Supporting materials
Dibuixos dels objectes metàl·lics per utilitzar-los a l’activitat (PDF)
Download
Download this article as a PDF
Traduït per Alicia Pérez. Les relacions evolutives poden ser difícils d’explicar. Utilitzant objectes simples de la vida diària, els estudiants les poden entendre per ells mateixos.
Tant els ocells com els ratpenats i els insectes tenen ales; els cavalls, els milípedes i els cocodrils tenen tots potes. Moltes especies que no estan relacionades es poden agrupar per similituds físiques – aquest és un dels problemes d’estudiar el fenotip morfològic per determinar relacions evolutives. La convergència evolutiva pot resultar en estructures aparentment similars.
Encara que el producte final sigui el mateix (ex: la presència d’ales), els punts inicials poden ser ben diferents. Alguns organismes que poden semblar similars i, per tant, relacionats, es troben, en realitat, molt separats en l’arbre filogenètic.
A nivell molecular, estudis en ADN i proteïna poden ser emprats per construir un arbre familiar observant les diferències enter seqüències homòlogues: seqüències que es creu que han evolucionat d’un ancestre comú. Kozlowski (2010) descriu una activitat excel·lent per demostrar-ho a classe, però hi ha una complicació eliminada de l’estudi – la informació necessària simplement es descarrega i s’utilitza. Aquest article proporciona una introducció complementària i més manejable als estudis filogenètics, en la qual els estudiants apleguen totes les dades necessàries abans de comprendre els principis que hi ha al darrere.
En aquest activitat escolar, els estudiants poden utilitzar una àmplia gamma d’objectes per crear una filogènia artificial basada en la morfologia. L’arbre genealògic que produiran serà artificial en el sentit que, en realitat, els objectes emprats no han evolucionat els uns dels altres.
Tot i així, els problemes i les preguntes proposats són similars a aquells abordats per paleontòlegs utilitzant mostres de fòssils o per entomòlegs amb mostres d’insectes morts als gabinets dels museus.
L’activitat, la qual dura uns 30 minuts aproximadament, és adequada per un ampli rang d’estudiants, des d’alumnes de 15 anys fins a universitaris. L’activitat permet als estudiants:
Hi ha quatre pautes que cal seguir per generar un arbre filogenètic basat en la morfologia:
Una versió d’aquesta activitat utilitza objectes metàl·lics com per exemple claus, cargols, grapes, clips i xinxetes. Com més objectes hi hagin, més durarà l’activitat.
Com a guia, els alumnes necessitaran uns 15 minuts per trobar les relacions evolutives i uns 10-15 minuts per discutir. Els temps requerit es pot escurçar utilitzant menys objectes o utilitzant impressions en lloc d’objectes reals – encara que és més divertit amb objectes reals.
Per cada grup, necessitareu un exemplar de cadascun o alguns dels objectes metàl·lics següents (figura 1). Un alternativa seria utilitzar impressions dels objectes (les instruccions d’aquesta activitat es poden descarregar de la pàgina web de Science in school).
Tot i així, no cal que els objectes siguin exactament de la mida indicada.
Mentre que algunes línies evolutives són molt evidents, altres objectes seran més difícils de col·locar. Alguns poden, fins i tot, encaixar en diverses posicions.
Totes les sèries evolutives considerades fins ara tenen bàsicament un eix recte i simple (tot i les excepcions de G i O que tenen doble eix; T, que té el cap corbat, és un altre tipus molt divergent). Podríem dir que totes aquestes formes són membres del mateix ordre – Orthos (del grec, “recte”) o algun altre nom similar. La resta dels objectes són corbats en diferents direccions – Sinous (del llatí, “corba”) o algun nom semblant. Dels objectes corbats, el més simple és probablement E i és probable que sigui el més proper a l’ancestre comú.
Dins de cada “ordre”, hi ha moltes línies divergents. Sèries amb increments de mida són comunes al grup Orthos; també presenten varietat en el desenvolupament del cap i de l’eix, tant independentment com conjuntament. D’altra banda, el grup Sinous presenta varietat en el corbament dels dos eixos; en general estan mancats de caps – la qual cosa fa encara més probable que G i O siguin Orthos i no Sinuos.
Els estudiants poden haver pensat en diferents sèries de línies evolutives però mentre puguin justificar-les utilitzant les quatre pautes, totes les sèries con creïbles. Si els objectes fossin organismes reals, llavors hi hauries altres possibles línies de discussió – per exemple, estudis de característiques moleculars o embriologia – la qual cosa donaria suport a algunes hipòtesis mentre que en desfaria altres i indicaria amb més precisió les línies evolutives més probables.
Aquest tipous d’activitt també es pot dur a terme amb altres grups d’objectes com per exemple galetes o pasta. Aquests materials poden introduir una altra variable – el color. Representen les variacions de color camuflatge o dimorfisme sexual?
Per una activitat simple de 20 minuts, es pot utilitzar un petit grup d’objectes per representar els problemes adreçats pels paleontòlegs. Es poden introduir nous objectes com si fossin fòssils descoberts recentment. Com es poden encaixar a l’arbre aquests nous descobriments?
Un cop els estudiants han completat els seus arbres, és molt útil per ells valorar el treball dels altres companys. Per exemple, podrien preguntar:
Alguns grups d’estudiants han generat arbres idèntics? Pot cada grup justificar les vies evolutives que ha triat? Això pot portar a una discussió sobre per què és complicat generar un arbre “correcte”. Els estudiants poden començar a apreciar la profunditat i amplitud de coneixement que cal per ser un bon biòleg evolutiu.
Tot seguit, es pot dir als estudiants que les diferents formes de pasta (o galetes) estan fetes dels mateixos ingredients primaris (blat, sègol i blat de moro) i que si haguessin de mirar la composició química de cada forma, obtindrien uns arbres molt diferents. Els estudiants normalment ho relacionen amb l’ADN. Per estudiants de 15 i 16 anys, és suficient amb dir que algunes espècies tenen un ADN semblant tot i ser aparentment diferents. Per estudiants més grans (16+), es pot discutir més detalladament l’evolució convergent i divergent.
Un extensió de l’activitat per estudiants de més edat podria ser discutir les dificultats associades a extreure DNA no contaminat de mostres antigues (veure, per exemple, Hayes, 2011).
Una altra extensió de l’activitat podria ser la introducció de la filogènia molecular, una activitat descrita a Kozlowski (2010).
La activitat amb materials metàl·lics va ser ideada originalment per Open University’s Science Course Foundation Course Team for the S100 Course, Unit 21 ‘Unity and diversity’, Study Guide. Aquesta versió ha estat adaptada per Barker (1984).
w1 – Descarregar els dibuixos dels objectes metàl·lics per utilitzar-los a l’activitat.
Evolució és un concepte complicat d’entendre. Aquest article descriu una activitat original però simple, utilitzant material econòmic i a l’abast per ensenyar alguns dels conceptes bàsics de l’evolució. Més concretament, a través d’arbres filogenètics, els estudiants poden investigar els fenòmens d’evolució divergent, convergent i parlal·lela. A més, és divertit!
Michalis Hadjimarcou, Xipre
Dibuixos dels objectes metàl·lics per utilitzar-los a l’activitat (PDF)
Download this article as a PDF