El modelo ser vivo en la biología escolar

JORNADA 1- ABRIL 2016CIENCIAS NATURALES IFS

Ecosistemas

El modelo ser vivo

célula

Ecosistema (la unidad básica es la población)

Las poblaciones: a) intercambian materia y energía con el medio (ciclo de la materia y flujo de energía), b) se relacionan con el medio y responden a él, modificándolo, dentro de las limitaciones de lo que entendemos por adaptación y c) se reproducen y transfieren información en el espacio y el tiempo.

El modelo ser vivo

CONCEPTO INTERDISCIPLINAR (Ecología, Biología) RELEVANCIA para las disciplinas: Concepto que organiza la comprensión de la NaturalezaModelo (herramienta metodológica)

Desarrollo histórico del concepto, perspectiva críticaEl concepto de ecosistema surge como un argumento teórico, en 1935 Alfred George Tansley (1871-1955) introduce Ecosistema como un concepto ecológico holístico e integrativo que combina los organismos vivos y el ambiente físico en un sistema.

RELEVANCIA SOCIAL Las poblaciones humanas participan en el flujo de energía y en la red de interacciones que se dan en un ecosistema.

El contenido científico:ECOSISTEMA

alcanzar una visión compleja de la naturaleza

integrar y contextualizar otros conceptos: población, comunidad, relación, interacción, biodiversidad, adaptación

abordar la Biología escolar desde una perspectiva evolucionista.

El trabajo con el concepto de ecosistema permite:

• Concepto (organiza comprensión de la Naturaleza)

El concepto de ecosistema es estructurante ya que permite organizar todo el campo conceptual y establecer una trama jerarquizada de contenidos (interrelación de contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales).

Es un puente que permite relacionar con otras Ciencias Naturales y Sociales desde problemáticas transversales del currículo escolar, como son las ambientales, las de la salud y las que relacionan Ciencia-Técnica y Sociedad. Desde esta perspectiva, no sólo se ponen en juego contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales, sino también se establecen nexos con la vida de los alumnos.

• Modelo: herramienta metodológicaProporciona categorías y esquemas para hacer y hablar sobre uno de los niveles en que se considera el modelo ser vivo.

El concepto de ecosistemaOdum (1971) un ecosistema es:

“Cualquier unidad que incluya la totalidad de los organismos (esto es, la “comunidad”) de un área determinada que actúan en reciprocidad con el

medio físico de modo que una corriente de energía conduzca a una estructura trófica, una

diversidad biótica, y a ciclos materiales (esto es, intercambio de materiales entre las partes vivas y

las inertes) claramente definidos dentro del sistema es un sistema ecológico o ecosistema.”

De esta definición podemos extractar:• como componentes estructurales del ecosistema:

la comunidad biótica (autótrofos, heterótrofos, quimioautótrofos) y el medio físico (elementos abióticos: suelo, agua, clima, temperatura, pH, precipitación, etc.);

• como componentes funcionales: el flujo de energía, los ciclos de materiales y el proceso evolutivo del ecosistema que busca algún grado de equilibrio.

• acorde con la definición, el ecosistema es un sistema abierto por lo cual tiene un “ambiente de entrada”, un proceso en su interior y un “ambiente de salida” con efecto realimentador.

Tener en cuenta que…• El concepto o definición no puede considerarse de forma

cerrada, es una idea aún controvertida, que los écologos interpretan de muy variadas formas.

• La construcción de la noción de interacción y su importancia en la comprensión de la organización del ecosistema no se deriva de la observación directa.

• Regularidades propias de la organización ecológica: la circulación de materiales y el flujo de energía propio de las redes tróficas.

Comparando definiciones:Buscar en los textos escolares y en páginas de internet definiciones de Ecosistema ¿en qué se diferencian? ¿qué elementos semejantes incluyen? ¿resaltan algún aspecto del concepto?

¿Es un ECOSISTEMA?El problema de los límites y escalas de observación

Si nos acercamos a la pradera ¿qué resalta a nuestra vista? ¿Podría haber diferentes formas de percibirla?Imagina qué eres el ganadero, la hormiga, el trabajador agrícola o el gavilán ¿qué verías? Dibujar y comparar los dibujos.

Pensando en la enseñanza• Un Ecosistema se estudia a partir de su organización, que comprende : • Una Estructura: Componentes (biotopo, biocenosis), con propiedades o

características que definen el tipo de ecosistema. • Las características de los ecosistemas determinan las adaptaciones de los

seres vivos que los colonizan• Una Función: esos componentes interactúan y en ellos se producen

cambios.• La noción de interacción es esencial para comprender el concepto

• Para el modelo ecosistema los fenómenos a explicar se encuentran en el nivel de organización de las comunidades y poblaciones, consideradas en el espacio y el tiempo.

• Las poblaciones humanas participan en el flujo de energía y en la red de interacciones que se dan en un ecosistema.

• Los ecosistemas enfrentan perturbaciones que producen cambios, la capacidad de respuesta a las perturbaciones dependen de las relaciones dinámicas entre las diferentes especies, el medio y las sociedades humanas.

POBLACIÓNSe llama así a un grupo de organismos de la misma especie que ocupan un área geográfica y un ambiente determinado en un mismo tiempo; comparten ciertos recursos naturales y están separados de otros grupos semejantes.

ESPECIE“Las especies son grupos de poblaciones naturales

que son real o potencialmente capaces de entrecruzarse, y que están aislados reproductivamente, de otros grupos de igual carácter”. (Ernst Mayr)

• Estudiando poblaciones:• Estas dos poblaciones se encuentran en su

ambiente natural.• Si tuvieras que estudiarlas ¿en que deberías

fijarte?

Para estudiar un ecosistema se necesita establecer unos límites y definir una escala de observación

• ¿Qué organismos y factores ambientales encontramos en un área determinada y en qué cantidades.

• Seleccionar tres lugares diferentes en el patio, la huerta o lugar cercano a la escuela: la zona debajo de un árbol, un lugar por donde circulen las personas y una zona alejada del tránsito.

• Los equipos deben realizar una observación y registro (dibujo) de la zona asignada. Asimismo deben plantearse preguntas sobre algún aspecto para indagar.

• ¿De qué formas podrían agrupar los elementos que dibujaron? Comparar las formas de agrupar. Consensuar una clasificación.

• ¿En qué influye que predomine el pasto o los árboles? • Discutir que ocurre con la lluvia, la luz, la temperatura, y las

diferentes clases de seres vivos que hayan dibujado.• ¿Pueden ocurrir cosas que no podríamos ver?

DETECTIVES DE LA NATURALEZA…buscando evidencias

• Muchas especies son difíciles de observar, pero siempre dejan algún tipo de huellas o rastros.

• en el caso de animales pueden ser huellas de pisadas, piel o pelos, plumas, nidos, excremento, sonidos, etc.

• en el caso de plantas pueden ser hojas, semillas o raíces por ejemplo.

• Estos elementos pueden ser los únicos indicadores de la presencia de una especie.

• ¡salgan en busca de evidencias!

Las escalas y la comparación • Las preguntas que refieren a la cantidad, distribución

(juntos o disperso) y características de los organismos permiten trabajar en un primer nivel de descripción.

• Cuando nos preguntamos ¿por qué están ahí? ¿cómo se relacionan? ¿pasará lo mismo en otros lugares parecidos? Podemos plantear algunas hipótesis para explicar las relaciones de los organismos entre ellos y con su ambiente que intervienen en la organización y funcionamiento de un ecosistema.

• Buscar alguna relación particular que sea causa de que los organismos tengan las características y la distribución observada: por ejemplo, hay pasto en el rincón del patio porque no lo pisan las personas, el césped del parque es más tupido porque lo podan con frecuencia, hay abejas y mariposas en el cantero con flores, etc.

¿Cómo te parece qué es una pradera? ¿Qué hay allí? ¿Cómo es su organización? ¿Cómo funciona?

El ratón de campo, el tero y la mulita son habitantes de la pradera ¿por qué pueden vivir allí?

¿Qué crees que ocurrirá en la pradera si se introduce ganado? ¿Y si se produce un incendio o una inundación?

Escalas y relaciones - Adaptación - Perturbación

Preparar una salida de campo• El docente previamente debería conocer características

del lugar: • El medio físico, el suelo, agua, ; si ha habido cambios en

el tipo de poblaciones, qué hay en la zona respecto a especies vegetales o animales; las actividades que las personas realizan y como inciden sobre ese lugar.

• Observar especies presentes (plantas, aves y pequeños animales); si es posible determinar cuáles son, y ) Las problemáticas que enfrentan, por ejemplo desechos sólidos (basura), daños a los árboles, (provocados por las actividades humanas), etc. y proponer soluciones

El estudio de un charco, cañada o estanque como ejemplo de

ecosistema• ¿Qué necesitamos para tener un acuario que

se parezca y funcione como un charco o cañada verdadera?

• ¿Cómo será una cañada y como funciona?• ¿Qué podríamos encontrar allí?• ¿Qué deberíamos poner en nuestro acuario?• ¿Qué deberíamos traer de la cañada?

HIPOTETIZAMOS SOBRE LA SALIDA A UNA CAÑADA

Explorar y resolver problemas concretos:

• Cómo realizar la observación de la charca• Cómo recolectar materiales, acondicionarlos y

transportarlos• La medición de factores ambientales: temperatura,

profundidad de la charca• Qué instrumentos se necesitancómo se usan, cómo se organizan los registros.

QUÉ ENCONTRAMOS Y QUÉ RECOGIMOS…

¿Quién vive en nuestro acuario? • Identificar animales y

plantas• ¿De qué se alimentan los

animales (renacuajos, pulgas de agua)?

• ¿y las plantas?• ¿qué relación hay entre

ellos?• ¿habrá otros seres vivos

que no vemos?• ¿y si observamos una gota

de agua del acuario con microscopio?

En los charcos y cañadas son comunes crustáceos pequeños como gammarus o pulgas de agua. Si se observan (con el aumento

menor del microscopio) gotas de agua que contengan algún resto de planta, es posible encontrarlos.

Buscar información en bibliografía o internet para complementar las observaciones sobre su alimentación, ciclo de vida, grupo al que

pertenecen.

Gammarus Pulga de agua

El agua de los charcos también puede tener larvas de insectos como mosquitos y libélulas. ¿De qué se alimentan? ¿Cómo se

desarrollan? ¿Por qué pueden vivir en el agua? ¿Qué cambia en las larvas para convertirse en adultos que viven en el medio terrestre?

Larva de libélula Larva de mosquito

¿Cómo llegan renacuajos y madrecitas de agua al charco? ¿Qué necesitan para desarrollarse y reproducirse en el acuario de la

clase?Realizar observaciones y experiencias que permitan trabajar la

indagación científica adecuada a nivel del ciclo. El mantenimiento del acuario y la observación sistemática permiten que los niños planteen preguntas, realicen predicciones, propongan explicaciones, discutan

resultados, etc.

Renacuajos madrecitas de agua

¿por qué el agua se pone verde?¿por qué salen burbujas junto a las plantas?¿qué les ocurre a las hojas que se desprenden de las plantas?

¿Se podría decir que el acuario es un ecosistema? ¿Qué conceptos deberían tener

en cuenta para responder esta pregunta?

• En cuanto al análisis del acuario como un ecosistema, no se propone para que los alumnos o la maestra formulen una respuesta definitiva, sino para dar lugar a un debate respecto de la delimitación arbitraria de los ecosistemas y las condiciones mínimas que debe reunir un sistema para ser considerado como tal.

• Por ejemplo, si se analizan únicamente los intercambios entre las plantas y el ambiente, ¿puede hablarse de ecosistema?; si esas plantas no conforman verdaderas poblaciones, sino que son sólo algunos individuos de la misma especie colocados allí, ¿podemos definirlo como un ecosistema?; ¿se puede afirmar que este sistema se autorregula y permanece durante un tiempo suficiente en funcionamiento?; ¿es posible considerarlo un ecosistema si se contempla el conjunto de microorganismos y de plantas que conviven en él?

• En estos debates, los alumnos podrán argumentar utilizando las evidencias recogidas en las observaciones y el conocimiento teórico aportado por la maestra, las lecturas, etc.

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A modo de cierre...

“en esta historia se comprueba que la complejidad se desarrolla con la disposición de cosas simples...

...complejidad no es complicación...es una repetición de elementos simples que se reproducen y proliferan...hoy sabemos simular este fenómeno en un ordenador...

...la vida es así, repetitiva...el átomo está en la molécula que está en la célula que está en el organismo que está en la sociedad...

...nuestros genes conservan la memoria de la evolución...la composición química de nuestras células es un fragmento pequeño del océano primitivo...hemos guardado en nosotros el medio del que salimos... nuestro cuerpo relata la historia de nuestros orígenes...” JOËL DE ROSMAY