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5.  EL AMBIENTE VIVO  Investigación

 

La gente se cuestiona mucho acerca de los seres vivos: cuántas especies diferentes hay, cómo son, dónde habitan, cómo se interrelacionan y cómo se comportan. Los científicos tratan de responder éstas y muchas otras preguntas acerca de los organismos que pueblan la Tierra. Particularmente, intentan desarrollar conceptos, principios y teorías que permitan a cualquier persona comprender mejor el ambiente de los seres vivos.

Los organismos vivos están hechos de los mismos componentes que cualquier otra materia, interviene el mismo tipo de transformaciones de la energía y se mueven utilizando los mismos tipos básicos de fuerzas. Así, todos los principios fisicos que se comentaron en el Capítulo 4 se aplican a la vida de la misma forma que a las estrellas, las gotas de lluvia y las televisiones. Pero los organismos vivos también poseen características que se pueden entender mejor a través de la aplicación de otros principios   

CIENCIA: CONOCIMIENTO PARA TODOS
¿Qué puede haber más asombroso que la vastedad de seres vivos que ocupan cada resquicio de la superficie terrestre? Los biólogos han identificado a veces en los lugares más insospechados, más de un millón de especies vivientes, cada una con su propio modo de vida, y cada una tratando de trascender a la siguiente generación. En general, de las especies extintas sólo se conservan los organismos con esqueleto o concha, los registros fósiles no contienen a la mayoría de especies desaparecidas, que han habitado en la Tierra a lo largo de la historia de este planeta.

Ante la gran diversidad y complejidad de la vida, este asombro aumenta en los niños, quienes responden espontáneamente a la naturaleza. No obstante, si se intenta explicarles esa diversidad antes de que puedan manejar abstracciones o antes de que sientan la necesidad de recibir una explicación, su curiosidad natural puede verse menguada.

A pesar de todo, las explicaciones científicas deben darse a los pequeños, ya que los estudiosos no sólo penetran en la naturaleza, sino que tratan de comprenderla y su reto, como educadores, radica en capitalizar el interés que tienen los alumnos por los seres vivientes, y al mismo tiempo hacerlos adquirir conceptos que comuniquen el sentido de la naturaleza. La familiaridad del ser humano con los fenómenos debe anteceder a la explicación de los mismos, al igual que su atención hacia un objeto debe preceder a la teoría abstracta que se le aplique

Quizás estamos ante otro caso de los que conviene atender al curso de la historia. Mucho antes de que Darwin propusiera un marco de referencia totalmente nuevo para explicar la evolución, antes de que el microscopio señalara a los investigadores el camino hacia el estudio de las células y antes aún de que la química los condujera hacia las proteínas y el ADN, todo cuanto hay en la Tierra ya era examinado detenidamente por los hombres.

Los botánicos, zóologos, geólogos, topógrafos, exploradores, coleccionistas aficionados y hasta cazafortunas se ocuparon de tratar de encontrar "lo que hay allá". En todos los continentes los indígenas tenían ya conocimientos bastante precisos de la flora y la fauna de sus regiones. Incluso su supervivencia dependía de la adquisición de esos conocimientos y de su trasmisión de una generación a la siguiente. A medida que se acumuló esta información, creció el interés en los sistemas de clasificación, y esos sistemas se hicieron más y más complejos, en especial cuando el microscopio mismo reveló todo un mundo diminuto por explorar y catalogar.

Finalmente, los científicos produjeron y ensayaron las teorías y modelos que hoy usamos para explicar nuestras observaciones. Llegaron a entender al ambiente vivo, primero mediante observaciones y después mediante clasificaciones y teorías. El modelo anterior resulta útil para que los alumnos lo sigan en su aprendizaje del ambiente que los rodea. El Capítulo 6 profundiza en estas ideas.


A. Diversidad de la vidaContenido del CapítuloInvestigación  Véase también...

Las semejanzas y diferencias generales de los organismos son fáciles de observar. De hecho, la mayoría de los niños que acuden al nivel preescolar ya presentan un gran interés en los organismos vivientes, y pueden distinguir entre los más comunes. Por ejemplo, saben que los peces se parecen entre sí, que las ranas se asemejan a otras ranas, y que peces y ranas son diferentes. Al principio, los niños sólo pueden concentrarse en cualquier atributo, como tamaño, color, extremidades, aletas o alas; pero después se les debe ayudar a que se den cuenta que algunas características son más importantes que otras en lo que respecta a sus relaciones y diferencias: desde las características externas y modos de comportamiento, hasta las estructuras y procesos internos, pasando por la actividad celular y la estructura molecular.

Que el alumno entienda y aprecie la diversidad de la vida, no se limita a la asimilación de información dispersa ni de las categorías de clasificación de muchas especies, sino que proviene de su capacidad de ver en los organismos las pautas de semejanza y diversidad del mundo viviente. Mediante esas pautas los biólogos relacionan la multitud de organismos individuales con las teorías de la genética, ecología y evolución.


Del nivel preescolar al segundo grado de enseñanza elementalContenido del Capítulo

Todos los niños, especialmente aquellos que viven en circunstancias que limitan su interacción con la naturaleza, pueden ver en clase distintas plantas y animales, así como en los patios de la escuela, en el camino rumbo a ésta, en su casa, en parques, jardines, ríos, y el zoológico. Pero no es suficiente con que los observen. Los niños deben tener motivos para admirarlos, motivos que los hagan hacer algo con la información visual que reúnan. La razón puede ser contestar sus propias dudas acerca de, por ejemplo, cómo viven los organismos o cómo cuidan sus crías. Si se toma esto en consideración, los alumnos disfrutarán en clase mostrar dibujos, fotografías o hasta especímenes reales de las cosas vivas que pueden encontrar y de sus hábitats. Así, se les animará a examinar, incluso Con lupa, las plantas y animales que hayan encontrado, para después comprobar entre sí sus observaciones y respuestas.

Por otro lado, resulta preocupante el antropomorfismo que interviene en la mayor parte de las historietas en las que los héroes son animales. Una sugerencia para deshacerse de esta predisposición consiste en no tomarla en cuenta. A veces, las historietas dan a plantas y animales atributos que no tienen; en contraparte, resulta más importante promover el interés del niño en la lectura que el preocuparse de que adquiera, rígidamente, impresiones correctas de ésta. Para ello, se puede guiar a los alumnos al establecimiento de las diferencias entre historietas que muestran a los animales como realmente son, y las que no lo hacen. Asimismo, el retrato de animales o plantas que muestran los libros deben guiar a los niños a obras de referencia, que son otra de las fuentes de información que los alumnos deben comenzar a aprender a usar.

Al terminar el segundo grado de enseñanza elemental los alumnos deben saber que:

Del tercero al quinto grados de enseñanza elementalContenido del Capítulo

En esta etapa de su aprendizaje, los alumnos deben tener la oportunidad de aprender lo referente a una variedad cada vez mayor de organismos vivos tanto los que les resultan familiares como los exóticos, y deben ser más precisos al identificar las semejanzas y diferencias entre ellos. Aunque el énfasis todavía pueda estar en las características externas, se debe incluir detalles más finos que antes. Para ello los alumnos usarán de forma sistemática, las lupas. De igual forma deben comenzar a emplear microscopios, no para estudiar la estructura celular, sino para comenzar a explorar el mundo de los organismos que no podemos ver a simple vista. Por fortuna, hay muchas películas con las que se puede complementar la observación directa.

A medida que los alumnos se familiarizan con las características de más y más organismos, se les debe pedir que inventen esquemas para clasificarlos, sin usar la clasificación de Linneo. Sería conveniente que sus clasificaciones variaran, según los usos que se pretende con ellas, así como según la anatomía principal, las pautas de conducta, los hábitats y otras características de los organismos. De lo que se trata es que se den cuenta de los múltiples modos de clasificar las cosas, así como de la bondad de cualquier clasificación, de la cual depende su utilidad. Un esquema es útil si contribuye a tomar decisiones acerca de algún asunto o si permite una comprensión más profunda de la relación entre los organismos. Los esquemas de clasificación van a ser distintos, naturalmente, de acuerdo con los fines de tal clasificación.

Al terminar el quinto grado de enseñanza elemental los alumnos deben saber que:

Del sexto grado de enseñanza elemental al segundo grado de enseñanza media Contenido del Capítulo

En estos grados intermedios, la ciencia debe ofrecer a los alumnos la oportunidad de enriquecer sus conocimientos, cada vez mayores, de la diversidad de la vida en el planeta, y de comenzar a relacionar esos conocimientos con lo que aprenden en geografía. Esto es, siempre que los alumnos estudien determinada región del mundo, deben aprender a la vez qué plantas y animales viven allí, y en qué se asemejan o se diferencian de las que hay en otras partes del mundo. El seguir cadenas simples de alimentación en diversos ambientes, ayuda a comprender mejor la dependencia de los organismos, incluyendo los humanos, de su ambiente.

Los alumnos deben comenzar a ampliar su visión: de la anatomía externa a las estructuras internas y las funciones. Los procesos de desarrollo se pueden enseñar en este momento, para ilustrar mejor las semejanzas y diferencias entre los organismos. Además, deben pasar de sus sistemas de clasificación inventados a los que se usan en la biología moderna. Esto no es para enseñarles el sistema normal, sino para mostrarles qué características emplean los biólogos en la clasificación de organismos, y por qué. Los sistemas de clasificación no son parte de la naturaleza. Más bien son marcos de referencia que inventaron los biólogos para describir la vasta diversidad de organismos, para sugerir relaciones entre los organismos vivientes y ofrecer marcos teóricos para la investigación. Un ejercicio estimulante consistiría en hacer que los alumnos distingan organismos familiares que se asemejen en muchos aspectos, por ejemplo, los gatos y los perros pequeños.

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Del tercer grado de enseñanza media al tercer grado de enseñanza media superior Contenido del Capítulo

En este nivel predominan dos metas. Una consiste en aumentar en el alumno la comprensión de por qué resulta importante la diversidad dentro y entre las especies. La otra es abordar el estudio de la diversidad y la semejanza a partir de la observación molecular. Los alumnos pueden aprender que es posible inferir el parentesco de los organismos mediante las secuencias moleculares en el ácido desoxirribonucleico (ADN) o en las proteínas, y al investigar la controversia acerca de la dactiloscopia del ADN.

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B. La herenciaContenido del CapítuloInvestigación  Véase también...

En este punto, la primera empresa, consiste en formar una base para el concepto de la herencia a partir de la observación. Después pueden venir las explicaciones. Los organismos que los niños reconocen son ellos mismos, sus compañeros de clase, sus mascotas, etc. Sin embargo, resulta importante tomar precauciones acerca de cómo comparan los niños su propia apariencia física con la de sus hermanos, padres y abuelos. Se debe manejar el asunto con gran delicadeza para que nadie se avergüence. Además, son esenciales las observaciones directas de las semejanzas y diferencias generacionales, cuando menos con algunas plantas y animales.

En los grados medios de la educación puede comenzar el aprendizaje de la transmisión de las características, de una generación a la siguiente, para continuarlo en la secundaria. El tema del ADN debe esperar hasta que los alumnos comprendan qué son las moléculas. El examen de casos específicos los puede ayudar a captar las interacciones complejas entre la genética y el ambiente.

Del nivel preescolar al segundo grado de enseñanza elementalContenido del Capítulo

Los maestros deben auxiliar a los alumnos en sus observaciones de la forma en que las crías de los animales comunes se asemejan entre sí y a sus padres. Los niños saben que los animales reproducen a su misma especie: los conejos tienen conejos (aunque se puede distinguir un conejo de otro), los gatos tienen gatitos, con distinto colorido (pero los gatos nunca tienen peritos), etc. Esta idea debe ser fortalecida con una gran cantidad de ejemplos, tanto de plantas como de animales, que los niños puedan dibujar.

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Los alumnos deben pasar de la descripción directa de individuos (decir que "tiene ojos azules", por ejemplo) a citar cualidades y a clasificar a los individuos de acuerdo con esas cualidades ("color de los ojos: azul"). Se les puede animar a elaborar listas de características que los animales y plantas adquirieron de sus padres y las que no adquirieron, así como aquéllas de las que no estén seguros de dónde provienen. También, es tiempo de formar la noción de una población cuyos miembros son semejantes en muchos aspectos, pero que presentan alguna variación.

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Ha llegado el momento de comenzar el estudio de las características genéticas: aquello que la descendencia adquiere de sus padres. Este tema se puede manejar como parte natural del estudio de la reproducción humana. Los alumnos deben examinar ejemplos de árboles genealógicos en los que se haya dado la cruza entre razas, para subrayar o suprimir ciertas características de los organismos.

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El ADN permite la continuidad de las características de una generación a la que le sucede, así como la variación que, con el tiempo, pueda originar diferencias dentro de una especie, u originar especies totalmente nuevas. El comprender el funcionamiento del ADN hace posible la explicación de fenómenos como las semejanzas y diferencias entre padres e hijos, las enfermedades hereditarias y la evolución de nuevas especies. Esta comprensión también hace posible que los investigadores manipulen a los genes y con ello creen nuevas combinaciones de características y nuevas variedades de organismos.

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C. Las célulasContenido del CapítuloInvestigación  Véase también...

Los alumnos pueden llegar bastante lejos en su estudio de los organismos, antes que necesiten aprender que todas las actividades dentro de esos organismos las [levan a cabo las células, y que los organismos están formados por células. La descripción e imagen general de los glóbulos sanguíneos puede originar, a veces, que los alumnos adquieran la noción de que los organismos contienen células, y no que los organismos están formadoes en su mayor parte por células. Esta confusión se observa con cierta frecuencia porque a los glóbulos sanguíneos se les llama también células sanguíneas o hemáticas.

De igual forma, a los niños les cuesta trabajo imaginar la gran cantidad de células que conforman a un ser vivo. Los organismos grandes están formados por, más o menos, un billón (un millón de millones) de células, y este número no dice gran cosa a los alumnos de grados intermedios. Les cuesta todavía más trabajo dominar la idea de que las células son las unidades básicas donde se realizan los procesos vitales. Ni la familiaridad con las funciones de organismos cíe tamaño mediano ni la observación de los organismos unicelulares, les revelarán gran cosa acerca de la actividad en el interior de las células aisladas. El modo de llegar a la idea de que hay elementos microscópicos con funciones propias, está en comenzar con una explicación de las necesidades de los organismos macroscópicos.

La transferencia de información y la transformación de la energía son funciones que desempeñan casi todas las células. El estudio de los aspectos moleculares de estos procesos debe esperar hasta que los alumnos hayan observado la transformación de la energía en muchos sistemas físicos, y hayan examinado con más generalidad los requisitos para transferir información, u cual puede explicarse como la comunicación entre las células de un organismo o el paso de códigos genéticos de una célula a sus descendientes.

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Se debe dar importancia a la examinación de varios animales y plantas familiares, y a la consideración de procesos que éstos necesiten para permanecer vivos, como la alimentación y la eliminación de los desechos. Es de gran ayuda que los alumnos empleen lupas que aumenten de tres a diez veces el tamaño de los organismos o para que imaginen lo que verían si el aumento fuera mayor.

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Es importante que las experiencias del alumno incluyan la observación de organismos microscópicos, de modo que el grado de aumento debe ser de 30 ~ 100 diámetros, como los que tienen un microscopio de disección y uno de bajo aumento. Pero, aunque siempre resulta informativo ver los organismos, algunos Procesos de éstos son tan raros que debe recurriese a material preparado. Así, debe presentarse a los alumnos películas de células vivas, que crecen y se dividen, que absorben sustancias y cambian de rumbo cuando se dirigen hacia otras cosas. Algunos alumnos pueden deducir que, como esas células diminutas están vivas, posiblemente tengan las mismas necesidades que otros organismos mayores. Ello puede dar lugar a discusiones acerca de cómo es que los organismos unicelulares satisfacen sus necesidades de alimento, agua y aire.

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Una vez adquirido algo del "sentido del aumento" que proporciona el microscopio, los alumnos pueden recurrir a las fotomicrografías para ampliar su examinación de las células, concentrándose gradualmente en aquellas que forman estructuras internas del organismo. El interés principal de los jóvenes de este nivel radica en el cuerpo humano, de modo que pueden comenzar con tantas células diversas del organismo como sea posible: nerviosas, óseas, musculares, cutáneas, etc., para después fijar su atención en células de otros seres, animales o plantas. Con esta actividad se puede señalar a los estudiantes que las células son elementos fundamentales de sus propios cuerpos, y también de otros seres vivientes. También, una vez que los alumnos vean que los tejidos de otros animales se parecen a los de seres humanos, se reforzarán dos aseveraciones científicas importantes: la ubicuidad de las células y la unidad de la naturaleza

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Se puede considerar que la célula individual conforma un sistema en sí misma, y también es constituyente de sistemas mayores, a veces como parte de un organismo multicelular, y siempre como elemento de un ecosistema. La membrana celular funciona como frontera entre la célula y su entorno, y contiene las proteínas que elabora para su propio uso, así como lo necesario para fabricarlas y tener reservas de combustible. Se debe pedir a los alumnos que se fijen en la diversidad de funciones que efectúan las células en el organismo, y cómo llegan y salen de ellas los materiales y la información necesarios para realizarlas. Es útil que los jóvenes se imaginen que un organismo es una comunidad celular, para comprender la interdependencia de las células, y que cada una de ellas desempeña tanto tareas comunes como tareas especiales.

Que en un organismo, las moléculas de proteína fabricadas por las células realizan el trabajo en el interior y exterior celular, es una idea que se puede captar sin entrar en detalles bioquímicos. Resulta suficiente que los alumnos sepan que las moléculas que intervienen en dicha labor representan distintas configuraciones de unos pocos aminoácidos, y que las diferentes formas de las moléculas influyen sobre lo que se hace.

Los alumnos deben adquirir un panorama general de las funciones celulares, y saber que la célula tiene partes especializadas que llevan a cabo esas funciones. esto se puede lograr sin emplear muchos términos técnicos. Si se subraya el vocabulario puede impedirse la comprensión, y puede terminar la amenidad de la ciencia. La descripción de lo que debe hacer la célula es mucho más importante que identificar o nombrar las partes que lo hacen. Por ejemplo, los alumnos deben saber que las células cuentan con ciertas partes que oxidan a los azúcares y desprenden energía, y otras que unen cadenas de proteína de acuerdo con instrucciones, pero no necesitan recordar que una parte es una mitocondria y otra un ribosoma, ni cuál es cuál.

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D. Interdependencia de la vidaContenido del Capítulo Investigación Véase también...

A los alumnos no se les dificulta captar la noción general de la mutua dependencia de las especies y de éstas con el ambiente para sobrevivir. Pero este concepto debe respaldarse conociendo las relaciones que existen entre los organismos, los tipos de condiciones físicas que deben asimilar, los tipos de ambiente creados por la interacción entre ellos, y la complejidad de esos sistemas. Además, deben conocer muchos ejemplos distintos de ecosistemas, comenzando con los que les rodean.

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Los niños deben investigar los hábitats de muchas plantas y animales cercanos, incluyendo hierbas, plantas acuáticas, insectos, lombrices y anfibios, así como algunas de las maneras en las que los animales dependen de las plantas y entre ellos mismos.

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Los alumnos deben investigar la forma en que diversos organismos satisfacen sus necesidades, en los ambientes donde se encuentran habitualmente. Pueden estudiar las necesidades para la supervivencia de diversos organismos e imaginarse cómo las condiciones de hábitats particulares pueden limitar la cantidad de seres vivos que pueden sobrevivir. Su estudio de las interacciones entre los organismos y su ambiente debe iniciarse con relaciones que puedan observar en forma directa. En películas acerca de la naturaleza deben darse cuenta de la gran diversidad de vida en distintos hábitats.

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A medida que los alumnos enriquecen su conocimiento, basados en sus propios estudios de organismos, o en lecturas o presentaciones cinematográficas, el profesor los debe orientar hacia ejemplos específicos de la interdependencia de los organismos, pasando así a una perspectiva más sistemática de dicha interacción. Sin embargo, el concepto completo de ecosistema (y el significado de la palabra) se puede dejar para después, hasta que los alumnos tengan muchas de las piezas de este rompecabezas listas para armarlas en el lugar adecuado. El conocimiento previo de las relaciones entre los organismos y el ambiente se debe integrar a los conocimientos crecientes que los alumnos tienen de las ciencias de la Tierra.

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El concepto de un ecosistema debe aportar coherencia al conjunto complejo de relaciones entre los organismos y los ambientes, con los que se han encontrado los alumnos. Una mayor asimilación de los sistemas en general puede inspirar y reforzar la idea del ecosistema como interdependencia de partes, retroalimentación, oscilación, entradas y salidas. Se pueden describir la estabilidad y el cambio de los ecosistemas en términos de variables como: tamaño de la población, cantidad y tipos de especies, y productividad.

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E. Flujo de materia y energíaContenido del CapítuloInvestigación  Véase también...

Los organismos se relacionan entre sí y con su entorno debido a que transfieren y transforman materia y energía. Este concepto fundamental une nociones de las ciencias físicas y biológicas. Pero la transferencia de energía en los sistemas biológicos resulta menos obvia que en los sistemas físicos. En éstos, por lo general, se puede observar directamente de dónde proviene la energía, en sus diversas formas. El fuego calienta el agua; el agua que cae genera electricidad. Sin embargo, es difícil seguir, incluso con modelos, la energía almacenada en las configuraciones moleculares.

Se puede ver el ciclo de la materia y el flujo de la energía en distintos niveles cíe organización biológica, desde las moléculas hasta los ecosistemas. El estudio de los ciclos alimenticios puede comenzar en los primeros grados de la enseñanza elemental con el análisis de la transferencia de materia, y ampliarse en los grados Intermedios con el concepto de flujo de la energía en los organismos, para integrarse después en el nivel de enseñanza media, cuando se desarrolla La comprensión del alumno, a la idea del almacenamiento de la energía en las configuraciones moleculares. El panorama total se da lentamente en los alumnos. En sus primeros años se debe resistir la tentación de simplificar el asunto diciendo que las plantas obtienen su alimento del suelo.

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Los niños deben comenzar a darse cuenta de las partes básicas de la cadena alimenticia las plantas necesitan la luz solar para crecer, algunos animales comen plantas y otros animales comen tanto plantas como animales. Es muy difícil para los alumnos del nivel elemental, el concepto clave de las plantas fabrican sí propio alimento, por lo que éste debe guardarse hasta los grados intermedios.

En el desarrollo del razonamiento infantil puede ayudar el concepto de reciclado, tanto en la naturaleza como en las sociedades humanas. La familiaridad con el reciclado apoya la noción de que la materia continúa existiendo aunque cambia de una forma a otra.

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Los alumnos deben iniciar el descubrimiento de que las sustancias pueden cambiar de forma, y pasar de un lugar a otro, pero que nunca aparecen de la nada ni desaparecen. Se les debe animar a que piensen de dónde provienen y hacia dónde van las sustancias, y que se sientan desconcertados cuando no puedan explicar el origen o el destino de alguna sustancia.

Es correcto iniciar a los estudiantes en el estudio de las cadenas alimenticias en diversos ambientes, pero no parece necesario indicar que los pasos de dicha cadena se clasifican como transferencia de energía. En este nivel, las transferencias de energía se ejemplifican mejor dentro de los sistemas físicos, pues la conceptualización de transferencia biológica de energía se presenta muy complicada.

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En los grados intermedios se debe dar importancia al análisis de la materia a través de los ecosistemas. Para ello los alumnos deben rastrear los ciclos alimenticios en tierra y mar. Al principio, los que se investiguen deben ser locales para que puedan estudiarlos directamente. Tales investigaciones directas serán complementadas con películas que traten sobre ciclos alimenticios en otros ecosistemas, pero este material no debe suplir a la investigación directa. La mayoría de los alumnos visualizan las cadenas y los ciclos alimenticios como creación y destrucción de la materia, y no como descomposición y reconstrucción cíe unidades invisibles. Consideran que los diversos organismos y materiales están formados por distintas clases de materia, y no pueden convertirse unos en otros. Antes de llegar a comprender los átomos, la noción de tabiques reusables, comunes a plantas y animales, se presenta como un gran misterio, por ello, el estudio de los átomos debe relacionarse con el rastreo de la materia en los ecosistemas.

Se debe llamar la atención de los jóvenes hacia la transferencia de energía que se presenta cuando un organismo se nutre de otro. Aquí, es importante que aprendan las diferencias entre cómo obtienen su alimento las plantas y los animales, y la energía que necesitan para vivir. Sin embargo, los alumnos encontrarán el primer obstáculo en la idea de alimento, ya que puede originar confusión el uso cotidiano de esta palabra y uso técnico. En el primero, alimento indica los nutrieres que deben tomar las plantas y los animales para crecer y sobrevivir (con frecuencia, habrá que indicar que las soluciones de las sales minerales que necesitan las plantas son "alimento de plantas"). En su uso científico, alimento sólo índica las sustancias, como carbohidratos, proteínas y grasas, de las que los organismos obtienen la energía que necesitan para crecer y funcionar, así como para obtener el material de que están hechos. Es importante subrayar que los azúcares que fabrican las plantas a partir del agua y del dióxido de carbono son su única fuente de alimento. El agua y los minerales disueltos en ella no son fuentes de energía, ni para las plantas ni para los animales.

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En este nivel los alumnos dominan el tema de los átomos y las moléculas lo suficiente para relacionar la conservación de la materia con el flujo de energía en los sistemas vivos. La energía se puede tener en cuenta para ello, si se imagina como almacenada en configuraciones moleculares formadas durante la fotosíntesis, y desprendida durante la oxidación. Aunque no hay necesidad de explicar toda la energía, los alumnos deben observar el calor generado por consumidores y descomponedores. Las descripciones de los ecosistemas pueden reforzarse, a la vez, mediante la comprensión del concepto de sistemas en general. Aquí puede hablarse de la importancia de la prevención de acciones humanas que dañan los ecosistemas, como el evitar los incendios forestales, por ejemplo.

Este nivel también es adecuado para cuestionar a los alumnos sobre qué significan, para los humanos, todos estos conocimientos del flujo de la materia y la energía a través de los sistemas vivos. Asuntos como el empleo de los combustibles fósiles y el reciclado de materia y de energía tienen la suficiente importancia como para captar gran atención del alumnado de enseñanza media.

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F. La evolución de la vidaContenido del CapítuloInvestigación  Véase también...

En este siglo, ninguna teoría científica ha tenido aceptación más difícil, que la evolución biológica por selección natural. Es contraría a algunas creencias muy arraigadas acerca de cuándo y cómo se crearon el mundo y los seres vivos. La evolución sostiene quelos humanos provienen de criaturas Inferiores, lo cual se opone a lo que la humanidad puede ver con facilidad en cuanto a que, generación tras generación, no cambian las formas de vida. Las rosas siguen siendo rosas y las lombrices, lombrices. Es un concepto extraño que nuevas características surjan sólo por azar, lo cual no satisface a muchos y ofende a otros.

Es importante distinguir entre evolución, los cambios históricos de formas de vida que los científicos aceptan generalmente, y la selección natural, que es el mecanismo de los cambios. Los alumnos deben familiarizarse primero con las pruebas de la evolución, que les proporcionen una base Informada para juzgar distintas explicaciones del asunto. Esta familiaridad depende del conocimiento de la vida y las ciencias físicas el conocimiento de los fenómenos que se desarrollen a distintos niveles de organización biológica y durante grandes intervalos de tiempo, además, cómo se forman los fósiles y cómo se determina su edad. Los alumnos podrían preguntar por qué el registro fósil tiene tantos huecos aparentes. En este caso, se debe aprovechar la oportunidad para mostrar el valor de las matemáticas. La probabilidad de supervivencia de especímenes de cualquier tipo de organismo es mínima ya que las partes blandas del organismo se pueden comer o descomponer, y las partes duras se pueden romper o disolver. La probabilidad de encontrar un fósil es pequeña, porque la mayor parte de éste está enterrada o se desconoce su ubicación. De acuerdo con las matemáticas, la probabilidad de encontrar un espécimen de una especie extinta es extremadamente lejana, lo cual es el producto de las dos probabilidades.

Antes de proponer la selección natural como mecanismo de la evolución, los alumnos deben reconocer la diversidad y la interrelación aparente de las especies. Tardarán años en adquirir los conocimientos suficientes acerca de los organismos vivos y del registro fósil. La selección natural se debe presentar como explicación de fenómenos naturales, y después se debe repasar conforme se revisen fenómenos nuevos. Para apreciar cómo la selección natural explica la evolución, el alumno debe comprender la diferencia importante entre la elección de un individuo con determinada característica y las proporciones variables de esa característica en poblaciones. Su capacidad de concebir esta distinción requiere comprender algo de las matemáticas de las proporciones y las oportunidades que tienen de reflejarse en la diferencia individuo versus población en otros contextos.

La controversia representa un aspecto importante del proceso científico. Por ello, los alumnos deben tener presente que, aunque casi todos los científicos aceptan el concepto general de la evolución de las especies, entre ellos hay distintas opiniones acerca de la rapidez y la naturaleza de los mecanismos de la evolución. Un tema totalmente aparte consiste en conocer cómo se inició la vida, acerca de lo cual todavía no se ha formado un estudio detallado.

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Para que los niños conozcan la diversidad biológica, se puede dirigir su curiosidad al estudio de fósiles y dinosaurios, para hacerles entender que hay formas de vida que ya no existen. Es posible que durante algún tiempo, no distingan entre las criaturas extintas y las que todavía viven por doquier. "Hace mucho" tiene muy poco significado en esta edad. Las observaciones acerca de organismos que existen en su ambiente, pueden ampliarse con la proyección cinematográfica de otros ambientes.

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Los alumnos de estos grados pueden buscar formas en las que organismos de un hábitat difieren de los de otro, y considerar cómo es que algunas de esas diferencias les ayudan a sobrevivir. Se debe recalcar la importancia de las consecuencias que tienen las distintas formas para su supervivencia y reproducción de los organismos. El estudio de los fósiles que muestran las estructuras vegetales y animales constituye un buen método para buscar esas características en los organismos. Las pruebas de la similaridad dentro de la diversidad de los organismos actuales se pueden obtener, una vez que el alumno ha adquirido conocimientos mayores de las semejanzas y diferencias anatómicas.

Al terminar el quinto grado de enseñanza elemental los alumnos deben saber que:

Del sexto grado de enseñanza elemental al segundo grado de enseñanza media Contenido del Capítulo

En esta etapa se desarrollarán distintas líneas de evidencia tanto de las extinciones como de las persistencias, hasta el conocimiento de la historia de la evolución. La sedimentación de rocas puede ser un elemento que indique la edad relativa. Sin embargo, la edad real, la cual requiere comprender la datación isotópica, debe esperar hasta niveles superiores, cuando los alumnos aprendan la estructura atómica. Al respecto, existen experimentos de reproducción animal que demuestran la herencia de características y los efectos de la selección. Lo que estimuló la imaginación de Darwin para concebir que se pueden acumular las diferencias entre generaciones sucesivas fue su familiaridad con la crianza selectiva.

Al terminar el segundo grado de enseñanza media los alumnos deben saber que: Del tercer grado de enseñanza media al tercer grado de enseñanza media superiorContenido del Capítulo

Con el conocimiento de lo que es el cambio evolucionario y cómo actuó a lo largo del tiempo geológico, los alumnos pueden concentrarse en su mecanismo. Necesitan pasar del razonamiento en términos de selección de individuos con una sola característica, a proporciones cambiantes de una característica en las poblaciones. Pueden revisar el caso de la selección artificial, mediante estudios de pedigríes para aplicar los conceptos a los sistemas naturales, en los que la selección se debe a condiciones ambientales. Ahora, al comprender la radiactividad, los alumnos pueden comprender las técnicas de datación isotópica que se emplean para determinar la edad real de los fósiles, y con ello apreciar que ha pasado el tiempo suficiente para los cambios sucesivos que se han acumulado. El conocimiento del ADN ayuda a comprender la evidencia de que la vida evolucionó a partir de ancestros comunes, y es un mecanismo reconocido del origen de nuevas características.

No se debe olvidar la historia. Al aprender lo relativo a Darwin y los motivos que le condujeron al concepto de la evolución, se demuestran los papeles interrelacionados de la evidencia y la teoría en el quehacer científico. Además, este concepto proporcionó un marco de referencia para organizar tanto el conocimiento biológico nuevo como el "viejo" para determinar un cuadro coherente que incluyera las diversas formas de vida.

Por último, se debe considerar la actitud del público. La oposición a esta teoría proviene de personas cuya interpretación de escrituras religiosas se opone a la idea de la evolución. En la escuela no se debe evitar este asunto. Quizá, las clases científicas puedan reconocer que hay desacuerdo y concentrarse francamente en presentar el punto de vista científico. Aun sí el alumno, al final, elige no creer en la ciencia, debe estar bien informado de lo que ha rechazado.

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