Biologia 3

nuevo

La comunicaicón y la información en los seres vivios /EditorialEstrada

PACK

Cód. 19280

BIOLOGÍA •

www.editorialestrada.com.ar argentina.infoestrada@macmillaneducation.com

BIOLOGÍA

La comunicación y la información en los seres vivos

Raúl Alzogaray ı Virginia de Francesco ı Marcela Gleiser ı Sofía Martínez ı Julieta Molinas ı María Josefina Ramón Mercau Colaboración especial: Pablo Salomón y Laila Toum Terrones El Saber Hacer incluye Aprendizaje Basado en Proyectos.

ES

HUELLAS

ES

nuevo

BIOLOGÍA La comunicación y la información en los seres vivos

ES

HUELLAS

Gerenta Editorial: Judith Rasnosky Coordinadora de Arte: Natalia Otranto Editora del Área de Ciencias Naturales: Luz Salatino Editora: Paloma Vidal Ruiz

Autores Raúl Alzogaray. Es licenciado y doctor en Biología (uba). Se desempeña como profesor asociado en la Maestría en Control de Plagas y su Impacto Ambiental (Universidad Nacional de San Martín). Es investigador del Conicet y trabaja en el Centro de Investigaciones de Plagas e Insecticidas del Instituto de Investigaciones Cientícas y Técnicas para la Defensa (cipein-citedef). Autor de libros de divulgación cientíca.

Virginia de Francesco. Es licenciada en Ciencias Biológicas (uba). Trabaja en temas de conservación en la Defensoría del Pueblo de la Nación. Docente de la Escuela Argentina de Naturalistas (ean). Autora de artículos académicos y de divulgación cientíca.

Marcela Gleiser. Es licenciada en Ciencias Biológicas (uba). Docente en el área de Ciencias Naturales en nivel secundario, modalidad presencial y a distancia.

Sofía Martínez. Es licenciada en Ciencias Biológicas (uba). Postgrado en Comunicación Científica, Médica y Ambiental (Pompeu Fabra, España).

Autora de artículos académicos y de divulgación científica. Editora y revisora de productos de e-learning, de libros y de manuales para alumnos, guías docentes y textos académicos.

Julieta Molinas. Es licenciada en Ciencias Biológicas (uba). Trabaja en el laboratorio de Neurobiología de la Memoria, Instituto de Fisiología, Biología y Neurociencias, Departamento de Fisiología y Biología Molecular y Celular (fceyn-uba). Docente de Biología en nivel secundario.

Josefina Ramón Mercau. Es licenciada y doctora en Ciencias Biológicas (uba). Se ha desempeñado como investigadora en Conicet y como docente de Biología en nivel secundario. Autora de artículos académicos y libros de texto de Biología.

Índice

Cómo aprovechar este libro

8

Bloque 1. Respuesta al medio Capítulo 1. Los seres vivos y su relación con el medio Los seres vivos como sistema Los niveles de organización de los seres vivos La función de relación en los seres vivos La ruta de la información Tipos de respuestas en los animales Tipos de respuestas en las plantas La función de control El control en los animales El control en las plantas Experimentos en papel. ¿Qué controla la altura de una planta?

La homeostasis Los mecanismos que equilibran el organismo El modelo estímulo-procesamiento-respuesta La transmisión de información en los órganismos Ciencia en acción. El termómetro de las plantas: ciencia argentina para el mundo Taller de ciencias. ¿Cómo responde nuestro cuerpo a los estímulos?

Actividades de repaso

Capítulo 2. Estímulos y respuestas en ls animales La captación de los estímulos en las plantas Variedad de respuestas Tipos de movimientos en las plantas Los estímulos lumínicos La fotoperioricidad Experimentos en papel. ¿El momento de la floraciónde distintas variedades de soja depende de la temperatura?

El fitocromo y las respuestas a la fotoperioricidad La temperatura como estímulo Los estímulos mecánicos El tigmotropismo La tigmonastia El agua y otras sustancias como estímulos El hidrotropismo La hidronastia Los estímulos químicos La gravedad Ciencia en acción. La internet de las plantas Taller de ciencias. ¿Las especias ayudan a preservar los alimentos?

Actividades de repaso

4

10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 20 21 22 23 24 25 26 28

30 32 33 34 35 36

36 37 38 39 39 40 41 41 42 43 44 45 46 48

Capítulo 3. Estímulos y respuestas de las plantas Percepción y respuesta Los sentidos Tipos de receptores Los estímulos lumínicos ¿Qué ven los animales?

Los estímulos mecánicos Los receptores táctiles Los estímulos sonoros Los oídos en los vertebrados Los estímulos químicos El olfato Las feromonas El gusto Otros tipos de estímulos La gravedad La electricidad La temperatura El campo magnético Experimentos en papel. ¿Los humanos percibimos el campo magnético terrestre?

Ciencia en acción. ¿Es posible escapar de un Tyrannosaurus rex?

Taller de ciencias. ¿Cómo perciben el mundo las lombrices?

Actividades de repaso

50 52 53 53 54 55 56 57 58 59 60 61 61 62 63 63 63 64 64 64 65 66 68

Capítulo 4. El comportamiento de los animales

70

El comportamiento como respuesta 72 Instinto y aprendizaje 72 El comportamiento innato 73 Los comportamientos adquiridos 74 Tipos de aprendizajes 75 75 La habituación Experimentos en papel. ¿Los bebés tienen memoria?

75 El condicionamiento 76 Experimentos en papel. ¿Las funciones involuntarias del cuerpo pueden ser condicionadas a estímulos externos? 76 76 El discernimiento Conductas innatas que se modifican con la experiencia 77 La comunicación 78 La comunicación visual 78 La comunicación sonora 78 La comunicación química 79 La comunicación entre especies 79 La competencia y el comportamiento 80 El comportamiento antagónico 80 Las exhibiciones y los rituales 80 La territorialidad 81 La jerarquía 81 82 Las sociedades animales Ventajas y desventajas de vivir en grupo 82 Las especies gregarias y las especies sociales 83 Comportamiento y apareamiento 84 El cortejo 84 La evolución del comportamiento 85 Selección natural y comportamiento 85 Altruísmo 86 87 Ciencia en acción. ¿Hablan los animales?

Taller de ciencias. ¿Cómo varió la biodiversidad 88 a lo largo de la historia?

Actividades de repaso 90

Capítulo 5. Las células y su relación con el medio Las respuestas celulares frente al ambiente Los estímulos, la percepción y las respuestas en las células La membrana plasmática Componentes y estructura de la membrana plasmática El modelo de mosaico fluido Experimentos en papel. ¿Las proteínas de la membrana plasmática se pueden mover o tienen una ubicación fija?

Los componentes de la membrana y el transporte de sustancias La ósmosis La concentración y el pasaje de las sustancias Las proteínas como receptores de señales Los receptores de membrana y la transducción de las señales Las uniones celulares y la comunicación El reconocimiento entre las células La comunicación entre las células La comunicación y la regulación del ciclo celular Ciencia en acción. El reconocimiento de las células y los tratamientos con anticuerpos monoclonales Taller de ciencias. ¿Podemos comprender el funcionamiento de la membrana plasmática con un modelo?

Actividades de repaso ¿Qué cuentan lxs biólogxs?

Hablamos con Eugenia Barrantes y Francisco Sola

92 94 95 96 96 97 97 98 98 99 100 101 102 102 103 104 105

106 108

110

5

Índice

Bloque 2. Regulación e integración de funciones Capítulo 6. El sistema nervioso

112

El sistema nervioso y sus funciones La evolución del sistema nervioso El sistema nervioso en los invertebrados El sistema nervioso en los vertebrados El sistema nervioso en los seres humanos Las células del sistema nervioso Tipos de neuronas Las células gliales Características del impulso nervioso La propagación del impulso nervioso La comunicación entre neuronas Experimentos en papel. ¿Cómo se transmite la información de una neurona a la otra?

La sinapsis Los tipos de sinapsis El sistema nervioso central El encéfalo El cerebro y el diencéfalo La médula espinal Los actos reflejos El sistema nervioso periférico El sistema nervioso somático y las acciones voluntarias El sistema nervioso autónomo Aprendizaje y memoria Enferemedades del sistema nervioso Las drogas y el sistema nervioso Ciencia en acción. Implantes cerebrales: ¿ciencia ficción o realidad?

Taller de ciencias. ¿Cómo es el tiempo de reacción de nuestro cuerpo?

Actividades de repaso

114 115 115 116 117 118 119 119 120 121 122

6

122 122 123 124 124 125 126 126 127 127 128 129 129 130 131 132 134

Capítulo 7. El sistema endocrino y el control hormonal

136

El sistema endocrino en los seres vivos Las hormonas en plantas y animales El sistema endocino en las personas Diferencias entre la regulación nerviosa y la regulación endocrina Tipos de hormonas Tipos de glándulas Tipos de secreción hormonal Las glándulas del sistema endocrino El equilibrio y los procesos homeostáticos La regulación de la calcemia La regulación de la glucemia Experimentos en papel. ¿La regulación de la glucemia depende del páncreas?

La acción del páncreas en la regulación de la glucemia La diabetes Las diabetes tipo I y tipo II El eje hipotálamo-hipófisis

138 138 139

Las hormonas liberadas desde la neurohipófisis La oxitocina La vasopresina u hurmona antidiurética Las hormonas que se producen y liberan en la adenohipófisis Las hormonas sexuales, la pubertad y la madurez sexual La producción de los gametos La adenocorticotropina y las glándulas suprarrenales Mecanismos de retroalimentación del eje hipotálamo-hipófisis Las respuestas nerviosa y endocrina integradas Ciencia en acción. Producción de hormonas para tratamientos: la insulina Taller de ciencias. La integración del sistema endocrino y nervioso en la actividad física Actividades de repaso

148 148 148

154 156

¿Qué cuentan lxs biólogxs?

Hablamos con Mariana Bojorge

164

140 140 141 141 142 143 143

144 145 146 146 147

149 150 150 151 152 152 153

Bloque 3. Del adn al organismo Capítulo 8. Las proteínas

160

Las proteínas en los seres vivos Las funciones de las proteínas Las enzimas Las enzimas y la energía Los factores que afectan la actividad de las enzimas Los aminoácidos Las proteínas son secuencias de aminoácidos La estructura de las proteínas La clasificación de las proteínas Clasificación de las proteínas según la conformación Clasificación de las proteínas según la composición La desnaturalización y la hidrólisis Experimentos en papel. ¿La acidez influye en la desnaturalización?

La secuencia de las proteínas y los ácidos nucleicos La síntesis de proteínas El plegamiento y la secuencia Ciencia en acción. Las enzimas en la industria Taller de ciencias. ¿Qué factores modifican la estructura y la función de las enzimas?

Actividades de repaso

162 163 164 165 165 166 166 167 168 168 168 169

Capítulo 9. El adn

178

Los ácidos nucleicos El adn es la molécula que contiene la información hereditaria Experimentos en papel. ¿En qué molécula se encuentra la información genética?

180

169 170 171 172 173 174 176

El modelo de doble hélice: la propuesta de Watson y Crick 181 La estrucura del adn 182 El adn y los cromosomas 183 La estructura del arn 183 Los modelos de replicación del adn 184 Experimentos en papel. ¿Cómo ocurre la replicación del adn? 184 La replicación del arn 185 Transcripción y traducción 185 La transcripción 186 Un mismo gen, muchos arn mensajeros 186 La traducción y el código genético 187 La síntesis de proteínas 188 El eje hipotálamo-hipófisis 189 Las mutaciones genéticas 190 Regulación de la expresión génica 191 Genotipo y fenotipo 191 El genoma humano 192 Ciencia en acción. El banco nacional de datos genéticos 193 Taller de ciencias. Procedimiento sencillo para extraer ácidos nucleicos con materiales caseros 194 Actividades de repaso 196 ¿Qué cuentan lxs biólogxs?

Hablamos con Nicolás Nieto Moreno

198

180

La biotecnología

200

180

7

Bloque 1

Comportamientos y respuestas en los animales • Comportamientos innatos y adquiridos • Clasificación de los aprendizajes: habituación, condicionamiento, discernimiento • Tipos de comunicación • Competencia • Cortejo y apareamiento • Sociedades en especies animales • Animales gregarios y sociales • Altruismo en los animales.

Capítulo

El comportamiento de los animales

Estudio de caso

Bloque 1

4

70

Los animales tienen conductas relacionadas con casi todas sus funciones: encontrar alimento, cortejar parejas, imponerse ante otros individuos por un territorio o cuidar a sus crías. A menudo, vemos que hay comportamientos que parecen ser innatos, mientras que otros parecen haber sido adquiridos a lo largo de la vida.

El comportamiento está parcialmente sujeto a fuerzas evolutivas. La selección natural es uno de los mecanismos de evolución en los organismos. Entonces, podríamos preguntarnos: ¿cómo varían los comportamientos entre organismos a lo largo de las generaciones? ¿Qué rol tienen los genes en el comportamiento? ¿Qué tanto del comportamiento es heredable? ¿Qué diferencia existe entre el instinto y el aprendizaje?

Luego de leer el tuit de “cienciaenlascosas” en la página anterior, resuelvan las actividades.

1. ¿En qué se diferencian estos gatos de arena, Felis margarita, de los gatos que podemos tener en casa?

2. ¿Cómo hacen los machos para atraer a las hembras?

3. Hoy se sabe que los gatos de arena, Felis margarita, tienen un comportamiento mayormente solitario y no muy territorial. De hecho, es común que varios de estos gatos frecuenten el mismo refugio. ¿Qué entienden por “comportamiento territorial”?

71

Bloque 1 • Capítulo 4

El comportamiento como respuesta Las acciones y conductas de los animales constituyen lo que se denomina “comportamiento”, es decir, el conjunto de respuestas que realizan los individuos frente a estímulos internos y externos.

Las respuestas dependen de varios factores. Uno de ellos es la intensidad del estímulo: un sonido débil puede hacer que un perro se ponga atento, pero un timbrazo genera un concierto de ladridos.

En ciertas situaciones, las acciones del individuo se guían por un único estímulo que domina sobre otros. Por ejemplo, en época de reproducción, los elefantes marinos machos dejan de alimentarse, y se dedican solo al apareamiento y a la defensa del territorio. Asimismo, la experiencia juega un papel muy importante, ya que muchas respuestas se modifican si el individuo se encuentra con un mismo estímulo más de una vez. Es el caso de los cangrejos, que huyen cuando perciben una sombra sobre ellos, pero dejan de hacerlo si ese estímulo se repite sin que sufran daño.

El comportamiento animal es uno de los fenómenos del mundo natural más atractivos para las personas. Por ejemplo, todos los años, decenas de miles de niños y adultos viajan desde todo el mundo hasta las costas de la provincia del Chubut para ver a las ballenas y a los pingüinos con sus crías, a los lobos marinos que se acercan a jugar con buzos y barcos, a las orcas con sus técnicas de caza únicas y a otras especies de la fauna patagónica.

Instinto y aprendizaje Todos los animales son capaces de realizar ciertas acciones al nacer; una oruga comienza a alimentarse al poco tiempo de salida de su huevo y una tortuga marina recién nacida se arrastra fuera del nido hacia el mar sin ninguna ayuda.

Al crecer, los individuos realizan tareas complejas, como construir madrigueras o emigrar, sin necesidad de observar a otros miembros de su especie. Estos comportamientos, que aparecen espontáneamente y sin experiencia previa, constituyen el instinto.

En cambio, otras acciones son aprendidas, es decir, solo son realizadas por animales que han pasado por ciertas situaciones. Por ejemplo, en muchas especies, los individuos necesitan varios ensayos para aprender a cazar o a reconocer objetos no comestibles. El aprendizaje es un proceso, y su resultado es un comportamiento nuevo.

Aunque a menudo se plantean como opuestos, el instinto y el aprendizaje contribuyen, en distinta medida, a la mayoría de los comportamientos.

Uno de los primeros y más famosos estudios sobre comportamiento animal fue la investigación del austríaco Konrad Lorenz sobre el reconocimiento de individuos de la propia especie. Lorenz descubrió que los pichones de ganso, que siguen a su madre por todas partes, muestran este apego desde el nacimiento, pero no saben por instinto qué aspecto tiene un ganso adulto. En efecto, los pichones toman como madre lo que sea que vean al salir del huevo, desde una persona hasta una maceta: es decir, la experiencia modifica su comportamiento.

Actividades 1. Busquen en el texto dos ejemplos de comportamiento y expliquen cuáles son los estímulos que los generan.

2. Sobre la base de lo leído, ¿piensan que todos los individuos de una especie presentan iguales comportamientos ante los mismos estímulos? ¿Por qué?

72

El comportamiento innato El conjunto de respuestas instintivas (aquellas que el individuo realiza de forma espontánea) se denomina “comportamiento innato”. La palabra “innato” proviene del latín y significa “de nacimiento”, lo cual refleja el hecho de que estos comportamientos son una característica más de la especie, como la forma del cuerpo o el tipo de nutrición. Al igual que los rasgos físicos, el comportamiento innato es heredable, es decir que se transmite de padres a hijos.

Los comportamientos innatos se distinguen porque los animales son capaces de realizarlos correctamente desde la primera vez que se encuentran con el estímulo. Por eso, los mamíferos bebés nacen con la capacidad de succionar y tragar necesaria para amamantar; las arañas tejen telas con la forma característica de su especie al primer intento, y las aves se lanzan a volar cuando adquieren su plumaje adulto.

Además, esta clase de comportamientos consiste de un conjunto de acciones que se repiten de igual manera, o muy parecida, cada vez que el animal se encuentra con el mismo estímulo.

Las respuestas instintivas se realizan con la misma intensidad aun si el estímulo que las generó disminuye o desaparece. Por ejemplo, mientras incuban, las aves hacen rotar sus huevos cada

Los sapos y ranas machos presentan un reflejo llamado “amplexo” que consiste en “abrazar” a las hembras durante el apareamiento. Cuando llegan a la edad reproductiva, cualquier objeto bajo su vientre puede desencadenar este reflejo; de hecho, como estos animales no tienen genitales externos, los biólogos que estudian a estos anfibios determinan si un ejemplar es un macho adulto poniéndolo sobre su brazo o dedo y observando si hace amplexo.

tanto mediante una secuencia de movimientos de la cabeza y las patas: una vez que empieza la serie, el animal realiza todos los pasos hasta el último, incluso si durante el proceso el huevo rueda fuera del nido.

Con frecuencia podemos observar comportamientos instintivos en animales domésticos.

Nos damos cuenta de que son innatos porque surgen de manera espontánea y consisten en acciones repetitivas y esquemáticas que no cambian con las condiciones externas: los gatos tapan sus excrementos y orina desde antes del destete, incluso si nunca vieron a un gato adulto hacerlo; además, realizan todos los movimientos necesarios, aunque no haya tierra o piedritas.

De igual forma, los perros marcan su territorio con orina como los caninos salvajes, dan vueltas en círculo antes de echarse sobre cualquier clase de superficie y, en ocasiones, las hembras sufren síntomas similares a los de un embarazo y luego se comportan como madres protectoras con peluches o zapatos.

Los comportamientos instintivos también incluyen las respuestas simples a estímulos (es decir, las taxias ya estudiadas), así como los reflejos (por ejemplo, estornudar cuando hay mucho polvo en el aire o soltar de inmediato una olla caliente).

Muchos insectos y otros invertebrados presentan fototactismo positivo, razón por la cual a la noche se pueden ver verdaderos enjambres alrededor de las luces.

73

Bloque 1 • Capítulo 4

Los comportamientos adquiridos Como vimos, los comportamientos innatos se presentan en distintas etapas de la vida del animal y se manifiestan de igual modo en todos los miembros de una especie. Sin embargo, buena parte de las acciones que los animales realizan surgen de su experiencia previa o han sido modificadas por ella. Estas respuestas que no están predeterminadas, sino que son moldeadas por la interacción con el ambiente, se denominan “comportamientos adquiridos”.

La alimentación es un buen ejemplo de una conducta que es modificada por la interacción del ambiente. Cuando los animales jóvenes comienzan a comer, estimulados por el hambre, ingieren toda clase de elementos, incluyendo plantas venenosas, en el caso de los herbívoros, o animales

Muchos animales que viven en contacto con humanos (en zonas urbanas o en áreas protegidas) aprenden a buscar comida entre la basura o de la mano de personas curiosas. Este es el caso de los coatíes que se muestran en la imagen. Por tentador que sea alimentar a un animal salvaje, rara vez es buena idea, ya que, en general, estos alimentos son poco saludables para ellos, y el acostumbramiento puede terminar en humanos atacados o en animales cazados.

tóxicos o con mal sabor, en el caso de los carnívoros. El malestar que les generan esos alimentos hace que en adelante los individuos los eviten.

Asimismo, a medida que ganan experiencia, los animales muestran preferencia por alimentos que resultan más fáciles de manipular u obtener; así, un leopardo acecha a sus presas cerca de fuentes de agua, donde son más vulnerables, mientras que un cangrejo que encuentra crustáceos de distinto tamaño elige a los medianos, cuyos caparazones puede romper sin dificultad.

Los animales adquieren comportamientos nuevos, o flexibilizan algunos comportamientos instintivos, a través del aprendizaje. Esta capacidad es vital para la supervivencia, ya que permite a los individuos adaptarse a diferentes circunstancias a lo largo de su vida.

Los animales venenosos, como la especie de moluscos Metasepia pfefferi, generalmente presentan colores brillantes o formas llamativas. Esto ayuda a que los predadores inexpertos que los atacan y sufren las consecuencias los recuerden fácilmente.

Actividades 1. ¿Cómo se diferencian el comportamiento innato del comportamiento adquirido?

2. Escriban un párrafo en el que expliquen la importancia entre el instinto y el aprendizaje en el comportamiento.

3. Expliquen de qué modo estos tipos de comportamientos contribuyen a la supervivencia.

74

Tipos de aprendizajes El aprendizaje animal se define como un cambio observable en el comportamiento con base en la experiencia. Esta definición es muy amplia, al igual que la variedad de comportamientos que tienen las distintas especies. Con el fin de estudiarlos, los aprendizajes se suelen clasificar en diferentes tipos; entre ellos, la habituación, el condicionamiento y el discernimiento.

La habituación La habituación es una clase de aprendizaje muy simple que se produce cuando la respuesta a un estímulo se reduce o desaparece ante la repetición. Esto ocurre, por ejemplo, cuando los animales que viven en áreas protegidas dejan de huir de las personas al comprobar que no les hacen daño.

Este tipo de aprendizaje está presente en todas las especies y, a menudo, modifica comportamientos relacionados con reflejos y taxias. La habituación permite al animal filtrar parte de la gran cantidad de información que recibe del medio para dedicar su atención a estímulos menos comunes y de mayor importancia. Por ese motivo, favorece otros aprendizajes más complejos.

Además, la habituación es duradera, lo que significa que el individuo tiene la capacidad de recordar estímulos. Debido a esto, muchos investigadores comenzaron a utilizar la habituación como un modo de estudiar la memoria, incluyendo ensayos con bebés de pocas semanas o meses de vida.

Experimentos en papel ¿Los bebés tienen memoria?

Uno de los problemas que abordan las ciencias que estudian la cognición humana es el funcionamiento de la memoria. La mayoría de las personas no tiene recuerdos de su vida antes de los dos años y muchas no recuerdan nada antes de los cinco. ¿Esto se debe a la incapacidad del cerebro infantil de formar recuerdos?

HIPÓTESIS: los bebés de menos de seis meses presentan habituación a su entorno, lo cual implica la capacidad de recordar estímulos.

PREDICCIÓN: si un bebé observa un objeto nuevo al lado de un objeto ya conocido, se quedará mirando más tiempo el objeto nuevo, al cual no está habituado.

PROCEDIMIENTO: se mostraron varios pares de fotos cada cierto tiempo a un grupo de bebés de entre seis semanas y seis meses de vida, de forma que una de las fotos se repetía siempre, y la otra era nueva.

RESULTADOS: a medida que el ensayo avanzaba y los bebés iban viendo los pares de fotos, los que tenían más de dos meses se quedaban mirando más tiempo la foto nueva.

CONCLUSIÓN: los bebés de más de dos meses no solo son capaces de recordar estímulos complejos, sino también de compararlos con estímulos novedosos del ambiente.

» Aprender a pensar.

Saber Hacer • Pág. 07

Este estudio, realizado por el psicólogo estadounidense Robert Fantz en 1964, fue considerado revolucionario, ya que demostraba la capacidad de recordar y diferenciar a edades más tempranas de lo que se creía hasta el momento.

Los perritos de las praderas son roedores que viven en grupos en madrigueras subterráneas; se los llama así porque emiten llamados parecidos a ladridos para avisarles a sus compañeros de posibles peligros. Los perritos de las praderas ladran las primeras veces que una persona pasa cerca de su madriguera pero, a medida que la situación se repite, dejan de hacerlo.

75

Bloque 1 • Capítulo 4

El condicionamiento

El discernimiento

El condicionamiento es un aprendizaje más complejo que consiste en asociar una respuesta instintiva a un estímulo nuevo, no relacionado.

Se lo llama así porque, luego de que ocurre el aprendizaje, la respuesta se puede producir por el estímulo instintivo o puede estar “condicionada a” que se presente el estímulo aprendido. El científico ruso Ivan Pavlov describió este fenómeno en los perros que utilizaba para sus experimentos sobre el sistema digestivo.

Se llama “discernimiento” a la resolución de problemas sin experiencias previas de ensayo y error. Este ocurre cuando el animal aplica conocimientos adquiridos anteriormente en situaciones nuevas. Esta forma de aprendizaje es la más compleja y está presente en pocos animales: primates (el grupo que incluye a los humanos), cetáceos (la familia de los delfines), pulpos y las familias de cuervos y loros.

El discernimiento es más fácil de observar en laboratorio, como hizo el psicólogo alemán Wolfgang Köhler en 1917 con un grupo de nueve chimpancés. Los animales tenían elementos como cajas y palos en su recinto, donde Köhler había colgado un manojo de bananas fuera de su alcance. Al principio, cada chimpancé trataba de alcanzar las frutas saltando; luego, empezaba a mirar los objetos a su alrededor, y finalmente los usaba para lograr su objetivo. Algunos individuos pudieron tirar las bananas golpeando con los palos, otros llegaron a ellas apilando los cajones, y uno combinó las dos técnicas.

Experimentos en papel ¿Las funciones involuntarias del cuerpo pueden ser condicionadas a estímulos externos?

Los perros eran alimentados por técnicos de laboratorio que usaban batas. Pavlov notó que los animales empezaban a salivar cada vez que veían a alguien de bata, aunque no les dieran comida.

HIPÓTESIS: la comida es un estímulo que instintivamente produce la salivación como respuesta. Si un segundo estímulo se presenta con la comida, los perros asociarán ambos.

PREDICCIÓN: si asocian la comida con un estímulo no relacionado, como el sonido de una campana, los perros responderán a la campana salivando.

PROCEDIMIENTO: durante varios días sonó una campana antes de que los perros fueran alimentados. Luego, se les puso una cánula en la boca para medir la cantidad de saliva y se comparó la respuesta ante el olor de comida y el sonido de la campana.

Kölher concluyó que los chimpancés se planteaban alternativas al problema para elegir una solución.

Décadas después, se demostró que las palomas son capaces de procesos semejantes.

RESULTADOS: los perros produjeron la misma cantidad de saliva al escuchar la campana que al oler carne, aunque no fueran alimentados.

CONCLUSIÓN: los perros fueron condicionados a responder al sonido de la campana, que asociaron con su comida luego de varias repeticiones.

» Aprender a pensar.

76

Saber Hacer • Pág. 08

Actividades • Elaboren un cuadro en el que comparen las características de los tres tipos de aprendizaje.

Conductas innatas que se modifican con la experiencia La mayoría de los comportamientos de los animales son una mezcla de instinto y aprendizaje. Las conductas innatas les permiten tener mejores probabilidades de alimentarse, reproducirse o huir de los predadores sin necesidad de hacer varios intentos, y correr el riesgo de equivocarse.

Por otro lado, el aprendizaje permite adecuar estos comportamientos a las condiciones del medio del individuo y no gastar energía en respuestas innecesarias. El instinto, a diferencia del comportamiento adquirido, es rígido y no varía con los cambios en los estímulos.

Las avispas parasitoides, por ejemplo, se reproducen usando otros artrópodos (desde orugas Si una avispa parasitoide pone huevos en una larva que se alimentó de manzanas, el olor de la fruta puede hacer que la avispa muestre comportamientos de puesta.

Los peces pueden guardar recuerdos.

Un pez que ha sobrevivido a un anzuelo lo evitará y hay evidencias de que este comportamiento puede ser transmitido a otros de su especie.

hasta arañas) como alimento para sus larvas. Las avispas ponen sus huevos sobre el artrópodo hospedador vivo (o dentro de este), de forma que es comido cuando las larvas de avispa salen del huevo.

Las avispas detectan de forma instintiva a los hospedadores pero, a medida que adquieren experiencia en encontrarlos, empiezan a utilizar estímulos tales como el olor de las plantas donde se alimentan o las características del hábitat que prefieren. De esta forma, tienen más éxito al reproducirse.

Leer y escribir

en ciencias

Lean el fragmento del artículo de National Geographic y resuelvan las actividades en la carpeta.

Los biólogos Emery y Clayton colaboraron en un estudio que mostró que las charas (aves de las familias de los cuervos que almacenan semillas para alimentarse durante el invierno) no cambian sus nueces de escondite cuando hay otras charas observando dónde las han guardado, sino que lo hacen después de que ellas mismas han robado nueces de otros congéneres. “Es la experiencia del robo lo que modifica el comportamiento de las charas”, dice Emery. “Como dice el dicho: ‘un ladrón reconoce a otro ladrón’”. Este estudio sugiere que las charas podrían entender lo que otra ave está pensando (y planeando), una forma de razonamiento que es extremadamente difícil de estudiar y demostrar en otros animales.

Adaptado de www.nationalgeographic.com

1. ¿Qué tipos de aprendizaje se mencionan en el texto?

2. Apliquen la siguiente definición a este ejemplo: “El aprendizaje es un proceso, y su resultado es un comportamiento nuevo en el individuo”. ¿Cuál sería el proceso y cuál el resultado?

Actividades 1. Elaboren un cuadro en el que comparen la habituación, el condicionamiento y el discernimiento respecto de los siguientes aspectos:

a. Cantidad de estímulos involucrados (uno o varios). b. Cantidad de repeticiones hasta que se produce el nuevo comportamiento (una o varias). c. Características de la respuesta que se produce como resultado del aprendizaje.

2. ¿Consideran que los comportamientos instintivos pueden desaparecer completamente en un individuo? Busquen información adicional en internet para justificar su respuesta.

77

Bloque 1 • Capítulo 4

La comunicación Un animal interactúa con otros cuando realiza actividades como alimentarse, buscar pareja, cuidar a las crías o defender un territorio. Para poder llevar a cabo estas acciones, es necesario que exista comunicación entre los individuos.

La comunicación es un comportamiento en el que un individuo, llamado “emisor”, transmite un mensaje o señal a otro, llamado “receptor”, de forma tal que el receptor cambia su comportamiento. Los animales se transmiten información entre sí mediante diversos estímulos visuales, sonoros, táctiles o químicos.

La comunicación visual En la comunicación visual, el emisor emplea señales (como movimientos o colores) que son captadas por los órganos de la vista del receptor.

Aquellas señales que implican una acción del emisor (por ejemplo, mover la cabeza o erizar el pelo) se denominan “activas”. Las señales visuales que son parte del animal (como el color) se llaman “pasivas”. La comunicación puede involucrar ambas señales al mismo tiempo.

Los cefalópodos (la familia que incluye a sepias, como las de la foto, a calamares y a pulpos) se comunican entre sí mediante cambios de la coloración de su piel que indican distintos estados de ánimo: disponibilidad para aparearse, miedo o agresión. Algunos calamares, incluso, pueden producir destellos de luz, útiles para atraer pareja en las oscuras profundidades marinas.

78

Las señales visuales solo son efectivas a corta distancia, en comparación con otras formas de comunicación, y pueden llamar la atención de ciertos depredadores si se encuentran cerca. Por otro lado, al ser silenciosas no atraen a depredadores que estén alejados.

La comunicación sonora La comunicación sonora consiste en usar sonidos y vibraciones para transmitir información.

Las aves y mamíferos, al igual que algunos anfibios y reptiles y muchos peces, realizan una variedad de sonidos (cantos, gruñidos, ladridos y gritos), algunos de ellos indetectables a nuestros oídos. Ciertas especies de vertebrados, como los conejos, y muchos invertebrados golpean distintas superficies con sus patas para enviar señales a través de las vibraciones producidas.

Debido a su variedad, las señales sonoras permiten una comunicación rápida y la codificación de distintos mensajes, con la ventaja de poder transmitirse más lejos. Por ejemplo, ballenas y delfines pueden comunicarse con individuos a cientos de kilómetros con sonidos de baja frecuencia. No obstante, los depredadores pueden usar estas mismas señales para localizar a sus presas.

Los tuco-tucos son roedores que habitan en túneles y viven en grupos.

Estos animales reciben su nombre por los sonidos rítmicos que emiten para encontrarse entre miembros de un grupo dentro de sus túneles, que suenan como “tuc-tuc-tuc”. En cambio, emiten un gruñido o carraspeo al enfrentarse a individuos desconocidos para advertirles de una pelea.

La comunicación química Como ya vimos, muchos animales secretan sustancias químicas al exterior, llamadas “feromonas”, que alteran el comportamiento de otros individuos de su especie. Esto constituye una forma de comunicación con señales químicas. Los animales gastan muy poca energía en la producción de feromonas, a diferencia de lo que ocurre con las señales sonoras o visuales. Además, en la mayoría de los casos las feromonas solo son detectadas por otros individuos de la misma especie, por lo que no atraen depredadores.

Como las sustancias químicas pueden viajar largas distancias y son duraderas, pueden usarse para marcar territorios, como hacen los lobos, o caminos, como hacen las hormigas. Los mensajes pueden tardar de minutos a horas en ser transmitidos, y las feromonas afectan un solo comportamiento, solo permiten una comunicación sencilla.

Las señales de advertencia también pueden ser de tipo visual pasivo: los colores llamativos de los animales que poseen defensas químicas, como venenos o sustancias que dan mal sabor, comunican a los depredadores el peligro que supone atacarlos. No obstante, no todas las relaciones entre especies son de agresión: muchas especies de plantas atraen a polinizadores como abejas, mariposas o colibríes mediante colores y aromas que indican la presencia de néctar.

Los escorpiones no son agresivos ni atacan animales grandes (como humanos) que no sean sus presas, excepto para defenderse. Si se sienten acorralados, advierten sobre su intención de atacar arqueando la cola sobre el lomo para exponer su aguijón.

Estudio de caso

Al igual que otros insectos sociales, las termitas que encuentran una fuente de alimento marcan la ruta con feromonas para sus compañeras de colonia.

La comunicación entre especies La mayoría de las veces, la comunicación involucra a individuos de la misma especie, pero en algunos casos el emisor y el receptor pueden ser de especies distintas. Cuando un gato arquea el lomo, eriza el pelo y emite un siseo frente a un perro, le está comunicando que será atacado si se acerca. Las señales defensivas y de advertencia a individuos de otras especies generalmente incluyen sonidos y señales visuales activas.

Lean nuevamente el tuit de la página 70.

1. ¿Qué tipo de comunicación establecen los Felis margarita y en qué situación? ¿Quién sería el emisor y el receptor en ese mensaje?

2. ¿De qué tipo son las señales emitidas por los machos de esta especie de gatos cuando intentan atraer a una hembra?

» Aprender a pensar.

Actividades 1. Hagan un cuadro comparativo con las ventajas y desventajas de las formas de comunicación estudiadas hasta ahora.

2. ¿Por qué las señales defensivas son de tipo sonoro o de tipo visual? Justifiquen su respuesta.

79

Bloque 1 • Capítulo 4

La competencia y el comportamiento

Las exhibiciones y los rituales

En ocasiones, dos o más individuos se enfrentan físicamente por el alimento o la posibilidad de aparearse. Las amenazas y ataques entre estos animales constituyen el comportamiento antagónico, cuyo resultado determina quién accede al recurso. Entre animales que viven en grupos, las luchas generalmente se dan durante un tiempo, hasta que se establece una situación en la que los más fuertes son reconocidos como tales, de forma que en adelante son los primeros en comer, aprovechar un refugio o reproducirse.

Cuando los recursos son insuficientes, la competencia es inevitable, pero se trata de una interacción en la cual todos los participantes se perjudican. Los vencedores pueden terminar heridos en una pelea, mientras que los perdedores mueren o no logran dejar descendencia. Más aún, las interacciones agresivas consumen energía y pueden exponer a los animales a ataques de depredadores. Por todo ello, la competencia se da más a menudo a través de demostraciones de fuerza y otras formas de comunicación en que un individuo persuade a sus rivales de su superioridad sin llegar a una pelea real. Estos comportamientos incluyen adoptar posturas que hacen parecer más grande al animal y exhibir los colmillos o las garras. También pueden ser señales sonoras: los leones de grupos rivales se rugen entre sí en disputas por el territorio, mientras que los chimpancés gritan y golpean ramas para intimidar a otros congéneres.

Los rituales consisten en comportamientos que representan una situación. Suelen ser peleas simbólicas en las que los animales se empujan o chocan entre ellos, sin dañarse realmente, como cuando los ciervos machos se golpean mutuamente con sus cuernos.

En la sabana africana, ciertos carnívoros, como hienas y buitres, compiten entre ellos por las mismas presas.

Los cantos de las aves constituyen una advertencia para mantener alejados a otros machos de su territorio.

Todos los animales necesitan obtener elementos de su medio para sobrevivir y reproducirse.

Requieren alimentos, parejas y sitios adecuados donde descansar o cuidar a sus crías. No obstante, como todos estos recursos son limitados, los individuos de la misma o de distintas especies que tengan necesidades similares deben competir por ellos. Por eso, muchos de los comportamientos de los animales (entre ellos, varias clases de comunicación) están dirigidos a obtener recursos o defenderlos de otros individuos.

El comportamiento antagónico

80

La territorialidad En general, los recursos que los animales necesitan se encuentran en un área definida, de modo que un individuo o grupo puede ocuparla y defenderla de otros congéneres. Este espacio se denomina “territorio”, y puede ser muy pequeño (como en el caso de las aves que forman colonias, donde el territorio de cada pareja se limita a su propio nido), o muy extenso (como la zona de caza de una manada de lobos, que puede ser casi tan amplia como el área metropolitana de Buenos Aires).

En las especies territoriales, tanto los comportamientos antagonistas como las exhibiciones y rituales se dirigen a establecer los límites del territorio. Dado que los animales tienden a quedarse dentro del territorio, una vez definidos los límites, las agresiones disminuyen. En territorios pequeños, el solo hecho de que el animal

Los peces payaso se refugian y reproducen dentro de anémonas, a cuyo veneno son inmunes. Cada anémona es el territorio de una pareja dominante y hasta cuatro individuos más pequeños. Solo la pareja se reproduce en ese territorio. Los vistosos colores y las rayas verticales de los peces payaso, así como los sonidos que emiten con sus mandíbulas, funcionan como señales de ocupación.

esté presente suele bastar para que otros se mantengan alejados. En espacios mayores, las distintas especies comunican su posesión de un territorio con señales visuales, sonoras o químicas.

La jerarquía Como ya se mencionó, entre los animales que viven en grupo se establece una forma de organización en la cual algunos individuos son dominantes y se quedan con la mayoría de los recursos. Este ordenamiento se llama “jerarquía”.

El lugar de cada individuo dentro de la jerarquía se establece mediante exhibiciones y combates ritualizados, y ocasionalmente por medio de peleas. Sin embargo, una vez definido, permanece estable durante largos períodos.

Los monos carayá viven en grupos familiares en los cuales no hay una jerarquía marcada, excepto que los machos adultos tienden a dirigir el desplazamiento. Cada grupo demarca su territorio mediante fuertes gritos, por lo cual también se los llama “monos aulladores”. A menudo estas señales son insuficientes y se producen peleas.

Actividades 1. Respondan las preguntas. a. ¿Cuál es el papel de la comunicación en la competencia?

b. ¿Cuáles son las características del comportamiento antagónico?

c. ¿Qué diferencia hay entre las exhibiciones y los rituales?

2. Escriban un texto breve en el que expliquen qué relación existe entre jerarquía y vida en grupo en los animales.

81

Bloque 1 • Capítulo 4

Las sociedades animales En muchas especies, como los rinocerontes, los individuos viven por su cuenta la mayor parte del tiempo, excepto durante la época de la reproducción. Otros animales establecen relaciones más o menos duraderas con otros individuos de su especie y, en algunos pocos casos, forman agrupaciones complejas y estructuradas denominadas “sociedades animales”.

Ventajas y desventajas de vivir en grupo Los grupos sociales de animales, como los cardúmenes de atunes, los rebaños de antílopes o las bandadas de loros, proporcionan mayores beneficios a sus miembros que los que podrían obtener individualmente. Una de las principales ventajas es la protección contra la depredación: mientras más individuos haya, la probabilidad individual de ser capturado disminuye. Además, cada animal dedica menos tiempo a observar u olfatear en busca de posibles enemigos, y por lo tanto tiene más tiempo para alimentarse.

Las vistosas rayas de las cebras constituyen una forma de camuflaje grupal: cuando el rebaño huye, el efecto del movimiento y la coloración confunde a los depredadores.

82

Muchos carnívoros, como las hienas, cooperan para cazar presas que no podrían atacar individualmente, o para aumentar la eficacia de su captura. El estar en contacto con otros de la misma especie facilita encontrar pareja y adquirir nuevos comportamientos por imitación: los peces jóvenes aprenden técnicas de evasión de los individuos más viejos, mientras que las elefantas ancianas que lideran los grupos familiares transmiten el conocimiento de las rutas migratorias a sus hijas y nietas.

Sin embargo, la vida en grupo también tiene desventajas. En primer lugar, puede haber competencia por la comida, el agua o el espacio, así como por el derecho a reproducirse. Cuando se producen interacciones antagónicas, los miembros más débiles del grupo pueden resultar heridos o muertos, y en ocasiones los machos matan a las crías para que las hembras se vuelvan receptivas al apareamiento. Además, las enfermedades y los parásitos se contagian más rápidamente entre individuos que viven en grupo, lo que aumenta la probabilidad de epidemias.

Los elefantes marinos se aparean mientras las hembras están amamantando a sus crías de ese año, por lo que individuos de todas las edades conviven en la playa. A veces, los cachorros son aplastados por los machos dominantes en sus furiosas peleas territoriales, o son atacados por jóvenes adultos que no han conseguido aparearse.

Las especies gregarias y las especies sociales Algunos animales se agrupan con un fin específico, como protegerse contra depredadores o migrar. Estos grupos son temporarios, y los individuos permanecen en ellos mientras que los beneficios obtenidos sean mayores que las desventajas. Los bancos de peces y las colonias de pingüinos son algunos ejemplos de este tipo de agrupación. Las especies que presentan este comportamiento se conocen como “gregarias”, término que proviene de la palabra latina para “rebaño”.

Por su parte, las especies sociales forman grupos que son muy estables o permanentes, con jerarquías que determinan qué individuos tienen más acceso a los recursos. En estos grupos, o sociedades animales, las tareas necesarias para la supervivencia y la reproducción se dividen de forma más o menos fija, de modo que algunos miembros del grupo buscan comida, otros ayudan a cuidar a las crías, otros más alertan sobre depredadores, etcétera. Mientras que en las

especies gregarias los miembros del grupo en general no están emparentados, las sociedades animales a menudo se basan en grupos familiares. En las jaurías de lobos, por ejemplo, los machos y las hembras subordinados colaboran en la crianza de los cachorros de la pareja dominante, que acapara más alimento y el derecho a reproducirse. Las hormigas y termitas, así como la mayoría de las especies de abejas y avispas, forman sociedades que pueden ser tan complejas como las humanas. Ciertas hormigas, por ejemplo, capturan obreras de otras especies y las utilizan como “esclavas”, mientras que otras cultivan hongos o crían insectos para alimentarse.

Entre las hormigas (foto) y las termitas, las tareas como el cuidado de las larvas y la búsqueda de alimento está a cargo de conjuntos de individuos que pueden variar mucho en tamaño y forma. Por ejemplo, algunos ejemplares tienen alas, mientras que las obreras que defienden la colonia tienen mandíbulas más grandes.

Actividades • Expliquen si las siguientes especies men-

Las suricatas viven en grupos de hasta treinta individuos, compuestos por una pareja dominante, sus crías de distintas camadas y jóvenes que ayudan en su cuidado y no se reproducen. Durante el día, recorren el territorio buscando alimento, mientras el macho o la hembra dominante se turnan con otros individuos para vigilar la presencia de depredadores.

cionadas como ejemplo en estas páginas son gregarias o sociales. En cada caso, mencionen una ventaja y una desventaja que los animales obtienen del grupo. Justifiquen sus respuestas.

a. Cebras. b. Elefantes marinos. c. Suricatas.

83

Bloque 1 • Capítulo 4

Comportamiento y apareamiento Entre las especies que se reproducen sexualmente, en general las hembras solo pueden tener descendencia en un período específico del año. Ya que los machos y las hembras adultos no suelen vivir juntos; para poder reproducirse, los individuos necesitan encontrarse en el momento adecuado, identificarse como de la misma especie y del sexo opuesto, y comunicar su intención de aparearse.

Todas estas interacciones se llevan a cabo mediante diferentes formas de comunicación.

Las señales sonoras son utilizadas por aves, anfibios y muchos insectos para indicar su sexo y especie, ya que, a menudo, son los machos quienes cantan y permiten atraer a posibles parejas a distancia. En muchas especies, los individuos que están aptos para reproducirse utilizan señales visuales pasivas, como cambios de color en la piel, el pelaje o las plumas. Por último, muchos peces, mamíferos e insectos, así como las serpientes, liberan feromonas y otras sustancias químicas que atraen posibles parejas o permiten coordinar la unión entre óvulos y espermatozoides.

Los patrones de destellos de luz de las luciérnagas (como la de la imagen), así como los cantos de los grillos y de las distintas especies de ranas, son específicos para cada especie.

El cortejo En muchas especies, el encuentro y reconocimiento de dos individuos constituyen un primer paso, ya que las hembras evalúan las características de los machos antes de aparearse con ellos.

Los comportamientos por los cuales los animales eligen a sus parejas se denominan “cortejo”, y este incluye diferentes acciones, como la realización de “coreografías” o danzas, la entrega de regalos simbólicos (desde piedritas hasta alimentos) y la realización de exhibiciones. Estos actos requieren un gran gasto de energía y aumentan el riesgo de ser cazados, por lo que los machos que los realizan exitosamente demuestran así su aptitud y son más elegidos por las hembras. De este modo, las crías que resultan de estos apareamientos heredan genes que aumentan sus probabilidades de supervivencia y futura reproducción.

Las mantis religiosas hembras emiten feromonas que atraen a los machos. Estos, de menor tamaño, cortejan a las hembras frotando sus antenas antes de intentar aparearse. En algunas ocasiones, las hembras devoran a los machos luego de la cópula, lo cual resulta en la puesta de más huevos y, por lo tanto, en mayor éxito en la reproducción.

Actividades Ilustración de fines del siglo xix en la que se muestran ejemplares de aves del paraíso, un grupo de especies en las cuales los machos presentan plumajes de colores y formas extravagantes que exhiben a las hembras mediante bailes.

A veces, antes del baile, preparan el escenario limpiando un sector del suelo del bosque o quitando hojas de las ramas para que se los vea mejor.

84

• Confeccionen un listado de los tipos de señales que se utilizan para atraer a las parejas durante el cortejo. Luego, busquen ejemplos adicionales a los mencionados en estas páginas. Escriban un breve texto con los tipos de señales y los nuevos ejemplos, y consignen las fuentes que usaron para su búsqueda.

La evolución del comportamiento Los fósiles son una valiosa fuente de información para estudiar la evolución de rasgos físicos en las especies, ya que permiten conocer en buena medida el aspecto y el funcionamiento de animales extintos y compararlos con los actuales.

Para que la evolución ocurra, los individuos de una especie deben presentar diferencias con respecto a una característica heredable que afecte sus probabilidades de sobrevivir y reproducirse.

Los distintos comportamientos estudiados, como la sociabilidad, tienen una base genética e influyen en la supervivencia y la reproducción. De ese modo, a medida que los individuos que mejor responden al medio pasan sus genes a su descendencia en sucesivas generaciones, el comportamiento de las especies puede variar.

contra otros son quienes consiguen alimento, sitios donde refugiarse y otros recursos, por lo que es más probable que sobrevivan y tengan descendientes que hereden sus características favorables (como la capacidad de intimidar a sus rivales mediante la exhibición). Esto constituye la base de la evolución por selección natural.

A su vez, aquellos que logren atraer más parejas contribuyen más individuos a la siguiente generación. Por lo tanto, puede producirse evolución por selección sexual. De esta manera, con el tiempo los genes responsables de comportamientos (como cortejos exitosos y señales comunicativas efectivas) se extienden en la población.

Dos piqueros patiazules realizan un baile de cortejo. Los comportamientos de selección de pareja disminuyen el cruce de especies mediante el correcto reconocimiento entre machos y hembras.

Selección natural y comportamiento Darwin daba gran importancia tanto a la competencia como a la selección de pareja en la evolución. Los individuos que compiten exitosamente

Conocimientos en

práctica

Los leones se distinguen de los demás felinos, entre otros aspectos, por su vida social y la presencia de melena en los machos. Esta cabellera varía en largo y color: en algunos leones es una simple “cresta” mientras que en otros cubre el pecho, y las tonalidades van del rubio casi blanco al negro.

Recientemente, un grupo de biólogos decidió investigar si las características de la melena influyen en las relaciones sociales entre leones. En distintos experimentos, colocaron dos muñecos, uno con melena oscura y otro con melena clara, cerca de grupos de leones de un mismo sexo (todos machos o todas hembras) y observaron a qué muñeco se acercaban primero. Esta experiencia se repitió luego con muñecos con melenas de distinto largo pero igual color. Se obtuvieron los siguientes resultados:

Preferencia ante un macho según largo de melena 10 8

corta larga

oscura

clara

6 4

corta

2 0

10 8

6 4

Preferencia ante un macho según color de melena

larga

hembras

machos

2 0

clara

hembras

oscura

machos

1. De acuerdo a los datos obtenidos ¿influyen las características de la melena en el comportamiento? ¿De qué manera?

2. Teniendo en cuenta lo leído y su respuesta a la pregunta anterior, expliquen la función de la melena en los leones.

3. ¿Qué clase de mecanismo evolutivo (selección natural o selección sexual) pudo haber determinado la aparición de la melena?

Aprender a pensar.

85

Bloque 1 • Capítulo 4

Altruismo La competencia y los comportamientos relacionados con la reproducción no son las únicas interacciones entre los individuos de la misma especie. Existen muchos ejemplos en los que algunos animales colaboran con otros, aunque eso pueda poner en riesgo su supervivencia. Por ejemplo, una gacela que detecta un depredador hace un salto vertical exagerado, lo cual alerta inmediatamente a su manada, pero la pone en peligro al atraer la atención sobre ella. Como ya vimos, en muchas especies de pájaros y mamíferos, los animales subordinados de un grupo social cuidan a las crías de la pareja dominante en vez de tener las propias. Estos comportamientos en los cuales un individuo beneficia a otro o a su grupo se denominan “altruistas”, y suponen una aparente contradicción a la teoría evolutiva. ¿Cómo pueden persistir en el tiempo genes que llevan a los individuos a tener menos descendencia?

La respuesta es que la evolución ocurre cuando algunos genes están más representados que otros en las generaciones subsiguientes. Los comportamientos altruistas casi siempre están dirigidos a parientes: un animal que ayuda a la crianza de varios hermanos y primos, con los que comparte la mitad o la cuarta parte de su información genética, contribuye a que sus genes persistan tanto o más como si tuviera sus propios hijos. Al igual que otros comportamientos, el altruismo tiene bases genéticas, por lo que la cooperación se perpetúa en el tiempo dentro de una especie. Este mecanismo evolutivo se conoce como “selección por parentesco”.

En ocasiones, los comportamientos altruistas se dan entre individuos que no son parientes, pero que viven en grupos estables. De esta forma, los animales que ayudan a otros tienen posibilidades de ser retribuidos. Los murciélagos vampiros constituyen un ejemplo dramático de esta clase de altruismo: estos animales necesitan alimentarse todos los días para sobrevivir, pero a menudo no lo logran y deben regresar a la cueva, donde duermen con el estómago vacío.

Allí, los que más éxito tuvieron regurgitan parte de la sangre ingerida para alimentar a los hambrientos, lo que les permite subsistir hasta el día siguiente. Como los vampiros anidan juntos todos los días, cada individuo recibe esta ayuda vital tarde o temprano.

Las hembras de halcón de Galápagos a menudo se aparean con dos machos, que colaboran con ellas en el cuidado del nido. Las duras condiciones del ambiente de esta especie hacen que en general solo un pichón de cada camada sobreviva hasta la adultez: el altruismo en la crianza facilita más éxito en la reproducción y, por lo tanto, en las chances de pasar los propios genes a la siguiente generación.

Actividades 1. Expliquen la relación entre comportamiento, genes y evolución.

2. ¿En qué se diferencia la selección por parentesco de la selección natural?

86

3. ¿Por qué es improbable que los animales de especies solitarias presenten comportamientos altruistas?

•Ciencia

Relación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente.

en

acción•

¿Hablan los animales?

E

n leyendas, cuentos y películas, encontramos historias de personas que tienen el poder de hablar con animales. La posibilidad de entender a otra especie genera gran interés y curiosidad. Al fin y al cabo, en los humanos el lenguaje es vital para los procesos cognitivos que asociamos con algunos aspectos de la inteligencia.

Más aun, gracias al lenguaje tenemos cultura, una compleja serie de ideas y conocimientos transmitidos entre personas y en el tiempo, de forma que hoy podemos saber, por ejemplo, qué pensaban Aristóteles o Confucio hace varios siglos sobre la capacidad mental de los animales. ¿Tienen los animales una capacidad similar? ¿Podríamos entender su lenguaje?

En la década de 1970, la psicóloga estadounidense Francine Patterson inició un proyecto de investigación que incluía estudiar el desarrollo de la comunicación en primates no humanos; específicamente, en una gorila bebé llamada Koko, nacida en un zoológico y criada por humanos luego de que su madre la rechazara. Antes de su experimento, otros científicos habían intentado, sin éxito, enseñar a hablar a chimpancés, por lo que Patterson le enseñó a Koko a usar una versión simplificada de la lengua de señas estadounidense. El proyecto de cuatro años terminó extendiéndose hasta los 46 años de la vida de Koko, durante los cuales aprendió un vocabulario de más de 1.000 palabras en señas y llegó a comprender unas 2.000 palabras habladas. La gorila podía utilizar estas señas para tener conversaciones con Patterson y otras personas y expresar su estado de ánimo. Por ejemplo, en una ocasión Koko tuvo un gatito al que ella misma bautizó Pelota, y a quien se

Las orcas pueden aprender otros idiomas. Recientemente, una orca en cautiverio en Francia empezó a decir palabras como “hola” y “adiós”.

refería con las señas de “bueno”, “bebé” y “suave”. Lamentablemente, el animal murió a los meses; cuando le explicaron lo que había pasado, Koko hizo las señas para “tristeza”, “gato” y “dormir”.

Otros estudios muestran una clase de comunicación entre animales que la mayoría de los biólogos ni siquiera imaginaban unas décadas atrás. El análisis de grabaciones de los sonidos emitidos por parejas de periquitos y sus pichones muestra que cada individuo en una familia responde a una serie específica de sonidos: en otras palabras, cada periquito tiene un nombre. Al igual que ocurre en los humanos, son los padres quienes eligen el nombre del pichón; estos repiten los sonidos a cada ave del nido durante sus primeras semanas de vida, y en adelante cada individuo es conocido por esos sonidos dentro de su grupo.

Los periquitos no son los únicos que tienen nombres: las orcas también se llaman entre ellas por sonidos únicos para cada individuo. Estos enormes delfines sociales poseen una cultura compleja, que consiste en comportamientos compartidos por grupos que

forman un clan. Los adultos enseñan estos comportamientos a los jóvenes, junto con los sonidos utilizados en la comunicación. Si bien no queda claro que se trate de un verdadero lenguaje, con reglas que determinan el significado de las palabras según su orden, lo cierto es que cada clan usa sonidos diferentes a los demás. Quizás no está tan lejano el día en que podamos finalmente entender a los animales y tratarlos con más empatía.

Los periquitos pueden imitar sonidos, como silbidos, y hasta algunas palabras.

1. Busquen información en internet o en otras fuen-

2. Hagan un afiche para ilustrar lo que expusieron en

tes sobre uno de los casos de comunicación animal mencionados en esta página. En grupos, escriban un texto con el resultado de su investigación en el que incluyan los siguientes aspectos.

• De qué forma se comunican esos animales.

• Con qué fin lo hacen.

• Cómo creen que podrían analizar los científicos esos “lenguajes”.

el texto y explíquenlo a sus compañeros en una puesta en común. Incluyan en el afiche algunas imágenes que pueden encontrar en internet o en otras fuentes.

3. ¿Qué importancia tiene para las personas la capacidad de comunicarnos mediante un lenguaje? ¿Cómo se relaciona el lenguaje con la cultura?

•Ciencia en acción•

87

Taller

de ciencias

¿Cómo varió la biodiversidad a lo largo de la historia?

Como se vio en este capítulo, los animales gregarios forman grupos para colaborar en lograr un objetivo común. Los grupos no son estables ni tienen un tamaño establecido, sino que varían según las ventajas que cada individuo obtiene por su pertenencia a él. En este taller, evaluarán cómo influyen diversos factores en la formación de grupos de gorriones para alimentarse, así como las interacciones dentro del grupo.

HIPÓTESIS Dentro de un grupo, un gorrión debe competir con otros individuos por la comida, pero puede utilizar más tiempo en comer y menos en vigilar para detectar peligros.

PREDICCIÓN Es más probable que los gorriones se agrupen para comer cuando la comida es abundante o cuando hay más peligro.

MATERIALES Libreta de anotaciones • lapicera • cronómetro o reloj con segundero • pan o semillas • cámara digital o teléfono móvil con posibilidad de grabar videos (opcional).

PROCEDIMIENTO 1. Formen grupos de 3 o 4 integrantes. Cada equipo debe tener un reloj o cronómetro.

2. Lean todas las consignas y dividan las tareas entre los miembros del grupo. Tomar datos mientras se observa el comportamiento de un animal no es tan fácil, por lo que una buena organización es importante.

3. Elijan un lugar donde no circule mucha gente y donde sea probable que se acerquen gorriones a comer, como una plaza.

4. Realicen las siguientes experiencias. Si es posible, filmen a las aves y analicen su comportamiento más tarde, lo que hará que sea más fácil distinguir sus acciones.

Experiencia A 5. Tiren unas pocas migas pequeñas o semillas cerca de un gorrión solitario, o elijan uno que esté en el suelo buscando comida. De ser posible, filmen la experiencia.

6. Empiecen a tomar el tiempo con el cronómetro, y cuenten la cantidad de veces que el gorrión levanta el cuerpo en 1 minuto (es decir, el tiempo en el que pasa de tener el lomo paralelo al suelo a tenerlo inclinado unos 45º). Anoten este dato en la libreta de anotaciones.

7. Si llega otra ave, interrumpan la observación. Tomen nota únicamente de los segundos en los que pudieron observar al individuo solo. De ser necesario, busquen otro gorrión solitario y repitan la experiencia.

88

Experiencia B 8. Después de finalizar con la experiencia A, organícense para la siguiente. Tiren varias migas o semillas al suelo para atraer a más gorriones y aléjense aproximadamente 15 pasos. De ser posible, filmen la experiencia.

9. Cuenten y anoten la cantidad de gorriones que acuden. Elijan a uno del grupo y obsérvenlo durante 1 minuto, contando la cantidad de veces que levanta el cuerpo, como antes, y escriban el resultado.

10. Repitan la experiencia, tratando de utilizar la misma cantidad aproximada de migas que antes, pero colocándose a 10 pasos.

Experiencia C 11. Al final la experiencia B, acomódense para la siguiente experiencia. Elijan un gorrión solitario y tiren un buen puñado de migas o semillas cerca. Manténganse a distancia para no asustarlo. De ser posible, registren la experiencia en video.

12. Anoten si el gorrión emite algún sonido cuando se acerca a la comida, y registren también cuántos individuos se acercan a comer. Observen si hay algún ejemplar que parece comer más que otros; en caso de que así sea, anoten si tiene coloración oscura en el pecho.

RESULTADOS Si se verifica la hipótesis, deberían encontrar que los gorriones tienden a formar grupos más grandes cuando están a menos distancia de ustedes. Asimismo, es de esperarse que un gorrión en el medio de un grupo pase más tiempo comiendo y menos levantando el cuerpo para vigilar que un gorrión solo.

Si la comida es abundante, como en la experiencia C, los gorriones tienden a llamar a otros para que acudan a comer y compartir la vigilancia. Por otro lado, los individuos dominantes, que se distinguen por tener manchas más grandes y oscuras en el pecho, suelen ser más agresivos para agarrar la comida.

Actividades • Hagan una puesta en común de los datos obtenidos por todos los grupos. Calculen la frecuencia de las actividades de vigilancia de los individuos observados en los puntos 6 y 9, dividiendo la cantidad de veces que

levantaron el cuerpo por la cantidad de segundos (60 o menos) que duró la observación. ¿Se cumple la hipótesis? En caso de que no, ¿cómo pueden explicar los resultados obtenidos?

89

Bloque 1 • Capítulo 4

Actividades de repaso Estudio de caso

A los humanos nos encanta tener mascotas: perros, gatos, peces, hámsteres, entre otros. Los gatos, por ejemplo, son mascotas muy elegidas por las personas mayores, ya que se pueden utilizar en zooterapias, que es como se denomina a las terapias asistidas por animales.

1. Lean el siguiente texto y respondan las preguntas que están a continuación.

¿Cómo aprenden los gatos?

El gato hace uso de diversas formas de aprendizaje desde muy pequeño, incluso durante la fase de socialización, aunque las dos más destacadas son la observacional y la asociativa.

Aprendizaje observacional: los gatos son animales con una capacidad de discriminación visual muy importante debido a las características propias de la especie. Es así como el aprendizaje observacional o por imitación supone una forma mayor de adquirir habilidades en comparación con otras especies animales.

Aprendizaje asociativo: los gatos son capaces de asociar un comportamiento o una situación con algo beneficioso para ellos (premio) o con algo desagradable (castigo), de modo que así serán más proclives a repetir más o menos ese comportamiento o a favorecer o evitar determinadas situaciones.

Adaptado de www.royalcanin.es

a. ¿Podrían dar ejemplos de comportamientos que reflejen el tipo de aprendizaje observacional y el asociativo? ¿Cuál de los dos aprendizajes se relaciona con el experimento que realizó el científico ruso Pavlov?

b. Teniendo en cuenta que los gatos que conviven con nosotros son domésticos, ¿qué diferencias piensan que habrá entre estos gatos y los gatos como Felis margarita que se encuentra en la publicación de Facebook del inicio del capítulo?

c. Es común ver que los gatos, ni bien llegan a un nuevo hogar, ocultan sus excrementos en unas piedras sanitarias (o en la arena) para esconder el olor y alejar a los posibles depredadores. ¿Este comportamiento es aprendido o innato?

90

2. Indiquen si las siguientes afirmaciones son V (verdaderas) o F (falsas). Justifiquen su elección en la carpeta. a. Los comportamientos instintivos solo se manifiestan durante períodos específicos de la vida del animal. b. En las sociedades animales, los individuos se reparten los recursos de forma equitativa entre sí. c. Las señales sonoras permiten transmitir información a mayor distancia que las señales visuales. d. La comunicación animal es una interacción que solo modifica el comportamiento del emisor. e. El altruismo es una interacción animal en que todos los ejemplares involucrados se benefician. f. El cortejo es un comportamiento relacionado con la elección de pareja que se observa en muchas especies.

3. Expliquen

de qué modo la habituación puede modificar las respuestas de un animal a su ambiente. ¿Qué ventajas tiene este efecto?

4. El psicólogo estadounidense Frederik Skinner diseñó un dispositivo llamado “caja de Skinner”. Cuando un animal es colocado allí, al explorar la caja en algún momento aprieta un botón o empuja una palanca, lo que hace que caiga una bola de alimento. Después de que esto ocurre varias veces por accidente, el individuo comienza a accionar el botón o palanca intencionalmente para comer.

a. ¿De qué clase de aprendizaje se trata? ¿Por qué? b. Escriban un texto breve en el que expliquen este aprendizaje aplicando los conceptos relevantes a este ejemplo.

7.

5. Completar el siguiente párrafo: La transmisión de

entre los animales constituye la comunicación. Esta se realiza mediante el intercambio de de distinto tipo, incluyendo las y las químicas. Los sonoras, son ejemplos de comunicación donde el emisor representa una situación de forma simbólica. Junto con el comportamiento antagónico, forma parte de una interacción entre individuos por el uso de recur. sos llamada

6. Respondan las preguntas. a. ¿Qué diferencia hay entre una señal visual activa y una pasiva? Den dos ejemplos de cada una.

Red Conceptual COMPORTAMIENTO es una

b. ¿Por qué en algunas especies los machos son mucho más coloridos y llamativos que las hembras? c. ¿Cómo se relacionan el altruismo y la selección de parentesco?

Escriban un párrafo en el que expliquen dos mecanismos mediante los cuales los individuos disminuyen la probabilidad de pelearse con otros de su especie.

8. ¿Tuvieron dificultades para comprender los temas del capítulo? ¿Cuáles les resultaron más difíciles? ¿Cuáles fueron más fáciles?

9. Armen una lista con los principales temas del capítulo y marquen con verde aquellos que lograron entender y que podrían explicarles a otros; con amarillo, los que entendieron, pero no podrían explicar; y con rojo, los temas que no entendieron. Finalmente, compartan la lista con sus compañeros; si aún quedan puntos rojos o amarillos, intenten aclararlos entre todos.

para modificar

COMUNICACIÓN

Visuales

se realiza mediante

Respuesta

Señales

ante

Estímulos externos

Química

sin

con

Experiencia previa

Individuo

Experiencia previa

en un

con el objeto de

en un

Comportamiento adquirido requiere

puede modificarse con el

Defender el territorio

Establecer una jerarquía social

incluye

Habituación

Condicionamiento

91

Bloque 1

La biotecnologĂ­a

200

Índice

L

Sobre la utilidad de la ciencia

202

La biotecnología no es cosa de ahora

203

La manipulación genética

204

¿Qué son los seres vivos transgénicos?

205

Animales y plantas transgénicos

206

Consecuencias del uso de organismos transgénicos

207

as personas, a diferencia del resto de los seres vivos, tenemos la capacidad de transformar la naturaleza gracias al uso de la

tecnología. Por “tecnología” se entiende desde la rueda o un mortero de arcilla para moler grano hasta una nave espacial o un medicamento. Pero ¿a qué llamamos “biotecnología”? ¿Se trata de una práctica exclusiva de estos tiempos? La biotecnología es tecnología aplicada a los seres vivos y es uno de los términos que más se asocia a la biología en la actualidad. Está presente en casi todos los aspectos de nuestra vida cotidiana y nos brinda infinitas posibilidades.

Sin embargo, también tiene innumerables consecuencias.

201

Bloque 1

La biotecnología

Sobre la utilidad de la ciencia

E

n 1783, el primer globo aerostático realizó un vuelo corto en

En 2018, el científico chino He Jiankui anunció que había

París ante un público entre el que se encontraba el famoso

modificado un gen en embriones en fertilización asistida.

científico e inventor estadounidense Benjamin Franklin. Se

El gen alterado codifica una proteína de la membrana

cuenta que, cuando alguien le preguntó para qué servía ese artefacto,

plasmática que el virus vih utiliza para ingresar a las cé-

Franklin contestó: “¿Cuál es la utilidad de un recién nacido?”. Tanto

lulas. Algunas personas poseen dos copias de un alelo

en la escuela como en otros ámbitos, muchas personas se preguntan

(versión del gen) defectuoso, de modo que la proteína

cuál es la utilidad de estudiar temas científicos que, aparentemente,

fabricada no es funcional, y el virus no puede entrar (son

no tienen ninguna relación con la vida cotidiana. Lo cierto es que

naturalmente inmunes al vih). He Jiankui generó mutacio-

hoy en día, como en el tiempo de Franklin, la tecnología resulta de la

nes artificiales en los embriones a fin de conseguir este

aplicación del conocimiento a la obtención de aquello que los seres

efecto. La mayor parte de la comunidad científica criticó

humanos necesitamos o deseamos. No obstante, así como nos traen

el experimento porque no se conocen los posibles efectos

soluciones, las herramientas y los productos tecnológicos pueden te-

sobre la salud. El científico se defendió argumentando que

ner desventajas o incluso riesgos. Si no comprendemos de dónde

la sociedad debía decidir si lo que hizo estaba bien o mal.

vienen o por qué funcionan esos objetos (en otras palabras, si no comprendemos la ciencia en la que se basan), no podemos discernir en qué medida algo es beneficioso o perjudicial.

La biotecnología (o biología aplicada) es el uso o alteración de organismos, células o moléculas biológicas para obtener productos como medicamentos o alimentos. Esta definición incluye muchas técnicas, algunas de las cuales fueron inventadas miles de años atrás, como la fabricación de pan a partir de hongos unicelulares llamados “levaduras”, o de queso mediante el cuajado de la leche con las enzimas digestivas del estómago de terneros. Se cree que estos descubrimientos tempranos surgieron de la casualidad y gracias a la observación. Por ejemplo, los primeros pueblos que comenzaron a fabricar queso, como los egipcios, utilizaban los estómagos de ovejas, cabras y otros animales para transportar leche, por lo que es probable que los restos de enzimas que había en los estómagos hicieran cuajar la leche por accidente en temperaturas cálidas.

Con el desarrollo de la biología moderna y la mayor comprensión de cómo funcionan los sistemas vivos, las posibilidades de manipularlos se ampliaron. En el curso de un siglo, la biotecnología nos brindó antibióticos y vacunas, nos permitió otorgar nuevas características a cultivos como la soja y el maíz (lo que hizo que se multiplicaran las cosechas y ganancias, pero también el uso de pesticidas), y llevó a la creación de animales fosforescentes para investigación y para venderlos como mascotas, por mencionar unos pocos ejemplos.

202

Como vimos en el Capítulo 5, en 1984, el argentino César Milstein recibió el Premio Nobel en Medicina, junto con dos colegas, por el desarrollo de la técnica para producir moléculas llamadas “anticuerpos monoclonales”. Los anticuerpos son proteínas producidas por células del sistema inmune llamadas “linfocitos B”. Hay muchos tipos diferentes; cada uno se une a una bacteria, virus o célula cancerosa en particular y ayuda a destruirlos. Junto con Georges Köhler, Milstein logró unir linfocitos B con otras células, a fin de obtener linfocitos B modificados que produjeran únicamente la clase de anticuerpos deseados.

La biotecnología no es cosa de ahora

Algunos microorganismos, como las levaduras, utilizan un proceso llamado “fermentación” para obtener energía. Esa es la base de la producción del pan y las bebidas al-

E

cohólicas como el vino y la cerveza. La evi-

n la actualidad, la biotecnología

las personas de una comunidad comenza-

dencia más antigua conocida de fabricación

se basa principalmente en modi-

ron a desarrollar oficios específicos, como

de bebidas fermentadas proviene de vasijas

ficar las características de un or-

los de granjero, soldado o artesano, y la

de unos 9.000 años de antigüedad halladas

ganismo al nivel de sus genes para obtener

población humana mundial comenzó a cre-

en China (foto), pero a lo largo del Holoceno

productos que nos interesan. Pero mucho

cer. Así, la primera gran revolución tecnoló-

muchos pueblos de todo el mundo aprendie-

antes de que la humanidad adquiriera los

gica de la humanidad fue biotecnológica,

ron a fabricar bebidas alcohólicas generando

conocimientos y herramientas para trans-

y cambió la historia de nuestra especie y,

condiciones óptimas en recipientes especia-

formar un sistema vivo de esta manera,

a través de nuestra gran influencia en los

les para que las levaduras pudieran realizar

nuestros lejanos antepasados aprendieron

ecosistemas, la de todas las especies que

la fermentación.

a utilizar a otros seres vivos o a influir en

comparten el planeta con nosotros.

procesos naturales para su beneficio, lo cual también se considera una forma de biotecnología.

La última gran Era de Hielo terminó hace aproximadamente 11.500 años y dio lugar a una nueva etapa en la historia del planeta: el período holoceno. El comienzo del holoceno supuso un gran cambio climático mundial: muchas especies, como los mamuts, los tigres de dientes de sable y los megaterios, se extinguieron. Las evidencias arqueológicas y los análisis genéticos indican que, en distintas regiones del mundo, las poblaciones humanas disminuyeron también. Alrededor de esa época, comenzó la domesticación de plantas y animales: arroz y cebada en el sur de Asia, calabazas en lo que hoy son México y Perú, cabras y ovejas en Medio

En nuestro continente existen cuatro especies de camélidos: dos silvestres (guanacos y vicuñas) y dos domésticas (llamas y alpacas). Estas últimas eran criadas por los pueblos andinos que habitaban Perú y el norte de Chile y la Argentina hace unos 6.000 años. Estos animales proporcionaban lana y carne, y transportaban mercaderías en caravanas que recorrían largas distancias. Aún hoy tienen una gran importancia social y religiosa para muchas sociedades. Los pastores adornan a sus llamas y alpacas con distintas prendas, como los pompones o tikas de las orejas, que se colocan durante una ceremonia anual destinada tanto a honrar a los animales como a la Pachamama, la diosa que representa a la Madre Tierra.

Oriente. La domesticación consiste en el cuidado de plantas o animales para ser utilizados. De este modo, se elige qué individuos se reproducen de modo que las siguientes generaciones tengan rasgos deseables. Como observó Darwin, se trata de selección artificial. Este proceso dio origen a la agricultura, lo que permitió a los humanos antiguos obtener mayor cantidad de alimentos y asentarse en un único lugar durante largos períodos. Gracias a ello, surgieron los primeros pueblos y ciudades,

203

Bloque 1

La biotecnología

La manipulación genética

L

a biotecnología moderna se

célula animal que infectan, e insertan

Estas bacterias cortan el adn en forma

basa mayormente en alterar la

sus genes en el adn. Cuando la célula

de zigzag, y dejan una de las cadenas

composición del genoma de

infectada replica su adn para reprodu-

expuesta: si dos cadenas dobles de

un organismo con el fin de lograr que

cirse, realiza también copias de los

adn

ese ser vivo adquiera características

genes del virus, que se traducen en

de restricción, los extremos expues-

nuevas. En ese sentido, el proceso

proteínas para formar nuevos virus.

tos son complementarios y pueden

podría pensarse como una forma

En otras palabras, los virus no pue-

unirse entre ellos. Una técnica más

de generar mutaciones artificiales y

den llevar a cabo la función vital de re-

reciente y muy promisoria es la que se

específicas. Estas “ediciones” al ge-

producción por su cuenta, por lo que

conoce por la sigla

noma se llaman, en conjunto, “mani-

muchos biólogos no los consideran

mecanismo de defensa de las bacte-

pulación genética”, y las técnicas que

seres vivos. Si se inserta un gen pro-

rias contra los virus. Este mecanismo

permiten llevarla a cabo se conocen

veniente de otro organismo en el

consiste en la acción de enzimas que

como “ingeniería genética”.

de un virus y luego se permite que el

cortan

virus infecte una célula, este gen será

terminados por ciertas secuencias de

incorporado en la célula también.

nucleótidos en el genoma de las bac-

La ingeniería genética surgió como la aplicación de distintos des-

adn

se cortan con la misma enzima

adn

crispr.

Utiliza un

en sitios específicos, de-

re-

terias. Si se crean secuencias artificia-

de virus y bacterias. Los virus son sis-

combinante, llamado así porque se

les de adn como “molde” que indique

temas complejos, integrados por

cubrimientos sobre el funcionamiento

De esta forma, surgió el

adn

adn

combinan adn de organismos diferen-

a las enzimas

y proteínas, que solo pueden

tes. En la actualidad, la mayoría del adn

corte, se pueden hacer ediciones en

reproducirse “hackeando” el geno-

recombinante se obtiene utilizando

el

ma de células huésped: los virus in-

enzimas provenientes de bacterias,

precisión.

gresan a la bacteria, célula vegetal o

llamadas “enzimas de restricción”.

o

arn

gen humano funcional

2

células con el gen defectuoso extraídas del paciente

adn

crispr

dónde hacer el

de cualquier especie con gran

Algunas enfermedades de origen genético, como la fibrosis quística, pueden ser tratadas usando virus re-

1

combinantes para editar el genoma del paciente. Este procedimiento se conoce como “terapia génica”. La

gen insertado en el adn del virus

fibrosis quística es una enfermedad grave e incurable causada por un alelo defectuoso de un gen que codi3

fica una proteína vital para el buen funcionamiento de las células del pulmón. La terapia génica consiste en

infección de las células con virus recombinante

células con gen funcional

insertar un alelo normal del gen en las células mediancultivo de células 4 inyección de las células modificadas en el paciente

te virus recombinantes que se vaporizan en los pulmones. Las células que incorporan el alelo comienzan a producir la proteína funcional, lo que mejora notablemente la salud. En otros casos, las células del paciente son tratadas fuera del cuerpo y luego inyectadas en el organismo, lo cual evita que el sistema inmune ataque a los virus recombinantes.

204

¿Qué son los seres vivos transgénicos?

P robablemente han leído o

acumulan en semillas, frutas y hojas.

escuchado algo sobre or-

Al comer estos alimentos, las pro-

ganismos transgénicos, a

teínas virales ingresan al organismo,

veces también llamados “organis-

y el sistema inmune reacciona con-

mos genéticamente modificados”,

tra ellas fabricando anticuerpos, de

pero ¿de qué se trata exactamente?

modo que el individuo queda prote-

Como ya vimos, cualquier planta o

gido en el futuro contra una infección

animal doméstico es un organismo

del virus verdadero. Actualmente, se

genéticamente modificado, puesto

están investigando varias vacunas

Lionel Messi fue tratado desde los 9 años con hormona del

que estas especies han atravesado

comestibles para ser empleadas en

crecimiento recombinante. Si bien el tratamiento es extrema-

un proceso de selección artificial.

personas y animales.

damente caro, porque se requieren años de inyecciones diarias,

El término “organismo transgénico”

En el 2019, Hugo Luján, doctor

la alternativa anterior era peor: la hormona de crecimiento solo

se usa para seres vivos que poseen

en Ciencias Químicas del Consejo

se obtenía del cerebro de cadáveres humanos, con lo que había

uno o más genes de otras espe-

Nacional de Investigaciones Científi-

alto riesgo de transmisión de ciertas infecciones.

cies que han sido agregados a su

cas y Técnicas (Conicet) publicó una

genoma por técnicas de ingeniería

técnica que combina proteínas que

genética.

provienen de un microorganismo y

Desde que se desarrollaron las

que no suelen ser digeridas por el

recombinante, a

sistema digestivo humano. Al ado-

mediados de los años setenta, co-

sar dichas proteínas a los antígenos

menzaron a insertarse genes de

de cualquier vacuna, es mucho más

otras especies en toda clase de

probable que estos sean “vistos” por

organismos con fines de investi-

el sistema inmune que aquellos antí-

gación. Muchos laboratorios que

genos que son fácilmente digeridos.

técnicas de

adn

estudian enfermedades humanas utilizan ratones y ratas transgénicos que contienen genes humanos, de modo que algunas de sus células u órganos reaccionan de forma más similar a los nuestros. También se han creado plantas transgénicas

La banana es una de las especies más utilizadas para crear vacunas comestibles, ya que es fácil de cultivar y muy

que contienen genes de virus para

raramente causa alergia. Las vacunas comestibles tienen grandes ventajas sobre las tradicionales porque no nece-

crear “vacunas comestibles”: las

sitan refrigeración ni laboratorios complejos para ser producidas (una vez que se ha obtenido la planta transgénica).

plantas fabrican las proteínas virales

En los países más pobres, más de la mitad de las muertes se deben a enfermedades infecciosas prevenibles por

codificadas por estos genes y las

vacunas, por lo que estas plantas podrían salvar innumerables vidas.

205

Bloque 1

La biotecnología

Animales y plantas transgénicos H

asta ahora, vimos la forma en que se edita el genoma de una

En 2012, un grupo de científicos del

única célula o virus, pero ¿cómo se obtiene un animal trans-

nal de Tecnología Agropecuaria) y de la Universidad de San

génico, constituido por millones de células? La respuesta está

Martín crearon células recombinantes de vaca. Estas con-

en la manipulación del organismo al inicio de su desarrollo, ya sea in-

tenían dos genes humanos que codifican proteínas de la

en un óvulo fecundado o manipulando las células de

leche. Los núcleos de estas células modificadas fueron utili-

embriones recién formados. Sin embargo, estas técnicas tienen baja

zados para producir embriones por clonación, con lo que se

probabilidad de éxito, ya que mucho depende del azar. En 1997, el

logró el nacimiento de una ternera llamada Rosita que pro-

escocés Ian Wilmut y su equipo lograron clonar una oveja reempla-

duce leche maternizada (similar a la humana) para bebés.

yectando el

adn

inta

(Instituto Nacio-

zando el núcleo de un óvulo con el núcleo de una célula adulta. El procedimiento es difícil (el nacimiento de Dolly, la oveja clon, llevó más de doscientos intentos), pero abrió nuevas posibilidades para la ingeniería genética. Desde entonces puede crearse una célula transgénica y luego usar su núcleo para dirigir el desarrollo de un nuevo individuo que contiene el adn modificado en todas sus células.

En la la actualidad, casi todos los organismos transgénicos utilizados para alimentación son plantas. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, a nivel mundial hay aproximadamente cien millones de hectáreas (el equivalente a un tercio de la superficie total de la Argentina) plantadas con cultivos transgénicos. Los principales cultivos modificados son la soja, el maíz, la colza y el algodón, a los que se han incorporado genes de bacterias que dan resistencia a herbicidas y dañan el sistema digestivo de los insectos, de forma que las plantas son más resistentes a plagas. También se cultivan variedades transgénicas de arroz, papa, calabaza y tomate, este último modificado para retrasar su maduración, lo cual le quita sabor, pero hace que dure más tiempo para la venta. Junto con Brasil, China e India, nuestro país es uno de los mayores productores de cultivos transgénicos entre los países en desarrollo.

Como los genes de todos los seres vivos están compuestos de nucleótidos, son indistinguibles entre sí. Entonces, al crear

adn

transgénico los científicos

suelen agregar genes “marcadores” que no tienen interés por sí mismos, pero que al ser transcriptos generan una señal que indica que la técnica fue exitosa. Uno de los genes marcadores más usados es el

gfp,

proveniente de una medusa, que codifica

una proteína verde fosforescente. Así, los animales

El jarabe de maíz de alta fructosa (jmaf) es un edulcorante de bajo costo que se usa en

transgénicos que poseen el gen gfp brillan en la os-

toda clase de alimentos procesados, desde snacks y aderezos (como el

curidad. En la imagen se muestran dos ratones que

kétchup) hasta yogures saborizados. Dado que prácticamente todo

expresan el gen gfp (en los extremos) y uno que no (en

el maíz que se produce en el mundo es transgénico,

el centro). Si bien esta técnica se utiliza para investi-

esto significa que muchas personas consumen

gación, recientemente una compañía estadounidense

cotidianamente productos biotecnológicos.

comenzó a vender peces transgénicos fosforescentes como mascotas.

206

Consecuencias del uso de organismos transgénicos

S

i bien muchas personas advierten sobre el uso de los

mente en humanos en un estudio científico, pero el fallecido

organismos transgénicos, muchas de sus objeciones no

biólogo argentino Andrés Carrasco alcanzó reconocimiento

tienen una base científica. Esto no quiere decir que no

mundial en 2011 al probar que esta sustancia causa graves

existan perjuicios en el uso de este tipo de seres vivos.

malformaciones en embriones de vertebrados. En 2015,

Si el término “transgénico” les sonaba conocido, muy pro-

un estudio realizado en Mar del Plata mostró que el 90%

bablemente tenga que ver con la polémica en torno a los ali-

de las personas analizadas contenía glifosato en la sangre,

mentos. Mucha gente se niega a consumir alimentos derivados

mientras que otra investigación de la Universidad Nacional

de plantas transgénicas porque piensan que pueden ser per-

de La Plata encontró glifosato en gasas y algodones de uso

judiciales para la salud por no ser “naturales”. En rigor, ninguna

hospitalario.

planta que haya sido domesticada es “natural”, como ya vimos, y el adn tiene los mismos monómeros en todos los organismos (ya sea que provenga de un laboratorio o de la cruza entre especies), y se digiere en el cuerpo como cualquier otro ácido nucleico. Hasta ahora no se han encontrado evidencias de que las plantas transgénicas causen algún problema de salud al comerlas, aunque por supuesto la investigación siempre es necesaria por si hubiera algún efecto a largo plazo. En cambio, ya es posible afirmar que los cultivos transgénicos presentan problemas socioeconómicos y ambientales, entre ellos los siguientes: • Las plantas modificadas por ingeniería genética están patentadas y muchas son estériles, por lo que los agriculto-

En la Argentina, en 1996, se aprobó el uso de soja transgénica en conjun-

res están obligados a comprar las semillas cada vez que

to con el glifosato. Las grandes ganancias obtenidas llevaron a una rápida

plantan en vez de usar parte de la cosecha anterior, como

expansión de este cultivo. El investigador Damián Marino estima que en la

se hacía con los cultivos tradicionales. Así, cientos de miles

última década se usaron más de mil millones de litros de glifosato en la

de pequeños productores en todo el mundo han tenido

Argentina, equivalente a 10 litros por persona por año.

que abandonar la actividad por no poder pagar ese costo.

• Existe el temor de que plantas silvestres adquieran algunos

En los últimos años se han producido

de los genes de estos cultivos modificados, ya sea por cru-

muchos eventos de muertes ma-

zas o por infecciones naturales (recordemos que los virus

sivas de abejas que se atri-

y las bacterias utilizan la recombinación de

adn

para pro-

buyen al glifosato y a otros

pagarse). Esto afectaría el funcionamiento de las cadenas

pesticidas agrícolas. Estos

tróficas de los ecosistemas y podría generar competencia

insectos polinizan muchos

con los propios cultivos en los campos.

cultivos y especies salva-

• El glifosato, el herbicida que se utiliza junto con cultivos

jes, por lo que su extinción

transgénicos (principalmente en la soja) para eliminar otras

afectaría gravemente a

plantas de los campos y así aumentar la cosecha, fue de-

nuestra alimentación y a los

clarado como “probablemente cancerígeno” por la Organi-

ecosistemas naturales.

zación Mundial de la Salud en 2015. Las pruebas directas son limitadas porque el glifosato nunca se probó directa-

207

NUEVO

BIOLOGÍA La comunicación y la información en los seres vivos

Mabel Bonardi ı Marcela Gleiser www.editorialestrada.com.ar argentina.infoestrada@macmillaneducation.com /EditorialEstrada

PACK

Cód. 19280

SABER HACER

ES

HUELLAS

ÍNDICE BIOLOGÍA 3 HUELLAS NUEVA EDICIÓN es un proyecto ideado y realizado por el Departamento

FICHAS PARA TRABAJAR LOS EXPERIMENTOS EN PAPEL Ficha 1.

La evolución de los seres vivos, según Lamarck Ficha 2.

Eldredge y Gould y el equilibrio puntuado Ficha 3.

Pasteur y la generación espontánea Ficha 4.

Schwann y Schleiden: pioneros de la teoría celular

1 3 5

7

Editorial de Editorial Estrada S.A. Ficha 5.

Spallanzani y la reproducción Ficha 6.

Berthold: las gónadas y los caracteres sexuales Ficha 7.

Sutton y Boveri, y la teoría cromosómica de la herencia Ficha 8.

Morgan, a mosca de la fruta y los cromosomas

9

11

13

17

Bloque 3.

Reproducción Bloque 4.

Mecanismos de la herencia

Corrección: Marina Rouco Diagramación: Marcela Jiménez Fotografías: Archivo de imágenes Grupo Macmillan, 123RF, Wikimedia Commons y Shutterstock Shutterstock:, P. 25: United Artists/Kobal/Shutterstock, P. 26: Alastair Muir/Shutterstock,

15

ACTIVIDADES DE INTEGRACIÓN DE BLOQUE Bloque 1.

Evolución: origen y diversidad de las estructuras biológicas Bloque 2.

La célula: origen, estructura y funciones

Autores: Mabel Bonardi e Ignacio Miller Editora del área de Ciencias Naturales: Luz Salatino Coordinadora de arte: Natalia Otranto Gerenta editorial: Judith Rasnosky

21 23

19

Wikimedia Commons: P. 07: Luis Fernández García CC BY-SA 2.5 ES, Iceclanl CC BY-SA 3.0, Dr. phil.nat Thomas Geier, Fachgebiet Botanik der Forschungsanstalt Geisenheim CC BY-SA 3.0, John Alan Elson CC BY-SA 3.0, P. 08: Wellcome Images CC BY-SA 4.0, P. 21: Robb (Katzili at de.wikipedia) CC BY-SA 3.0, P. 28: Alice Pien, MD CC BY-SA 4.0, P. 31: Public Library of Science CC BY-SA 2.5,

Bonardi, Mabel Saber hacer Biología 3 ES : la comunicación y la información en los seres vivos / Mabel Bonardi ; Marcela Gleiser. - 1a ed . - Boulogne : Estrada, 2019.

32 p. ; 24 x 19 cm. - (Nuevo Huellas) ISBN 978-950-01-2456-0 1. Educación Secundaria. I. Gleiser, Marcela. II. Título.

CDD 570.71

PROPUESTAS DE ABP (APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS) Evolución y sociedad Células madre de cordón umbilical, ¿el milagro del futuro?

25

27

Vih/Sida: discriminación, miedos y desinformación

29

Enfermedades poco frecuentes

31

© Editorial Estrada S.A., 2019 Editorial Estrada S.A. forma parte del Grupo Macmillan.

Av. Blanco Encalada 104 – San Isidro, provincia de Buenos Aires, Argentina.

Internet: www.editorialestrada.com.ar Obra registrada en la Dirección Nacional del Derecho de Autor.

Hecho el depósito que marca la Ley 11.723.

Impreso en Argentina.

Printed in Argentina.

ISBN 978-950-01-2456-0 ISBN PACK 978-950-01-2457-7 Las personas que hicimos este libro estamos comprometidas con los valores de la diversidad, la igualdad y la no discriminación.

Por eso, buscamos que el lenguaje utilizado en nuestros textos sea inclusivo y esté libre de estereotipos. Solo usamos el masculino genérico para facilitar la lectura en aquellos casos en los que no hemos encontrado una mejor alternativa.

La presente obra se ha elaborado teniendo en cuenta los aportes surgidos de los encuentros organizados por el Instituto Nacional contra la Discriminación, la Xenofobia y el Racismo (INADI) con los editores de texto.

No se permite la reproducción parcial o total, el almacenamiento, el alquiler, la transmisión o la transformación de este libro, en cualquier forma o por cualquier medio, sea electrónico o mecánico, mediante fotocopias, digitalización y otros métodos, sin el permiso previo y escrito del editor. Su infracción está penada por las leyes 11.723 y 25.446.

Capítulo

El control en las plantas

tallo de la planta enana RESULTADOS: todo el el ápice hasta la con giberelina, desde

BLOQUE 1 • CAPÍTULO 1

tratada

Fecha:

e indistinguible de una un sistema endocrino base, creció hasta hacers Las plantas no poseen e (A). Por su parte, la planta normal de su especi pero llevan a cabo una giberelina permacomo el de los animales, recibió no que enana que planta sustancias químicas (B). s función similar mediante neció sin cambio essu crecimiento. Una de el regulan su desarrollo y lina es necesaria para gibere ierla N: descub LUSIÓ fue CONC “giberelina”, del tas sustancias, llamada Se distribuye dentro crecimiento en altura. una enfermedad de las de todo el tao en estudi actúa el te que ya duran ta cuerpo de la planta se quebraban porque aplicado solo en el ápice. plantas de arroz, cuyos tallos llo, a pesar de haberse edad era la reacción crecían demasiado. La enferm Saber Hacer • Pág. 01 de giberelina. Años más al anorm ad cantid a una s algunas variedades enana »Aprender a pensar. tarde, se encontró que s de producir giberelina. de plantas no son capace siglo pasado, distintos Desde principios del do que ciertas sustan investigadores han proba s células o tejidos de EXPERIMENTOS en PAPE L alguna en cidas cias produ a? vasos los plant de una de través a s altura ¿Qué controla la las plantas son transportada Acal resto del organismo. planconductores, y afectan controla la altura de la HIPÓTESIS: la giberelina alrededor de diez de estas te. tualmente, se conocen alargue si está presen onas ta y hace que el tallo se “horm u s” cias, llamadas “fitohormona enana, sin giberelina, sustan ca ‘planta’), de gran intePREDICCIÓN: si a una planta vegetales” (“fito” signifi cia, crecerá en altura. fitohormose le aplica esta sustan uso en la agricultura. Cada una solu- rés por su de gotas on s de la planta aplicar PROCEDIMIENTO: se efecto sobre varios órgano hace supena (parte ápice al lina etc.), según la cantidad ción líquida con gibere flores, tallos, le se hojas, , igual (raíces (A). A otra La rior) de una planta enana de otras fitohormonas. n sin giberelina (B). presente y la presencia aplicaron gotas de solució es necesaria para la gergiberelina, por ejemplo, iento de frutos, crecim el y ón floraci la minación, del tallo. además del crecimiento

1. Respondan las preguntas. a. ¿Cómo se relaciona el diseño de la experiencia con los descubrimientos previos sobre la respuesta a la luz?

B

A

ACTIVIDADES

Curso:

se (relación o control) 1. ¿Con qué función vincula la giberelina?

rmonas con las hor2. Comparen las fitoho aspecles en los siguientes

b. ¿Por qué piensan que el experimento incluyó aplicar solución sin

B

A

giberelina en una de las plantas enanas?

tallo de la planta enana RESULTADOS: todo el la desde el ápice hasta El control en las plantas 20 tratada con giberelina, e indistinguible de una rino hacers endoc a hasta un sistem base, creció Las plantas no poseen e (A). Por su parte, la planta normal de su especi pero llevan a cabo una les, anima perma los lina de el gibere como recibió planta enana que no sustancias químicas que función similar mediante neció sin cambios (B). essu crecimiento. Una de ria para el regulan su desarrollo y necesa es lina gibere “giberelina”, fue descubier- CONCLUSIÓN: la del tas sustancias, llamada Se distribuye dentro crecimiento en altura. tauna enfermedad de las que actúa en todo el ta durante el estudio de cuerpo de la planta ya se quebraban porque aplicado solo en el ápice. e habers de plantas de arroz, cuyos tallos pesar a llo, la reacción

edad era crecían demasiado. La enferm de giberelina. Años más a una cantidad anormal s algunas variedades enana tarde, se encontró que s de producir giberelina. de plantas no son capace

E

XPERIMENTOS

en PAPE L

¿Qué controla la altura

Saber Hacer • Pág.

siglo pasado, distintos Desde principios del do que ciertas sustan investigadores han proba s células o tejidos de cias producidas en alguna s a través de los vasos ortada transp son s planta las Acal resto del organismo. conductores, y afectan alrededor de diez de estas tualmente, se conocen s” u “hormonas rmona “fitoho as llamad sustancias, ca ‘planta’), de gran intevegetales” (“fito” signifi ltura. Cada fitohormorés por su uso en la agricu órganos de la planta varios sobre na hace efecto etc.), según la cantidad (raíces, hojas, tallos, flores, La de otras fitohormonas. presente y la presencia es necesaria para la gergiberelina, por ejemplo, , frutos de iento y el crecim minación, la floración del tallo. además del crecimiento

c. Supongan que la planta enana a la cual se le aplicó giberelina no hubiera crecido. ¿Qué

de una planta?

conclusiones podrían extraer a partir de ese resultado?

B

A

01

»Aprender a pensar.

plancontrola la altura de la te. alargue si está presen ta y hace que el tallo se lina, planta enana, sin gibere una a si : CCIÓN PREDI crecerá en altura. cia, sustan esta se le aplica on gotas de una soluPROCEDIMIENTO: se aplicar lina al ápice (parte supeción líquida con gibere (A). A otra igual se le enana planta rior) de una n sin giberelina (B). aplicaron gotas de solució

HIPÓTESIS: la giberelina

ACTIVIDADES

2. A principios del siglo pasado, se creía que la enfermedad se (relación o control) 1. ¿Con qué función vincula la giberelina?

de las plantas de arroz podía estar relacionada con la infección causada por un hongo parásito llamado Gibberella fujikuroi. Eiichi Kurosawa realizó experimentos para poner a prueba esta hipótesis, utilizando un líquido preparado a partir del hongo, con resultados favorables. Finalmente, en 1926 logró aislar la sustancia causante de la enfermedad, a la cual llamó “giberelina” por el nombre científico del hongo. ¿Cómo creen que fue el experimento de Kurosawa?

Elaboren una propuesta: en la carpeta, escriban la hipótesis correspondiente, la predicción, el procedimiento que creen que realizó, los resultados que debió haber obtenido y la conclusión a la cual llegó. rmonas con las hor2. Comparen las fitoho aspecles en los siguientes

B

A

monas anima ucen, cómo se distrib tos: dónde se produ sobre el organismo yen, qué efecto tienen nentes y niveles de (cantidad de compo cada una). organización que afecta internos o externos 3. ¿Qué otros factores, el que pueden afectar a la planta, piensan crecimiento?

20

Nombre:

BLOQUE 1 • CAPÍTULO 1

monas anima ucen, cómo se distrib tos: dónde se produ sobre el organismo yen, qué efecto tienen nentes y niveles de (cantidad de compo una). cada afecta organización que internos o externos 3. ¿Qué otros factores, el que pueden afectar a la planta, piensan crecimiento?

Planta de algodón infectada por el hongo Gibberella fujikuroi.

1

EXPERIMENTOS en PAPEL

A principios de 1900, varios científicos japoneses comenzaron a estudiar una enfermedad de las plantas de arroz que hacía que estas crecieran de forma exagerada. En ese entonces, se sabía muy poco sobre el procesamiento de los estímulos dentro de las plantas. El único antecedente que había plantas las tema El control enel sobre eran los estudios de Darwin y otros colegas sobre la respuesta del tallo a la luz. En esos estudios se había descubierto que las plantas se doblan hacia la zona iluminada gracias a la circulación interna de una sustancia fabricada por el ápice (la parte superior del vegetal).

En la página 20 se presenta un experimento en que se pone a prueba el papel de la giberelina en el crecimiento de plantas enanas. Vuelvan a leer el experimento y, luego, resuelvan las actividades.

ETAPA I ETAPA II germinación crecimiento y establecimiento vegetativo citoquinina auxina ácido giberélico

ETAPA III floración y reproducción etileno

maduración celular iniciación celular (división celular)

ETAPA IV maduración y senescencia ácido abscísico

senescencia

crecimiento celular

a. De acuerdo con el gráfico, ¿en qué etapa hay un pico de giberelina? ¿Cómo pueden relacionarlo con el experimento de las plantas enanas?

b. Según el gráfico, ¿con qué otras hormonas actúa la giberelina y en qué procesos?

4. El fisiólogo vegetal Frits W. Went realizó una investigación que continuaba lo estudiado por Darwin respecto de la curvatura de las plantas en respuesta a la luz. En 1926, logró aislar la sustancia química responsable, a la que llamó “auxina” (del verbo griego auxein, que significa “aumentar”).

oscuridad

a. Pongan en orden los eventos, con números del 1 al 5.

• Las plántulas se mantuvieron en la oscuridad durante la experiencia.

• Los bloquecitos fueron colocados sobre las plántulas a las que se les había cortado el ápice.

• Las plántulas se curvaron hacia el lado opuesto de donde se colocó el bloque de agar.

• Se cortó el ápice de coleóptilos y se lo colocó sobre un bloque de agar durante una hora. b. Vuelvan a leer la conclusión del experimento con la giberelina de la página 20. ¿Qué tienen en común la giberelina y la auxina en relación con su mecanismo de acción?

2

www.redagricola.com

otras sustancias que tienen una función de regulación y control en las plantas. En el siguiente gráfico, se muestra la variación del nivel de las distintas hormonas de acuerdo con la etapa en el desarrollo de la planta. Lean el gráfico y, luego, respondan las preguntas.

CICLO HORMONAL DE LA PLANTA

niveles hormonales

EXPERIMENTOS en PAPEL

3. Además de la giberelina, hay

1. Analicen las siguientes imágenes e indiquen el tipo de respuesta que se observa en los diferentes organismos. motora • nastia • inmunológica • tropismo • secretora • taxia

cianobacteria

Curso:

Fecha:

paramecio

2. En una publicidad, se asegura que un desodorante baja la temperatura del cuerpo

Nombre:

6 grados. Según lo que aprendieron en el bloque con respecto al concepto de homeostasis, ¿piensan que es posible que el cuerpo baje su temperatura en 6 grados centígrados? ¿Por qué?

19

Bloque 1. Respuesta al medio

Estímulo-respuesta: animales, plantas y microorganismos

Bloque 1: Evolución: origen y diversidad de las estructuras biológicas

3. Lean las siguientes situaciones y respondan las preguntas.

A. Vas caminando al colegio cuando de repente, un amigo que estaba escondido detrás de un árbol salta sorpresivamente hacia vos y te grita: “¡Hola!”. Inmediatamente, das un salto hacia atrás y te protegés llevando tus brazos frente al tu cuerpo para resguardarte. Sin embargo, cuando reconocés que es tu amigo, relajás tu cuerpo y sonreís.

B. En una tarde de verano, luego de jugar con tu perro en una plaza cercana, notás que jadea mucho más que en invierno y que tenés mucha sed. Ni bien llegan a casa, tanto vos como tu perro se dirigen rápidamente a tomar agua.

a. ¿Cuál fue el estímulo y qué órganos están involucrados en percibirlo en cada caso?

b. ¿Cuál fue la respuesta y de qué tipo es (adquirida o instintiva) en cada caso?

c. ¿El estímulo percibido fue externo o interno en cada caso?

4. Como vieron, es posible clasificar a los receptores encargados de percibir los estímulos, tanto externos como internos, en diversos tipos. Completen la siguiente tabla con ejemplos de diferentes organismos.

Receptores fotorreceptores mecanorreceptores quimiorreceptores

20

ojos de mamíferos

ABP

Contenidos: El sistema nervioso • Neuronas • Sinapsis • Enfermedades del sistema nervioso • Drogas.

Sobre el tema

Fecha:

Las drogas han sido en todo tiempo un tópico de discusión relevante a nivel sanitario, social, legal y económico. Para saber más sobre este tema, lean el fragmento de un artículo periodístico (Recurso 1) y los datos aportados por la Secretaría de Políticas Integrales sobre Drogas de la Nación Argentina (SEDRONAR) (Recurso 2).

Cuáles son las drogas más consumidas entre los jóvenes argentinos

Curso:

Un estudio realizado por la UADE arroja que el tabaco y el alcohol son las sustancias legales más consumidas entre los adolescentes, mientras que la marihuana es la sustancia ilegal de mayor consumo en esta franja etaria.

Un estudio realizado por el Observatorio de Información Pública de la UADE, arroja que el tabaco y el alcohol son las sustancias legales más consumidas entre los adolescentes, mientras que la marihuana es la sustancia ilegal de mayor consumo entre esta franja etaria.

El informe destaca que los motivos de consumo de cannabis más evidenciados son la diversión y la experimentación.

Además, se detecta una baja percepción de riesgo y la sensación de estar informados de manera suficiente lo cual indica una negación de los riesgos, naturalizando el consumo y dificultando las estrategias de prevención. […]

Respecto de la edad promedio del inicio de consumo de sustancias: el alcohol a los 15 años; para el tabaco a los 16 años; para el cannabis y psicofármacos 18 años; para el éxtasis, LSD, y cocaína 19 años. Sin embargo, se han encontrado casos con edad de inicio menor: 14 años para el alcohol, tabaco a los 15 años y cannabis a los 17 años.

Por otra parte, 6 de cada 10 personas cercanas consumen cannabis y 7 de cada 10 consume tabaco. Mientras que 5 de cada 10 jóvenes percibe como riesgoso el consumo de tabaco, solo 4 de cada 10 jóvenes percibe a la marihuana como una sustancia que es de riesgo. […]

Nombre:

www.noticiauno.com.ar

Según el último relevamiento realizado en el 2018 por la SEDRONAR, a nivel nacional: • el consumo de alcohol y tabaco presenta las prevalencias más altas, ya sea de vida, año y mes, seguida por el consumo de marihuana; • el consumo reciente de alguna droga ilícita pasó del 3,6% en el 2010 a 8,3% en la actualidad.

• para todas las drogas ilícitas, los varones presentan tasas de consumo superiores a las de las mujeres.

Para trabajar con: Construcción de la Ciudadanía, Educación tecnológica.

27

Propuesta de ABP 2

DROGAS Y SISTEMA NERVIOSO: CONCEPCIONES PLURALES

Propuesta de ABP 2

ABP

En grupos, reflexionen acerca de la nota y los datos que leyeron. ¿Qué son las llamadas “sustancias legales”? ¿A qué sustancias se las conoce como ilícitas? ¿Qué significa? ¿Piensan que es importante que los jóvenes estén informados sobre los riesgos y efectos del consumo de sustancias? ¿Por qué? ¿Por qué piensan que el consumo de alcohol y tabaco prevalece sobre la marihuana? ¿Por qué habrá diferencias en la tasa de consumo entre varones y mujeres?

Propuesta de trabajo Les proponemos que realicen una investigación sobre el consumo de sustancias y que organicen un debate entre toda la clase. Luego, diseñarán una campaña de prevención. Sigan los pasos que se detallan a continuación.

Recopilar información

Biblioteca de recursos

Socialmente, sabemos que las drogas son definidas como beneficiosas o nocivas según el uso que se les dé. Investiguen y anoten cómo se define al conjunto de sustancias al que comúnmente denominamos “drogas”, cuál es la diferencia entre drogas legales e ilegales, qué

efecto produce en el sistema nervioso cada una de las drogas mencionadas en el artículo leído y de qué origen son (natural o sintético). Luego, busquen qué es la drogodependencia y de qué manera la dependencia a las drogas afecta la salud de un ser humano. Pueden recurrir al Glosario de términos de alcohol y drogas de la OMS (Organización Mundial de la Salud) (Recurso 3).

Busquen información acerca de los proyectos de despenalización de drogas ilegales en la Argentina y en países vecinos. ¿Qué significa despenalizar? ¿Qué proyectos y debates existen al respecto? ¿Cuál es la situación en la Argentina y en otros países de la región?

Analizar la información Con la información recolectada y la ayuda del docente de Construcción de la Ciudadanía, organicen un debate sobre la despenalización de las drogas ilegales. Dividan la clase en dos grupos. Un grupo deberá proponer argumentos a favor de la despenalización y el otro planteará argumentos en contra. Elijan a dos compañeros para moderar el debate. Los moderadores deberán controlar el tiempo en el que habla cada grupo e intentar que todos puedan decir sus argumentos. En el debate, planteen, desde su postura, cuál es la relación entre la despenalización y los derechos individuales de las personas.

Producción: campaña de prevención Diseñen una campaña en línea para promover la prevención respecto a la drogodependencia. Escriban publicaciones breves para concientizar acerca de los efectos que producen las drogas, cuáles son las drogas legales e ilegales que generan dependencia, cómo actúan sobre el sistema nervioso y por qué es necesario conocer esta información. Utilicen un hashtag que les parezca efectivo. Diseñen flyers o folletos para acompañar sus publicaciones. Pueden utilizar una aplicación como Fotojet (Recurso 4) o Befunky (Recurso 5) para diseñar su volante.

http://rebrand.ly/5tijsz (*)

* Enlace acortado de: https://puertoestradadigital.com.ar/ABP/Biologia3NuevoHuellas/index.html#dos

28

Para trabajar con: Construcción de la Ciudadanía, Educación tecnológica.