Ensenyar Evolució (ESO)

Reflexions didàctiques al voltant de l’evolució biològica

Ramon Grau

Question: If this little (fairskinned) girl grew up in Africa, what would

you predict would happen to the colorof her skin?



Student: She'dget sunburnt, then tanned.




Question: If she then married someone of her own race and they lived in Africa and had children born in Africa, what would you predict their children's skin would like at birth?




Question: If she then married someone of her own race and they lived in Africa and had children born in Africa, what would you predict their children's skin would like at birth?

Student: (Pause). The kids could be slightly darker at birt

Brumby M.N. (1984) Misconceptions about the Concept of Natural Selection by Medical Biology Students. Science Education 68(4).

Concepcions espontànies que interaccionen amb el pensament darwinista

Els processos biològics reflecteixen les intencions dels organismes, hi ha una finalitat.



Els canvis que experimenten els organismes s’atribueixen a causes de tipus ambiental (fins i tot s’adapta el significat operatiu de la mutació)




Els canvis evolutius afecten als organismes, no s’integra espontàniament el concepte de població.




Els canvis evolutius afecten als organismes, no s’integra espontàniament el concepte de població.

Els caràcters adquirits són heretats per la descendència (si més no amb ajuda del temps...)

CICLE D’APRENENTATGE

FETS

IDEES


FETS

IDEES

3. Què estem aprenent?

4. Què som capaços de fer ara?

2.Introduïm continguts

1.Què en sabem?


Contextualitzar i Problematitzar

Situacions de l’entorn real que permeten connectar els FETS coneguts o observables amb les EXPLICACIONS científiques que volem construir.

Situacions que demanen una resposta, una opinió, que impliquen una decisió o una acció.


Facilitar formes de diàleg basades en preguntes dels alumnes i en la interacció entre iguals. Promoure discussions generals o en petit grup, on els alumnes parlen directament uns amb els altres i el professor queda al marge amb un paper de moderador, sense exercir els seus drets principals.

Afavorir la interacció


Aplicar els aprenentatges

Fer servir allò que s’ha après, projectar els significats en noves situacions on calgui posar a prova la destresa en el maneig dels nous conceptes.





Fer present l’avaluació

Cal recollir informació sobre el que saben, sobre el que aprenen, analitzar-la i fer un judici sobre el resultat d'aquesta anàlisi. D'acord amb el judici, cal prendre decisions (sobre els nous problemes que cal plantejar, sobre nous plantejament d’introducció de conceptes).





Ensenyar evolució

4 IDEES CLAU





Ensenyar evolució

Ensenyar microbiologia

4 IDEES CLAU





Ensenyar evolució


Ensenyar nutrició

4 IDEES CLAU





Ensenyar evolució


Ensenyar nutrició

Ensenyar

4 IDEES CLAU

Gossos per la defensa, gossos per la cacera, gossos per a carreres, gossos per fer companyia, gossos per tirar de trineus, gossos per a ..., D’on han sortit tants gossos ? Han existit sempre ?.Cóm s’ha pogut originar tanta diversitat ?

Què en sabem?

La resistència als antibiòtics és un fenomen pel qual un bacteri esdevé resistent a l’activitat del fàrmac. És el cas de l’espècie bacteriana Salmonella que era extremadament sensible a l’antibiòtic cloramfenicol i en l’actualitat n’és resistent.Què en penseu? Seleccioneu i justifiqueu la vostra resposta.

a. Inicialment els bactèries eren sensible a l’antibiòtic, però per tal de sobreviure en la seva presència han hagut de desenvolupar mecanismes de defensa. Amb el temps s’han fet resistents.

b. La presència en el medi de l’antibiòtic representa una alteració en l’ambient. Els canvis a l’ambient provoquen canvis en els organismes. Així, que hi hagi antibiòtic al medi ambient fa que els bacteris canviïn, es facin resistents i s’hi adaptin.

c. En una població de bacteris n’hi ha de molt diferents. Alguns poden ser resistents a l’antibiòtic quan aquest entra en contacte per primera vegada amb la població. Si es multipliquen els bacteris resistents els descendents també ho seran.

Què en sabem?

Les preguntes mereixen una explicació ...

Les preguntes mereixen una explicació ...

... en termes de SELECCIÓ ARTIFICIAL

Des de fa 14.000 anys els humans ha anat encreuant i seleccionant els gossos segons els seus interessos. Els resultats d’aquest procés ens són força familiars i no cal descriure’ls. Aquest procés és la selecció artificial.

Els criadors han escollit com a progenitors per a la següent generació només a aquells individus de la població que posseeixen en major grau aquells caràcters que es volen obtenir en la descendència. I això ho han repetit al llarg de moltes generacions (...)

Introduïm continguts

Des de fa 14.000 anys els humans ha anat encreuant i seleccionant els gossos segons els seus interessos. Els resultats d’aquest procés ens són força familiars i no cal descriure’ls. Aquest procés és la selecció artificial.

Els criadors han escollit com a progenitors per a la següent generació només a aquells individus de la població que posseeixen en major grau aquells caràcters que es volen obtenir en la descendència. I això ho han repetit al llarg de moltes generacions (...)

En només 100 anys, l’aparença dels gossos dachshund, com veus en els dibuixos de mes a baix, ha canviat força a causa dels interessos dels criadors.

a Identifica les variacions que ha sofert aquesta varietat de gossos.b Quina creus que és la utilitat de la nova aparença dels gossos dachshund ?c Explica de quina manera han hagut d’actuar els criadors per aconseguir aquestes variacions? d Si fossis un criador, de quina manera intentaries aconseguir que els gossos dachshund recuperessin l’aparença de fa 100 anys ?.e Els dachsund, els doberman, els bulldog, ... provenen d’un mateix precursor. Explica els criteris amb que es pot obtenir gossos com els llebrers.f Coneixes algun altre exemple semblant de variabilitat domèstica ? Pots interpretar-lo després del que hem treballat en relació als gossos ?


Quan els humans intervenen afavorint la reproducció (o multiplicació en el cas dels bacteris) d’un tipus portador d’una característica, alteren la composició de la població natural. Al final del procés, que pot durar vàries generacions, la població s’ha transformat i tots els organismes són portadors d’aquella característica.

Un antibiòtic rarament mata tots els bacteris que hom voldria. Els bacteris que sobreviuen, resistents a l’antibiòtic, comencen a reproduir-se. La reproducció en els bacteris es fa d'una manera molt ràpida, i si continua l’efecte selectiu (la presència de l’antibiòtic) la població canviarà ràpidament i en poc temps es reconstrueix amb individus sobre els quals l'antibiòtic no té ja efecte.

Una població així es diu que és resistent a l'antibiòtic. (...)


Quan els humans intervenen afavorint la reproducció (o multiplicació en el cas dels bacteris) d’un tipus portador d’una característica, alteren la composició de la població natural. Al final del procés, que pot durar vàries generacions, la població s’ha transformat i tots els organismes són portadors d’aquella característica.

Un antibiòtic rarament mata tots els bacteris que hom voldria. Els bacteris que sobreviuen, resistents a l’antibiòtic, comencen a reproduir-se. La reproducció en els bacteris es fa d'una manera molt ràpida, i si continua l’efecte selectiu (la presència de l’antibiòtic) la població canviarà ràpidament i en poc temps es reconstrueix amb individus sobre els quals l'antibiòtic no té ja efecte.

Una població així es diu que és resistent a l'antibiòtic. (...)

Als bacteris es donen mutacions espontànies. Una d'elles converteix al bacteri portador en resistent a l'estreptomicina. Aquesta mutació NO TÉ RES A VEURE amb la presència de l’antibiòtic al medi. La taxa d'aparició d'aquesta mutació no és alta, 1 bacteri mutant cada 100 milions de cèl·lules. En el cultiu amb 2.000 milions de bacteris, n’esperaríem 20 de resistents a l'estreptomicina degut a aquestes mutacions espontànies. Vegem que succeeix en el cultiu quan hi ha selecció artificial. Primer s'afegeixen unes gotes d'estreptomicina que destrueix tots els bacteris excepte les portadores de mutacions resistents. Però aquests bacteris supervivents començaran immediatament a reproduir-se i, en unes hores, obtindrem com al principi 2.000 milions de bacteris, però ara tots resistents a l'estreptomicina.

a Quin és el paper de la selecció artificial en aquesta situació ? Explica'l.b Hi ha persones que pensen que les mutacions apareixen per necessitat de sobreviure. Utilitza l'exemple anterior per argumentar la falsedat d'aquesta opinió.


de la Selecció artificial

Els criteris dels criadors

de la Selecció artificial a la Selecció natural

Els recursos nutritius

Els depredadors

L’espai vital

Les condicions de vida

(...)

Els criteris dels criadors

FETS

IDEES

2.Introduïm continguts

Els talps acostumen a excavar galeries subterrànies. La seva vida es desenvolupa a la foscor.

Quan estudiem el sentit de la vista en aquests animals observem que mostren una forta atròfia dels ulls. Com interpretes aquest fet? Per què creus que tenen els ulls atrofiats?


Els talps acostumen a excavar galeries subterrànies. La seva vida es desenvolupa a la foscor.

Quan estudiem el sentit de la vista en aquests animals observem que mostren una forta atròfia dels ulls. Com interpretes aquest fet? Per què creus que tenen els ulls atrofiats?

A Amèrica del Sud, un rosegador excavador, el tuco-tuco o Ctenomys, mostra hàbits més subterranis que el talp; em va assegurà un espanyol, que els havia caçat amb freqüència, que molt sovint eren cecs. Un que vaig conservar viu, certament ho era. La causa, com va demostrar la dissecció, havia estat la inflamació de la membrana nictitant. Com la inflamació freqüent dels ulls ha de ser perjudicial per a qualsevol animal i com els ulls no son, per cert, indispensables per als animals amb hàbits subterranis, una reducció de la seva mida, juntament amb l'adhesió de les parpelles i la pell sobre ells, podria en tal cas constituir un avantatge.


Extret de L'origen de les espècies per selecció natural (Charles Darwin )

La teoria de la selecció natural va ser proposada per Charles Darwin (1809-1882). Possiblement el viatge que Darwin va fer de jove al voltant del món va despertar en ell l’interès per la diversificació dels organismes i pel procés que origina les espècies. L’observació de la flora i fauna de Sudamèrica, i especialment de les Illes Galápagos, fou decisiva en l’elaboració de la teoria de la selecció natural per explicar el fet de l’evolució.

Aquesta teoria es va publicar el 24 de novembre de 1859 en el llibre anomenat L’origen de les espècies. Havien passat prop de 30 anys, dedicats a l’estudi i al aprofundiment en les seves idees, des del seu viatge al voltant del món.


1 Les poblacions d’organismes tenen un potencial reproductor que les pot conduir a un creixement exponencial. Però, en canvi, en períodes no massa llargs de temps el número d’individus d’una població es manté aproximadament constant.



Les poblacions de talps tenen capacitat per anar augmentant el nombre d’individus que les composen, ja que neixen més animals dels que arriben a adults.




2 Això es degut a que les condicions de vida limiten el creixement de les poblacions. L’entorn (característiques ambientals) dels organismes ha experimentat canvis constants a través del temps geològic.

Només una part de la descendència d’una població viu per a produir descendència (no totes les cries arriben a adults, no tots els adults arriben a reproduir-se). Aquest fenomen és la lluita per a l’existència, els organismes han de superar les condicions que els imposa el medi on viuen.






Al llarg de la vida dels talps poden haver episodis on falta l’aliment, es poden produir alteracions de les condicions climàtiques, poden existir malalties, es pot accentuar l’acció dels depredadors... Tots aquests factors provoquen que no tots els talps nascuts arribin a adults (i no tots els adults aconsegueixen deixar descendència).


3 Els individus d’una població no són tots iguals, mostren variacions (característiques diferencials) que són heretables.

Aquests factors, les condicions del medi, no afecten a tots els talps per igual, ja que entre els individus que composen la població hi ha diferències. Alguns són més espavilats per trobar aliment, altres tenen uns hàbits que els permeten passar desapercebuts pels depredadors, ... També hi ha diferències morfològiques que afecten als òrgans i a les parts del cos

4 El medi imposa unes condicions difícils per a la vida dels organismes. Segons com sigui aquest medi, algunes característiques dels organismes seran favorables (permetran desenvolupar activitats que proporcionen èxit, arribar a adult i deixar descendència), mentre que d’altres seran desfavorables (ser portador d’aquells característica representa un perjudici per arribar a adult o produir descendència.

Si els talps que mostren hàbits subterranis tenen uns ulls força desenvolupats i oberts, és possible que la sorra, les pedretes, els causin no únicament molèsties sinó també irritacions i petites ferides als teixits superficials dels ulls. Poden tenir infeccions de la vista i això pot perjudicar la seva qualitat de vida. Altres talps que han nascut amb els ulls més petits i amb les parpelles més desenvolupades no patiran aquestes alteracions.


5 Els individus portadors de característiques favorables produiran més descendència que altres individus que no tenen aquestes característiques; en conseqüència els individus que són portadors de característiques desfavorables produeixen menys descendència en relació a la resta de la població. Aquest procés s’anomena selecció natural i provoca que la població vagi canviant poc a poc, generació rere generació. Es diu que pateix un procés d’adaptació, d’acomodació gradual al medi on viu.

Entre la població de talps no tots els animals tindran el mateix èxit reproductor. Es reproduiran i deixaran més descendència aquells que estiguin més dotats per viure en el seu medi.

En l’exemple que estem estudiats estan més dotats els que no estiguin malalts ni sofreixin alteracions. En relació als ulls això vol dir que surten afavorits els que tenen els ulls petits i més tancats. Després de diferents generacions en què estiguin afavorits els talps que de forma natural tenen els ulls reduïts, aquest caràcter es generalitzarà entre la població. Això no passaria si per sobreviure en el seu medi (en aquest cas el medi subterrani) el sentit de la vista fos important.


6 La selecció natural, que treballa a partir de la variabilitat present en els individus d’una població, causarà després de moltes generacions la transformació de la població. A la població cada cop seran més freqüents els individus que acumulen característiques favorables (en relació al medi en què els organismes viuen) mentre van desapareixent les característiques desfavorables.

Aquests canvis provocats per la selecció natural són responsables de l’aparició de noves espècies (diferents de les originàries).

La selecció natural provocarà que les poblacions de talps, degut als hàbits subterranis, tendeixin a estar composades per individus amb els ulls petits i atrofiats. Però la selecció natural també actua sobre d’altres característiques dels talps. Per exemple aquests animals mostren unes potes davanteres que semblen especialment dissenyades per excavar. Possiblement el procés que ha afavorit la seva transformació és similar al de l’atròfia progressiva dels ulls.

Així els talps estan adaptats a la visa subterrània.


Com explicaria la teoria de la selecció natural l’existència d’una membrana interdigital entre les aus nedadores ? Repasseu un a un els passos de l’explicació del mecanisme proposat per Darwin i aplica’l a les potes de les aus (com hem fet amb els talps)






Al llarg de la vida dels talps poden haver episodis on falta l’aliment, es poden produir alteracions de les condicions climàtiques, poden existir malalties, es pot accentuar l’acció dels depredadors... Tots aquests factors provoquen que no tots els talps nascuts arribin a adults (i no tots els adults aconsegueixen deixar descendència).





(...)


FETS

IDEES

3. Què estem aprenent?

La llista següent resumeix les idees clau dels diferents enunciats de la teoria de la selecció natural.Potencial reproductorLluita per l’existènciaVariacions en els caràcters d’una espècieCaracterístiques favorables i desfavorablesCondicions ambientalsSelecció naturalAdaptacióAparició de noves espècies

Digueu el significat de cadascun dels termes.

Què estem aprenent?

La llista següent resumeix les idees clau dels diferents enunciats de la teoria de la selecció natural.Potencial reproductorLluita per l’existènciaVariacions en els caràcters d’una espècieCaracterístiques favorables i desfavorablesCondicions ambientalsSelecció naturalAdaptacióAparició de noves espècies

Digueu el significat de cadascun dels termes.

Connecteu tots els conceptes anteriors en un mapa conceptual. Si us cal, n’afegiu algun de més.


a. Imagina que quan arribes a casa et pregunten que heu fet avui a l'Institut (Quines preguntes !). I tu els has d'explicar això de la selecció natural, l’adaptació i la variabilitat genètica. Prova de fer-ho en un màxim de 15 línies i, està clar, posa algun exemple perquè ho entenguin millor ...


a. Imagineu que en arribar a casa us pregunten que heu fet avui a l'Institut (Quines preguntes !). I vosaltres els heu d'explicar això de la selecció natural, l’adaptació i la variabilitat genètica. Proveu de fer-ho en un màxim de 15 línies i, està clar, poseu algun exemple perquè ho entenguin millor ...

b. Hi ha relació entre l’exemple de selecció domèstica que ha afectat als gossos i el de selecció natural que ha afectat a la membana interdigital de les aus nedadores? Expliqueu-ho.


a. Imagina que quan arribes a casa et pregunten que heu fet avui a l'Institut (Quines preguntes !). I tu els has d'explicar això de la selecció natural, l’adaptació i la variabilitat genètica. Prova de fer-ho en un màxim de 15 línies i, està clar, posa algun exemple perquè ho entenguin millor ...

b. Hi ha relació entre l’exemple de selecció domèstica que ha afectat als gossos i el de selecció natural que ha afectat a la membrana interdigital de les aus nedadores? Explica-ho.

c. Quina diferència hi ha entre la selecció natural i la selecció artificial? Expliqueu-ho fent servir exemples (no podeu fer servir els que acabem de treballar, en busqueu d’altres!)


FETS

IDEES

4. Què som capaços de fer ara?

Si hi ha alguna característica que tothom identifica com a pròpia de les girafes, aquesta és el seu llarg coll. Al llarg de la història de la ciència s’han proposat diverses “solucions” per explicar com han pogut desenvolupar tant aquesta part del seu cos. Perquè les girafes tenen el coll tan llarg? Doncs bé, tot seguit, després d’una introducció comuna teniu dues explicacions. Feu grups de tres i llegiu els textos. Després discutiu quin d’ells correspon a les idees de Charles Darwin, és a dir, fa intervenir la selecció natural. Expliqueu-ho.

Es proposa que en les antigues poblacions naturals de girafes n’hi havia de tota mena, unes amb el coll més llarg i altres amb el coll més curt. Les girafes s’alimenten de fulles dels arbres. En èpoques de manca d’aliment, es veuen obligades a menjar les fulles dels brots més alts.

Què som capaços de fer ara?

Explicació A Explicació B

Llavors les girafes han d’estirar el coll per arribar al seu aliment. A força d’estirar i estirar, i de repetir aquesta acció contínuament, el coll de les girafes es va allargant. Les girafes es van adaptar així a les circumstàncies.

Aquesta característica adquirida per les girafes al llarg de la seva vida, a causa de l’esforç que haurien d’haver realitzat per arribar a les parts més altes dels arbres, es transmet a la descendència. Així, les girafes descendents de les que havien estirat el coll, neixen amb el coll una mica més llarg. Si al llarg de la seva vida, havien d’estirar més el coll, aquest el hi creixia novament i transmetien a la descendència la nova modificació.

A aquests brots no poden arribar totes les girafes. Les que tenen el coll més curt tindran dificultat per alimentar-se, és possible que estiguin mal nodrides i es posin malaltes; el més probable és que morin.

Si aquesta situació dura suficient temps, l’ambient estarà afavorint la vida, i per tant la reproducció de les girafes amb el coll més llarg. Aquestes es reproduiran i és d’esperar que els seus descendents s’assemblin als progenitors i també mostrin el coll llarg. Si això es repeteix al llarg de diverses generacions :- desapareixeran les girafes que tenen el coll més curt,- la mitjana de la longitud del coll de les girafes s’allargarà perquè només es reproduiran les que tenen el coll més llarg.


b. Diverses espècies vegetals (tant herbes com arbusts i arbres) fan servir el vent per a la dispersió de les seves llavors. En alguns casos aquestes llavors sembla que tinguin veritables ales que afavoreixen el seu transport pel vent. Podeu donar alguna explicació a aquest fenomen?


b. Diverses espècies vegetals (tant herbes com arbusts i arbres) fan servir el vent per a la dispersió de les seves llavors. En alguns casos aquestes llavors sembla que tinguin veritables ales que afavoreixen el seu transport pel vent. Podeu donar alguna explicació a aquest fenomen?

c. Hi ha un grup d’insectes a la naturalesa que mostren una forma i un color que imiten perfectament l’aparença de les fulles de les plantes de l’entorn en què viu. Es tracta d’animals de moviments lents i que tenen l’hàbit de restar immòbils en presència d’algun perill.Cal que expliqueu com es poden haver desenvolupat tant l’aparença d’aquests insectes com el seu comportament.


(..)

L’evolució com un fet

Biografia de Darwin

El viatge amb el Beagle

Els antecedents (Lamarck ...)

Creacionisme/Evolucionisme

Evidències de l’evolució

(...)

Ensenyar Evolució (ESO)

Health & Medicine

Transcript of Ensenyar Evolució (ESO)