Ecología: ejercicios de la PAU de Biología resueltos

Planteamiento Una red trófica representa quién se come a quién. Las flechas van del alimento al consumidor, en el sentido en el que circulan la materia y la energía. Sacamos del texto los organismos y las relaciones.

1. Productores: la vegetación, de la que se alimentan los ciervos y los corzos (que tienen «una dieta totalmente vegetariana»).

2. Consumidores primarios (herbívoros): el ciervo y el corzo.

   $\text{vegetación}\rightarrow\text{ciervo}$$\text{vegetación}\rightarrow\text{corzo}$

3. Los lobos se alimentan «principalmente de grandes herbívoros», los ciervos y los corzos:

   $\text{ciervo}\rightarrow\text{lobo}$$\text{corzo}\rightarrow\text{lobo}$

4. Los zorros y los coyotes «se alimentan de lo mismo» que los lobos, es decir, también de ciervos y corzos:

   $\text{ciervo}\rightarrow\text{zorro}$$\text{corzo}\rightarrow\text{zorro}$$\text{ciervo}\rightarrow\text{coyote}$$\text{corzo}\rightarrow\text{coyote}$

5. Los zorros y los coyotes, en condiciones normales, «serían presas de los lobos»:

   $\text{zorro}\rightarrow\text{lobo}$$\text{coyote}\rightarrow\text{lobo}$

6. La red tiene, por tanto, seis organismos (vegetación, ciervo, corzo, zorro, coyote y lobo) y diez flechas. El lobo ocupa el nivel más alto; el zorro y el coyote son a la vez consumidores secundarios y presas del lobo.

Planteamiento Miramos qué nivel trófico falta: hay productores y consumidores, pero ningún organismo que se alimente de los restos.

1. Falta el nivel de los descomponedores (también llamados transformadores o saprótrofos), como muchas bacterias y hongos.

2. Función: transforman la materia orgánica de los restos, los cadáveres y los excrementos en materia inorgánica (sales minerales, $\mathrm{CO_2}$…).

3. Así la materia inorgánica vuelve a estar a disposición de los productores, que la usan para fabricar materia orgánica: se cierra el ciclo de la materia.

Planteamiento Se trata de la respiración celular aeróbica de la glucosa, que la oxida completamente hasta $\mathrm{CO_2}$ y agua.

1. Ecuación global de la respiración celular:

   $\mathrm{C_6H_{12}O_6}+6\,\mathrm{O_2}$${}\rightarrow 6\,\mathrm{CO_2}+6\,\mathrm{H_2O}$

2. Vías: la glucólisis (en el citosol), la descarboxilación oxidativa del piruvato, el ciclo de Krebs (en la matriz mitocondrial) y la cadena respiratoria acoplada a la fosforilación oxidativa (en la membrana mitocondrial interna).

3. El $\mathrm{CO_2}$ se genera en el ciclo de Krebs (y también en la descarboxilación oxidativa del piruvato, que lo precede): los carbonos de la glucosa salen como $\mathrm{CO_2}$.

4. El agua se genera en la cadena respiratoria: el oxígeno es el aceptor final de los electrones y, al reducirse con protones, forma agua.

   $\mathrm{O_2}+4\,e^-+4\,\mathrm{H^+}\rightarrow 2\,\mathrm{H_2O}$

5. Balance por molécula de glucosa: $2$ ATP en la glucólisis, $2$ (como GTP) en el ciclo de Krebs, $10$ NADH y $2$ $\mathrm{FADH_2}$ que alimentan la cadena respiratoria.

6. Con el recuento clásico ($3$ ATP por NADH y $2$ por $\mathrm{FADH_2}$) salen:

   $2+2+10\cdot 3+2\cdot 2=38\ \text{ATP}$

7. Con los rendimientos que se usan hoy ($2{,}5$ ATP por NADH y $1{,}5$ por $\mathrm{FADH_2}$):

   $2+2+10\cdot 2{,}5+2\cdot 1{,}5=32\ \text{ATP}$

8. El valor exacto depende de cómo entra en la mitocondria el NADH formado en la glucólisis: con la lanzadera malato-aspartato salen $38$ ATP (recuento clásico) o $32$ (rendimientos actuales); con la lanzadera del glicerol-fosfato, $36$ o $30$. Por eso los libros dan cifras entre $30$ y $38$ ATP.

Planteamiento Es el primer contacto con este virus, así que el ciervo no tiene células de memoria contra él: se activa una respuesta inmunitaria específica primaria, que termina con la formación de memoria.

1. Tipo de respuesta: una respuesta inmunitaria específica primaria (antes actúan las defensas inespecíficas, pero no dejan memoria).

2. Las células presentadoras de antígeno (macrófagos y células dendríticas) fagocitan virus de Schmallenberg o células infectadas y presentan sus antígenos en la membrana.

3. Presentan el antígeno a un linfocito T colaborador (T helper o CD4), que se activa.

4. El linfocito T colaborador activa el linfocito B que reconoce el mismo antígeno del virus. Este linfocito B se multiplica por mitosis y forma un clon.

5. Una parte del clon se diferencia en células plasmáticas, que fabrican anticuerpos específicos contra el virus de Schmallenberg; los anticuerpos se unen a él y facilitan que sea eliminado. Como el virus se multiplica dentro de las células, los linfocitos T citotóxicos también destruyen las células infectadas del ciervo.

6. El resto de células del clon se convierten en células (linfocitos) de memoria. Son las que dejan al ciervo inmunizado: si vuelve a contactar con el virus, la respuesta secundaria será más rápida, más intensa y más duradera.

Planteamiento Para cada pareja, miramos quién sale beneficiado o perjudicado según el texto: depredación $(+,-)$, competencia $(-,-)$, parasitismo $(+,-)$, con el huésped vivo, comensalismo $(+,0)$ y mutualismo $(+,+)$.

1. Tortugas carey y esponjas: depredación. Las tortugas (depredadores) capturan las esponjas (presas) y se las comen.

2. Esponjas y corales: competencia. Las esponjas crecen encima y dentro de los corales y ambos necesitan el mismo recurso, el espacio para establecerse; cuando las tortugas comen esponjas, los corales «tienen más espacio para establecerse».

3. Tortugas carey y epibiontes: parasitismo. Los epibiontes viven encima de las tortugas y «se alimentan de ellas»: ellos salen beneficiados y las tortugas, perjudicadas, pero no las matan.

4. Tortugas carey y peces limpiadores: mutualismo (una simbiosis en sentido amplio). Los peces se alimentan de los epibiontes y las tortugas se libran de enfermedades graves: ambos salen beneficiados.

5. Si se considerara que los epibiontes solo viven encima de la tortuga sin perjudicarla, la relación sería de comensalismo; y si la relación con los peces fuera imprescindible para sobrevivir, se hablaría de simbiosis.

Planteamiento Explicamos el origen del pico con la teoría de la evolución por selección natural (neodarwinismo), no por el uso del órgano.

1. En la población ancestral había variabilidad en la forma del pico, causada por mutaciones que aparecen al azar (y por la recombinación genética).

2. Las tortugas con un pico más puntiagudo y curvado tenían una ventaja: podían llegar mejor a las esponjas que hay encima y dentro de los corales y se alimentaban mejor.

3. Por eso sobrevivían más y dejaban más descendencia que las demás.

4. Como estas variantes son hereditarias, los descendientes también tenían el pico más puntiagudo y curvado.

5. Este proceso es la selección natural: generación tras generación, la proporción de tortugas con el pico puntiagudo y curvado aumentó de forma progresiva hasta ser el carácter de toda la especie.

6. No es que las tortugas usaran más el pico y este cambiara: los caracteres adquiridos durante la vida no se heredan.

Planteamiento Usamos las relaciones del apartado 1: si desaparece la tortuga, desaparece el depredador de las esponjas, el huésped de los epibiontes y, de rebote, el alimento de los peces limpiadores.

1. Esponjas: su población aumentaría, porque perderían a su depredador.

2. Corales: su población disminuiría, porque habría más esponjas y, por tanto, más competencia por el espacio.

3. Peces ángel: su población disminuiría, porque ya no tendrían las esponjas de los agujeros que hacen las tortugas ni los trozos que caen de su boca, y les costaría más alimentarse.

4. Organismos epibiontes: su población disminuiría o incluso desaparecerían, porque no tendrían la tortuga de la que se alimentan.

5. Peces limpiadores: su población disminuiría, porque se alimentan exclusivamente de epibiontes de las tortugas.

6. Para los peces ángel también se puede razonar al revés: como habría más esponjas, podrían tener más alimento y aumentar. Y, como el texto habla de «algunos» peces ángel, el efecto dependería de si cada especie depende o no de las tortugas para comer esponjas.

Planteamiento Se pregunta por la clasificación de los hongos que forman setas (reino, organización y tipo de célula) y por el papel que tienen en el ecosistema.

1. Reino: hongos (Fungi).

2. Organización celular: pluricelular. Estos hongos están formados por filamentos, las hifas, que forman el micelio del suelo; la seta es el cuerpo fructífero, hecho de hifas apretadas. Hay hongos unicelulares, como las levaduras, pero no forman setas.

3. Tipo de células: eucariotas, con núcleo rodeado de envoltura nuclear y orgánulos como las mitocondrias.

4. Nivel trófico: descomponedores.

5. Justificación: son heterótrofos que se alimentan de materia orgánica muerta (hojas, ramas, restos de seres vivos), la descomponen y la transforman en materia inorgánica, que vuelve al suelo y pueden volver a utilizar los productores.

6. Esta justificación corresponde a los hongos saprofitos, como la colmenilla del apartado 3. Los hongos micorrícicos, como el hongo negro del apartado 2, no se alimentan de materia muerta sino de los glúcidos que les cede la planta con la que viven asociados.

Planteamiento Hay que nombrar la relación entre el hongo y el árbol a partir de dos datos del enunciado: intercambian sustancias y no pueden sobrevivir el uno sin el otro.

1. Hay beneficio mutuo: el roble cede al hongo glúcidos fabricados en la fotosíntesis, y el hongo, con sus hifas, ayuda a las raíces del roble a absorber agua y sales minerales del suelo.

2. Además, según el enunciado, ninguna de las dos especies puede sobrevivir sin este intercambio: es una asociación obligada y permanente.

3. Una relación de beneficio mutuo tan estrecha que ninguno de los dos organismos puede vivir sin el otro es una simbiosis. Si el beneficio fuera mutuo pero cada uno pudiera vivir solo, sería un mutualismo.

Planteamiento Para el roble hay que pensar en las vías que fabrican glúcidos (la fotosíntesis), y para el hongo, en las que los degradan para obtener energía (la respiración celular aerobia).

1. El roble, fotoautótrofo, fabrica los glúcidos con la fotosíntesis. En la fase luminosa, la fotofosforilación forma ATP con la energía de la luz (y se forma NADPH); en el ciclo de Calvin, este ATP y este NADPH sirven para fijar el $\mathrm{CO_2}$ y fabricar glúcidos. Roble: fotofosforilación, Sí; ciclo de Calvin, Sí.

2. La glucólisis, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa degradan los glúcidos; no los fabrican. El roble también respira, pero estas vías no son las que producen los glúcidos que cede al hongo. Roble: glucólisis, No; ciclo de Krebs, No; fosforilación oxidativa, No.

3. El hongo negro, quimioheterótrofo aerobio, obtiene la energía oxidando los glúcidos con la respiración celular aerobia: la glucólisis en el citosol (de glucosa a piruvato), el ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial y la fosforilación oxidativa en la membrana mitocondrial interna, donde el oxígeno es el aceptor final de los electrones. Hongo: glucólisis, Sí; ciclo de Krebs, Sí; fosforilación oxidativa, Sí.

4. Un hongo no hace la fotosíntesis: no tiene cloroplastos. Hongo: ciclo de Calvin, No; fotofosforilación, No.

Planteamiento Hay que aplicar la variación anual que prevé el estudio a todos los años que van de 2022 a 2042 y sumarla a la producción de 2022, suponiendo que cada año cambia la misma cantidad.

1. El enunciado escribe el nombre científico del hongo negro de dos maneras: Boletus aereus (al principio y en el apartado 2) y Boletus aureus (en este apartado); se refiere al mismo hongo, el hongo negro.

2. Años del período:

   $2042-2022=20\ \text{años}$

3. Cambio de la producción de hongos micorrícicos en estos 20 años:

   $-0{,}23\cdot 20$${}= -4{,}6\ \mathrm{kg}\cdot\mathrm{ha}^{-1}\cdot\text{año}^{-1}$

4. Producción de hongos micorrícicos en el año 2042:

   $200-4{,}6$${}= 195{,}4\ \mathrm{kg}\cdot\mathrm{ha}^{-1}\cdot\text{año}^{-1}$

5. Cambio de la producción de hongos saprofitos en 20 años:

   $+0{,}03\cdot 20$${}= +0{,}6\ \mathrm{kg}\cdot\mathrm{ha}^{-1}\cdot\text{año}^{-1}$

6. Producción de hongos saprofitos en el año 2042:

   $50+0{,}6=50{,}6\ \mathrm{kg}\cdot\mathrm{ha}^{-1}\cdot\text{año}^{-1}$

Planteamiento Hay que relacionar cada tipo de hongo con las plantas: los micorrícicos las ayudan a vivir y los saprofitos se alimentan de sus restos.

1. Afirmación 1. Los hongos micorrícicos viven en simbiosis con los árboles y los ayudan a absorber agua y sales minerales. Si hay menos, las plantas del bosque crecerán peor o incluso morirán, y harán menos fotosíntesis.

2. Con menos fotosíntesis, las plantas fijan menos $\mathrm{CO_2}$ atmosférico en el ciclo de Calvin; queda más en la atmósfera y su concentración aumenta. La afirmación es cierta.

3. Afirmación 2. Los hongos saprofitos se alimentan de materia orgánica muerta. Las sequías matan plantas y hacen caer hojas y ramas: hay más alimento para estos hongos, y por eso aumentan.

4. Pero este alimento se acaba: cuando los hongos hayan descompuesto estos restos y en el bosque queden menos plantas que aporten materia orgánica muerta, los saprofitos tendrán menos nutrientes y también disminuirán. La afirmación también es cierta.

Planteamiento Hay que explicar, con la teoría de la evolución por selección natural (neodarwinismo), cómo una población sensible a la TTX puede haberse vuelto resistente.

1. Variabilidad: en la población de antepasados de los peces globo había diferencias genéticas entre los individuos.

2. Origen de la variación: en algún momento se produjo al azar una mutación en el gen de la proteína de membrana por donde entra el sodio en las células. La proteína cambiada tenía una estructura a la que la TTX no se unía. La mutación no apareció porque el pez la necesitara: ya existía antes de ser útil (es preadaptativa).

3. La mutación es un carácter genético y hereditario: los descendientes de los peces que la tenían podían heredarla.

4. Selección natural: los peces resistentes podían tener dentro de sus órganos las bacterias que fabrican TTX sin morir y, al ser tóxicos, los depredadores no se los comían. Sobrevivían más y dejaban más descendientes que los peces sensibles.

5. Generación tras generación, la proporción de peces globo con la mutación aumentó hasta que la resistencia a la TTX se hizo predominante en la población.

6. No es que los peces se habituaran a la toxina y pasaran ese cambio a sus hijos: un carácter adquirido durante la vida no se hereda (esa sería una explicación lamarckista, que es incorrecta).

Planteamiento Para el tipo metabólico hay que decir de dónde saca cada organismo el carbono (del $\mathrm{CO_2}$ o de materia orgánica) y la energía (de la luz o de reacciones químicas).

1. Peces globo: reino animal; células eucariotas; quimioheterótrofos (el carbono y la energía los obtienen de la materia orgánica de los alimentos).

2. Bacterias Pseudomonas: reino moneras (eubacterias); células procariotas; quimioheterótrofas (usan materia orgánica como fuente de carbono y obtienen su energía de reacciones químicas).

3. Algas: reino protoctistas; células eucariotas; fotoautótrofas (obtienen la energía de la luz y el carbono del $\mathrm{CO_2}$, con la fotosíntesis).

Planteamiento Hay que situar las algas y los peces globo en la cadena trófica que describe el enunciado, donde los peces globo se alimentan de algas.

1. Algas: productores, porque fabrican materia orgánica a partir de materia inorgánica con la fotosíntesis.

2. Peces globo: consumidores primarios, porque, según el enunciado, se alimentan de algas, que son productores.

3. El nombre del nivel trófico es «consumidor primario»; «herbívoro» describe el tipo de alimentación, no el nivel.

Planteamiento Se pregunta por los anticuerpos: qué tipo de molécula son, quién los fabrica y por qué son específicos.

1. Un anticuerpo es una proteína: una inmunoglobulina (de hecho, una glicoproteína).

2. Los sintetizan las células plasmáticas, que son linfocitos B activados.

3. No podrían reconocer cualquier otra toxina. Cada anticuerpo tiene unos sitios de unión al antígeno, en las regiones variables, con una forma complementaria a una parte concreta de un antígeno determinado. Por eso la unión antígeno-anticuerpo es muy específica: estos anticuerpos reconocen la TTX y no otras toxinas, que tienen una estructura diferente.

Planteamiento Hay que clasificar la inmunidad según si se provoca a propósito (artificial) o no (natural) y según si los anticuerpos los fabrica el propio organismo (activa) o le llegan hechos (pasiva).

1. Artificial: los anticuerpos se inyectan a los ratones a propósito, como tratamiento; no llegan por un contacto natural.

2. Pasiva: los anticuerpos ya llegan hechos; no los ha fabricado el sistema inmunitario de los ratones. Por eso actúan enseguida (inyectados 15 minutos después de la toxina, aún evitaron la muerte de los ratones), pero la protección dura poco y no deja memoria.

3. Este tipo de tratamiento, inyectar anticuerpos ya hechos, se llama sueroterapia.

Planteamiento Hay que decir de qué tipo de biomolécula está hecha cada una de las dos estructuras.

1. Las fimbrias son apéndices cortos y finos de la superficie de la bacteria. Están formadas por proteínas: subunidades proteicas repetidas, cada una hecha de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos.

2. Los plásmidos son moléculas de ADN de doble cadena, circulares, pequeñas e independientes del cromosoma bacteriano. Están formados por nucleótidos (desoxirribonucleótidos) unidos por enlaces fosfodiéster.

3. La diferencia es, por tanto, el tipo de biomolécula: proteína (monómeros: aminoácidos) en las fimbrias y ácido nucleico, ADN (monómeros: nucleótidos), en los plásmidos.

Planteamiento Una bacteria que recibe un plásmido de otra bacteria por contacto directo entre las dos células hace una conjugación. Hay que nombrar el proceso y dibujarlo, con el nombre de cada estructura.

1. Nombre del proceso: conjugación bacteriana.

2. Dibujo, paso 1: dos bacterias en forma de bastón. La bacteria donadora tiene el cromosoma bacteriano (una molécula de ADN circular grande) y, además, el plásmido (un círculo pequeño); la bacteria receptora solo tiene el cromosoma bacteriano. La donadora forma un pili sexual (pelo sexual) que se une a la receptora.

3. Paso 2: el pili se retrae y acerca las dos bacterias hasta que sus cubiertas se tocan y se forma un puente de conjugación entre las dos células.

4. Paso 3: una de las cadenas del plásmido pasa de la donadora a la receptora, en un solo sentido, y cada bacteria sintetiza la cadena complementaria.

5. Paso 4: las bacterias se separan y las dos tienen el plásmido. La receptora ya tiene los genes de las fimbrias y puede causar la diarrea del viajero.

6. En el dibujo hay que rotular: bacteria donadora, bacteria receptora, cromosoma bacteriano, plásmido y pili sexual, y marcar con una flecha el paso del plásmido de la donadora a la receptora.

7. El pili sirve para unir y acercar las células: el plásmido no pasa por dentro del pili, sino por el puente que se forma cuando las células se tocan. E. coli es gramnegativa, y en estas bacterias la conjugación se hace con pili.

Planteamiento Se pide una consecuencia negativa de tomar antibióticos y por qué ocurre.

1. Consecuencia: el antibiótico altera la microbiota intestinal.

2. Justificación: los antibióticos no son específicos de la bacteria patógena. También matan muchas de las bacterias beneficiosas del intestino que son sensibles al mismo antibiótico, y la microbiota queda empobrecida y desequilibrada.

3. Otras consecuencias que también valen, con su justificación: la selección de bacterias resistentes (si alguna bacteria ya tiene un gen de resistencia al antibiótico, sobrevive y prolifera mientras las demás mueren); un daño en el hígado, que es el órgano que metaboliza el fármaco, si se toma durante mucho tiempo; o una reacción alérgica en las personas alérgicas a ese antibiótico.

Planteamiento Hay que nombrar la relación entre dos especies distintas que viven en el mismo lugar del intestino y justificarla.

1. Las bacterias del probiótico y las cepas patógenas de E. coli viven en el mismo hábitat, el tubo digestivo, y necesitan los mismos recursos: espacio donde adherirse a la pared del intestino y nutrientes.

2. Cuando dos especies usan un mismo recurso limitado, se establece una relación de competencia: cuanto más espacio y nutrientes ocupan las bacterias del probiótico, menos quedan para E. coli, que tiene más dificultades para instalarse y multiplicarse.

3. También es válido responder antibiosis, si se justifica: algunas bacterias liberan sustancias que impiden o dificultan el crecimiento de otras especies. El enunciado, sin embargo, no da ningún dato sobre estas sustancias.

Planteamiento Hay que calcular el tamaño real de cada célula con la barra de escala de su micrografía y compararlos. Primero, una corrección: la nota del enunciado tiene una errata; la equivalencia correcta es $1\ \mu\mathrm{m}=1\,000\ \mathrm{nm}$.

1. El tamaño real se obtiene con una regla de tres, midiendo con una regla sobre el examen impreso la longitud de la célula y la de la barra de escala:

   $\text{tamaño real}$${}= \frac{\text{longitud en la imagen}\cdot\text{valor de la barra}}{\text{longitud de la barra en la imagen}}$

2. Escherichia coli: la célula mide unos $3{,}3$ cm de punta a punta y la barra de $500\ \mathrm{nm}$ mide unos $1{,}3$ cm:

   $\frac{3{,}3\ \mathrm{cm}\cdot 500\ \mathrm{nm}}{1{,}3\ \mathrm{cm}}$${}\approx 1\,269\ \mathrm{nm}$${}\approx 1{,}27\ \mu\mathrm{m}$

3. Salmonella typhi: la célula mide unos $1{,}5$ cm y la barra de $1\ \mu\mathrm{m}$ mide unos $1{,}2$ cm:

   $\frac{1{,}5\ \mathrm{cm}\cdot 1\ \mu\mathrm{m}}{1{,}2\ \mathrm{cm}}=1{,}25\ \mu\mathrm{m}$

4. Comparación: $1{,}27\ \mu\mathrm{m}$ frente a $1{,}25\ \mu\mathrm{m}$. La célula de E. coli es ligeramente más larga.

5. La diferencia es de pocas centésimas de micrómetro, del orden del error de medir con una regla: las dos células miden aproximadamente $1{,}3\ \mu\mathrm{m}$. Por eso, si con tus medidas obtienes tamaños entre $1{,}2$ y $1{,}4\ \mu\mathrm{m}$ y S. typhi te sale algo más grande, la conclusión también es coherente con los datos.

Planteamiento Hay que relacionar la protección que da una vacuna con la especificidad de la respuesta inmunitaria.

1. La vacuna de la fiebre tifoidea contiene antígenos de Salmonella typhi (la bacteria atenuada o partes de ella). El sistema inmunitario responde fabricando anticuerpos y células de memoria específicos contra estos antígenos.

2. La diarrea del viajero la causan otras bacterias, como E. coli, que son de otra especie y tienen antígenos diferentes.

3. Los anticuerpos y las células de memoria solo reconocen el antígeno que los originó (especificidad antígeno-anticuerpo). No reconocen los antígenos de E. coli, y frente a esta bacteria no hay respuesta secundaria.

Planteamiento Hay que identificar los elementos del diseño experimental del estudio: la pregunta, las variables y el control.

1. Problema investigado, como pregunta: «¿Se recuperan las poblaciones de anfibios de un lago cuando se eliminan los peces introducidos?»

2. Variable independiente (la que modifican los investigadores): la eliminación o no de los peces introducidos en el lago.

3. Variable dependiente (la que miden): la abundancia de las poblaciones de anfibios, es decir, el número de anfibios y de especies de anfibios que encuentran en los censos.

4. Los veintitrés lagos con peces son el grupo de control: lagos parecidos en los que no se ha cambiado nada. Comparándolos con los ocho lagos donde se eliminaron los peces, se puede saber si los cambios en los anfibios se deben a la eliminación de los peces y no a otros factores que varían de un año a otro, como el clima.

Planteamiento El gráfico da, para cada año y para cada especie de anfibio, en cuántos de los ocho lagos hay. Los peces se eliminaron entre 2014 y 2015.

1. Antes de la eliminación, en 2014, solo había 2 especies, cada una en 1 lago: Bufo spinosus y Calotriton asper.

2. En 2015 ya hay 3 especies (Bufo spinosus en 1 lago, Lissotriton helveticus en 1 y Calotriton asper en 2), y desde 2016 están las 4 especies.

3. El número de lagos con cada especie aumenta: Rana temporaria pasa de 0 lagos (2014 y 2015) a 3 (2016), 5 (2017), 6 (2018) y 7 (2019); Lissotriton helveticus, de 0 a 4; Calotriton asper, de 1 a 3; y Bufo spinosus, de 1 a 2.

4. Sumando las cuatro especies, el número de presencias (especie en un lago) pasa de 2 en 2014 a 16 en 2019:

   $1+1=2$$7+2+4+3=16$

Planteamiento Se pide el nivel trófico de las algas y de los tritones, leído en la red. En la red, cada flecha va del organismo que es comido al que se lo come. Las algas son comidas por los crustáceos y por los insectos; los crustáceos, por el tritón pirenaico y por la trucha común; los insectos, por el tritón pirenaico, por la trucha común y por la rana bermeja; y el tritón pirenaico y la rana bermeja, por la trucha común.

1. Algas: son productores. Son organismos fotoautótrofos: elaboran su propia materia orgánica a partir de materia inorgánica (dióxido de carbono, agua y sales minerales) con la energía de la luz, por fotosíntesis. En la red no se alimentan de ningún otro organismo.

2. Tritones: son consumidores secundarios (de segundo orden). Son heterótrofos y, según la red, se alimentan de crustáceos y de insectos, que son consumidores primarios porque comen algas.

Planteamiento Hay que seguir el efecto de quitar las truchas a lo largo de la red trófica hasta las algas.

1. La trucha común se come a los crustáceos y a los insectos, que son los consumidores primarios que se alimentan de las algas.

2. Con truchas, hay pocos crustáceos e insectos; las algas tienen pocos consumidores, proliferan y el agua se vuelve verdosa.

3. Al eliminar las truchas, desaparece un depredador de los crustáceos y de los insectos: sus poblaciones aumentan y se comen más algas.

4. Con menos algas, el agua pierde el color verde y es más transparente. Es un efecto en cascada a lo largo de la red trófica.

Planteamiento a) Hay que explicar qué significa que Yersinia pestis sea un bacilo, gramnegativa y anaerobia facultativa. b) Hay que justificar, con la selección natural, por qué una bacteria que muta poco tiene pocas resistencias a los antibióticos.

1. a) Bacilo: es una bacteria de forma alargada, de bastoncillo.

2. a) Gramnegativa: su pared tiene una capa fina de peptidoglicano (mureína) cubierta por una membrana externa lipídica, de modo que el peptidoglicano no es la última cubierta. Por eso, con la tinción de Gram no retiene el colorante violeta y se ve de color rosa.

3. a) Anaerobia facultativa: puede vivir tanto con oxígeno como sin él. Con oxígeno obtiene la energía por respiración aeróbica, y sin oxígeno, por fermentación (o por respiración anaeróbica).

4. b) Las resistencias a los antibióticos aparecen por mutaciones al azar, que se producen tanto si hay antibiótico como si no lo hay: el antibiótico no las provoca.

5. b) En un medio con antibiótico, la selección natural favorece a las pocas bacterias que por azar ya llevan una mutación de resistencia: sobreviven, se reproducen y la población pasa a ser resistente.

6. b) Si la bacteria tiene muy pocas mutaciones, es muy poco probable que aparezcan variantes resistentes. Sin esas variantes, la selección natural no tiene nada que favorecer, y las poblaciones de Yersinia pestis siguen siendo sensibles a los antibióticos.

Planteamiento a) Hay que formular la hipótesis que ponía a prueba el experimento de Karachi. b) Hay que proponer y justificar dos mejoras del diseño experimental.

1. a) Simond había encontrado el bacilo de Yersin en el tubo digestivo de pulgas de ratas infectadas, y por eso sospechó que las pulgas podían transmitir la enfermedad.

2. a) Una hipótesis se formula como una posibilidad que hay que comprobar, no como un hecho: «Quizá las pulgas de las ratas son los vectores que transmiten Yersinia pestis (la peste) de una rata enferma a una rata sana».

3. b) Mejora 1, un grupo control: poner otra rata sana en las mismas condiciones pero sin acceso a las pulgas, por ejemplo al lado de la rata enferma en una jaula que las pulgas no puedan atravesar. Si esa rata no enfermara, el contagio podría atribuirse a las pulgas y no a otra vía.

4. b) Mejora 2, hacer réplicas: repetir el experimento con más ratas (o varias veces). Con una sola rata sana, el resultado podría deberse al azar; con muchas, se ve si el resultado se repite.

5. b) Otra mejora válida es controlar las variables: usar ratas genéticamente idénticas (de la misma cepa, edad y estado de salud) en las mismas condiciones ambientales, para que la única diferencia entre las ratas sea la que se quiere estudiar.

Planteamiento a) Hay que decir el reino y la organización celular del bacilo de la peste, la pulga y la ameba. b) Hay que nombrar y justificar la relación interespecífica de las parejas pulga-rata y bacteria modificada-ameba.

1. a) Yersinia pestis: reino moneras (dominio Bacteria); organización procariota (es unicelular).

2. a) Xenopsylla cheopis: reino animales; organización eucariota (es pluricelular).

3. a) Amoeba sp: reino protoctistas (o protistas); organización eucariota (es unicelular).

4. b) Pulga-rata: parasitismo. La pulga (parásito) vive sobre la rata (huésped) y se alimenta de su sangre: obtiene un beneficio y la perjudica, sin matarla directamente.

5. b) Yersinia pestis genéticamente modificada-ameba: depredación. La bacteria modificada no puede inhibir las enzimas digestivas de las vacuolas de la ameba; la ameba (depredador) la captura, la digiere y se alimenta de ella, y la bacteria (presa) muere.

Planteamiento Hay que identificar en el esquema del cloroplasto el orgánulo, sus partes, las dos fases de la fotosíntesis y las moléculas que entran y salen, hasta la síntesis de almidón.

1. Orgánulo (1): el cloroplasto, el orgánulo de las células vegetales donde se realiza la fotosíntesis; el número 1 señala su doble membrana externa.

2. Partes del orgánulo: 2 son los grana, pilas de tilacoides, en cuya membrana están los pigmentos; 3 es el estroma, el medio interno del cloroplasto.

3. Vías metabólicas: 4 es la fase luminosa de la fotosíntesis, que tiene lugar en la membrana de los tilacoides, capta la energía de la luz y rompe el agua; 5 es el ciclo de Calvin (fase de fijación del carbono), en el estroma; 6 es la síntesis de almidón.

4. Moléculas que entran y salen: 7 es el oxígeno ($\mathrm{O_2}$), que se libera al romperse el agua en la fase luminosa; 11 es el dióxido de carbono ($\mathrm{CO_2}$), que entra en el ciclo de Calvin.

5. Moléculas que van y vuelven entre las dos fases: 9 es el ATP, que va de la fase luminosa al ciclo de Calvin junto al NADPH; 8 es el $\mathrm{NADP^+}$, que vuelve del ciclo de Calvin a la fase luminosa junto al ADP + $\mathrm{P_i}$, para volver a cargarse.

6. Molécula 10: la glucosa (hecha a partir del gliceraldehído-3-fosfato, el producto del ciclo de Calvin), que la reacción 6 une para formar almidón. También es correcto decir gliceraldehído-3-fosfato.

Planteamiento Se pregunta qué organismos degradan la bolsa de almidón y qué nivel trófico ocupan (a), y por qué la producción y la degradación del almidón, aunque liberan $\mathrm{CO_2}$, no aumentan el efecto invernadero (b).

1. a) Organismos: las bacterias y los hongos del suelo.

2. a) Nivel trófico: son descomponedores. Se alimentan de materia orgánica muerta (aquí, el almidón de la bolsa, como el de la hojarasca), la degradan y devuelven sus componentes inorgánicos al medio.

3. b) El almidón lo fabrica el maíz con la fotosíntesis, a partir del $\mathrm{CO_2}$ que fija de la atmósfera en el ciclo de Calvin.

4. b) Cuando los descomponedores degradan el almidón y lo oxidan para obtener energía, liberan de nuevo ese carbono en forma de $\mathrm{CO_2}$.

5. b) Por cada molécula de $\mathrm{CO_2}$ que se libera en la degradación, la planta había fijado antes una para fabricar el almidón: el balance neto de $\mathrm{CO_2}$ en la atmósfera es cero.

Planteamiento Se pregunta, a partir de la red trófica, cómo afectan las bolsas de plástico a los atunes, que comen medusas (a), y si pueden explicar la disminución de las capturas de boquerón (b).

1. Relaciones de la red trófica (cada flecha va del alimento al consumidor): las medusas comen zooplancton, boquerones y sardinas; los depredadores de las medusas son las tortugas y los atunes. El atún también come boquerones, sardinas y salpas.

2. a) Los atunes pueden confundir las bolsas con medusas, ingerirlas y morir por obstrucción intestinal. Por tanto, la presencia de bolsas hará disminuir el número de atunes, y también las capturas.

3. b) Las bolsas también matan tortugas y atunes, los depredadores de las medusas. Con menos depredadores, las poblaciones de medusas aumentan.

4. b) Las medusas comen boquerones: si hay más, la depredación sobre los boquerones aumenta, su población disminuye y las capturas también. Por tanto, sí: las bolsas pueden explicar la disminución, de forma indirecta.

5. b) También sería válido un razonamiento bien argumentado en sentido contrario: como el atún también come boquerones, menos atunes supondría menos depredación sobre el boquerón, que podría aumentar. La disminución de capturas que se observa se explica por el aumento de las medusas.

Planteamiento Hay que decir si son correctas las dos afirmaciones sobre las cajas nido (ayudarán a luchar contra la lagarta peluda y pueden beneficiar a otras especies) y justificarlo con la red trófica del esquema.

1. Relaciones del esquema (las flechas van del alimento al consumidor): la encina es comida por la oruga lagarta peluda y por el saltamontes; el madroño, por el saltamontes y por la mariposa del madroño; el pino carrasco y el brezo, por el saltamontes. El carbonero común come orugas lagartas peludas y saltamontes; el lagarto ocelado come saltamontes y mariposas del madroño; el azor come carboneros y lagartos.

2. Primera afirmación, correcta: las cajas nido favorecen la reproducción de los carboneros comunes, que son depredadores de la lagarta peluda. Con más carboneros, más orugas serán depredadas y la plaga se reducirá.

3. Segunda afirmación, también correcta: si hay menos lagartas peludas, las encinas, de las que se alimentan, perderán menos hojas y se beneficiarán.

4. Además, el aumento de carboneros beneficia a su depredador, el azor, que tendrá más alimento.

Planteamiento El apartado a pregunta si la fumigación con Bacillus thuringiensis puede perjudicar al ecosistema; el b pide el diseño de un experimento para ver el efecto de las cajas nido sobre la plaga con los dos encinares.

1. a) Sí: el preparado afecta a todas las larvas de mariposa del ecosistema, no solo a las de la lagarta peluda. En el esquema hay otra mariposa, la del madroño, cuyas larvas también morirían.

2. a) Eso puede afectar a sus consumidores: el lagarto ocelado come mariposas del madroño y tendría menos. Aunque la bacteria deje de ser activa al cabo de pocos días, las larvas muertas en ese tiempo ya no están.

3. b) Variable independiente: la presencia de cajas nido. En uno de los dos encinares se instalan suficientes cajas nido (grupo experimental).

4. b) Grupo de control: el otro encinar, donde no se hace nada (sin cajas nido y sin fumigar).

5. b) Variables controladas: los dos bosques deben tener condiciones muy parecidas (precipitaciones, temperatura, suelo, orientación, densidad de encinas y grado inicial de la plaga), y hay que comprobarlo durante todo el estudio.

6. b) Variable dependiente y registro de resultados: durante unos meses se cuenta el número de lagartas peludas en los dos bosques (por ejemplo, en varias zonas de muestreo iguales en cada bosque), con el mismo método y en las mismas fechas, y se comparan los resultados para sacar conclusiones.

Planteamiento Hay que encontrar los cinco errores del texto sobre la fotosíntesis, copiar el fragmento donde está cada uno y justificar por qué es incorrecto.

1. Error 1, «Dentro de las mitocondrias de las células»: la fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos, no en las mitocondrias.

2. Error 2, «se forma ATP y $\mathrm{NADP^+}$»: en la cadena de transporte electrónico de la fase luminosa se forma ATP y NADPH, la forma reducida, no el $\mathrm{NADP^+}$, que es la forma oxidada que acepta los electrones.

3. Error 3, «Como producto de la fotólisis del agua se forma dióxido de carbono»: la fotólisis del agua libera oxígeno ($\mathrm{O_2}$), protones y electrones, no dióxido de carbono.

4. Error 4, «se utiliza en el ciclo de Calvin para captar oxígeno»: en el ciclo de Calvin se capta (se fija) dióxido de carbono, no oxígeno.

5. Error 5, «Esta fase tiene lugar dentro de la membrana de los tilacoides»: el ciclo de Calvin tiene lugar en el estroma del cloroplasto; en la membrana de los tilacoides está la fase luminosa.

Planteamiento Hay que leer en el árbol cuándo se separaron las Monocotidae de las Magnoliidae y en qué período geológico, qué grupo comparte el antepasado común más reciente con las Ceratophyllaceae y cuál es la rama que se separa primero.

1. El eje de tiempo va de 225 a 100 millones de años. Las Monocotidae se separan del resto, y por tanto de las Magnoliidae, en el nudo llamado Mesangiospermae, que está un poco a la derecha de la marca de 175 y bastante antes de la de 150: hace unos $165$ millones de años (leyendo la gráfica, entre 160 y 170).

2. Este nudo está dentro de la franja del Jurásico, que va de unos 200 a unos 145 millones de años: la separación se produjo en el Jurásico.

3. Las Ceratophyllaceae salen del mismo nudo que las Chloranthaceae (hace unos 145 millones de años): son los grupos hermanos, y por tanto el grupo más próximo a las Ceratophyllaceae es el de las Chloranthaceae.

4. La rama que sale del nudo más antiguo, hace unos 225 millones de años, y se separa de todas las demás angiospermas es la de las Amborellaceae.

Planteamiento El apartado a pide el tipo de relación ecológica entre las angiospermas y los insectos polinizadores; el b, clasificar la mariposa macaón con la clave dicotómica y explicar el camino seguido.

1. a) Es un mutualismo: las dos especies salen beneficiadas. Los insectos obtienen alimento de las flores (néctar y polen), y las plantas consiguen que el polen vaya de una flor a otra (polinización), lo que permite su reproducción.

2. a) Como las dos partes se benefician, la evolución de una favorece la de la otra, y eso es coherente con que se diversificaran a la vez.

3. a) A veces se llama simbiosis; ese nombre solo es adecuado si la relación es obligatoria, es decir, si ninguna de las dos especies puede vivir sin la otra.

4. b) Recorrido por la clave: 1, «con alas» (va a 2); 2, «con cuatro alas» (va a 4); 4, «las cuatro alas sirven para volar» (va a 5); 5, «alas de colores»: orden Lepidópteros.

Planteamiento Hay que poner nombre a la relación entre los insectos (Diabrotica virgifera) y el maíz, y a la relación entre los nematodos y las bacterias Photorhabdus, y justificarlas con lo que dice el enunciado.

1. Insectos y maíz: parasitismo. Es una relación entre dos especies en la que una, el parásito, obtiene el alimento de la otra, el huésped, y la perjudica sin matarla enseguida.

2. En este caso el parásito es el insecto: sus larvas se alimentan de las raíces del maíz, que es el huésped; las plantas afectadas crecen menos y producen menos grano.

3. Nematodos y bacterias: simbiosis, una relación entre dos especies en la que las dos se benefician y que es tan estrecha que no pueden hacer su función por separado.

4. Los nematodos necesitan las bacterias para matar a las larvas (las bacterias fabrican las toxinas) y obtener así el alimento; las bacterias necesitan los nematodos para llegar a las larvas e infectarlas, porque fuera de un nematodo no pueden infectar ninguna.

5. Como las dos especies salen ganando, la relación entre los nematodos y las bacterias también se puede llamar mutualismo (en este caso, un mutualismo obligatorio).

Planteamiento El apartado a pide por qué el maíz que fabrica betacariofileno ayuda a controlar la plaga; el b, los pasos y las enzimas para hacer el plásmido recombinante de la figura y en qué células hay que introducirlo.

1. a) El maíz modificado fabrica betacariofileno cuando las larvas lo atacan. Esta sustancia atrae a los nematodos del suelo, que entran en las larvas y, con sus bacterias, las matan.

2. a) Así hay menos larvas en las raíces, la planta sufre menos daños y la plaga se controla: es un control biológico de plagas con sus enemigos naturales.

3. b) La figura muestra una bacteria de la que se obtiene un plásmido que después se abre; una planta de orégano de la que se obtiene el gen que codifica la enzima que sintetiza el betacariofileno, que también se corta; el plásmido recombinante; un cultivo de células vegetales, y el maíz transgénico.

4. b) Paso 1: se aísla el plásmido de una bacteria y se corta con una enzima de restricción (endonucleasa de restricción), que lo abre y deja unos extremos determinados.

5. b) Paso 2: se aísla el gen de la enzima del betacariofileno de las células de orégano y se corta con la misma enzima de restricción, de modo que sus extremos son complementarios de los del plásmido.

6. b) Paso 3: se unen el gen y el plásmido abierto con la ADN ligasa, que cierra los enlaces, y se obtiene el plásmido recombinante.

7. b) El plásmido se tiene que introducir en células embrionarias o meristemáticas del maíz (células totipotentes), cultivadas en el laboratorio. A partir de una de estas células se regenera una planta entera, y el gen introducido estará en todas sus células.

8. b) Para plantas se suele usar la bacteria Agrobacterium tumefaciens y su plásmido Ti como vector.