de Estados
Iberoamericanos
Para la Educación,
la Ciencia
y la Cultura
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Organización de Estados Iberoamericanos Para la Educación, la Ciencia y la Cultura |
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| Formación
continuada del profesorado de Ciencias. Una experiencia en Centroamérica y El Caribe |
Mostrar interés por el conocimiento de los fenómenos evolutivos que explican el origen y el desarrollo de todos los seres vivos.
El tema seleccionado para la investigación Evolución Biológica, corresponde a la III Unidad: El Proceso Evolutivo del Programa de Estudios de Biología de décimo año, modalidades diurna y nocturna, tanto académica como técnica. En el caso de la propuesta por desarrollar se limitará a la atención del curso que se ofrece en la modalidad académica diurna. La edad promedio de los jóvenes que asisten fluctúa entre los 16 y 17 años.
El tema se desarrolla en las últimas semanas del curso y previamente se han abordado los temas: sustancias químicas de la materia viva, ciclo celular (características e importancia), bases químicas de la herencia, segregación de los caracteres y cruces monohíbridos, autoperpetuación (reproducción sexual y asexual), adaptaciones, algunos de los procesos genéticos como: herencia ligada al sexo, dominancia incompleta, sistema de alelos múltiples, mutaciones, biotecnología (mutación inducida, ingeniería genética, selección artificial, fertilización in vitro). De acuerdo con el programa oficial, el estudio del tema seleccionado debe conducir al estudio de los contenidos que se desarrollarán posteriormente y están relacionados con evidencias del proceso evolutivo e hipótesis y teorías acerca del origen de la vida y de las especies.
Quizá uno de los conceptos más importantes en la biología es el de evolución, teoría unificadora que explica el origen de las diversas formas de vida como resultado de cambios en su carga genética; constituye la base del pensamiento biológico moderno que obliga a la humanidad a un replanteamiento de su lugar en el Universo. Muchos de los textos modernos de biología reflejan este hecho, al tratar de establecer un eje o hilo de reflexión permanente en conceptos de la evolución.
Como indicara Theodosius Dobzhansky (1973) "Nada en la biología tiene sentido, si no se considera a la luz de la evolución".
La evolución surge como consecuencia de tres procesos naturales:
La variación genética entre los miembros de una población.
La herencia de estas variaciones mediante crías de padres que portan la variación, aunque la dotación genética de un solo organismo es la misma durante toda la vida, la composición genética de una especie, comprendida como un todo(fondo genético), cambia a lo largo de muchos periodos de vida. Las mutaciones y la variabilidad, producto de la recombinación natural del ADN, proporcionan diversidad en el material genético de una especie.
La selección natural, la sobrevivencia y reproducción incrementada de organismos con variaciones favorables, proceso mediante el cual los organismos con rasgos adaptativos sobreviven y se reproducen de manera más satisfactoria que otros que carecen de tales rasgos adaptativos. Los rasgos adaptativos que surgen de una mutación genética y que incrementan la supervivencia, pasan a la siguiente generación donde el ambiente es el factor que ejerce una presión selectiva en los organismos; ayuda a dar forma a su evolución. Sin embargo, no todas las adaptaciones ofrecen soluciones óptimas a los cambios ambientales, por lo que muchas se extinguen, dejando para siempre el escenario de la vida.
Este programa está diseñado como herramienta para iniciar la exploración del fascinante mundo de la evolución. La meta es ayudar al estudiantado a dominar conceptos básicos en esta área del conocimiento y que, además, pueda aplicarlos al mundo que lo rodea.
Al desarrollar el programa de actividades, los alumnos encontrarán respuestas a interrogantes como: ¿Por qué las serpientes carecen de patas? ¿Por qué usted sonríe? ¿Por qué somos así? ¿Por qué los simios se parecen tanto a nosotros? ¿Por qué desaparecen las especies?, y otras muy particulares que cada joven y su grupo puedan ofrecer.
La principal estrategia utilizada en el programa de actividades se puede sintetizar en los siguientes procedimientos:
Los alumnos se enfrentan a situaciones
de diversa índole, las cuales encontraran señaladas con la
viñeta 
.
¿Qué es lo que mantiene a una especie en la escena de la vida?
Adaptaciones; se desarrolla con interrogantes claves como:
Comprende también el análisis de varias adaptaciones presentes en especies comunes y otras muy propias de nuestro medio tropical.
Se evidencie que las adaptaciones son el resultado de la selección de rasgos en las poblaciones que fueron, en un momento dado, útiles en los ancestros, si con ellas se logra sobrevivir y eventualmente reproducirlas en la descendencia.
Para lograrlo se recurre a la descripción de adaptaciones particulares.
A manera de ejemplo se presenta información entre la que sobresale el caso de los anfibios, grupo que se ha escogido también como ejemplo de sobreproducción de progenie y las adaptaciones mutuas entre diferentes especies como colibríes/plantas con flor, cornizuelo/hormigas y mariposas heliconius/planta hospedera.
Con los ejemplos ofrecidos, se puede generalizar que en cada organismo existen adaptaciones que son el resultado de un proceso de selección de características en sus ancestros, que permiten aprovechar no solo los recursos del medio y sobrevivir, sino contribuir a la perpetuación de la especie con base en la reproducción de dichas adaptaciones. Además, se les invita a reflexionar acerca de la extinción de especies.
Con estos contenidos se abre la oportunidad de ejecutar una actividad a manera de juego, con la cual inicia el apartado 2 y una serie de actividades tendientes a conceptualizar los términos selección y extinción.
¿Qué es necesario para mantenernos en la escena de la vida?
Con la interrogante que da título a este apartado se genera un juego de simulación. Los alumnos, al personificar animales o el medio ambiente, reflexionarán al no encontrar lo que ellos enumeraron como necesidades básicas de un ser vivo y (dependiendo de la habilidad del profesor para manejar las instrucciones) puede producirse la sobrepoblación o incluso la desaparición de la especie representada en el juego, lo que brindará la base para las siguientes actividades: "Especies que desaparecen" que es de lectura y reflexión y "La sobrepoblación" .
Especies que desaparecen
Para esta sección se seleccionó información de una especie de China y una nacional, para recalcar que la problemática de la extinción no es exclusiva de una zona geográfica y de un momento determinado; está determinada por la no adaptación al ambiente. Además, se brindan datos numéricos referentes a las extinciones para ser analizados. La experiencia anterior ofrece un medio adecuado para enfrentar al grupo a cuestionarse: ¿si se está adaptado se sobrevive?, situación que se enlaza con la actividad La sobrepoblación, también a manera de juego.
La sobrepoblación
Este contenido se desarrolla mediante tres actividades. En la primera se solicita estudiar una especie conocida por ellos, pero en la cual nunca se fijan como es la del chile dulce. Se analiza la producción de semillas por fruta con un resultado para ellos realmente inesperado y se les cuestiona respecto a la probable sobrevivencia de los descendientes de la planta.
En la segunda actividad de esta sección se les pide analizar datos relacionados con la puesta y tamaño de la camada de algunos anfibios entre ellos uno endémico para Costa Rica y determinar, a manera de hipótesis con los datos ofrecidos, por qué se producen esas cantidades de huevos.
En este punto se menciona a Darwin.
Los alumnos, al llegar a confrontar teorías más adelante, estarán familiarizados con este autor.
La tercera experiencia está vinculada con la población humana. Consta del análisis de una gráfica y cuestionamientos relacionados con el equilibrio de la población, la demanda de recursos que esta genera y las consecuencias que produce.
Con esta actividad se introducen los aportes de Tomás Roberto Malthus (1776-1835).
Para cerrar las actividades anteriores ("Especies que desaparecen", "La sobrepoblación" y la Población Humana) se sugiere que los muchachos analicen, modifiquen y ejecuten, si es del caso, el laboratorio "La adaptación y la superviviencia".
Esta experiencia inicia al invitar a los estudiantes a leerla y modificarla si es necesario. Su estructura es tradicional ("receta") pero en las interrogantes que se ofrecen se les induce a la formulación de hipótesis e incluso a cuestionar su propia finalidad u objetivo, y a relacionarla con los conocimientos previos.
La lectura de esta experiencia, y de ser posible su ejecución, se relaciona con la actividad siguiente que se ha titulado ¿Cuáles sobreviven?.
En ella se trabaja con selección artificial, la resistencia y el concepto de aptitud, en tres subapartados: sobrevive el resistente , las mariposas de Manchester y los más aptos o eficaces. Se confrontan los resultados de los muchachos con la teoría de Juan Bautista de Lamarck (1744 – 1829) y C. Darwin al referirlos a una cita de la obra clásica El origen de las especies (1858).
Es importante indicar que muchos de los libros consultados y que se utilizan para desarrollar el tema en las aulas, incurren en problemas de tipo semántico y de forma al emplear términos como modificado, acostumbrado y otros similares.
Se pretende lograr que los estudiantes reconozcan que no es que un organismo se "acostumbre", sino que más individuos quedarán vivos de los que portan un determinado carácter.
En este apartado se menciona, como información, que en el mecanismo propuesto por Darwin para la selección "lo que cambian son las poblaciones, lenta y gradualmente a lo largo de trechos de tiempo" y no los individuos como suelen pensar los estudiantes. Se concluye con una actividad denominada "Los más aptos o eficaces".
En este tema se confronta a los muchachos con la visión errada de apto como el individuo más fuerte o más violento, etc., idea que la bibliografía menciona como posible respuesta espontánea y que es frecuente en los jóvenes que fueron encuestados, de décimo y undécimo.
Se concluye al solicitarles que propongan un nuevo término para este concepto, que ofrezca menos controversia, y se efectuaría un cambio conceptual.
En el transcurso de estas actividades los jóvenes se han enfrentado al término selección, ello permite ampliarlo hasta selección natural.
¿Qué actores del drama de la vida se premian?
Esta sección del programa de actividades pretende que se conceptualice la selección natural, la competencia y los mecanismos que originan nuevas especies a partir de especies antecesoras. Para tal efecto se subdividió en los siguientes puntos:
En ellos los muchachos reflexionan acerca de lo estudiado y se les proporciona una síntesis de los cuatro temas o factores tratados hasta el momento que explican la selección natural:
Esto permite lanzar la interrogante: ¿cómo actúa la selección natural para originar nuevas especies?
Se considera oportuno (desarrollado el programa de actividades hasta este punto) enfrentarlos a discutir cuáles son los mecanismos de la selección natural que originan las nuevas especies. Para tal efecto se escogieron actividades relacionadas con equilibrio genético de la población (Ley de Hardy – Weimberg) aislamiento reproductivo, migración y deriva genética (Ley de Sewal – Wright).
Para comprender el proceso de especiación y relacionar el cambio en las características morfológicas con cambios en el genoma y la selección, los alumnos, por medio del análisis de tres ejemplos de origen de nuevas especies por aislamiento y de dibujos de las representaciones del tipo de pico de los pinzones que estudió Darwin en las islas Galápagos y sus diferentes alimentos, lograrán describir el proceso por medio del cual una especie origina otras, teniendo como base los ejemplos ofrecidos, que serán retomados posteriormente.
2.1.1. Adaptaciones
Para sobrevivir hasta la madurez sexual y reproducirse, cada organismo debe hacerle frente a una variedad de factores físicos de su medio ambiente como la cantidad de luz solar, humedad, temperatura, gravedad, luz y oscuridad. Además, cada organismo necesita alimentarse y evitar ser devorado.
Las especies de plantas han de competir por el espacio en el suelo y la luz solar, así como por agua y sales inorgánicas. Cada planta está constantemente amenazada por animales que pueden comerla antes de que tenga oportunidad de llegar a la madurez sexual y liberar esporas o semillas que originen la siguiente generación. Los animales están sometidos a una presión similar para evitar ser exterminados y encontrar alimento.
Cualquier característica (adaptación) que mejore la capacidad de un organismo para hallar alimento y evitar perecer, puede desempeñar un importante papel en su reproducción.
Las plantas, animales y otros seres vivos que sobreviven y serán los padres de la próxima generación son aquellos dotados de cualidades cuya suma total los hace más capaces que sus competidores para sobrevivir y reproducir la especie. Puesto que el medio ambiente puede cambiar de tiempo en tiempo, las características que son de valor adaptativo en un lapso determinado pueden ser inútiles o aun deletéreas en otro.
¿Han
observado el pico y las patas en un loro, en una gallina y en un pato? ¿Han
observado a estos animales desplazarse de un lugar a otro o comer, por
ejemplo fruta, granos de maíz y miga de pan?¿Por
qué son diferentes las patas y los picos de las aves mencionadas
en el párrafo anterior? ¿Cuál
podría ser una explicación que justifique las diferencias
encontradas y la función que realizan?Al estudiar las plantas de diferentes zonas de nuestro país y de cualquier zona de la Tierra, es posible apreciar diferencias en las hojas.
Algunas plantas presentan hojas en forma de espina como las acacias o cornizuelos de las zonas bajas del pacífico seco, y las numerosas especies de cactus de nuestro trópico con hojas como espinas. Otras muestran perforaciones en ellas, este es el caso de las "cobijas de pobre" muy comunes en los bosques lluviosos de altura. Se ubican en los pastizales de pastoreo con hojas que se cierran cuando se tocan (como la dormilona) o con grandes hojas (como la gunneras) que se desarrollan en los claros del bosque y alrededor de la carretera Braulio Carrillo, entre otros sitios de altura.
Emitan hipótesis relacionadas con las diferentes funciones de las
hojas en las plantas mencionadas en el párrafo anterior.2.1.2. ¿Puede un organismo volverse invisible en su hábitat? ¿Cómo?
Imaginen
un grillo común, de color café, sobre el zacate. ¿Cómo
se ve el grillo? ¿A qué se parece?¿Por
qué muchas especies de aves presentan un color marrón o en
general oscuro en la espalda y en el vientre colores más claros o
grisáceos?¿Conocen
otras especies que presentan camuflaje?Existen numerosas especies de animales que pueden cambiar de color en pocos segundos con el objeto de imitar la coloración del fondo, lo que les proporciona una indudable ventaja al permitirles pasar inadvertidos ante los depredadores o ante su presa.
Otro tipo de coloración protectora (coloración críptica) es el mimetismo, fenómeno especialmente difundido entre los insectos. Consiste en que una especie determinada se confunda por su forma y color con otra especie, para pasar desapercibida ante su depredador, en otros, de su probable presa o para atraer la atención. Esta última estrategia es utilizada por las plantas para llamar la atención de los polinizadores, por ejemplo, las flores de la orquídea "lluvia de oro" se parecen en alguna forma a la hembra del polinizador. ¿A quién tratará de llamar la atención?
¿Han
observado a los "insectohoja", como la esperanza, o a los "insectopalo"
como la maríaseca? ¿Por qué se les denomina así?Recuerden las mariposas diurnas del género Heliconius. Su coloración ha sido bien estudiada y se conocen varios pares miméticos como Heliconius hecale y Heliconius pachinus hewtsini; son tan parecidas que pueden confundirse entre ellas.
Además, las pupas de estas mariposas poseen por lo general, color oscuro y aparentan ser hojas secas con espinas, colgadas en la planta hospedera.
Describan
un caso de coloración protectora que conozcan; pónganle un
título atractivo.2.1.3. Un hecho biológico – La adaptación
Las branquias de un pez, los pulmones de un mamífero, las alas de un ave, los picos de los colibríes, las patas de un gato, el pelaje de un cervatillo, el color de una iguana, la apariencia de una mantis religiosa ayudan a vivir a esos organismos en sus hábitats. Todo ser vivo está adaptado, de lo contrario desaparecería de la escena de la vida.
Emitan
una hipótesis explicativa respecto a este hecho biológico:
adaptaciónLas características adaptativas que solemos identificar con mayor facilidad son estructurales o anatómicas; responden a la variación de un órgano o parte de este para hacer más eficiente sus funciones. Un ejemplo lo representan las plantas de los trópicos. En el trópico húmedo, con fuertes precipitaciones casi todo el año, las plantas poseen hojas grandes como es el caso de los plátanos, mientras que en el trópico seco con menor humedad y meses de poca precipitación, encontramos plantas con hojas diminutas, alternando con espinas como el palo verde o el cornizuelo. También hay adaptaciones fisiológicas o metabólicas, (la posibilidad para digerir ciertas clases de alimentos) un ejemplo son las termitas y el comején capaces de digerir la madera. Las adaptaciones también son conductuales (migración, construcción de albergues, aprendizaje para cazar y ocultarse, etc.).
En cada organismo existen adaptaciones que son el resultado de un proceso de selección de características en sus ancestros. Permiten aprovechar los recursos del medio, sobrevivir y contribuir a la perpetuación de la especie, con base en la reproducción de dichas adaptaciones.
¿Saben
cómo se produce el cortejo entre algún tipo de animal?
Descríbanlo. ¿Será una adaptación conductual?Existen patrones bien establecidos de conducta de cortejo y apareamiento en muchas especies que inducen a aceptar o rechazar a un individuo por otro, durante el apareamiento, por ejemplo, en muchos peces y aves, cierta parte brillante y coloreada del cuerpo del macho, sirve de estímulo a la hembra y es necesario para que pueda empezar la cópula.
Las mutaciones que conducen a la formación de manchas más grandes y más brillantes tienden a hacer a dichos machos más atractivos para las hembras y otorgar ventajas selectivas a sus poseedores. Inversamente, mutaciones que conducirán a la formación de manchas más pequeñas y más opacas ejercerán una presión negativa sobre la selección. A este tipo de selección Darwin la llamó "selección sexual". En la actualidad, los evolucionistas prefieren utilizar el término "reproducción diferencial o no casual".
¿Por
qué es recomendada esta nueva nomenclatura no casual?La reproducción por selección sexual tiende a producir cambios no dependientes del azar en el fondo genético común, lo cual lleva a cambios en la población no dirigidos por el azar. El apareamiento en la naturaleza rara vez depende en forma exclusiva del azar. ¿Es azaroso el apareamiento en la gente?
Escojan
un animal o planta que conozcan bien e investiguen cómo se adapta
a su ambiente (estructuras, conducta, metabolismo).Citen
adaptaciones que presentan las personas.La bibliografía relacionada con las adaptaciones existentes en todos los seres vivos, tanto en microorganismos, hongos, plantas como en animales, es muy abundante. Muchos organismos aún no se conocen y para otros su estudio apenas comienza. A modo de ejemplo, se les ofrece la siguiente información de adaptaciones presentes en los anfibios.
2.1.3.1. Adaptaciones para la defensa en los anfibios
Con sus pieles suaves, su pequeño tamaño y colores brillantes y llamativos (rojo, azul, verde, naranja o amarillo; se denomina coloración aposemática), las ranas tropicales, como las venenosas, parecen indefensas y además ser muy llamativas para los depredadores; sin embargo no es así, los colores brillantes constituyen su protección.
Las ranas venenosas como las del género Dendrabates poseen glándulas cutáneas distribuidas en su espalda que segregan sustancias neurotóxicas.
Algunas ranas y sapos se encuentran camuflados de manera que se confunden con los árboles o el piso del bosque en que viven. Otros presentan manchas que ayudan a distorsionar la imagen de su cuerpo(coloración críptica).
A pesar del arsenal de defensas presente en los anfibios, sus depredadores se valen de múltiples procesos para disfrutar de su presa. La zarigüeya (zorro pelón) abre la panza del bufo para evitar las glándulas venenosas y comer sus órganos internos; los mapaches hacen lo mismo. Algunas serpientes que se alimentan de ranas venenosas son aparentemente inmunes a las secreciones de los anfibios.
Fuente: Charitable T. P. (1994) Biología de reptiles y anfibios en Costa Rica. Guía para el maestro. Acuario Nacional de Baltimore Estados Unidos –Zoológico Simón Bolívar ,Costa Rica, p.35
¿Por
qué salta un sapo?¿Por
qué existen ranas rojas o amarillas que no son venenosas y
creemos que sí lo son?¿Por
qué el sapo dorado desapareció de los bosques de
Monteverde?¿Por
qué no hay anfibios de forma natural en las islas oceánicas?Clasifiquen
las adaptaciones mencionadas en el texto anterior como estructurales,
conductuales o del metabolismo.2.1.3.2. Adaptación mutua entre especies
Lean
los ejemplos que se ofrecen de adaptación mutua entre especies.El cornizuelo
En el bosque seco tropical de Costa Rica, el Dr. Daniel Janzen ha descrito en detalle, la relación entre el cornizuelo (Acacia collinsii) y las hormigas de la especie Pseudomyrmex ferruginia, que se toleran mutuamente para sobrevivir en un ambiente muy inhóspito. El árbol es fácilmente reconocido por sus finas hojas y grandes espinas puntiagudas a lo largo de las ramas. Estas espinas son huecas y están habitadas por las diminutas hormigas.
El árbol provee de refugio y alimento a las hormigas, a cambio de la protección que ellas le proporcionan, pues cortan otras plantas que crecen cerca, eliminándole la competencia y los posibles depredadores. Para la hormiga, la ventaja consiste en que la planta le provee un lugar para vivir y alimentarse. Este beneficio mutuo fue lo que se seleccionó a través de su mutua relación.
Colibrí visitante de flores
Se han descrito aproximadamente 340 especies de colibríes, todos nectívoros, con una alta especialización en las plantas de las cuales se alimentan y son los encargados de la polinización. Se ha observado que la forma del pico del pájaro y la flor están en estrecha relación y que estas adaptaciones fueron seleccionadas en conjunto, de tal forma que si una especie se extingue, la otra también lo hará. Si son las plantas, los colibríes morirían de hambre, si son los colibríes, las plantas no producirían semilla fértil.
Si les interesa conocer las especies de colibríes de Costa Rica, pueden recurrir a INBio, 1995. Guía de aves de Costa Rica, de G. Stiles y A. Skutch, ornitólogos de renombre mundial.
Las mariposas heliconius y su planta hospedera
Las larvas de las mariposas del género Heliconius, reportadas para Costa Rica, se alimentan exclusivamente de plantas que pertenecen al género Passiflora. En su mayoría son lianas y bejucos, excepto una sola especie arborescente Passiflora tica. Los frutos son bayas conocidas en general con el nombre de granadillas, algunas veces comestibles, estococas y el maracuyá (este último es un híbrido del cual se preparan deliciosos frescos).
Los frutos de otras especies silvestres se ven tan atractivos y apetitosos como los de las cultivadas, pero muchos son tóxicos. Si queremos probar los frutos de alguna Passifloraceae y no tenemos certeza de qué especie se trata, es mejor no hacerlo ya que son muchas las personas que ingresan cada año a los hospitales intoxicadas por su ingestión.
Las mariposas, al ubicar la planta, realizan un sobrevuelo muy característico: la inspeccionan en busca de brotes ("quelite o zarcillo") nuevos que no estén ocupados por huevos o larvas y depositan los huevos alrededor de las 11 de la mañana.
Los huevos diminutos, casi siempre amarillos, son colocados en los de la planta en grupos, en el caso de Heliconius doris más de 1000, o un único huevo como lo hace Heliconius melpamene.
Las Passifloraceae, para defenderse de los Heliconios, han desarrollado mecanismos que previenen el ataque de las larvas; algunas producen estructuras en la lámina de las hojas y zarcillos que asemejan falsos huevos; la mariposa al encontrarlos, no deposita los propios ya que evita hacerlo donde ya existen. También producen estípulas caedizas con forma de zarcillo que hacen de la puesta un fracaso.
En la mayoría de estas plantas hay pequeñas glándulas en la base de las hojas llamadas nectáreos; estas producen sustancias azucaradas que invitan a las hormigas a defender la planta de larvas y huevos, a cambio de una dulce recompensa.
Hay especies como P. adenopoda que cuenta con pelos en forma de gancho, capaces de romper la piel de las larvas, sin embargo, Heliconios charitonius se las agencia para evitar esto.
En las larvas predominan los colores blanco, amarillo y pardo, con manchitas y patrones crípticos, con el cuerpo cubierto de espinas. Se ha observado que las larvas de Heliconios erato son capaces de matar larvas de otras especies que sean halladas alimentándose en su misma planta, e incluso se ha hablado de algún tipo de canibalismo. En parte esta es una razón por la cual algunas especies tienen una planta hospedera especifica para alimentarse.
¿Qué
pasaría con las hormigas del cornizuelo, si la planta se
extinguiera?¿Qué
le ocurriría a las plantas cuyas flores son visitadas por los
colibríes si estos no las visitaran?¿Qué
ocurrirá con las mariposas del género Heliconius
si se extinguen las plantas del género Passiflora?¿Puede
la extinción de una especie provocar la extinción de otra
especie?Los docentes pueden modificar la propuesta seleccionando los ejemplo que ellos consideren más adecuados para su grupo.
2.2.1. ¿Cuáles son necesidades básicas de los seres vivos?
¿Cómo organizar un "juego" con finalidad didáctica?
Cinco voluntarios seleccionarán un animal herbívoro y se colocarán dando la espalda al resto de los compañeros, quienes también les darán la espalda. Cada grupo se ubicará en un extremo del aula o sitio donde se realizará la actividad. Cada uno de ellos debe seleccionar lo que necesita para vivir: agua, espacio o comida y lo indica. Colocando las manos sobre la cabeza, espacio; sobre la boca, agua y en el abdomen, comida, cuando un árbitro, que puede ser el docente, dé una señal.
El resto de los alumnos representará el ambiente; dará la espalda a los cinco compañeros e indicará de forma individual, qué escogen ser del ambiente: agua, espacio o comida, de la misma forma como se indicó anteriormente.
Al darse la señal, ambos grupos dan la vuelta manteniendo las manos donde las colocaron.
El grupo de los cinco que representa animales se dirige a los que simbolizan el ambiente, que no se mueven y buscan lo que necesitan para vivir; si lo encuentran, tienen derecho a reproducirse y el compañero que escogió pasa a ser un animal más; de esta forma, el grupo de los que representan animales aumenta. Para identificarlo se le entrega un recorte de papel.
Si los animales no hallan lo que requieren dejan de representar al animal, simbolizando que el animal al que representaron murió y pasa a formar parte del ambiente. Los recolectores de información rescatan los recortes de papel y los acumulan por grupos.
De nuevo los alumnos se colocan de espalda se da la señal y el proceso en general se repite varias veces.
El árbitro puede dar órdenes diferentes a los alumnos que simbolizan el ambiente, sin que los que representan los animales se den cuenta de su nueva orden, por ejemplo, indique que todos representan el agua, con lo que los animales que requerían espacio o comida, al no encontrarla, mueren. También puede dar este tipo de instrucción a los que representan animales.
En plenaria se analizan los resultados obtenidos y se llega a conclusiones.
¿Cuáles animales son los que sobreviven?
¿Cómo son seleccionados los animales que sobreviven?
¿Ocurre de igual forma en la naturaleza?
El crecimiento de una población, como puede ser un rebaño, los pájaros del parque, un hormiguero o las tilapias de un río o la que representó en el juego anterior, es ilimitado; depende de múltiples factores.
¿Cuáles
son los factores que limitan el crecimiento de la población?
¿Qué
define el tamaño de una población?¿Quiénes
son los que logran sobrevivir?¿Cómo
se puede definir, de acuerdo con los resultados del juego hecho, la
selección natural?¿Qué
nombre le pondría a este juego?Analice
los siguientes textos:¿Qué ha ocurrido con los ibis de China?
"El ibis de penacho (Nipponia nippon) fue declarado en vía de extinción en 1983. En China solo existen siete. En Japón la situación es aún peor. Uno de los dos últimos pájaros que quedaban murió en 1996 y la hembra sobreviviente es demasiado vieja como para tener cría.
Grupos japoneses de defensa del medio han ofrecido financiamiento y equipo a fin de supervisar la actual población de ibis en China, además de incubadoras y otros elementos para criar aves en laboratorio".
Fuente: La Nación (1998). ¿Qué ha ocurrido con los ibis de China? Revista Dominical, 31 de mayo, pág. 22.
¿Cuál
será el futuro para estas aves de China?El sapo dorado
"El sapo dorado (Bufo periglenes)no se ha vuelto a observar desde 1987, en el bosque nuboso de la Reserva de Monteverde, Puntarenas – Costa Rica (1600 metros de altitud, donde la humedad es muy alta y las temperaturas varían entre los 12 y 18 C), único sitio del mundo donde habitaba.
Nadie sabe qué sucedió con ellos. Se les busca incansablemente sin obtener resultados positivos. Los herpetólogos están por declararlo desaparecido y nuestros hijos solo le podrán conocer en fotografía".
Fuente: Manual de Zoología. Mimeografiado. snp.
¿Sabe
por qué se llamó sapo dorado?¿Cuál
será el futuro para estos anfibios de Costa Rica?"Cada semana, más de 20 tipos de seres vivos desaparecen de la Tierra para siempre"
"En Costa Rica de las aproximadas 13 000 especies de plantas, existen 6 500 especies que podrían clasificarse como vulnerables o tendientes a desaparecer; entre 1 300 y 1 500 podrían considerarse como especies amenazadas (experimentan un proceso de reducción en sus poblaciones), así como muchas especies de insectos, aún sin registrar en el inventario de diversidad mundial".
Fuente: Museo Nacional de Costa Rica (1993). Estado ecológico de las especies en Costa Rica.
¿Por
qué creen que ocurren tantas extinciones?¿Son
positivas o negativas las extinciones para el planeta?¿Qué
provoca la extinción?¿Cómo
participaron las personas durante el siglo XX, en la extinción de
muchas especies?¿Cómo
pueden las condiciones ambientales (clima, alimento, agua, otras)
determinar qué individuo sobrevive, y cómo varía la
especie en el tiempo? Explique con un ejemplo.¿Cómo
se puede demostrar lo que mencionó anteriormente?"Hoy en nuestro planeta hay muchas especies en peligro de extinción".
"La pérdida de las especies es la tontería que probablemente menos nos perdonen nuestros descendientes" E. O. Wilson.
Ustedes,
¿qué piensan al respecto?2.2.3 La sobrepoblación
Tomás Roberto Malthus (1776-1835) economista inglés escribió un libro titulado Ensayo sobre el principio de la población. En él Malthus expresaba su inquietud por el aumento de la población humana y el aumento, en mucha menor proporción, de los productos alimenticios, de forma que este desequilibrio produciría hambre y miseria entre la población.
Malthus consideraba que la situación obligaría a los seres humanos a luchar fuertemente para obtener su alimento y sobrevivir aunque, muchos de ellos morirían irremediablemente ante la escasez de recursos alimentarios. Sostenía que nacen más niños que las personas que llegan a la madurez, porque existen factores que reducen el número de individuos como la falta de alimento, enfermedades, guerras, etc. La anterior idea influyó en Darwin para pensar que también en la naturaleza se presenta una lucha constante por sobrevivir, a la que denominó "lucha por la existencia".
2.2.3.1. Examinemos un chile dulce
¿Qué
ocurriría si se dispersan en las zonas verdes del liceo las
semillas presentes en el aula?¿Qué
se entiende por sobrepoblación?¿Qué
les sucede a muchas de las semillas de chile en la naturaleza, lo cual
evita la sobre producción de plantas de chile en el mundo?2.2.3.2. Puesta y tamaño de la camada de algunos anfibios
Analice
la siguiente información.Ascaphus truei es una rana nocturna de fecundación interna produce de 50 a 85 huevos (68 promedio).
Bufo japonicus es denominada popularmente como rana falsa. Los huevos son de poca yema y los deposita en el agua; por puesta, el número de huevos varía de 6000 a 14000.
Eleuthero dactylus o coqui le da a las crías cuidado paterno. Los huevos contienen gran cantidad de yema, y por puesta se han contado de 16 a 41 huevos (28 huevos de promedio).
Hyla rosenbergi la rana de árbol con huevos y renacuajos acuáticos, por puesta sus huevos varían de 1780 a 3050 (2350 de promedio).
Bufo marinus (especie costarricense), los huevos son depositados en el agua en cantidad de 5 000 a 25 000.
¿Por
qué difiere el tamaño de la camada o postura de huevos en
los anfibios mencionados?¿Cuántos
de los huevos creen que sobreviven en cada caso? Imaginen que todos los huevos que produce una rana, resultaran en ranitas. En cinco generaciones, una pareja de ranas habría dado origen a 52 billones de ranas. Darwin calculó que en 750 años, una pareja de elefantes podría haber dejado una descendencia de 19 millones. Claro, cuando Darwin hizo dicho cálculo no se conocía de los problemas de la consanguinidad. ¿Saben qué problemas se producen por este fenómeno? Busquen información.
A Darwin le sorprendió enormemente cuando contó el número de semillas que produce un mismo árbol, o el número de huevos que ponen los peces. Son millones por pareja. De ellos, solo unos pocos llegan a adultos. ¿Están condenados a muerte infantil más del 99 % de los huevos y semillas?
¿Qué
sentido tiene ese derroche de la naturaleza?Los organismos cuyos individuos poseen una baja probabilidad de supervivencia, tendrán alta fecundidad para asegurar la supervivencia de la especie.
Esto puede ser una ventaja evolutiva en una especie, pero si la probabilidad de supervivencia de un individuo es alta, una fecundidad extraordinariamente alta podría reducir, realmente, la probabilidad de supervivencia de la descendencia disminuyendo la oportunidad de cuidado y alimentación por parte de los padres.
Los mamíferos recién nacidos y principalmente los neonatos de primates, que necesitan mucho cuidado de los padres y alimentación, habrían tenido muy disminuidas las posibilidades de supervivencia, si hubiera aumentado el número de la camada. Por ejemplo, cada miembro de una serie de gemelos o tripletos, tienden, al nacer, a pesar menos que si fuera hijo único y esto también disminuye la probabilidad de supervivencia.
En
una especie de abejones, las hembras al detectar el aumento en la
cantidad de excremento de sus congéneres, no entran en reproducción.
¿Por qué?2.2.3.3. La población humana
Analicen
la siguiente gráfica de población humana.
1: año 1930
2: año 1940
3: año 1950
4: año 1950
5: año 1970
6: año 1980
7: año 1990
8: año 2000
9: año 2010
¿Está
la población mundial aumentando a un ritmo más lento o más
rápido que en el pasado?La población mundial se incrementa a razón de 160 bebés por minuto. Más gente llega a superar la edad de 70 años.
¿Cómo
se puede explicar este comportamiento?¿Existe
sobrepoblación humana?¿Es
sostenible el desarrollo humano?¿Es
posible explicar la crisis económica mundial con los principios
de Malthus?Constantemente, leemos en la prensa y nos informan los otros medios de comunicación, que al iniciar el siglo XXI, la humanidad se ve enfrentada a problemas ambientales de una magnitud e importancia que no tienen comparación en su historia; como por ejemplo, el deterioro del ambiente a causa de los contaminantes producidos por las personas, del efecto invernadero y de otros asuntos que comprometen la existencia de la vida humana.
¿Podrían
decir que consecuencias puede tener todo esto para las especies?¿Cuáles
serán las consecuencias que tendrá el calentamiento global
del planeta en los ecosistemas? ¿Qué
animales y plantas se extinguirán?¿Cuáles
se adaptarán a las nuevas situaciones?2.2.4 La adaptación y la superviviencia
Diseñen
una experiencia que le permita representar la adaptación y la
supervivencia.Lea
con los compañeros la siguiente propuesta y discútala.Propuesta de Actividad: La Sobrevivencia
La siguiente práctica es para realizarla en equipos de alumnos. Su objetivo es simular la sobrevivencia de los organismos en un ambiente en particular.
Procedimiento:
Corte una hoja de periódico que sea del mismo tamaño y forma del papel de construcción y dóblela en 64 rectángulos y recórtelos. De la misma forma, doble y luego recorte una hoja de papel de construcción de color negro, en 64 rectángulos. Haga lo mismo con una hoja de papel blanco.
Coloquen todos los rectángulos en un envase y agítelo bien. Dejen caer todos los rectángulos en una hoja de papel de periódico (110x60 cm), de manera que queden dispersos.
Los rectángulos blancos, negros y de papel periódico representan animales en un ambiente. La hoja de papel de periódico representa el ambiente.
Usted y sus compañeros de laboratorio van a ser "depredadores". Ustedes atacarán a los animales que estén en el ambiente de la hoja de periódico. Cada persona del grupo debe "capturar" animales de papel de construcción o de periódico de la siguiente forma: Mire hacia un lado por un momento. Luego, vire y coja de uno en uno el mayor número de animales en 15 segundos.
En un papel copie la siguiente tabla y registre en ella el número de cada tipo de animal de papel que capture.
| Estudiante | Animales de Papel blanco | Animales de Papel negro | Animales de Papel periódico |
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Representen todos los datos en una gráfica.
Calculen el número de cada tipo de animal que sobrevivió (recuerde que empezó con 64 de cada color).
Compare los datos que usted y su grupo han recogido con los del resto de la clase. Calculen el número total de sobrevivientes de cada tipo de animal.
De los datos que han recogido de la clase completa, ¿cuáles de los animales de papel sobrevivieron en mayor número? ¿Por qué creen que estos animales sobrevivieron?
¿Qué
ha pasado con los animales de piel oscura?Predigan el tipo de cambios que es probable que pueda encontrar en esta población de animales de papel, a través de un período de tiempo.
Imaginen que el ambiente se hiciera, gradualmente, más oscuro. ¿Cómo podría este cambio afectar el número y los tipos de animales en la población?
¿En qué forma creen ustedes que están relacionados los colores de las plantas y de los animales, con los colores de su ambiente?
¿Qué quiere decir coloración protectora (críptica) para esta actividad?
Describan una situación en el mundo real que ilustre lo que ha representado.
La
experiencia les permite llegar a dar respuestas argumentadas a los
siguientes puntos: ¿Se
parece a su propuesta? ¿Le sugieren modificaciones? ¿Se puede
ejecutar?2.2.5 ¿Cuáles sobreviven?
2.2.5.1 ¿Los qué la humanidad prefiere? ¿Los resistentes? ¿Los más aptos o eficaces?
Algunas plantas y animales poseen características sin valor ecológico. Tal es el caso de los peces de colores (de acuario), ciertos perros tipo mascota, aves decorativas, plantas ornamentales, animales que engordamos hasta la deformidad (cerdos y pollos) o los disminuimos en estatura (caballos ponis, perros chihuahuenses).
¿Qué
explicación podemos dar a estas peculiaridades, que a veces
constituyen verdaderas extravagancias?Las personas han podido desarrollar nuevas variedades de plantas y animales, mediante la domesticación y la hibridación por medio de los cruces selectivos.
Los cruces selectivos son los que se dan al escoger y cruzar, solamente, aquellos individuos que poseen características deseadas.
La domesticación del café, el maíz, las papas, las uvas, y al arroz, se obtuvo seleccionando las características que las necesidades humanas requerían. En la actualidad estas variedades difieren mucho de las variedades silvestres, y en muchos de los casos, son incapaces de sobrevivir en la naturaleza sin la intervención humana.
La hibridación es la obtención de individuos nuevos a partir de la cruza de individuos de dos especies distintas. Por lo general, los organismos híbridos no pueden tener descendencia (son estériles).
La domesticación y la hibridación se han practicado desde la antigüedad. Sin embargo al buscar el mayor parecido genético entre parientes cercanos (consanguinidad) se corre el riesgo de acentuar características indeseables.
Al principio se ignoraban las bases teóricas que rigen dichos procesos. En la actualidad se cuenta con el apoyo de la genética aplicada. Dentro de las aportaciones en este campo se encuentra el mejoramiento de los vegetales y el de los animales. Por ejemplo, el maíz híbrido, al algodón, el trigo y la caña, que se obtienen mediante la cruza de dos variedades, de las cuales se aprovechan las características más favorables.
¿Qué
tipo de consecuencia puede tener el hacer este tipo de cruces?Saben
qué significa para los criadores de perros, que un perro sea de
pura raza. Expliquen cómo lo obtiene.¿Cómo
se puede obtener una variedad de gallinas buenas ponedoras?¿Qué
programa de investigación tendríamos que desarrollar?¿Se
puede verificar esa hipótesis?¿Qué
habría que hacer en el laboratorio?A las prácticas estudiadas en los párrafos anteriores se les denominas selección artificial.
¿Por
qué artificial?2.2.5.1.a. Sobrevive el resistente
Durante la segunda guerra mundial (1939 -1945), el DDT se utilizó ampliamente para matar moscas y otros insectos. Al principio, el DDT resultó efectivo controlando a los insectos. Sin embargo, después de varios años, el DDT dejó de ser tan efectivo.
La mayoría de las moscas murió, al estar en contacto con el DDT. Sin embargo, algunas moscas que habían nacido con resistencia al agente químico, no se murieron.
Estas moscas resistentes al DDT sobrevivieron y al reproducirse, la progenie heredó la característica de los padres. Como resultado, surgió una población numerosa de moscas resistentes al DDT.
¿Qué
cambió en la población de moscas?De forma muy usual, las personas tienden a decir que las moscas generaron resistencia o inmunidad, pero realmente lo que ocurrió es que en el fondo común de genes de la población de moscas, se encontraba información que permitía la resistencia al pesticida. Los individuos que la poseían, por lo tanto, sobrevivían, siendo los padres de la próxima generación, la cual heredó la característica.
Estudiemos este otro caso.
2.2.5.1.b. Las mariposas de Manchester
Cerca de Manchester, Inglaterra, en 1850, casi todas las mariposas de cierta especie eran de color claro.
Este color se confundía con el color de los troncos en el área. De esta forma era difícil que los pájaros que se comían a estas las vieran. A esta clase de adaptación, que permite que un organismo se confunda con el ambiente, se le llama coloración protectora, como estudiamos con anterioridad.
Sin embargo, algunas mariposas eran de color oscuro. Estas eran fácilmente vistas por los pájaros, tenían entonces una mayor probabilidad de servir de alimento a los pájaros.
Hoy día, la situación es lo contrarío. La mayoría de las mariposas en la zona industrial de Mancheste son oscuras y solo unas pocas de color claro.
¿Por
qué empiezan las mariposas oscuras ha ser más abundantes
que las claras? Emitan hipótesis que les permitan comprender el
fenómeno ocurrido.¿Se
adaptan las mariposas de modo que cambia su color durante la vida?¿Cambia
el medio ambiente a las mariposas?¿Cómo
cambian de color?Juan Bautista de Lamarck (1744 – 1829) propone que los organismos cambian a través del tiempo, como respuesta a los cambios del medio ambiente, de tal forma sus cuerpos cambian de acuerdo con las necesidades de sobrevivencia.
Para exponer sus ideas Lamarck utilizaba varios ejemplos, uno de ellos es el siguiente:
Actualmente sabemos que los efectos que cause el uso o desuso de los órganos o alguna parte del cuerpo no se transmiten a los descendientes; por ejemplo, un atleta que basándose en entrenamiento adecuado y la constancia necesaria logra desarrollar sus músculos más que las personas que no realizan actividades deportivas, tendrá hijos con musculatura semejante a la de los hijos de padres no deportistas.
Su teoría fue rechazada por un gran número de investigadores, entre ellos Weismann en 1883, quien durante 22 generaciones sucesivas de ratones les cortó la cola, los descendientes de la generación 23 tenían la cola tan larga como en la primera. Poniendo en duda la idea de que todos las caracteres adquiridos se heredan.
La idea de la herencia de las características adquiridas, cuando se presentó, fue revolucionaría, novedosa y muy alentadora para quienes siempre habían creído que los seres vivos sí cambian a través del tiempo.
Es preciso recordar que la teoría de Lamarck fue presentada en una época en que no se sabía mucho acerca de las células y se desconocía todo lo referente a la herencia biológica. En la actualidad la biología ha avanzado suficiente para desmentir totalmente la idea de que los rasgos adquiridos, durante la vida individual de los seres vivos, se puedan heredar a la descendencia.
Darwin citó en su obra clásica El origen de las especies, 1858.
En el mecanismo propuesto por Darwin lo que cambia son las poblaciones, lenta y gradualmente, a lo largo de trechos de tiempo.
Con los ejemplos precedentes y el comentario anterior, podríamos afirmar que los individuos que sobreviven en una población, son aquellos que poseen características genéticas que les permiten ser más eficaces para responder mejor a las necesidades que impone el ambiente, o sea, los más aptos.
¿Qué
piensan al respecto?2.2.5.2. Los más aptos o eficaces
Los organismos más aptos son aquellos que están adaptados a su ambiente, por ejemplo, un animal que es resistente genéticamente a las enfermedades, está mejor preparado para sobrevivir, que otro animal que no es resistente a las enfermedades.
Los caracteres que permiten que dentro de una especie haya individuos mejor adaptados que otros, seguirán apareciendo, con más frecuencia, en las siguientes generaciones. Para que esto ocurra, es necesario que los caracteres favorables los tengan gran cantidad de seres, entre mayor sea esta población, tendrá más posibilidades de perpetuarse, mientras que los menos aptos disminuirán cada vez más.
En cada generación, los organismos que tienen mayor probabilidad de sobrevivir y de producir otra generación, son los más aptos.
Se conoce como aptitud la capacidad de producir descendencia fértil, en este fenómeno intervienen dos aspectos fundamentales, como son la selección natural y el tamaño de la progenie.
¿Expresen,
utilizando lo estudiado hasta el momento, una definición de apto?¿Les
parece apropiado sustituir el término el más apto por el más
eficaz? Justifiquen.Los individuos bien adaptados pueden ser más sanos, mejor capacitados para obtener alimento y compañero, y mejor dotados para cuidar a sus descendientes, pero el factor primordial en la evolución es el número de descendientes que sobreviven para ser progenitores de la siguiente generación.
¿Por
qué?Si
cambia el ambiente en el cual se desarrolla una especie, ¿cambiará
su aptitud y su probabilidad de sobrevivir?Recientemente se divulgó, en los periódicos de todo el mundo, que las tortugas gigantes se encontraban en peligro.
A
continuación les ofrecemos información de dos de esos artículos,
para que las lean y analicen su respuesta a la interrogante anterior.
(Fuente: GMT de septiembre de 1998).Ecologistas temen la muerte de especies por contacto de lava con el océano en Galápagos
Los científicos temen la muerte de las especies cuyo hábitat esté cercano al sitio donde se espera que la lava del volcán Cerro Azul, en el archipiélago de las Galápagos, entre en contacto con las aguas del océano Pacífico.
El jefe técnico del Parque Nacional Galápagos, Juan Chávez, aseguró que los científicos que trabajan en las islas están evaluando el efecto del contacto de la magma incandescente con las aguas.
``Producirá una reacción tremenda de calentamiento que afectará a las especies marinas que están en el sector de cabo Rosa, zona en la cual las especies morirán, de acuerdo a la experiencia registrada en febrero de 1995 cuando el volcán de la isla Fernandina hizo erupción'', dijo el científico, en declaraciones a radio Quito.
``El área afectada está cerca de algunos sitios de anidación de 1.670 tortugas gigantes, las mismas que eventualmente podrán entrar en peligro dependiendo de la dirección que tome el flujo de lava'', expresó, el director del parque nacional Galápagos, Eliécer Cruz.
La población animal y vegetal de esas islas es considerada única en el mundo y sustentó la teoría de la evolución de las especies, del científico inglés C. Darwin a fines del siglo pasado.
¿Cuáles
son factores que afectan el futuro de la especie de las tortugas
gigantes?Si
la erupción ocurre y la lava llega a las aguas costeras ¿solo
las tortugas se verán afectada?¿Cuál
es el papel que desempeña el ambiente en la supervivencia de las
especies?Analicen
la siguiente información:¿Por
qué se da la selección natural?Los aspectos que explican la selección natural, como han podido comprobar al realizar las actividades de este programa son:
Darwin y Wallace llegaron a convencerse de que las especies están relacionadas unas con otras. Además, creían que las nuevas especies se originan a partir de los cambios (en la información hereditaria) sufridos por las especies antecesoras. Las especies antecesoras son las antepasadas de las nuevas especies, y los que sobreviven son los que ganan en la lucha por la existencia, a esto se le denomina Teoría de la Evolución.
Es necesario citar un párrafo escrito por Darwin en su obra El origen de las especies por selección natural.
2.3.1.1. La competencia
Lean
el siguiente texto y reflexionen en grupo al respecto.¿Por
qué creen que se produce esta acción?Cuando se observó por primera vez, esta rivalidad asesina entre hermanos los biólogos no podían explicar por qué los pájaros bobos siempre ponían dos huevos, si uno estaba destinado a destruirse. Se dieron cuenta después, de que el segundo huevo sirve como póliza de seguro reproductivo. Si por algún motivo la cría mayor no sobrevive los primeros días de vida, los padres tienen otro descendiente listo.
¿Por
qué no utiliza la estrategia alternativa, la de producir un solo
huevo?El desalojamiento genéticamente programado de la segunda cría evita una lucha inútil por comida, en la que ninguno de los dos sobreviviría. Aun así, los padres frecuentemente no pueden recolectar suficiente comida para siquiera un descendiente. Cuando sus presas nadan demasiado lejos de la isla, los padres simplemente abandonan a sus crías. En promedio, solamente uno de cada diez descendientes sobrevive lo suficiente para independizarse, una tasa apenas suficientemente alta para mantener la población.
La más severa competencia de la naturaleza tiene lugar entre miembros de la misma especie, entre los individuos — tales como los hermanos del pájaro bobo — que necesitan precisamente los mismos recursos para sobrevivir.
Por toda la naturaleza, la diversidad proporciona una manera parcial de escaparse de la competencia directa. Por ejemplo, algunas "malas" hierbas prosperan en tierra rica en sílice, mientras sus primas viven mejor en tierra rica en cal.
¿Podrían
enumerar otras estrategias para evitar la competencia?Información
En todos los ecosistemas de la tierra, la diversidad es la norma. Los miembros de la misma especie cuentan con territorios y diferencias sutiles de conducta para evadir las luchas por la sobrevivencia, la competencia. Las especies estrechamente relacionadas evolucionan distintas características físicas que les permiten explotar maneras sutilmente diferentes de ganarse la vida (nichos). Aun las llamadas especies generalistas son especialistas hasta cierto punto: su especialización ecológica es la flexibilidad.
Sin embargo, a pesar de los ejemplos de los pájaros bobos, tales concursos de asesinar o ser asesinado no son la regla. La competencia se extiende por toda la naturaleza; pero solamente de vez en cuando toma la forma del enfrentamiento directo.
Por ejemplo, los abejorros a pesar de las provisiones limitadas de flores, no se atacan ni se molestan en defender las flores ricas en néctar, sino que brincan frenéticamente de una a la siguiente. Con sus minúsculas reservas de comida ampliamente esparcidas y con muchos competidores zumbando alrededor — una situación común en la naturaleza — no resulta económico desperdiciar la energía o arriesgar herirse en batalla. La mejor estrategia del abejorro es trabajar más que la competencia. La lucha por sobrevivir es intensa, pero no hay batallas sangrientas al respecto.
Aun en las situaciones en que los enfrentamientos directos podrían ser económicamente lógicos, los adversarios potenciales frecuentemente encuentran maneras de evitarse. Al dividir un nicho en territorios, los animales minimizan los encuentros peligrosos. En la mayoría de los casos, las batallas intensas se dan solamente cuando la escasez obliga a los que están muriéndose de hambre a violar las fronteras establecidas. De otra manera, la coexistencia pacífica es la norma.
Desde la perspectiva evolutiva, evitar el conflicto es lógico porque la competencia impone costos. Tanto los ganadores como los perdedores se lastiman, y aun cuando la competencia no resulta en nada más peligroso que una carrera loca para la comida, el esfuerzo extra quema valiosa energía. Los recursos malgastados en la competencia no pueden reinvertirse en los descendientes.
Consecuentemente, los individuos capaces de evitar conflictos con sus compañeros de especie, tienden a reproducirse con mayor éxito. Si las características físicas de un individuo mutante le permiten vivir en otro clima o comer una dieta distinta, se escapa de algunos de los costos del conflicto. Si un grupo portador de un gene mutado se aísla reproductivamente, puede volverse fundador de una especie descendiente colateral.
Paradójicamente, la competencia funciona más poderosamente cuando hay poca evidencia de que siquiera suceda. La presión competitiva implacable estimula un proceso evolutivo que crea diferencias, reduce el conflicto directo y promueve la coexistencia. Junto con las batallas brutales para la comida y el espacio vital, la competencia vigorosa conlleva a una proliferación de nuevas especies, cada una especializada para un nicho ligeramente diferente. En lugar del combate constante, el eje de la competencia intensa es la diversidad.
¿Cómo
se entiende la lucha por la existencia?Propongan
otro nombre para lo descrito por Darwin y Wallace que no sea selección
natural, lucha por la existencia u otro por ellos mencionado.Algunos aspectos del darwinismo fueron mal interpretados. Así, llamar a la interacción entre los organismos "lucha por la existencia" hace pensar, a algunos, que se trata de una violencia física, lo que no suele ser cierto. Interpretar la "supervivencia del más apto" como "ventaja del más fuerte", tampoco es correcto.
Especialmente peligrosa ha sido la ampliación de los conceptos darwinistas al funcionamiento de las sociedades y las relaciones humanas. El llamado darwinismo social ha llegado a extremos muy peligrosos, como es la justificación de las diferencias sociales, la esclavitud y hasta el racismo, basados en una supuesta ley biológica del progreso por la competencia salvaje.
¿Qué
opinan de los comentarios anteriores?Eficacia
o aptitud, ¿cuál término ofrece menos controversia?Información
Desde que Darwin postuló por primera vez que la selección natural era la fuerza central que impulsaba la evolución, los biólogos han aceptado la importancia fundamental de la competencia. Así como el "principio de la población" de Malthus formaba el pensamiento de generaciones de economistas, el énfasis de Darwin en la "lucha por la sobrevivencia" dominó las ideas de los biólogos de la evolución. De hecho, una vez que Darwin señaló, el papel de la competencia parecía tan increíblemente obvio, que pocos biólogos se molestaron en estudiarlo en detalle. Pero desde los cincuentas, con la aparición de la ecología como una rama rigurosa de la biología, los científicos han hecho enorme progreso, en descubrir las sutilezas de la competencia natural.
El concepto del "nicho" es central al punto de vista de los biólogos,, respecto de la competencia. De hecho, muchos ecólogos son del criterio que: "La ecología casi podría definirse como el estudio de los nichos".
Es común la definición de nicho de un organismo como su "profesión" en la economía de la naturaleza. Cada especie tiene que encontrar una manera de ganarse la vida en el ecosistema. Mediante la clasificación de todos los recursos que una especie consume, un ecólogo puede describir su papel ecológico, como su nicho en la red de la vida.
Todos los organismos necesitan entre otros recursos básicos, como estudiamos con anterioridad —agua, espacio vital y alimentación. Solamente cuando estos son abundantes los organismos pueden evitar la competencia. En los casos en que dos individuos comparten exactamente el mismo nicho, con una escasez de espacio o comida, la competencia es inevitable. En el lenguaje de los economistas, la vida se vuelve un juego en que la suma es cero. Cualquiera que gane, el otro tiene que perder.
¿Cuál
es el papel ecológico de las personas?Otro punto de vista es el del naturalista japonés Kinji Imanishi, quien indicó que no es la lucha por la existencia sino que la armonía, la cooperación y la práctica del mutualismo son más importantes que la competencia despiadada en el mantenimiento de la vida. Contra la teoría de los más fuertes opone la teoría de la existencia mutua o principio de coexistencia. Esto es fácilmente comprobable en el caso de las abejas y las hormigas. Según esta manera de pensar, la transformación de una especie no debe explicarse por una serie de accidentes, sino más bien por el desarrollo de algunas potencialidades inscriptas en su patrimonio colectivo. Pareciera ser que en una perspectiva temporal amplia, la practica de la solidaridad demuestra ser más ventajosa para la especie que el desarrollo de individuos dotados de instintos netamente egoístas.
Esta concepción postula que
la especie es algo que tiene que ser entendido como una entidad que
trascienda los individuos, más que un mero conjunto de seres que se
reúnen y se reproducen, como lo plantean los neodarwinianos.
También
sostenía que el grupo (población) es el centro real del
estudio en la evolución.
Pueden
con estos nuevos criterios definir lo que se entiende en la actualidad
como "lucha por la existencia".¿Qué
entiende por población en equilibrio? Hemos visto que "una población es un conjunto de individuos de la misma especie, que se pueden reproducir entre sí, y que viven en un determinado lugar, aislados reproductivamente de otros seres de la misma especie", pero para establecer esta definición en términos genéticos, debemos señalar que:
Si en el fondo común de genes
existen más de dos alelos para una determinada característica,
por ejemplo el grupo sanguíneo que se puede manifestar en los
fenotipos A, B, AB y O, cuenta con un mínimo de tres alelos. Pero
la frecuencia con la que se presentan estos fenotipos puede variar, cuando
no varia se dice que la población se encuentra en equilibrio.
La
bolsa genética de una población, permanecerá
constante (en equilibrio) de una generación a la siguiente si se
cumplen las siguientes condiciones:
La generalización anterior se conoce como Ley de Hardy – Weimberg.
¿Por
qué puede variar la frecuencia con la que se presenta un
determinado alelo en una población?¿Qué
ocurre si la población es muy pequeña?En las poblaciones pequeñas no ocurre un apareamiento por simple azar. Esto permitirá que caracteres nuevos, muchas veces incluso aberraciones genéticas, se mantengan, debido a que no será el simple azar el que determine el desplazamiento a favor o en contra de un alelo.
El efecto de desplazamiento genético conocido como deriva genética o efecto de Sewal – Wright, dice que en poblaciones pequeñas es más probable que se pierda el equilibrio genético de la población.
En Costa Rica, el grupo indígena guaymíes es una población muy reducida e incluso no se dan cruces con los de su misma etnia, que viven en Panamá, esto ha permitido que ellos posean características en su sangre que ningún otro grupo en el mundo presenta. Es probable que esto se debe al aislamiento en que ha vivido esta población respecto de otros grupos indígenas y otras poblaciones en general. Usted puede encontrar referencia de este tema gracias al investigador genetista nacional Ramiro Barrantes.
Es momento de empezar a dar respuesta a nuestra interrogante inicial ¿Las especies cambian?
¿Se
les ocurren mecanismos por medio de los cuáles la selección
natural actúe y dé por resultado nuevas especies? ¿Cuáles
son las ideas de sus compañeros al respecto?Emitan
hipótesis relacionadas con lo que le ocurrirá a las
poblaciones en las siguientes situaciones.A continuación se ofrece información relacionada con tres estudios recientes en este campo. Léala con sus compañeros.
En los comienzos del siglo XV se soltó una camada de conejos en Porto Santo, del archipiélago de Madeira, como no había otros animales de la misma especie, ni enemigos carnívoros, se multiplicaron con asombrosa rapidez y, a finales del siglo XIX, eran muy diferentes de la raza europea originaria, de tamaño próximo a la mitad, otro pelaje y costumbres nocturnas, lo más importante era que la unión con los conejos continentales ya no resultaba factible. Por consiguiente, en el lapso de cuatro siglos había aparecido una nueva especie de conejo.
El lago Nabugalo (Uganda) mide tres por cinco kilómetros y está ubicado al margen del lago Victoria, estudios geológicos indican que se formó, aproximadamente, hace 4000 años, al aislarse del lago Victoria.
En Nabugalo hay cinco especies de peces que no se conocen en ningún otro lado, ni en el mismo lago Victoria, sin embargo, cada una de ellas se parece mucho a una especie que desde hace mucho tiempo habita el lago Victoria. Ello sugiere que algunas poblaciones pertenecientes a esa especie, quedaron aisladas cuando se formo Nabugalo y desde entonces, se dieron los cambios necesarios para dar origen a las nuevas especies en menos de 4 000 años.
En Hawai existen varias especies de mariposas del género Hedylepta, que se alimentan de plantas de plátano. Todas las especies de este género que viven en Hawai se alimentan de pasto, semillas, lirios, palmas o legumbres. El hecho más sorprendente aquí es que el plátano fue introducido en las islas de Hawai, por los polinesios, hace tan solo 1 000 años. Por lo anterior, se considera que algunas especies del género Hedylepta han cambiado durante ese breve lapso y formado nuevas especies, que se alimentan exclusivamente de plátano.
Después
de leer los ejemplos anteriores ¿cuáles son sus
conclusiones?Las poblaciones se diversifican por la acción de fuerzas evolutivas de mutación, desplazamiento genético y transferencia de genes de una población a otra por migración e hibridación, como puede comprobar, dos de estas fuerzas generadoras de nuevas especies o sea de cambios, se han estudiado con anterioridad.
¿Cómo
explicarían el nuevo concepto - transferencia de genes de una
población a otra por migración e hibridación?
Inventen una estrategia.Les parece razonable suponer que por explotación de nichos desocupados, invasión de otros hábitats, aislamiento geográfico.
Busquen
información relacionada con las 13 especies de pinzones de las
islas Galápagos, que fueron uno los aspectos que más llamo
la atención de C. Darwin.¿Qué
encontró C. Darwin en estas aves y como lo explicó?Describan
el proceso por medio del cual una especie da origen a otras, tomando
como base el ejemplo de los pinzones.En una población aislada, aunque presente la misma bolsa genética que la población primitiva, es posible que por azar, se produzcan innovaciones genéticas, que le permitan explotar otros recursos, ocupar nuevos nichos, invadir hábitats, con lo cual se produzca el desplazamiento genético que haga variar las dotaciones genéticas de las poblaciones y convertirse así en subespecies, si las diferencias entre las subespecies termina produciendo barreras reproductivas, se originan dos especies diferentes a partir de la original.
¿Por
qué se originó la nueva especie de conejo en Porto Santo,
las cinco especies nuevas de peces del lago Nabugalo y la mariposa come
plátano de Hawai. Estos ejemplos se encuentran en el apartado
3.4.A
manera de hipótesis contesten: ¿cómo se puede
producir el aislamiento reproductivo o las barreras que impiden el
intercambio de genes entre poblaciones?Podrían
sugerir el significado de barreras precigóticas y cuál
puede ser una de ellas.¿Qué
les sugiere el término barreras poscigóticas? ¿cuál
puede ser una de ellas?Analicen
la conclusión a la cual llegó Lawrence E.Gilbert, de la
Universidad de Austin en Texas, quien ha estudiado las mariposas Heliconius
en nuestro país.¿Sería
la misma conclusión si las especies no lograran producir híbridos
o estos fueran estériles?Las
biotecnologías contemporáneas permiten la inseminación
artificial y la fecundación in vitro ¿cuáles serán
las consecuencias de estos procesos en la definición de especie
(apartado #4) y en los procesos de especiación.Aunque estos procesos de aislamiento geográfico y reproductivo, generalmente operan al azar, una característica básica del cambio evolutivo es la tendencia de los organismos a adaptarse para sobrevivir y reproducirse en un medio ambiente dado. El proceso evolutivo mismo no es al azar respecto de establecer características adaptativas de los organismos que evolucionan.
El proceso de selección se basa en el sistema genético global del individuo. La selección natural actúa sobre todo en el individuo y no sobre rasgos aislados, sino sobre el efecto genotípico de todo el sistema genético o genoma.
Se
aventuran a manera de supuesto a dar una definición de Evolución
biológica. ¿Cuáles son las palabras claves que usaría
en esa definición? ¿Por qué? ¿Podrían
generar controversia?Resuelvan las siguientes inquietudes.
ALONSO, M.; GIL, D. y MARTÍNEZ - TORREGOSA, J. (1990). Evaluar no es calificar. La evaluación y la calificación en una enseñanza constructivista de las ciencias. Documento mimeografiado. Dep. Didáctica de la Ciencias, Universidad de Valencia. Valencia , España. 16 pgs.
AUDESIRK, T. y AUDESIRK, G. (1996). Biología La Vida en la Tierra. 4ta ed Prentice Holl Hispanoamericana S.A: México. 928 pgs.
AUSUBEL, D. P. (1978). Psicología Educativa. Un punto de vista cognitivo. Editorial Trillas – México. 228 pgs.
CANDELA, M. A. (1990). Como se aprende y se puede enseñar Ciencias. Publicado en: "0 en conducta" Año 5, No. 20 Julio – agosto. México pp. 13 – 17.
CARRASCOSA, J. (1993) Errores Conceptuales en la Enseñanza de las Ciencias.. Selección bibliográfica, Enseñanza de las Ciencias. Valencia, España. pp 63-65.
CARRASCOSA, J. (1998). Los errores conceptuales sus causas y sus propuestas de tratamiento. Mimeografiado. Panamá. 6 pgs.
COLL, C. 1988. Conocimiento psicológico y práctica educativa. Resumen. Barcelona, España. sn.
Costa Rica. Ministerio de Recursos Naturales Energía y Minas. 1993. Nuestro tesoro natural: la Biodiversidad de Costa Rica. 34 pgs.
Costa Rica. Ministerio de Educación Pública. (1996). Programa de Estudios, Educación Diversificada - Biología. San José, Costa Rica. 22 pgs.
Costa Rica. Zoológico Nacional. (1996). Biología de Reptiles y Anfibios en Costa Rica. Guía para el maestro. Donado por PEW CHARITABLE TRUSTS - Acuario Nacional de Baltimore. 35 pgs.
DOBZHANSKY, T., AYALA, F., STEBBINS, G. L., VALENTINE, J. (1980) Evolución. Ediciones Omega, Barcelona , España 528 pgs.
DRIVER, R. (1986). Psicología Cognitiva y esquemas conceptuales de los alumnos. Enseñanza de las Ciencias, 4 (1), 3-15 Madrid, España.
FURIÓ, C. (1986). Metodología utilizada en la detección de dificultades y esquemas conceptuales en la enseñanza de la química. Enseñanza de las Ciencia. 4(1), 73-77. España.
FURIÓ, C. (1996), Metodologías utilizadas en la detección de dificultades y esquemas conceptuales en la enseñanza de la Química, Enseñanza de las Ciencias, 4(1), pp 73-77
GARDNER, H. (1991). La mente no escolarizada: Como piensan los niños y como deberían enseñar las escuelas. Temas de Educación Paidós. México. Introducción 17-30 pgs.
GIL, D. (1998). Las concepciones docentes espontáneas sobre la Ciencia como obstáculo para la renovación de la enseñanza de las Ciencias. Curso de formación continuada del profesorado de Ciencias de Centroamérica y el Caribe. Panamá. Preliminar no editado. 30 pgs.
GIL, D., CARRASCOSA J., FURIÓ, C. y MARTÍNEZ - TORREGOSA, J. (1992). La enseñanza de las ciencias en la educación secundaria. . ICE - HORSORI. España. 231 pgs.
GIL, D. MARTÍNEZ – TORREGOSA, J. y RAMÍREZ, L. (1992). La didáctica de la resolución de problemas en cuestión: elaboración de un modelo alternativo. Tomado de Didáctica de la Ciencias experimentales y sociales. 1992 N 6:73-85 (73-85).
GIL, D., PESSOA, A.M., FORTUNY, J. M. y AZCÁRATE, C. (1994). Formación del profesorado de las Ciencias y la Matemática: tendencias y expectativas innovadoras. Edtrl. Popular: Madrid, España. 10 . 21 pgs.
GIL, D. (1998). El consenso Constructivista en Peligro? Universidad de Valencia. Trabajo no publicado, 7 pg.
GIL, D. (1987). Los errores conceptuales como origen de un nuevo modelo didáctico. Investigaciones en la Escuela 1, 35-42. España.
GIL, D., CARRASCOSA, J., FURIÓ, C. y MARTÍNEZ – TORREGOSA, J. (1991). La Enseñanza de las Ciencias en la Educación Secundaria. Horsori, Barcelona -España.
GIL, D., CARRASCOSA, J., FURIÓ, C. , y GAVIDIA, V. (1998). Curso de Formación continuada de Profesores de Ciencias en Centroamérica y el Caribe. OEI en proceso.
GIL, D. y OTROS. (19929. La didáctica de la resolución de problemas en cuestión: elaboración de un modelo alternativo, Didáctica de las Ciencias Experimentales y Sociales, 6, pp 73-85.
HIERREZUELO, M. J. y OTROS. (1994). Ciencias de la Naturaleza. Cuarto curso de ESO. Cinemática 14. España. 481 – 554 pgs.
KIMBALl, J. (1986). Biología 4ta edición. ADDISSON-WESLEY Iberoamericana. México. 590-623 pgs.
NIEDA, J. y MACEDO, B. (1997). Un curriculo Científico para estudiantes de 11 a 14 años. OEI - UNESCO. Madrid, España. 197 pgs.
NOVACK, J. D. (1988). Constructivismo humano: un consenso emergente; Revista Enseñanza de las Ciencias nº 6, Barcelona, 214 pgs.
Organización de Estados Iberoamericanos. (1996). La Formación Continuada del Profesorado de Ciencias en Iberoamérica. OEI Madrid. 175 pgs.
POZO, J. I. (1989). Teorías cognitivas del aprendizaje. Madrid. Resumen.
POZO, J. I. y OTROS. (1991). Conocimientos previos y aprendizaje escolar. Cuadernos de pedagogía nº 188. Valencia. 3 pgs.
VILLEE, C. (19979. Biología. Octava edición McGraw-Hill Interamericana México, México. 944 pgs.
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