Bio 2 by Carola DaJs

RECURSOS PARA EL DOCENTE

Biología 2 Procesos de cambio en los sistemas biológicos: evolución, reproducción y herencia

Alejandro J. Balbiano María Gabriela Barderi María Laura Godar Elina I. Godoy Celia E. Iudica Natalia Molinari Leto ES 2.º año

Pablo A. Otero

RECURSOS PARA EL DOCENTE

Biología 2 Procesos de cambio en los sistemas biológicos: evolución, reproducción y herencia

Biología 2. Procesos de cambio en los sistemas biológicos: evolución, reproducción y herencia Recursos para el docente Santillana es una obra colectiva, creada, diseñada y realizada en el Departamento Editorial de Ediciones Santillana, bajo la dirección de Graciela Pérez de Lois, por el siguiente equipo: Alejandro J. Balbiano - María Gabriela Barderi - María Laura Godar Elina I. Godoy - Celia E. Iudica - Natalia Molinari Leto - Pablo A. Otero Editoras: María Gabriela Barderi y Nora B. Bombara Jefa de edición: Edith Morales Gerencia de gestión editorial: Mónica Pavicich

Índice Recursos para la planiﬁcación, pág. 2 • Clave de respuestas, pág. 7

Jefa de arte: Diagramación: Corrección:

Claudia Fano. Adrián C. Shirao y Exemplarr. Martín H. Vittón.

Este libro no puede ser reproducido total ni parcialmente en ninguna forma, ni por ningún medio o procedimiento, sea reprográfico, fotocopia, microfilmación, mimeógrafo o cualquier otro sistema mecánico, fotoquímico, electrónico, informático, magnético, electroóptico, etcétera. Cualquier reproducción sin permiso de la editorial viola derechos reservados, es ilegal y constituye un delito. © 2013, EDICIONES SANTILLANA S.A. Av. L. N. Alem 720 (C1001AAP), Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. ISBN: 978-950-46-3204-7 Queda hecho el depósito que dispone la Ley 11.723 Impreso en Argentina. Printed in Argentina. Primera edición: xxxxxxx.

Biología 2 : procesos de cambio en los sistemas biológicos: evolución, reproducción y herencia : recursos para el docente / Alejandro Balbiano ... [et.al.]. - 1a ed. - Buenos Aires : Santillana, 2013. 24 p. ; 28x22 cm. - (Conocer +) ISBN 978-950-46-3204-7 1. Biología. 2. Enseñanza Secundaria. 3. Guía Docente. I. Balbiano, Alejandro CDD 574.712

Este libro se terminó de imprimir en el mes de xxxxxxxxxxxxxxxxx, en Grafisur, Cortejarena 2943, Buenos Aires, República Argentina.

2 Estrategias didácticas Interpretación de cuál es el objeto de estudio de la biología. Análisis del papel que cumplen las metaciencias en el ámbito científico. Descripción de las estrategias de la investigación científica. Interpretación del papel que cumplen las mujeres en la investigación científica. Análisis de la importancia que tiene para los científicos la divulgación científica. Lectura y análisis histórico del naturalista argentino Florentino Ameghino. Opinión y debate sobre ciencia básica versus ciencia aplicada. Análisis del concepto de biodiversidad. Comparación de las diferentes hipótesis que intentaron explicar el origen de la biodiversidad a través del tiempo. Descripción de los distintos tipos de evidencias que tienen los científicos para explicar cómo se llevó a cabo la evolución de los seres vivos. Interpretación del concepto de fosilización. Análisis del objeto de estudio de la paleontología. Interpretación de la idea del ancestro común. Descripción del proceso de evolución. Interpretación de la clasificación de los seres vivos. Construcción de árboles filogenéticos. Lectura y análisis histórico de los naturalistas que recorrieron Argentina en los siglos xviii y xix. Opinión y debate sobre las posibles causas de la extinción de especies: naturaleza versus ser humano. Interpretación de las teorías de la evolución propuestas por Lamarck y Darwin. Comparación de las teorías evolutivas propuestas por Lamarck y Darwin. Análisis del concepto de selección natural. Enumeración de las objeciones realizadas por otros científicos a la selección natural. Interpretación de la teoría sintética de la evolución. Lectura y análisis sobre el aporte tanto de los aciertos como de los errores en la construcción del conocimiento. Opinión y debate sobre la representación de la evolución; escalera evolutiva versus árbol evolutivo.

Contenidos

La biología: una ciencia natural. La provisionalidad de la ciencia. La metaciencias: epistemología, historia de la ciencia y sociología de la ciencia. Las especializaciones en biología. La actividad científica. Mujeres en ciencia. Comunicación científica. La divulgación científica.

La biodiversidad y su origen. Evidencias de los cambios en los seres vivos: los restos fósiles, la anatomía comparada y la distribución geográfica. La idea del ancestro común. La evolución como hecho y teoría. La clasificación de los seres vivos. Los árboles filogenéticos.

La evolución según Lamarck. Darwin y la selección natural. La evolución por selección natural. Las especies biológicas y sus poblaciones. Las objeciones a la selección natural. La teoría sintética de la evolución.

Teorías evolutivas

Origen de la biodiversidad

Pensar en ciencia

Capítulo

Recursos para la planificación

Interpretar las similitudes y diferencias que existen entre las teorías evolutivas propuestas por Lamarck y por Darwin. Distinguir las características del concepto de selección natural. Analizar la errónea interpretación que se le da en ocasiones al concepto de selección natural. Analizar como enriquecen los nuevos conocimientos adquiridos en el ámbito de la genética a la teoría de la evolución por selección natural.

Analizar, por medio de ejemplos, el concepto de biodiversidad. Comparar las diferentes hipótesis sobre el origen de la biodiversidad. Describir las similitudes y las diferencias que existen entre las evidencias científicas que reflejan la evolución de los seres vivos. Interpretar en qué condiciones ambientales se lleva a cabo el proceso de fosilización. Clasificar las diferentes especies de acuerdo con el criterio de clasificación actual. Analizar la idea del ancestro común por medio de la construcción de árboles filogenéticos sencillos.

Interpretar, a partir de diversos ejemplos, cuál es el objeto de estudio de la biología. Analizar las estrategias que utilizan los científicos cuando investigan diversos fenómenos. Interpretar el papel que desempeñan las mujeres científicas. Reflexionar sobre la importancia de los medios de comunicación en la divulgación científica.

Expectativas de logro

Estructura celular

Primeras células

Selección natural y especies

Capítulo

ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Caracterización de los tres conceptos fundamentales que sustentan la selección natural: variabilidad, heredabilidad y éxito reproductivo. Descripción de los tres tipos de selección natural: estabilizadora, direccional y disruptiva. Análisis del concepto de adaptación. Análisis del concepto de especiación. Descripción de los diferentes tipos de especiación. Lectura y reflexión sobre otros mecanismos evolutivos además de la selección natural. Opinión y debate sobre el control biológico de plagas, ventajas y desventajas. Interpretación de las diferentes hipótesis sobre el origen de la vida en la Tierra que se han formulado a lo largo de la historia. Descripción de las condiciones de la atmósfera y de la Tierra primitivas. Análisis de la teoría de Oparin y Haldane. Interpretación de la relación que existe entre la hipótesis de Oparin y Haldane, y la experiencia de Miller. Análisis de la nutrición de las primeras células y su relación con la composición de la atmósfera primitiva. Interpretación del concepto de fotosíntesis. Lectura y análisis histórico de la biogénesis y la abiogenésis. Opinión y debate sobre el origen de la vida: terrestre versus extraterrestre. Interpretación del posible origen de las células procariotas. Identificación de los diversos tipos de células procariotas. Descripción de la estructura de la membrana plasmática. Interpretación del modelo de mosaico fluido. Caracterización de las funciones de la membrana plasmática y su relación con el transporte celular. Interpretación del posible origen de la célula eucariota. Clasificación de las células eucariotas. Análisis de las diferencias que existen entre las células eucariotas vegetales y animales. Descripción de los orgánulos presentes en las células eucariotas. Identificación de las características del núcleo celular. Análisis del uso del microscopio en el estudio de las células. Interpretación de la teoría endosimbiótica. Lectura y análisis histórico sobre el descubrimiento de la muerte celular programada o apoptosis. Análisis y reflexión acerca de las bacterias, su rol benéfico y su rol negativo.

CONTENIDOS

Selección natural y especies. Selección natural: variabilidad, heredabilidad y éxito reproductivo. Tipos de selección natural: estabilizadora, direccional y disruptiva. Adaptaciones. Adaptaciones no evolutivas y aclimatación. Las adaptaciones y la “perfección” de los seres vivos. Interpretaciones erróneas sobre la selección natural. El origen de las nuevas especies. Especiación alopátrica y simpátrica.

Explicaciones sobre el origen de la vida. Fin de la generación espontánea. Origen de la vida en la Tierra. Hipótesis sobre el origen de la vida. Condiciones de la atmósfera y de la Tierra primitivas. Evolución prebiótica: hipótesis de Oparin y Haldane. Experiencia de Miller. Nutrición de las primeras células. Inicios de la fotosíntesis.

Origen de las células procariotas. Diversidad de las células procariotas. Membrana plasmática. Origen de la célula eucariota. Células eucariotas vegetales y animales. Orgánulos de las células eucariotas. Pared celular. Características del núcleo celular. Origen del núcleo celular. Las células y el microscopio. Teoría endosimbiótica: origen de cloroplastos y mitocondrias.

Interpretar, mediante diversos tipos de información, el posible origen de las células procariotas. Identificar, por medio de imágenes, la diversidad de células procariotas. Establecer la relación que existe entre la composición de la membrana plasmática y su función. Interpretar por medio de la lectura de diversos textos el posible origen de la célula eucariota. Clasificar a partir de similitudes y diferencias los diversos tipos de células eucariotas. Analizar por medio de la observación de esquemas las diferencias que existen entre una célula vegetal y una animal. Distinguir en diversas imágenes los orgánulos presentes en las células eucariotas. Interpretar la función de cada uno de los orgánulos de las células eucariotas. Analizar la función del núcleo celular y el papel que cumple en la división de las células. Comprender la utilidad que tiene el microscopio para el estudio de las células. Analizar el origen de los cloroplastos y las mitocondrias a la luz de la teoría endosimbiótica.

Interpretar por medio de gráficos y esquemas las diferentes hipótesis sobre el origen de la vida en la Tierra que se han formulado a lo largo de la historia. Analizar las condiciones de la atmósfera y de la Tierra primitivas. Comparar las características de la atmósfera y de la Tierras primitivas con las que hay en la actualidad. Analizar la relación que hay entre la hipótesis de Oparin y la experiencia de Miller. Comprender cómo varió la composición de la atmósfera primitiva cuando se inició el proceso de fotosíntesis.

Comprender los significados de los tres “pilares” en los cuales se sustenta la selección natural. Describir e interpretar las diferencias que existen entre los tres tipos de selección natural. Analizar el concepto de especiación. Describir ejemplos concretos de especiación simpátrica y alopátrica.

Expectativas de logro

4 Interpretación de diversas teorías sobre el origen de los organismos pluricelulares. Análisis del concepto de especialización celular. Enumeración de las ventajas de la pluricelularidad. Reflexión sobre la función de la mitosis en los organismos unicelulares y pluricelulares. Identificación de las etapas del ciclo celular. Diferenciación de los diferentes niveles de organización biológica. Lectura y análisis sobre las células de Henrietta (HeLa) y su aporte a la investigación científica. Reflexión y análisis sobre el cáncer, entre detectar y evitar células cancerígenas. Comparación de los mecanismos de reproducción asexual y sexual. Análisis de las ventajas y desventajas de ambos tipos de reproducción. Interpretación del papel que cumplen los gametos en la fecundación. Análisis del proceso de gametogénesis. Comparación entre los diferentes tipos de fecundación: interna y externa. Descripción de diferentes estrategias y comportamientos reproductivos. Caracterización de los diferentes ciclos de vida. Identificación de los diferentes tipos de desarrollo embrionario. Análisis de las diversas teorías sobre el origen evolutivo de la reproducción sexual. Descripción de los diferentes mecanismos de especiación y de aislamiento reproductivo. Comparación de las estrategias reproductivas r y K. Lectura y análisis histórico sobre la teoría preformacionista hasta la aparición de la teoría epigenetista. Opinión y debate a favor y en contra de los híbridos. Descripción de la reproducción asexual en las plantas. Identificación de las diferencias que existen entre la reproducción sexual natural y la artificial. Análisis de la reproducción sexual en gimnospermas y angiospermas. Descripción de los diferentes tipos de polinización. Interpretación del concepto de coevolución. Enumeración de los diferentes tipos de frutos y semillas. Descripción de las características de las semillas. Caracterización de la dispersión de frutos y semillas. Lectura y análisis histórico sobre el estudio de las orquídeas y su polinización. Opinión y debate sobre cultivos, orgánicos versus hidropónicos.

Origen de los organismos pluricelulares. Especialización celular. Ventajas de la pluricelularidad. Mitosis en los organismos unicelulares y en los pluricelulares. Etapas del ciclo celular. Diversidad celular. Niveles de organización: protoplasmático, celular, tisular, de órganos y de sistemas de órganos.

La reproducción en los seres vivos. Tipos de reproducción: asexual y sexual. Ventajas y desventajas de ambos tipos de reproducción. Gametos y fecundación. La formación de los gametos. La fecundación: externa e interna. Diversidad en la reproducción. Estructuras reproductivas. Comportamientos. Ciclos de vida. Tipos de ciclo de vida. Desarrollo embrionario. Etapa postembrionaria. Origen evolutivo de la reproducción sexual. Teorías sobre el origen de la reproducción sexual. Especiación y aislamiento reproductivo. Estrategias reproductivas r y K.

Reproducción asexual en las plantas. Reproducción asexual natural y artificial. Reproducción sexual en las plantas. Reproducción sexual en gimnospermas y angiospermas. La polinización: tipos. Coevolución y especificidad entre especies. Los frutos y las semillas. Características de las semillas. Dispersión de frutos y semillas.

Reproducción en las plantas

Función de reproducción

De unicelulares a pluricelulares

Estrategias didácticas

Contenidos

Capítulo

Describir diversas imágenes en las que se encuentran ilustrados los diferentes tipos de reproducción asexual que se observan en las plantas. Identificar las diferencias entre la reproducción asexual natural y artificial. Describir los diferentes tipos de polinización. Interpretar, mediante diversos ejemplos, el concepto de coevolución. Enumerar, mediante la observación directa, los diferentes tipos de frutos y semillas. Describir las partes de una semilla y la función que cumple cada una de ellas. Relacionar las características que tienen los frutos y las semillas y vincularlas con los diferentes tipos de dispersión.

Comparar, mediante ejemplos concretos, las diferencias que existen entre la reproducción asexual y la sexual. Analizar, por medio de cuadros comparativos, las ventajas y desventajas de ambos tipos de reproducción. Analizar el papel que cumplen los gametos en la fecundación. Analizar por medio de la observación de esquemas el proceso de gametogénesis. Comparar mediante diversos ejemplos la fecundación externa e interna. Describir diferentes tipos de comportamientos reproductivos que se llevan a cabo en los animales. Caracterizar los diferentes ciclos de vida. Comparar los diferentes tipos de desarrollo embrionario de manera de poder establecer similitudes y diferencias. Analizar bibliografía sobre las diferentes teorías que intentan explicar el origen de la reproducción sexual. Describir los diferentes mecanismos de especiación y aislamiento reproductivo. Comparar, mediante ejemplos concretos, las estrategias reproductivas r y K.

Interpretar las diversas teorías sobre el origen de los organismos pluricelulares. Analizar las ventajas y desventajas de la especialización celular mediante la construcción de cuadros comparativos. Identificar las diferencias de la función que cumple la mitosis en los organismos unicelulares y pluricelulares. Identificar las diferentes etapas del ciclo celular mediante la observación de esquemas. Diferenciar las características de cada uno de los niveles de organización biológica y ejemplificarlos.

Expectativas de logro

Ejemplificación de los diferentes tipos de reproducción asexual en animales. Análisis del concepto de regeneración. Identificación de las diferencias entre la reproducción biparental y uniparental. Interpretación de los diversos comportamientos reproductivos. Análisis del concepto de fecundación. Descripción de los diferentes tipos de desarrollo embrionario. Reflexión sobre el cuidado de las crías en diferentes especies. Lectura y análisis sobre la biología evolutiva y la biología del desarrollo. Opinión y debate sobre la reproducción sin límites y la reproducción limitada. Identificación de las características de la reproducción humana. Diferenciación entre los conceptos de sexo, sexualidad y genitalidad. Análisis del papel que la sexualidad juega en la adolescencia. Descripción de los sistemas reproductores masculino y femenino e identificación de los órganos involucrados. Diferenciación entre los conceptos de fertilidad y fecundación. Descripción de la gestación. Identificación de diversas infecciones de transmisión sexual (candidiasis, VPH, VIH). Análisis de los conceptos de salud sexual y reproductiva. Enumeración de las diferentes técnicas de diagnóstico y de fertilización asistida. Lectura y análisis sobre el “misterio” de la menstruación. Reflexión y análisis comparativo sobre la sexualidad biológica y la cultural.

Diversidad reproductiva animal: la reproducción sexual. Tipos de reproducción asexual en animales. Capacidad de regeneración. La reproducción sexual. La reproducción biparental o bisexual. La reproducción uniparental. Diversidad en la reproducción. Comportamientos reproductivos. Fecundación. Desarrollo embrionario: ovíparo, ovovivíparo y vivíparo. El cuidado de las crías. Comportamiento afectivo de los primates.

Características de la reproducción humana. Sexo y sexualidad. Sexualidad y adolescencia. Sistema reproductor masculino. Sistema reproductor femenino. Fertilidad y fecundación. Gestación. Infecciones de transmisión sexual: candiasis, VPH (Virus del Papiloma Humano) y VIH (virus de Inmunodeficiencia Humana). Salud sexual y reproductiva. Nuevas tecnologías al servicio de la reproducción. Técnicas de diagnóstico. Fertilización asistida.

Reproducción en los animales

Reproducción humana

Estrategias didácticas

Contenidos

Capítulo

Identificar las características que son propias de la reproducción humana. Diferenciar, utilizando la información adecuada, los conceptos de sexo, sexualidad y genitalidad. Reflexionar sobre el papel que juega la sexualidad durante la adolescencia. Identificar mediante la observación de esquemas los sistemas reproductores masculino y femenino. Interpretar las diferencias entre los conceptos de fertilidad y fecundación. Describir en qué consiste la gestación. Identificar diferentes tipos de infecciones de transmisión sexual, señalando los problemas de salud que ocasionan a los seres humanos. Reflexionar sobre la importancia de tomar conciencia sobre cuidar nuestra salud sexual y reproductiva. Enumerar y describir las diferentes técnicas de diagnóstico y de fertilización asistida.

Reconocer los diferentes tipos de reproducción sexual que se llevan a cabo en los animales. Analizar en ejemplos concretos el concepto de regeneración. Identificar las diferencias entre la reproducción biparental y uniparental. Interpretar diversos ejemplos de compartimientos reproductivos en los animales. Describir los diferentes tipos de desarrollo embrionario y relacionarlos con el hábitat de los animales. Reflexionar sobre el cuidado de las crías que se observa en algunas especies de animales.

Expectativas de logro

6 Revisión histórica de las leyes de la herencia y de los experimentos de Mendel. Análisis de la teoría cromosómica de la herencia. Identificación de las diferencias entre los conceptos de genotipo y fenotipo. Identificación de diversos ejemplos de herencia genética que no siguen las leyes de Mendel: herencia ligada al sexo y codominancia. Descripción de los procesos de espermatogénesis y ovogénesis. Identificación de factores internos y externos que afectan al fenotipo. Análisis de la relación que existe entre del concepto de selección natural y los genes. Lectura y análisis histórico desde el descubrimiento de enfermedades hereditarias en la realeza hasta el desarrollo de la biología molecular. Opinión y debate sobre el concepto de raza, en el pasado y en la actualidad. Interpretación del concepto de selección artificial y del origen de las razas animales. Análisis de la aplicación del concepto de selección artificial en la ganadería, en la agricultura y en la obtención de organismos transgénicos. Comprensión del concepto de clonación. Interpretación de la importancia de la clonación de plantas y animales. Enumeración de otras aplicaciones de la selección artificial. Análisis del concepto de células madre. Lectura y reflexión sobre la “supuesta” selección artificial del cangrejo heikegani. Análisis y debate sobre la clonación, posturas a favor y en contra.

Mendel y la herencia biológica. Los experimentos de Mendel. Primera ley de Mendel: ley de la uniformidad. Segregación hereditaria. Segunda ley de Mendel: ley de la segregación. Resultados y conclusiones. Tercera ley de Mendel: ley de la distribución independiente. Resultados y conclusiones. Teoría cromosómica de la herencia. Los experimentos de Boveri, Sutton y Morgan. Herencia ligada al sexo. Genotipo y fenotipo. Excepciones de las leyes de Mendel. La reproducción y la diversidad. Meiosis y gametogénesis. Espermatogénesis. Ovogénesis. Fecundación y diversidad. Variabilidad genética. Herencia ligada al sexo (X o Y). Herencia autosómica dominante y recesiva. Factores que afectan el fenotipo: internos y externos. Selección natural.

Conceptos sobre selección artificial. El origen de las razas animales. Selección artificial en la ganadería y en la agricultura. Selección artificial y biotecnología. Organismos transgénicos. Clonación. Clonación en plantas. Micropropagación. Clonación en animales. Otras aplicaciones de la selección artificial. Inseminación artificial. Células madre.

Selección artificial

Leyes de la herencia

Estrategias didácticas

Contenidos

Capítulo

Interpretar la relación que existe entre el origen de las razas animales y el concepto de selección artificial. Analizar la importancia que tiene la aplicación de la selección artificial en la ganadería y en la agricultura. Comprender el concepto de clonación y la importancia de su aplicación en plantas y animales. Enumerar diversas aplicaciones de la selección artificial. Analizar el concepto de células madre y su relación con el ámbito médico.

Reconocer la importancia que tuvieron las experiencias realizadas por Mendel en el nacimiento de una nueva rama de la biología: la genética. Analizar, por medio de experimentos históricos, la teoría cromosómica de la herencia. Establecer diferencias entre los conceptos de genotipo y fenotipo. Analizar diversos ejemplos, históricos y actuales, de herencia que no siguen las leyes de Mendel, como la herencia ligada al sexo y la codominancia. Describir, mediante la observación de imágenes, los procesos de espermatogénesis y ovogénesis. Identificar los factores internos y externos que afectan al fenotipo. Analizar casos concretos donde se ponga de manifiesto la relación que existe entre los genes y la selección natural.

Expectativas de logro

Clave de respuestas Pensar en ciencia Página 7 Punto de partida a) En esta respuesta, se espera que los alumnos puedan relacionar la anécdota (que incluye cuestiones ecológicas del presente y del pasado) con la biología. Es posible que justifiquen la idea a partir del análisis etimológico de la palabra (Bio: vida; Logos: estudio), que seguramente fue presentada en instancias anteriores de su formación. b) Esta pregunta pretende indagar si los alumnos consideran a la biología como parte de la ciencia y su proceso de construcción. c) Esta pregunta intenta averiguar acerca de las especializaciones en biología que son conocidas por los alumnos. Podrán contestar teniendo en cuenta la paleontología, la evolución y la ecología, entre otras. d) Esta instancia busca identificar los intereses de los alumnos y su estado de conocimiento en cuanto al tema. Al ser una pregunta de carácter relativamente abierto, será enriquecedor establecer algún momento de puesta en común con los compañeros. e) Se pretende reconocer si los alumnos le dan alguna importancia a la divulgación científica como agente de cambio social.

Página 9 1. a) Las ciencias naturales; procesos/procedimientos; b) Los sistemas vivientes; c) Provisionales; d) Las demás ciencias; e) Metaciencias.

Página 11 Ciencia sin fin Sí. Por medio de la epistemología se podría estudiar cómo es que él realizaba los descubrimientos de los fósiles, qué técnicas utilizaba, cómo informaba sus hallazgos, etc., porque es una metaciencia que intenta explicar cómo se generan los conocimientos. Las costumbres de Ameghino a la hora de explorar y el contexto social en el cual el investigador se manejaba son datos de interés para la historia de la ciencia. La intención de esta pregunta es tratar de averiguar el estado de conocimiento de los alumnos en cuanto a la importancia de la divulgación científica. El discurso hace referencia a las costumbres de la época, a la relevancia que se le daba al conocimiento, etc. Estos temas pueden ser tomados como parte del objeto de estudio de la historia de la ciencia. A su vez, estas cuestiones relacionadas con el beneficio de la sociedad o no, a partir de estos hallazgos, podrían relacionarse con la sociología de la ciencia.

Página 13 2. Esta actividad es de carácter abierto y pretende generar un espíritu investigativo por parte de los alumnos. Es una interesante propuesta que promueve al intercambio de información posibilitando también el acceso a instancias nuevas de aprendizaje en temas de interés para los alumnos. 3. Esta actividad pretende aumentar el acervo de conocimientos frente a cuestiones serendípicas y, además, intenta poner a los alumnos en posición de divulgadores.

Página 15 Puntos de vista a) Las ciencias básicas constituyen la base teórica de los conocimientos sobre la que se apoya la ciencia aplicada o la tecnología. Las ciencias básicas nutren, tarde o temprano, a las ciencias aplicadas; esto hace que las fronteras entre una y otra sean cada vez más difusas. Actualmente, el tiempo que pasa entre un descubrimiento básico y su aplicación ha ido disminuyendo, por lo que distinguir entre ciencia básica y aplicada es difícil. Por esta

razón no existen proyectos científicos completamente básicos o aplicados, más bien son una mezcla de ambos, es decir que se complementan. b) Argumentos a favor: las universidades, al patentar descubrimientos o inventos hechos en esas casas de estudio, obtienen fondos para seguir investigando o llevando adelante nuevos proyectos. En otras palabras, generan sus propios fondos. Argumentos en contra: si las universidades priorizan los temas prácticos y técnicos por sobre los de ciencia pura, pueden perder interés en financiar los temas básicos en desmedro de los temas que pueden generar beneficios comerciales. En otras palabras, si solo se destinan fondos para temas que producen dinero, la investigación básica se ve perjudicada.

Página 16 4. a) Los alumnos deberán subrayar los siguientes términos: historia de la ciencia, sociología de la ciencia y epistemología. b) Historia de la ciencia: pretende comprender cómo ha ido cambiando la ciencia a lo largo de la historia. Sociología de la ciencia: trata de comprender las relaciones entre la sociedad y la ciencia. Epistemología: intenta comprender qué es la ciencia y cómo se generan los conocimientos. 5. a) Los alumnos podrán subrayar y encontrar relación entre las siguientes frases: elaboración de hipótesis, comprobación de hipótesis; experimentación y divulgación. b) En el caso de que los alumnos no hayan encontrado relación con la divulgación científica, esta pregunta los pone nuevamente en situación sobre ese tema. Se espera que justifiquen la importancia de la divulgación científica para el desarrollo de nuevos conocimientos e ideas y además para la apropiación de los conocimientos por parte de la sociedad, como una herramienta más para la toma de decisiones. 6. a) El objetivo de esta actividad es que los alumnos puedan pensar si esta sería una descripción científica de la utilidad del microscopio. b) Esto demuestra la provisionalidad de los conocimientos científicos, porque con los conocimientos actuales sobre la física óptica se puede hacer una descripción mucho más exhaustiva sobre el microscopio óptico y sobre los detalles que este instrumento permite observar. c) No podría ser incluida en un paper científico porque carece de rigurosidad y detalle en la explicación de sus observaciones. 7. La intención de esta actividad es que los alumnos puedan realizar sus propias interpretaciones sobre las competencias y puedan ejemplificarlas en la entrevista imaginaria. Esta instancia es interesante a la hora de compartir las producciones y discutir con el grupo total si estas tienen en cuenta o no todas las competencias detalladas en el texto: elaborar hipótesis, diseñar experimentos y llevarlos a la práctica, identificar variables, registrar datos y observaciones, analizar resultados, comunicar los resultados de sus investigaciones. 8. Se espera que los alumnos puedan reflexionar que la idea de construcción social colectiva de la ciencia refiere a que, entre todos los actores de la sociedad, influimos en el desarrollo de los conocimientos. Además, los alumnos podrán hacer referencia acerca de la influencia del momento histórico en el desarrollo científico y viceversa. 9. a) Debe ser objetiva y su respuesta debe poder hallarse a través de una investigación. b) Esta actividad pretende que los alumnos discutan posibles respuestas a la pregunta que han elegido para trabajar. La formulación de la hipótesis puede ser compleja y para esto será relevante la función del docente como moderador. c) En este caso, se espera que confirmen si la pregunta es investigable y que para eso organicen su trabajo. Podrán hacer búsquedas bibliográficas, experiencias, etcétera. d) Esta pregunta completa la pregunta c).

e) Se espera que los alumnos puedan decir que la serendipia es posible porque queda claro que en el intento de resolver un problema de investigación pueden aparecer “por casualidad” otros conocimientos. 10. El hallazgo de fósiles de manera casual en San Pedro fue real. No se tiene evidencia de que la conversación haya existido entre un abuelo y un nieto. También es posible que encuentren datos relacionados con el megaterio o con la desaparición de especies de pájaros. Lo interesante de esta cuestión es poder discutir con los alumnos los argumentos y evidencias que ellos utilicen a la hora de discutir la veracidad de los hechos. 11. Se nombran las revistas Nature, Science, Naturalist´s Miscellany. También se hace referencia a Tecnópolis, etc. La intención es que puedan investigar acerca de estas y otras formas de comunicación en ciencia.

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Sección I. Evolución: origen y diversidad de los seres vivos

Página 25 Ciencia sin fin

5. La presencia de una especie en un determinado ambiente no depende solo de que el ambiente sea el adecuado. Además, existen cuestiones relacionadas con la posibilidad de arribar a ese lugar de algunos individuos para fundar la población, e incluso, una vez fundada, de que exista la posibilidad de extinciones locales. La presencia de otras especies competidoras, de depredadores y/o parásitos, puede impedir el asentamiento de una población en un determinado ambiente. 6. El grupo de mamíferos placentarios. 7. Un ejemplo muy interesante de analogía son los ojos de los vertebrados y de los cefalópodos, con muchas similitudes anatómicas, pero con origen totalmente independiente. Un ejemplo de homología puede ser el extremo de la pata de un caballo con el dedo medio humano.

capítulo

Origen de la biodiversidad

Página 17 Punto de partida a) Lo que sucede es que todavía no han sido explorados todos los ambientes. Por ejemplo, el fondo de los océanos es un ambiente poco explotado y muy extenso. Además, en algunos taxones, como por ejemplo el de las bacterias, no se habían descubierto nuevas especies por no contar con la tecnología adecuada, pero actualmente se disponen de métodos que permiten describir muchas nuevas especies de bacterias. b) La idea de esta pregunta es que quede un registro escrito del alumno sobre sus ideas acerca del origen de la diversidad de los seres vivos. Sería bueno que el docente retome esta pregunta finalizado el tratamiento del tema. c) Las cifras actuales y aproximadas son las siguientes: clase Insectos (entre 6 y 10 millones de especies descriptas) y la clase Mamíferos (aproximadamente 5.500 especies descriptas). d) Respuesta abierta. La idea de esta respuesta es que el docente tenga, antes de tratar el tema, las respuestas de sus alumnos. Es probable que los alumnos opinen que es importante conservar la biodiversidad por diversos motivos; algunos de ellos pueden ser: motivos prácticos (los seres vivos nos proveen materias prima) o por motivos estéticos y morales (el resto de las especies tienen el mismo derecho a vivir que la especie humana).

Página 19 1. Tanto en las figuras del fijismo como del transformismo, el origen de cada especie es independiente y propio, mientras que para el evolucionismo el origen de las distintas formas es común a todas. 2. La idea de esta actividad es tener un punto de partida con el cual comparar las respuestas que dieron los alumnos. Con todas las respuestas, el docente podrá armar un cuadro que resuma las explicaciones más frecuentes que dieron los alumnos sobre origen y diversidad de los seres vivos. Esto servirá como puntapié inicial para comenzar a tratar el tema en clase.

Página 21 3. El registro fósil indefectiblemente está incompleto por el hecho de que la fosilización es un evento bastante poco común. La fosilización se da solo en condiciones particulares, de modo que es poco frecuente. 4. El alumno buscará la información en diversas fuentes, y deberá redactar un breve informe sobre lo que le llamó más la atención de la especie investigada. Se aconseja que el docente promueva la redacción personal de este breve texto, ya que la idea es justamente ver qué llamó la atención del alumno. Los ejemplos investigados podrán ser utilizados durante las clases.

Página 27 8. a) Si se analiza el árbol filogenético, se observa que el último ancestro común entre estas dos especies data de hace aproximadamente 70 millones de años. b) Cuando se elabora un árbol filogenético se incluye, entre las especies de interés, una especie que se sabe que no tiene relación evolutiva cercana con el grupo estudiado. En este caso se incluyó al perro (Canis lupus familiaris). 9. Taxonomía es la rama de la biología encargada de determinar y diferenciar las especies. Sistemática es la disciplina encargada de descubrir las relaciones evolutivas entre los diferentes taxones.

Página 29 Puntos de vista a) Los científicos que opinan esto, plantean otras hipótesis como causa de la extinción masiva del Pérmico: impacto de un asteroide de gran tamaño, la explosión de una supernova cercana, y la liberación de grandes cantidades de gases invernadero atrapadas en los fondos oceánicos, entre otros. Incluso, sugieren que puede ser la suma de varios de estos factores. b) El ser humano podría provocar una sexta extinción masiva si no deja de causar impacto ambiental, si no deja de provocar la desaparición de especies y si sigue provocando contaminación ambiental. c) Depende de nuestro comportamiento futuro. Si corregimos los errores cometidos en el pasado, seguiremos siendo “Homos sabios y pensantes”; pero si seguimos destruyendo lo que nos rodea y consumiendo todo, no quedará duda de que extinguiremos la vida sobre la Tierra. d) En una sexta extinción masiva, sin lugar a dudas que la especie humana, tarde o temprano, también se extinguiría. Al extinguirse la mayor parte de las especies animales y vegetales no quedarían recursos naturales para uso humano.

Los alumnos deberán investigar en la Web sobre algunos de los congresos científicos que están pautados llevarse a cabo en la Argentina durante el año 2013. La importancia de los congresos es que en ellos los científicos se encuentran y se comunican los avances que han obtenido en sus investigaciones. Es una gran oportunidad para poder actualizarse y discutir los nuevos conocimientos de cada disciplina científica. Para resolver esta pregunta recomendamos al docente que consulte algunas de estas fuentes bibliográficas: Buenos Aires, un millón de años atrás. Fernando Novas. 2006. Siglo xxi. Los mamíferos fósiles de Buenos Aires. Ricardo Pasquali y Eduardo Tonni. 2004. Jorge Sarmiento Editor. Mamíferos fósiles. Eduardo Tonni y Ricardo Pasquali. 2005. Jorge Sarmiento Editor. La evolución biológica es una de las ramas de la biología que contienen un componente histórico. Por ello, las explicaciones evolutivas actuales responden a los datos conocidos hasta el momento. El descubrimiento de nuevos fósiles puede modificar algunas de las propuestas actuales y la ciencia incluye esta posibilidad, ya que ninguna explicación científica es considerada como la verdad última.

capítulo

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10. a) Verdadero. b) Falso. A partir del siglo xviii surgieron las primeras ideas evolucionistas: algunos hechos observados resultaron ser evidencias que hacían dudar del relato creacionista/ fijista. c) Falso. No todos los seres vivos se convierten en fósiles, ya que el proceso de fosilización ocurre bajo ciertas condiciones particulares y poco frecuentes que permite la inclusión de los minerales dentro de cavidades o de las estructuras orgánicas, lo que ocurre cuando un cuerpo queda sepultado en un capa de finos sedimentos, generalmente en el fondo de un cuerpo de agua y en un medio sin oxígeno. d) Verdadero. e) Verdadero. f) Falso. En el sistema de clasificación binario los seres vivos se nombran según el género y la especie a los que pertenecen. 11. Es un esqueleto de un cetáceo (orden Mamíferos). Como muestra la ilustración, la ballena cuenta con vestigios de huesos de las extremidades inferiores que son una prueba del origen común de estos animales con el resto de los tetrápodos. 12. a) Para un fijista, una especie fósil sería una especie que se originó independientemente de las otras, pero que no pudo permanecer en la naturaleza seguramente por algún evento catastrófico. Para un transformista, una especie fósil es una especie que por alguna razón no pudo completar su evolución hacia formas superiores. Para un evolucionista, una especie fósil es una especie (proveniente de un ancestro común con otras especies) que vivió en otra época y sus poblaciones se extinguieron, tal vez por acción de eventos catastróficos (inundaciones, erupciones volcánicas, etc.), o por competencia con otras especies, etcétera. b) El gráfico de la izquierda se refiere a evolucionismo, ya que hay un origen común y luego descendencia con modificación. El gráfico del medio remite al transformismo, ya que plantea la posibilidad de cambio pero con orígenes diferentes. El gráfico de la derecha refiere a fijismo: orígenes diferentes y sin posibilidad de cambiar. 13. Las revistas se podrían clasificar en función del personaje central de la historieta, en función del ilustrador, o de la época en que fueron escritas. Las similitudes con la clasificación biológica es que clasificar permite organizar conocimientos y agilizar el acceso a la información. Todas las clasificaciones son artificiales, producto de criterios de clasificación impuestos por el clasificador. Esto implica que la clasificación puede cambiar con el tiempo, pero los objetos clasificados siguen siendo los mismos. La principal diferencia es que la clasificación biológica posee, además, el objetivo de que el producto sea un reflejo de la historia evolutiva (la filogenia). 14. Las categorías que comparten todas son el reino. Algunas de ellas comparten el Phylum, la clase y el orden. Ninguna de ellas comparte el género. Nombre común

Reino

Phylum

Clase

Orden

Género

Especie

Perro

Animal

Cordados

Mamíferos

Carnívoros

Canis

C. lupus familiaris

Chingolo

Animal

Cordados

Aves

Paseriformes

Zonotrichia

Z. capensis

Humano

Animal

Cordados

MamífePrimates ros

Homo

H. sapiens

Chimpancé

Animal

Cordados

MamífePrimates ros

Pan

P. troglodytes

Almeja amarilla

Animal

Moluscos

Bivalvos

Veneroidos

Mesodes- M. macma troides

15. En ocasiones, faltan huesos de un determinado animal y no se puede tener el fósil entero; entonces, se hacen réplicas de los huesos faltantes, de manera tal de poder completar el esqueleto del animal y poder exhibirlo.

Teorías evolutivas

Página 31 Punto de partida a) La idea de esta pregunta es saber qué le representa al alumno este concepto tan importante. Luego el docente podrá trabajar con la progresión del concepto “evolución” en sus alumnos. b) En nuestro hablar cotidiano, el término “evolución” suele representar “mejora” o “perfeccionamiento” de algo. Es una palabra que tiene una connotación positiva. Este mismo término en biología posee una significación completamente diferente. c) Esta respuesta dependerá de la experiencia de cada alumno. Si el alumno ya fue a algún museo, seguramente tendrá fotos y/o experiencias para compartir con sus compañeros. Si no fue a ninguno, sería muy interesante que el docente lo incentive a concurrir haciéndolo conocer los museos de ciencias naturales más cercanos, o mejor aún, organizando una salida colectiva.

Página 33 1. Actualmente no se considera a ningún organismo inferior o superior a otro. Diferentes organismos pueden tener mayor nivel de organización, pero eso no es sinónimo de superioridad. Efectivamente, los procariontes fueron los primeros tipos de seres vivos y actualmente están presentes en todos los ambientes conocidos. 2. a) Sí. Las modificaciones en el físico y músculos de Juan son características que adquirió gracias a la práctica de una disciplina deportiva. Como parte de esa disciplina, Juan usó más algunos músculos y logró que estos ganen masa muscular. El desuso de un músculo en mucho tiempo puede conducir a su atrofia. b) Será musculoso si practica, como su padre, la misma disciplina deportiva. El hijo de Juan no heredará los músculos de su padre, deberá practicar y ejercitar para llegar al mismo nivel de desarrollo muscular. Los caracteres adquiridos por cada individuo no son heredables.

Página 35 3. En el caso del mecanismo evolutivo propuesto por Lamarck, el ambiente es el que directamente produce los cambios en los organismos (que resultan en adaptaciones), mientras que en la selección natural, el ambiente selecciona entre la variabilidad surgida previamente en los seres vivos. 4. Lamarck: a), c), d) y h); Darwin: b), e), f) y g).

Página 37 5. Realmente los ejemplos de ambientes constantes son muy escasos: el fondo marino de agua profundas, el suelo de zonas de hielo permanente (permafrost), etc. Lo más común es que el ambiente cambie en sus condiciones y recursos de forma cíclica o impredecible. A los cambios cíclicos (estaciones) puede que los organismos estén adaptados, pero no lo están a los impredecibles. 6. a) Para esos insectos, el tronco provee alimento y lugar de nidificación. Sucede que esos individuos, ahora en la isla alejada, necesitarán más troncos de los cuales alimentarse y donde colocar los huevos. b) El enunciado no dice nada sobre si en esa isla hay o no árboles, y esta situación será crucial para estos insectos. En caso de haber árboles, es posible que esos individuos estén fundando una nueva población en esa isla. Aunque es tema del próximo capítulo, se puede anticipar algo a los alumnos sobre la imposibilidad de que estos insectos puedan reproducirse con los del continente, y lo que esto puede provocar.

Página 39 Ciencia sin fin Respuesta abierta. Depende de la interpretación del texto que realicen los alumnos. Esta pregunta tiene por objetivo que el alumno reconozca que cada científico posee limitaciones en su tarea de investigación que son

propias del desarrollo de la ciencia y la tecnología de su época. Tanto Darwin como Lamarck cometieron equivocaciones al explicar de forma errónea preguntas que, recién años después, existieron las herramientas adecuadas para responderlas. La historia de la ciencia debe ser vista como un proceso, con idas y vueltas, errores y aciertos, y no simplemente como un cúmulo de verdades últimas. Sin duda, la principal diferencia entre lo propuesto por Lamarck y Darwin es el “origen común” de las especies propuesto por Darwin. No. Lamentablemente la idea de científico está asociada al concepto de “genialidad”. Los científicos se equivocan como cualquier otra persona. Paul Kammerer fue un científico acusado de cometer fraude científico por querer demostrar la herencia de las características adquiridas. Kammerer trabajó con una especie llamada sapo partero. Kammerer propuso que él había logrado que en los sapos desaparecieran las almohadillas de los dedos cambiándoles el medio de crianza. Luego se descubrieron irregularidades en sus investigaciones que lo llevaron a cometer suicidio. Se recomienda a los docentes el siguiente artículo para más detalles: http://www.pagina12.com.ar/diario/suplementos/ futuro/13-614-2003-11-03.html

Página 41 Puntos de vista a) La teoría equivocada es la del eslabón perdido, ya que hoy los científicos saben que la evolución sigue un esquema de árbol, y por lo tanto cada especie no proviene en forma directa y lineal de otra. Muy por el contrario, varias especies similares pueden coexistir en el mismo tiempo geológico. b) Esa frase nunca fue pronunciada por Charles Darwin. Fue una interpretación errónea y malintencionada de sus teorías evolutivas. Lo que Darwin decía era que hombres y monos tenemos ancestros en común. c) Indica que vivieron exactamente en el mismo período, lo cual descarta la creencia de que el Homo habilis dio origen al Homo erectus. Aparentemente, esas especies habrían vivido juntas en África durante por lo menos, medio millón de años. Hoy pensamos que la evolución del ser humano está incluida en un árbol genealógico y no en una cadena o escalera, y que también contradice la idea del eslabón perdido.

capítulo

7. El concepto de evolución biológica se asocia con las opciones a) y d). 8. Respuesta abierta. Es importante que, cuando los alumnos redacten el párrafo, quede claro que en el mecanismo lamarckiano, el ambiente produce el cambio en los organismos, mientras que en el mecanismo de selección natural, el ambiente selecciona entre una variabilidad preexistente de organismos. 9. Lamarck

Darwin

Teoría sintética

Sí

Sí, en algunos casos.

Promueve Selecciona entre ¿Qué rol juega el directamente los la variabilidad ambiente? cambios en los surgida previaseres vivos. mente. No estaba claro ¿En algún mo- Ni siquiera tenía para Darwin el mento participa en cuenta esta rol del azar en la el azar? posibilidad. evolución.

Selecciona entre la variabilidad surgida previamente. En las mutaciones, en la gametogénesis y en la fecundación.

Selección natural y especies

Página 43 Punto de partida a) Respuesta abierta. Los pájaros comen la pulpa del fruto de murucuyá por su sabor dulce. Las semillas no son digeridas pero sí es ablandada su cubierta por el ácido estomacal. Luego esos mismos pájaros, cuando van a comer otros frutos, defecan liberando las semillas al pie de los alambrados. b) Seguro que es un gasto desde el punto de vista energético, pero que se convierte en una inversión, ya que es la forma de asegurar la diseminación de las semillas lejos de la planta madre. c) El fundamento de esta actividad es que el alumno sea partícipe de una observación con elementos que seguramente tiene, o son fáciles de conseguir. Socializar en el aula los registros y observaciones que acerquen los alumnos, proveerá de un excelente material disparador para los temas tratados y por venir.

Página 45 1. En el caso de los escarabajos, el factor ambiental que está seleccionado es el ave en su rol de depredador. 2. La variabilidad en la población de escarabajos es previa y producto de la reproducción sexual. Si bien este tema se tratará más adelante, se puede recurrir a la comparación entre padres e hijos para que los alumnos reconozcan que la reproducción sexual genera variabilidad. El color de las alas se hereda y, por lo tanto, puede evolucionar biológicamente.

Página 42

¿Tiene en cuenta la variabilidad en las poblaciones? ¿Propone la existencia de un impulso a la perfección? ¿Acepta la herencia de características adquiridas?

10. La propuesta de esta actividad es indagar si el alumno puede rescatar las ideas principales del capítulo y modificar, sobre todo, la forma de interpretar la evolución biológica. Seguramente, en su primera descripción, recurrirá a muchas ideas lamarckianas, y si ese es el caso, sería bueno ver si a esta altura sigue de acuerdo con su primera versión o si desea modificarla. 11. Según Lamarck, los perezosos pasaban tanto tiempo colgados de las ramas, que los brazos se les estiraron por el peso, y las uñas les crecieron para poder sostenerse colgados. La imposibilidad de mover los dedos de forma independiente al estar colgados, produjo en los animales la atrofia de los dedos, y estos se terminaron fusionando. Lo erróneo es plantear que todas esas características se produjeron durante la vida de un organismo y en respuesta directa al ambiente. 12. Según Darwin, las aves acuáticas que tenían los dedos de las patas unidos por una membrana, se presentaban mejor adaptadas para cazar su alimento y moverse en el agua, y por eso el ambiente seleccionó esta adaptación. 13. Es muy probable que los humanos de ahora tengan más destreza en el uso de sus dedos producto de la práctica de utilizar teclados, controles remotos y demás botoneras. Pero esas destrezas son aprendidas durante nuestra vida; son adquiridas, no poseen una base genética, de modo que no son heredables. 14. El HSM Beagle zarpó del puerto de Plymouth, Inglaterra, el 27 de diciembre de 1831. Durante los cinco años de travesía, recorrieron las costas e islas cercanas de América del Sur, Australia, Madagascar y sur de África. Desembarcó en América del Sur en febrero de 1832 en Bahía, Brasil. A partir de ese año Darwin recorrió gran parte de las costas de nuestro país: las costas bonaerenses y patagónicas, la región Pampeana y las costas del río Paraná hasta Santa Fe. Luego pasó por las costas de Tierra del Fuego y de Chile y también recorrió las islas Galápagos. 15. En las cercanías de donde hoy se ubica la ciudad de Bahía Blanca, Darwin extrajo fósiles de nueve especies de mamíferos extinguidos desconocidas por la ciencia hasta ese momento, como la de un armadillo y dos especies de avestruces parecidas a los avestruces africanos: el ñandú (Rhea americana) y el choique (Rhea pennata).

Página 47 3. Sí, es posible. Nada asegura que en la población existan individuos adaptados a nuevas condiciones ambientales, ya que la variabilidad surge de forma previa e independiente del ambiente. De hecho, esto es lo deseable cuando en la práctica se utilizan sustancias tóxicas para eliminar organismos perjudiciales. 4. Los procesos evolutivos requieren del paso de muchas generaciones. El tiempo generacional de los lebistes es de dos meses, de ahí que en once años transcurran más de 60 generaciones. Llevará más tiempo, dado que el tiempo de una generación en los seres humanos es de veinte años. Por lo tanto, habrá que dejar pasar muchos años para que pasen varias generaciones y se pueda adjudicar la evolución de una característica a la selección natural. 5. La selección en este caso es natural disruptiva, y el gráfico que la representa es el C.

Página 49 6. Estos términos no tienen el mismo significado. Una adaptación evolutiva es una característica fenotípica heredable que aumenta la eficacia biológica de un organismo. La característica está presente antes de resultar adaptativa en un determinado ambiente. Una aclimatación o adaptación fisiológica es un cambio en el fenotipo, gracias a cierta plasticidad, producido durante la vida de un individuo y en respuesta directa a un cambio ambiental, y no se hereda. 7. Esa adaptación es una aclimatación, ya que no será heredada por sus descendientes, quienes también deberán aclimatarse para vivir en ese ambiente.

Página 50 8. No. Los seres vivos más fuertes no tienen por qué ser los mejor adaptados. Nosotros, por ejemplo, somos más fuertes que los peces y, sin embargo, no estamos adaptados para vivir debajo del agua: no tenemos branquias, ni aletas y nuestro cuerpo tampoco tiene forma hidrodinámica. 9. Un ejemplo podría ser el “darwinismo social”, donde supuestamente (aplicando erróneamente el concepto de selección propuesto por Darwin) las clases sociales pudientes (más fuertes) persisten y, las que tienen menor poder adquisitivo (más débiles) quedan fuera del sistema.

Página 51 Ciencia sin fin Porque fue el primer investigador que propuso un mecanismo evolutivo comprobable, el cual fue aceptado por la mayoría de la comunidad científica. Esta pregunta no tiene una sencilla y única respuesta. Seguramente los biólogos que investigaron sobre la deriva génica, lo hicieron buscando mecanismos evolutivos alternativos a la selección natural. Desde el siglo xx, la evolución de los seres vivos no está en discusión, pero sí qué mecanismos la producen y sobre todo, cuáles son más importantes y en qué circunstancias se llevan a cabo. La biología como ciencia busca explicar los procesos naturales en los intervienen seres vivos, pero no toma ninguna de esas explicaciones como la verdad última. Investigar sobre nuevos mecanismos evolutivos durante el siglo xx no significa contradecir el mecanismo de selección natural, sino conocer y disponer de explicaciones alternativas. Para resolver este tema el docente deberá guiar a sus alumnos para que visiten las páginas de Internet de cátedras de evolución de diferentes casas de estudio, como la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) o la Facultad de Ciencias Naturales y Museo (UNLP). Respuesta abierta que dependerá de la información obtenida por los alumnos.

Página 53 10. Suponiendo que la especie de ave puede acceder a la isla más lejana, en esta es más factible la especiación alopátrica, ya que es probable que se establezca un aislamiento reproductivo con la población

c ontinental. En el caso de la isla cercana, no habría aislamiento reproductivo por el flujo de individuos de un lado a otro. 11. En este caso, el mecanismo de aislamiento reproductivo es simpátrico.

Página 55 Puntos de vista a) Sí, ya que al no tener predadores naturales que ataquen a la nueva especie introducida (y usada como control biológico) tiene mejores condiciones para desarrollarse y reproducirse; además, tiene alimento suficiente, ya que la plaga a eliminar es ahora su presa y esta se encuentra en grandes cantidades en la zona de control. b) En tiempos históricos, los gobiernos y las universidades no pensaban que era su responsabilidad indicarle a la gente cuáles animales o plantas podían introducirse en una región. Hoy, el control biológico de especies no puede existir sin la participación de universidades y gobiernos, para no repetir los errores del pasado cometidos por productores sin la información y preparación científica adecuada. c) Es una alternativa para lograr un equilibrio entre la producción humana y las especies nativas que viven con nosotros, en esos ambientes. Además, los loros comen los cultivos humanos porque está desapareciendo su ambiente natural, el monte, por la acción antrópica.

Página 56 12. a) Falso. Por más adaptativa que sea una conducta, si no es heredable, no puede evolucionar biológicamente por ningún mecanismo. b) Verdadero. La eficacia biológica está referida a un ambiente en particular; cambios en el ambiente producen modificaciones en la eficacia biológica de los fenotipos. c) Falso. La selección natural actúa sobre la variabilidad surgida previamente en procesos genéticos influidos por el azar. 13. Las poblaciones poseen variabilidad y, por lo tanto, es posible que existan individuos resistentes a una sustancia tóxica previamente a que esta sea aplicada. Una vez colocada la toxina, los individuos resistentes no solo no se ven afectados, sino que les quedan todos los recursos a su disposición. Si la resistencia a la toxina es heredable y se continúa aplicando la sustancia tóxica, los individuos de fenotipo resistente tendrán una alta eficacia evolutiva y se reproducirán más y serán cada vez más frecuentes. 14. a) En los sitios contaminados sin líquenes en los troncos, el fenotipo melánico (negro) es mimético y tiene mayor eficacia biológica. Por el contrario, en sitios no contaminados con ramas cubiertas de líquenes, la coloración clara resulta mimética y posee mayor eficacia biológica. b) El fenotipo melánico se originó por cambios genéticos aleatorios previamente al cambio ambiental. c) Se trata de un ejemplo de selección natural direccional, ya que un fenotipo extremo y poco representado (la coloración melánica) ve incrementada su eficacia biológica luego de un cambio ambiental. 15. a) Seguramente en los primeros intentos predominarán los círculos de colores contrastantes con el fondo utilizado. b) A medida que avancen las extracciones, debía ir disminuyendo la cantidad de círculos de colores contrastantes y aumentado los círculos de color gris. c) Representa al factor ambiental que ejerce la selección. Si los círculos fueran insectos, por ejemplo, el compañero podría representar un pájaro predador. d) El más susceptible será el animal representado por los círculos de color más contrastante con el fondo (ambiente). e) Esta sencilla actividad es una simulación del proceso de selección natural. Lo ideal sería que en una misma aula realicen la actividad en varios grupos para luego comparar resultados. Además, se pueden introducir variables como por ejemplo vendarle los ojos al alumno que selecciona los círculos y pensar qué significaría esto en el contexto de la selección natural.

Sección II. Célula: origen, estructura y funciones

Página 61 3. Atmósfera primitiva

Atmósfera actual

Anoxigénica (sin O2)

Oxigénica (con O2)

Sin capa de ozono (O3)

Con capa de ozono (O3)

Compuesta por (CO2), vapor de agua (H2O), metano (CH4), amoníaco (NH3), sulfuro de hidrógeno (SH2) y nitrógeno (N2)

Compuesta por (CO2), vapor de agua (H2O), oxígeno (O2) y nitró geno (N2)

Tierra primitiva

Tierra actual

Muy elevada temperatura

Menor temperatura

capítulo

Primeras células

Página 57 Punto de partida a) y b) Respuestas abiertas. Se espera que los alumnos puedan volcar sus opiniones. c) La “partícula de Dios” es una expresión coloquial que hace referencia al Bosón de Higgs, una partícula que investigan los físicos que da masa a la materia. Supuestamente, en el estudio de esta partícula estaría la explicación de cuál habría sido el origen del Universo. Los científicos especialistas en el tema, en un aparato muy sofisticado llamado el Gran Colisionador de Hadrones, han promovido colisiones de protones, lo cual permite comprender fenómenos como la materia oscura, el concepto de antimateria y cómo habría sido la formación del Universo hace miles de millones de años. Si bien el estudio del origen del Universo no es tema de este capítulo, puede servir como punto de partida para despertar la curiosidad en los alumnos sobre cómo pudo originarse la vida en nuestro planeta. d) Esta pegunta intenta que los alumnos relacionen los conceptos de fósil y fosilización (vistos en capítulos anteriores) con el origen de las primeras células en nuestro plantea. e) Respuesta abierta. El docente guiará a sus alumnos para que investiguen las diferentes hipótesis sobre el origen de la vida. Estos temas pueden relacionarse más adelante con la sección “Ciencia sin fin”, donde se pone de manifiesto que en ciencia no hay verdades absolutas, sino que hay respuestas más acertadas que otras.

Página 59 1. a) Spallanzani preparó una serie de frascos en los que puso un medio de cultivo previamente hervido, igual que Needham, pero con una diferencia: a algunos de ellos los tapó con corcho y a los otros los selló herméticamente. Como era de esperar, en los sellados no hubo crecimiento de microorganismos. Pero para reforzar este resultado, Spallanzani rompió estos frascos sellados, los cuales se contaminaron en poco tiempo. Entonces, los defensores de la generación espontánea adujeron que el tiempo de cocción no había sido suficiente como para destruir la “fuerza vital” o entelequia presente en el caldo y que, además, el hecho de que los frascos herméticamente cerrados tomaran contacto con el aire “fresco” (luego de haber roto su cuello) habría permitido que los microorganismos surgieran espontáneamente. b) Para argumentar su respuesta, los alumnos deberán revisar las experiencias realizadas por Needham y Spallanzani. 2. La esterilización consiste en la eliminación de todo tipo de microorganismo, incluso de las formas más resistentes como las esporas (estructuras reproductivas de algunas bacterias), mediante diferentes técnicas. La esterilización al vapor, por ejemplo, se lleva a cabo en un autoclave, que es un equipo de metal, de paredes gruesas y con una tapa que permite un cierre hermético. En su interior se colocan agua y los elementos a esterilizar. Por calentamiento, el vapor de agua generado aumenta la presión interna, la cual a la vez permite que el agua entre en ebullición a temperaturas superiores a los 100 ºC. De este modo, la combinación de presión elevada con vapor de agua a elevadas temperaturas permite la destrucción de los microorganismos. Habitualmente, se esterilizan materiales en tiempos de 15 -20 minutos a 121 ºC y más de una atmósfera de presión (103 kPa). Esta técnica se utiliza en medicina para esterilizar el material quirúrgico o en los laboratorios, en los consultorios odontológicos, etcétera.

Alto grado de erupciones volcánicas, terremotos y la superficie Hoy en día no son de tanta intenterrestre recibía el constante im- sidad estos fenómenos naturales. pacto de meteoritos. Muy elevadas Han disminuido notablemente. temperaturas. Todos los materiales presentes Los materiales de la corteza en la superficie terrestre, debido terrestre se encuentran en estado a las altas temperaturas, estaban sólido. fundidos. 4. La hipótesis que podrían formular los alumnos es que, al no haber ningún ser vivo fotosintético, no se habrían llevado a cabo las reacciones químicas necesarias para enriquecer la atmósfera con oxígeno.

Página 63 5. a) Cuando la temperatura a la que se encontraba la Tierra primitiva descendió, provocó que el agua que estaba en estado gaseoso pasara al estado líquido, lo que originó una gran cantidad de lluvia que arrastró la materia de la corteza terrestre y, de esta manera, se formaron los mares y los océanos. Entonces, Oparin propone que dentro de estas grandes masas de agua fue donde se dieron los primeros intentos de evolución molecular que culminaron con la aparición de la vida. Posteriormente, dentro de este caldo primitivo, las moléculas orgánicas interaccionaron y formaron moléculas mucho más complejas como las proteínas y los ácidos nucleicos que luego se unieron entre sí, para formar los primeros agregados protobiontes (agregados moleculares rodeados por membrana, que no tienen vida), como los coacervados. b) Proporcionaron la energía necesaria para que se llevaran a cabo las reacciones de síntesis dentro del caldo primordial y las moléculas sencillas se transformaran en moléculas complejas. 6. Sidney Fox fue un bioquímico norteamericano que propuso la hipótesis de las “microesferas proteinoides” para explicar cuál fue el origen de las primeras estructuras u organizaciones prebióticas. Esta hipótesis fue propuesta en el año 1988.

Página 65 Ciencia sin fin Como regla general, los nuevos conocimientos científicos no son aceptados fácilmente, sobre todo cuando estos implican situarse en un nuevo paradigma para comprenderlos. Teniendo en cuenta esto, es comprensible que los defensores de la teoría de la generación espontánea se mantuvieran firmes en sus convicciones, y no adhirieran al concepto de que la ciencia es un conjunto de conocimientos provisorios que están en permanente cambio y que estos son perfectibles.

Respuesta abierta. Esta pregunta retoma la respuesta anterior y tiene por objetivo que los alumnos comprendan lo difícil que es para la comunidad aceptar nuevos descubrimientos científicos. Porque por medio de las experiencias de Miller se pudo demostrar que, bajo las condiciones propuestas por Oparin en las que se encontraba la Tierra primitiva, fue factible obtener aminoácidos a partir de la materia que estaba presente en el “caldo primordial o sopa primigenia”. Porque pudo ser demostrada, parcialmente, en el laboratorio.

Página 67 7. Luego de miles de millones de años de evolución surgen los organismos fotosintéticos, y la atmósfera se enriquece con el oxígeno que liberan estos seres vivos como producto de la fotosíntesis. 8. Los estromatolitos o “camas de piedra” son estructuras estratificadas que se forman como producto de la asociación de cianobacterias con concreciones calcáreas formando rocas sedimentarias. Se supone que surgieron hace 3.500 millones de años. Cuando se analizan bajo el microscopio, se distinguen varias láminas (muy finas) superpuestas en las que solo en la capa superficial se observan cianobacterias. Los estromatolitos son de formación muy lenta.

Página 69 Puntos de vista a) A favor del origen terrestre de la vida: surgió en una Tierra congelada; comenzó en un estanque templado; se originó en un planeta hirviente o se inició en las profundidades de los mares. A favor del origen extraterrestre de la vida: las moléculas o microorganismos llegaron a la Tierra en meteoritos y cometas; se encontró materia orgánica en el espacio exterior, en particular de aminoácidos y de bases nitrogenadas, con las que están hechos el ADN y el ARN. b) El análisis de un solo caso nunca alcanza para demostrar una teoría científica. Es una buena prueba para demostrar el origen extraterrestre de la vida en la Tierra, pero no es suficiente. c) Marte pudo haber sido el origen de la vida en nuestro planeta. Pero para demostrar la verdad de esa afirmación hay que tener pruebas de que la vida se desarrolló y luego se extinguió, o que sigue existiendo y aún no se ha encontrado. Siempre estamos hablando de microorganismos. Al tiempo actual no hay pruebas de la existencia de vida en Marte, ni actual ni pasada.

son transportadas por el aire y, cuando toman contacto con el medio de cultivo, encuentran las condiciones apropiadas para desarrollarse. En el frasco tapado, al impedir que las esporas y las bacterias tomen contacto con el medio de cultivo, supuestamente, no deberían observarse microorganismos. capítulo

Página 71 Punto de partida a) Básicamente, entre otras estructuras, la piel está formada por células epiteliales. b) No. Si la herida no fue muy profunda y su cicatrización es normal, no deberían quedar rastros de su herida. Las nuevas células epiteliales que se generan, como producto de la mitosis, son exactamente iguales a las que tenía antes de lastimarse. c) La idea es que los alumnos relacionen que la piel está formada por células y que justamente, la estructura, la fisiología y la diversidad celular son algunos de los temas que se tratarán en este capítulo. d) Todos los seres vivos están formados una o más células. Si bien las células epiteliales tienen características que les son propias, todas las células tienen un mismo plan de organización fisiológica que les permite autoabastecerse y autorreproducirse. e) Esta pregunta apunta a los saberes previos de los alumnos sobre el tema de reproducción celular. El docente podría brindar información, por ejemplo, sobre los órganos que pueden regenerarse en nuestro cuerpo, como el hígado, y relacionar este tema con los trasplantes de órganos. O con la capacidad que tienen las estrellas de mar de regenerar alguno de sus brazos, etcétera.

Página 73 1. a)

Página 70 9. Los alumnos investigarán y dibujarán una línea de tiempo donde figuren los siguientes eventos en este orden: 1668: Experiencia de Francisco Redi (siglo xvii). 1711: Experiencia de Joblot (siglo xviii). 1745: Experiencia de John Needham (siglo xviii). 1769: Experiencia de Lazzaro Spallanzani (siglo xviii). Segunda mitad del siglo xix: Experimentos de Luis Pasteur. 10. 1: Evolución prebiótica. 2: Moléculas sencillas. 3: Moléculas complejas. 4: Coacervado. 5: Protocélula. 6: Nutrición anaeróbica. 7: Fotosíntesis. 8: Nutrición aeróbica. 11. Las opciones verdaderas son I, III y IV. 12. Nitrógeno - metano - aminoácido - proteína - coacervado - célula primitiva. 13. a) Para eliminar cualquier microorganismo que podrían llegar a contener los medios de cultivo. b) Al inicio de la experiencia ambos medios de cultivo tendrán el mismo aspecto (translúcido). Al finalizar la experiencia los medios de cultivo se verán turbios (sobre todo aquel que esté destapado). c) En el frasco que esté destapado se verán microorganismos. En el que esté tapado con gasa esterilizada es probable que no se vea nada, aunque existe la posibilidad de que se contamine y se vea algún microorganismo; de ser así, tiene que haber menor cantidad que en el frasco destapado. d) Sí, se puede refutar lo que propone la teoría de la generación espontánea. Si la experiencia se llevó a cabo bajo las condiciones experimentales adecuadas, se comprobará que solo habrá microorganismos en el frasco destapado. Las bacterias y las esporas

Estructura celular

Protobionte

Célula procariota

No tiene vida

Tiene vida

No posee ADN

Posee ADN que constituye un cromosoma con forma circular

No tiene ribosomas

Tiene ribosomas

b) La molécula de ADN 2. Respuesta abierta. En el texto deben aparecer los términos en el siguiente orden: protobionte - progenote - arqueobacteria - anaerobia heterótrofa - eubacteria - autótrofa - aerobia.

Página 75 3. a) La membrana plasmática no solo funciona como un límite entre el medio intracelular y extracelular, sino que también a través de esta estructura se “controlan” las sustancias que entran y que salen de la célula. Si esta barrera no existiera, las células no podrían llevar a cabo sus funciones vitales básicas. Está formada por lípidos y proteínas, principalmente. b) Modelo de mosaico fluido. Este modelo propone que la membrana no es rígida sino que posee moléculas que están en permanente movimiento, por lo que puede “estirarse” o “contraerse”, permitiendo que la célula cambie de forma, lo cual está estrechamente relacionado con algunos de los mecanismos de transporte celular. 4. a) Nanobios; b) Coacervado; c) Membrana; d) Lípidos; e) Proteínas. Los términos a) y b) hacen referencia a diferentes estructuras (muy primitivas y sencillas) que, según opinan los científicos, serían evidencias de cómo se originaron la membrana plasmática y las

Página 77 5. a) El citoesqueleto de las células animales proporciona un soporte para los orgánulos citoplasmáticos y, además de mantener la forma de la célula, le otorga resistencia mecánica y participa en el movimiento celular y de los orgánulos. b) Las estructuras que componen el citoesqueleto son los microfilamentos, los filamentos intermedios y los microtúbulos. Todas estas estructuras son de naturaleza proteica. c) El centríolo es propio de las células animales. 6. Los orgánulos que están presentes exclusivamente en las células vegetales son: cloroplastos, pared celular y la gran vacuola. 7. Los únicos orgánulos que poseen las células procariotas son los ribosomas porque estos no tienen membranas. Porque el resto de los orgánulos poseen membranas y, como sabemos, las células procariotas no están compartimentalizadas por membranas.

Página 79 8. Orgánulos que sintetizan

Orgánulos que degradan

Orgánulos que producen energía

Ribosomas

Lisosomas

Mitocondrias

RER

Peroxisomas

REL Cloroplastos 9. En las hojas y en los tallos verdes.

Página 81 10. La función del núcleo es transmitir la información genética de generación en generación y, además, controlar y “dirigir” todas las funciones celulares, por lo que el núcleo es el centro del control celular. La duplicación del material genético es necesaria para la formación de nuevas células. 11. La secuenciación del ADN que encontraron en los restos óseos fósiles. También un equipo de científicos pudo identificar las secuencias de los aminoácidos de 126 de sus proteínas. La secuenciación de ADN y de proteínas, además de identificar a la especie, permite averiguar cuáles fueron las relaciones evolutivas entre las diferentes especies de mamut.

Página 83 Ciencia sin fin Respuesta abierta. Esta repuesta dependerá de lo que los alumnos opinen sobre el contexto histórico en el cual se inventó el microscopio óptico y de sus ideas sobre las innovaciones que se llevan a cabo en la ciencia; es decir, si ofrecen resistencia, o no, en ser aceptadas por la comunidad científica. Las células no “deciden”, pero su funcionamiento y ciclo vital determinan la fisiología del organismo que integra. La paciencia es una virtud con la cual deben contar los científicos, ya que los trabajos de investigación suelen durar años y, muchas veces, no se obtienen los resultados esperados. El título hace referencia al fenómeno de apoptosis, es decir, de la muerte celular programada.

Página 85 12. Según la teoría endosimbiótica, las células procariotas se fagocitaron entre sí y algunas de ellas perdieron su vida independiente y pasaron a

formar parte del citoplasma de las células que las ingirieron, donde especializaron su función en sintetizar sustancias. La evidencia que avala esta hipótesis es que los cloroplastos, al igual que las células, tienen su propio ADN y se replican de manera independiente al ADN nuclear. 13. Lynn Margulis fue una bióloga norteamericana, especialista en evolución, que propuso la teoría endosimbiótica para explicar el origen de las células eucariotas.

Página 87 Puntos de vista a) La mejor opción parece ser la utilización de las bacterias que producen polímeros biodegradables, ya que de esta manera se logran plásticos que se degradan más rápido y sin peligro de contaminación, a diferencia de bacterias colocadas sobre bolsas donde transportamos nuestros alimentos. b) Nuestra salud se perjudica cuando se modifica el equilibrio de la flora intestinal, por ejemplo, como producto de una mala alimentación o por consumo de medicamentos. Cuando esto ocurre, algunas de las bacterias halladas en nuestro sistema digestivo (no todas) pueden generar enfermedades como cáncer, diabetes y obesidad. c) Si el derrame ocurriera en el mar, no se podrían utilizar bacterias devoradoras de petróleo, ya que el Protocolo de Madrid (un anexo del Tratado Antártico) establece normas de preservación ambiental del continente helado, y prohíbe introducir virus, bacterias o cualquier microorganismo de otra región. Solo se podrían utilizar bacterias autóctonas. Si bien investigaciones recientes demostraron que la remediación biológica es posible en el suelo de la Antártida, con bacterias nativas del lugar, aún no se pueden usar en derrames en el mar, ya que se necesitan más pruebas científicas.

Página 88 14. a) A; P, EV. b) AH; PE. c) A; EV. d) H; P. e) AH; EA, EV. f) H; P, EA. g) A; P, EV. h) AH; PE. 15. La única opción correcta es la f). Este epígrafe se podría utilizar en las imágenes de los cloroplastos y las mitocondrias. 16. a) Las células de cebolla son células eucariotas vegetales y las células de la mucosa bucal son células eucariotas animales. b) Las células vegetales tienen una forma simétrica (semejantes a prismas), mientras que las células de la mucosa bucal, no. La membrana plasmática y el núcleo. c) Sí. En las células de cebolla el núcleo se encuentra en un extremo, mientras que en las células de la mucosa bucal el núcleo ocupa una posición central. d) La pared celular. capítulo

De unicelulares a pluricelulares

Página 89 Punto de partida a) El término autotomía hace referencia a la amputación espontánea de alguna parte del cuerpo de ciertos animales (como la cola de las iguanas o los brazos de las estrellas de mar) que se lleva a cabo como un mecanismo de defensa contra los predadores. Es importante que luego de la autotomía siempre sobreviene la regeneración de la parte del cuerpo perdida. b) Porque el término “perder” (en este caso, la cola) permite que las iguanas y los gekos puedan “ganar”, ya que gracias a la autotomía caudal pueden escapar de sus predadores y mantenerse con vida.

primeras células en el planeta. Los términos d) y e) hacen referencia a la composición de c) la membrana plasmática.

c) Las células que se vuelven a regenerar a través del proceso de mitosis. d) Los reptiles son animales pluricelulares formados por una gran diversidad celular, como por ejemplo los miocitos (células musculares), los eritrocitos (glóbulos rojos), los leucocitos (glóbulos blancos), los hepatocitos (células del hígado), osteocitos (células que forman parte del hueso), etcétera.

Página 91 1. a) Los tejidos sanguíneo, muscular, nervioso y epitelial. b) El tejido sanguíneo transporta sustancias (glóbulos rojos y plasma), nos “protege” contra la invasión de agentes nocivos como los virus y las bacterias (glóbulos blancos) e interviene en la coagulación (plaquetas). El tejido muscular forma parte de los músculos del cuerpo y tiene la capacidad de contraerse y de relajarse. El tejido epitelial protege al organismo. El nervioso transmite los impulsos nerviosos. c) Una célula es la mínima porción de materia capaz de autoabastecerse y de atorreproducirse. Además, esta única célula debe realizar todas las funciones. Los tejidos, por el contrario, son agrupaciones de células que tienen la misma forma y cumplen la misma función, donde se observa una especialización fisiológica, es decir, algunos tejidos se encargan de la protección, otros del transporte, otros de la conducción del impulso nervioso, etcétera. 2. pluricelularidad ventajas

desventajas

– División del trabajo. – Niveles de organización de mayor complejidad (órganos y sistemas de órganos). – Posibilitó la aparición de seres vivos más grandes y con gran capacidad de adaptación.

– El alto grado de especialización celular hace que las células no puedan vivir aisladas. – La reproducción queda a cargo de células especializadas llamadas gametos.

Página 93 3. a) Con el proceso de mitosis. b) El término hepatectomía proviene del griego ektomé, que significa escisión (extirpación). Se refiere a la extirpación quirúrgica del hígado. c) Las células que se regeneran luego de la hepatectomía serán exactamente iguales a las que había antes de la extirpación. d) El Instituto Nacional Central Único Coordinador de Ablación e Implante (Incucai) es la entidad que fomenta, regula, coordina y monitorea la donación y el trasplante de órganos, de tejidos y de células en nuestro país. Los trasplantes de órganos consisten en implantar un órgano (o parte de un órgano, como suele suceder en ocasiones con el trasplante hepático, donde tanto el dador como la persona trasplantada regeneran la parte del hígado que les falta) de un órgano sano en lugar del órgano enfermo. En nuestro país se hacen trasplantes de corazón, córnea, riñón, pulmones, hígado, etc. Gracias a la técnica de trasplante se han podido salvar muchas vidas. e) La relación entre la respuesta del punto d) y el proceso de mitosis es, justamente, que las células hepáticas se regeneran por medio de este tipo de división celular.

Página 97 4. a) Bacteria, Volvox, medusa, platelminto, elefante. b) Varios tipos de tejidos. 5. María, perro, pulgas: nivel de organización de sistemas de órganos; en este nivel de organización varios órganos se unen para cumplir una función en común. Escherichia coli, ameba: nivel de organización protoplasmático (Escherichia coli: célula: procariota; ameba: célula eucariota). Los representantes de este grupo están formados por una sola célula que realiza todas las funciones vitales básicas.

Página 99 Puntos de vista a) Las células se relacionan entre sí por medio de señales de contacto que pueden ser de tipo químico o físico. La comunicación se establece mediante mensajeros y receptores, que muchas veces se encuentran sobre la membrana celular. Las células malignas provienen de células normales, y por eso tienen muchos de los mecanismos de las células normales. Pero los usan mal y, en algunos casos, las células se vuelven “sordas” a las señales de otras células, o las interpretan incorrectamente. Entonces hay una alteración en la comunicación, pero esa alteración se debe a que el procesamiento interno es anormal. Las células malignas tienen sus códigos alterados. b) La prueba del PSA debería seguir haciéndose pero teniendo en cuenta que, en algunas oportunidades, da resultados falsos positivos. Para complementar el diagnóstico, deben hacerse ecografías y examen de tacto rectal, sobre todo en hombres adultos mayores de 50 años. c) En principio, la actitud positiva ayuda a mejorar el estado de ánimo de las personas que sufren cáncer, y sobre todo sirve para tomar con responsabilidad la forma de aceptar y enfrentar la enfermedad. Pero los tratamientos médicos siguen siendo la única y verdadera forma de curar la enfermedad, o por lo menos atenuarla.

Página 100 6. Célula

Forma

Función

Eritrocito

Bicóncava

Transporte

Fibra muscular

Cilíndrica

Contracción y relajación

Neurona

Ramificada

Transmisión de impulsos eléctricos

Célula epitelial

Plana

Protección

7. Una respuesta posible es: las fibras musculares cardíacas se agrupan formando el tejido muscular cardíaco. Este tejido junto a otros forma un órgano, el corazón, que a su vez es parte fundamental de un sistema de órganos: el sistema circulatorio.

Página 95 Ciencia sin fin Respuesta abierta. Evidentemente, si no se hubieran utilizado las células HeLa en la investigación científica, muchos de los conocimientos que se han adquirido gracias a su estudio, no se hubieran obtenido, o se hubieran logrado mucho después. La mayoría de las veces los descubrimientos científicos tienen por objetivo el bien de la humanidad; pero, en ocasiones, esto no sucede. Los estudios teóricos de la física del núcleo atómico derivaron en la construcción de la bomba atómica.

Sección III. Reproducción de los seres vivos capítulo

Función de reproducción

Página 101 Punto de partida a) Los alumnos distinguirán a partir de sus representaciones previas el desarrollo indirecto de los insectos y podrán afirmar que lo que encontró Clarita, efectivamente, era una crisálida. b) Existen animales que se desarrollan en forma indirecta, como la mariposa, que se distinguen de los que se desarrollan en forma directa, como los perros. c) Las flores son los órganos reproductivos de las plantas, a partir de las cuales se formarán las semillas, que germinarán en nuevas plantas. d) Solo si Clarita, además de no dejar escapar a su mariposa, incorpora en su balcón una mariposa de la misma especie, pero de distinto sexo para permitir la reproducción sexual de la especie. e) La abuela de Clarita sabe que las flores producirán semillas y con ello podrán nacer nuevas plantitas en el balcón.

Página 103 1. a) Verdadero. b) Falso. En una especie dioica, los individuos tienen los sexos separados. c) Verdadero. 2. Reproducción Reproducción sexual asexual Velocidad de crecimiento poblacional

Rápida

Lenta

Variabilidad

No aporta

Aporta

Costo

Bajo

Alto

Posibilidad de suceso

Alta

Baja

3. La partenogénesis puede considerarse un fenómeno de reproducción asexual debido a que participa un solo sexo, y no dos como en la sexual. También podría afirmarse que es de tipo sexual porque se forman gametos, aunque no participen ambos en la for-

mación del nuevo individuo. Se promoverá el debate de ideas con fundamentación.

Página 105 4. a) I; b) I; c) II. 5. Los alumnos confeccionarán una lista de especies animales que les resulten conocidas, clasificando su modo de reproducción en interna o externa, relacionándolo con el ambiente en el que viven. Algunos ejemplos pueden ser: Sapos: fecundación externa, medio terrestre con vuelta al agua para la reproducción. Gallinas: fecundación interna, medio terrestre. Peces: fecundación externa, medio acuático. Perros: fecundación interna, medio terrestre.

Página 107 6. a) El gráfico representa la época de cría en esta especie. b) Se relaciona con un tipo de comportamiento vinculado con la reproducción, como estrategia para asegurar que la fecundación y el desarrollo de las crías se desarrolle en óptimas condiciones. c) Una sugerencia para la conservación de esta especie podría ser que en la época de mayor frecuencia de reproducción, es decir, en el mes de octubre, debe evitarse su recolección en la costa. 7. En su informe sobre los pingüinos los alumnos podrán incluir que la madurez sexual es alcanzada entre los 4 y 8 años de edad, que muchas especies son monogámicas de por vida, y que pueden tener cría una o más veces al año según la especie. Los machos construyen los nidos como parte del cortejo para atraer a la hembra, y en cada puesta puede haber de 1 a 3 huevos, que son incubados en general por ambos padres, que se turnan para hacerlo.

Página 109 8. Todos los tiburones se reproducen sexualmente, pero algunas especies se caracterizan porque la fecundación es interna y los huevos permanecen en el interior de la hembra hasta la eclosión. Este tipo de desarrollo embrionario es considerado ovovivíparo. Como en el viviparismo, el desarrollo se produce dentro del cuerpo de la madre, que facilita un ambiente muy adecuado, pero la diferencia está en que la madre no intercambia sustancias con el embrión.

Página 111 Ciencia sin fin Probablemente los preformacionistas no podrían explicarlo, o lo harían basándose en cambios que tenían los hijos durante el crecimiento debido a algún factor externo. Es factible que, al enunciar sus ideas 30 años más tarde, habría podido apoyar su teoría con observaciones detalladas y, al hacerlo, sus afirmaciones habrían sido mejor valoradas y el conocimiento de la embriogénesis habría avanzado con mayor velocidad. Wolff debió haber visto bajo el microscopio de Leeuwenhoek distintos estadios embrionarios en un embrión en diferentes tiempos del momento de la cópula. Roux no es preformacionista, si bien sus observaciones indican que existe una predeterminación en las células, el desarrollo es influenciado por un conjunto de factores dependientes de otras células y externos, con lo cual su teoría es epigenetista. Para construir la línea de tiempo, los alumnos obtendrán los datos del texto de “Ciencia sin fin”, y podrán consultar nueva bibliografía para marcar otros hitos en la historia de la embriología.

Página 113 9. El texto producido por los alumnos incluirá el concepto de intercambio de información a través de la reproducción en la población original. Luego de establecido algún tipo de barrera, de índole física, geográfica o ecológica, que ocasiona la interrupción del intercambio de información entre las poblaciones separadas, deberá suceder la acumulación de cambios en ambas hasta que ya no puedan reproducirse, aunque eventualmente vuelvan a contactarse.

8. a) y b ) Sí, Porque las etapas están en el orden en que se llevan a cabo en el proceso de mitosis: profase, metafase, anafase y telofase. Profase: la molécula de ADN alcanza su máximo grado de espiralización. Desaparece el nucleolo y la carioteca comienza a desorganizarse. Se forma el huso mitótico. Metafase: los cromosomas se “enganchan” al huso mitótico y se ubican en el plano ecuatorial de la célula. Anafase: los cromosomas duplicados se separan y miran hacia los polos de la célula. Telofase: los cromosomas, formados por una sola molécula de ADN, se encuentran en los polos de la célula. Se desorganizan las fibras del huso mitótico, se reorganiza la carioteca y se produce la citocinesis (división del citoplasma). 9. Se espera que los alumnos consulten diversas fuentes para realizar una lista de los diversos tejidos y sus funciones. a) y b ) Todas las células son de la raíz de cebolla pero se encuentran en diferentes etapas del proceso de mitosis. Es probable que los alumnos reconozcan con mayor facilidad la etapa de la metafase y la telofase.

10. Característica

Estrategias K

Estrategias r

14. Es un ciclo diplonte. 2

Densidad poblacional

Constante

Variable

Tasa de natalidad

Baja

Alta

4 Tasa de mortalidad

Baja

Alta

Cuidados parentales

Abundantes

Nulos o escasos

Ambientes

De condiciones constantes

Efímeros

Tamaño corporal

Grande

Pequeño

Edad reproductiva

Tardía

Temprana

Ciclo de vida

Largo

Corto

11. Algunos ejemplos de híbridos animales son: el burdégano, cruza de caballo y asna; el cebrasno, cruza de cebra y asno; el ligre, cruza de león y tigresa. Otros híbridos vegetales son el colinabo, híbrido de repollo y nabo; y el triticale, cruza de trigo y centeno.

Página 115 Puntos de vista a) El cebroide se obtuvo con la única finalidad de exhibición en algunos zoológicos del mundo. Su mérito es la rareza. En cambio, la banana es un alimento sano y natural que complementa las dietas de las personas en todo el mundo. b) A favor: se obtienen animales raros y a veces bellos, que no existen en la naturaleza, y que podemos observar, para nuestro deleite y diversión en los zoológicos. En contra: en la búsqueda de la belleza y la rareza, a veces los que cruzan animales, caen en la monstruosidad, como es el caso del pez loro.

Página 116

5 15. a) La densidad de la población se mantiene estable las poblaciones con estrategias K, mientras que las r presentan muchas fluctuaciones. b) Podrían representar episodios cíclicos, abruptos y de gran magnitud en la mortalidad de la población, los que reducen la densidad a niveles muy bajos. c) El gráfico muestra que las especies que presentan estrategias K mantienen más o menos estable en el tiempo un número de individuos en el espacio en que viven (densidad de población), sin mayores fluctuaciones. 16. El pez payaso vive en comunidades compuestas de una hembra y varios machos. Si la hembra muere o es depredada, uno de los machos se convierte en hembra para asegurar la reproducción sexual. 17. El 5% de las especies de mamíferos son poliándricas, algunas especies de monos y cabras poseen este tipo de comportamiento reproductivo. 18. El experimento permitirá observar la metamorfosis de los insectos en diferentes especies, destacando sus variaciones temporales y las características de los estadios metamórficos. Se hará hincapié en la observación y en el registro de datos. capítulo

Página 117 Punto de partida a) La pregunta indaga acerca de si los alumnos han observado alguna vez, en el medio en que viven, una acumulación de grandes cantidades de polen y si pueden reconocer esa ocasión. b) Es probable que los alumnos alguna vez hayan tocado con sus ropas una flor y el polen haya quedado en sus prendas. c) Esta pregunta pretende indagar sobre si los alumnos tiene el conocimiento previo de que el polen está involucrado en la reproducción. d) Los alumnos diferenciarán especies que se reproducen sexualmente o asexualmente, asociando la presencia de polen a las que lo hacen sexualmente. e) El objetivo de la función de reproducción en las plantas (y en todos los seres vivos) es la perpetuación de la especie.

12. a) En la isogamia los gametos son similares, mientras que en la anisogamia, los gametos son de características diferentes. b) Los caracteres sexuales principales son los que participan directamente de la función reproductiva, mientras que los caracteres sexuales accesorios permiten distinguir a los machos de las hembras, sin necesariamente guardar relación con los caracteres sexuales principales. c) Ambos son gametos masculinos, se llaman anterozoides en plantas y espermatozoides en animales. d) En la poliginia, un macho se aparea con varias hembras, mientras que en la poliandria una hembra lo hace con varios machos. 13. Gastrulación

Fecundación interna

Desarrollo indirecto

Fecundación cruzada

Conquista del medio terrestre

Reproducción en las plantas

Página 119 1.

Regeneración vegetativa

Reproducción sexual artificial

Hojas embrionarias

Micropropagación

Capacidad de dar origen a un nuevo individuo completo a partir de un fragmento

Hermafroditismo

Metamorfosis

Propagación

Propagación realizada en un laboratorio

Haplodiplonte

Esporófito

Propagación de esporas

Reproducción asexual natural

Página 121 4. a ) Verdadero; b) Verdadero; c) Falso. Los sépalos suelen ser hojas modificadas, por lo general gruesas y verdes, que en la flor abierta forman su base; d) Verdadero; e) Falso. La fecundación doble es característica de las angiospermas.

Página 123 Ciencia sin fin El desarrollo del conocimiento, unido a lo rudimentario de algunas herramientas tecnológicas para la observación deben haber sido los obstáculos para que en la época en que vivía C. K. Sprengel se dudara de que las orquídeas tuvieran semillas. Darwin fue un gran científico y un mejor observador. Si una especie le llamó la atención por su belleza, seguramente también se le despertaron preguntas científicas sobre sus características y sus funciones. Un buen científico siempre se hace buenas preguntas e intenta darles respuesta en base a observaciones y experimentos. Seguramente habrán hallado el ejemplar en Madagascar, donde crece la Estrella de Navidad. La relación entre las especies Xantopan y Angraecum es un ejemplo de coevolución.

9. Respuesta abierta. En la redacción del párrafo los alumnos deben utilizar los significados de estos términos que aprendieron a lo largo del capítulo. 10. a) La conífera utilizará la polinización anemógama, porque su polen es volátil y liviano y el ciruelo la entomógama, ya que los insectos serán atraídos por sus flores. b) Podría estar relacionado el perfume o el color de las flores con la visita de algún insecto que los perciba específicamente. c) Es probable que la conífera disperse sus semillas por el viento ya que es un árbol alto al que no todos los animales pueden alcanzar, y que el manzano utilice endozoocoria, ya que las ciruelas son carnosas y muy sabrosas. 11. La apomixis es una forma de reproducción asexual en donde se producen semillas sin previa fecundación. Puede producirse por varios mecanismos y las semillas resultantes tienen solo el material genético de la madre. Puede requerir o no de la polinización o de la germinación del tubo polínico para dar inicio a la formación de semilla, pero nunca se produce la unión sexual. Es muy utilizado en la reproducción de cítricos. 12. La actividad tiene por objetivo el reconocimiento de las partes de la flor, sus características y la relación con sus funciones. capítulo

Página 129 Punto de partida a) Las perras presentan una conducta previa a la parición relacionada con la búsqueda de un lugar óptimo para el nacimiento de sus cachorros, usualmente realizando un pozo en la tierra; por eso Sombra raspaba el piso de su cucha. b) La preñez de la perra dura aproximadamente dos meses. En otros animales puede ser mayor o menor: en la oveja dura cinco meses; en la vaca el período de gestación es de nueve meses. c) Esto se debe a que las hembras son fértiles en determinada época del año, lo que asegura que las crías nazcan en los momentos en que las condiciones ambientales sean favorables. d) No todos los animales cuidan a sus crías, aunque esta conducta se observa en muchos reptiles, aves y mamíferos. Una de las conductas vinculadas con el cuidado de las crías implica el reconocimiento entre padres e hijos y puede involucrar al sentido del olfato, entre otros.

Página 125 5. a) Polinización anemógama es la que es facilitada por el viento, mientras que en la polinización entomógama participan los insectos. b) En un fruto seco los tejidos se desecan, mientras que en un fruto carnoso permanecen hidratados. c) Un fruto agregado resulta de una única flor que posee muchos carpelos independientes, cada uno de los cuales forma un pequeño fruto; estos frutos maduran y crecen en forma agrupada. Un fruto múltiple se desarrolla a partir de los ovarios de una inflorescencia. d) En la ectozoocoria los frutos o semillas se adhieren a la superficie externa del animal, mientras que en la endozoocoria son ingeridos. 6. La endozoocoria es un paso indispensable en el ciclo de vida en aquellas especies en que la germinación de la semilla depende de la acción del jugo gástrico del tubo digestivo del animal que los ingiere. 7. Especies que se reproducen por anemocoria: totora, pino, sauce; por zoocoria: muchas gramíneas, muérdago, cerezas, granada; hidrocoria: nenúfar; por autodispersión: algunos hongos, la mimosa.

Página 127 Puntos de vista a) Si en el futuro seguimos con los mismos niveles elevados de consumo que tenemos en la actualidad, y la población mundial sigue en aumento, algo necesario cada más alimento y es poco probable que eso se logre, a través de los cultivos orgánicos. Para que todo el mundo pueda alimentarse con cultivos orgánicos sería necesario modificar, en principio, nuestro nivel de consumo. b) Cada país debe tomar sus propias decisiones. Si necesitamos alimentos, algo que parece ser cada vez más necesario, la técnica de hidroponía debería orientarse hacia la producción de hortalizas. Pero también es cierto que si se producen con esta técnica plantas ornamentales, y pueden venderse en el exterior, también pueden ingresar divisas al país y con ese dinero comprar alimentos.

Página 128 8. a) Polinización; b) Coevolución; c) Endosperma; d) Autodispersión.

Reproducción en los animales

Página 131 1.

Tipo de reproducción

Característica

Participa

Ejemplo

Gemación

El individuo hijo surge de un brote o yema del progenitor.

Parte del organismo

Invertebrados simples

Estrobilación

División de un pólipo en varios planos transversales, cada fragmento origina un nuevo individuo hijo.

Pólipo

Medusas

Escisión o fragmentación transversal

El cuerpo del animal se divide transversalmente en dos o más segmentos que dan origen a nuevos individuos.

Organismo completo

Planaria

Fragmentación

Una parte de un organismo adulto se rompe, regenerando un individuo completo.

Parte del organismo

Estrellas de mar

2. En la reproducción asexual por estolones, la generación de la nueva plántula se produce por medio de tallos rastreros que avanzan hasta alcanzar cierta longitud, tratando de lograr que la nueva planta encuentre un lugar apropiado para asentarse. Cuando el suelo es apropiado, surgen raíces en el estolón, a partir de las cuales se desarrolla la nueva planta. 3. Comercialmente, la papa se reproduce de forma asexual por medio del tubérculo al cual se le da el nombre genérico de papa semilla; sin embargo, existen otras formas de reproducción por medio de semilla sexual o por partes vegetativas como esquejes o brotes.

2. a) Si una especie presenta una pobre capacidad de regeneración de sus tejidos, es probable que si una parte se escinde, no pueda regenerar un individuo completo, por lo cual no puede asegurarse la reproducción por esta vía. b) Las especies que se reproducen asexualmente están conformadas por individuos idénticos por lo cual un cambio en el ambiente puede ser fatal para toda la comunidad por su falta de diversidad. 3. Un tipo de reproducción asexual que se observa en las bacterias y en protozoos es la fisión o división binaria, llamada también bipartición. En este proceso, el individuo progenitor se divide en dos partes aproximadamente iguales, cada una de las cuales da origen a un individuo independiente. Esta división o separación puede ser longitudinal, es decir, a lo largo del cuerpo del organismo, como sucede en los protozoos que poseen flagelos, o bien en forma transversal, como en los que poseen cilios. Para las especies que presentan bipartición, esta es la única forma en que los individuos se reproducen. En algunas ocasiones los individuos hijos se separan completamente al finalizar la fisión, y en otras continúan unidos formando una colonia. En algunas especies también puede suceder la escisión múltiple: el individuo progenitor divide su núcleo repetidamente, sin que el citoplasma acompañe este proceso. Posteriormente se divide el citoplasma en varias porciones, englobando cada parte al menos a uno de los núcleos que se formaron. De este modo, de un organismo progenitor se forman al mismo tiempo múltiples y pequeños organismos hijos. Este tipo de reproducción asexual se observa en el ciclo vital de varios grupos de protozoos, como Plasmodium, el microorganismo que parasita los glóbulos rojos de la sangre ocasionando la enfermedad de la malaria o paludismo. Tanto en la bipartición como en la escisión múltiple, es el organismo progenitor completo el que se reproduce. En cambio, hay otros procesos de reproducción asexual donde no es el organismo en su totalidad, sino una porción la que participa del mecanismo reproductivo. Las bacterias y los protozoos se reproducen sexualmente por conjugación, un proceso por el cual dos individuos adultos se unen para intercambiar su información. En estos casos no es posible asignar un sexo u otro a los individuos que participan de la conjugación. Paramecium presenta este tipo de reproducción sexual, además de la reproducción asexual que hemos visto. El resultado de la conjugación es similar a la formación de un huevo o cigota, ya que ambos individuos que participan de la conjugación poseen material genético del otro.

7. a) Estos insectos presentan reproducción sexual. b) Poseen fecundación interna. c) Son conductas de cortejo. 8. La venta de corderos en general sucede cerca de fin de año. Esto es así porque los corderos se destinan a la faena cuando tienen un par de meses de nacidos, y los nacimientos suceden en septiembre, cuando hay pasto tierno de primavera para que se alimenten.

Página 137 9. a) La unión gamética y la activación son los dos pasos que suceden en la fecundación. La unión gamética comprende el ingreso del espermatozoide al óvulo fértil, y la activación inicia el desarrollo del cigoto. b) Ambos términos se utilizan cuando en la misma preñez se lleva a cabo el desarrollo de más de una cría. Estas pueden ser gemelas derivadas de un único cigoto (monocigóticos) o mellizas, producto de dos o más cigotos (dicigóticos). c) Tanto el bloqueo rápido como la reacción cortical son fenómenos que impiden la polispermia. El primero es más rápido y sucede inmediatamente a la interacción óvulo-espermatozoide, y el segundo es posterior y más lento que el primero. 10. a) Falso. En el desarrollo indirecto, el cigoto se transforma en una larva o ninfa de vida libre que debe atravesar la metamorfosis para llegar al estado adulto. b) Verdadero. c) Falso. Cuando la fecundación es interna y la especie es ovípara, debe ocurrir la puesta de los huevos. d) Falso. Los mellizos son gemelos dicigóticos. e) Verdadero.

Página 139 Ciencia sin fin “Sintético” puede referirse a productos obtenidos de una síntesis química, o bien a la unión de diversas partes para obtener un todo. Esta última sería la acepción más adecuada cuando hablamos de la teoría sintética de la evolución, ya que esta surge del aporte de diversas ramas de la biología. La teoría epigenética enunciaba que el desarrollo del embrión es el resultado de procesos de diferenciación a partir del cigoto. A la teoría biogenética se oponía la teoría animaculista o preformacionista. Abordar un problema científico en forma multidisciplinaria permite observarlo desde diferentes perspectivas y en forma más integral.

Página 141 Puntos de vista

Página 133 4.

Página 135

Gametos pequeños, móviles y muy abundantes

Gónadas

Órganos sexuales primarios

Espermatozoides

Monoico

Hermafrodita

Reproducción uniparental

Dioico

Sexos separados

Partenogénesis

5. Tanto la reproducción asexual como la reproducción sexual uniparental tienen por resultado individuos hijos que son idénticos a los progenitores. Sin embargo, la reproducción asexual se caracteriza por ser agamética, es decir, sin la intervención de células sexuales, mientras que en la reproducción sexual uniparental hay gametos que se desarrollan sin fecundación en un individuo adulto completo. 6. Las lagartijas y los gorgojos son ejemplos de especies partenogenéticas.

a) El hombre ocupa todos los territorios y limita los movimientos de los animales. Por ejemplo, la colocación de molinos de viento cerca de las costas patagónicas provoca colisiones y muertes de los playeros rojizos y otras aves migratorias. En uno de los viajes, las aves van en busca de comida pero, en el regreso, van a reproducirse y criar a sus pichones. De esta manera, la capacidad reproductiva de la especie se ve afectada, al morir individuos en edad reproductiva. b) Las medidas tomadas son buenas pero no suficientes. Habría que complementarlas con folletería y charlas, sobre todo en el parque nacional, y colocar carteles y reductores de velocidad, para que los conductores manejen más despacio. La aplicación de multas podría ser otra medida muy efectiva. c) Posibles alternativas para una convivencia entre seres humanos y animales son la creación de corredores biológicos, respetar las rutas migratorias de los animales sin poner alambrados ni barreras de ningún tipo en esos recorridos, y crear puentes o túneles de paso, para que los animales no crucen directamente por las rutas de vehículos humanos.

Página 142 11. a) Vivíparo; 12. a) Multíparas;

b) Estrobilación. b) Femenino, escasa.

c) Gametos. c) Poliéstrica.

capítulo

10 Reproducción humana Página 143 Punto de partida a), b), c), d) y e) Respuestas abiertas. Estas respuestas dependerán de las experiencias vividas por los alumnos.

Página 145 1. a) Sexualidad; b) Sexo; c) Reproducción; d) Genitalidad.

Página 147 2. a) El conducto eyaculador podría ser la causa de la esterilidad. b) En las mitocondrias se lleva a cabo la oxidación de la molécula de glucosa que brinda la energía necesaria para el movimiento del flagelo del espermatozoide, lo que le permite ascender por la trompa de Falopio. c) Puede ocurrir que el espermatozoide tenga un flagelo corto, lo que le provocará una menor movilidad y es posible que no llegue a ascender por las trompas de Falopio.

Página 149 3. Características: a) O; b) U; c) O; d) T; e) V. Función: a) V; b) O; c) G; d) U; e) T.

Página 151 4. Alrededor del día 14 del ciclo menstrual se produce la ovulación, es decir la ruptura del folículo de Graaf y la salida del óvulo hacia las trompas de Falopio. 5. Si la mujer mantuvo relaciones sexuales antes del día 17, como los espermatozoides pueden vivir hasta tres días, puede quedar embarazada el día 17 y 18 (porque el óvulo se mantiene fértil 24 hs después de la ovulación); pero, como la biología no es matemática, es probable que tres días después de haber ovulado pueda quedar embarazada. Lo mismo sucede si ovula el día 14. Los días 14 y 15 serán los de mayor fertilidad. 6. a) Porque el tejido endometrial que ha crecido nutre al bebé. b) Los cambios en las mamas durante el embarazo tienen por objetivo prepararse para amamantar al bebé que está por nacer. Las mamas se hinchan, aumentan su volumen y adquieren mayor sensibilidad. Las venas se hacen más visibles porque circula mayor cantidad de sangre, los pezones y las aréolas se tornan más oscuros. A partir de la semana 12 de gestación las mamas pueden empezar a segregar calostro, el primer alimento que recibirá el bebé cuando nazca. c) Con el análisis de orina se detecta la presencia de la hormona gonadotrofina coriónica.

Página 153 7. a) Un portador asintomático de VIH está infectado con el virus, pero todavía no tiene ningún síntoma porque es probable que la carga viral sea baja. En cambio, los enfermos de sida tienen síntomas de la enfermedad, como bronquitis o neumonías a repetición, sarcoma de Kaposi, etcétera. b) El preservativo es una barrera mecánica que impide que el semen tome contacto con los fluidos vaginales, o viceversa. c) La prueba del Papanicolau es un examen ginecológico que permite controlar las células del cuello del útero. Su función es la de prevención del cáncer del cuello uterino, y las mujeres se la deben realizar una vez por año. d) Respuesta abierta. Para redactar este párrafo los alumnos tendrán que investigar en el capítulo el significado de los términos propuestos. 8. La vacuna contra el VPH permite inmunizar a las niñas contra dos tipos de VPH de alto riesgo oncogénico (los genotipos 16 y 18), responsables del 77% de los casos de cáncer de cuello uterino. Es muy importante la aplicación de las tres dosis necesarias para que la protección sea realmente efectiva. A partir de octubre de 2011, según el nuevo calendario de vacunación, cada año se deben vacunar las niñas que cumplan los 11 años de edad. Fuente: página web del Ministerio de Salud de la Nación.

Página 155 Ciencia sin fin Se utilizan diversos nombres por la dificultad que implica hablar de temas como estos. Respuesta abierta. Dependerá de la interpretación que los alumnos hagan del texto. En la segunda mitad del siglo xix se formularon algunas hipótesis sobre el sangrado menstrual y, a fines de ese siglo, el ginecólogo vienés Emil Knauer observó que si extirpaba los ovarios a las hembras de los mamíferos con los que trabajaba en su laboratorio, estas dejaban menstruar.

Página 157 9. Respuesta abierta. En la redacción del párrafo deben figurar las descripciones de los distintos exámenes que se mencionan en el capítulo. 10. En el cuadro que realicen los alumnos deben figurar las siguientes diferencias: el FIV (fertilización in vitro) es el método más antiguo utilizado. El método GIFT no se hace in vitro sino que se transfieren óvulos y espermatozoides en las trompas de Falopio para que se produzca la fecundación dentro de esta estructura; es decir que la fecundación se realiza in vivo, es decir dentro del cuerpo de la mujer.

13. Gallinas: reproducción sexual y fecundación interna. Anémonas: pueden reproducirse tanto asexual como sexualmente. La reproducción asexual se hace por gemación y en la reproducción sexual la fecundación es externa. Cocodrilos: reproducción sexual y fecundación interna. Caracol: aunque los caracoles son hermafroditas (un mismo animal tiene los órganos femeninos y masculinos) no se pueden autofecundar. La fecundación es cruzada e interna. 14. En el primer experimento, las condiciones favorables permiten a la especie reproducirse tanto uni- como biparentalmente. Por partenogénesis, se producen más hembras que machos, por lo cual en los distintos tiempos la relación macho-hembra se desbalancea a favor de las hembras. En el segundo experimento, las condiciones desfavorables que genera el insecticida favorecen la reproducción biparental, que es más lenta pero que restablece la paridad sexual y permite sobrevivir a la especie sobre la base de la variabilidad que este tipo de reproducción presenta. 15. En el género Philodina todos los individuos son hembras partenogenéticas. Hay otros rotíferos que poseen ejemplares de ambos sexos. En estas especies, las hembras ponen huevos de dos tipos, dependiendo de las condiciones del ambiente. En primavera-verano, con abundante agua en la charca, ponen huevos que no pueden ser fecundados, y que dan partenogenéticamente nuevas hembras. Al llegar el otoño, cuando las condiciones de la charca se vuelven más inhóspitas, ponen huevos más pequeños que pueden ser fecundados. Dado que inicialmente no hay machos que los fecunden, estos mini-huevos se convierten en machos, que son los encargados de fecundar a otros mini-huevos, produciendo “huevos de invierno”, muy resistentes a las condiciones invernales. Los rotíferos adultos mueren en este período, y en primavera, de los huevos de invierno nacen hembras partenogenéticas. 16. Los huevos de mosca son blancos, oblongos y de aproximadamente 1 mm de diámetro. Las moscas adultas los depositan fácilmente sobre la fruta en descomposición; de estos se desarrollan gusanitos en aproximadamente un día. El huevo fertilizado es una única célula muy grande, cubierta por varias capas protectoras. El núcleo celular comienza a dividirse apenas el huevo es depositado, aunque el citoplasma no lo hace. Entonces, el embrión es una única célula, con varios núcleos que inicialmente se encuentran centrales y luego se desplazan migrando hacia la superficie. Un poco más tarde comienzan a aparecer tabiques entre los núcleos de modo que el embrión se muestra como un tapizado de células. Lentamente las células cambian de forma, y más tarde comenzarán a observarse separaciones entre segmentos. Pronto la larva estará lista para eclosionar.

El método ICSI es la inyección de espermatozoide dentro del óvulo que se realiza en un laboratorio. 11. El objetivo es que los alumnos se acerquen a las nuevas tecnologías y a los avances en el campo de la reproducción.

Página 159 Puntos de vista a) Las similitudes no son casuales, ya que los bonobos son nuestros parientes primates más inteligentes, cercanos y semejantes. En la sociedad de los bonobos, las relaciones sexuales juegan un papel preponderante, ya que son usadas como método de resolución de conflictos y como medio de reconciliación. En ese sentido somos muy parecidos a ellos. b) No responder al estímulo de las feromonas nos acerca más a una sexualidad cultural, ya que no respondemos a ella solo como un instinto, provocado por estímulos sensoriales. Pero respondemos a otros estímulos en la búsqueda de pareja, y uno de ellos es el visual. c) Respuesta abierta. Los alumnos podrán tener en cuenta que la atracción sexual humana está al servicio de la reproducción. En ese sentido, somos iguales a todos los animales. Pero los seres humanos utilizamos el acto sexual no solo con fines reproductivos, sino también para el mantenimiento de vínculos sociales. Las relaciones sexuales además sirven para manifestar afectos y sentir placer. La sexualidad está influida por la interacción de factores biológicos, psicológicos, sociales, económicos, políticos, culturales, éticos, legales, históricos, religiosos y espirituales.

Página 160 12. Ovario: aquí se realiza la ovogénesis, que permite la formación de óvulos. Trompas de Falopio: son dos conductos tubulares que se extienden desde los ovarios hasta el útero por los cuales “viaja” el óvulo. Útero: es un órgano hueco y muscular. Aquí se implanta el cigoto (óvulo fecundado) y se desarrollan el embrión y el feto. En la zona superior (matriz) desembocan las trompas de Falopio y la zona inferior (cuello) se comunica con la vagina. Su pared interna está revestida por una doble capa de tejido llamado endometrio que todos los meses prolifera debido a la acción de las hormonas. Vagina: es el órgano que recibe al pene durante el acto sexual y se comunica con el útero. Funciona como canal de parto. Testículo: aquí se produce la espermatogénesis, es decir, la formación de espermatozoides. Vesícula seminal: son dos estructuras membranosas donde se reserva el semen. Producen más del 60% del volumen total del semen. Próstata: es una pequeña masa glandular que rodea a la uretra en su porción inicial. Mide 4 cm y su secreción es de aspecto lechoso y alcalina, lo que contribuye a neutralizar la acidez de otras secreciones, facilitando la movilidad espermática. Uretra: conducto que el sistema reproductor comparte con el sistema urinario a través del cual pasa la orina, o el semen en el momento de la eyaculación, o expulsión de los espermatozoides. 13. a) Escroto. b) Menarca. c) Endometrio. d) Uretra. e) Lactancia. 14. a) Las niñas comienzan a experimentar los cambios antes que los niños. b) El desarrollo de las mamas y la aparición del vello púbico. c) Niñas: desarrollo de las mamas, aparición del vello púbico, primera menstruación y aumento de la estatura. Niños: desarrollo del pene y de los testículos, aparición del vello púbico y aumento de estatura. 15. a) En las páginas donde se explica el sistema reproductor femenino (ciclo menstrual) y la fecundación. b) Las imágenes representan la ovulación y la fecundación. c) La fecundación ocurre en las trompas de Falopio. d) En el esquema de la derecha se observa un espermatozoide que fecunda al óvulo. e) La esterilidad podría representarse con algunos espermatozoides con flagelos cortos. Por medio de técnicas de fertilización asistida podría resolverse este problema.

16. a) Respuesta abierta. Se espera que los alumnos, luego de leer el capítulo, y con la información nueva que han adquirido, tomen conciencia de la importancia que tiene para los adolescentes estar informados sobre los temas referidos a la sexualidad. b) El conocimiento debe ser la primera medida para poder tomar decisiones y evitar las ITS.

Sección IV. Mecanismos de la herencia capítulo

Leyes de la herencia

Página 161 Punto de partida a) Porque Lucía ha recibido una combinación de la información genética de ambos padres. Existen algunas características o rasgos que, aunque estén en nuestros genes, no pueden expresarse porque están “escondidos”. Es posible que el color de ojos del abuelo de Lucía haya permanecido “oculto” durante una generación y se exprese en la siguiente. b) Sí, puede ocurrir por efecto de factores externos, como los ambientales, o por la edad. El color del pelo se va poniendo blanco con la edad; una misma planta puede tener distinto tamaño de hojas o de raíces según las condiciones del ambiente. c) Se espera que aquí cada alumno brinde su opinión, ya que existe mucha controversia al respecto. Pueden buscar información en diferentes fuentes para fundamentar las ideas propuestas. d) La idea es que esta pregunta genere inquietudes en los alumnos sobre las razones biológicas por las cuales son parecidos a sus padres y sus hermanos.

Página 163 1. El misterio que Mendel intentaba desentrañar con sus experimentos era saber de qué modo se transmitían las características biológicas entre las generaciones de una misma especie. 2. Color y textura de la semilla, color de las flores y aspecto de la vaina. 3. a) Rasgos o características distinguibles de un ser vivo. b) Descendientes que conservan las mismas variedades de cada uno de los caracteres biológicos. c) Aquello que determinaba la variedad de cada carácter biológico en un individuo. d) Elemento responsable de transmitir una característica a los descendientes. Ejemplo de párrafo: En una línea pura todos los descendientes conservan los mismos factores hereditarios de cada uno de los caracteres biológicos que constituye su unidad de herencia. 4. a) El carácter biológico que investigó Mendel es el color de las flores. b) El factor dominante es el violeta y el factor recesivo. el blanco. Todos los descendientes de la F1 tenían un factor de cada una de las dos líneas puras (uno blanco y uno violeta) y eran todos idénticos entre ellos. Como el violeta es dominante, todos expresan el color violeta en sus flores. c) Los descendientes son heterocigotos.

Página 165 5. El gameto contiene solo un factor para un carácter. 6. Los alumnos redactarán estas definiciones luego de la lectura exhaustiva del texto.

Página 167 7. Cromosoma sexual presente solo en los machos: b). Produce solo un gameto con cromosoma X: e). Produce dos gametos con cromosoma X: d). Relacionado con la herencia ligada al sexo: a). Cromosoma que no es responsable del sexo: c). 8. En este informe debe figurar que el daltonismo es una enfermedad hereditaria ligada al cromosoma X, que la transmiten las mujeres y la padecen generalmente los hombres, que se caracteriza por la dificultad o ceguera para distinguir los colores, y que existen distintos niveles de gravedad de la enfermedad. Además, que este trastorno

Página 169 9. El genotipo es el genoma específico de un individuo, es decir, el conjunto de genes y de alelos que presenta, y el fenotipo es la apariencia del individuo o conjunto de rasgos visibles y corresponde a las características que se expresan de ese genotipo. 10. Porque es una relación entre alelos distinta de la planteada por Mendel; no hay un factor dominante y uno recesivo, sino que en la dominancia intermedia pueden expresarse una combinación de los dos factores, y en la codominancia se expresan ambos factores en el fenotipo. 11. La propuesta de esta actividad es que los alumnos busquen las palabras destacadas del texto y armen un glosario que incluya la definición de cada una de ellas. 12. a) Sí. Podrían tener un hijo con grupo sanguíneo 0, si sus genotipos son los siguientes: mujer con genotipo A0 (fenotipo A) porque el fenotipo A es dominante sobre 0 y el hombre con genotipo B0 (fenotipo B) porque B es dominante sobre 0. El hijo puede heredar los alelos 0 de ambos padres y, al ser homocigota recesivo, se expresa el fenotipo 0. b) Sus hijos pueden presentar los siguientes fenotipos: A, B, 0 o AB.

Página 171 13. Porque en la reproducción sexual cada uno de los progenitores aporta su material genético, y el nuevo individuo posee una combinación de las características de sus padres, es decir, que posee una combinación genética que lo caracteriza: hay variabilidad. 14. Haploide: a), d) y g). Diploide: b), c), e) y f). 15. Sí. El tiempo biológico de la mujer está determinado por la ovulación. Mientras la mujer ovule, puede tener hijos. A diferencia de los hombres, que siguen multiplicando sus espermatocitos durante toda su vida, las mujeres nacen con una cantidad fija de ovocitos primarios que inician su maduración en la pubertad y lo dejan de hacer en la menopausia. Durante la menopausia la mujer deja de ovular y, por lo tanto, ya no puede tener más hijos.

Página 173 Ciencia sin fin Los alumnos deberán guiarse con la lectura y elaborar el árbol genealógico, donde las mujeres sanas tendrán el siguiente genotipo: XHXH, las mujeres potadoras como la reina Victoria o sus hijas Alicia y Beatriz tendrán el siguiente genotipo: XHXh, y los varones hemofílicos como Leopoldo, el siguiente genotipo: XhY. Para resolver este punto, tener en cuenta que la hemofilia es una enfermedad que está determinada por un alelo recesivo presente en el cromosoma X. El desarrollo de esta tecnología tuvo mucha importancia ya que con las transfusiones los pacientes hemofílicos recibieron un componente del plasma sanguíneo, la globina, que corregía su coagulación porque suplía temporalmente la carencia del factor de coagulación. Cuando se conocieron las bases moleculares de la hemofilia, a finales del siglo xx, se identificó el gen que produce este factor de coagulación y se logró obtener factores de coagulación por ingeniería genética. Inyectarse solo el factor de coagulación es más seguro porque se evita la transmisión de enfermedades que se contagian por medio de la sangre. Sí. Gracias al Proyecto Genoma Humano se han podido desarrollar nuevas terapias que se pueden aplicar en medicina predictiva, lo que hace posible diagnosticar enfermedades que todavía no se han desarrollado en el paciente.

Página 175 16. Factores internos: edad y sexo. Factores externos: entorno materno dentro del útero, alimentación, agentes ambientales (luz, temperatura), aprendizaje, influencias familiares, culturales y sociales. 17. La idea de esta actividad es que los alumnos investiguen sobre alguna modificación del fenotipo de un ser vivo (animales o plantas)

provocada por algún factor ambiental (luz, agua, calor, altura, mucho frío, falta de oxígeno, etcétera).

Página 177 Puntos de vista a) Durante mucho tiempo el concepto de raza biológica fue algo incuestionable, y fue el sentido y eje central de la antropología. Pero en la actualidad ya no goza de tal aceptación. El intento de clasificar a los seres humanos en razas ha ido perdiendo fuerza, y a partir de los años 1950 y 1960, la expresión “razas humanas” ha ido cayendo en desuso con la llegada de la genética humana y de las nuevas corrientes antropológicas. El concepto de raza como grupo genéticamente homogéneo no existe en los humanos. b) Las diferencias entre una etnia y otra, por ejemplo, de individuos de piel negra, pelo enrulado, ojos oscuros, nariz chata, comparados con un blanco europeo, son visibles pero responden solo a cambios en unos pocos genes. Las afirmaciones del famoso genetista italiano Luca Cavalli-Sforza “las razas humanas no existen”, no hace otra cosa que confirmar que no solo no existen las razas, sino que mucho menos existen razas que dominan a otras. c) A favor: Las políticas discriminatorias y racistas no necesitaron nunca de bases científicas para ser practicadas. La utilización de esclavos negros por parte de los europeos que conquistaron América respondió a una necesidad económica de mano de obra barata. Tampoco el nazismo necesitó de la ciencia para justificar el exterminio de judíos y gitanos. En contra: El anatomista alemán Johann Friedrick Blumenbach propuso dividir a la humanidad según el color de la piel, en cinco razas: caucásica o blanca, mongólica o amarilla, etíope o negra, americana o roja y malaya o parda. De esa manera, comenzó una idea que fomentó, directa o indirectamente, prejuicios raciales.

Página 178 18. a) La propuesta de esta actividad es que los alumnos enuncien, con su propias palabras, las leyes o lo que entendieron de ellas. Mendel denominó a los genes como “caracteres biológicos” y a los alelos como “factores hereditarios”. b) Homocigota dominante: los dos alelos son iguales y dominantes para una misma característica biológica. Homocigota recesivo: los dos alelos son iguales y recesivos para una misma característica biológica. Heterocigota: los dos alelos son distintos (uno dominante y otro recesivo) para la misma característica biológica. c) Boveri realizó experimentos con los óvulos de una especie de erizo de mar a los que les extrajo sus núcleos. Luego, los fecundó con los espermatozoides de una especie distinta de erizo de mar. Los resultados fueron embriones con características biológicas idénticas a su progenitor masculino. El gran aporte de Sutton fue comprobar que la explicación de la las leyes mendelianas de la herencia se basan en que, dentro de cada núcleo celular, los cromosomas se encuentran de a pares (cromosomas homólogos): uno procede del gameto femenino y otro del gameto masculino. d) El hecho que llamó la atención a Morgan durante la cruza de moscas Drosophila melanogaster fue que los pocos ejemplares obtenidos con ojos blancos eran solo machos, mientras que todas las hembras tenían ojos rojos. Su hipótesis para explicarlo fue que el color de ojos de las moscas estaba relacionado por algún mecanismo al sexo de los individuos. e) Una herencia autosómica es la que se asocia con los genes ubicados en un autosoma o un cromosoma no sexual. Si la herencia es dominante, con un solo cromosoma heredado de alguno de los padres ya es suficiente para que el rasgo se manifieste en el fenotipo. f) Se denomina herencia ligada al sexo al modo especial de transmisión de caracteres biológicos, que es dirigido por factores localizados en el cromosoma X. Por ejemplo, el daltonismo y la hemofilia. g) Se denomina genoma a la información genética total que contiene cada célula de un organismo de una especie, y genotipo al genoma específico de un individuo, es decir, al conjunto de genes y de alelos que presenta.

oftalmológico fue denominado daltonismo por el físico británico John Dalton, quien estudió esta enfermedad y la padecía.

19. Un ejemplo de párrafo posible puede ser el siguiente: Los cromosomas están formados por cromatina en su mayor estado de compactación. Nuestros cromosomas ordenados de a pares y cada cromosoma homólogo está formado por dos cromátidas hermanas que contienen los mismos genes. Los genes pueden presentar alternativas o alelos diferentes. 20. a) Verdadero. b) Falso. Es posible encontrar alelos múltiples o múltiples alternativas para cada característica biológica. c) Falso. Las células sexuales masculinas o espermatozoides se obtienen en el hombre como producto de la espermatogénesis que se lleva a cabo en los testículos. d) Verdadero. 21. a) El progenitor de semillas amarillas y lisas es AaLl; por lo tanto, sus gametos podrán ser: AL, Al, aL o al. b) El progenitor de semillas verdes y rugosas es aall, por lo tanto todos sus gametos serán al. Gametas femeninas AL Al aL al Gametas masculinas al

AaLl

Aall

aaLl

aall

e) Algunas técnicas de mejoramiento vegetal podrían ser: la micropropagación, técnicas de ingeniería genética, y otros procedimientos que se utilizan en biotecnología para mejorar las semillas y los cultivos.

Página 181 Ciencia sin fin Los relatos épicos están relacionados con las epopeyas, es decir con personajes heroicos, y suelen incluir aspectos sobrenaturales o maravillosos. Los relatos científicos, por el contrario, se basan en datos concretos, mensurables y en general, observables, donde los científicos describen cómo llevaron a cabo su investigación y los resultados que obtuvieron. Un relato épico podría transformarse en científico, cuando se empiezan a explicar científicamente las causas que determinan un determinado fenómeno natural que, en un primer momento, podría haberse asociado a algo maravilloso o fantástico. Se puso en marcha un proceso evolutivo por selección artificial. Respuesta abierta. No se sostiene la explicación que dieron estos científicos porque hoy se cree que los pescadores desechaban a esta especie de cangrejos, no por respeto a los guerreros ancestrales sino simplemente porque estos crustáceos no les son apetecibles.

Página 183 c) Se obtendrán todas las combinaciones posibles en la siguiente proporción: 25% de semillas amarillas y lisas, 25% de semillas amarillas y rugosas, 25% de semillas verdes y lisas y 25% de semillas verdes y rugosas. 22. Una mujer sana puede ser portadora de una herencia ligada al sexo, si en el cromosoma X posee el gen defectuoso en solo uno de sus cromosomas sexuales. Si tiene una niña y esta recibe solo un gen X defectuoso, será sana. Si tiene un varón y este recibe el gen X defectuoso, será enfermo, ya que esta herencia es dominante y el otro cromosoma que recibe es el Y, que no contiene este gen asociado. 23. Para que una persona padezca una enfermedad autosómica recesiva como el albinismo, debe recibir ambos genes recesivos, es decir, ser homocigota recesivo para dicha característica. Una persona sana portadora del albinismo debe tener uno solo de sus dos cromosomas afectado. 24. a) y b) Respuestas abiertas. Los resultados dependerán de las personas encuestadas por los alumnos. c) No puede donarse sangre del grupo A a un un recepto que tenga grupo sanguíneo 0 porque el grupo 0 es recesivo; por lo tanto, alguien con fenotipo 0 tiene sus dos alelos del grupo 0, mientras que la sangre del grupo A tiene al menos un alelo A dominante. Esto provoca una reacción del cuerpo a “algo” extraño. Al revés, una persona de grupo 0 sí puede donar a una persona de grupo A, porque el alelo 0 es recesivo y no interfiere con el A. capítulo

12 Selección artificial Página 179 Punto de partida a) Las plantas silvestres crecen de forma natural y espontánea en la Naturaleza. A diferencia de las domesticadas, poseen un pool génico amplio, que no ha perdido su fuerza por la manipulación de los cultivadores y una mejor capacidad para adaptarse al medio. b) Sí. Porque la mamá de Mariana seleccionó artificialmente las características que ella deseaba (tallos carnosos y hojas grandes) de la especie Brassica oleracea y, con el tiempo, obtuvo la forma que ella deseaba de esas nuevas plantas. c) Primero podó la planta; luego seleccionó las plantas de tallos carnosos y hojas grandes y las trasplantó a macetas. Durante meses repitió el proceso y pudo ver que finalmente las plantas tomaban la forma que ella deseaba. d) Es una selección artificial porque interviene el hombre en la selección de las características y no natural, en la que solo interviene la Naturaleza.

1. a) La selección artificial es el procedimiento por el cual el hombre elige los caracteres que pasan de una generación a otra. Este proceso, a lo largo del tiempo, introduce cambios en la población, por eso es considerado como un factor evolutivo introducido por el hombre. Algunas variedades obtenidas por selección artificial a partir de la especie Brassica oleracea son: la coliflor, la col de Bruselas, el brócoli, el colirrábano, las coles ornamentales, etcétera. b) Las flores. Se seleccionaron las plantas de flor más carnosa y se volvieron a cultivar, siguiendo el mismo proceso de siembra y selección hasta que, año tras año, se crearon muchas variaciones nuevas dentro de la misma especie. La coliflor (variedad botrytis), en la cual la selección artificial se orientó a conseguir que, más que las hojas, se desarrollasen las inflorescencias pero de forma desmesurada (una especie de flor gigante), que es en realidad la parte que interesa para el consumo. c) Una selección negativa en la que se impide la reproducción de organismos con rasgos no deseados. 2. La rosa Blue Moon es una rosa obtenida por un renombrado cultivador de rosas alemán. Se trata de una trepadora de la clase híbridos de té, de porte medio (poco más de medio metro de altura) pero cuyo diámetro puede alcanzar el metro. No es muy vigorosa y la ramificación es escasa. Las hojas presentan borde liso con tono mate verde oscuro. El nombre es indicativo de la tendencia de color de la flor, de un rosa con tonos lila o azulados, más intensos cuando está abierta. Durante muchos años fue considerada la rosa lila más importante. La flor, que es de gran tamaño –de hasta 20 cm– y con largos y elegantes tallos, se produce lentamente a lo largo de la temporada entre la primavera y el otoño, con la ventaja de que es duradera y que la floración es repetitiva. Es ideal para la preparación de ramos. Las flores pueden mantenerse unos 15 días máximo, y depende del estado de conservación de la planta. Posee un suave y sugerente aroma dulce, con elementos cítricos, que se percibe con más intensidad cuando baja el Sol. No es un rosal especialmente sensible a las enfermedades, por lo que con un cuidado adecuado resiste la mayoría de ellas; únicamente puede ser algo delicado con respecto a la mancha negra. Es bastante resistente a las bajas temperaturas y admite un poda severa. Sin embargo, su multiplicación es más difícil. Con este híbrido consiguió los principales galardones en las exposiciones de Italia y Alemania en 1964. 3. La raza Brangus, que desde 1950 se cría en nuestro país, es un ejemplo del uso de la selección artificial para el mejoramiento del ganado. Se buscó conservar las buenas características del Angus: productora de carne de calidad, alta eficiencia de producción, fertilidad, conformación carnicera, precocidad en el engorde, y las del Brahman: adaptación a las altas temperaturas, humedad, parásitos

Página 185 4. La biotecnología es el empleo de organismos vivos para la obtención de un bien o servicio útil para el hombre. Así, la biotecnología tiene una larga historia, que se remonta a la fabricación del vino, el pan, el queso y el yogurt. 5. El jugador argentino Lionel Messi fue tratado con este medicamento biotecnológico, que le permitió alcanzar su talla y destreza actual. La hormona de crecimiento humana se usa hace más de 10 años para tratar niños de baja talla. Esta lleva el mensaje que ordena al cuerpo crecer y desarrollarse. Pero puede suceder que el envío del mensaje falle. Cuando esto pasa, el crecimiento no es el adecuado, y el resultado es una persona de una talla menor a la media. En principio la hormona de crecimiento era obtenida de animales o cadáveres, y era difícil de conseguir y económicamente costosa. A través de la ingeniería genética, la industria farmacéutica encontró la forma de producir grandes cantidades de hormona y a menores costos. Al de Messi se lo considera un caso de “talla baja idiopática”; este tipo de pacientes no presentan una deficiencia clásica de hormona de crecimiento, ni enfermedad o síndrome genético conocido que justifique su baja talla, ni tampoco alguna enfermedad que afecte su crecimiento. El tratamiento con hormona de crecimiento en niños con talla baja idiopática es materia de debate mundial. En nuestro país no está aceptado, ya que los diferentes trabajos científicos son discordantes en cuanto a los resultados de talla final obtenida. 6. Se trata de un tipo de arroz al que se le ha introducido la información genética necesaria para fabricar betacaroteno, presente comúnmente en la zanahoria, el tomate y otras frutas y hortalizas, que es el precursor para la síntesis de la vitamina A. El betacaroteno le otorga al arroz un color dorado, lo que le da origen al nombre. El arroz dorado pretende aportar vitamina A a las poblaciones que no consumen diariamente la suficiente cantidad de esta vitamina. En particular, la falta de vitamina A en la población infantil tiene graves consecuencias. Se estima, por ejemplo, que cada año alrededor de 500.000 niños en todo el mundo pierden la vista a causa de esta deficiencia, que se manifiesta especialmente en el sudeste asiático, donde el arroz es un alimento básico. Aunque todavía no está disponible comercialmente, ya está siendo ensayado en varios países de Asia, como Filipinas y Vietnam. El arroz dorado fue desarrollado por un prestigioso investigador suizo, Ingo Potrykus, y sus colaboradores.

Página 187 7. Primero se selecciona el gen con la característica deseada, luego se lo transfiere a una célula y, utilizando la técnica de clonación, se pueden obtener organismos que contengan el gen que se ha seleccionado artificialmente. 8. Es un organismo de asesoramiento para los científicos que se especializa en los problemas éticos que traen a aparejados, en ocasiones, algunas investigaciones científicas.

Página 189 9. a) Verdadero. b) Verdadero. c) Falso. Una célula madre puede ser pluripotente, originando solo algún tipo de tejido. d) Falso. El semen extraído de un macho seleccionado, es evaluado para determinar las características del mismo. Se procesa para aumentar su volumen, luego se utiliza para fecundar a la hembra. e) Verdadero. f) Falso. Solo pueden originar un tipo de célula en particular. 10. Algunas de las ventajas de la selección artificial son: –P rescindir de toros, que muchas veces son de difícil manejo y compiten por forraje con las demás categorías del establecimiento.

– – – –

Rápida mejora genética. Controlar enfermedades venéreas. Llevar registros de la reproducción más eficientes. Abaratar los costos. La dosis de semen y la mano de obra necesaria para la inseminación artificial son menos costosas que el mantenimiento de los toros en el establecimiento. – Permitir eliminar a los machos peligrosos del campo.

Página 191 Puntos de vista a) A favor de la clonación: sirve para clonar mascotas y animales domésticos, para intentar recuperar poblaciones de animales en peligro de extinción, y para obtener animales ya extinguidos. En contra de la clonación: los animales clonados pueden presentar defectos en las células sanguíneas, enfermedades cardíacas y problemas pulmonares, y sobre todo, sobrepeso. Los clones además presentan un porcentaje mayor de malformaciones. b) Es preferible clonar un tigre de Tasmania, ya que es un hermoso animal que fue extinguido por el ser humano. De esta manera, aumentamos la biodiversidad y recuperamos una especie ya desaparecida, que era representante de uno de los pocos predadores marsupiales que existió sobre la faz de la Tierra. Los toros de lidia fueron creados por el ser humano para su satisfacción personal y su diversión, no tienen ningún valor como especie biológica. c) La clonación terapéutica ha demostrado ser útil en el tratamiento de enfermedades genéticas. La clonación reproductiva tiene por finalidad crear un nuevo ser humano, con el mismo genoma que quien provee la célula donante. En muchos países, incluido el nuestro, está prohibida la clonación reproductiva, argumentando falta de ética. Incluso, la clonación terapéutica debería estar estrictamente regulada por los gobiernos con el fin de definir una política científica clara.

Página 192 a) I

N S E M I

b) H E R E N C

N A C

Ó N

c) C L O N A C

Ó N

d) M E N D E L e) E S P E C f) B

g) T O T h) F

O T E C N O L O G

E R M E N T A C

P O T E N T E

ó N

i) T R A N S G É N

C O

12. a) Sí. En 2001, una vaca llamada Bessie dio a luz a un gaur (un bisonte indio) clonado de Asia, una especie en peligro de extinción, pero el ternero murió después de dos días. En 2003, un banteng (tipo de toro) fue clonado con éxito, y también fueron clonadas con éxito tres fieras de África a partir de embriones congelados. Estos éxitos han dado esperanzas sobre la posibilidad de que otras especies extintas puedan ser clonadas. De cara a esta posibilidad, las muestras de tejidos del último bucardo (cabra montesa) fueron congeladas rápidamente tras su muerte. Uno de los obstáculos en el intento de clonar especies extintas es la necesidad de mantener el ADN en perfecto estado, muy bien conservado. b) Ventajas: conservar especies que no se están reproduciendo en su ambiente natural, aumentar el número de individuos de una especie, repoblar las zonas donde habitaban determinadas especies, etc. Desventajas: aumento de número de individuos, aumento de predadores para otras especies, etcétera. 13. a) Las mismas, porque fueron obtenidas por reproducción asexual. b) Las ventajas es que se tienen varias plantas iguales con la característica deseada.

internos y externos y además la rusticidad. Finalmente la Brangus quedó conformada por un 37,5% de raza Brahman y 62,5% de raza Angus.

RECURSOS PARA EL DOCENTE

Biología 2 Procesos de cambio en los sistemas biológicos: evolución, reproducción y herencia

Alejandro J. Balbiano María Gabriela Barderi María Laura Godar Elina I. Godoy Celia E. Iudica Natalia Molinari Leto ES 2.º año

Pablo A. Otero