los antepasados de los actuales tiburones. Hace unos 350 millones de años, un grupo de peces pulmonados pudieron salir a tierra firme y dieron lugar a los primeros anfibios. Más tarde, hace aproximadamente 300 millones de años, surgieron los primeros reptiles a partir de anfibios primitivos. Estos animales se independizaron del agua gracias a la evolución del huevo. Sus huevos son amnióticos, es decir, presentan una cáscara dura que evita la desecación y, además, una cubierta compuesta de líquidos, el amnios, que protege y alimenta al embrión durante su desarrollo. Los siguientes vertebrados en aparecer fueron los mamíferos, que evolucionaron hace unos 240 millones de años a partir de un grupo de reptiles que tenían posición cuadrúpeda1, los terápsidos. Los últimos vertebrados que surgieron sobre la Tierra fueron las aves, hace unos 225 millones de años. Al igual que los mamíferos, evolucionaron a partir de un grupo de reptiles primitivos.

Reptiles Aves

Mamíferos

cuadrúpedo: que se desplaza a cuatro patas.

1

Anfibios Peces

Cefalocordados

Urocordados

Evolución de los vertebrados.

4

Recreación de un placodermo.

¿Sería correcto decir que los mamíferos son los vertebrados más evolucionados? Justifica tu respuesta.

7

¿Qué característica adquirida por los peces a lo largo de la evolución permitió que a partir de ellos surgieran los primeros anfibios? 5

6 ¿Qué ventaja supuso para los reptiles el huevo amniótico? ¿Existen otros vertebrados que pongan este tipo de huevos?

10. Los animales vertebrados

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10 1.3. Características de los animales vertebrados Los vertebrados son un grupo de cordados que se caracterizan porque, durante su desarrollo embrionario, la notocorda es sustituida por la columna vertebral, en cuyo interior se encuentra la médula espinal. ¿Qué otras características comparten los vertebrados? Además, los vertebrados poseen un esqueleto interno formado por hueso o cartílago. El sistema nervioso y los órganos de los sentidos están muy desarrollados y presentan órganos especializados, que se organizan en diversos sistemas, para llevar a cabo las funciones vitales. 1.3.1. Esqueleto interno

Generalmente está formado por huesos. El esqueleto cumple varias funciones: protege los órganos internos, da forma al animal y sirve de anclaje a los músculos para permitir el movimiento.

Esqueletos de anfibio, reptil y ave.

7

A la vista de las imágenes, ¿qué tienen en común los esqueletos de los vertebrados?

1.3.2. Sistema nervioso

Los vertebrados presentan un sistema nervioso organizado en nervios, que recorren todo el cuerpo para llevar la información al sistema nervioso central. Este está formado por el encéfalo y la médula espinal, donde se elaboran las respuestas que serán efectuadas por los músculos y las glándulas. Anfibio

Ave

Mamífero

Bulbo olfatorio Cerebro

Bulbo olfatorio Cerebro

Diéncefalo Corteza visual Lóbulo óptico Cerebelo Cerebelo Médula

Médula

Estructura del encéfalo en distintos grupos de vertebrados.

8

Compara el tamaño de las distintas estructuras en cada grupo. ¿Cómo varía el tamaño del cerebro? ¿Y el del bulbo olfatorio?

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1.3.3. Órganos de los sentidos

Los órganos de los sentidos de los vertebrados se encuentran muy desarrollados, lo que confiere a estos animales una extraordinaria capacidad de relación con el medio. Existen órganos sensoriales muy diferentes. Por ejemplo, la línea lateral de los peces, el oído de los mamíferos o el órgano de Jacobson de las serpientes permiten detectar la presencia de otros animales a su alrededor. La piel es un órgano característico de este grupo. Recubre el cuerpo del animal y, además de la función sensorial, desempeña una función protectora. En las distintas clases de vertebrados, la piel presenta diversas estructuras especializadas, como escamas, pelos o plumas.

Estructuras especializadas de la piel de los vertebrados.

9

¿Qué estructura muestra cada una de las imágenes? ¿Qué clase de vertebrados presentan cada una? ¿Qué grupo de vertebrados no posee estructuras especializadas en su piel?

1.3.4. Funciones de nutrición y reproducción

Los vertebrados también cuentan con órganos especializados para realizar las funciones de nutrición y reproducción: ❚❚Presentan un sistema digestivo completo y glándulas anejas para la digestión. ❚❚Tienen un sistema excretor, cuyos órganos principales son los riñones. ❚❚Su sistema respiratorio varía: algunos tienen branquias, otros pulmones, y también hay algunos que respiran por la piel. ❚❚Todos los vertebrados poseen un sistema circulatorio cerrado. ❚❚Tienen reproducción sexual y sexos separados y pueden ser ovíparos, vivíparos u ovovivíparos. La mayoría presentan desarrollo directo, aunque algunos experimentan metamorfosis. 7

10

Indica qué características de los vertebrados tenemos los seres humanos.

11

Pon ejemplos de tres vertebrados que respiren por branquias y de otros tres que respiren por pulmones.

12

¿Qué es un sistema circulatorio cerrado? ¿Este tipo de sistema circulatorio es exclusivo de los vertebrados? Razona tus respuestas.

13

Busca información sobre vertebrados con desarrollo ovíparo, vivíparo y ovovivíparo y escribe dos ejemplos de cada uno. ¿A qué grupo de vertebrados pertenece cada ejemplo?

Ideas claras ❚❚ Los vertebrados son un grupo de cordados que surgió hace unos 400 millones de años a partir de un antepasado común primitivo. ❚❚ En los vertebrados, la notocorda es sustituida por la columna vertebral durante su desarrollo. ❚❚ Tienen sistema nervioso y órganos de los sentidos muy desarrollados, así como órganos especializados para la nutrición y la reproducción.

10. Los animales vertebrados

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10 ❚❚ Los primeros animales vertebrados fueron peces. ❚❚ Los animales ectotermos no pueden regular su temperatura; esta depende de la del entorno.

2. PECES Los peces son vertebrados ectotermos y acuáticos con cabeza, tronco y cola. Su cuerpo, salvo la cabeza, se encuentra casi siempre cubierto de escamas. Los peces más primitivos se conocen con el nombre de agnatos, que significa «sin mandíbulas». La mayoría se han extinguido, como los ostracodermos, pero aún viven algunas especies, como las lampreas, peces alargados con una ventosa bucal y siete hendiduras branquiales. Aunque ponen sus huevos en los ríos, pasan su vida adulta en el mar. Más tarde surgieron los peces con mandíbulas. Estos desarrollaron aletas pareadas, lo que les permitió mejorar su locomoción y contribuyó a su expansión. Uno de los grupos de peces mandibulados, los placodermos, se extinguió. Los otros grupos evolucionaron hasta nuestros días, y engloban a la mayoría de los peces actuales. ¿Sabes por qué el cuerpo de los peces tiene esa forma?

Lamprea.

14 Si las lampreas no tienen dientes, ¿cómo se alimentan?

fusiforme: que es más ancho en el centro y se va estrechando hacia los extremos. 1

Los peces presentan las siguientes características que los diferencian del resto de vertebrados: ❚❚Poseen un cuerpo alargado y fusiforme1, lo que facilita el desplazamiento en el agua. Sus extremidades son aletas, que parten del tronco y aportan la fuerza necesaria para desplazarse, así como equilibrio y estabilidad. ❚❚Muchos presentan una vejiga natatoria, un órgano interno en forma de bolsa que pueden llenar o vaciar de gas. De este modo controlan la flotabilidad y la profundidad durante el desplazamiento. ❚❚Poseen un órgano sensorial denominado línea lateral, que se extiende a lo largo de todo su cuerpo, y con el que perciben cualquier movimiento de agua a su alrededor. Así detectan la presencia de obstáculos, depredadores o presas. ❚❚Los ojos de los peces no presentan párpados y su cristalino es esférico, lo que facilita la visión bajo el agua. Aleta dorsal

Columna vertebral

Cerebro Cráneo

Faringe Estómago Corazón Aleta pectoral

Riñón

Hígado Vejiga natatoria

Aleta anal

Aleta caudal

Anatomía de un pez.

15

Observa la imagen del pez. ¿Cuántos tipos diferentes de aletas presenta?

Los peces constituyen un grupo de animales muy variado en cuanto a su alimentación. La mayoría son carnívoros, pero también existen peces herbívoros, omnívoros o detritívoros. Según la composición de su esqueleto, se clasifican en peces cartilaginosos o condrictios y peces óseos u osteíctios.

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2.1. Clase condrictios: peces cartilaginosos Dentro de este grupo se incluyen los tiburones, las quimeras y las rayas. Se distinguen de otros grupos por las siguientes características: ❚❚Tienen un esqueleto de cartílago. ❚❚Su piel está formada por dentículos dérmicos, esto es, escamas cónicas semejantes a pequeños dientes. ❚❚La boca se halla en posición ventral. Presenta dientes que no están fusionados a la mandíbula y son reemplazados continuamente por otros nuevos. ❚❚Respiran mediante branquias, que se comunican con el exterior a través de las hendiduras branquiales. ❚❚No poseen vejiga natatoria y deben nadar constantemente para mantenerse a flote. ❚❚La aleta caudal es heterocerca, es decir, presenta lóbulos desiguales. ❚❚Presentan reproducción sexual con fecundación interna y pueden ser ovíparos, ovovivíparos o vivíparos, según la especie. Dentículos dérmicos.

16 ¿Cómo piensas que será la piel del tiburón al tacto?

Peces cartilaginosos: raya (izquierda) y tiburón (derecha).

17

¿Qué características externas presentan las rayas y los tiburones para ser clasificados dentro de la clase condrictios?

2.2. Clase osteíctios: peces óseos Los peces de este grupo, como la carpa o la merluza, se distinguen por las siguientes características: ❚❚Tienen un esqueleto óseo. ❚❚Su cuerpo está cubierto de escamas. ❚❚Su boca suele situarse en el extremo terminal en vez de en la parte ventral, y los dientes no son reemplazados cuando los pierden. ❚❚Las branquias se hallan protegidas por una estructura denominada opérculo. ❚❚Presentan vejiga natatoria para estabilizarse y flotar. ❚❚Su aleta caudal es homocerca, es decir, con lóbulos más o menos iguales. Los distintos grupos de peces óseos se diferencian por la estructura de sus aletas. ❚❚Tienen reproducción sexual, con fecundación externa, y son ovíparos. 7

18

¿De qué dependerá la temperatura corporal de un pez? ¿Tendrán la misma temperatura un pez tropical y uno de latitudes altas?

19

Indica dos semejanzas y dos diferencias entre una carpa y una raya.

20

Busca información sobre el número de aletas de cada tipo que presentan un tiburón y una sardina.

Ideas claras ❚❚ Los peces son vertebrados ectotermos con la piel cubierta de escamas. ❚❚ Están adaptados al medio acuático: presentan aletas, branquias y línea lateral. ❚❚ Generalmente tienen fecundación externa y son ovíparos. ❚❚ Los peces se clasifican en condrictios, con esqueleto cartilaginoso, y osteíctios, con esqueleto óseo.

10. Los animales vertebrados

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10 ❚❚ Los anfibios surgieron hace unos 350 millones de años a partir de un grupo de peces primitivos. ❚❚ Fueron los primeros animales en adaptarse al medio terrestre.

3. ANFIBIOS Los anfibios son vertebrados ectotermos con la piel desnuda. Como su nombre indica (en griego, amphi significa «ambos» y bios, «vida»), viven en dos medios diferentes: acuático y terrestre. Aunque los adultos están adaptados a la vida terrestre, dependen del agua para completar su ciclo vital: la puesta de huevos debe realizarse en el medio acuático, ya que carecen de cubiertas protectoras, y en tierra se desecan y no prosperan. Los anfibios se distinguen por las siguientes características:

Pulmón

❚❚La mayoría de los anfibios adultos son tetrápodos, es decir, tienen cuatro patas.

Riñón Cloaca Tráquea Corazón

Vejiga

Hígado Páncreas Estómago

Anatomía interna de una rana.

21 ¿Qué características generales del grupo de los vertebrados puedes observar en la imagen?

❚❚Respiran por pulmones, aunque también presentan respiración cutánea. Para llevarla a cabo, su piel posee numerosas glándulas que la mantienen húmeda. ❚❚Su reproducción es sexual, generalmente con fecundación externa, y son ovíparos. A diferencia de otros vertebrados, experimentan metamorfosis para convertirse en adultos. De los huevos que los adultos ponen en el agua salen unas larvas acuáticas, llamadas renacuajos, que respiran por branquias, poseen dientes y una larga cola y carecen de extremidades. En las semanas siguientes, desarrollan los pulmones y las extremidades, y pierden las branquias y, en algunos casos, también la cola. ❚❚Los anfibios adultos son carnívoros, mientras que los renacuajos son omnívoros.

Adulto

Huevos

Renacuajo

Ciclo vital de una rana.

22

Las extremidades aparecen en el renacuajo de dos en dos. ¿Qué par lo hace en primer lugar?

Siendo ectotermos, ¿cómo crees que sobreviven los anfibios en invierno? Para sobrevivir en los meses fríos, los anfibios reducen su actividad al mínimo. Muchos se entierran en el fango y pueden pasar varios meses sin comer, aunque deben salir de vez en cuando a beber agua. La mayoría de los anfibios se incluyen en dos órdenes: urodelos y anuros.

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3.1. Orden urodelos A este orden pertenecen las salamandras y los tritones. Se diferencian de otros anfibios por las siguientes características: ❚❚Los adultos tienen el cuerpo alargado, formado por una cabeza con cuello, un tronco, una cola y cuatro extremidades, que son cortas y aproximadamente del mismo tamaño. ❚❚Tanto las larvas como los adultos tienen dientes en sus mandíbulas.

Anfibio ápodo.

Larva de salamandra y salamandra adulta.

23

¿Qué características de la larva se mantienen en el individuo adulto después de la metamorfosis?

3.2. Orden anuros

27 Algunos anfibios de regiones tropicales, como las cecilias, no tienen patas. ¿Por qué se consideran anfibios y no reptiles?

Es el orden con mayor número de anfibios. En él se incluyen las ranas y los sapos. Se distinguen por las siguientes características: ❚❚Carecen de cola en la fase adulta. ❚❚Tienen el cuerpo ensanchado y la cabeza se une al tronco por un cuello muy corto. Las patas posteriores, adaptadas al salto, son de mayor tamaño que las anteriores. ❚❚En la boca, que puede presentar dientes diminutos o bien carecer de ellos, poseen una lengua extensible y pegajosa que les permite capturar a sus presas a distancia. ❚❚Son capaces de emitir sonidos. ❚❚En algunas especies, la piel segrega sustancias tóxicas para protegerse de los depredadores.

Ideas claras ❚❚ Los anfibios son vertebrados ectotermos con la piel desnuda.

Anuros: sapo (izquierda) y rana (derecha).

24

En los anfibios anuros las extremidades inferiores son distintas de las anteriores. Observando la imagen, ¿podrías indicar dos de estas diferencias? ¿Qué ventajas les proporciona cada una de ellas?

25

¿Cómo cambia la respiración de un anfibio a lo largo de su vida?

26

Explica qué caracteriza a los dos principales órdenes de anfibios.

7

❚❚ Experimentan metamorfosis. Los renacuajos son acuáticos y respiran por branquias; los adultos son terrestres y tienen respiración pulmonar y cutánea. ❚❚ Son ovíparos y suelen tener fecundación externa. ❚❚ Se clasifican en dos órdenes principales: urodelos y anuros.

10. Los animales vertebrados

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10 ❚❚ Los reptiles surgieron hace unos 300 millones de años a partir de un grupo de anfibios primitivos. ❚❚ Fueron los primeros vertebrados en independizarse completamente del medio acuático.

4. REPTILES Los reptiles son vertebrados ectotermos. La mayoría son terrestres, aunque algunos están adaptados al medio acuático. Las principales características de los reptiles son las siguientes: ❚❚Su piel está recubierta de duras escamas córneas que los protegen de la desecación. Algunas especies de reptiles mudan su piel periódicamente. ❚❚El cuerpo de los reptiles consta de cabeza, cuello, tronco y cola. Salvo las culebras y las serpientes, todos tienen cuatro extremidades cortas que no les permiten elevarse mucho del suelo. Sobre la tierra se desplazan reptando, por ello reciben el nombre de reptiles. ❚❚La cabeza alberga los principales órganos sensoriales. Destaca el uso de la lengua por gran parte de los reptiles, ya que en este órgano se concentran receptores gustativos, olfatorios e incluso táctiles. Médula espinal Bazo Pulmón Gónada Riñón Esófago

Cerebro Cerebro

Nervio Nervio

Tráquea Corazón

Intestino Ó

no de Jacobson

Órgano de Jacobson

Órgano de Jacobson.

Este órgano, presente en las serpientes, les permite detectar ciertos olores y, además, el calor desprendido por el cuerpo de otros animales. ¿Una serpiente ciega podría cazar ratones? Justifica tu respuesta. 29

Cloaca

Estómago

Hígado

Anatomía interna de una iguana.

28

¿A qué sistema pertenece cada uno de los órganos señalados en el esquema?

❚❚A excepción de algunos lagartos y tortugas, los reptiles son animales carnívoros. Salvo las tortugas, poseen dientes y, a veces, glándulas venenosas que utilizan para matar o paralizar a sus presas, como en el caso de las serpientes. ❚❚Todos tienen dos pulmones, más evolucionados que los de los anfibios. ❚❚Tienen reproducción sexual con fecundación interna. El desarrollo del embrión es generalmente ovíparo, aunque también se dan casos de ovoviviparismo, por ejemplo, en las víboras.

¿Por qué reciben los reptiles este nombre? 30

31 ¿En qué consiste la muda de los reptiles? ¿Por qué crees que se produce? 32 ¿Por qué algunos reptiles reducen su actividad en los meses fríos?

❚❚Los huevos de los reptiles presentan una cubierta dura y porosa que impide que el embrión se seque, pero permite el intercambio gaseoso con el medio. Además, contienen el amnios, que alimenta y protege al embrión. De ahí que se denominen huevos amnióticos. ❚❚Como son ectotermos, los reptiles suelen vivir en climas cálidos. Los de climas templados reducen su actividad en invierno, igual que los anfibios. Los reptiles se clasifican en cuatro órdenes: quelonios, ofidios, saurios y crocodilianos.

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4.1. Orden quelonios Pertenecen a este orden las tortugas y los galápagos. Se caracterizan por la presencia de un caparazón óseo del que sobresalen la cabeza, las extremidades y la cola. En las especies marinas, estas partes del cuerpo permanecen siempre fuera del caparazón, pero en otras son retráctiles1.

retráctil: que puede retraerse y quedar oculto.

1

Dentro de este orden hay especies herbívoras y carnívoras. No presentan dientes, pero las mandíbulas tienen forma de pico, con los bordes cortantes.

4.2. Orden ofidios A este grupo pertenecen las serpientes, las culebras y las víboras. Son reptiles sin extremidades, que utilizan la musculatura de su cuerpo para desplazarse sobre la superficie con movimientos ondulatorios. Necesitan mudar la piel para crecer. Todas las especies son carnívoras. Para atrapar a sus presas cada grupo tiene sus propias adaptaciones; por ejemplo, mandíbulas unidas por ligamentos, para que la boca se pueda dilatar y abrir mucho, o glándulas venenosas comunicadas con los dientes para inyectar veneno. Otras especies asfixian a sus presas hasta matarlas, rodeándolas con su cuerpo y contrayendo su potente musculatura.

A

C

B

D

Órdenes de reptiles.

33

Las imágenes muestran ejemplos de los distintos órdenes de reptiles. ¿A qué orden corresponde cada fotografía?

4.3. Orden saurios Son los lagartos y las lagartijas, entre otros. En cada pata poseen cinco dedos con uñas. Tienen párpados móviles y algunos, como los camaleones, pueden modificar el color de su cuerpo para relacionarse con otros miembros de su especie. Necesitan mudar la piel para crecer. La mayoría de los saurios son carnívoros, principalmente insectívoros.

4.4. Orden crocodilianos En este grupo se incluyen los cocodrilos y los caimanes. Son los reptiles de mayor tamaño. Se caracterizan por poseer el cuerpo revestido de una gruesa capa de placas córneas. Son animales carnívoros que poseen una mandíbula muy potente con muchos dientes cónicos. Presentan diversas adaptaciones al medio acuático: su cola está comprimida lateralmente para facilitar la natación, tienen un tercer párpado transparente, que protege al ojo, y pueden cerrar los orificios nasales mientras están sumergidos. 7

34

¿Las escamas de los peces y las de los reptiles tienen la misma función? Razona tu respuesta.

35

¿Cómo pueden las serpientes engullir presas más grandes que ellas?

36

¿Qué órdenes de reptiles necesitan mudar la piel para crecer?

Ideas claras ❚❚ Los reptiles son vertebrados ectotermos, con la piel cubierta de escamas y cuatro extremidades. ❚❚ Respiran por pulmones. ❚❚ Tienen fecundación interna y la mayoría son ovíparos. Ponen huevos amnióticos. ❚❚ Los reptiles se clasifican en cuatro órdenes: quelonios, ofidios, saurios y crocodilianos.

10. Los animales vertebrados

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10 ❚❚ Las aves surgieron hace unos 225 millones de años a partir de un grupo de reptiles primitivos.

5. AVES Las aves son vertebrados terrestres endotermos, es decir, capaces de mantener su temperatura corporal independientemente de la del entorno. Debido a que son animales endotermos, pueden vivir en cualquier tipo de clima. No obstante, algunas aves migran para evitar las temperaturas demasiado bajas o demasiado altas. Las aves comparten ciertas características que las diferencian de los demás grupos de vertebrados. Una de las principales características de las aves es su capacidad para volar. ¿Cómo crees que pueden hacerlo?

aerodinámico: con una forma adecuada para desplazarse eficazmente en el aire.

1

❚❚El cuerpo de todas las aves está adaptado al vuelo, aunque algunos grupos han perdido esta capacidad a lo largo de la evolución. Es un cuerpo fusiforme, es decir, su forma es aerodinámica1, lo que favorece su desplazamiento en el aire. ❚❚El cuerpo de las aves, además, está cubierto de plumas, salvo las patas, que tienen escamas. Las plumas son un excelente aislante, que protege a las aves del agua y del frío. Están formadas por un eje y una zona laminar o estandarte. El eje se divide en dos partes: el cálamo, que se inserta en la piel, y el raquis, de donde salen las ramificaciones del estandarte, llamadas barbas. ❚❚Las extremidades anteriores son alas. El esternón está muy desarrollado y tiene forma de quilla, y en él se insertan los potentes músculos que mueven las alas. Además, las aves tienen algunos huesos huecos, lo que aligera el peso del animal y facilita el vuelo. ❚❚Los pulmones presentan unas expansiones llamadas sacos aéreos, que ayudan a disminuir el peso y a oxigenar la musculatura durante el vuelo.

campo visual: área que el ojo es capaz de ver. 2

❚❚Los ojos y los oídos están bien desarrollados. Muchas aves tienen los ojos en posición lateral, lo que aumenta el campo visual2.

Tráquea

Raquis

Esófago Pulmón Saco aéreo

Buche 37 ¿Qué características de las aves han facilitado su adaptación al vuelo?

Las aves que tienen los ojos en posición lateral, ¿cómo pueden ver de frente? 38

Corazón

Barbas

Esternón Hígado Molleja

Cloaca Intestino

Cálamo

Anatomía interna de un ave y estructura de una pluma.

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5.1. La nutrición de las aves La alimentación de las aves es muy variada. La boca está provista de un pico y no tiene dientes. La forma y el tamaño del pico están directamente relacionados con el tipo de alimentación.

Águila: pico curvado y fuerte, para desgarrar carne fácilmente.

Guacamayo: pico duro y grueso para abrir semillas y frutos.

Pelicano: pico largo y con una bolsa para introducirse en el agua y capturar peces.

Zarapito: pico largo y curvo para capturar presas enterradas en el fango.

¿Cómo trituran el alimento las aves si no tienen dientes? Las aves no mastican el alimento, sino que es almacenado y reblandecido en una dilatación del esófago llamada buche. En el estómago hay una zona muy musculosa, la molleja, donde se tritura. Algunas especies consumen pequeñas piedras o arena que ayudan a triturar el alimento. Respiran mediante pulmones, que están comunicados con los sacos aéreos, lo que aumenta su capacidad pulmonar y la cantidad de oxígeno que captan.

5.2. La reproducción de las aves Las aves tienen reproducción sexual y fecundación interna. Para que se produzca la fecundación, los individuos ponen en contacto las cloacas. La cloaca es una cavidad situada en la parte posterior del cuerpo en la que desembocan los sistemas reproductor, digestivo y excretor. Todas las aves son ovíparas y ponen huevos amnióticos. Estos son incubados por los progenitores para mantenerlos a la temperatura necesaria para el desarrollo adecuado del embrión. Muchas aves, además de incubar los huevos, cuidan a sus polluelos después de nacer. 39

¿Qué función desempeña el buche en la digestión? ¿Y la molleja?

40

Peces, anfibios, reptiles y aves son animales ovíparos, pero existen diferencias entre los huevos de cada clase. ¿Qué características presentan los de las aves? ¿Para qué incuban las aves sus huevos?

Ideas claras ❚❚ Las aves son vertebrados endotermos. ❚❚ Su cuerpo está cubierto de plumas y adaptado al vuelo, y sus extremidades superiores son alas. ❚❚ Su boca tiene un pico, cuya forma y tamaño depende del tipo de alimentación, y respiran por pulmones. ❚❚ Tienen fecundación interna y son ovíparas.

10. Los animales vertebrados

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10 ❚❚ Los mamíferos surgieron hace unos 240 millones de años a partir de los terápsidos, un grupo de reptiles primitivos cuadrúpedos.

6. MAMÍFEROS Los mamíferos son animales endotermos. Muchos son terrestres, pero también los hay acuáticos, y algunos grupos están adaptados al vuelo. Los mamíferos presentan las siguientes características que los diferencian de otros vertebrados: ❚❚Tienen el cuerpo cubierto de pelo, que los ayuda a mantener la temperatura y a camuflarse en el medio. Aunque algunos mamíferos marinos lo han perdido casi completamente, todos presentan pelos al menos en algún momento de su vida. ❚❚Poseen glándulas mamarias, que producen leche con la que alimentan a sus crías tras el nacimiento. Estas succionan la leche usando los labios y la lengua. ❚❚Sus extremidades siguen un mismo patrón anatómico, pero están adaptadas al medio en el que viven y se desplazan.

Ballena Ser humano Murciélago

Caballo

Extremidades de distintos mamíferos.

❚❚La alimentación de los mamíferos es muy variada; los hay herbívoros, carnívoros, insectívoros y omnívoros. En la boca poseen dientes, que utilizan para desgarrar, cortar y triturar los alimentos. ❚❚Todos respiran por pulmones, incluso los acuáticos, que necesitan salir a la superficie para tomar aire. ❚❚Tienen reproducción sexual con fecundación interna. En general, son animales vivíparos. Esta característica supone una ventaja, pues se protege al embrión de los depredadores. Además de alimentación, los padres proporcionan a las crías los cuidados necesarios hasta que pueden valerse por sí mismas. ❚❚Hay tres grandes grupos de mamíferos: monotremas, marsupiales y placentarios. 7

41

Pon ejemplos de un mamífero terrestre, uno acuático y uno adaptado al vuelo.

42

¿Qué función tienen los labios en los mamíferos?

43

¿Por qué se incluye a los delfines dentro de la clase mamíferos?

44

¿Qué conclusión sacas del hecho de que las extremidades de los diferentes mamíferos tienen la misma estructura interna?

45

Si los mamíferos proceden de los reptiles, ¿qué características de estos presentarán las especies menos evolucionadas?

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6.1. La clasificación de los mamíferos Las tres clases de mamíferos se establecen según donde tenga lugar el desarrollo del embrión. Monotremas

Marsupiales

Placentarios

Ornitorrincos y equidnas

Canguros, koalas y zarigüeyas

Resto de mamíferos

Son ovíparos y presentan un pico córneo en vez de dientes. Tienen el cuerpo cubierto de pelo y, al nacer, sus crías se alimentan de leche materna.

Son vivíparos. Las crías no nacen totalmente desarrolladas y necesitan completar su desarrollo en una bolsa externa o marsupio que tiene la madre.

Son vivíparos. Las crías nacen en un estado de desarrollo avanzado. Mientras están en el útero se alimentan a través de un órgano llamado placenta.

6.2. Características de los seres humanos La especie humana se incluye dentro de los primates, un orden de mamíferos placentarios al que también pertenecen, por ejemplo, los gorilas, los chimpancés y los orangutanes. Con ellos compartimos muchas características, pero también existen diferencias. ¿Sabes cuáles son estas diferencias? ❚❚Presentamos una posición bípeda, es decir, caminamos erguidos sobre las extremidades inferiores. Esto es posible gracias a la forma de nuestra cadera y al desarrollo de los glúteos y otros músculos. La posición bípeda nos permite utilizar las extremidades anteriores para otros fines distintos de la locomoción, como por ejemplo el uso de herramientas. ❚❚En la especie humana, la mano presenta un dedo pulgar oponible. Esta característica nos otorga una gran habilidad para agarrar y manipular objetos. ❚❚Tenemos un gran desarrollo cerebral. Esto nos ha permitido, entre otras muchas cosas, articular un lenguaje muy complejo y aumentar así nuestra capacidad de comunicación. ❚❚Solo conservamos pelo en algunas zonas de nuestro cuerpo; en el resto, ha quedado reducido a un vello muy fino. 7

46

¿Por qué los ornitorrincos se consideran mamíferos y no aves?

47

¿Qué tienen en común y en qué se diferencian un ornitorrinco, un canguro y un caballo? Explica la respuesta.

48

¿A qué tipo de mamíferos pertenece la especie humana? Justifica tu respuesta.

Ideas claras ❚❚ Los mamíferos son vertebrados endotermos con el cuerpo cubierto de pelo. ❚❚ Su alimentación es variada y respiran por pulmones. ❚❚ Tienen fecundación interna y la mayoría son vivíparos. ❚❚ Según su desarrollo embrionario, los mamíferos pueden ser monotremas, marsupiales o placentarios. ❚❚ El ser humano es un mamífero placentario incluido en el orden primates.

10. Los animales vertebrados

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ACTIVIDADES FINALES Los animales vertebrados 49

58

Observa el desarrollo de un embrión humano entre la tercera y la octava semana de gestación e indica qué características de los cordados presenta.

3 semanas

4 semanas

Mi amigo Paco es todo un campeón en competiciones de natación. La semana pasada fui con él a la piscina y me explicó varios trucos que emplean los nadadores profesionales para nadar más rápido: a) Cuando se tiran al agua, en los primeros metros se desplazan bajo el agua, muy estirados, con los brazos por encima de la cabeza y las manos superpuestas. b) Entrenan mucho el movimiento de sus piernas, para que en esos metros de desplazamiento subacuático la propulsión sea máxima.

5 semanas

c) Se depilan el vello de las piernas y los brazos y usan bañadores de una tela especial, muy deslizante. 6 semanas

7 semanas

8 semanas

50

¿Qué tipo de sistema circulatorio presentan los animales vertebrados?

51

Clasifica en una tabla los distintos grupos de vertebrados según sus órganos respiratorios.

52

¿Crees que es correcto afirmar que todos los vertebrados surgieron por evolución directa a partir de los peces? Justifica tu respuesta.

53

Clasifica los siguientes vertebrados en ectotermos y endotermos: caballo, tortuga terrestre, sardina, faisán y lagartija. Explica la diferencia entre ambos conceptos.

54

d) Los mejores nadadores tienen las manos y los pies muy grandes. Relaciona qué características anatómicas de los peces se asemejan a estos trucos. 59

Anfibios 60

Elabora una tabla con las diferencias y semejanzas entre los dos principales órdenes de anfibios. Haz un dibujo que sirva como ejemplo de cada orden.

61

Las siguientes extremidades corresponden a dos anfibios diferentes. ¿Qué función piensas que desempeñará cada una de ellas? Razona tu respuesta.

El sentido de la vista de los vertebrados está muy desarrollado. ¿Cómo ha adaptado este animal sus ojos para cazar con poca luz?

A

62 55

¿De qué dependerá la temperatura corporal de un anfibio? ¿Qué le ocurrirá a un reptil que viva en una zona de montaña cuando lleguen el frío invierno y las heladas? Razona tus respuestas.

Peces 56

57

Busca y pega en tu cuaderno una imagen de un pez óseo y otra de uno cartilaginoso. ¿Cómo puedes diferenciar uno de otro a simple vista? Imagina que colocamos dos peces en dos peceras diferentes, a las que no les da la luz solar, y añadimos al agua pequeños invertebrados. Al poco tiempo, el pez A muere, pero el pez B, no.

El caballito de mar o hipocampo es un pez excepcional. Averigua qué características comparte con el resto de los peces y cuáles lo diferencian de ellos.

B

Algunos anfibios presentan glándulas venenosas en su piel. Busca información sobre los anfibios venenosos en la península ibérica y explica qué riesgo suponen para el ser humano.

Reptiles 63

El dragón de Komodo se considera el descendiente actual más cercano de los dinosaurios. a) ¿A qué clase de vertebrados pertenecerá? ¿Dentro de esa clase, en qué orden se incluirá? b) ¿Qué características del dragón de Komodo te han servido para clasificarlo según las preguntas anteriores?

a) ¿Qué tipo de alimentación podemos deducir que tienen cada uno de los peces? b) ¿Sería correcta la siguiente afirmación: «El pez A es fotosintético, por eso muere al permanecer en la oscuridad»?

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Completa en tu cuaderno la siguiente clave con los nombres de los cuatro órdenes de reptiles: 1. Realizan muda en su crecimiento.

……. Ir a 2.

Mamíferos 69

Indica a qué grupo de mamíferos, según su desarrollo embrionario, pertenecen los siguientes animales: canguro, ornitorrinco, koala, jirafa, elefante.

70

Los primeros mamíferos tenían hábitos de vida nocturnos y se alimentaban de insectos. Cuando se extinguieron los dinosaurios, comenzaron a diversificarse en cuanto a hábitos alimentarios, distribución y tamaño. ¿Qué explicación darías a este hecho?

71

¿Qué ventajas aporta la posición bípeda frente a la cuadrúpeda?

No realizan muda en su crecimiento. .……. Ir a 3.

65

2. No poseen extremidades.

…………… _____

Poseen extremidades.

…………… _____

3. Presentan un caparazón.

…………… _____

No presentan caparazón.

…………… _____

¿Qué características de los reptiles les permitieron adaptarse a la vida terrestre mejor que los anfibios?

Aves 66

67

Nombra un ave que no pueda volar y explica cómo se desplaza y qué adaptaciones ha desarrollado para ello. Los fósiles de Archaeopteryx son considerados la evidencia más clara de la evolución de las aves a partir de los reptiles. Lee atentamente sus características y responde a las preguntas. Longitud aproximada de 50 cm; larga cola ósea; garras en los dedos; dientes afilados en las mandíbulas; extremidades delanteras en forma de alas; cuerpo cubierto de plumas; primer dedo de las extremidades traseras situado parcialmente hacia atrás. a) ¿Qué características corresponden a los reptiles?

LEE Y COMPRENDE LA CIENCIA El esquivo okapi ¿Qué animal tiene cabeza de jirafa, rayas de cebra, cuerpo de caballo y lengua tan larga como para limpiarse las orejas con ella? Se trata del okapi, un herbívoro africano que fue un acertijo para la zoología hasta que en 1901 se identificó como un nuevo género de jirafa. Hoy se cree que hay unos 15 000 ejemplares salvajes, aunque son muy difíciles de ver porque se esconden en la penumbra de los matorrales. En la República Democrática del Congo existe una reserva de okapis, aunque tanto la minería como la migración humana de la zona amenazan el hábitat crítico de este misterioso vertebrado. AMANDA FIEGL, National Geographic, octubre 2011

b) ¿Qué características corresponden a las aves? c) ¿Cómo crees que sería el huevo de esta especie? 68

Busca información sobre las aves migratorias que visitan la península ibérica y responde a las siguientes preguntas: a) ¿Qué aves pasan el invierno en la península? ¿De dónde proceden? Cita al menos tres. b) ¿Qué aves pasan el verano en la península? ¿De dónde proceden? Cita al menos tres.

a) b) c) d)

¿De qué habla el texto? ¿Qué es la zoología? ¿Por qué crees que es tan desconocida esta especie? Según el texto, ¿a qué otras especies se parece el okapi? ¿En qué grupo de vertebrados se incluirá? e) ¿Cuál es la principal amenaza del okapi como especie?

Puedes grabar resumen y escu tu ch tantas veces co arlo quieras para re mo pasar

TÉCNICAS DE ESTUDIO ❚ Elabora tu propio resumen a partir de los recuadros Ideas claras que aparecen en la unidad. También puedes añadir otros contenidos que consideres importantes. ❚ Copia el siguiente esquema en tu cuaderno y añade los elementos necesarios para construir un mapa conceptual de la unidad.

Los animales vertebrados Pertenecen al filo

Se caracterizan por

...

...

Se clasifican en ...

...

...

...

...

❚ Crea tu propio glosario científico. Para ello, define los términos siguientes: aleta, bidepismo, cloaca, condrictio, cordado, huevo amniótico, notocorda, ostracodermo, placenta, renacuajo y terápsido. Puedes completar tu glosario con otros términos que consideres adecuados.

10. Los animales vertebrados

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TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN Disección de un pez Los peces son los vertebrados más antiguos, y también los más abundantes, con cerca de 30 000 especies identificadas. En esta práctica aprenderás a reconocer las características externas de los peces óseos. Además, podrás identificar los órganos que permiten a los peces vivir en el medio acuático.

Materiales ❚❚ Guantes.

❚❚ Cuchilla o cúter.

❚❚ Un pez: sardina, salmonete, dorada, etc.

❚❚ Alfileres.

❚❚ Tabla de disección.

❚❚ Pinzas. ❚❚ Lupa binocular.

Procedimiento 1. Prepara la tabla de disección y coloca el pez sobre ella.

6. Identifica y dibuja los órganos del aparato digestivo.

2. Observa las características externas del animal (aletas, opérculo, línea lateral, etc.) y dibújalas en tu cuaderno.

7. Extrae los órganos internos y observa cómo son las vértebras del pez.

3. Levanta el opérculo y observa las branquias. Puedes separarlas y observarlas con la lupa binocular.

Estómago Esófago Boca

4. Separa algunas escamas de la piel y obsérvalas también con la lupa binocular. Dibuja con detalle todo lo que observes. 5. Corta el pez por la parte ventral utilizando el cúter o la cuchilla. Ve separando la piel con la ayuda de alfileres para observar los órganos internos.

Ano

Lengua Hígado

Páncreas

Intestino

1

Indica los órganos sensoriales que presenta el pez y explica qué función desarrolla cada uno de ellos.

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Responde a las siguientes preguntas sobre el pez que has diseccionado: a) ¿Cuál es su clasificación taxonómica del pez estudiado? b) ¿Cuántas aletas presenta el pez? c) ¿Cuántas branquias presenta el pez diseccionado? d) ¿Presenta costillas el pez? ¿Cuántas?

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Con lo aprendido en la práctica, explica por escrito cómo se alimenta y cómo respira el pez.

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TAREA DE INVESTIGACIÓN Vertebrados de mi entorno

El objetivo de esta tarea es investigar sobre los principales grupos de vertebrados salvajes que habitan en los espacios naturales de tu Comunidad Autónoma. Esto te ayudará a identificar algunos vertebrados de tu entorno. Para mostrar los resultados de la investigación, deberás elaborar una memoria.

1. Investiga a) b) c) d)

¿Qué clases de vertebrados son más abundantes en tu comunidad? ¿Existen peces cerca de donde vives? ¿De qué tipo son? ¿Qué órdenes de anfibios pueden encontrarse en la zona? ¿Qué costumbres presentan los reptiles que habitan en tu región?

e) ¿Sabes si hay aves migratorias en tu comunidad autónoma? ¿Cuándo llegan estas aves? f) ¿Cuál es la clasificación taxonómica de los mamíferos que has investigado? ¿Cuál es su nombre científico? g) ¿Existen vertebrados en peligro de extinción en tu comunidad?

Pautas de resolución Para realizar la investigación debes seguir una serie de pasos: Búsqueda de información ❚❚ Busca en Internet qué vertebrados son característicos de tu comunidad autónoma. ❚❚ Ayúdate de claves de vertebrados para clasificar y reconocer los animales investigados. ❚❚ Repasa las características principales de cada grupo de vertebrados. ❚❚ Anota en la bibliografía todas las fuentes que has consultado. Organización de la información ❚❚ Realiza una tabla con las características de los diferentes grupos de vertebrados para reconocer las semejanzas y diferencias que hay entre ellos. ❚❚ Clasifica los animales estudiados en sus respectivos grupos. ❚❚ Haz un mapa de tu comunidad y sitúa las zonas donde se pueden encontrar los animales investigados. ❚❚ Responde por escrito a las preguntas planteadas. Obtención de conclusiones y verificación ❚❚ Verifica tus respuestas. No te fíes de una sola fuente de información. Comprueba que las respuestas que das se repiten en distintas fuentes. ❚❚ Comprueba si has respondido a todas las cuestiones planteadas en el apartado Investiga.

2. Elabora Presenta los resultados de tus investigaciones en una memoria. Para ello repasa las pautas de elaboración de memorias de la UNIDAD 1: – Organiza la información. Haz un guión y ordena los apartados y subapartados que vas a desarrollar. – Incluye imágenes identificativas del animal o de alguna característica descrita. – Asegúrate de que no olvidas ningún apartado de la memoria por desarrollar. – En la conclusión, da tu valoración sobre la protección y la conservación de la fauna en tu comunidad.

AUTOEVALUACIÓN ❚ Evalúa tu trabajo respondiendo también a estas cuestiones: 1. ¿Has podido resolver todas las cuestiones del apartado Investiga? 3. ¿Cuántos vertebrados de tu entorno has investigado? ¿Los conocías todos? 3. ¿Has aprendido algo nuevo sobre los animales vertebrados de tu entorno? 4. ¿Qué puntuación, del 1 al 5, darías a tu memoria?

10. Los animales vertebrados

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