8 2 estudiantes

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8º BÁSICO

ÍNDICE

Lección 1 Línea de tiempo geológico 3

Lección 2 ¡A reconstruir la línea de tiempo geológico! 7

Lección 3 ¿Cómo se supone que surgieron los organismos

vivos en la tierra? 11

Lección 4 ¿Qué son los fósiles? 13

Lección 5 Conociendo algo de la historia de la Teoría

de la Evolución de Darwin 17

Lección 6 Una invitación a indagar en evolución 21

Lección 7 ¿Cómo habrán surgido las distintas especies? 25

Lección 8 Un mecanismo evolutivo en acción 29

Lección 9 Poniendo a prueba una hipótesis de Darwin 33

Lección 10 Reflexionando como Darwin 37

Lección 11 Para comprender mejor la evolución: el ADN 41

Lección 12 Algo más sobre el ADN 47

Lección 13 Comprendiendo más acerca de algunos

mecanismos reproductivos 51

Lección 14 Estudiando algunos ejemplos de variación

en el ser humano 55

Lección 15 Más allá de la evolución: Indagando acerca

de los avances en ingeniería genética 59

Lección 16 ¿Cuánto hemos aprendido? 63

Anexo 1 Lectura: La escala temporal de la evolución 67

Anexo 2 Lectura: El orígen de la vida en la tierra 73

Anexo 3 Lectura: Algo más acerca del los fósiles 77

Anexo 4 Lectura: Charles Dawin, el naturalista 79

Anexo 5 Lectura: Selección natural 81

Anexo 6 Lectura: Algo acerca del ADN 83

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LIBRO DEL ESTUDIANTE

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8º BÁSICO

LECCIÓN 1

LÍNEA DE TIEmpO gEOLÓgICO

( pIENSA y pREgúNTATE La Tierra forma parte del Sistema Solar y este es una galaxia más en la organización del universo.

Esta lección está dedicada a nuestro planeta.

Nos preguntaremos cómo surgió la vida y cómo ha cambiado a lo largo del tiempo.

¿Cómo te imaginas el planeta Tierra en el inicio de la vida?

Haz un dibujo con tus ideas al respecto.

Á mATERIALES

para cada estudiante - Tu Cuaderno de Ciencias- Guía “Línea de tiempo geológico”

para el curso- Una cuerda de 46 metros

- Carteles con nombres de organismos

L INDAgACIÓN

1. Piensa y responde las siguientes preguntas (trabajo individual):

− ¿Hace cuántos años crees que se formó la Tierra?

− ¿Cuáles habrán sido los primeros seres vivos en aparecer sobre nuestro planeta?

− ¿En qué ambiente habrán aparecido?

− ¿Cuándo habrá aparecido el humano?

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2. Comparte con tu grupo y registra las ideas distintas a las tuyas. Anota también las preguntas que surjan de la discusión.

Los integrantes de cada grupo deben prepararse para exponer ante el grupo-curso el resultado de sus investigaciones y de su reflexión.

3. Un grupo designado por el profesor o profesora extenderá la cuerda en el patio de la escuela. La cuerda mide 46 metros y cada metro tiene una marca (cinta adhesiva, por ejemplo).

Esta cuerda representa una Línea de Tiempo Geológico que comienza con el origen de la Tierra hasta el tiempo actual.

4. Algunos estudiantes recibirán un cartel con el nombre de un grupo de seres vivos. Deberán ubicar en la siguiente tabla el tiempo transcurrido desde su aparición.

Algunos eventos relevantes para comprender la Evolución

EVENTO TIEmpO TRANSCURRIDO (AñOS)

Origen de la Tierra 4.600.000.000

Origen de la vida en la Tierra 3.500.000.000

Primeros invertebrados 600.000.000

Primeros peces 500.000.000

Primeros anfibios 405.000.000

Primeros dinosaurios 230.000.000

Primeras aves 135.000.000

Primeros primates 38.000.000

Primeros homínidos 6.000.000

Primeros Homo sapiens 195.000

5. Los alumnos y alumnas que representarán un organismo, se ubican sobre la cuerda extendida, señalando el momento en que apareció ese organismo en la Tierra.

La ubicación se calcula a partir del extremo “Origen de la Tierra”, usando la escala: 1 metro =100 millones de años.

6. Una vez que la Línea de tiempo geológico incluya a todos los organismos asignados, los integrantes de cada grupo la recorren y registran en su Cuaderno de Ciencias sus ideas y observaciones.

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8º BÁSICO

7. Comentan las ideas en su grupo y escriben una lista con todas las ideas aportadas para compartirlas con el resto del curso.

8. Comparan las ideas surgidas a partir de la Línea de tiempo geológico con las planteadas al inicio de la clase:

¿Qué diferencias encuentran?

¿Qué modificaciones harían a sus ideas iniciales?

¿Qué nuevas preguntas surgen?

9. Poco antes del fin de la clase, pregúntate ¿Qué aprendí? y anota las respuestas en tu Cuaderno de Ciencias.

ß ApLICACIÓN Diseñen en su Cuaderno de Ciencias una Línea de tiempo geológico a escala y representen en ella los organismos que conformaron la línea realizada en el patio de la escuela.

_ IDEAS pARA ExpLORAR

A) Investiguen acerca de los Eones, Eras, Períodos, en los que el humano ha dividido el tiempo geológico.

B) Además de las características ambientales de cada una de ellas, refiéranse al grupo de seres vivos que surgió o se extinguió en ese tiempo.

C) Busquen en periódicos y revistas artículos acerca de la evolución y coleccionen esta información en una carpeta. Consigan recortes de diferentes seres vivos para ubicarlos en otra Línea de Tiempo Geológico que será confeccionada posteriormente por cada grupo de trabajo.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 2

ALgO mÁS SOBRE LA LÍNEA DE TIEmpO gEOLÓgICO

( pIENSA y pREgúNTATE Con los aprendizajes de la lección anterior tienes más clara la dimensión del tiempo geológico y la ubicación del humano en ella.

¿Cómo crees que el humano de tan reciente aparición ha llegado a reconstruir –al menos parcialmente– la historia de la vida en la Tierra?

¿Cuándo aparecieron los organismos que hoy existen?

¿Conoces algún organismo que se haya extinguido?

¿Piensas que los organismos que existen hoy existirán siempre?

Indaga acerca de estas y otras preguntas que puedan surgir durante la clase.

Á mATERIALES para cada estudiante

- El Cuaderno de Ciencias- Libro para estudiantes

para el grupo - Cartulinas de 5 colores diferentes

- Pegamento

- Tijeras

- Reglas

- Esquemas de diversos organismos

- Documentos del Centro de Recursos

- Hoja de Estado de Avance

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L INDAgACIÓN

1. En trabajo individual, piensa y responde:

− ¿Conoces algún ser vivo que se haya extinguido?

− ¿Por qué habrá pasado tanto tiempo entre el origen de la vida y la aparición de los primeros vertebrados?

− ¿Cuál es la primera forma viviente que se conoce?

− ¿Qué condiciones ambientales presentaba el planeta antes de surgir la vida?

2. Comparte con tus compañeros de grupo y registra aquellas ideas distintas a las tuyas. Anota las preguntas que surjan de la discusión.

Prepárense para compartir sus ideas con el resto del curso.

3. Analicen la Línea de tiempo geológico elaborada en la clase anterior y aporten la información de que disponen para diseñar una línea común del curso.

4. Lee y analiza con tu grupo la información referida a las divisiones del tiempo geológico que los científicos han acordado para poder estudiar la historia de la vida en la Tierra. Presta especial atención a la duración y a las características de cada una de las etapas. (Consulta la información complementaria en el Anexo 1).

5. Prepárense para elaborar una Línea de Tiempo Geológico en cartulina, utilizando la escala que hayan acordado con tu profesor o profesora.

6. Calcula, utilizando la escala acordada, la longitud que deberá tener la cartulina que representará la etapa de la Línea de tiempo geológico asignada a tu grupo.

7. Una vez que hayas determinado la longitud de la cartulina que representará la etapa asignada a tu grupo (es decir, el equivalente en centímetros a la duración en millones de años de esa etapa), recorta un trozo de cartulina de esa longitud que tenga 30 cm de ancho. Dibuja una línea que atraviese la cartulina para dividirla en dos partes de 15 cm de ancho, una superior y otra inferior.

8. A partir de la información disponible del Centro de Recursos, determina con tu grupo cuáles organismos aparecen en la etapa asignada, cuáles organismos ya existían en etapas anteriores y si se tienen evidencias de la extinción de alguno de ellos.

9. Recorten y peguen dibujos de los organismos correspondientes en la cartulina: Ubica los animales en la mitad superior de la cartulina y los representantes de los reinos Monera, Protista, Fungi y Vegetal, en la inferior.

Recuerda incluir representantes de todos los grupos que existían en etapas anteriores e indicar, utilizando una simbología acordada, aquellos organismos que se hayan extinguido.

10. Si el espacio que corresponde a la Era es muy pequeño para la información a presentar, puedes hacerlo en una cartulina anexa que quede conectada con la cartulina principal.

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8º BÁSICO

11. Por ejemplo:

12. Investiguen sobre la Era o Período asignado en relación a:

• Tiempo de inicio

• Tiempo de duración

• Tiempo de término

• Características del ambiente

• Fenómenos geológicos más relevantes

• Presencia o ausencia de oxígeno ambiental

• Seres vivos presentes o que se hayan extinguido en la Era correspondiente

• Nombre con el que se identifica la Era

13. Una vez terminada la investigación, escriban un resumen (cuiden la redacción y la ortografía).

14. Expongan la información recopilada a medida que se arma la Línea de tiempo geológico del curso. Recuerden respetar la escala en el segmento que corresponde a la Era o Período. Es muy importante que cada grupo aporte la información recopilada para obtener un mejor resultado de conjunto.

15. Escribe en tu Cuaderno de Ciencias las ideas principales de cada exposición. Completa utilizando información desde el Centro de Recursos.

16. Terminada la Línea de tiempo geológico, obsérvala y escribe las ideas que surjan del análisis que haces de ella.

17. Discute con tu grupo y completa tus apuntes con los aportes que ellos hagan. Escriban las ideas del grupo para ser compartidas con el resto del curso.

18. Terminada la Línea de tiempo geológico elaborada con trabajo colaborativo de todo el curso: ¿Qué diferencias encuentran con las ideas iniciales del grupo? ¿Qué modificaciones harían a estas ideas iniciales? ¿Qué nuevas preguntas surgieron?

19. Poco antes del fin de la clase pregúntate ¿Qué aprendí? y anota las respuestas en tu Cuaderno de Ciencias.

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ß ApLICACIÓN En trabajo grupal diseñen y construyan un juego (“memorice”, dominó, ludo, etc.) que relacione características de las Eras con organismos representativos de las mismas.


A) A partir del esquema básico de evolución humana presentado por uno de los grupos, investiga y establece las relaciones entre cada grupo humano y su correspondiente etapa en la evolución cultural.

B) Investiga acerca de las evidencias que el humano ha recopilado para poder reconstruir –al menos parcialmente– la historia de la vida en nuestro planeta.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 3

¿CÓmO SE SUpONE qUE SURgIERON LOS ORgANISmOS VIVOS EN LA TIERRA?

( pIENSA y pREgúNTATE En las lecciones anteriores han representado, con algunos ejemplos, la existencia de seres vivos a través del tiempo, y señalado algunas formas vivientes que se han extinguido. En este estudio han considerando también la evolución humana.

El trabajo realizado les entrega una visión general de lo que se supone se ha producido en la historia de la vida en la Tierra. Ustedes han aceptado las evidencias respecto a cuándo aparecieron las primeras formas vivientes, pero aún no se cuestionan cómo se originó la vida en la Tierra.

¿En qué condiciones se habrá originado la vida en la Tierra?

¿Cuándo se habrá originado la vida en la Tierra?

¿Conoces alguna teoría que explique el origen de la vida en nuestro planeta?

Á mATERIALES

para cada estudiante- El Cuaderno de Ciencias- Libro para estudiantes

para el grupo- Cartulinas de colores diferentes, hojas de bloc

- Pegamento

- Tijeras

- Documentos del Centro de Recursos (Teorías e hipótesis del origen de la vida en la tierra).

- Hoja de Estado de Avance de la investigación (Evaluación)

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L INDAgACIÓN

1. En trabajo individual, escribe cómo te imaginas que surgió la vida en la Tierra.

2. Comparte con tu grupo y confronten las ideas. Haz un dibujo en una hoja de bloc que represente tu idea respecto al origen de la vida en la Tierra.

3. Expongan sus dibujos en la sala y discutan las representaciones de los otros grupos de trabajo. Los dibujos serán analizados al término de la lección a la luz de las informaciones compartidas entre todos.

4. Lee y discute con tu grupo la información referida a la teoría, hipótesis o trabajo que les correspondió investigar acerca del origen de la vida en la Tierra.

5. Organicen el trabajo de modo que puedan describir: época de vigencia, cuál es la hipótesis anterior y cuál la posterior, qué personas están involucradas en la formulación o mantención de la hipótesis, qué “sucedió” que hizo perder vigencia a tal hipótesis, etc.

6. Preparen los materiales –especialmente los audiovisuales– que les permitan presentar al curso la investigación y toda la información obtenida. Esta presentación es evaluada por cada grupo de trabajo de acuerdo a las pautas y normas elaboradas en conjunto con el profesor o profesora al inicio del trabajo.

7. Elaboren un resumen que será compartido con el curso.

8. Escribe en tu Cuaderno las ideas más relevantes de las presentaciones realizadas por tus compañeros y compañeras.

ß ApLICACIÓN Diseñen y elaboren una revista. Para ello, haz encuestas con tu grupo de trabajo para obtener información sobre las ideas de distintas personas de diferentes edades acerca del origen de la vida en la Tierra; o bien, respecto a la vida extraterrestre; escribe cuentos; haz dibujos que puedan ser incorporados en la sección que corresponda de la revista que elaboren. La revista será presentada en la Clase Magistral al término de la unidad.


• Investiga acerca de la posibilidad de vida en otros lugares del universo, argumentando el porqué de la existencia o no de vida en ellos. Busca historietas y películas que han tomado como eje central el problema de la vida en la Tierra y en otros planetas. Averigua acerca de las organizaciones que se dedican a recopilar información de vida extraterrestre.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 4

¿qUé SON LOS fÓSILES?

( pIENSA y pREgúNTATE La construcción de la Línea de tiempo geológico te ha permitido conocer hasta qué punto ha sido posible reconstruir la historia de la Tierra y los cambios experimentados por los organismos a lo largo del tiempo.

¿Te has preguntado cómo el humano ha logrado esa reconstrucción del pasado tan lejano?

¿Qué sabes de los fósiles? ¿Qué fósiles conoces?

¿Qué información crees que entregan?

Te invitamos a investigar acerca de los fósiles y en una actividad indagatoria, a realizar una réplica de ellos.


- El Cuaderno de Ciencias- Guía “¿Cómo crear fósiles?”

para el curso- Arena- Yeso- Acceso a agua- Vaselina- Papelógrafos- Textos seleccionados relativos a los fósiles y su formación; cambios ambientales

catastróficos en la historia de la Tierra; videos, enciclopedias digitales, etc. para cada grupo de cuatro alumnos

- Un recipiente de plástico (envase de helados en caja)- Hojas de árboles o conchas de animales.- Guantes de goma

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L INDAgACIÓN

1. En trabajo individual, responde estas preguntas:

− ¿Cómo ha sido posible reconstruir la historia de la vida en la Tierra? ¿Qué sabes de los fósiles?

− ¿Cómo crees que se forman los fósiles? Comparte con tu grupo y confronten las respuestas.

2. Compartan sus respuestas con el resto del curso y registren aquellas preguntas que surjan de la discusión.

3. Repliquen la formación de fósiles con el grupo. Utilicen la guía ¿Cómo formar fósiles? Sigan cuidadosamente las instrucciones y registren el procedimiento en su Cuaderno de Ciencias.

• Pongan una capa de arena de aproximadamente 2 cm de grosor en un recipiente plano.

• Impregnen los objetos a fosilizar con vaselina y colóquenlos sobre la arena.

• Mezclen igual cantidad de arena con yeso. Agreguen suficiente agua hasta que se transforme en una pasta líquida. Recuerden usar guantes de goma.

• Distribuyan la pasta sobre la arena y los objetos a “fosilizar” que están en el recipiente. La capa de pasta debe tener unos 4 cm de grosor.

• Pongan el recipiente en un lugar temperado y seco.

• Cuando la mezcla se ha endurecido, den vuelta el recipiente y cuidadosamente saquen la arena para observar los “fósiles”.

• Observen y dibujen los “fósiles”.

4. Investiguen –en los documentos y textos del Centro de Recursos o en una enciclopedia digital– acerca de la formación de fósiles y acerca de los cambios ambientales catastróficos que originaron bruscas alteraciones en las características y condiciones del medio.

5. Representen estos cambios catastróficos en la Línea de Tiempo Geológico e intenten relacionarlos con la extinción de algunos grupos de organismos, por ejemplo.

6. Comparen el procedimiento seguido con los mecanismos que ya conocen de formación de fósiles. Establezcan semejanzas y diferencias.

7. Después del plenario, escribe en tu Cuaderno de Ciencias las ideas más importantes respecto a la formación de los fósiles y su importancia para conocer la historia de la vida en la Tierra.

Incluye también tus nuevos conocimientos acerca de los cambios ambientales catastróficos acontecidos en la historia de la Tierra y su relación con la extinción de algunos grupos de organismos.

Poco antes del fin de la clase, pregúntate ¿Qué aprendí? y anota las respuestas en tu Cuaderno de Ciencias.

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8º BÁSICO

ß ApLICACIÓN

Hagan un listado de los fósiles que conocen y seleccionen aquellos que corresponden a los que se formaron de manera semejante a los construidos en la actividad exploratoria.


A) Investiga en torno a algunas de las técnicas que usan los científicos para determinar la edad de los fósiles. Entre otras técnicas se mide la cantidad de elementos radioactivos (por ejemplo el carbono 14) presentes en los fósiles.

Plantea la importancia de esta técnica para conocer la historia de la Tierra y de la vida en ella.

B) Organiza con tu curso una visita a un Museo de Historia Natural. Registra tus aprendizajes en tu Cuaderno de Ciencias.

C) Investiga en distintas fuentes y escribe un texto para una revista científica juvenil acerca de la relación entre:

1. Algunos cambios ambientales catastróficos y su impacto en el proceso evolutivo.

2. La forma y el tamaño del cuerpo y de las mandíbulas de los dinosaurios, por ejemplo, y el medio en que vivieron, sus hábitos alimenticios y algunas interacciones entre ellos y su ambiente.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 5

CONOCIENDO ALgO DE LA hISTORIA DE LA TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN DE DARwIN

( pIENSA y pREgúNTATE A través de las lecciones anteriores te has empezado a familiarizar con el tiempo geológico, las distintas Eras en que los científicos lo dividen para su estudio, los grupos de organismos que, según las evidencias disponibles, habrían aparecido o se habrían extinguido en determinado tiempo.

¿Sabes quién fue el primero que habló de evolución de las especies?

¿Has leído alguna vez acerca de Charles Darwin?

¿Sabes algo de sus viajes en el barco Beagle?


- El Cuaderno de Ciencias

para el grupo- Documentos diversos relativos a la vida y viajes de Charles Darwin; contexto

histórico del siglo XIX

- Plumones

- Papelógrafos

L INDAgACIÓN

1. En trabajo individual, escribe lo que sabes acerca de Charles Darwin y sus viajes. Agrega la información que tengas acerca del tiempo en que vivió: fines del siglo XIX.

2. Comparte con tu grupo y prepárense para participar en el plenario.

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L INDAgACIÓN

1. Lean acerca de la vida de Charles Darwin y de su viaje en el barco Beagle.

2. Dibujen un mapamundi y, a medida que lean la historia del viaje del Beagle, marquen los lugares recorridos y estudiados e indiquen con una palabra o frase lo más relevante realizado por Darwin en cada uno de los lugares visitados.

3. Lean textos de historia para documentarse acerca del acontecer político, social, económico y cultural del siglo XIX en Europa. Conversen sobre este período con su profesor o profesora de Estudio y Comprensión de la Sociedad.

Hagan un listado de los principales acontecimientos de ese período histórico.

4. Reflexionen en grupo acerca de la importancia del contexto histórico para el desarrollo de las ideas científicas.

5. Identifiquen las ideas centrales de la teoría de la evolución de Darwin y regístrenlas en su Cuaderno de Ciencias.

6. Prepárense para compartir sus aprendizajes en una discusión final.

Para esto, cada grupo deberá elegir un representante.

• El profesor o profesora les indicará a quiénes les corresponderá actuar como detractores de la teoría de la evolución planteada por Darwin y quiénes deberán argumentar a favor de ella.

• Cada grupo seleccionará las ideas que le permitirán al representante hacer planteamientos consistentes en la discusión, de acuerdo a la posición asignada para el debate.

• Los estudiantes que cumplen la función de “espectadores” registrarán en sus Cuadernos las ideas más relevantes planteadas, a medida que escuchan e interactúan con las diversas presentaciones.

7. Una vez terminado el debate, participen en el plenario informando sobre sus aprendizajes más relevantes acerca de Darwin y su teoría.

8. Completa tus aprendizajes en el Cuaderno de Ciencias, después de que hayan llegado a consenso en razón de las evidencias presentadas y que el profesor o profesora haya validado las propuestas.

ß ApLICACIÓN

1. En trabajo grupal, seleccionen la información que incluirán en un periódico para informar acerca de la investigación realizada sobre la vida de Darwin y sus ideas científicas en torno a la evolución de las especies.

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8º BÁSICO


• Preparen una dramatización que recree una discusión entre Darwin y algunos de sus detractores. Para facilitar el trabajo y conseguir mejores resultados infórmense en profundidad sobre el contexto histórico en que Darwin elaboró su teoría. Conversen con su profesor o profesora del subsector Estudio y Comprensión de la Sociedad para lograr la información que requieren.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 6

UNA INVITACIÓN A INDAgAR EN EVOLUCIÓN

( pIENSA y pREgúNTATE Ahora te invitamos a poner en juego tus habilidades para investigar. Tu profesora o profesor te presentará situaciones reales y te pedirá que reflexiones e interpretes datos y propongas vías para nuevas investigaciones. ¡A investigar!

Á mATERIALES

para cada estudiante- El Cuaderno de Ciencias- Guía del estudiante: Una invitación a indagar en evolución

para el grupo- Plumones

- Papelógrafos

L INDAgACIÓN

1. Lean el texto siguiente:

Un campesino trabajaba con ganado lechero en una estación de experimentación agrícola. La población de moscas en el granero donde vivía el ganado era tan grande, que afectó la salud de los animales.

El campesino roció tanto el granero como el ganado con una solución de insecticida A. El insecticida mató a casi todas las moscas. Un tiempo después, sin embargo, el número de moscas aumentó.

El campesino roció otra vez con el insecticida A. El resultado fue similar al de la primera fumigación. La mayoría de las moscas murió, pero no todas. Nuevamente, después de un tiempo corto, la población de moscas aumentó. Nuevamente las rociaron con el insecticida. Esta secuencia se repitió cinco veces; entonces llegó a ser evidente que el insecticida A era cada vez menos y menos eficaz para matar las moscas.

2. Compartan con su grupo y prepárense para participar en el plenario.

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L INDAgACIÓN

1. Después de leer el texto, imagínense que el campesino les consulta como grupo de estudiantes-investigadores y les pide que ustedes le expliquen lo ocurrido.

Elaboren hipótesis y regístrenlas en su Cuaderno de Ciencias.

Prepárense para discutirlas en plenario.

2. Usen esta nueva información: Un campesino observó que el insecticida utilizado procedía de la misma partida y sugirió que el insecticida se hubiese descompuesto con el tiempo. Sugieran por lo menos dos procedimientos diferentes para comprobar esta posibilidad.

4. Lean ahora la siguiente nueva información:

Los estudiantes-investigadores hicieron una preparación de solución fresca del insecticida A. La utilizaron en vez de la preparación antigua en la población nueva de moscas en el granero.

A pesar de que es una solución fresca, solamente algunas de las moscas murieron.

La misma muestra del insecticida fue probada en una población de moscas en otro granero a varios kilómetros de distancia. Los resultados fueron similares a los obtenidos inicialmente en la estación experimental: la mayoría de las moscas murió, demostrando resultados diferentes con el mismo insecticida. Por otra parte, las condiciones atmosféricas en el momento de la fumigación con insecticida en el granero distante eran iguales que cuando el compuesto fue utilizado sin éxito en la estación del experimento.

Analicen las observaciones y enumeren los componentes principales del problema y de las hipótesis.

Regístrenlas en su Cuaderno de Ciencias.

5. Continúen con su tarea de investigadores e indaguen acerca de las interacciones entre el insecticida A y las moscas. Usen sus conocimientos de ciencias y piensen qué pudo haber sucedido en la población de moscas que pueda explicar la menor eficacia del insecticida A.

6. Discutan en el grupo:

¿Cuál es el origen de la nueva población de moscas?

¿Quiénes eran los padres de esa nueva generación?

¿Eran los padres más susceptibles o más resistentes a los efectos del insecticida A?

Si hay diferencias en la población respecto a la susceptibilidad al insecticida A, ¿cuáles individuos tendrían más probabilidades de sobrevivir después de la fumigación?

Recuerden que las moscas muertas no producen descendientes.

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7. Discutan y escriban un resumen:

• ¿Qué procedimiento siguieron para resolver el problema planteado al inicio?

• ¿En qué se basaron para plantear sus hipótesis?

• ¿Cómo llegaron a algunas conclusiones?

Registren en su Cuaderno de Ciencias, con la mayor precisión, el procedimiento seguido para resolver el problema.

ß ApLICACIÓN

1. Resuelvan un nuevo problema científico asignado por su profesor o profesora.


• Analicen el caso siguiente y propongan una explicación para lo acontecido. Además, diseñen alguna investigación para apoyar o rechazar su hipótesis.

- Supongan que reciben la información de un grupo de campesinos acerca de la adquisición gradual de la resistencia al insecticida A durante meses.

Existen otros dos insecticidas igualmente de gran alcance, aunque químicamente sin relación: los insecticidas B y el C.

Se instala un programa para que todos los campesinos en la región utilicen solamente el insecticida A durante un año.

Nadie debe utilizar los insecticidas B o C.

Después del año, cada uno deberá utilizar el insecticida B. Las moscas que habían llegado a ser resistentes al insecticida A, son sensibles ahora al insecticida B y se logra mantener la población de moscas bajo control, en forma mucho más eficiente que si los campesinos hubiesen continuado usando el insecticida A.

Al principio del tercer año, todos los campesinos comienzan a usar el insecticida C, que reduce fuertemente la población de moscas. Al cuarto año se utiliza otra vez el insecticida A que nuevamente resulta eficaz para eliminar las moscas.

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LECCIÓN 7

¿CÓmO hABRÁN SURgIDO LAS DISTINTAS ESpECIES?

( pIENSA y pREgúNTATE

¿Cómo se habrán formado las distintas especies?

¿Cómo se producirán los cambios a lo largo del tiempo?

¿Qué factores podrán influir en los cambios que experimenten las especies a lo largo del tiempo?

En esta lección abordaremos estas y otras preguntas.


- El Cuaderno de Ciencias- Guía del estudiante: ¿Cómo habrán surgido las especies?

para el grupo

20 trozos de papel

- Tijeras

- Plumones

- Papelógrafos

L INDAgACIÓN

1. Discutan y respondan en grupo las siguientes preguntas:

¿Cómo imaginas que se habrán formado los grupos de organismos actuales?

¿Cómo crees que ha sido posible que, a partir de un grupo de organismos, puedan haberse formado otros muy diferentes entre sí?

2. Prepárense para participar en el plenario.

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L INDAgACIÓN

Sigan las siguientes instrucciones para la indagación grupal:

1. Formen cuatro pilas de cinco hojas cada una (cada hoja aprox. 11, 5 x 14 cm o un cuarto de hoja tamaño carta).

2. Numeren del 1 al 5 las hojas de cada pila y escriban el número en el extremo inferior derecho de cada hoja poniéndola en posición vertical.

3. Tomen una pila de cinco hojas.

4. Cortar un cuadrado (aprox. 4 cm por lado) en el costado derecho de las cinco hojas.

5. Guarden la hoja número uno.

6. A las cuatro hojas restantes cortar un triángulo (base=3 cm aprox.) en el extremo inferior.

7. Guarden la hoja número dos.

8. Cortan la esquina superior izquierda en las tres hojas restantes.

9. Guarden la hoja número 3.

10. A las dos hojas que restan, cortar la esquina superior derecha.

11. Guardar la hoja número 4.

12. A la hoja con el número cinco cortar un rectángulo de 6 cm de largo (aprox.) en el costado izquierdo.

13. Antes de realizar el mismo procedimiento con el segundo montón, corten a lo ancho por la mitad las 5 hojas. Trabajan solo con las 5 mitades numeradas (mitad inferior). Las otras mitades se desechan.

14. A la tercera pila, después de haber seguido los mismos pasos de la pila uno, cortar las hojas por la mitad y descartar las mitades sin número.

15. En la última pila, dibujen las diferentes figuras en vez de cortarlas (triángulos, rectángulos y cuadrado) con lápices de colores.

16. Con las hojas numeradas, recortadas y dibujadas proceden al paso siguiente:

17. Poner una hoja en blanco del mismo tamaño que las recortadas en el suelo.

18. Ubicar las hojas de las cuatro pilas de tal manera que formen una cruz de brazos iguales. Cada brazo de la cruz estará formado por las hojas de una pila, empezando por la número uno y terminando con la cinco en el extremo de cada brazo.

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8º BÁSICO

Analicen la cruz resultante y respondan las siguientes preguntas:

• Si la hoja en blanco es el ancestro común y lo comparan con las hojas en los extremos de los brazos de la cruz, ¿pueden determinar cómo se van sucediendo los pequeños cambios?

• ¿Son los extremos de los brazos similares?

• ¿Cuáles son las diferencias?

• ¿Puede un cambio, como cortar las hojas por la mitad, producir una gran diferencia?

• ¿Influye cuándo se corta la hoja por la mitad?

• ¿Es posible que los animales hayan evolucionado de una manera semejante a la hoja de papel?

Participen en la discusión plenaria y escriban las ideas aceptadas por el respaldo de evidencias en su Cuaderno de Ciencias, respondiendo a la pregunta ¿Qué aprendí?

ß ApLICACIÓN Se plantea que los mamíferos habrían surgido a partir de las musarañas. Expliquen esta aseveración usando los aprendizajes logrados en la actividad exploratoria.


• Investiguen otras evidencias de evolución conocidas, como el paralelismo estructural (órganos homólogos, estructuras análogas) y presenten el resultado de su investigación en un papelógrafo que se expondrá en el diario mural.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 8

UN mECANISmO EVOLUTIVO EN ACCIÓN

( pIENSA y pREgúNTATE Imagina la relación entre una especie depredadora y una presa.

¿Cuáles organismos son capturados más fácilmente?

¿Qué características tienen aquellos organismos que sobreviven?

¿Qué relación de cantidad existe normalmente entre los depredadores y las presas?

¿Qué mecanismos conoces que favorezcan la sobrevivencia de las presas?

Investiguen acerca de estas interrogantes.


- El Cuaderno de Ciencias- Guía “Un mecanismo evolutivo en acción”

para el grupo curso- Papelógrafos

- Para cada grupo de cuatro alumnos 100 mondadientes

(50 de un color y 50 de otro color contrastante)

L INDAgACIÓN

1. Discutan en cada grupo y respondan las siguientes preguntas. En la relación entre una especie depredadora y una presa:

¿Cuáles organismos son capturados más fácilmente?

¿Qué características tienen aquellos organismos que sobreviven?

¿Qué relación de cantidad existe normalmente entre los depredadores y las presas?

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¿Qué mecanismos conoces que favorezcan la sobrevivencia de las presas?


L INDAgACIÓN

Realicen la siguiente actividad según las instrucciones:

• Un alumno(a) lanzará a sus espaldas 100 mondadientes pintados: cincuenta de un color semejante al lugar donde serán lanzados y el resto de un color contrastante. Estos corresponderán a la presa (gusanos, por ejemplo).

• Los demás integrantes del grupo se ubicarán a unos 10 metros del lugar en que se encuentren las “presas”. Ese lugar representará el “nido” de los depredadores: los pájaros.

• El grupo de “depredadores” dispondrá de tres minutos para capturar gusanos. De a uno, los alumnos “pájaros” “volarán” hacia el lugar de la comida y capturarán solo un “gusano” cada vez.

• Terminada el tiempo de captura, se deben contar los “gusanos” de cada color capturados.

Se registran los datos.

• Elaboren una Tabla que registre los datos obtenidos por todos los grupos del curso.

Interpreten los resultados y formulen algunas inferencias.

¿Cuáles gusanos fueron capturados en mayor número en el mismo período de tiempo?

¿Qué explicación darían a esa observación?

Discutan en plenario los posibles cambios que pueden haber experimentado las distintas poblaciones interactuantes en el ejemplo analizado.

Resuman las ideas que, en virtud de las evidencias, alcanzaron consenso. Anótenlas en el Cuaderno de Ciencias, respondiendo a la pregunta ¿Qué aprendí?

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8º BÁSICO

ß ApLICACIÓN

1. Infórmense respecto al proceso de selección de las polillas Biston betularia y presenten sus aprendizajes en un mapa conceptual o esquema explicativo. Además, discutan y predigan lo que ocurrirá con ambas poblaciones de polillas si el humano logra disminuir considerablemente la polución ambiental en esa región.

2. Discutan en grupos las siguientes situaciones: El color de los piojos adultos depende del color del pelo de la persona que actúa de huésped; algunos conejos tienen pelaje blanco en invierno y café en verano; los pájaros machos suelen tener plumaje más brillante que las hembras, etc.

_ IDEAS pARA ExpLORAR En trabajo grupal:

A) Preparen 32 trozos de papel de un color (rojo, por ejemplo) del mismo tamaño y 32 de otro color contrastante (azul).

B) Coloquen los trozos de papel sobre un papel grande de color rojo.

Un estudiante debe sacar, uno a uno, el mayor número de trozos de papel de uno de los colores en un tiempo determinado.

Posteriormente, realicen el mismo procedimiento, pero con los papeles del color contrastante.

C) Comparen la cantidad de pedazos de papel sacados en cada uno de los casos.

D) Registren los datos e interpreten los resultados.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 9

pONIENDO A pRUEBA UNA hIpÓTESIS DE DARwIN


¿Cómo habrán podido las plantas del continente colonizar las islas?

¿Será posible que las semillas puedan sobrevivir si son llevadas por las corrientes oceánicas?

En esta lección pondremos a prueba algunas hipótesis de Darwin. Para ello propondrán un diseño de investigación, discutirán su pertinencia, harán los ajustes necesarios a la luz del análisis y luego llevarán a cabo la investigación.

¡A investigar!

Á mATERIALES

para cada estudiante- El Cuaderno de Ciencias

para el grupo- Selección de semillas de plantas de crecimiento rápido de distintas especies

(lechugas, rabanitos, porotos, zanahorias)

- Agua potable

- Agua de mar (si no es posible conseguir agua de mar, preparar una solución de 35 g de sal común (NaCl) por litro de agua)

- Frascos de vidrios (envases de mermelada, por ejemplo) para sumergir las semillas en agua

- Contenedores para germinación (maceteros, bandejas, etc.)

- Tierra de hoja estéril

- Documentos con textos originales de Darwin afines al contenido de la clase


- Plumones

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L INDAgACIÓN

1. Durante su travesía Darwin observó que algunos grupos de organismos en islas eran similares a los del continente.

¿Cómo las plantas del continente habrán podido colonizar las islas?

¿Será posible que las semillas puedan sobrevivir si son llevadas por las corrientes oceánicas?

2. Lean un fragmento de una carta escrita por Charles Darwin en 1855 para las revistas Chronicle’s Gardener y Agricultural Gazette:

“Empecé haciendo algunos experimentos para conocer los efectos de la inmersión en agua de mar sobre la capacidad de germinación de las semillas, con la esperanza de poder llevar un poco de luz al tema de la distribución de las plantas, más específicamente en relación a ciertas especies que había encontrado en muchos casos tanto en alejadas islas como en tierra continental.

¿Quisiera algunos de sus lectores ser tan amable de informarme si ya se han hecho experimentos similares? Y, en segundo lugar, ¿qué clase de semillas o especies particulares puede suponerse que sean especialmente viables de morir por efecto del agua de mar?”

L INDAgACIÓN

1. En trabajo grupal, discutan en torno a las ideas planteadas por Darwin. Diseñen un experimento para probar los efectos de la inmersión en agua de mar sobre la capacidad de germinación de semillas.

En el diseño, consideren algunos factores o variables: tiempo que se someterán las semillas a la inmersión en agua de mar; tipo de semillas; grupo control; temperatura del agua, etc.

2. Registren sus diseños en su Cuaderno de Ciencias. Prepárense para que un representante presente las elaboraciones del grupo.

3. Discutan en torno a los distintos diseños. Traten de detectar posibles falencias. Corrijan su diseño o hagan uno nuevo si es necesario.

4. Planteen sus predicciones y fundaméntenlas. Regístrenlas en su Cuaderno de Ciencias.

5. Realicen el experimento controlado, tal como lo han diseñado.

6. Determinen el procedimiento de obtención y registro de datos.

7. Una vez producida la germinación, analicen sus datos y planteen algunas conclusiones.

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8º BÁSICO

8. Respondan al interior de su grupo, las siguientes preguntas:

• ¿Cuáles especies sobrevivieron mejor a la inmersión en agua de mar?

• ¿Cuál fue el mayor tiempo que esas semillas soportaron la inmersión en agua de mar?

• Si usaron diferentes variedades de la misma especie, ¿observaron alguna diferencia en el comportamiento de las semillas frente a la inmersión en agua de mar?

• ¿Son de utilidad los datos recolectados por todo el curso para explicar la colonización de las islas por parte de especies de plantas? ¿Por qué sí? ¿Por qué no?

• ¿Hay alguna evidencia para refutar la hipótesis de que las semillas fueron transportadas por corrientes oceánicas hasta las islas?

• ¿De qué otra manera podrían haber sido dispersadas las semillas hacia las islas?

• ¿Cómo podrían poner a prueba esas hipótesis?

10. Lean algunos párrafos seleccionados del libro “El origen de las especies” de Darwin, que contiene los resultados obtenidos por él en sus experimentos.

11. Comparen sus propios resultados con aquellos obtenidos por Darwin.

12. Participen de la discusión en torno a otras preguntas que surgen del artículo escrito por Darwin.

13. Determinen la forma en que explicarán su experimento y presentarán su investigación al resto del curso.

14. Escriban en su Cuaderno de Ciencias sus aprendizajes respondiendo la pregunta ¿Qué aprendí?

ß ApLICACIÓN

1. Lean páginas seleccionadas de publicaciones originales de Charles Darwin y analicen el procedimiento científico utilizado por él para plantear sus hipótesis y ponerlas a prueba.


• Diseñen una investigación para poner a prueba una segunda hipótesis sobre los posibles mecanismos de colonización de especies vegetales.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 10

REfLExIONANDO COmO DARwIN

( pIENSA y pREgúNTATE Después de haber leído acerca de la vida de Charles Darwin y de sus investigaciones como naturalista, es probable que algunos hechos te hayan impresionado y que te hayas planteado algunas preguntas.

¿Has pensado en cuáles características de la personalidad de Darwin contribuyeron a que formulara su teoría?

¿Cuáles observaciones realizadas por Darwin le pueden haber entregado información importante para “imaginar” sus hipótesis?

Te proponemos seguir investigando en la ruta de Darwin.

Á mATERIALES

para cada estudiante- El Cuaderno de Ciencias- El Libro para estudiantes

para el grupo- Documentos con textos originales de Darwin afines al contenido de la clase


- Plumones

Á mATERIALES

1. Entre las observaciones de Darwin en sus viajes y registradas en su Diario de Viaje, están las de distintas especies de pájaros –pinzones– de las Islas Galápagos.

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Observen y analicen el dibujo de estas distintas especies de pinzones. Para reflexionar, discutan y respondan las siguientes preguntas:

• Se afirma que a las Islas Galápagos llegó solo una especie de pinzones provenientes del continente.

¿Cómo podría explicarse la existencia de especies diferentes?

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8º BÁSICO

• Se sostiene que la especie de pinzones que colonizó las Islas Galápagos se alimentaba de granos que recogían del suelo. Puesto que en dichas islas encontraron un hábitat propicio (variedades de plantas –árboles, arbustos, cactus– y de insectos), la población inicial de pinzones se reprodujo y aumentó considerablemente el tamaño de la población.

Consecuentemente:

¿Qué habrá ocurrido con la disponibilidad de alimento?

¿Qué interacción se estableció entre los individuos de esta población para su supervivencia?

• Durante su estudio en el Archipiélago de Galápagos Darwin constató que los lugareños sabían de cuál isla provenía cada especie de pinzón.

¿Qué inferencias pueden hacerse con relación a las ofertas alimenticias de cada isla?

¿Y respecto al proceso experimentado por la especie colonizadora que se inició hace alrededor de 50 millones de años?

¿Qué características debería presentar una isla si en ella existiera una gran variedad de especies de pinzones?

¿Y aquella isla en la que solo coexisten dos especies diferentes?

• Se sabe que dos especies de pinzones utilizan astillas o espinas de cactus como “herramientas” para extraer larvas de insectos desde troncos donde se desarrollan. De esta manera amplían su fuente alimenticia con recursos que normalmente estarían fuera de su alcance.

¿Por qué los pinzones recurrirán al uso de “herramientas” para obtener su alimento?

¿Qué estructura reemplaza el uso de espinas de cactus?

¿Qué se puede predecir si los pinzones hubiesen usado este procedimiento para obtener su alimento?

• Se afirma que los estudios de Darwin en las Islas Galápagos constituyen un “experimento natural”.

¿Qué características de dichas islas y de los procesos allí ocurridos sustentan esta afirmación?

2. Prepárense para participar en el plenario, aportando las ideas más importantes para cada uno de los problemas planteados. Para ello, intenten representar en un mapa conceptual o esquema las ideas involucradas en sus respuestas.

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3. Respondan en su Cuaderno de Ciencias la pregunta ¿Qué aprendí?

4. Compartan con sus compañeros y compañeras de curso las respuestas planteadas y luego formulen los aprendizajes del curso. Regístrenlos en su Cuaderno.

ß ApLICACIÓN

Imaginen que un estudiante explica de la siguiente manera el mecanismo mediante el cual las jirafas habrían adquirido su largo cuello:

“La jirafas estiraban constantemente su cuello para alcanzar las hojas de las partes altas de los árboles. Eso provocó que en la actualidad las jirafas tengan el cuello especialmente largo. En consecuencia, la descendencia de cada generación nacía con el cuello un poco más largo que la anterior. De esa manera, el cuello de la jirafa fue gradualmente más y más largo”.

• ¿Cómo le explicarían que la propuesta de explicación no se sustenta en la evidencia disponible?

• ¿Cuál explicación alternativa propondrían?

Ideas para explorar

A) En trabajo de creación colectiva, escriban una obra de teatro para recrear algunos acápites de la vida y obra de Charles Darwin. Recurran al docente de Estudio y Comprensión de la Sociedad para ampliar y validar sus conocimientos acerca del contexto histórico en que se desarrolla la historia. Pregunten al docente de Lenguaje y Comunicación acerca de los principios básicos que caracterizan a una obra de teatro y, si es necesario, mejoren la redacción de la misma. Posteriormente, presenten la obra de teatro en una actividad cultural de la escuela.

B) Editen un periódico con noticias de la época.

Imaginen que son jóvenes periodistas del siglo XIX y diseñen, redacten y publiquen un diario que informe acerca de los postulados de Darwin.

Es importante que incluyan otras noticias que den cuenta del contexto histórico, político y social.

Utilicen sus conocimientos de computación para hacer el diseño, que incluya dibujos, fotografías, etc.

Para su realización pueden recurrir a los docentes de Lenguaje y Comunicación, Estudio y Comprensión de la Sociedad y Computación.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 11

pARA COmpRENDER mEjOR LA EVOLUCIÓN: EL ADN

( pIENSA y pREgúNTATE El planeta cambia permanentemente. Esto significa que la vida sobre la Tierra debe cambiar para subsistir.

En la lucha por la supervivencia los individuos dotados de variaciones favorables sobrevivirán, en cambio, aquellos que no las posean, perecerán.

A pesar de que cada variación pueda ser insignificante, su acumulación sucesiva de generación en generación produce cambios muy importantes.

Aún no hemos enfrentado directamente preguntas como:

¿Cómo es posible que se produzcan las variaciones?

¿Qué impide que desaparezcan luego de que se han producido?

¿Existirá algo así como una “memoria biológica” o un “disco duro” que almacene esas variaciones en cada ser vivo?

En esta lección podrás acercarte a las respuestas de estas y otras preguntas.

Á mATERIALES para el estudiante

- El Cuaderno de Ciencias- Guía: Para comprender mejor la evolución: el ADN

para el grupo1 caja de clips de colores

2 trozos de 25 cm de cordel plástico corriente

para el grupo curso- Textos relativos al ADN; revistas de divulgación científica (Creces; Mundo

Científico, etc.)

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- Arvejas o plátano

- Alcohol etílico

- Sal

- Detergente desengrasante

- Ablandador de carne

- Vasos desechables

- Colador

- Juguera

L INDAgACIÓN

1. Para reflexionar, discutan y respondan en grupo las siguientes preguntas. Posteriormente las compartirán en plenario:

¿Qué podría haber ocurrido con la vida en la Tierra si las primeras formas vivientes no hubiesen desplegado un mecanismo reproductivo?

¿Por qué a partir de una semilla de porotos siempre crece una planta de porotos y no una de tomates, por ejemplo?

¿Por qué siempre de un huevo de gallina se desarrolla un polluelo? ¿Qué contendrán en su interior tanto la semilla como el huevo que explique estos hechos?

¿Y dentro del óvulo (ovocito) y del espermio humanos?

¿Existirá un material hereditario que acumula información dentro de los seres vivos?

2. En trabajo grupal, realicen la extracción de un material biológico muy especial, el ADN. Para ello:

• Seleccionen un material que contenga ADN (células, tejidos órganos), como arvejas, hígado de pollo, brócoli, plátano.

• Echen una cantidad de material biológico seleccionado en una juguera y agreguen el doble de agua fría y una pizca de sal.

• Hagan funcionar la juguera a velocidad alta por 15 segundos. Pasen la mezcla por un colador a otro recipiente.

• Al contenido colado agreguen 1/6 de detergente líquido desengrasante. Dejen reposar la mezcla durante 5-10 minutos.

• Agreguen media cucharadita de ablandador de carne (proteasas) y mezclen suavemente.

• Finalmente, separen una cantidad de la mezcla en otro recipiente y agreguen la misma cantidad de alcohol.

• Observen un material blanco, enredado, que se encuentra en la superficie de la mezcla: es el ADN.

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8º BÁSICO

3. Registren sus observaciones y sus preguntas en el Cuaderno de Ciencias.



6. Compartan con sus compañeros y compañeras de curso las respuestas planteadas y luego formulen los aprendizajes del curso. Regístrenlos en su Cuaderno.

ß ApLICACIÓN

Resuelvan los siguientes problemas:

1. Las características adquiridas a lo largo de la vida de un individuo, por ejemplo, el desarrollo de la musculatura de un atleta no se transmite a sus descendientes. ¿Cómo se puede explicar este hecho?

2. ¿Por qué los hermanos son diferentes entre sí, a pesar de provenir de los mismos padres?


A) Construyan un modelo de ADN siguiendo el siguiente procedimiento:

1. Seleccionen y separen clips de 4 colores:

Amarillos (para representar la base Adenina)

Turquesa verde (para Timina)

Rojos (para Citosina)

Gris blanco (para Guanina). Se trabajará solo con estos colores.

2. Enganchando dos clips de colores distintos, construyan varios pares de bases, siguiendo siempre las reglas de Chargaff: Adenina con Timina (Amarillo con Turquesa Verde) y Citosina con Guanina (Rojo con Gris blanco).

3. Escojan unos 5 pares de bases al azar, y ordénenlos en forma paralela sobre la mesa, como los peldaños de una escalera. Observen que los enganches (enlaces de los pares) queden formando una línea al centro.

4. Usando un trozo de cordel, amarren el lado libre de cada clip con un nudo apretado, a distancias uniformes (unos 5 cm). Primero, los extremos libres de un lado; después, con otro trozo de cordel, los del otro lado. Deberán quedar como una escalera, con los pares de bases como peldaños y amarradas a los lados por nudos firmes (que representan al azúcar desoxirribosa).

5. Comparen el modelo que construyeron con la Figura de ADN del trabajo de Watson y Crick. ¿Cuáles son las semejanzas? ¿Cuáles son las diferencias?

6. Comparen la secuencia de pares de bases de su modelo con la de otros compañeros. ¿Cuáles son las semejanzas? ¿Cuáles son las diferencias?

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7. Usando las iniciales de las bases (A, T, C, G), finalmente escriban en su Cuaderno las secuencias de bases del modelo que construyeron.

b) Posteriormente, infórmense respecto al Proyecto Genoma Humano y prepárense para compartir sus aprendizajes con el curso.

Una Estructura para el Ácido Desoxirribonucleico(ORIGINAL PUBLICADO EN NATURE 171, PP, 737, 1953; TRAD. AL ESPAÑOL POR A. SPOTORNO)POR J.D. WATSON, F.H.C. CRICKMEDICAL RESEARCH COUNCIL UNIT FOR THE STUDY OF THE MOLECULAR STRUCTURE OF BIOLOGICAL SYSTEMS, CAVENDISH LABORATORY, CAMBRIDGE, APRIL 2.

Queremos sugerir una estructura para la sal del ácido desoxirribonucleico (D.N.A). Esta estructura tiene características novedosas que son de considerable interés biológico. Una estructura para los ácidos nucleicos ya ha sido propuesta por Pauling y Corey1. Ellos gentilmente nos han mostrado su trabajo antes de ser publicado. Su modelo consiste en tres cadenas entrelazadas, con los fosfatos cerca del eje y las bases en el exterior. En nuestra opinión, esta estructura es insatisfactoria por dos razones:

1) Creemos que el material que produce los diagramas de rayos X es la sal, no el ácido libre. Sin los átomos de hidrógeno acídico, no queda claro qué fuerzas mantendrían unida la estructura, especialmente si los fosfatos cargados negativamente se repelerían unos a otros. 2) Algunas de las distancias de Van der Waals parecen ser muy pequeñas.

Otra estructura de tres cadenas ha sido sugerida por Fraser (en prensa). En su modelo los fosfatos están por fuera y las bases en el interior unidas por enlaces hidrógeno. Una estructura así descrita es más bien poco definida y por esta razón no la comentaremos. Queremos proponer una estructura radicalmente diferente para la sal del DNA. Esta estructura tiene dos cadenas helicoides enrolladas alrededor del mismo eje (ver diagrama). Hemos hecho las suposiciones químicas usuales, es decir, que cada cadena consiste en grupos diéster fosfato uniéndose a residuos beta-D-desoxirribofuranosa con enlaces 3’, 5’.

Las dos cadenas (pero no sus bases) están relacionadas por una diada perpendicular al eje. Ambas cadenas siguen trayectorias hélice dextrógiras, pero debido a la diada las secuencias de los átomos en las dos cadenas corren en direcciones opuestas. Cada cadena semeja ligera-mente el modelo Nº1 de Furberg2; es decir, las bases están en el interior de la hélice y los fosfatos en el exterior.

1 Pauling L. and Corey R.B. Nature 171: 346, (1953); Proc. U.S. Nat. Acad. Sci. 39: 84 (1983).2 Furberg S. Acta Chem. Scand. 6: 634 (1952).

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8º BÁSICO

La configuración del azúcar y los átomos cercanos se acerca a la “configuración estándar” de Furberg, siendo el azúcar casi perpendicular a la base ligada. Hay un residuo en la cadena cada 3.4 A; en la dirección z. Hemos supuesto un ángulo de 36º entre residuos adyacentes de la misma cadena, de manera que la estructura se repite cada 10 residuos de cada cadena, es decir, cada 34 Aº. Como los fosfatos están por fuera, los cationes tienen fácil acceso a ellos. La estructura es abierta y su contenido de agua es más bien alto. Con contenidos de agua menores esperaríamos que las bases se acercaran de manera que la estructura podría llegar a ser más compacta. La característica novedosa de la estructura es la forma en que las dos cadenas se mantienen unidas por las bases púricas y pirimídicas. Los planos de las bases son perpendiculares al eje. Se unen en pares, estando ligadas por hidrógenos una base única de una cadena a otra base única de la otra cadena, de manera que yacen las dos lado a lado con coordinadas z idénticas. Una del par debe ser una purina y la otra una pirimidina para que ocurra enlace. Los enlaces hidrógeno se producen como sigue: posición 1 purina con posición 1 pirimidina; posición 6 purina con posición 6 pirimidina. Si se supone que en la estructura las bases ocurren solo en las formas tautoméricas más plausibles (es decir, con configuraciones keto más que enol) se encuentra que solo pueden unirse pares específicos de bases. Estos pares son: adenina (purina) con timina (pirimidina) y guanina con citosina (pirimidina). En otras palabras, si una adenina forma parte del par, en cualquier cadena, entonces por estos supuestos la otra debe ser timina; otro tanto para la guanina y citosina. La secuencia de bases a lo largo de una cadena única no parece estar restringida en modo alguno. Sin embargo, si solo pueden formarse pares específicos de bases, entonces se deduce que si se da una secuencia de bases en una cadena, entonces la secuencia de la otra cadena está automáticamente determinada. Se ha encontrado experimentalmente3, 4 que tanto la proporción de las cantidades de adenina con timina, como la proporción de guanina con citosina, son siempre cercanas a la unidad para el DNA. Probablemente es imposible construir esta estructura con un azúcar ribosa en lugar de la desoxirribosa, al hacer el átomo de oxígeno extra un contacto Van der Waals demasiado cercano.

Los datos de rayos X previamente publicados sobre el DNA5, 6 son insuficientes para una prueba rigurosa de nuestra estructura. Hasta donde sabemos, esta es bastante compatible con los datos experimentales, pero debe ser considerada como no demostrada hasta que sea comparada con resultados más exactos.

Algunos de estos serán dados en comunicaciones siguientes. No conocíamos los detalles

3 Chargaff E. Para referencias vea S. Zamenhof, Brawerman G. y Chargaff E. Biochim. et Biophys. Acta 9: 402 (1952).4 Wyatt J. R. J. Gen. Physiol. 36: 201 (1952).5 Atsbury W. T. Symp. Soc. Exp. Biol. 1, Nuclei Acids 66 (Cambr. U. Press, 1947).6 Wilkins M. H. F. and Randall J. T. Biochem. et Biophsys. Acta 10, 192 (1953).

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presentados allí cuando diseñamos nuestra estructura, la que se basa, aunque no totalmente, en datos experimentales publicados y argumentos estereológicos.

No se nos escapa que el apareamiento específico que hemos postulado sugiere de inmediato un mecanismo posible de copia para el material genético. Los detalles completos de la estructura, incluyendo las condiciones supuestas en su construcción, junto con las coordenadas para los átomos, serán publicados en otro lugar. Agradecemos al Dr. Jerry Donahue por su constante ayuda y crítica, especialmente en distancias atómicas. También hemos sido estimulados por el conocimiento general de los resultados experimentales no publicados y las ideas del Dr. M. H. F. Wilkins, Dr. R. E. Franklin y sus asociados del King’s College, Londres. Uno de nosotros (J. D. W.) ha recibido una beca de la National Foundation for Infantile Paralysis.

Nota del traductor: las partes en negrita o subrayadas no estaban en el original.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 12

ALgO mÁS SOBRE EL ADN


¿Mediante qué mecanismo crees que se forman nuevas células (millones) a partir de una célula huevo que conforma un nuevo organismo?

¿Has pensado cómo es posible que los millones de células que forman un organismo tengan la misma información genética?

¿De donde se obtendrá el “material” para construir nuevas moléculas de ADN?

¿Qué sucederá cuando durante la construcción del ADN se producen errores?

Prepárate para investigar y empezar a encontrar respuestas a esas y a otras preguntas.

Á mATERIALES

para el estudiante- El Cuaderno de Ciencias- Guía: “Algo más sobre el ADN”

para el curso- Textos relativos al ADN; revistas de divulgación científica (Creces, Mundo

Científico, etc.)

- 30 modelos de nucleótidos de cartulina

- Medio pliego de cartulina

L INDAgACIÓN

1. Respondan estas preguntas en forma individual y luego compartan las respuestas en su grupo:

¿Qué sabemos del ADN y de su estructura?

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Si en cada uno de los núcleos celulares se encuentra el ADN, ¿qué deberá ocurrir cada vez que una célula se reproduzca, como cuando un niño crece, por ejemplo?

¿Cómo imaginan ese proceso?

2. Una vez alcanzado consenso basado en evidencias, prepárense para participar activamente en el plenario.

3. Para responder con más argumentos a esas preguntas lean el texto siguiente y escriban las ideas centrales en su Cuaderno de Ciencias:

“El ADN está constituido por miles de millones de nucleótidos. Hoy sabemos que en el humano, el ADN está compuesto por alrededor de 3.200 millones de nucleótidos. Algunas secuencias de nucleótidos codifican mensajes genéticos y constituyen un gen. Por ejemplo, una secuencia determinada codificará el mensaje que al ser traducido por la célula, permitirá la formación de la hormona insulina; otra secuencia diferente, la formación del pigmento melanina.

El ADN, y por tanto los genes, se copian y se transmiten a las generaciones siguientes.

Puede haber errores en la copia. Si este error se transmite entre los individuos de una especie, constituye una mutación. Estos errores se acumulan en el ADN a un ritmo constante, como el tic-tac de un reloj. El ambiente puede aumentar la frecuencia de mutaciones. Estos errores pueden tener distintos significados biológicos”.

4. Indaguen respecto al mecanismo que permitirá la autocopia de ADN. Para ello:

• Utilicen las piezas de cartulina que representan los distintos tipos de nucleótidos.

• Sobre un papel que representará al sistema vivo, coloquen al azar modelos de nucleótidos.

• Armen con ellos una doble cadena de ADN de, a lo menos, 5 nucleótidos de longitud.

• Discutan respecto a los posibles mecanismos que, utilizando la molécula original como molde, originen dos moléculas de ADN idénticas entre sí.

• Posteriormente, pongan a prueba el mecanismo inferido realizando la copia del segmento de ADN original.

• Luego registren sus observaciones y sus preguntas en el Cuaderno de Ciencias.

• Prepárense para participar de la discusión plenaria.

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8º BÁSICO

ß ApLICACIÓN Lean y analicen la siguiente información y posteriormente redacten un texto apropiado para niños y niñas de 10-12 años.

PERSISTEN DURANTE GENERACIONESEl aire contaminado provoca mutaciones en el ADN Las emisiones de productos contaminantes que fluyen por el aire en las modernas sociedades industrializadas provocan graves mutaciones en la secuencia del ADN que persisten durante generaciones. Científicos canadienses acaban de demostrar estos efectos genéticos en ratones de laboratorio aunque las evidencias apuntan que este peligro es extensible al ser humano.Cientos de miles de personas en todo el mundo viven en las cercanías de una fábrica de acero; todas estas familias y, por extensión, su descendencia, están expuestas a los peligros de las emisiones contaminantes. Un trabajo canadiense publicado en el ‘Proceedings of the National Academy of Science’ (PNAS) acaba de aportar las primeras evidencias que demuestran que la exposición continuada a estos productos provoca mutaciones que se heredan de generación en generación afectando a toda la descendencia.

Para obtener sus conclusiones, el equipo del doctor Christopher Somers expuso durante diez semanas a cuarenta parejas de ratones en dos entornos diferentes. La mitad de ellos ‘vivió’ en las cercanías de un área industrial de Lake Notario (Canadá), mientras que el resto fue alejado a unos 30 kilómetros de allí, a un área rural limpia de productos ambientales contaminantes. Al margen de eso, el resto de sus condiciones de habitabilidad, alimentación, horas de sol, orientación y temperatura eran idénticas.

A D E M Á S ... • La alteración del ADN no es el único

desencadenante de enfermedades • La contaminación ambiental aumenta

la tasa de mortalidad por cáncer de pulmón

• La contaminación, relacionada con las malformaciones congénitas

Mutaciones de padres a hijos

Transcurrida esta primera fase de la investigación, los animales fueron devueltos a las instalaciones de la Universidad, donde las parejas de hembras y machos fueron repartidas aleatoriamente. Con la llegada de las primeras camadas se analizó el ADN de los roedores progenitores y de varias de las crías a partir de muestras de tejido de la cola.

Los ratones expuestos a los productos contaminantes tuvieron, como media, 1,7 menos crías que los otros. En estas camadas,

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1. Investiguen acerca de los efectos del desastre de Chernobyl en las generaciones posteriores. Indaguen sobre la acción ambiental en el ADN.

2. Investiguen acerca de la acción de distintas sustancias que pueden alterar la estructura del ADN, los llamados “agentes mutagénicos”.

las mutaciones genéticas fueron entre1,5 y 2 veces mayores que en los ratones del área rural.

Los autores señalan que, una vez eliminado cualquier otro factor que pudiese confundir los resultados, esta es la primera evidencia que permite atribuir estas mutaciones heredables a la diferente calidad del aire respirado.

La investigación añade que la mayor repercu-sión en las mutaciones de la descendencia la tuvo la exposición del macho a los contaminantes, aunque admiten que es demasiado pronto para descartar completamente que la línea germinal materna pueda estar asimismo en peligro al ponerse en contacto con el aire contaminado.

Extrapolación al ser humano

Extrapolando estos resultados al ser humano los autores recuerdan que los ratones solo

permanecieron expuestos a los productos tóxicos durante diez semanas. «En todo el mundo cientos de miles de personas permanecen expuestas durante mucho más tiempo», y añaden: «Además, son más los hombres que las mujeres que trabajan en fábricas de acero de todo el mundo, lo que incrementa la posibilidad de que se propague este tipo de mutaciones genéticas».

Por este motivo, y aunque reconoce que no se puede conocer por el momento el impacto que tendría para la salud del ser humano un incremento de las mutaciones en la línea germinal de nuestro ADN, el trabajo exige que se siga trabajando en la identificación de las sustancias químicas más contaminantes para poder restringir su emisión.

http://www.el-mundo.es/elmundosalud/2002/12/10/biociencia/1039541016.html

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8º BÁSICO

LECCIÓN 13

COmpRENDIENDO mÁS ACERCA DE ALgUNOS mECANISmOS REpRODUCTIVOS

( pIENSA y pREgúNTATE Ya has indagado y aprendido acerca de la reproducción y su rol en el mantenimiento de las especies en el tiempo.

En séptimo básico has tenido la oportunidad de profundizar en la reproducción humana y conoces los principios de la reproducción sexual. Pero, ¿será ese mecanismo el único de que disponen los organismos para reproducirse?

¿Has tenido alguna vez la oportunidad de conocer otros mecanismos diferentes?

¿Sabes, por ejemplo, cómo puede obtenerse una planta de cardenal hija a partir de una planta adulta?

¿Cómo se puede hacer una plantación de ajos?

¿Han observado alguna vez de qué manera se reproducen las plantas de frambuesas, los rosales o las ligustrinas? Etc.

En esta lección podrás acercarte a las respuestas de estas y otras preguntas.

Á mATERIALES

para el estudiante.- El Cuaderno de Ciencias- Guía: “Comprendiendo más acerca de algunos mecanismos reproductivos”

- Textos de apoyo acerca de los distintos mecanismos reproductivos

para el grupo curso- Textos relativos a la reproducción asexuada; revistas de divulgación científica

(Creces, Mundo Científico, etc.)

- Papas

- Vasos desechables

- Mondadientes

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L INDAgACIÓN

1. Para reflexionar, discutan y respondan en grupo las siguientes preguntas. Posteriormente, las compartirán en plenario:

¿Cómo puede obtenerse una planta de cardenal hija a partir de una planta adulta?

¿Cómo se puede hacer una plantación de ajos?

¿Han observado alguna vez de qué manera se reproducen las plantas de frambuesas o las ligustrinas?

2. En trabajo grupal, observan la reproducción de tubérculos de papas. Para esto:

• Corten una papa en dos partes, cuidando que cada uno de los pedazos tenga a lo menos una yema (“ojo”).

• Coloquen los trozos separadamente en frascos de boca ancha o vasos desechables transparentes con agua, de tal manera que las yemas queden hacia arriba y sólo el extremo inferior de la papa quede sumergido. Usen mondadientes para mantener los trozos de papas en esa posición.

• Realicen el mismo procedimiento con trozos de papa sin yemas.

• Observen sus montajes periódicamente y registren sus observaciones y preguntas en su Cuaderno de Ciencias.

Distribuyan las tareas dentro de su grupo para indagar acerca de la alta capacidad de regeneración de algunos organismos, como las planarias7, lagartijas, etc.

Prepárense para participar en el plenario.


4. Compartan con sus compañeros y compañeras las respuestas planteadas y luego formulen los aprendizajes del curso. Regístrenlos en su Cuaderno.

7 Gusanos planos del phylum Platyhelminthes, se caracterizan por tener un cuerpo aplanado, un sistema digestivo ramificado provisto de una sola abertura, y un sistema excretor que contiene células flamígeras cuya función es, principalmente, mantener el balance de agua. Presentan ocelos, así como células sensoriales sensibles al tacto y a varias sustancias químicas. Las células nerviosas están organizadas en cordones longitudinales. Las planarias pueden encontrarse debajo de piedras, en las riberas de ríos y riachuelos.

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8º BÁSICO

ß ApLICACIÓN

Resuelvan los siguientes problemas:

Si durante alrededor de tres mil millones de años de evolución de los organismos en la Tierra, los seres vivos utilizaban el mecanismo de reproducción asexuada,

1. ¿Cómo pueden explicarse las variaciones entre los individuos y la aparición de diversas especies?

2. Si la reproducción asexuada hubiese sido el único mecanismo de reproducción utilizado por los seres vivos, ¿qué se podría predecir respecto a la biodiversidad que existiría en la época actual?

3. ¿Qué explicación se podría dar a la explosión de diversidad de formas vivientes que se desarrollaron en los últimos 500 a 6.000 millones de años, un tiempo comparativamente muy breve?


A) Indaguen en distintas fuentes validadas las diversas formas de reproducción asexuada y comuniquen la información recopilada en un cuadro que incluya:

• Nombre y características generales de los distintos tipos de reproducción asexuada; ejemplos y clasificación de grupos de organismos que la posean. A partir del análisis del cuadro, determinen los aspectos comunes a todos ellos.

B) Seleccionen un pequeño terreno en el patio de la escuela y diseñen un jardín utilizando exclusivamente la reproducción asexuada o “multiplicación vegetativa” de plantas (esquejes o estolones de plantas diversas, por ejemplo). Durante un período de tiempo determinado, observen y registren las características de las plantas hijas en relación a las progenitoras.

Posteriormente, discutan sus observaciones y planteen algunas ideas que den cuenta de sus aprendizajes.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 14

ESTUDIANDO ALgUNOS EjEmpLOS DE VARIACIÓN EN EL SER hUmANO

( pIENSA y pREgúNTATE En el módulo Visión integrada de la sexualidad has podido comprender la fertilización.

¿Cómo explicas, por ejemplo, que los hermanos sean diferentes entre sí, a pesar de provenir de los mismos padres?

¿Cómo piensas que será la información que portan los gametos producidos por los padres para originar hijos diferentes entre sí?

¿Cómo se pueden originar individuos idénticos entre sí (gemelos) de esos mismos padres?

¿En qué caso pueden nacer mellizos (gemelos fraternos)?

¿Cómo explicas las diferencias que percibes entre los integrantes de tu curso?

¿Qué vinculación tendrán estas preguntas y sus respuestas con la evolución?


- El Cuaderno de Ciencias- Guía: “Estudiando algunos ejemplos de variación en el ser humano”

para el grupo curso- Textos relativos a la reproducción sexual de revistas de divulgación científica

(Creces, Mundo Científico, etc.)

- Tampón de tinta

- Huincha de medir

L INDAgACIÓN

1. Discutan y respondan en grupo las siguientes preguntas. Posteriormente las compartirán en plenario:

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¿De qué manera se puede explicar que los hermanos sean diferentes entre sí, a pesar de provenir de los mismos padres?

¿Cómo será la información que portan los gametos producidos por los padres para originar hijos diferentes entre sí?

¿Cómo se pueden originar individuos idénticos entre sí (gemelos) de esos mismos padres?

¿Por qué, en cambio, los mellizos suelen ser de distinto sexo genético y tener características diferentes?

2. En trabajo grupal, exploran para estudiar ejemplos de variación en el ser humano, como las huellas dactilares y establecen patrones comunes:

• Cada miembro del grupo impregne el dedo pulgar con tinta (tampón) y presiónelo en una hoja de papel. Completen 12 muestras de huellas dactilares con el aporte de dos grupos del curso.

• Examinen las huellas y organícenlas de acuerdo a patrones comunes.

• Comparen las huellas dentro de cada patrón y establezcan semejanzas y diferencias.

• Compartan sus observaciones con el resto de los grupos.

• Registren sus observaciones en el Cuaderno de Ciencias.

Respondan en su Cuaderno de Ciencias la pregunta ¿Qué aprendí?

Después de la discusión y de haber alcanzado consenso, el grupo de turno escribe los aprendizajes en el Cuaderno de Curso.

ß ApLICACIÓN

Infórmense respecto a las precauciones necesarias para realizar transplantes de órganos o de piel en humanos (gemelos, por ejemplo). Relacionen estas medidas con la idea de unicidad individual.

Prepárense para compartir sus aprendizajes.

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8º BÁSICO


A) En trabajo grupal, midan la distancia entre los bordes externos de ambos ojos de cada miembro del grupo. Utilicen un trozo de cordel o una huincha flexible.

• Midan esa distancia con la mayor precisión posible y registren los datos.

• Repitan la actividad anterior midiendo la longitud de la nariz, adoptando un procedimiento común para todo el curso, lo que permitirá comparar los datos obtenidos por los diferentes grupos.

• En una Tabla, recopilen los datos de todos los miembros del curso.

• Calculen la media.

• Organicen los datos en una Tabla de frecuencia y construyan el gráfico correspondiente.

• Analicen los resultados y planteen algunas conclusiones.

• Respondan preguntas como las siguientes:

- ¿La distribución de los datos es homogénea?

- ¿Entre qué rangos se encuentra la mayor frecuencia?

- ¿Entre qué rangos las menores?

- ¿Existen diferencias entre ambas curvas?

- Si estas mismas mediciones se hicieran en poblaciones diferentes, ¿se obtendrían resultados similares?

- ¿Los rangos de variabilidad serían más amplios o más restringidos?

- ¿En qué basan su respuesta?

• Con los datos obtenidos realicen el mismo procedimiento anterior.

• Formulen una explicación tentativa de las causas de la variabilidad para luego compartirlas en plenario.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 15

mÁS ALLÁ DE LA EVOLUCIÓN: INDAgANDO ACERCA DE LOS AVANCES EN INgENIERÍA gENéTICA


¿Sabes qué es la biotecnología?

¿Sabes que el humano ha usado la biotecnología desde hace muchísimo tiempo?

¿Has pensado alguna vez que en la preparación del pan con levadura está presente la biotecnología?

Te invitamos a conocer más de este mundo, “más allá de la evolución”.


- El Cuaderno de Ciencias- Guía: “Más allá de la evolución: Indagando acerca de los avances en ingeniería

genética”

para el curso- Textos relativos a la biotecnología y especialmente a la clonación de la oveja

Dolly, revistas de divulgación científica (Creces, Mundo Científico, etc.)

L INDAgACIÓN

1. En actividad grupal, analicen y discutan en torno a estas preguntas: ¿Puedes explicar por qué se plantea que la fabricación del pan, del queso o del yogur es un procedimiento relacionado con la biotecnología?

¿Conoces algún otro ejemplo?

¿Qué sabes acerca de la clonación?

¿Cómo se podrá generar o formar un clon?

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2. Escriban sus respuestas de consenso y prepárense para participar en el plenario.

3. Analicen e interpreten el diagrama que representa los experimentos de clonación de la oveja Dolly, realizados por un equipo de científicos del Instituto Roslin de Edimburgo en 1997.

1. Oveja donante 2. Célula mamaria aislada 3. Célula inactiva lista para la clonación 4. Proveedora del ovocito 5. Ovocito aislado 6. Ovocito sin núcleo 7. Células fusionadas 8. Células multiplicadas (embrión) 9. Madre sustituta 10. Clon “Dolly”

• Describan el procedimiento de clonación paso a paso, y respondan las siguientes preguntas:

¿Por qué fue necesario extraer el núcleo del óvulo inmaduro donado por la oveja número 2?

¿Qué función tiene la oveja número 3 en el experimento?

¿Qué significado biológico tuvo el insertar los cromosomas de la oveja 1 en el óvulo inmaduro sin núcleo de la oveja 2?

¿A cuál de las tres ovejas del experimento corresponden las características de la oveja Dolly y por qué?

¿Por qué se dice que Dolly es una “oveja vieja con piel de joven”?

¿Qué condiciones o características debe tener un individuo para ser considerado un clon de otro organismo?

¿Cuál de las ovejas puede considerarse el “individuo donante”?

¿En qué consiste su aporte?

4. Después de haber respondido estas preguntas, escriban sus aprendizajes en el Cuaderno de Ciencias.

5. Una vez aclaradas las ideas y conceptos, el grupo de turno podrá registrar estos aprendizajes en el Cuaderno del Curso.

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8º BÁSICO

ß ApLICACIÓN

Alumnas y alumnos aplican los aprendizajes logrados con esta Unidad y elaboran un mapa conceptual, esquema, cómic o texto para evidenciar sus conocimientos acerca de la evolución.

Participen con el docente en la determinación de los criterios para la evaluación y posterior calificación.


A) En trabajo grupal, indaguen usando distintas fuentes acerca de algunos avances biotecnológicos aplicados a la agricultura (producción de frutas híbridas, formación de plantas de tabaco sin nicotina); a la ganadería (generación de cerdos de mayor tamaño, de ovejas que producen leche que contiene proteínas humanas) y a la farmacología (producción de insulina humana utilizando bacterias). Elaboren fichas resumen, que incluyan: descripción de la tecnología utilizada; fundamentación del procedimiento empleado; ventajas y desventajas de su uso.

B) Realicen un debate “Juicio a la biotecnología”. Para ello:

• El curso elige al juez de la causa.

• Los alumnos y alumnas del curso se dividen en dos grupos: fiscalía y defensa.

• Cada grupo elige a cuatro alumnos o alumnas que representarán a los abogados defensores o acusadores, respectivamente, y a quienes jugarán el rol de testigos.

• Los abogados seleccionan a quienes formarán parte del jurado.

• El resto de los alumnos asume roles de reporteros, secretarios, público.

• Los abogados de la fiscalía y de la defensa preparan sus presentaciones y distribuyen los temas para los testigos respectivos.

• Cada estudiante se prepara para el rol que debe cumplir.

• Presenten el Juicio a la comunidad educativa.

• Evalúen la actividad, aplicando pautas de auto y coevaluación.

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8º BÁSICO

LECCIÓN 16

¿CUÁNTO hEmOS ApRENDIDO DE EVOLUCIÓN?


Hemos recorrido un camino y alcanzado la última lección de este módulo.

¿Cuánto has aprendido acerca de la evolución?

¡Te invitamos a enfrentar algunos desafíos!


- El Cuaderno de Ciencias- Guía: “¿Cuánto hemos aprendido de Evolución?”

para el grupo- Papelógrafo

- Lápices

L INDAgACIÓN

1. ¿Cuánto hemos aprendido acerca de la evolución?

Actividad 1

Interpretación de esquemas

Analicen el esquema presentado y reflexionen antes de responder las siguientes preguntas:

a) ¿Qué representa el proceso A y el B?

b) ¿Qué se transfiere de una planta a la otra a través del polen?

c) ¿Por qué en el caso B, el término “polen” está tachado?

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Cruzamiento tradicional vs.

Biotectnología moderna

Sexualmente Sexualmente Compatibles Incompatibles

Polen Polen

A B

d) ¿Cuál es la característica que se quiere transferir al maíz y cuál sería el beneficio de esta transformación?

e) ¿Por qué se elige al cactus como planta dadora?

f) ¿Cómo se produce la transferencia de material genético en ambos ejemplos?

g) ¿Qué representa el maíz tachado?

Registren sus respuestas en el Cuaderno de Ciencias.

Adaptado de: http://www.porquebiotecnologia.com.ar/educacion/docs/laminas/laminas.asp

En el cruzamiento tradicional, los

miles de genes pertenecen a una

planta se combinan con los miles

de genes de su compañera de

cruzamiento.

Este proceso seguramente

transfiere aquella característica

deseada, pero también puede

transferir rasgos no deseados.

Po ejemplo, la planta híbrida

puede llegar a tener un sabor

desagradable que antes no estaba

presente.

Esto requiere que los agricultores

tengan que realizar muchos

cruzamientos más para eliminar

la característica no deseada, y esto

puede llevar muchos años.

GEN DE TOLERANCIA A SEQUÍA

Maíz tolerante a sequía (transgénico

o genéticamente modificado). Posee

todos los genes que conforman su

genoma más el gen de cactus que le

confiere tolerancia sequía.

¿Podría surgir un maíz con espinas?

¡NO! Solo se transfirió el gen para

la tolerancia a sequía, y no el

correspondiente a la fabricación de

espinas.

Con el cruzamiento tradicional, la incorporación del rasgo deseado

se produce al azar, y lleva muchos años seleccionar los ejemplares

buscados. Por el contrario, con la biotecnología moderna aplicada al

mejoramiento vegetal, tenemos una herramienta más precisas que nos

permite incorporar sólo el rasgo deseado, en mucho menos tiempo.

Si se utiliza una especie de cactus que produce una toxina perjudicial

para la salud, ¿será tóxico este maíz transgénico?

¡NO! Solo se transfirió el gen para la tolerancia a sequía, y no el gen

resonsable de la fabricación de la toxina.

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8º BÁSICO

Otros desafíos

Actividad 2En la naturaleza los organismos no solo necesitan sobrevivir, sino que también perpetuar su especie a través de una reproducción. ¿Qué estrategias conoces que contribuyan a asegurar que los organismos tendrán descendientes y que estos llegarán a la madurez sexual?

Actividad 3¿Cómo podrías explicar la reciente aparición de muchos microorganismos que causan la malaria, resistentes a los medicamentos?

Actividad 4El Archipiélago de las Islas Galápagos es de origen volcánico. En un comienzo debieron, por tanto, estar desiertas. ¿Cómo podrá explicarse entonces la variedad de plantas y animales que allí existen y que fueron observadas por Darwin en el siglo XIX?

Actividad 5 Darwin destacó que cuando los mamíferos (gatos, cabras, ovejas, roedores, etc.) fueron introducidos en islas remotas, frecuentemente prosperaban, pero que no había mamíferos nativos en las islas, excepto murciélagos. ¿Puedes explicar por qué consideró que esto era importante?

Actividad 6¿Podría el registro fósil demostrar que la evolución no ha ocurrido? En tal caso, ¿de qué manera?

Actividad 7La investigación de la medicina moderna, no solo ha provocado un enorme mejoramiento de la salud, sino que también aportó numerosos conocimientos acerca de los procesos fisiológicos humanos. El éxito de esta investigación dependió, en gran medida, de la posibilidad de transferir al humano (Homo sapiens) los hallazgos encontrados en otros organismos. ¿Sobre qué fundamento descansa esta posibilidad de utilizar la información proveniente de otros organismos al humano?

Actividad 8¿Qué características físicas de las Galápagos posibilitaron la evolución de los pinzones de Darwin?

Las islas se encuentran a una cierta distancia del continente, de modo que el mar es una barrera que impide el flujo de información genética entre las poblaciones del continente. Además, las islas están separadas entre sí de modo que los pinzones han ido diferenciándose hasta constituir 13 especies diferentes. Las islas presentan una gran variedad de ambientes, con distintos microclimas que posibilitan una gran diversidad en la vegetación en diferentes sectores de la isla y, por lo tanto, provee de alimentos diversos que pueden ser aprovechados por distintos tipos de pinzones. Finalmente, las islas son muy jóvenes respecto del continente; no hay animales competidores o predadores.

Discutan en torno a las respuestas planteadas durante la actividad exploratoria y “pongan en juego” sus aprendizajes.

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Una vez que hayan respondido las preguntas, participen en la discusión en plenario.

Registren sus aprendizajes en el Cuaderno de Ciencias respondiendo la pregunta ¿Qué aprendí?El grupo de turno registrará los aprendizajes ya validados en el Cuaderno del Curso.

ß ApLICACIÓN

Elaboren un mapa conceptual, un esquema, cómic o texto que resuma los aprendizajes más relevantes logrados en el transcurso de esta unidad.

Participen con el docente en la determinación de los criterios para la evaluación y posterior calificación.


A) Seleccionen el medio para compartir sus aprendizajes en torno a la Evolución: ensayos, obras de teatro, presentaciones en power point entre otros. El tema central del proyecto a realizar es “La Teoría de la evolución y sus proyecciones para la comprensión del rol del humano en la naturaleza”. Para su realización recurran a la colaboración de sus profesores y profesoras de Lenguaje y Comunicación, Educación Artística, Estudio y Comprensión de la Sociedad, Computación, entre otros.

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8º BÁSICO

ANExO 1

LA ESCALA TEmpORAL DE LA EVOLUCIÓN

“Para entender la evolución de la vida sobre la Tierra es necesario tener una idea de la magnitud del tiempo en que se ha producido aquel proceso. Si imaginamos toda la historia del Sistema Solar de 4.600 millones de años ocurriendo en un año terrestre de 365 días, entonces la solidificación de nuestro planeta habría ocurrido el 19 de enero y las primeras formas de vida aparecerían el 23 de febrero. La aparición del sexo en los microorganismos se habría producido el 22 de junio. La aparición de los primeros seres provistos de núcleos (eucariontes) debería fecharse hacia el 27 de junio, y la de los invertebrados el 16 de noviembre”.

“Los vertebrados entrarían en escena el 23 de noviembre, los mamíferos solo el 15 de diciembre, los primates el día 29. Los homínidos se presentan a las 17:30 del día 31 y el uso del fuego solo comienza a las 23:12. Toda la historia escrita de la Humanidad habría empezado cuando solo faltan 2 minutos para que termine el año y fenómenos tan importantes como el Renacimiento o el descubrimiento de América cuando faltan apenas 3 segundos para la campanada que marca el fin del año, es decir, hoy. El hombre es, en efecto, un recién llegado al Cosmos”.

Las primeras formas de vida (heterótrofos) se desarrollaron en un ambiente ausente de oxígeno (anaeróbico). La ausencia de oxígeno en la atmósfera primitiva es un hecho notable, inferido a partir de la existencia en las rocas de esa época de hierro solamente en su forma ferrosa. En cambio, en las rocas de hace 2,3 mil millones de años aparece el hierro solo en su forma oxidada demostrando la presencia de oxígeno nuevo en la atmósfera. Como se aprecia en los esquemas, la primeras formas de vida probablemente se alimentaron en forma anaeróbica de moléculas orgánicas sintetizadas por acción de la alta energía de los rayos UV que penetraban libremente por la atmósfera primitiva carente de oxígeno. Los primeros seres vivos fueron entonces procariontes heterótrofos autopoyéticos (capaces de generar, mantener y reparar su propia estructura), y también capaces de reproducirse asexualmente.

La reproducción sexual debe haber aparecido poco después, pero no se sabe exactamente cuándo.

Acerca del t iempo geológico

Los geólogos han dividido la historia de la Tierra en unidades de tiempo. Cada unidad de tiempo está caracterizada por ciertos cambios que han ocurrido en la Tierra en el transcurso del tiempo.

Las unidades más grandes son los Eones, que se organizan en Eras que, a su vez, se dividen en lapsos más cortos llamados Períodos, y estos se separan en Épocas.

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Eón - Era - período - época Por ser ordenaciones elaboradas por humanos, es posible que la denominación de cada tiempo sea diferente según la fuente bibliográfica utilizada.

Ejemplo:

Eón

Azoico : Tiempo en el que se estarían produciendolas condiciones para la vida en la Tierra

Precámbrico Eras: Arqueozoico Proterozoico

Fanerozoico: Eras: Paleozoico Mesozoico Cenozoico

La Tabla que usaremos en esta ocasión será la que considera el tiempo geológico dividido solo en dos Eones:

Eones Eras

Protozoico ArcaicaProterozoica

Fanerozoico Paleozoica

Mesozoica

Cenozoica

Características de los diferentes tiempos geológicos

Eón protozoico

Era arcaica: Es el tiempo en el que existen los registros de fósiles más antiguos, aproximadamente hace 3.500 millones de años. La vida se presenta como formas celulares procariotas, las más conocidas son las arqueobacterias. Se han recuperado fósiles de lo que parece fueron cianobacterias. El ambiente es

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8º BÁSICO

anaeróbico en gran parte de este tiempo. La duración de esta Era es de aproximadamente 2.000 millones de años.

Era proterozoica: Es conocida como la “edad de los invertebrados”. Su duración es de 1.500 a 600 millones de años, es decir, tiene una duración de aproximadamente 1.000 millones de años. Los fósiles de hongos, protistas, plantas y animales invertebrados son los más abundantes. Es característico el depósito de grandes cantidades de sedimento que reflejan la erosión masiva y, probablemente, la glaciación.

Este Eón dura más o menos 2.600 millones de años.

Eón fanerozoico

Era paleozoica: Considerada la “edad de peces y plantas”. Aparecen las primeras formas vivientes de plantas terrestres y marinas, peces óseos y cartilaginosos, insectos, anfibios y reptiles. Todos los phyla de la actualidad –excepto los cordados– están presentes: hay aracnoideos, esponjas, corales, equinodermos, braquiópodos y trilobites; calamares y animales semejantes al nautilo, peces primitivos –Ostracodermos–, plantas terrestres, como musgos y helechos; animales con respiración aérea (escorpiones). Peces con quijada, tiburones y peces óseos –celacanto– y anfibios como la salamandra. Aparecen bosques, gimnospermas, primeros reptiles, insectos sin alas, así como cucarachas y libélulas.

Esta Era se caracterizó por grandes cambios climatológicos y topográficos. Se produjeron plegamientos de la corteza terrestre y una gran glaciación.

Su duración es desde el 600 a los 290 millones de años, aproximadamente 300 millones de años.

Era mesozoica: Es conocida como la “edad de los reptiles”. Su duración es desde el 230 a los 137 millones de años. Es decir, 183 millones de años.

Su característica distintiva fue el origen, diferenciación y desarrollo de gran variedad de reptiles. Además dominaron las gimnospermas. Aparecen las tortugas, víboras y lagartos y, naturalmente, los dinosaurios que surcan el aire, dominan agua y tierra y presentan diversas formas y tamaños. Aparecen casi todos los órdenes de insectos; caracoles y bivalvos aumentan en número y diversidad. Aparecen los primeros mamíferos y aves. Las plantas más abundantes son las gimnospermas y se inicia el dominio de las plantas con flores, las angiospermas.

Esta Era se caracteriza por el elevado número de seres vivos que se extinguió en masa en forma abrupta. ¿Cambios climatológicos o colisión catastrófica de un meteorito gigante?

Era cenozoica: Tiene una duración de más o menos 65 millones de años. Es conocida como la “edad de los mamíferos” y es en esta Era cuando aparece el humano, tan solo hace aproximadamente 50 mil años.

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Hay aparición de pastos y de bosques, creodontes, gatos, perros, caballos, osos, comadrejas, focas, morsas, tigres diente de sable, mamut, perezosos y, muy importante, aparece el humano en plenitud.

Esta Era se caracteriza también por la extinción de muchísimas especies.

Se han recuperado fósiles de lo que parece fueron cianobacterias.

El ambiente es anaeróbico en gran parte de este tiempo.

La duración de esta Era es de aproximadamente 2.000 millones de años.

Era proterozoica:Es conocida como la “edad de los invertebrados”.

Su duración es de 1.500 a 600 millones de años, es decir, tiene una duración de aproximadamente 1.000 millones de años.

Los fósiles de hongos, protistas, plantas y animales invertebrados son los más abundantes. Es característico el depósito de grandes cantidades de sedimento que reflejan la erosión masiva y probablemente la glaciación.

Este Eón dura más o menos 2.600 millones de años.

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8º BÁSICO

La vida en la Tierra

EÓN ERA pERÍODO épOCA mILLONES DE AñOS

fORmAS DE VIDA

gEOLOgÍA

Cenozoico Cuaternario Holoceno 0.01

Pleistoceno 2 Humano Glaciación

Plioceno 5 Mastodontes Cascadas

Mioceno 24 Monos Alpes

Terciario Oligoceno 37 Dientes de Sable

Eoceno 54 Ballenas

Caballos Rocosas

Paleoceno 65 Caimanes

Mesozoico Cretácico 137 Pájaros Sierra Nevada

Jurásico 180 Mamíferos

Triásico 230 Dinosaurios Atlántico

Pérmico 1 290 Reptiles Pangea

Pensilvania 1, 2

320 Árboles

Mississipian 1, 2

350 Anfibios

Insectos

Paleozoico Devónico 405 Tiburones

Silúrico 435 Plantas Terrestres

Ordovícico 500 Peces

Cámbrico 3 575 Plantas marinas

Proterozoico 2500 Invertebrados Glaciación

Arcaico 4 4600 Procariotas Primeras rocas

F A N E R O z O I C O

PROTOzOICO

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8º BÁSICO

ANExO 2

EL ORIgEN DE LA VIDA EN LA TIERRA

El origen de la Tierra se remonta a unos 4.600 millones de años. Se formó a partir del polvo y gases del disco protoplanetario que giraba alrededor del Sol. La Tierra alcanzaba su tamaño final cuando el Sol barrió su atmósfera después de su explosión. Un asteroide le propinó un poderoso golpe de tal manera que junto a la Tierra quedó en el espacio un remolino de rocas fundidas. Una parte de este material cayó nuevamente sobre la Tierra, pero la mayor parte empezó a girar alrededor del planeta. Con el transcurso del tiempo constituyó la Luna.

Este sistema Tierra-Luna originó mareas en los océanos. Estas contribuyeron, junto a la temperatura de la Tierra que oscilaba entre el punto de congelación y de ebullición del agua, a que la vida se originara en la Tierra mucho antes de lo que se habría esperado.

Una de las características de este joven planeta es la gran cantidad de carbono que existía en él. La generación de compuestos orgánicos se produjo mediante la reacción de gases atmosféricos en presencia de relámpagos poderosos e intensa luz ultravioleta proveniente del Sol. Los océanos se convirtieron en caldos de cultivo –la sopa primitiva– ricos en moléculas orgánicas complejas que se combinaron hasta formar aminoácidos, los auténticos pilares del edificio de la vida.

Las primeras “entidades” vivas correspondieron a sencillos organismos que cumplían con las condiciones elementales y básicas de “ser vivo”. A medida que pasaba el tiempo, estos organismos unicelulares se hacían más y más complejos. Algunos empezaron a ser capaces de obtener energía del Sol. La transformación de la energía solar en energía encerrada en moléculas orgánicas, liberó oxígeno a la atmósfera y los océanos. La presencia de oxígeno fue el preludio de la aparición de organismos pluricelulares. La diversidad ambiental permitió la proliferación de una amplia gama de especies.

Recién cuando el planeta tenía 4.000 millones de años, la vida salió de los océanos para conquistar la superficie. Este largo tiempo fue necesario puesto que era imprescindible que se formara la capa de ozono en la parte superior de la atmósfera. Ella es la responsable de bloquear las peligrosas radiaciones ultravioletas.

Las plantas elementales evolucionaron casi paralelamente con los insectos. Los anfibios primitivos corresponden a peces que se adaptaron a vivir fuera tanto en el agua como en la tierra. Estos evolucionaron originando los reptiles y estos se transformaron en dinosaurios. Los mamíferos se desarrollaron al mismo tiempo que los dinosaurios, pero fueron capaces –aún se desconoce la causa– de sobrevivir a la extinción del Cretácico, hace 65 millones de años. Los dinosaurios y casi el 70% de las otras especies desaparecieron de la Tierra. Los mamíferos se convirtieron

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rápidamente en los “señores” del planeta, especialmente una especie que fue capaz de caminar erguida, comunicarse y fabricar complicadas herramientas.

Cuando este animal tan curioso se aventuró en el espacio y vio la Tierra a gran distancia, llegó a la conclusión de que toda la humanidad vivía en una frágil astronave. Probablemente, en ese momento comprendió que no podía continuar destruyendo el planeta en que vivía.

La tala indiscriminada de bosques, la contaminación del agua y del aire provocarían la extinción de millones de especies. Esto produciría cambios irreversibles en la Tierra que alterarían su equilibrio y terminarían por poner en peligro su vida y la de su descendencia.

Sin duda, las alteraciones ya provocadas por el humano y las que aún continúa provocando, pueden convertir a la Tierra en testigo de tal extinción, la que necesitaría millones de años para recuperarse. Y todo esto provocado por la acción de solo una especie.

Acerca del origen de la vida en la Tierramaría pieber

perspectiva histórica:Las hipótesis del origen de la vida

Al principio creó Dios el cielo y la Tierra y luego dijo Dios: Produzca la Tierra seres vivientes según su especie y vio Dios que estaba bien. (Génesis)

¿Qué es la vida y cuál es su origen? Esta es una pregunta que el hombre se ha formulado desde sus inicios y constituye un problema central en el campo de las ciencias y de la filosofía.

En la antigüedad, la opinión más generalizada era que la vida se originaba espontáneamente a partir de la materia inanimada. Puede señalarse a los griegos como los primeros que racionalizaron la idea de la aparición espontánea de la vida. Mediante la observación sistemática de la naturaleza, llegaron a concluir que los organismos vivos se producían de la materia no viva por efecto del calor del sol, del aire y del agua. La doctrina de la generación espontánea de vida, ampliamente difundida a través de los escritos de Aristóteles (384-322 a.C.), perduró por cerca de veinte siglos y es solo a partir del Renacimiento que esta doctrina empieza a ser rechazada, al menos en sus aspectos más grotescos. Recordemos por ejemplo al belga Jan Baptista Van Helmont (1577-1644), quien llegó a afirmar que bastaba dejar junto a una camisa sucia de mujer unos cuantos granos de trigo para que después de 21 días se generaran ratones jóvenes. Paradojalmente, este erudito hizo notables contribuciones en ciencias que son hasta hoy día válidas, como por ejemplo el haber llegado a establecer la existencia de muchos gases diferentes en el aire.

francesco Redi

En 1688, el médico florentino Francesco Redi dio el primer golpe serio en contra de las ideas de aparición espontánea de vida. Inspirado en el relato de la muerte de Patroclo de la Ilíada de Homero, concibió la idea de verificar mediante experimentación la hipótesis de generación espontánea

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8º BÁSICO

de vida, demostrando que la carne fresca protegida del contacto directo de las moscas u otros insectos no desarrollaba gusanos, lo que sí ocurría cuando la carne se dejaba al descubierto. Este experimento de tan espectacular sencillez le permitió concluir que la carne de los cadáveres de animales no puede engendrar gusanos, a menos que se depositen sobre ellos huevos de organismos vivos.

Sin embargo, diez años más tarde, época en que se inventó la lupa y Antonio Van Leeuwenhoeck descubrió los organismos microscópicos, la antigua doctrina recobró vigencia. Es así como el hallazgo sorpresivo de microorganismos en el agua de lluvia (aparentemente pura), en infusiones hervidas e incluso en el aire fue interpretado por muchos como una prueba de la aparición espontánea de la vida.

Después de la publicación del tratado de Archiméde Pouchet en 1859, que reunía toda la serie de argumentos a favor de la antigua doctrina de la generación espontánea que habían sido comunicados en la Academia de Ciencias de París y verificados por muchos de sus partidarios, se inició la celebre controversia entre Pasteur y sus opositores. El clima de la polémica llegó a tal extremo, que la Academia de Ciencias ofreció un premio a quien pudiera dar respuestas concretas a todos los experimentos puestos en discusión hasta ese entonces.

Luis Pasteur, con inmensa paciencia y perseverancia, fue quien logró demostrar a cada uno de sus opositores los errores cometidos en la interpretación de las experiencias atribuidas a procesos de generación espontánea. En 1862 obtuvo el premio de la Academia de Ciencias, al ratificar, tal como lo había sugerido Van Leeuwenhoeck, que en el aire existían microorganismos, pero que se evitaba la aparición de gérmenes cuando este aire convenientemente filtrado era inyectado a soluciones con nutrientes, que habían sido previamente hervidas durante un tiempo lo suficientemente largo como para destruir toda la vida (este proceso hoy día se conoce como esterilización).

Hay que recalcar que Pasteur no refutó en sí la hipótesis de la generación espontánea, ya que solo se limitó a demostrar que la vida no puede originarse espontáneamente bajo ciertas circunstancias y a partir de ciertas sustancias. El sabio dedicó gran parte de su vida a buscar la generación espontánea, tal como lo señala en una reflexión que escribió en 1878, dieciséis años después que recibiera el premio y muy poco antes de morir, que dice:“En la inmensidad de la creación tomé una gota de agua repleta de sustancia fecunda, esperaba, aguardando e interrogando, si volvería a empezar el sublime espectáculo de la creación; mas desgraciadamente la gota permanecía inanimada e inmóvil”.

Dos años después que Pasteur recibiera el premio de la Academia de Ciencias, cayó cerca de Orgueil (Francia) un meteorito de cuyo interior extrajo estérilmente una muestra que inoculó en una solución, con la esperanza de obtener algún desarrollo bacteriano. El resultado de este intento fue negativo. Cabe señalar que esta experiencia puede considerarse como uno de los primeros intentos científicos serios tendientes a pensar en un origen extraterrestre de la vida. Después de los experimentos de Pasteur no fue posible seguir manteniendo la tesis de que los organismos, sin importar lo pequeños que sean, se originan espontáneamente de la materia inerte.

En 1903 el sueco Svante Arrehnius propuso la hipótesis de la panspermia, según la cual la vida terrestre no se originó en la Tierra misma, sino que provino de otras partes del universo, llegando a esta en forma de esporas microbianas impulsadas por la presión de la radiación a través del espacio interestelar. Sin embargo, esta teoría no abordaba el problema concreto del origen de la vida, ni permitía explicar cómo aquellas esporas viajeras habían sobrevivido a las condiciones inhóspitas de temperatura y en especial de radiaciones. La panspermia rehuye la cuestión del origen de

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la vida, suponiendo su existencia eterna y universal. Actualmente esta hipótesis no puede ser descartada en forma absoluta y para ser demostrada deben proponerse y realizarse las experiencias pertinentes, algunas de las cuales ya se están efectuando. Así resultan de gran importancia las conclusiones que puedan obtenerse en relación con el origen de algunos materiales fosilizados encontrados en los meteoritos.

Al no aceptarse la panspermia por falta de evidencias, se impuso el postulado racional de la evolución química de la materia inerte en materia viva en la Tierra. Se trata de una evolución gradual de la materia hasta llegar al estado vivo y no de una generación tan repentina de vida. Entre los autores que contribuyeron a especular sobre la evolución química de la materia, se menciona entre otros, al alemán Lipman, al inglés Haldane, al francés Dauvillan, al norteamericano Wald, el bioquímico ruso Oparin. Haldane y Oparin fueron quienes desarrollaron más claramente la hipótesis materialista del origen de la vida y, en 1920, este último postuló que los procesos físico-químicos que operaban en la naturaleza permitieron la formación de las moléculas orgánicas simples, como los aminoácidos, azúcares, bases nitrogenadas, etc., es decir, de todos los eslabones fundamentales que constituyen los biopolímeros de los organismos vivos.

Oparin sugiere que por efecto de la energía radiante del sol y las descargas eléctricas, los gases de la atmósfera primitiva habrían entrado en reacción dando origen a las biomoléculas primordiales. La atmósfera primitiva, según él, estuvo compuesta por una mezcla de metano, amoníaco y vapor de agua. Posteriormente, y una vez que la superficie terrestre se enfrió lo suficiente como para permitir la condensación del vapor de agua de la atmósfera y así la formación de los océanos primitivos, los productos sintetizados se habrían disuelto y acumulado en estos mares.

Este período, que se ha denominado como el de la evolución química de la materia, debe haber durado unos 1.500 millones de años, tiempo durante el cual se estima que se generó gran número de compuestos orgánicos, entre ellos las 30 a 40 biomoléculas primordiales las que, por reacciones ulteriores de condensación abiótica, formaron los cuatro tipos fundamentales de polímeros biológicos, como son los polipéptidos (proteínas), polinucleótidos (ácidos nucleicos), los polisacáridos (azúcares) y los lípidos o grasas. Estas sustancias disueltas en los mares conformaron lo que se ha denominados el consomé o sopa caliente, según la mayor o menor de concentración de sustancias disueltas, estimada entre el 1 a 10 %, respectivamente.

La hipótesis de Oparin también sostiene que, a partir de esta sopa y por mecanismos de coacervación, se formaron sustancias coloidales, posiblemente de naturaleza proteica, que flotaban en el medio acuoso. Este proceso de coacervación se produjo espontáneamente a partir de soluciones concentradas de polímeros y permite la separación en dos fases, una de ellas de alta concentración y la otra de baja. Estos materiales coloidales o gotitas coacervadas que estaban claramente separadas del medio en el cual se encontraban, adquirieron con el tiempo un cierto grado de independencia y un metabolismo simple, lo que significaba que podían absorber y descomponer ciertas sustancias del medio. Estas gotas podían también crecer y una vez alcanzado un cierto tamaño, por razones físico-químicas, entraban en fragmentación; así, el proceso se repetía una y otra vez, lo que hizo sugerir a Oparin que la selección natural operó de tal modo, que solo dejó subsistir a los coacervados mejor dotados, en los cuales los procesos de síntesis prevalecieron sobre los de degradación. Con el devenir del tiempo los procesos de división al azar serían reemplazados por aquellos más dirigidos, llegándose a formar el primer sistema vivo con capacidad de auto reproducción, denominado protobionte por este investigador.

Adaptado de Arka: Vida en el UniversoEdición: Luis E. Campusano. Editorial Universitaria 1985. Páginas 131-135.

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ANExO 3

ALgO mÁS ACERCA DE LOS fÓSILES

Los restos o huellas de los organismos que vivieron en el pasado se llaman fósiles (fossilis = desenterrar). Puede haber impresiones dejadas por plantas o animales en el lodo o la arena. Cuando estos materiales se endurecen, las impresiones y las huellas permanecen. A veces, se encuentran los restos de partes duras de los animales, como dientes, huesos o escamas.

En ocasiones, el organismo se entierra bajo condiciones que evitan que suceda la descomposición normal. Cuando un organismo se preserva de esta manera, sus restos permanecen relativamente sin cambios. Las arenas movedizas, los pozos de hulla, los pantanos y hasta la nieve y el hielo han atrapado y preservado a muchos animales.

El mejor lugar para encontrar fósiles es la roca sedimentaria.

En el Gran Cañón, en el sureste de Estados Unidos, se estima que las capas superiores de rocas tienen 200 millones de años. Las capas más recientes han sido erosionadas. Las rocas de 200 millones de años contienen huellas de reptiles parecidos a las lagartijas e impresiones de insectos y helechos. En la parte central hay capas que tienen 400 millones de años. Contienen huesos de una criatura parecida a un pez. Más hacia abajo hay huellas de gusanos y conchas. Se cree que las rocas de abajo tienen una edad de hasta 2 billones de años. No se han encontrado fósiles en esas rocas. Esto no indica que entonces no había vida. Significa que los fósiles no se formaron en todas estas rocas, que se formaron muy pocos o que sus restos se destruyeron.

Cierto tipo de roca sedimentaria encontrada en la orilla norte del Lago Superior también tiene, aproximadamente, 2 billones de años. En 1954, los científicos encontraron fósiles de células procarióticas en estas rocas. El mismo tipo de roca se encontró en África del Sur.

Hay rocas con una edad de 3.4 billones de años. En 1977, los científicos descubrieron que estas rocas también contenían fósiles de células procarióticas. Hasta ahora, los fósiles más antiguos conocidos fueron descubiertos en Australia occidental, en 1980. Tienen una antigüedad de 3.5 billones de años. Se han encontrado compuestos orgánicos en algunas rocas de Groenlandia que tienen una edad de 3.8 billones de años.

Los fósiles revelan la historia de la vida que hubo en el pasado. También revelan cómo eran la Tierra y el clima. Los dientes de tiburón encontrados en la roca sedimentaria en Colorado indican que, probablemente, alguna vez hubo mares interiores cubriendo esa área. Los fósiles de corales y de palmeras encontrados en Alaska muestran que alguna vez esa área tuvo clima caliente.

Los científicos pueden determinar la edad de los fósiles al medir la cantidad de elementos radioactivos, como el carbono 14, encontrados en los fósiles. Un proceso similar con otros elementos

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radioactivos puede utilizarse para fechar las rocas. La edad de los fósiles y las rocas pueden dar una idea de cuándo ocurrieron ciertos cambios en la Tierra y cuándo vivieron los diversos organismos.

Registro de fósiles

Fósil (del lat. fossilis, de fossun, sup. de fodère, cavar) adj. Paleont. Dícese de la sustancia de origen orgánico que se halla petrificada en las capas terrestres; aplícase asimismo a la impresión o vestigio que acusa la existencia de organismos de otra época geológica que la actual.

El registro de fósiles nos muestra que muchos tipos de organismos extintos fueron muy diferentes de los actuales, así como la sucesión de organismos en el tiempo y, además, los estadios de transición de unas formas a otras.

El registro de vida en el pasado es muy imperfecto. Se asemeja a un libro al que faltan todos los primeros capítulos, tenga algunas de las páginas en el medio y hacia el final conserve un número creciente de páginas o capítulos completos. Gran parte de los restos de la vida en el pasado son el resultado de una sucesión de hechos afortunados, así:

- los restos de un ser vivo escapan a la destrucción y

- quedan enterrados en un sedimento o en ceniza

- que no experimentan un calentamiento, presión o plegamiento excesivos, que destruirían el fósil

- el sedimento o roca es elevado para formar parte de tierra firme y

- escapa a la acción destructora de la erosión por el agua o el viento; finalmente,

- el fósil aparece en la superficie y atrae la atención de un paleontólogo

Algunos fósiles están completos, pero muchos están fragmentados, incluso, algunas especies es posible que no se hayan conservado nunca como fósiles por tener un cuerpo blando o porque vivieron en lugares donde no fue posible la fosilización. Otros tantos existentes son inaccesibles por encontrarse en el interior de grandes rocas o en las profundidades del mar.

Los métodos de datación radiactiva dan una edad para la Tierra de 4.500 millones de años y los primeros fósiles datan de 3.600 millones de años, correspondientes a la actividad de las bacterias y cianobacterias (los llamados estromatolitos). Los primeros fósiles de animales datan de 700 millones de años y la mayoría de los phyla actuales aparecieron hace 400 millones de años. Los mamíferos lo hicieron hace 200 millones de años.

El ámbar, popular ahora por su utilización como parte del argumento cinematográfico en una película de gran difusión, es también un fósil. En este caso, es la resina de árboles que, al escurrir por el tronco, muchas veces atrapa insectos que quedan permanentemente incluidos en ella.

En muchos casos se ha reconstruido, con los fósiles existentes, la historia evolutiva de algún ser vivo, como es el caso del caballo, del elefante e incluso del ser humano.

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ANExO 4

ChARLES DARwIN, EL NATURALISTA

Charles Darwin realizó un viaje de cinco años alrededor del mundo en un barco de investigación llamado Beagle. La misión de Darwin era recolectar plantas, animales, fósiles y minerales.

Durante su viaje Darwin escribió un diario personal con temas cotidianos y un diario de trabajo con observaciones y análisis.

Charles Darwin nació en Inglaterra en 1809. Desde pequeño, Darwin se interesó por las colecciones: monedas, huevos de pájaros, conchas de animales. Más tarde se interesó por la caza de pájaros. En 1825, su padre lo envió a estudiar medicina a la Universidad de Edimburgo, aun cuando él no tenía gran interés por esta disciplina.

Dado el poco interés demostrado por Charles Darwin durante su estudio en Edimburgo, su padre decidió que fuera clérigo. En 1828, Darwin fue a la Universidad de Cambridge para estudiar griego, latín, matemáticas y teología. Solo en matemáticas, el joven Darwin no obtuvo buenos resultados. Después de obtener su título académico en 1831, recibió una invitación de un amigo botánico (el Prof. Henslow) para que, como naturalista y sin recibir remuneración, se embarcara en un viaje alrededor del mundo. En diciembre de 1831, el barco de investigación de la Armada Real Beagle inició el viaje que duraría cinco años. Las observaciones y reflexiones registradas por Darwin en sus diarios le permitieron, de regreso en Inglaterra, concluir ideas tan controversiales para su época, que solo las reveló veinte años más tarde.

perspectiva histórica

Darwin nació a comienzos del siglo XIX. En este siglo tuvieron lugar grandes cambios en el ámbito político, la educación, la ciencia, la tecnología y también en la industria y el trabajo.

A comienzos del siglo no se conocía, por ejemplo, otra forma de iluminación que no fuese las velas o lámparas de aceite. A fines del mismo siglo, la luz eléctrica había llegado a todas las ciudades. Por otra parte, Gran Bretaña estaba convertida en la nación más poderosa del mundo. Compuesta por cuatro pequeños países: Inglaterra, Gales, Escocia e Irlanda, poseía un amplio imperio en ultramar. A fines del siglo XIX, el gobierno de Londres dominaba un cuarto de la superficie terrestre y la Armada Real Británica controlaba todos los mares y océanos. Los barcos de investigación, como el Beagle, tenían como misión central la elaboración de mapas de estos territorios.

Gran Bretaña fue también la primera nación que vivió la Revolución Industrial, es decir, el desarrollo de maquinarias y grandes fábricas. La Revolución Industrial británica comenzó en el siglo XVIII y alcanzó su máximo desarrollo en el siglo XIX. A mediados de dicho siglo las fábricas usaban enormes motores a vapor que podían mover complicadas máquinas. Se produjo una gran inmigración desde

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el campo a las ciudades, que crecieron considerablemente. Los viajes, por su parte, se favorecieron por los nuevos medios de transporte, como el tren.

El siglo XIX también fue un período de grandes cambios políticos. Durante la segunda mitad del siglo XVIII, el mundo había conocido dos grandes revoluciones: la Revolución Norteamericana y la Revolución Francesa. Estas dos revoluciones despertaron un gran interés por obtener mayores libertades políticas, y en especial, por introducir reformas que permitieran a las personas tener una mayor participación en las decisiones de sus gobiernos. Durante ese siglo se produjeron una serie de pequeñas revoluciones en Europa que se iniciaron en Inglaterra. En 1832 se realizaron una serie de reformas tendientes a otorgar derecho a voto a un sector mayor de la población. A fines del siglo, todos los hombres mayores de 21 años tenían derecho a votar en las elecciones parlamentarias. Las mujeres, por su parte, solo lograron el derecho a voto en 1918.

Los británicos se sentían seguros de sí mismos. Este sentimiento de seguridad estaba reforzado por el estable y largo gobierno de la Reina Victoria (1837-1901). La figura de la Reina Victoria, aun cuando sin poder político, era de gran importancia en el país y en el extranjero. Era el símbolo de los valores establecidos, especialmente los de la Iglesia de Inglaterra.

La Iglesia en Inglaterra del siglo XIX tenía mucha más influencia que hoy. En asuntos políticos, por ejemplo, apoyaba al gobierno del momento. Sin embargo, en asuntos relacionados con la religión y la ciencia, la última palabra la tenía la Iglesia. Las personas creían literalmente en la Biblia, llegándose incluso a calcular el día exacto de la creación. En los tiempos de Darwin esta fecha (23 de octubre del año 4004 a.C.) estaba impresa en la versión autorizada de la Biblia.

Se creía que los fósiles eran restos de criaturas que habían muerto en el Diluvio mencionado en la Biblia. Muchos científicos creían entonces que las especies que existían en ese entonces habían sido hechas por Dios durante la Creación. No es extraño entonces, que muchas personas con tales creencias consideraran muy peligrosas las ideas de Darwin. Incluso el mismo Darwin se dio cuenta de estas dificultades, como podemos apreciar por la larga demora en publicar su libro fundamental, “El origen de las especies”.

Darwin comenzó a escribir en 1842 un Cuaderno secreto que tituló “I Borrador de las especies”. Si comparamos varias partes del “II Borrador de especies” con varios capítulos de “El origen…”, concluiremos que gran parte de este libro estaba ya escrito 15 años antes de publicarlo. En ese tiempo comenzó un largo estudio de 10 años sobre unos humildes animales: los picorocos (llamados científicamente Cirripedia). De ellos casi nadie sabía nada, ni tampoco a nadie le interesaban, ya que en realidad son bastante extraños. ¿Dónde clasificar a estos animales de cuerpo gelatinoso, pico córneo, sin ojos, y cubiertos de piedra calcárea?

La curiosidad de Darwin lo llevó a estudiarlos científicamente. Realizando algunas disecciones de material colectado en Chile, se encontró con una bolsita llena de pequeñas larvas, de picorocos naturalmente. Lo extraordinario fue que estas larvas de picorocos tenían ojos de langostino, branquias de langostinos, cuerpo segmentado como los langostinos con su correspondiente cola. Esta larva al crecer, se modificaba perdiendo los ojos, la cola segmentada y sus apéndices. Cuando se fijaba a las rocas, finalmente comenzaba a producir la cubierta calcárea de un picoroco. Esto indicaba que un picoroco era en realidad un crustáceo langostino muy modificado que evidentemente había evolucionado produciendo un picoroco. Aquí Darwin tenía una prueba objetiva de que la evolución había efectivamente ocurrido por lo menos en este caso especial: las larvas de los picorocos revelaban su origen crustáceo. Darwin estaba poniendo a prueba sus teorías de evolución.

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ANExO 5

SELECCIÓN NATURAL

En los últimos años se han descubierto varios ejemplos de selección natural en el laboratorio o el campo, generando una incomparable oportunidad de estudiar ese mecanismo evolutivo. Entre dichos ejemplos está la adquisición de resistencia al DDT entre poblaciones de insectos expuestos a ese plaguicida, el “melanismo” industrial de las polillas y el desarrollo de resistencia a los antibióticos entre las bacterias. Un ejemplo sencillo de selección natural es el desarrollo de coloración protectora. Esta existe cuando un organismo se confunde con sus alrededores, de tal manera que resulta difícil identificar su presencia a primera vista. Esta coloración protectora le permite protegerse de sus depredadores o, en el caso de animales que son depredadores, para evitar que sus presas los descubran antes de que puedan atacar. Existen numerosos casos de forma y coloración protectora: por ejemplo, algunos catídidos (“palotes”) se parecen a las hojas de las plantas y resulta difícil descubrirlos. Los polluelos de las aves que anidan en el suelo tienen el plumaje de una coloración que los confunde con el entorno, de manera que resulta difícil individualizarlos desde cierta distancia. Es evidente que tales adaptaciones han sido preservadas y acentuadas por los mecanismos de selección natural. Un estudio que permite vislumbrar cómo se originaron esas adaptaciones, es el descrito en relación a las polillas Biston betularia. En el pasado existían muchas polillas claras que se confundían con los líquenes, de color claro, que crecen en los troncos de los árboles. La contaminación atmosférica mata a los líquenes, por lo que la presencia o ausencia de estos organismos sirve como indicador biológico de la calidad del aire. Antes de 1850 en Inglaterra, es decir, antes de la Revolución Industrial, las polillas oscuras de Biston betularia eran muy escasas (como lo muestran colecciones de museos). Hoy, sin embargo, es difícil encontrar polillas de color claro, al menos en las regiones industrializadas de ese país. Se le ha llamado “melanismo industrial” a este tipo de coloración oscura, ya que se presenta en poblaciones sometidas a la contaminación. El color oscuro no se debe a los contaminantes, sino a un incremento genético de la cantidad de pigmento oscuro llamado melanina en el cuerpo de estos organismos. Cuando la contaminación atmosférica, producto de la combustión en las industrias, mata a los líquenes de color claro que crecen en los troncos de los árboles, las polillas de color claro empiezan a resaltar contra el color oscuro de la corteza. Por lo tanto, la coloración parecida a la de los líquenes deja de ser una ventaja, pues las aves pueden atacar fácilmente a las polillas claras. Las que son oscuras, por el contrario, tienen mayores posibilidades de sobrevivir bajo las nuevas condiciones. Polillas claras liberadas experimentalmente en sectores contaminados son devoradas con mayor

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facilidad por las aves que las oscuras. Lo contrario ocurre en las regiones no contaminadas. La imitación del aspecto de un organismo por otro, sin que haya parentesco entre ellos, se denomina mimetismo. Un ejemplo es el mimetismo batesiano, o la semejanza de una especie comestible o inofensiva y otra especie peligrosa, venenosa o repugnante. La mariposa monarca, venenosa para las aves y mamíferos, tiene muchos imitadores entre las demás mariposas. Estas se le parecen en el color, pero son inofensivas para las aves. La selección natural ha mantenido una semejanza física que confiere a su poseedor casi la misma protección que al modelo, ya que una vez que los depredadores asocian la coloración distintiva del modelo con sus características indeseables, tienden a evitar el contacto con cualquier otro animal que presente el mismo aspecto. Otra forma de mimetismo es el mimetismo mülleriano: varias especies nocivas comparten la misma coloración de advertencia. Este tipo de mimetismo opera favoreciendo a todas las especies, ya que una vez que el depredador ha tenido una experiencia desagradable con cualquiera de los miembros del grupo, evita el contacto con cualquier otro organismo que tenga la misma coloración.

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8º BÁSICO

ANExO 6

ALgO ACERCA DEL ADN

Una vez dilucidado que el ADN era el material genético, muchos científicos comenzaron a trabajar intentando describir su estructura, la que al mismo tiempo debía dar cuenta de su función. Estudios de cristalografía de rayos X hechos por Rosalind Franklin en Inglaterra, que mostraban que el ADN tenía estructura helicoidal, dieron las bases a James Watson y Francis Crick para postular el modelo de doble hélice del ADN.

En este modelo, dos largas cadenas polinucleotídicas están una frente a otra, con su esqueleto de azúcar unido a fosfatos por fuertes enlaces en los lados (lados de la escalera) y las bases nitrogenadas hacia el centro, en forma perpendicular (peldaños de la escalera).

Las bases se complementan en forma muy particular: adenina siempre frente a timina, siempre guanina con citosina y se unen mediante enlaces débiles de puentes de hidrógeno. Las dos cadenas están enrolladas sobre sí, como una escalera de goma que ha sido torcida sobre sí misma, formando una fibra de 2 nanómetros (nm) de diámetro. Los peldaños de bases se ubican entonces en el recorrido que tiene una hélice al moverse.

Las combinaciones de las bases en una secuencia pueden ser infinitas, dado que el largo de la secuencia no tiene restricción. El gen adquiere ahora una materialización concreta a nivel molecular y corresponde a un segmento de ADN del cromosoma, que tiene una secuencia de bases característica y con un cierto “significado” dentro de la célula. El conjunto de genes de una célula se llama genoma.

El cromosoma

Una gran cantidad de ADN se encuentra compactado en forma ordenada dentro del núcleo de la célula. En los eucariontes, la hebra de ADN está estrechamente asociada con pequeñas proteínas básicas llamadas histonas y con otras varias proteínas que participan en la regulación de la expresión de los genes.

La hebra de ADN se enrolla sobre un conglomerado de 8 histonas, conformando un nucleosoma de 10 nm de diámetro. La hilera de nucleosomas se asemeja a las cuentas de rosario y se enrolla formando una hélice de 30 nm de diámetro, la que a su vez se enrolla formando una superhélice de 200 nm. Esta es la hebra de cromatina que se empaqueta formando los cromosomas.

En el caso de los procariontes, el ADN también está asociado a proteínas, pero no se llega al nivel de sobre enrollamiento presente en los eucariontes.

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Sabemos que el ADN, como ácido nucleico, es también una molécula informacional. El ADN es también una macromolécula formada por la unión de unidades estructurales. Estas unidades de construcción se denominan Nucleótidos

Estos nucleótidos, a diferencia de los aminoácidos, son solo cuatro: Adenina (A) citosina (C), guanina (G) y timina (T). Estos los podemos representar como cuatro letras que constituyen un alfabeto para la vida. Haciendo un paralelo, es como si ordenáramos estas letras formando palabras y con la existencia de una adecuada puntuación se podría escribir la historia de una vida.

El ADN está formado por miles y miles de nucleótidos, los que según el modelo de Watson y Crick, formarían un largo filamento, encontrándose codificadas en él todas y cada una de las características de un ser vivo.

Es allí donde se encuentra la información para cada proteína. Como estas proteínas son muchas, es de suponer que un segmento de ese filamento de nucleótidos codificará para una proteína en particular.

A ese segmento de ADN, un polinucleótido que codifica una información, se le denomina gen. El ADN representa el genoma de la especie, puesto que en él están todos los genes que codifican todas las características de la especie.

8 2 estudiantes

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