Retroalimentación respiración 2022

SEMINARIO COMPRENSIÓN DE LO VIVO

RESPIRACIÓN

De soplo vital a problema de conocimiento

Retroalimentación y valoración de escritos- Abril 2022

LA RESPIRACIÓN EN LOS MILPIÉS: UN PROBLEMA DE CONOCIMIENTO Respiration in millipedes: A knowledge problem Leonardo Escamilla, Jason Solano, Brayan Saavedra Estudiantes Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales, Departamento de Física, Universidad Pedagógica Nacional, Bogotá D.C., Colombia.

Resumen: La respiración es comprendida y relacionada en el contexto de lo vivo como un proceso de inhalación - exhalación e intercambio de sustancias gaseosas. En los artrópodos dichos procesos ocurren de manera distinta a la generalmente entendida en los humanos. En

Comentado [IVO1]: Excelente escrito, su estructura, organización y redacción en término generales, permiten dar cuenta de las construcciones desarrolladas por el equipo y los diferentes momentos que hicieron parte de la ruta explicativa, los referentes teóricos empleados son pertinentes y permiten organizar la experiencia.

Se recomienda fortalecer la redacción realizando ejercicios de relectura a fin de detectar redundancias, algunos detalles de ortografía y de redacción.

CALIFICACIÓN: 49 Comentado [IVO2]: La redacción de esta oración es confusa

ese orden de ideas, dentro del seminario La Comprensión de lo Vivo de la Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales de la Universidad Pedagógica Nacional, se llevó a cabo un trabajo encaminado a la comprensión del fenómeno de la respiración en un organismo perteneciente al grupo de los artrópodos. Se realizó una salida de campo en la cual se hizo la selección de un diplópodo como objeto de estudio, sobre el que se efectuó una exhaustiva investigación bibliográfica relacionada con las estructuras, sustancias y recorridos implicados en la respiración de dicho organismo. Resultado del ejercicio de distinción y delimitación del fenómeno de la respiración en los diplópodos, se recogió la información consultada y se hizo un trabajo explicativo por medio de la representación y modelización de un artefacto que respondió a la pregunta problema ¿Cómo son los recorridos y qué estructuras están implicadas en el intercambio de gases de un diplópodo? Finalmente, se logró dar respuesta a dicho cuestionamiento partiendo de la comprensión del fenómeno de la respiración como un problema de conocimiento.

Palabras Clave: Diplópodos, respiración, artificialización, conocimiento, sistema traqueal.

Abstract: Breathing is emergent and related in the context of the living as a process of inhalation - exhalation and exchange of gaseous substances. In arthropods, these processes occur in a different way than is generally understood in humans. In that order of ideas, within the seminar The Understanding of the Living of the Master's Degree in Teaching Natural Sciences of the National Pedagogical University, a work was carried out aimed at understanding the phenomenon of breathing in an organism belonging to the group of the arthropods. A field trip was carried out in which a diplopod was selected as the object of study, on which an exhaustive bibliographical investigation was carried out related to the structures, substances and pathways involved in the respiration of said organism. As a result of the exercise of distinction and delimitation of the phenomenon of respiration in diplopods,

Comentado [IVO3]: Incluir un conector de causalidad

the consulted information was collected and an explanatory work was carried out through the representation and modeling of an artifact that answered the problem question: How are the routes and what structures are involved in the gas exchange of a diplopod? Finally, it will be modified to answer this question based on the understanding of the phenomenon of breathing as a problem of knowledge.

Keywords: Diplopods, respiration, artificialization, knowledge, tracheal system.

1. Introducción.

Las construcciones que aquí se consignan recogen elementos de tipo metodológico, teórico y práctico sobre los cuales se optó primeramente por caracterizar el ecosistema que se tuvo en cuenta en la investigación relacionada con la especie seleccionada de tipo diplopoda; posterior a una prudente delimitación del cuadrante se realizó la selección y caracterización del milpiés.

Con base en lo anterior se debía entonces también obtener información concerniente a las sustancias involucradas y las condiciones del ambiente en función de las actividades vitales de este.

Con base en los anteriores datos iniciales se realizó entonces una ruta de trabajo que permitió la proposición de hipótesis, generación de preguntas y planteamiento de un problema en torno al eje de la respiración. Fue necesario entonces delimitar las características asociadas al diplópodo de tal forma que permitiera mostrar relaciones entre las partes que lo componen internamente así como los mecanismos que le permiten al diplópodo el aprovechamiento de las sustancias exteriores (aire) para su locomoción y dinámica general. Posteriormente se distinguieron elementos que dieron paso a una artificialización de los recorridos del aire y las estructuras internas del diplópodo que permiten que se den tales recorridos.

2. Materiales y métodos.

2.1. Salida de campo.

El grupo se citó a las 7:00 de la mañana del día 12 de febrero del 2022, una vez todos los asistentes llegaron al lugar de encuentro se dispuso a realizar el viaje desde la Universidad Pedagógica Nacional hasta el Parque Ecológico Laguna El Tabacal (72.5Km). Al llegar a la laguna el grupo realizó una contextualización sobre las características e historia del lugar, teniendo en cuenta aspectos culturales, sociales, geográficos, y su composición de flora y fauna.

Comentado [IVO4]: Revisar la redacción de esta parte de la oración Comentado [IVO5]: Revisar la redacción de esta oración ya que es confusa

Se comenzó el recorrido dispuesto por las autoridades del parque, durante el cual fue posible identificar aspectos relacionados con las especies vegetales, así como su disposición y organización espacial. Adicionalmente, se hizo la identificación de ciertos artrópodos y sus características morfológicas, en algunos casos, esta identificación fue indirecta haciendo uso de señales propias del ambiente (plantas comidas, exoesqueletos abandonados, etc). Dicho recorrido se hizo entre las 10:00 am y las 3:30 pm (aproximadamente), bajo condiciones climáticas soleadas, poca o nula probabilidad de lluvia y una temperatura promedio de 18 a 22°C. 2.2. Búsqueda y elección del artrópodo.

Aproximadamente a las 2:30 pm se llevó a cabo la elección de un cuadrante en el que fue posible ubicar al artrópodo que pasó a ser el objeto de estudio del grupo de trabajo. Dicho organismo fue identificado inicialmente como un milpiés (ver imagen 1). El cuadrante se caracterizó por la alta presencia de vegetación, en el suelo había una gran cantidad de hojarasca en estado de descomposición y sobresalía un tronco de árbol, también en estado de descomposición. Con la ayuda de pinzas de laboratorio se logró partir el tronco en dos y de esta manera se localizó al milpiés, el cual se encontraba enrollado, característica que permitió el planteamiento de una hipótesis inicial relacionada con un mecanismo de defensa que han desarrollado estos organismos ante la presencia de posibles depredadores. Posteriormente, el milpiés fue ubicado en una caja de petri para la realización de observaciones iniciales y la toma de fotografías que serían parte fundamental de la siguiente parte del trabajo.

Imagen 1. Milpiés en Laguna El Tabacal. Fotografía tomada por Solano, J. (2022).

2.3. Ruta conceptual y metodológica.

Para que el grupo tuviera una línea de trabajo específica encaminada al desarrollo del módulo respiración, se llevó a cabo la realización de una ruta conceptual y metodológica (ver imagen 2) que reuniera cada una de las fases propias de la experiencia en torno a la respiración de un milpiés como un problema de conocimiento. Inicialmente se realizó una caracterización del Parque Ecológico Laguna El Tabacal, para después delimitar un cuadrante y seleccionar un artrópodo en particular (milpiés), como se mencionó anteriormente. El siguiente paso fue la

Comentado [IVO6]: Redacción

caracterización de dicho organismo teniendo en cuenta las condiciones del ecosistema en el que fue encontrado, así como su morfología y las estructuras, sustancias y recorridos implicados en su proceso de respiración, todo esto partiendo de un ejercicio grupal de documentación y búsqueda de información en diferentes fuentes.

Con base en ese ejercicio de revisión documental, surgieron algunas preguntas iniciales como: ¿Respira el milpiés?, ¿el milpiés inhala y exhala?, ¿qué órganos están involucrados en la respiración del milpiés? Las cuales se fueron delimitando a lo largo de las sesiones de clase para finalmente formular un interrogante central: ¿Cómo son los recorridos y qué estructuras están implicadas en el intercambio de gases de un diplópodo?, cuestionamiento que se trataría de responder y aclarar por medio del diseño de una artificialización, la cual se compartiría con los demás compañeros de clase y sería retroalimentada por los profesores a cargo del seminario La comprensión de lo vivo.

Imagen 2. Ruta conceptual y metodológica. Elaborada por Saavedra, B. (2022).

2.4. Investigación de metadatos.

Para la investigación se hizo uso de datos e información ya disponible en internet, mediante la utilización de palabras clave relacionadas con la información requerida se consultaron diversas revistas científicas, artículos investigativos, ensayos, entre otros documentos. Los metadatos dispuestos en cada uno de los archivos consultados fueron recopilados y organizados conforme a la ruta conceptual y metodológica mencionada anteriormente. Adicionalmente, se organizó y diseñó una presentación que contuviera toda la información consultada, analizada y recolectada, de forma que se pudieran presentar avances y se realizara una retroalimentación y evaluación sobre el trabajo realizado. Se documentaron las referencias bibliográficas y se respetaron los derechos de autor del texto e imágenes utilizadas tanto en la presentación como en el escrito final.

3. Resultados.

3.1. Caracterización del ecosistema.

En cuanto a las características del aire disponible en la zona de estudio se encontró que está compuesto por un 78% de nitrógeno (N), 21% de oxígeno (O) y 1% de argón (Ar) aproximadamente. Además, dependiendo de las condiciones de pluviosidad, humedad y composición vegetal, puede contener de un 0.1% (zonas áridas y con poca pluviosidad y humedad) a un 4% de vapor de agua.

En un nivel más específico, relacionado con las condiciones ecosistémicas en las que se encuentran los diplópodos, el aire disponible a nivel del suelo contiene grandes contenidos de dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4), relacionado con los procesos de descomposición de materia orgánica proveniente, en su mayor parte, de la vegetación en el lugar.

Teniendo en cuenta que los diplópodos son organismos que se encuentran inmersos en la capa superficial del suelo (no más de 1m de profundidad) y dentro de troncos en descomposición, donde las corrientes de aire son escasas, se debe tener en cuenta que la ventilación de dichos lugares es poca o nula. En estos microambientes la cantidad de dióxido de carbono y de metano es mucho mayor, incluso la concentración del CO 2 alrededor del organismo es tan altaque está involucrada en los procesos de respiración por medio de las diferencias en concentraciones (difusión pasiva).

3.2. Caracterización del milpiés.

Taxonomía.

Mediante una clave de taxonomía dicotómica, es decir, clasificación en taxones a partir de la presencia o ausencia de algún rasgo morfológico característico de los grupos taxonómicos, se logró identificar hasta el superorden del individuo. En primera instancia la clasificación se estableció dentro del subfilo Myriapoda (milpiés, ciempiés y parientes), y luego, debido a la característica morfológica de tener dos pares de patas por segmento, se hizo una delimitación en la clase Diplópoda. Dentro del grupo de los diplópodos existen las dos subclases Chilognatha (no peludos) y Penicillata (peludos), por lo que el organismo de estudio se ubicó dentro del grupo de los chilognatha. Finalmente, dada la forma cilíndrica y larga del milpiés seleccionado, se establecieron los grupos Helminthomorpha, Eugnatha y Juliformia (Fernandez, et.al. 2018). Considerando que el objetivo de la investigación no fue dilucidar en su totalidad la taxonomía del organismo, el grupo de trabajo decidió establecerse dentro de este taxón, pues las relaciones filogenéticas entre los tres órdenes existentes dentro delsuperorden Juliformia no se han resuelto y existen diversas teorías sobre algunos autores al respecto (Sierwald, et.al., 2003).

Comentado [IVO7]: Es necesario señalar que esta descripción del aire en la zona es producto de una revisión bibliográfica ya que por la redacción parecería que se hizo alguna medición

Morfología.

Con base en lo anterior, se debe tener en cuenta que los organismos que pertenecen a la clase diplópoda se caracterizan por tener un cuerpo dividido en cabeza y tronco. La cabeza (ver imagen 3) es una estructura dorsalmente convexa y ventralmente aplanada, en ella se encuentran los organos visuales del milpiés, que son conocidos como ocelos y tienen la facilidad de captar la presencia de luz gracias a que poseen células fotosensibles, sin embargo, no pueden captar la presencia de objetos como tal (Moreno, 2013).

Imagen 3. Cabeza del milpiés. Recuperada de: https://www.bioscripts.net/zoowiki/temas/25D.html.

El tronco de los diplópodos se divide en dos, por un lado el tórax y por otro lado el abdomen.

El tórax está dividido en cuatro segmentos (metámeros) simples, el primero de ellos recibe el nombre de collum, que sería el cuello del organismo y no posee apéndices (patas), los otros segmentos poseen un único par de apéndices (cada uno). A partir del segmento cinco es posible ubicar el abdomen del diplópodo y de ahí en adelante cada uno de ellos posee dos pares de apéndices específicamente, por lo que reciben el nombre de diplosegmentos. Los segmentos que se encuentran en la parte caudal del organismo no poseen apéndices, característica que les otorga el nombre de ápodos (Moreno, 2013).

Imagen 4. Tronco del milpiés, división en tórax y abdomen. Recuperada de: https://www.artroposfera.com/todo-sobre/milpi%C3%A9s/anatom%C3%ADa/.

Sistema respiratorio.

Como principal fuente de información se utilizó el estudio realizado por Hilken y colaboradores en el año 2021, en el cual se hizo la descripción en su totalidad del sistema traqueal de algunas especies dentro del orden Scutigeromorpha mediante la disección,

maceración y visualización usando escaneo de microscopía electrónica. Adicionalmente, se hicieron afirmaciones sobre las relaciones evolutivas del sistema respiratorio dentro de los miriápodos (milpiés, ciempiés y parientes), de las cuales se prescinde de la idea de Hilken en 1998 sobre la evolución convergente del sistema respiratorio de los taxones Scutigeromorpha, Pleurostigmophora, Dignatha (Diplopoda + Pauropoda), y Symphyla, por lo que podemos hacer la afirmación de que los sistemas traqueales vistos, analizados y utilizados para el trabajo son muy similares a los que presenta el milpiés objeto de estudio.

Espiráculo.

Los espiráculos (ver imágenes 5, 6 y 7) son estructuras ubicadas por pares bajo el terguito y sobre la coxa de las extremidades de los diplópodos, es por esto que en los últimos metámeros ápodos y en la cabeza, no existe la presencia de espiráculos. Esta estructura conecta el exterior del organismo con el interior de todo el sistema respiratorio, por lo que se considera el inicio y la entrada de dicho sistema y del proceso de respiración. El espiráculo es descrito como un “cráter” en el exoesqueleto quitinoso del organismo, en ocasiones tiene proyecciones del mismo que recubren parte de dicho cráter. En su interior, se encuentran millones de vellosidades que sirven como filtradores del aire que ingresa al sistema respiratorio, de forma que no entren partículas que puedan ser nocivas para el artrópodo.Dado que el espiráculo es una conformación del exoesqueleto, dicho cráter tiene la capacidad de cerrarse y abrirse, por lo que depende de los músculos atados a la vellosidades y a la estructura subyacente al espiráculo para controlar la entrada y salida del aire, tanto así que se han registrado espiráculos con vellosidades mucho más largas y que se proyectan por fuera del mismo.

Imagen 5. Vista lateral de los espiráculos de algunas especies de Diplópodos. A: Aethalosoma solum; B: Dicranogonus sp; C: Notodesmus scotius; D: Pogonosternum sp. Barra de escala en todos los casos 0.05 mm. Tomada y adaptada de Mesibov (2009).

Imagen 6: Vista lateral de los espiráculos de algunas especies de Diplópodos. A: Asiomorpha coarctata; B: Akamptogonus novarae; C: Somethus mesibovi; D: Somethus tasmani. Barra de escala en todos los casos 0.05 mm. Tomada y adaptada de Mesibov (2009).

Imagen 7: Vista lateral de los espiráculos de algunas especies de Diplopodos del género Dasystigmia. A: D. bonhami; B: D. huonense; C: D. margaretae; D: D: D. margaretae; E: D. tyleri. Barra de escala en todos los casos 0.25mm. Tomada y adaptada de Mesibov (2003).

Tubo al atrio.

El tubo al atrio (ver imagen 8) es una estructura tubular en cuyo interior se encuentran las vellosidades que se pueden ver desde el espiráculo, es también la estructura encargada del ingreso y salida de aire a partir de contracciones, pues es una estructura mucho más flexible

que el espiráculo. Es la estructura encargada de conducir el aire desde el exterior del organismo, por el espiráculo hacia el atrio.

Imagen 8: Vista interior del tubo al atrio en diferentes especies de Diplópodos. A: Scutigera coleoptrata; B: Parascutigera festiva; C: Allothereua maculata; Abreviaciones: tu: tubo al atrio, tr: tráqueas, a: atrio.

Tomada y adaptada de Hilken et. al. (2021).

Atrio.

El atrio (ver imagen 9) es una cavidad quitinosa con forma de “caja hueca” conectada desde el tubo al atrio a todas las tráqueas que hacen parte del sistema respiratorio, dicha estructura tiene la capacidad de almacenar el aire proveniente del espiráculo y el tubo al atrio, para después repartirlo de manera equitativa a las tráqueas, de igual forma, recoge todo el aire proveniente de las tráqueas y lo acumula para su expulsión una vez el espiráculo está abierto.

Además, juega un papel importante en los procesos de respiración y ventilación por medio de las concentraciones de gases que componen el aire. El atrio puede tener diferentes formas, desde “corazones” hasta “tubos” alargados, y dicha forma responde a la cantidad de tráqueas que hagan parte del sistema, además de las necesidades del organismo.

Imagen 9: Vista interior del atrio de algunas especies de Diplópodos. A: Scutigera coleoptrata; B: Allothereua maculata; C: Sphendononema guildingii. Abreviaciones: a: atrio, tr: tráquea. Tomada y adaptada de Hilken et. al. (2021).

Traqueas.

Las tráqueas (ver imagen 10) son estructuras tubulares conectadas en su inicio al atrio, y que llegado a un punto se ramifican en traqueolas. Están conformadas por tendidos que son estructuras esclerotizadas en forma de láminas alargadas que se enrollan sobre sí mismas en forma de espiral y que conforman la forma tubular de la tráquea, de forma que las tráqueas se vean como una estructura tubular anillada. Tienen la función de conducir el aire desde el atrio hasta las traqueolas y viceversa, ampliando el área de alcance y repartición de aire al interior del organismo, sin embargo, esta estructura no permite el intercambio de dicha sustancia, pues está impermeabilizada por quitina.

Imagen 10: Vista interna de las tráqueas de algunas especies de Diplópodos. A: Scutigera coleoptrata, B: Sphendononema guildingii, C: Allothereua maculata, D: Parascutigera festiva. Abreviaciones: a: atrio, tr: tráquea, *Punto de ramificación en traqueolas. Tomada y adaptada de Hilken et. al. (2021).

Traqueolas.

Las traqueolas (ver imagen 11) son estructuras tubulares de muy pequeño diámetro encargadas de llevar el aire hasta las células y los tejidos de todo el organismo. Estas estructuras están conformadas por unas membranas delgadas que permiten el intercambio de gases a nivel celular, por lo que son estructuras muy delgadas y flexibles, permitiéndoles llegar y oxigenar a todos los sistemas del organismo.

Imagen 11: Vista interna de las traqueolas de algunas especies de Diplópodos. A: Scutigera coleoptrata, B: Allothereua maculata. Abreviaciones: *: Punto de inicio de las traqueolas. Tomada y adaptada de Hilken et. al. (2021).

3.3. Recorridos y sustancias involucradas.

Dentro de las características específicas asociadas a la respiración del diplópodo surge indispensable el estudio de las sustancias involucradas, además de las estructuras que permiten que se den los recorridos y, más allá, cómo se dan estos recorridos por parte de las sustancias implicadas. Para esto se realizó un trabajo de investigación sobre el cual seencontró demasiada información en torno a las estructuras que hacen posible el continuo recorrido de las sustancias y cómo el diplópodo realiza los procesos de forma específica.

Con base en esto se podría pensar también que el diplópodo puede inhalar y exhalar como lo hacen los humanos y otros seres, sin embargo, el diplópodo carece de este proceso, pues no cuenta con pulmones que se inflen y le permitan almacenar aire para su continuo aprovechamiento, en cambio, el diplópodo realiza el proceso de respiración a través de una serie de estructuras que le permiten, por diferencias de presión entre el exterior y el interior de sí, intercambiar gases para su correcta dinámica vital.

No es sorprendente el hecho de que, aunque el diplópodo carece de pulmones, pueda realizar un proceso de respiración, dado que, a nivel general los artrópodos respiran a través de una serie de mecanismos diferentes a los que poseen los humanos. Inclusive, su proceso de respiración está enmarcado por una respiración de tipo discontinua, la cual se da como un proceso que ocurre por lapsos de tiempo de minutos o incluso horas entre cada intercambio de gases.

Los procesos se dan a través de varias estructuras del diplópodo, empezando por la coraza de quitina que tiene una serie de espiráculos a lo largo de la pared abdominal, los cuales son los encargados de efectuar el intercambio interno - externo de los gases; es a través de estos espiráculos que el aire ingresa al diplópodo hacia el tubo al atrio, el cual se encarga de dirigir el aire hasta el atrio, donde se almacenan estos componentes y son direccionados hacia las

Comentado [IVO8]: redacción

tráqueas, pequeñas estructuras tubulares responsables de la transmisión de los gases deingreso y salida; estas estructuras están conectadas a otras estructuras tubulares más pequeñas llamadas traqueolas, las cuales se encuentran conectadas también con aquellas células responsables de la locomoción directa y aprovechamiento de los componentes gaseosos que ingresan al diplópodo.

Posterior a la transmisión y aprovechamiento de los gases se produce entonces la eliminación del exceso de los gases nocivos para el diplópodo, en este caso, cargados en su mayor parte de dióxido de carbono. Esta eliminación del exceso se produce a través de los mismos caminos por donde ingresó el aire previamente.

4. Artificialización.

La artificialización surge como un proceso que permite modelar y representar de forma experiencial los recorridos que tiene el aire desde el ingreso a través de los espiráculos, así como las direcciones que toma y cómo este, a través de degradaciones químicas, físicas y biológicas, vuelve a salir (por diferencia de presión) del cuerpo del diplópodo en forma de dióxido de carbono (en su mayor parte).

A continuación, en la imagen 12, se evidencia el modelo que responde a ciertos supuestos, consideraciones, variables y preguntas en torno a la respiración del diplópodo, que se resumen en el interrogante ¿Cómo son los recorridos y qué estructuras están implicadas en el intercambio de gases de un diplópodo?, como se mencionó anteriormente.

Imagen 12: Modelo vista transversal de los procesos de respiración del diplópodo. Fotografía tomada por Escamilla, L. (2022).

En el anterior modelo se evidencian las siguientes estructuras representadas así: ● Émbolo de jeringa de 5ml como ingreso y salida del aire y dióxido de carbono.

● Pompón de lana como espiráculo. ● Jeringa 5ml como el tubo al atrio. ● Manguera inicial como el atrio. ● Mangueras secundarias como las tráqueas. ● Tiras de lana como las traqueolas. ● Jeringas 1ml como paredes celulares encargadas del aprovechamiento y degradación en función de la locomoción del diplópodo.

Con base en las anteriores analogías y representaciones, se dispuso el recorrido mencionado en el apartado anterior, sobre el cual se realizan ciertos procesos en un orden consecutivo, que permiten el ingreso de aire y salida de dióxido de carbono por diferencia de presión. Esta diferencia de presión fue representada por las presiones generadas por el líquido que ingresa, producto de la compresión de la jeringa de 5ml, lo cual permite el flujo de líquido dentro de las mangueras (atrio y tráqueas) con el fin de llegar a las jeringas de 1ml (paredes celulares) donde, por diferencia de presión, el líquido vuelve con una coloración diferente hacia lasalida de la jeringa de 5ml, pasando por los mismos recorridos de forma inversa (paredes celulares, traqueolas, tráqueas, atrio, tubo al atrio, espiráculo y exterior).

El esquema de la imagen 13 da cuenta de una serie de consideraciones a la hora de implementar un modelo en función de un recorrido y unas estructuras específicas. El modelo surge como una interpretación, responde a una serie de inquietudes y funciona para situaciones análogas (Escamilla, 2019). Los recorridos aquí presentados permiten dar cuenta de una serie de parámetros comunes a varias especies, géneros y familias de artrópodos.

Imagen 13: Modelos del sistema Tierra Sol con el grupo de astronomía de la escuela pedagógica experimental. Tomado de Escamilla L, p. 14, 2019.

5. Agradecimientos.

A la reserva ecológica “Laguna el Tabacal” y a la Universidad Pedagógica Nacional por permitir el uso de sus instalaciones para realizar diferentes procesos de aprendizaje y contextualización.

A los profesores Steyner Valencia, Ingrid Ospina y Andrea Toledo por los ejercicios de retroalimentación y evaluación durante toda la investigación, construcción y entendimiento del fenómeno de la respiración.

Referencias bibliográficas: Escamilla, L. (2019). Modelos del sistema tierra - sol con el grupo de astronomía de la escuela pedagógica experimental, p. 12 - 14.

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Giordan, A., et. al. 1988. Conceptos de Biología Tomo I. Madrid: Labor.

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Hilken, G., Rosenberg, J., Edgecombe, G. D., Blüml, V., Hammel, J. U., Hasenberg, A., & Sombke, A. (2021). The tracheal system of scutigeromorph centipedes and the evolution of respiratory systems of myriapods. Arthropod Structure & Development, 60, 101006.

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Comentado [IVO9]: Revisar la correcta escritura de los nombres

EL PROCESO RESPIRATORIO EN LAS HORMIGAS, TRANSFORMANDO MI PERCEPCIÓN DEL MUNDO QUE ME RODEA

María de los Ángeles Castillo1

Resumen Las hormigas y su dinámica respiratoria, representan un asunto que nos despliega un asombroso acercamiento experimental a todo ese maravilloso proceso que se lleva a cabo. Este último como un problema de conocimiento, da cuenta de cómo el espiráculo en estos artrópodos posibilita esa dinámica, haciendo uso de las estructuras presentes en el exoesqueleto de la hormiga que permiten el intercambio de sustancias entre ellas y el exterior.

Abstract The ants and their respiratory dynamics, represent an issue that unfolds an amazing experimental approach to all that wonderful process that takes place.

The latter as a problem of knowledge, realizes how the spiracle in these arthropods enables this dynamic, making use of the structures present in the exoskeleton of the ant that allow the exchange of substances between them and the outside.

Palabras clave: Dinámica respiratoria, exoesqueleto, espiráculo, hormigas, intercambio de sustancias.

Key Word: Respiratory dynamics, exoskeleton, spiracle, ants, substance exchange.

Introducción

Todo lo que se abordó a lo largo del primer módulo del seminario, desde la salida de campo a la Laguna el Tabacal; el laboratorio realizado mediante el cual pude ver al estereoscopio las diferentes estructuras presentes en los artrópodos tales como: el espiráculo, la estructura quitinosa del exoesqueleto, la tráquea, la traqueola, las bolsas de aire; las revisiones que con mi grupo de trabajo realizamos con base en cada uno de los asuntos respiratorios de las hormigas y el avance y visualización de los procesos abordados en el mismo; me permitieron

1. Estudiante Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales, Universidad Pedagógica Nacional

Comentado [1]: El documento recoge algunos de los elementos y reflexiones que hicieron parte del desarrollo del primer módulo del seminario Comprensión de lo vivo, es necesario fortalecer este tipo de textos académicos en aspectos tales como: 1. El tipo de párrafos que se emplean, si bien los párrafos de enumeración son importantes, al ser utilizados como único recurso escritural, hacen que las ideas queden solamente enunciadas sin llegar al nivel de detalle que deben tener estos textos especializados.

2. El uso de las fuentes bibiliográficas las cuales son un elemento central al momento de establecer discusiones y reflexiones que deben estar contenidas dentro del ensayo.

3. La estructura en general del documento y el tipo de texto, el cual debe corresponder para este caso a un ensayo y por su estilo escritural y otros aspectos ya mencionados se presenta como un relato.

4. La extensión de los párrafos y otros detalles de redacción que facilitan o dificultan, dependiendo del uso que se les dé la comperensión de las ideas expuestas.

CALIFICACIÓN: 39

observar desde otro punto de vista lo que concierne al intercambio gaseoso en estos organismos objeto de estudio.

La dinámica respiratoria de los artrópodos, en este caso particular como lo es en las hormigas, desarrollada desde sus características fundamentales me permite conocer en términos de las estructuras cómo se da este proceso. Gracias a su capacidad de adaptación al medio en el cual se encuentren, está dinámica se presenta en todas las hormigas en general. Según Gefaell, J., Regueira, L., y Varela, N (2016): “un rasgo crucial para la adaptación de los insectos al medio es el peculiar sistema respiratorio que posee la mayoría de ellos: el sistema traqueal. Este consiste en un conjunto de tubos internos ramificados que se abren al exterior por orificios y que permiten el intercambio directo de gases entre el medio y los tejidos sin participación directa del sistema circulatorio”.

Resultados y discusión

Con base en lo observado desde la Laguna el Tabacal lo cual despertó en mí un interés particular de cada aspecto en relación a las hormigas y su dinámica respiratoria, me surgen varias preguntas, que van a dar el enfoque del presente escrito: ¿Cuáles son las estructuras responsables del intercambio gaseoso de las hormigas? ¿Cómo este proceso transforma mi percepción hacia el mundo de los artrópodos?. Estás preguntas marcan una ruta a seguir para poder solucionar las problemáticas que surgen y a las cuales necesito darles una respuesta, con base en todo lo que pudimos abordar a lo largo del módulo.

Inicialmente al hacer las observaciones en el estereoscopio pude encontrar diferentes estructuras que me llenaron de asombro, interés y curiosidad. Ver dentro del artrópodo (cucaracha) la estructura de tráquea, traqueola y la espiral tan asombrosa que presenta en su interior (imágenes 1, 2 y 3) me permite observar con mayor amplitud el interior de estos organismos que para mí eran totalmente desapercibidos hasta entonces. Este acercamiento con los artrópodos, ver sus bolsas de aire (imagen 4), ver sus espiráculos (imágenes 5 y 6), observar la simetría que presenta el cuerpo de la hormiga en particular (imágenes 7 y 8) en términos de las estructuras que posee y toda la distribución de su exoesqueleto; me permite pensar en ellas como un maravilloso organismo que posee múltiples estructuras que posibilitan su existencia y su desarrollo como ser vivo, como un organismo que yo desconocía y del que no había despertado un interés particular hasta entonces. Dichas estructuras posibilitan el hecho de dar cuenta de en dónde realmente sucede el intercambio gaseoso, cómo estás estructuras son fundamentales para la realización del proceso, cómo desde lo micro de estos organismos hay tantas dinámicas existentes que eran desconocidas hasta entonces.

Comentado [2]: Te recomiendo construir párrafos más cortos, para evitar que se presenten demasiadas ideas al tiempo pudiéndolo convertir en confuso

Imagen 1: Parte superior de la tráquea por donde ingresa el aire en la cucaracha. Fotografía tomada por Castillo (2022)

Imagen 3: Tráquea observada en el estereoscopio desde el ángulo derecho en la cucaracha. Fotografía tomada por Castillo (2022)

Imagen 5: espiráculos en la cucaracha. Fotografía tomada por Castillo (2022)

Imagen 2: Tráquea y traqueola tomada con estereoscopio en la cucaracha.

Fotografía tomada por Castillo (2022)

Imagen 4: bolsas de aire en la cucaracha.

Fotografía tomada por Castillo (2022)

Imagen 6: espiráculos en la hormiga.

Fotografía tomada por Castillo (2022)

Imágenes 7 y 8: simetría en las hormigas vista desde el costado izquierdo y desde el costado derecho, evidenciando que las mismas estructuras se encuentran a ambos lados de ella y en el mismo luga. Fotografía tomada por Castillo (2022)

Lo mencionado anteriormente, abre un mundo de posibilidades en mi mente, que me permiten observar de manera más consciente, detallada y delicada a todos aquellos organismos que hacen parte de lo vivo, pero que antes de esta experiencia no contemplaba en mis experiencias y conocimientos. Estos organismos transforman positivamente mi percepción para ver el mundo que me rodea, de una manera incluyente y amplia, en la cual puedo percibirlos a cada uno de ellos como no lo hacía antes, puedo entender desde mis particularidades cómo representan una vida, una organización, unas dinámicas internas, unas estructuras determinadas y definidas, que desempeñan funciones específicas que hacen maravilloso y posible sus procesos vitales, desde el intercambio gaseoso, como objeto de estudio del presente escrito.

Conclusiones

Esta experiencia desde la salida de campo hasta la última presentación que como grupo de trabajo realizamos, me permite conocer que el proceso de ventilación en las hormigas es posible, gracias a las diversas estructuras que poseen, que para este caso son sus espiráculos dispuestos simétricamente en su exoesqueleto, que entre otras cosas presenta rigidez y flexibilidad logrando que la apertura y cierre de los espiráculos sea posible, y que son fundamentales para todo lo que tiene que ver con el intercambio gaseoso y su proceso respiratorio. Dichas estructuras, que observamos en el estereoscopio me permitieron entender y conocer el intercambio gaseoso en la especie objeto de estudio del presente escrito.

Todo lo que se evidencio en estos procesos ya mencionados, me permite enriquecer mi quehacer docente, mis conocimientos acerca de las estructuras que poseen no sólo las hormigas sino también las cucarachas y fortalecer el trabajo que puedo llegar a desarrollar en el aula con mis estudiantes.

Bibliografía

● Brusca & Brusca. (2003). Invertebrados. Edición española. Universidad de Complutense de Madrid. ● Calixto, R. (2004). Formas de explicación del proceso de respiración de las plantas. Perfiles educativos, Ciudad de México, v. 26, n. 105-106, p.

125-142, enero 2004.

Disponible en <http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S018526982004000100006&lng=es&nrm=iso>. accedido en 26 marzo 2022. ● Fernández F. (ed.). 2003. Introducción a las Hormigas de la región Neotropical. Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander Von Humboldt, Bogotá, Colombia. XXVI + 398 p. ● Schilman , P. La respiración de los artrópodos con tráqueas. Universidad de California en San Diego. VOLUMEN 17 Nº 100 (AGOSTOSEPTIEMBRE, 2007). ● Gefaell, J.Regueira, L.Varela, N. (2016)Respiración en insectos.

Fisioloxía Animal II, 3º de Grado en Bioloxía. Universidade de Vigo.

EL FENÓMENO DE LA RESPIRACIÓN EN LOS COLEOPTERA Laura Elizabeth Ramírez1 Yeimi Rendón Cumaco2

Resumen El presente artículo es producto del seminario La comprensión de lo vivo de la Maestría en docencia de las ciencias naturales. Expone el diseño de una ruta explicativa para la construcción de una experiencia que diera cuenta del fenómeno de la respiración en el escarabajo Sanjuanero como un problema de conocimiento que aporta a la comprensión de los seres vivos. Desde la observación sensible del mundo natural, pasando por la indagación y cuestionamientos que prescinden de la relación del fenómeno con la experiencia personal inmediata, se intentó artificializar las estructuras, los recorridos y las sustancias implicadas, llegando a construir explicaciones y narrativas que permiten comprender la respiración como un fenómeno complejo que posibilita adentrarse en la fisiología y morfología casi desapercibida de estos pequeños seres vivos.

Palabras Claves Respiración, coleoptera, artificialización, ventilación, sistema traqueal.

Abstract This article is the product of the seminar The understanding of the living of the Master's degree in teaching natural sciences. It exposes the design of an explanatory route for the construction of an experience that would account for the phenomenon of respiration in the Sanjuanero beetle as a problem of knowledge that contributes to the understanding of living beings. From the sensitive observation of the natural world, through the investigation and questioning that disregards the relationship of the phenomenon with immediate personal experience, an attempt was made to artificialize the structures, routes and substances involved, reaching the construction of explanations and narratives that allow us to understand the breathing as a complex phenomenon that makes it possible to delve into the almost unnoticed physiology and morphology of these small living beings.

Key Word Respiration, beetles, artificialization, ventilation, tracheal system

1 2

Licenciada en Biología-Estudiante maestría docencia de las ciencias naturales. Universidad Pedagógica Nacional Licenciada en Química-Estudiante maestría docencia de las ciencias naturales. Universidad Pedagógica Nacional

Comentado [1]: El escrito cuenta con una estructura adecuada que permite comprender con claridad las ideas expuestas por las autoras y da cuenta de las diferentes maneras de proceder del equipo y los desarrollos alcanzados para dar cuenta de la respiración en coleópteros. Las fuentes consultadas son pertinentes y se evidencia una toma de postura acerca de las afirmaciones de otros autores y la manera como se articula con el modelo construido por el equipo.

Se recomienda revisar un poco más la estructura del documento ya que en algunos apartes se desdibuja la ruta explicativa llevada a cabo, y para tener una mayor coherencia con el propósito del módulo articular las experiencias que hicieron parte del trabajo con los Problemas de Conocimiento.

CALIFICACIÓN: 48

INTRODUCCIÓN En el marco del reconocimiento de las características propias de lo vivo, la respiración se presenta como una propiedad intrínseca, que propone relaciones con otros sistemas y además promueve la indagación sobre cómo ocurre en otros organismos, expandiendo la visión antropocéntrica a otras perspectivas y relaciones naturales. Los insectos presentan un grado de complejidad mayor, puesto que hay un desconocimiento latente de las cualidades propias de dichos organismos. O como lo describe François Jacob en su escrito sobre el mecanicismo “la organización sigue representando sólo la complejidad de la estructura visible” (citado en Valencia et al., 2022). Lo desconocido propicia la construcción de explicaciones, que representan obstáculos, si en el proceso de conocer, no trascendemos de las estructuras visibles, o como se menciona en Valencia et al, 2001 basta de enunciar un nombre como razón para hablar de él y que hace innecesario pensarlo como un mundo de transformaciones y de cambios a comprender (p. 37).

En el contexto investigativo, nos identificamos como sujetos de conocimiento, por ello el recorrido que desarrollaremos a continuación es una invitación a percibir a los insectos como organismos complejos, en el que las estructuras internas encargadas de la ventilación y del intercambio gaseoso se organizan y distribuyen para propiciar la conexión y el recorrido del aire en su interior. La distribución del aire se vuelve indispensable para garantizar las necesidades fisiológicas del insecto. Por lo que la propuesta de una ruta explicativa propicia actividades de contraste, de generación de nuevas ideas, de construcción de conocimiento que problematiza lo que podemos considerar en primera instancia como algo dado por hecho y formar un entramado de procesos que dan un nuevo significado al fenómeno.

Por lo anterior, se desglosan algunas cuestiones conceptuales y esquemas explicativos que problematizan desde su contexto histórico-cultural, el entendimiento del fenómeno de la respiración con la finalidad de categorizarlo como un problema de conocimiento, en razón de que” la respiración es el fuelle del herrero que sustenta la vida biológica y el funcionamiento del espíritu” (Giordan,1988 citado en Valencia, 2022, p.90). Desde la antigüedad, pensadores como Aristóteles consideraban que la vida estaba íntimamente ligada al proceso de respirar (Vitalidad). La pérdida de tal función significa la muerte, pero encontraremos que los cambios conceptuales de los siglos posteriores, el desarrollo tecnológico y el uso de técnicas instrumentales de microscopía, posibilitan conocer otros mecanismos de respiración que distan un poco de lo humano y que se han ido modificando a las condiciones del medio, provocando procesos adaptativos que permitan la supervivencia. Un ejemplo de esto es el mecanismo de ventilación, que ocurre cuando no se garantiza un aporte adecuado de oxígeno a las células por difusión. Los coleóptera son insectos alados con un par de alas anteriores endurecidas conocidas como élitros, que no emplean para el vuelo, cuando emprende el vuelo, se emplean procesos de contracción y dilatación

para lograr la ventilación forzada por medio del desarrollo de los sacos aéreos y la realización de movimientos de los segmentos del tórax y del abdomen (Montés, 2013) Un esquema explicativo difundido desde el siglo XV hasta finales del siglo XVII, y que se mantuvo invariable fue la visión vitalista y esencialista basada en un elemento intrínseco dotado de un algo, ánima, alma, espíritu, energía, que en general denominan vida (Valencia, et al., 2001, p.34) y que se encuentra en todas sus facetas (nacimiento-crecimiento-reproducción-muerte y enfermedad). Otro esquema que predominó durante el siglo XVII se fundó en la respiración como proceso esencial para sostener el calor interno corporal producido por el corazón (idea del fuego interior y del aliento vital) y que constituiría la teoría Pansomática (Giordan, 1988, citado en Valencia, et al., 2022, p. 94) caracterizada por la circulación del aire sin un lugar propio, considerándose un fenómeno general para la totalidad del cuerpo.

A partir del siglo XVII, con el desarrollo de la anatomía en diversas escuelas italianas, se dio “el reconocimiento de los alvéolos, las relaciones entre la tráquea y los bronquios, las trayectorias de las venas, arterias y arteriolas” (Giordan, 1988 citado en Valencia, et al., 2022), y generó, un siglo después, la aceptación del sistema circulatorio, justificado inicialmente por el sistema explicativo del calor interno de Harvey. Esta época estuvo marcada por postulados que localizan la respiración en el pulmón, se establece la circulación de la sangre, se empieza a atacar la idea de la producción de calor interno, se perciben cambios en la composición de la sangre y del aire (p.94 ).

Con el adelanto de la fisiología, se vislumbra el funcionamiento de los organismos, dejando de lado la visión mecanicista imperante de la época y argumentando que “un cuerpo vivo no es simplemente una asociación de elementos o una yuxtaposición de órganos: es un conjunto de funciones que responden cada una a exigencias precisas” (Jacob, 1999 citado en Valencia et al., 2022, p. 26). Además, con el pensamiento químico (Priestley, Boyle, Hayle, Black y Lavoisier), surgieron nuevas explicaciones de la respiración como un proceso de transformación de las sustancias, desembocando en las ideas actuales sobre el intercambio gaseoso y energético que ocurre en el proceso (Giordan, 1988). Por tal motivo, se puede reconocer la respiración como un problema de conocimiento, debido a que para comprender la naturaleza no basta con buscar y agrupar el conjunto de similitudes y diferencias entre las cosas y los seres, sino que se hace necesario articular los datos de la experiencia en función de sus relaciones con un elemento unificador, que es a la vez condición de todo conocimiento (KANT, 1972 citado en Valencia, 2001).

Imagen 1. Representación de la respiración como un problema de conocimiento

Respiración Problema de conocimiento Estructura s

Recorridos

Relaciones

MATERIALES Y MÉTODO

El seminario “La compresión de lo vivo” de la Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales propone, como eje metodológico, la construcción de una experiencia que permita dar cuenta de la respiración como un fenómeno que aporta a la comprensión de los seres vivos mediante la realización de una ruta explicativa, que coloca en juego procesos pedagógicos caracterizados en cinco (5) momentos: 1. Situación de experiencia: Fundada en la disposición sensorial que nos permite percibir más allá de la contemplación o la fascinación. Es una experiencia vivencial y diferencial que posibilita acercarse al mundo natural y a inquietarse por lo desconocido; 2. Cuestionando la experiencia: Pasar de la primera impresión hacia cuestionamientos de los saberes cotidianos, que invita a salir de las impresiones obvias como “respiro porque estoy vivo, y vivo porque respiro o el de reducir la respiración con el proceso mecánico de inhalar-exhalar” y que permite transitar a cuestionamientos que posibilitan explicaciones del fenómeno. 3. Documentación de la experiencia: Es buscar, seleccionar y adquirir información de fuentes confiables, que permitan la construcción del conocimiento sobre el fenómeno, desarrollando como objeto de estudio la respiración en los insectos y posibilitando la acción constructiva del pensamiento, debido a que “el sujeto construye el fenómeno en la medida que da cuenta de las condiciones que permiten su existencia, de las variables que determinan sus cambios y de los procesos que lo constituyen” (Valencia, et al., p. 13). 4. Artificialización del fenómeno: Abarca la construcción de una experiencia de la que no se tiene acceso, y que, por medio de la modelización, del diseño de experiencias o de simulaciones, permite complejizar, comprender y explicar el fenómeno. 5.

Construcción de la respiración como fenómeno de conocimiento: Se reconstruye el fenómeno, se recrean nuevas explicaciones, aparecen estructuras, disposiciones, recorridos y sustancias implicadas, y se crean nuevos diálogos pedagógicos que den cuenta de su comprensión.

RESULTADOS Y DISCUSIONES. En el primer momento, la experiencia intencional y sensible, parte del razonamiento-cuestionamiento de la abstracción de un hecho nuevo poco conocido, insuficientemente explicado o de necesaria confirmación (Padrón,2007 como se citó en Ramírez, 2009). La salida pedagógica a la Laguna de Tabacal posibilitó la interrelación del mundo natural y el sujeto investigador, y acercó a condiciones ambientales y demográficas, permitiendo identificar por medio de la observación lugares estratégicos en los que habitan distintos tipos de organismos.

El insecto recuperado fue una larva, hallada posiblemente en su tercer instar de aproximadamente 160 días de crecimiento post embrionario. Se encontró en una zona de alta humedad, con una cantidad perceptible de hongos, hojarasca y abundantes plantas de helechos. La temperatura promedio fue entre 18-22°C. Con respecto a sus características físicas se clasificó en forma C, cabeza y patas esclerificadas, cuerpo de color blanquecino y cabeza rojiza, con un aparato masticador. Es una larva perteneciente al orden de los coleópteros de la especie Melolontha Melolontha, o escarabajo Sanjuanero por su nombre común.

En el segundo momento se procedió a cuestionar el fenómeno de la respiración desde la organización interna de lo viviente en el coleóptero. Los primeros cuestionamientos fueron direccionados a la forma, la disposición de las estructuras y la composición y recorrido de las sustancias. Algunas preguntas que surgieron alrededor del fenómeno fueron: ¿Qué relación estructural hay entre el tamaño de la tráquea y el mecanismo de respiración?, ¿qué es el espiráculo y cuáles son las condiciones que propician que el intercambio de sustancias gaseosas se dé en determinadas circunstancias?, ¿existen similitudes entre el proceso de respiración en diferentes especies de artrópodos o cuáles son las condiciones que propician mecanismos alternativos para la garantizar que las necesidades fisiológicas del insecto sean cubiertas?

Si el proceso de respiración se da por medio de un intercambio gaseoso, ¿qué mecanismos han desarrollado los insectos para que las sustancias que entren en contacto con las estructuras internas sean las que deben entrar, y no se salgan otras que deban permanecer dentro, ya que normalmente se hablan de aberturas u orificios respiratorios?

Por lo que, la pregunta que direccionó la ruta explicativa para la comprensión del fenómeno de la respiración en los coleóptera es la siguiente: ¿Qué relación tiene la estructura de la tráquea en los coleópteros con el recorrido que hace el aire para realizar el intercambio de gases dentro del escarabajo y que permita el proceso de ventilación?

En el tercer momento se delimita el trabajo de documentación de la experiencia desde dos enfoques: uno investigativo y uno experimental. El enfoque investigativo nos llevó a recolectar información en el qué se diferencia el sistema traqueal de la tráquea. Esta documentación permite una correspondencia

Comentado [2]: Emplear la adecuada escritura de nombres científicos inicial del género en Mayúscula y la inicial de la especie en minúscula

con la práctica experimental, en donde se llegan a identificar las estructuras internas. Se obtienen hallazgos fotográficos que evidencian las partes internas de la tráquea y que permite modelar una ruta explicativa de su estructura interna: Espiráculo-Sistema Filtrador-Atrio-Tráquea-Ctenidios (Ver Montes, 2013, p. 76).

Los coleópteros reciben en castellano el nombre general de escarabajos, se caracterizan por ser holometábolos, es decir, los instar postembrionarios (larva) son muy diferentes de la forma adulta, hasta su último instar (la pupa) para completar su desarrollo vital que a está demarcado por 4 instar. Presentan una fuerte esclerotización corporal con una reducción generalizada de áreas membranosas expuestas.

Aunque varían en forma y coloración se distinguen un par de alas anteriores endurecidas, conocidas como élitros. En el cuerpo presenta las tres tagmas características de los insectos: cabeza, tórax y abdomen. El sistema respiratorio es normalmente met apnéustico, es decir los primeros pares de estigmas torácicos y los últimos o los dos últimos pares abdominales son funcionales y abiertos hacia el exterior (Lozano,2005).

La respiración en los coleóptera se da de forma discontinua, esto quiere decir que su requerimiento e intercambio de oxígeno varía dependiendo de diversos factores, por ejemplo, su nicho, actividad y estado de desarrollo o instar. Los escarabajos Sanjuaneros son holometábolos, lo que permite diferenciar cambios morfológicos y fisiológicos notables de cuando se encuentra en estado larvario o adulto. Estos requerimientos están completamente ligados a mecanismos de obtención del aire, muchos insectos usan la contracción y relajación de los segmentos abdominales para contribuir activamente a la entrada y salida del aire o la dilatación por contracción muscular de las paredes del atrio para contribuir a la ventilación en procesos de vuelo (Silgado & Tardón, 2010,p. 310). No obstante, la sustancia que interviene en el intercambio gaseoso es el oxígeno. Por lo que, varía su concentración interna teniendo en cuenta si el insecto se encuentra en reposo, en movimiento o volando, puesto que es el elemento primordial para ser usado dentro del organismo para la obtención de energía química.

Las estructuras que permite el recorrido del aire dentro del coleóptera inician con los espiráculos, aberturas o invaginaciones del tegumento que se encuentran en los costados laterales del tórax y abdomen (pleura). Los espiráculos tienen como característica que pueden abrir y cerrar las tráqueas (Schilman, 2007). Si permanecieran abiertos el insecto perdería agua de manera constante, en lo posible los mantienen cerrados, abriéndolo solo para satisfacer la necesidad de introducción de oxígeno y eliminación de anhídrido carbónico (Lozano,2005, p.160).

Los mecanismos de apertura y cierre están controlados por unas válvulas que posibilitan la oclusión por medio de una serie de pliegues en la superficie cuticular adyacente a los espiráculos que, al accionarse mediante su correspondiente musculatura, provoca el cierre de los mismos (Nation, 2008 citado en Gefaell et al., 2019, p.6). La morfología del sistema de cierre puede ser muy diversa: salientes en forma

Comentado [3]: plural

de labio, aros, rendijas o láminas, pero en todos los casos el insecto puede abrir o cerrar el espiráculo según sus necesidades (Montés, 2013).

Imagen 2. Fotografía espiráculo en la pleura de un coleóptera desde un estereoscopio

Fuente: Autoras,2022.

En los insectos, entre el espiráculo y la tráquea aparece una cámara de mayor amplitud, normalmente esclerotizada, que recibe el nombre de atrio y que tiene como función desarrollar mecanismos físicos que impidan la entrada de partículas extrañas desde el exterior. También es frecuente la presencia de un grupo de pelos o setas que filtran y limpian el aire antes de que éste penetre en la tráquea (Montés, 2013). El sistema traqueal se conforma por tráqueas conectadas longitudinal y transversalmente, que van disminuyendo su diámetro hasta llegar a estructuras finas y muy ramificadas: las traqueolas. Esta distribución arborescente permite que el aire circule, llegando a todas las células de los tejidos y órganos.

Las tráqueas son invaginaciones de la cutícula del insecto, que permite la continuación de lo que constituye el exoesqueleto (Gefaell, et al, 2019, p.8).

En los insectos las estructuras internas de la tráquea están reforzadas por una lámina que tiene la forma de un filamento enrollado en espiral llamado costilla helicoidal o ctenidio. (Montés, 2013). Los ctenidios permiten la difusión por medio de la circulación del aire, ya que confieren estabilidad a las tráqueas ante los cambios de presión producidos por los flujos de oxígeno que circulan. Su tamaño disminuye conforme lo hace el diámetro de las tráqueas (Schilman, 2007).

En el cuarto momento se realiza la artificialización de la tráquea. El primer modelo se diseñó con apariencia en pliegues o capas, que representan su composición estructural por una epidermis reforzada externamente por una cutícula, que es segregada por las células epiteliales del insecto y que desempeñan un papel importante en la rigidez y elasticidad de las estructuras externas (exoesqueleto) e internas (sistema traqueal). Esta sustancia es la quitina, un polisacárido estructural, de aspecto córneo, que ofrece gran resistencia y dureza al exoesqueleto del insecto actuando como armadura protectora contra factores del ambiente, golpes, depredadores, parasitoides y agentes infecciosos.

El primer modelo (Imagen 3), muestra la estructura de la tráquea y expone las conexiones tubulares entre tráqueas longitudinales y transversales, que se van ramificando hasta llegar a los diversos

segmentos del insecto (1. la visceral, que se ramifica y va hacía el tubo digestivo y hacia el aparato reproductor, 2. la ventral, que se dirige al cordón nervioso, y; 3. la dorsal, que se encarga de transportar el aire al corazón y a la región aórtica) (Lozano,2005).

El segundo modelo relaciona cada uno de los elementos que constituyen en sí misma la estructura de la tráquea, y el mecanismo inmerso que conlleva la disposición de ciertas estructuras con la interrelación de ciertas condiciones fisiológicas del insecto, como, por ejemplo, su movimiento o vuelo durante ciertas horas del día, o la apertura o cierre de los espiráculos, para evitar la pérdida de agua en estados de inactividad. Es decir que el intercambio de gases en los insectos es de manera discontinua (Schilman, 2007).

Imagen 3 Modelo 3D tráquea: Vista externa

Imagen 4 Modelo 3D tráquea: Vista interna

Fuente: Autoras.

CONSIDERACIONES FINALES Se logró constatar que los espiráculos se encuentran localizados en los costados laterales del insecto (pleura). El fenómeno de la respiración se complejiza al tener en cuenta la composición y estructura de la tráquea, y el recorrido que realiza el aire dentro del sistema traqueal en los coleóptera. Se define que el recorrido del aire está dado por la estructura íntima de la tráquea: espiráculo-sistema filtrador-atriotráquea-ctenidios.

Con la práctica, se logró esclarecer que la tráquea está compuesta por conexiones transversales y longitudinales mediante troncos traqueales que se distribuyen a lo largo de los segmentos corporales del insecto dotadas de ellas.

La estructura traqueal por cutícula permite la continuación de lo que constituye el exoesqueleto del insecto, brindando rigidez y elasticidad por su composición química (quitina), al estar reforzada por una

tercera lámina (ctenidio) que tiene la forma de un filamento helicoidal. Esta confiere resistencia a las presiones generadas por las corrientes de aire que entran por los espiráculos y asegura que las tráqueas permanezcan cilíndricas aún cerradas al exterior.

El recorrido del aire ocurre por mecanismos de difusión, y de ventilación cuando no se garantiza un aporte adecuado de oxígeno a las células. Los escarabajos entonces usan el aire, pero de forma discontinua, otra estrategia, que comparada con la nuestra es en sí, una oportunidad de supervivencia bastante interesante.

Surge así la organización como condición trascendental del conocimiento de lo vivo que permitirá a la conciencia establecer relaciones entre los diferentes elementos de un mismo ser y entre los diferentes seres. En otras palabras, la vida se ha hecho posible como problema de conocimiento y la Biología como campo disciplinar para comprenderla (Valencia, et al., p. 41 .; de este modo una función relevante y vital, no sólo es vista como un mecanismo de ventilación e intercambio gaseoso meramente, sino como una perspectiva compleja que transforma lo básico de la supervivencia, que pasaría desapercibida al ojo común en un insecto, a una percepción llena de estructuras y recorridos con una riqueza conceptual inmensa, que no enseña a ver con otra mirada, y más profunda, lo vivo.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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LOS ESPIRÁCULOS, Y EL FENÓMENO DE LA RESPIRACIÓN EN LAS HORMIGAS. THE SPIRACLES, AND THE PHENOMENON OF RESPIRATION IN ANTS. Alejandro Mora Gómez1 María de los Ángeles Castillo Oscar Fernando Gallo

Resumen Se presenta el fenómeno de la respiración como un problema de conocimiento de carácter epistemológico, estructural y semántico, comprendido a partir de una estructura denominada espiráculo, presente en el exoesqueleto de hormigas y demás artrópodos, dicha estructura permite el intercambio de sustancias entre el organismo y su entorno, siendo el primer momento la ventilación de un complejo proceso al interior de las hormigas, denominado respiración traqueal.

Abstract The phenomenon of respiration is presented as a problem of knowledge of an epistemological, structural an epistemological, structural, and semantic nature, understood from a structure called the spiracle, present in the exoskeleton of ants and other arthropods, this structure allows the exchange of substances between the organism and their environment, the first moment being the ventilation of a complex process inside the ants, called tracheal breathing.

Palabras clave: Espiráculo, valvas, respiración traqueal, hormigas.

Key Word: Spiracles, valves, tracheal respiration, ants.

Introducción La respiración como fenómeno natural de los seres vivos, presenta complejidades específicas dependiendo del organismo al cual se haga referencia; según Calixto, R (2004) La función de la respiración de los seres vivos corresponde a los procesos microbiológicos, ya que se relaciona con el funcionamiento de la respiración celular, sin embargo, durante la presente investigación abordaremos el fenómeno de la respiración desde la mirada y clasificación propuesta por Giordan (1988), el cual nos plantea que la respiración está establecida por seis cuestiones, según este autor, la primera cuestión, se denomina ventilación y es el momento en el que existe un intercambio de sustancias entre el medio interno de un organismo con el medio donde habita.

1

Estudiantes de Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales. Universidad Pedagógica Nacional.

Comentado [IVO1]: El documento aborda algunos de los desarrollos alcanzados por el equipo a lo largo del trabajo en el primer módulo del seminario comprensión de lo vivo, las imágenes utilizadas tanto de fuentes externas como propias son pertinentes y constituyen un recurso importante que puede enriquecer las discusiones presentadas en el documento, se hace referencia a diferentes fuentes consultadas las cuales permiten reconocer el ejercicio de documentación realizado por el equipo; sin embargo es importante señalar que se debe cuidar un poco más del uso del lenguaje particularmente en lo que hace referencia a las estructuras, también que dentro del documento se deja de lado la caracterización taxonómica del organismo estudiado, de igual forma reflexiones que tienen que ver con la forma de proceder del equipo quedan solamente enunciadas, dejando de lado desarrollos que durante las socializaciones y retroalimentaciones de la ruta explicativa jugaron un papel fundamental.

CALIFICACIÓN: 45 Comentado [IVO2]: Los títulos no llevan punto al final

Pero es importante preguntarse a qué tipo de respiración se está refiriendo cuando se habla de artrópodos, porque “la respiración por ser un fenómeno más característico de la vida, o al menos el más claramente visible” (Giordan, 1988) se limita a comportamientos perceptible al ojo humano y se hacen imágenes de órganos como los pulmones, porque son característicos del ser humano, pero suelen ignorarse otros tipos de respiración que se pueden facilitar a través de órganos como la piel, branquias y/o tráqueas.

Es por ello que a lo largo de la presente lectura se hará mención de una estructura particular del fenómeno de la respiración en himenópteras especialmente en hormigas, denominada espiráculo, el cual nos permitirá comprender acerca del problema de conocimiento de la respiración en artrópodos haciendo énfasis en la ventilación y toda su relación con el tipo de respiración traqueal.

Pero ¿qué se entiende por un sistema traqueal?, según Brusca & Brusca (2003) es denominado como: “extensas invaginaciones tubulares de la superficie del cuerpo, que se abren a través de la cutícula mediante poros denominados espiráculos hasta llegar a las células” (pág. 670) esto nos permite comprender que la respiración en las hormigas tiene todo un complejo de estructuras, fluidos y dinámicas que hacen posible la respiración en ellas, las cuales se irán encontrando a lo largo del presente documento.

Materiales y métodos El proceso de investigación inició con un acercamiento al ecosistema de la laguna el Tabacal, ubicada en el municipio de la Vega-Cundinamarca, allí se eligió la hormiga como organismo de estudio (artrópodo), el cual permitió un acercamiento al fenómeno de la respiración traqueal, a través de la realización de preguntas.

Como segunda instancia, se realizó una revisión bibliográfica entorno a la respiración traqueal en artrópodos, haciendo énfasis en las hormigas y estructuras que posibilitan el proceso de ventilación, según, las seis cuestiones establecidas por Giordan (1988), y características taxonómicas de los himenópteras.

Como tercera instancia, se realizó un laboratorio, el cual contó con instrumentos electrónicos como el microscopio y el estereoscopio, y colecciones biológicas en conservaciones húmedas y secas, esto permitió tener un acercamiento a las estructuras biológicas que permiten la cuestión de la ventilación en los artrópodos, especialmente en las hormigas.

Como cuarta instancia, se realizó la modelización de la estructura que permite la ventilación en los artrópodos (espiráculos), haciendo énfasis en la ubicación corporal de estas en las hormigas, y el intercambio de sustancias entre el medio interno y externo.

Resultados y discusión En el estudio del fenómeno de la respiración traqueal en los artrópodos, se pudo evidenciar varios momentos, como su organización corporal, según la clasificación taxonómica de los himenópteros, quienes se caracterizan por poseen un par de alas membranosas, un par de antenas, tres pares de patas, dimorfismo sexual, presentan

Comentado [IVO3]: Es importante precisar el uso que se está haciendo de esta expresión, en primer lugar ECOSISTEMA es un concepto y en segundo lugar le propósito de la salida de campo no estaba vinculado a realizar un acercamiento a la conceptualización del ambiente natural de la Laguna El Tabacal como un Ecosistema

mandíbulas entre otras. Dentro de su organización corporal, también se observó que este tipo de artrópodo se encuentra dividido en tres segmentos como lo son: cabeza, tórax y abdomen. Además de ello, es importante resaltar que el exoesqueleto de los artrópodos consiste en una cubierta externa, dura y flexible y que está conformada por tres capas; la cutícula, la hipodermis y la membrana basal; partes que permitían el movimiento corporal del organismo. La investigación permitió observar que el exoesqueleto no cubre todo el cuerpo de los insectos, pues existen áreas membranosas entre los escleritos llamados suturas.

En ese trabajo de investigación y análisis sobre los procesos respiratorios de los artrópodos surge la pregunta ¿cuál es la dinámica de la ventilación a través del espiráculo en el fenómeno de la respiración en hormigas? Para ello surgen cuatro preguntas complementarias que permiten aproximar a una respuesta adecuada frente a ese comportamiento: ¿Qué es la respiración? ¿Cómo respiran las hormigas? ¿Qué estructuras tienen las hormigas para respirar? Y ¿El ambiente influye en el proceso de respiración de las hormigas?

Para dar una respuesta aproximada a la relación entre respiración, ambiente y artrópodo surgen dos hipótesis fundamentales. La primera de ellas es que los espiráculos se relacionan con el proceso de ventilación, porque son el primer momento donde se realiza un intercambio gaseoso del interior del organismo con el ambiente exterior. Y la segunda hipótesis propuesta dentro del trabajo es que, por la naturaleza del exoesqueleto, la estructura del espiráculo permite realizar un intercambio entre el medio interno y el medio externo del organismo.

Para acercarnos cada vez más a la respuesta, fue necesario analizar cada hipótesis con las diferentes dinámicas de los espiráculos. Pero ¿qué se entiende por espiráculo? Según Schneiderman (1960) “los espiráculos son estructuras rodeadas por un peritrema quitinoso, cubierto por una placa estigmática, que se comunica mediante una hendidura como una cámara posterior llamada Atrio”. (figura 01)

Figura 01: Espiráculos. Tomado de: Borisovna. (2017). The metathoracic spiracles in some ants and wasps (Hymenoptera: Formicidae; Vespidae). (pág. 57)

Los espiráculos de las hormigas se encuentran ubicados de manera lateral en el esclerito supramesopleural, también en un área membranosa entre los bordes superiores opuestos de la meso- y metapleuron (tórax), puede observar su ubicación

Comentado [IVO4]: Referencia

en la figura 02 según las fotografías tomadas por Borisovna en microscopio electrónico de barrido o en la figura 03 puede observar las mismas estructuras solo que observadas en estereoscopio durante la práctica de laboratorio realizada por los investigadores.

Figura 02: Ubicación de los espiráculos. Tomado de: Borisovna. (2017). The metathoracic spiracles in some ants and wasps (Hymenoptera: Formicidae; Vespidae). (pág. 57)

Figura 03: Amplitud del tórax de la hormiga. Vista lateral. Fotografía tomada por Castillo (2022).

Como se mencionó anteriormente los espiráculos son estructuras que se encuentran en el exoesqueleto de los artrópodos, los cuales según, Borisovna (2017) “están equipado con dos válvulas que son débilmente esclerotizadas” (pág.70) esto permite que el paso de sustancias como el aire este reguladas por el movimiento de las válvulas (figura 04), las válvulas se logran mover gracias a la intervención de un

Comentado [IVO5]: Es necesario revisar la redacción de este párrafo teniendo en cuenta el adecuado uso del singular y el plural así como de las tildes

músculo denomino oclusor (figura 05), dicho musculo se encuentra invernado a la vez por un nervio ganglial, que responde a las presiones ejercidas por las concentraciones de dióxido de carbono y oxígeno al momento de sobrepasar los umbrales establecidos por las células y su relación con los gases disueltos al interior del organismo (hormiga).

Comentado [IVO6]: No es adecuado el uso de esta expresión, el uso correcto es INERVADO “Dicho de un nervio : Alcanzar un órgano o parte del cuerpo”

Figura 04: Movimiento de los espiráculos en hormigas. Tomado de: Borisovna. (2017). The metathoracic spiracles in some ants and wasps (Hymenoptera: Formicidae; Vespidae). (pág. 56)

Figura 05: Movimiento de los espiráculos.(vista interna) Tomado de: Schneiderman. (1960). Discontinuous respiration in insects: role of the spiracles (pág. 496)

Según las concentraciones de gases dentro del organismo especialmente de dióxido de carbono y oxígeno, los espiráculos según Schneiderman (1960), presentan diferentes tipos de movimiento, como lo son: la primera, es denominada contracción la válvula se cierra; la segunda, relajación parcial “aleteo”, y finalmente la válvula se relaja se abre, es importante aclarar que estos movimientos no se hacen de manera unísona, sino que se llevan a cabo de manera secuencial, atendiendo a las presiones concentradas de CO2 y O2 al interior del organismo.

Existen diversos movimientos en las dinámicas de los espiráculos, porque además de obedecer a unas presiones internas según las concentraciones de unos gases presentes, también es una estrategia evolutiva para evitar la pérdida inminente de agua, otorgándole a este tipo de respiración traqueal la palabra discontinúa, con el fin de minimizar la perdida de agua.

Comentado [IVO7]: Atención con el uso de las fórmulas químicas

Comentado [IVO8]: Tilde

Como lo hemos venido mencionado a lo largo del documento, el fenómeno de la respiración es un proceso dinámico y complejo que implica no solamente una estructura o un momento, sino que implica el trabajo unísono de las estructuras que lo componen desde la cuestión de la ventilación hasta la cuestión de los procesos metabólicos, según lo planteado por Giordan en 1988.

En este orden de ideas, el flujo de sustancias como los gases a través de las hormigas, presentan el siguiente comportamiento: Inicialmente empieza por estructuras denominadas espiráculos, en un segundo momento, estos gases interactúan al interior de una cámara húmeda llamada atrio, posterior a ello, son transportadas por estructuras tubulares llamadas tranqueas y traqueolas que según, Cruz (2005), están conformadas por anillos o engrosamientos espirales denominados tenidos (figura 06), los cuales le dan rigidez a las estructuras mencionadas anteriormente, a lo largo de las tranqueas y traqueolas se encuentran otras estructuras llamadas sacos aéreos que tienen una función especial en los artrópodos de vuelo, finalmente las traqueolas hacen contacto directo con las células de las hormigas, transportando los gases por medio de difusión simple.

Figura 06: Tenidios en la cucaracha. Fotografía tomada por Castillo (2022)

Para finalizar la investigación y aproximarse a una posible modelización frente a las hipótesis propuestas al inicio del documento y una consulta bibliográfica previa, el grupo decide realizar el diseño de un posible acercamiento al movimiento y flujo de los gases a través de los espiráculos de las hormigas y sus diversas estructuras tubulares internas como el atrio, tráquea y traqueola, responsables del fenómeno de la respiración y sus dinámicas.

A continuación, podrán observar algunas imágenes que se extrajeron del vídeo realizado con la finalidad de modelizar la dinámica de los espiráculos en relación al proceso de ventilación en el fenómeno de la respiración.

Este tipo de modelización quizás puede traer consigo errores conceptuales por su falta de elaboración detallada, sin embargo, también puede ser una herramienta potencial al momento de enseñar un problema de conocimiento como la respiración en seres tan pequeños y complejos como los artrópodos, es importante aclarar que parte de la modelización se basó en la consulta bibliográfica previa, sin embargo, la

Comentado [IVO9]: ?

Comentado [IVO10]: ?

práctica de laboratorio fue un potencializador para indagar, permitirse curiosear y preguntarse cada vez más por las estructuras responsables de la respiración en las hormigas yla relación con sus funciones.

Plano general de la hormiga

Simulacro de movimiento del espiráculo

Acercamiento al espiráculo

Relación del musculo oclusor con el espiráculo

Conclusiones

A partir de toda la experiencia realizada a lo largo del desarrollo del primer módulo del seminario (La respiración) pudimos conocer que el proceso de ventilación en las hormigas es posible en un primer momento gracias a los espiráculos, que son estructuras fundamentales en el fenómeno de la respiración en hormigas. Estas estructuras simétricas y ovaladas (que pudimos observar con el estereoscopio), posibilitan el intercambio gaseoso en la especie objeto de estudio del presente escrito.

Encontramos también que el fenómeno de la respiración es posible, porque las hormigas poseen un exoesqueleto que juega un papel fundamental en el proceso de ventilación, puesto que presenta rigidez y flexibilidad a lo largo del tórax de la hormiga, haciendo que la apertura y cierre de los espiráculos sea posible.

Por último, pudimos evidenciar que en los espiráculos existen internamente unas dinámicas que están ligadas a las valvas o válvulas presentes en el organismo; y que estás se abren y se cierran por periodos específicos de tiempo, facilitando el intercambio gaseoso y, por ende, la dinámica misma del espiráculo.

Todo lo que evidenciamos en estos procesos ya mencionados, nos permite enriquecer nuestro quehacer docente y fortalecer el trabajo que nos planteamos para desarrollar en el aula con nuestros estudiantes.

Bibliografía

•

Borisovna, E. (2017). The metathoracic spiracles in some ants and wasps (Hymenoptera: Formicidae; Vespidae). Russian Entomol. Journal. Vol. 26, No. 1, pp.

49–62

•

Brusca & Brusca. (2003). Invertebrados. Edición española. Universidad de Complutense de Madrid.

•

Calixto, R. (2004). Formas de explicación del proceso de respiración de las plantas. Perfiles educativos, Ciudad de México, v. 26, n. 105-106, p. 125-142, enero 2004.

Disponible en <http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S018526982004000100006&lng=es&nrm=iso>. accedido en 26 marzo 2022.

•

De la Cruz, J. (2005). Entomología morfología y fisiología de los insectos. Tesis de maestría. Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira-Valle.

•

Giordan, A, et, al. (1988). Conceptos de biología. Tomo I. Madrid: Labor.

•

Schneiderman, H. (1960). Discontinuous Respiration in Insects: Role of the Spiracles. Biological Bulletin, Vol. 119, No. 3 (Dec. 1960), pp. 494-528

Seminario la comprensión de lo vivo Espiráculos, un acercamiento a la Enseñanza de las Ciencias Naturales Oscar Fernando Gallo Aconcha

Desde mi formación como docente de física siempre he concebido a las Ciencias Naturales como un área de conocimiento bastante interesante y a su vez compleja de entender. Si bien la biología no ha sido un campo que haya estudiado de manera constante, la he considerado como el inicio a la comprensión de todo aquello que nos rodea, a esa construcción de entender de dónde venimos, cómo fuimos evolucionando, cómo es el comportamiento de nuestro entorno y una conexión directa hacia la química y la física.

Dentro del recorrido a la laguna el Tabacal se realizó un primer acercamiento a esos pequeños seres que forman parte de nuestro ecosistema y que juegan un papel muy importante dentro de dicho hábitat. Artrópodos, primer concepto que llega a mi cabeza para quedarse, pues aquella palabra era de total desconocimiento, aquel grupo de pequeños animales invertebrados, los conocía simplemente como insectos o en el mejor de los casos y con un poco de suerte con el nombre de la especie en general, araña, hormiga, gusano, etc.

En un segundo momento empezamos a realizar una observación mucho más detallada de un artrópodo. Decidimos trabajar con una hormiga, que nos brindo lo mejor de ella para estudiarla y analizarla parte por parte, pero en especial su manera de respirar e interactuar con la tierra.

Después de una larga investigación sobre este artrópodo pudimos encontrar información de gran interés, por ejemplo, se logra establecer que forma parte del grupo de los himenópteros, que poseen un par de alas membranosas (la reina), un par de antenas, tres pares de patas,

Comentado [IVO1]: El documento recoge las principales impresiones del autor con relación al proceso llevado a cabo por su equipo y su experiencia personal como parte de la ruta explicativa planteada acerca de la respiración en hormigas. Se retoman algunos momentos que hicieron parte del seminario, sin embargo en el documento son presentados solamente como descripciones sin desarrollarlas y hacer énfasis en cómo unas maneras particulares de proceder permiten configurar objetos de estudio y en consecuencia construir rutas explicativas!

Habría sido interesante recoger con un poco más de detalle las diferentes explicaciones y reflexiones alcanzadas por el equipo y de las cuales se dio cuenta fundamentalmente en la última actividad de socialización.

Se recomienda prestar un poco más de atención a la redacción y ortografía.

CALIFICACIÓN: 43

presentan mandíbulas entre varias de sus características. Dentro de su organización corporal también se pudo evidenciar que esta dividida por varios segmentos como lo son: cabeza, tórax y abdomen. Otro concepto nuevo para mí era el exoesqueleto, pues consiste en una cubierta externa, dura y flexible y que estaba a su vez conformada por tres capas, la cutícula, hipodermis y la membrana basal, partes que permitían el movimiento de tan maravilloso artrópodo. Cada momento que pasaba y que descubría nuevas cosas me emocionaba y me llenaba de más curiosidad por explorar el mundo de aquella hormiga.

Después de realizada una exploración tan interesante sobre las partes de dicho artrópodo, se decide enfrentar el problema más interesante, pero a su vez más complejo de la investigación ¿Cómo respiran las hormigas?, una pregunta muy interesante que llevo días de estudio riguroso sobre el tema y que junto a ello surgían preguntas cada vez más interesantes ¿Qué estructuras tienen las hormigas para respirar? ¿El ambiente influye en el proceso de respiración de las hormigas?

Para poder dar una aproximación a estas preguntas se hizo necesario consultar el documento

Comentado [IVO2]: … fue necesario…

de (Giordan, 1988) quien expresa que el concepto de respiración cambio en su totalidad, pues

Comentado [IVO3]: Tilde

muchos de nosotros asimilamos la respiración con situaciones cotidianas de la vida o funciones mecánicas del cuerpo sin darle mayor importancia. Pero nunca se indagaba más allá, no se mencionaba la relación que tiene cada parte del cuerpo con el proceso respiratorio.

El autor dentro del documento menciona 6 cuestiones que permitirían acércanos a las respuestas de dichas preguntas, ventilación, relación con el sistema circulatorio, difusión de la transformación de los gases, energía, vida celular y transporte de electrones. Sin embargo, el estudio se basó en tres aspectos fundamentales que se creía nos aclararía mucho más las inquietudes que se tenían al respecto, las estructuras, las sustancias y los recorridos.

Comentado [IVO4]: Sin tilde

La parte de la hormiga que permitió el estudio sobre la respiración fueron los espiráculos, parte fundamental del proceso respiratorio de esta, de allí surgió una pregunta fundamental para el desarrollo de la actividad ¿Cómo las dinámicas del espiráculo se relacionan con la ventilación de las hormigas? Dentro de ese contexto surgieron varias hipótesis, una de ellas que se relacionaba con el proceso de ventilación, porque son el primer momento donde se realiza el intercambio gaseoso del interior del organismo con el ambiente exterior.

Dentro de la investigación en diferentes textos Schneiderman (1960) menciona que “los espiráculos son estructuras rodeadas por un peritrema quitinoso, cubierto por una placa estigmática o aparato de filtro, que se comunica mediante una hendidura como una cámara posterior llamada Atrio”. Adicionalmente se pudieron establecer las dinámicas del espiráculo, de como este se movía y de como parte del sistema se comportaba. En ese estudio también se pudo establecer que los espiráculos tenían un comportamiento muscular de tres tipos: contracción, relajación parcial y relajación completa que hace que la válvula se abra.

En sus relaciones y recorridos (Brusca & Brusca. (2003) (pág.670)) establece que “Las tráqueas son extensas invaginaciones tubulares de la superficie del cuerpo, que se abren a través de la cutícula mediante poros denominados espiráculos” También se pudo establecer la relación directa de dióxido de carbono y agua y de cómo se establecía procesos de humedad conservando niveles de oxígeno de manera más prolongada si se encontraban en lugares más cercanos a la tierra pues la velocidad del aire iba a ser menor, por lo que el proceso de apertura y cierre del espiráculo también sería mucho mas lento.

Como conclusiones finales se pudo establecer que las practicas en el laboratorio son de gran importancia pues me permitieron comprender estructuras y tener un dominio mucho mas

Comentado [IVO5]: Tilde

fluido y claro al momento de querer explicar dicho tema. También me permitió modelar un sistema respiratorio de un animal tan pequeño y poder realizar la articulación de manera transversal de las tres asignaturas del área. Sin duda alguna fue una gran experiencia para mi formación como docente.

Bibliografía Giordan, A. (1988). Evolución del significado de un conocimiento. Historia del campo conceptual de la respiración. Madrid.

Comentado [IVO6]: Falta la bibliografía de varios documentos que son citados dentro del escrito

Leonardo Escamilla Ballén Estudiante de la Maestría en docencia de las ciencias Universidad Pedagógica Nacional Ensayo sobre la respiración en los diplópodos Son varios los cuestionamientos en torno a la idea de la respiración. Suponemos que la respiración, de acuerdo con Giordan, es un proceso vital para la vida. Esto nos permite cuestionar el sentido del respirar, nos permite entender más a fondo (y seguirnos preguntando) a cerca de los mecanismos y partes que hacen posible este proceso en un ser que respira.

Anexo a este proceder puede tenerse en cuenta la idea de Giordan sobre que la respiración abarca un conjunto de fenómenos diversos situados a niveles muy diferentes (Giordan, et.

Al. p. 87), por lo tanto, la respiración puede contribuir a las cuestiones de ventilación, difusión y transporte de gases, energía y otros, así como también, en seres más complejos, a las emociones y sensaciones afectivas.

De acuerdo con lo anterior la respiración se interpreta como un proceso no solo de inhalación

Comentado [IVO1]: El escrito recoge algunos de los elementos desarrollados y alcanzados por el autor para dar cuenta de la dinámica de la respiración en los diplópodos, se hace referencia a algunos aspectos discutidos durante las sesiones de socialización y retroalimentación de la ruta explicativa constituida por el equipo del cual el autor hace parte; sin embargo algunas reflexiones presentadas en el documento con relación a la vida y al ser terminan desviando el objeto central del trabajo, haciendo qué afirmaciones importantes con respecto a las relaciones que existen entre las sustancias los recorridos y las estructuras queden solamente enunciadas, de igual forma se debe cuidar el uso de expresiones que resultan confusas y que es cierto punto no son pertinentes para la discusión que se está llevando a cabo. habría sido interesante incluir dentro del ensayo algunas reflexiones relacionadas con el organismo seleccionado como caso de estudio, las sustancias y estructuras que hacen parte de su proceso respiratorio y de ser posible algunos elementos frente a las formas de proceder que hicieron parte de este primer momento del seminario.

CALIFICACIÓN: 43 Comentado [IVO2]: Revisar el uso que se está dando a esta expresión si constituye una observación personal conviene desarrollarla y si es una afirmación textual de Giordan incluir la referencia correspondiente

y exhalación en el cual, los componentes del ser y compuestos del aire que se respira hacen posible la homogenización de un proceso casi automático del propio ser, con algunas diferencias entre especies, géneros, clases, y atributos a nivel general que se puedan establecer entre uno u otro ser vivo, sino también con los recorridos y objetivos que cumple cada parte involucrada en el proceso. Esto nos permite hablar de las varias formas (si no hay una única forma) en la cuál respiran los seres vivos: nos permite preguntarnos sobre los procesos, los mecanismos, los componentes (tanto internos como externos al ser), entre otros.

Ahora bien, relacionando lo anterior con el primer componente de la respiración1 con base en la experiencia (e intervención) en la laguna del Tabacal al haber seleccionado un artrópodo de la especie diplópodo y realizar la correspondiente caracterización surge la pregunta

1

Componente conformado por la maestría en docencia de las ciencias

Comentado [IVO3]: Este párrafo contiene muchas afirmaciones al tiempo que están solamente enunciadas y que se presentan de una forma un poco atropellada dentro del mismo párrafo. Además expresiones como “hacen posible la homogenización” no son claras Comentado [IVO4]: La redacción de esta oración es muy confusa

problema ¿cómo son los recorridos y qué estructuras están implicadas en el intercambio de gases de un diplópodo?2 La respiración surge entonces como un proceso en el cual el ser logra interactuar con el entorno con el que convive, haciendo parte de este y dedicando su existencia a ligarse con el ambiente en general presentándose como un fenómeno con una necesidad estrictamente fisiológica (Giordan, Et al, p. 92). Es aquel proceso que no puede desprenderse de la idea de su existencia el que le permite al ser ser parte de su naturaleza.

La respiración como proceso plantea entonces diferentes matices sobre lo que puede y no

Comentado [IVO5]: Creo que las reflexiones derivadas del este módulo acerca de la respiración no están vinculadas o centradas con la “existencia del ser” o la “naturaleza” de este

puede ser considerado como respiración, pues de acuerdo con los componentes biológicos no todos los animales requieren tener el mismo tipo de respiración, sin embargo, respiran de una u otra forma. Son partícipes de su proceso, no se desligan del mismo ni tampoco de su

Comentado [IVO6]: No es claro el sentido de esta expresión

ambiente. La interacción que da cuenta de este proceder radica en sus funciones como ser, pero también el ambiente que le permite desempeñar este tipo de funciones.

Extendiendo la idea anterior, si hablamos específicamente de un ser como un milpiés (diplópodo) podremos encontrar a muchos tipos de milpiés, subdivididos en familias, grupos, especies, clases, ordenes que se engloban en un gran grupo: los taxones: Grupos con ciertas características similares.

Los diplópodos entonces comparten, además de características físicas, químicas y biológicas, el fenómeno de la respiración. Surgen consideraciones y preguntas en torno a cómo respiran los diplópodos, pero a fondo, cada vez que encontramos una respuesta surgen dos preguntas más: cuáles son los mecanismos que permiten la "absorción" y "expulsión" de aire, cuáles son los gases que inhala y exhala el ser3, qué procesos físicos, químicos, biológicos se ven implicados en el proceso de la respiración del diplópodo, y muchas más.

El recorrido en torno a la respiración del diplópodo se dio debido a una interacción directa con el ambiente y nicho ecológico del individuo, sobre el cual se demarcó un área específica en la cual habita su especie y convive con varias formas y texturas naturales. Se resalta de su ambiente la composición de una rica concentración de vegetación en descomposición

2 3

Pregunta obtenida de la revisión grupal.

Claramente si el ser tiene la capacidad de inhalar y exhalar.

Comentado [IVO7]: Tilde

(incluyendo el lugar en el cual se encontró) además de una gran variedad de plantas y especies de artrópodos cercanas.

Con base en la experiencia de selección se logró evidenciar la relación entre el individuo y su habitad natural, de tal forma que se logró establecer hipótesis y consideraciones en torno a su proceso de respiración y los componentes que el diplópodo intercambia en el mismo

Comentado [IVO8]: Si esta relación se evidenció como se afirma aquí ¿Cuál es dicha relación? La idea solo queda enunciada

proceso.

Con base en lo anterior se demarcó una alta concentración de nitrógeno (78%), acompañado de oxígeno (21%) y argón (1%) dentro de los componentes que el diplópodo inhala y utiliza para cumplir sus procesos de locomoción y vitalidad en general, y que a partir de ahora se denotarán como Aire. También se logró demarcar los componentes asociados a su exhalación o intercambio debido a una degradación de los anteriores componentes, nutrida en su mayor parte por óxido de carbono.

De acuerdo con lo anterior se logró evidenciar también las formas en las cuales el diplópodo realiza el intercambio de gases lo cual le permite su locomoción y dinámica general. Se divide

Comentado [IVO9]: Cuál es el método por el que se determina esta información es producto de una revisión bibliográfica, de una procedimiento en campo, la afirmación no les clara… De igual forma en esta afirmación se descartan otras sustancias que se deben considerar al momento de referirnos al aire como una mezcla particular de sustancias que depende de otras condiciones y de los lugares específicos que estamos estudiando Comentado [IVO10]: Solamente?

Comentado [IVO11]: Cuál es el sentido de esta expresión?

Es propia o de otro autor, se podría utilizar una nota a pie de página para precisarla

a continuación en tres momentos asociados con la respiración discontinua, proceso por el cual el diplópodo logra respirar por diferencia de presión con el ambiente de una forma no continua. Esto significa que el diplópodo no realiza el proceso en pocos segundos sino que puede realizarlo por lapsos de tiempo más largos: •

Open: los espiráculos se mantienen cerrados y permiten que el aire que ha ingresado previamente al individuo pueda ser almacenado y aprovechado para su proceso vital.

•

Flutter: este momento corresponde al cual el diplópodo comienza un proceso de apertura y cierre rápido y constante dentro de un lapso de tiempo (indeterminado por falta de datos bibliográficos) lo cual le permite realizar el intercambio de gases con el exterior por diferencias de presión dentro y fuera del individuo.

•

Close: en el este momento el individuo cierra sus espiráculos nuevamente y mantiene

Comentado [IVO12]: Eliminar

los gases dentro de sí mismo para volver a retomar el primer momento.

Comentado [IVO13]: Referencia

Con base en los anteriores momentos de respiración discontinua, el diplópodo es capaz de realizar tareas de exigente locomoción, al observar la gran cantidad de partes (patas, secciones) que debe mover en sus recorridos. Es interesante saber que el diplópodo no pierde

agua durante los procesos de closed y flutter, debido a que su cuerpo de quitina le permite ser impermeable de forma bidireccional y sus espiráculos permanecen cerrados durante estos procesos. La respiración discontinua produce acumulación de CO2 y disminución de O2 en el cuerpo del animal (Schilman P, p. 43).

Cabe aclarar que los componentes implicados en los procesos de respiración del artrópodo se dan precisamente por medio de un orden siguiente: •

Cuando los espiráculos permiten el ingreso del aire se produce el intercambio de presión con el exterior, esto garantiza que el diplópodo pueda dejar ingresar el aire y este se transporte al tubo que conecta al atrio, para que posteriormente el recorrido lo dirija hacia el atrio, luego hacia las tráqueas y posteriormente a las traqueolas, las cuales se encargarán de transportar los componentes del aire a las células mitocondriales responsables del proceso de locomoción y aprovechamiento de componentes necesarios para la dinámica del diplópodo (Hilken G, 2021).

•

Posterior a la degradación de los componentes el diplópodo se encarga de hacer palpitar los espiráculos, lo cual le permite generar una diferencia de presión con el entorno y que el dióxido de carbono (CO2) pueda ser liberado al exterior y, de nuevo, el proceso de ingreso de aire vuelva a generar un aprovechamiento.

Se ha llegado entonces, con base en lo anterior a la respuesta a la pregunta inicial del presente ensayo, sin embargo, surge prudente concluir la presente a partir de las relaciones existentes entre los procesos que vinculan a este ser con aquellos que lo analizaron y que hoy en día escriben los presentes ensayos mientras respiran de forma continua.

Comentado [IVO14]: La redacción de este párrafo es muy confusa

La respiración surge pues como un proceso que permite hablar de condiciones fisiológicas, pero, más allá de esto, permite contemplar aspectos complejos relacionados con las funciones y objetivos de cada individuo, les permite ser y no ser al momento de dejar de respirar. Ahora entendemos a Shakespeare y planteamos un diálogo directo con la cuestión: ¿cuál es la función del ser al poder ser o no ser?

No consiste pues en un proceso que solo indague en la dependencia de una acción, sino en la recursividad de un ambiente, pues no todos respiran el mismo aire, no todos realizan las mismas actividades ni tienen las mismas cavidades. No se busca tampoco una uniformidad,

Comentado [IVO15]: Revisar el uso que se está dando a esta expresión

sino considerar una forma compleja de obtener un claro objetivo, una tarea, una virtud. ¿Qué es lo que les permite a los seres hacer parte de este mundo? Tal vez es una cuestión que no permite asumirse tan fácilmente en el presente ensayo pero, tal vez, si el aire lo permite, pueda construir un texto más amplio al respecto en un futuro.

Bibliografía •

Schilman P, la respiración de los artrópodos con tráqueas, Universidad de California, San diego, 2007, p. 41 – 45).

•

Hilken, G., Rosenberg, J., Edgecombe, G. D., Blüml, V., Hammel, J. U., Hasenberg, A., & Sombke, A. (2021). The tracheal system of scutigeromorph centipedes and the evolution of respiratory systems of myriapods. Arthropod Structure & Development, 60, 101006.

•

Giordan A, Evolución del significado de un conocimiento, historia del campo conceptual de la respiración, La respiración: del soplo vital a problema de conocimiento, Bogotá, Colombia, s.f.

Comentado [IVO16]: Creo que este tipo de reflexiones no son pertinentes con los propósitos de este primer momento del seminario y desvían un poco la atención con relación a la comprensión que el autor logró con relación a la respiración en los Diplópodos

LA RESPIRACIÓN COMO PROBLEMA DE CONOCIMIENTO. Pedro Alejandro Mora Gómez1

“La respiración como el fenómeno más característico de la vida, o al menos el más claramente visible” Giordan, A. (1988)

INTRODUCCIÓN La respiración como fenómeno natural de los seres vivos, se ha constituido a través de la historia, como un problema de conocimiento, característico por ser un conjunto de diversos procesos, en el cual se hace pertinente determinar un momento particular de la respiración para poder comprender la complejidad del todo y sus partes, de un fenómeno “obvio” como es el de la respiración.

Es por ello, que a lo largo de la presente lectura se hará mención a una estructura particular del fenómeno de la respiración en himenópteras especialmente en hormigas, denominada espiráculo, que según, las seis cuestiones establecida por Giordan en 1988, se centrará particularmente en la cuestión de la ventilación y su relación.

Pero, se preguntará el lector ¿cómo fue posible llegar al problema de conocimiento sobre la respiración en himenópteros?, las preguntas surgen en primera instancia, a partir de una experiencia de campo vivida en la laguna El Tabacal, ubicada en el municipio de la Vega-Cundinamarca (Colombia), que tenía como objetivo, a partir de la observación y las condiciones ambientales, biológicas y geológicos, establecer relaciones entre los diversos organismos presentes con el medio donde habitan, en segunda instancia, se intensifico la búsqueda después de una práctica de laboratorio sobre estructuras relacionadas con el fenómeno de la respiración en artrópodos.

EL FENÓMENO DE LA RESPIRACIÓN EN HORMIGAS. Partiendo de la experiencia de campo y las múltiples relaciones biológicas que se establecen en los ecosistemas, se comenzó a indagar en primera instancia a través de preguntas y cuestionamientos, ¿cómo influían las condiciones ambientales en el organismo seleccionado por el grupo (hormigas)?, las concentraciones de algunas moléculas presentes en el aire (gases) como el caso del oxígeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, entre otras, tendrían relación con las hormigas; ¿Cuál es la concentración de estos gases dentro o fuera del hormiguero?, ¿Son las 1

Estudiante de Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales. Universidad Pedagógica Nacional.

Comentado [IVO1]: Es un escrito interesante que muestra algunos de los desarrollos y explicaciones construidas por el autor para dar cuenta de la respiración como un fenómeno de estudio, las imágenes utilizadas son adecuadas y constituyen un recurso escritural que enriquece el documento.

Se presentan ideas interesantes, sin embargo algunas de ellas quedan solamente enunciadas, como las relacionadas con los problemas de conocimiento, el papel que tiene en diseño y desarrollo de rutas en la configuración de explicaciones con relación a la respiración en hormigas. De igual forma, aspectos que fueron abordados por el equipo como la caracterización anatómica y morfológica de las hormigas fue dejado de lado el documento y existe un uso impreciso de diferentes elementos del lenguaje, sobretodo aquellos que tienen que ver con las estructuras implicadas.

En el documento se desdibuja la importancia que el equipo le dio a los recorridos, las sustancias y los procesos vinculados a la respiración en las hormigas.

Se recomienda para futuros ejercicios escriturales, profundizar en las afirmaciones, precisar el uso del lenguaje, ser un poco más cuidadoso en la estructura de las oraciones incluidas en los párrafos teniendo en cuenta la concordancia entre el número del sujeto y el predicado.

CALIFICACIÓN 41 Comentado [IVO2]: Redacción Comentado [IVO3]: Plural Comentado [IVO4]: La redacción de este párrafo es un poco confusa

Comentado [IVO5]: Tilde Comentado [IVO6]: La redacción de este párrafo presenta las acciones de la salida de campo y la práctica de laboratorio como desligadas, no es clara la relación que se pretende establecer entre estas acciones, las explicaciones construidas acerca de la respiración en hormigas y los problemas de conocimiento

mismas?¿Son diferentes? ¿Cómo influyen en las hormigas?, a manera muy general se establecieron cuestionamientos desde lo ambiental, pero también desde lo estructural, como por ejemplo: ¿Cómo respiran las hormigas? ¿Por medio de qué estructuras lo hacen? ¿La piel? ¿Tienen pulmones, branquias, tráqueas?

Este tipo de cuestionamientos permitió comprender, que fenómenos naturales como la respiración implican un mundo de posibilidades y conocimientos que no son tan claros y obvio como muchas veces se cree, la respiración suele reducirse a un momento en particular que es el intercambio gaseoso, quizás porque a simple vista sea el más notorio.

Dentro las diversas búsquedas bibliográficas y documentales, se logró comprender que la respiración en hormigas al igual que en muchos artrópodos se hace posible gracias a un sistema de estructuras elaboradas y especificadas en funciones biológicas, el nombre que se le atribuye a este tipo de respiración es traqueal, porque vislumbra un mundo de estructuras tubulares, entre otras, que permiten que la respiración entre las hormigas y el ecosistema donde habitan sean posibles.

Comentado [IVO7]: Es mu interesante la forma como se da cuenta del papel de la pregunta y los ámbitos de indagación en la formulación de un problema de estudio y la configuración de una ruta explicativa Comentado [IVO8]: Plural

Comentado [IVO9]: Evitar el uso de esta expresión, presenta problemas gramaticales

Pero, ¿qué se entiende por un sistema traqueal? El sistema traqueal, según Brusca & Brusca (2003) es denominado como: “extensas invaginaciones tubulares de la superficie del cuerpo, que se abren a través de la cutícula mediante poros denominados espiráculos hasta llegar a las células” (pág. 670), esto nos permite comprender que la respiración en las hormigas tiene todo un complejo de estructuras, fluidos y dinámicas que hacen posible la respiración en ellas.

Partiendo del hecho de que las hormigas cuentan con una estructura presente en su exoesqueleto quitinoso denominadas espiráculos, que en primera instancia como lo menciona Brusca y Brusca (2003) son los posibilitadores del intercambio gaseoso, y que según Giordan (1988) y sus cuestiones de la respiración, denominó a la ventilación como primera cuestión, se hace necesario preguntarse por el espiráculo y su relación con la ventilación durante el fenómeno de la respiración.

LA ESTRUCTURA DEL ESPIRÁCULO. El espiráculo, es entendido según, Schneiderman (1960) como: “Estructuras rodeadas por un peritrema quitinoso, cubierto por una placa estigmática o aparato de filtro, que se comunica mediante una hendidura como una cámara posterior llamada Atrio” (traducción propia) (pág. 497).

(Figura 01).

Esta información nos permite interpretar que durante el fenómeno de la respiración existen estructuras especializadas en lo que Giordan denominó como la ventilación, que es entendida como, el primer momento que posibilita el intercambio de sustancias gaseosas como el aire y todos sus componentes <aliento vital> de un organismos y el ecosistema donde habita.

Comentado [IVO10]: Singular

Ahora bien, partiendo del conocimiento de una estructura especializada en el paso de sustancias dentro y fuera del organismos, se hace pertinente preguntarse por la dinámica de dicha estructura, ¿cómo funciona? ¿Qué permite que haya el paso de sustancias?

Figura 01: Espiráculo. Vista ventral. Fotografía tomada por: Valencia, S. (2022).

Figura 02: Metathoracic spiracles in Formicidae workers, lateral-dorsal view. Tomado de: Borisovna. (2017) (pág. 56)

El espiráculo como se mencionaba anteriormente es una estructura ligeramente esclerotizada lo que permite que sea sólida y dura, pero ¿cómo hace para poder permitir el flujo de sustancias si es de naturaleza “compacta”?, Según, Borisovna (2017), los espiráculos “están equipado con dos válvulas que son débilmente esclerotizadas” (pág.70) esto permite que el paso de sustancias como el aire este reguladas por el movimiento de las válvulas (figura 02), las válvulas se logran mover gracias a la intervención de un músculo denomino oclusor (figura 04), dicho musculo se encuentra invernado a la vez por un nervio ganglial, que responde a las presiones ejercidas por las concentraciones de dióxido de carbono y oxigeno al momento de sobrepasar los umbrales establecidos por las células y su relación con los gases disueltos al interior del organismo (hormiga).

Sin embargo, las válvulas presentan diferentes tipos de movimiento (figura 03), según, Schneiderman (1960), existen tres tipos: la primera, es denominada contracción la válvula se cierra; la segunda, relajación parcial “aleteo”, y finalmente la válvula se relaja se abre, estos movimientos no se hacen de manera unísona, sino que se llevan a cabo de manera secuencial, dependiendo de las concentraciones de gases disueltos al interior del organismos, es importante aclarar que si los espiráculos están constantemente abiertos existe un riesgo eminente para la hormiga respecto a la perdida de agua, por ello este tipo de respiración se conoce como discontinua con el fin de minimizar la perdida de agua.

Como se mencionó al principio del presente documento, la respiración es un fenómeno complejo, que se complementa en varias estructuras y momentos al interior de las hormigas, es por ello que se mencionará de manera breve el paso de

Comentado [IVO11]: Tilde Comentado [IVO12]: …denominado…

Comentado [IVO13]: Tilde Comentado [IVO14]: …inervado?

Comentado [IVO15]: Tilde

Comentado [IVO16]: …inminente? O evidente?

Comentado [IVO17]: Tilde

Comentado [IVO18]: Creo que este verbo no es el adecuado!

Figura 03: Movimiento de los espiráculos.(vista interna) Tomado de: Schneiderman.

(1960). Discontinuous respiration in insects: role of the spiracles (pág. 496)

Figura 04: Occluder muscle in workers of Formicidae, lateral-dorsal view. Tomado de: Borisovna. (2017) (pág. 56)

los gases a través de las hormigas, inicialmente empieza por estructuras denominadas espiráculos, en un segundo momento, estos gases interactúan al interior de una cámara húmeda llamada atrio, posterior a ello, son transportadas por estructuras tubulares llamadas tranqueas y traqueolas que según, Cruz (2005), están conformadas por anillos o engrosamientos espirales denominados tenidos,

Comentado [IVO19]: Esta expresión es muy confusa y contradice la idea presentada anteriormente en la cual se afirma que la respiración es un proceso complejo Comentado [IVO20]: ?

Comentado [IVO21]: Tenidios?: engrosamientos de cutícula a esta estructura es a la que te refieres?

los cuales le dan rigidez a las estructuras mencionadas anteriormente, a lo largo de las tranqueas y traqueolas se encuentran otras estructuras llamadas sacos aéreos que tienen una función especial en los artrópodos de vuelo, finalmente las traqueolas hacen contacto directo con las células de las hormigas, transportando los gases por medio de difusión simple.

REFLEXIÓN DESDE ESPECIALIZADAS EN ARTRÓPODOS.

EL ACERCAMIENTO A ESTRUCTURAS EL FENÓMENO DE LA RESPIRACIÓN EN

Como se mencionó a lo largo del documento, el fenómeno de la respiración es un todo un mundo de estructuras, fluidos y dinámicas complejas que reflejan las diversas adaptaciones que han desarrollado los organismos a lo largo de la historia evolutiva, no importa si se hablan de animal complejos o “simples” como los artrópodos, siempre existe todo un mundo de estructuras desconocidas que logran maravillar al “investigador” a través de la literatura y la práctica de campo.

Acá es importante resaltar, el valor académico, actitudinal y emocional que logra desarrollar en los investigadores la práctica de laboratorio, ya que en dicho espacio se generan nuevas posibilidades que permiten observar y palpar las estructuras que muchas veces parecen estar presentes y ser visibles solo en la literatura, pero que cuando son perceptibles al ojo humano, es inevitable no generar sentimientos de felicidad y se asombro por el inmenso mundo desconocido de los artrópodos y el fenómeno de la respiración, de corroborar una información adquirida con antelación a través de la literatura y los especímenes observados, analizados y diseccionados bajo el estereoscopio.

BIBLIOGRAFÍA. •

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Borisovna, E. (2017). The metathoracic spiracles in some ants and wasps (Hymenoptera: Formicidae; Vespidae). Russian Entomol. Journal. Vol. 26, No. 1, pp. 49–62 Brusca & Brusca. (2003). Invertebrados. Edición española. Universidad de Complutense de Madrid.

Cruz, J. (2005). Entomología morfología y fisiología de los insectos. Tesis de maestría. Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira-Valle.

Giordan, A, et, al. (1988). Conceptos de biología. Tomo I. Madrid: Labor.

Schneiderman, H. (1960). Discontinuous Respiration in Insects: Role of the Spiracles. Biological Bulletin, Vol. 119, No. 3 (Dec., 1960), pp. 494-528

Comentado [IVO22]: La redacción de este párrafo es demasiado confusa

Comentado [IVO23]: Este párrafo contiene ideas interesantes; sin embargo la redacción es demasiado confusa

PROCESO RESPIRATORIO DEL ESCARABAJO SANJUANERO COMO UN PROBLEMA DE CONOCIMIENTO. Laura Elizabeth Ramírez Comprensión de lo vivo La respiración es una función que como seres vivos realizamos, que necesitamos y que enseñamos; siempre la vi como una secuencia de acciones que permitían oxigenar los organismos, que conectaba los gases del medio con el interior, con los tejidos, células y que en un complejo proceso daba también energía al organismo.

Sin embargo, no fue hasta el desarrollo de las actividades del seminario que la respiración empezó a tener otra cara, a mostrar complejidad en seres vivos que, desde una perspectiva muy general, parecían no poseer. Las estructuras, terminologías, procesos y necesidades comenzaron un camino de exploración, indagación, reconocimiento y apropiación.

Aquí aparecieron entonces los artrópodos, que desde su gran abundancia en el planeta invitan a estudiarlos, en mi caso particular, el elegido fue un coleóptera, un escarabajo que por azar se encontró en forma de larva en zonas aledañas de la laguna El tabacal, ubicada en La Vega Cundinamarca.

Este fue un avistamiento más bien aventurado, ya que justo para delimitar nuestro espécimen de estudio, nos fue complicado hallarlo; entre tanto follaje, tantas plantas… no aparecía nada, algo irónico si se quiere ver de esa forma, pero las circunstancias así se dieron. En ese momento al ver una larva blanca de gran tamaño, inició este recorrido lleno de mucho aprendizaje.

No fue posible tomar como muestra la larva, por ello las fotografías y observación del terreno fueron importantes, para luego reconocer varios aspectos del coleóptera, por ejemplo, que se hallaba en un tronco en descomposición, rodeada de varios hongos blancuzcos, con muchos helechos alrededor y humedad.

En este punto la indagación inicia, categorizar la larva, tratar de encontrar su género y especie fue de forma afortunada algo sencillo, el escarabajo Sanjuanero apareció allí como el protagonista de este viaje. Al identificarlo, la consulta sobre cómo respiraba y tratar de entender cómo este proceso vital resulta un problema de conocimiento fue algo difuso, no fue hasta los primeros hallazgos, que un universo de estructuras apareció dando algunas luces de cómo en un ser tan pequeño, tanta complejidad hacía parte.

Conceptualmente el enriquecimiento adquirido en las últimas semanas fue importante para no sólo comprender cómo un coleóptera respira, sino para poder complejizar la respiración como tal. Hay que reconocer que un intrincado de formas y estructuras forman un insecto como estos y le dan la posibilidad de disponer del aire, usarlo y manejarlo para su supervivencia, es algo significativo desde lo personal y laboral.

Se logró luego de buscar en textos más acertados información valiosa sobre estructuras del insecto y su respiración, las tráqueas, los muy discutidos espiráculos, las traqueolas y Ctenideas, llegaron para quedarse en las clases y en nuestros avances semanales, fue ver todo un sistema traqueal, ver

Comentado [IVO1]: El escrito tiene una estructura adecuada que permite comprender con facilidad las ideas expuestas por la autora, recoge de una manera organizada las diferentes experiencias y momentos que hicieron parte del desarrollo del módulo de respiración y las reflexiones derivadas de la ruta explicativa configurada por el equipo.

El uso de las fuentes es adecuado y evidencia el ejercicio de documentación desarrollado.

Se recomienda prestar un poco más de atención a la redacción y ortografía! ya que aunque los pocos detalles relacionados con esta no afectan drásticamente al documento, sÍ inciden en su calidad.

CALIFICACIÓN: 47

cómo se conectan pequeñas partes, aquí entonces como todo se complejizó y cada término usado abría una pregunta, una discusión o una conclusión.

Los hallazgos no quedaron allí, cada retroalimentación dada fue una invitación a recrear metodologías cambiantes, a retomar ideas y nociones y seguir en la búsqueda de mejores explicaciones y entendimientos sobre cómo un escarabajo respira.

Ahora con más conceptos y argumentos, reconozco que los insectos son seres completamente llenos de órganos y estructuras complejas que les hacen adaptarse tanto, de allí su abundancia, a fin de cuentas. Que no deben obviarse conceptos, ya que podemos descubrir valiosas premisas y que en la naturaleza nada es simple.

El escarabajo Sanjuanero, considerado popularmente como un enemigo natural de las plantaciones, posee una estructura traqueal que inicia con una apertura en su cutícula llamada espiráculo, si bien, comprender que no estaba aislado de las demás estructuras conectadas con la respiración, este se encuentra en ciertos lugares específicos, como a los costados de la pleura, en su abdomen y tórax.

El recorrido continúa en las tráqueas, estructuras tubulares que conectan desde sus ramificaciones con las traqueolas y ya directamente allí con las células, la difusión constituye allí un mecanismo que permite posteriormente el intercambio gaseoso.

Este proceso respiratorio ya constituye un problema de conocimiento, primero, porque generalmente en las clases, lo centramos generalmente al sistema humano. Se desconoce cómo ocurre en otros seres vivos, por ello también se desconocen estructuras y procesos, se vuelve una manera familiar de explicar la necesidad de oxígeno en los organismos, como la plantea Giordan (1988), se liga directamente a la vida, si respiramos sobrevivimos, de lo contrario, este proceso nos lleva a un último aliento y luego la muerte.

Pero se complejiza un poco más el pensar en artificializar el proceso respiratorio, como parte de la indagación, modelar un proceso como este genera cuestiones de orden y estructura que fueron nuestro norte; la modelación en si genera pensamiento, “la modelización es una actividad que implica ajustes permanentes entre los datos ambientales y los saberes que el individuo puede movilizar para comprender (Giordan, 2016, p. 175).

Teniendo en cuenta lo propuesto por el autor las implicaciones al modelar o artificializar la estructura del sistema traqueal del escarabajo Sanjuanero nos llevó a tomar lo que habíamos indagado a la comprensión real del fenómeno. Tiene más sentido ahora el afán de colocar en formas representativas sistemas tubulares y ramificados, ya que desde el aprendizaje propio movimos cómo comprendimos el proceso de ventilación y fue una herramienta de entendimiento y porque no, de autoevaluación.

Al mirar los alcances de este proyecto sobre la respiración es necesario tener en cuenta no sólo el proceso realizado de forma individual y colectiva es importante retomar aspectos conceptuales que dieron forma a lo que hoy conocemos y podemos comprender frente a esta función vital. No ha sido un proceso fácil el conocer los mecanismos fisiológicos, debido al recorrido del conocimiento, la exploración y la experimentación a lo largo de los siglos; desde los griegos y sus nociones como la

de Aristóteles, que los seres vivos tenían desde su movimiento relación con el alma (Jacob, 1984) hasta el comprender al ser vivo como una máquina.

Quitar del pensamiento elementos más ligados a lo mágico o divino costó tiempo y diversas controversias en el pensamiento popular, al reconocer a los seres como máquinas, los pensadores y filósofos de la época (siglos XVII-XVIII) delimitaban elementos que para hoy son relevantes desde la biología misma, pero es allí justamente, donde los cambios conceptuales dan giros que permiten una comprensión más holística de lo vivo, dejando las máquinas a secas de lado e identificando elementos que explican la razón de ser y existir de órganos y sistemas complejos.

Comentado [IVO2]: Referencia

Interpretar a los seres vivos como objetos de ciencia implicó que todo marco fantasioso empezara a desaparecer y se comprendiera lo viviente como parte de lo evidente y visible, y más aún cuando desde la física fueran partícipes y objetos de las leyes que se comenzaron a establecer, con personajes como Newton que hasta nuestros días tiene una influencia permanente en las explicaciones científicas de los fenómenos.

Comentado [IVO3]: Referencia

La comprensión de funciones como la respiración se ha visto conectada con los pensamientos y propuestas filosóficas en diferentes momentos históricos, lo cambiante de ello a lo largo del tiempo ha generado diferentes explicaciones. Hoy en día y gracias a los avances tecnológicos, de microscopía y apertura de visiones frente a lo vivo, se han generado explicaciones donde las máquinas tienen elementos que las constituyen bajo nociones no tan mecánicas, sino más bien con elementos celulares, de relación con el medio y evolución.

Las modificaciones con el tiempo han generado así mismo preguntas desde las estructuras mismas, su aparición y permanencia, pero es en la organización donde el problema de conocimiento es un factor para comprender como los organismos funcionan, de acuerdo a Canguilhem (1976) “Casi siempre se ha buscado explicar la estructura y el funcionamiento del organismo a partir de la estructura y del funcionamiento de la máquina construida; pero raramente se ha buscado comprender la construcción misma de la máquina a partir de la estructura y del funcionamiento del organismo”. De allí se puede entonces relacionar cómo a partir de un recorrido de lo macro a lo micro, se puede generar un conocimiento conectado a los órganos, recorridos y sustancias referentes a la respiración.

Los artrópodos generan entonces una perspectiva novedosa y desde el reconocimiento en la literatura y posteriormente en la práctica de estructuras traqueales, el problema de conocimiento tiene forma, porque lo que parecía abstracto y simplemente ilustrado, muchas veces de forma confusa, se convierte en una experiencia, y la experiencia deja aprendizajes, por cierto, muy significativos.

Los desarrollos alcanzados en este primer momento han generado una visión distinta del proceso respiratorio, más si se tiene en cuenta que no hay ser vivo que carezca de complejidad, la importancia de estructuras, que, a pesar de ser muy pequeñas, desempeñan un papel relevante, claro al ser parte de un sistema, traqueal o respiratorio si se ve en su totalidad.

La indagación de las sustancias en sí, reconocer al aire como tal y despertar cuestionamientos frente al hallazgo de este gas por ejemplo por parte de Priestley, generaron en el camino curiosidad por cómo un artrópodo lo percibe y lo usa; pero aquí se conectan las estructuras, porque a diferencia de nosotros, ellos pueden usar el aire, específicamente el o2 de forma discontinua, allí tiene ya sentido el porqué los espiráculos pueden abrirse y cerrarse, además de velar por la hidratación del animal.

El aire en los seres vivos toma relevancia energética igualmente, elemento clave para la supervivencia y que complejiza el funcionamiento completo del artrópodo; el preciado gas, no tan abundante como el nitrógeno, aparece entonces como factor relevante, pero con distintas concentraciones dependiendo de la necesidad del insecto, debido a su historia de vida, los requerimientos varían, ya que de adulto puede volar, pero de larva, su nicho es más terrestre.

Los recorridos del aire desempeñan un papel de integración entre las estructuras del animal y la sustancia que en este caso denominamos aire; esto debido a que las partes externas e internas del animal comparten composiciones quitinosas, por ejemplo, además de organizaciones distintas, por ejemplo aberturas o invaginaciones en el caso de los espiráculos, otras como el atrio, más como bifurcaciones más internas, pero que tienen un inicio estructural desde la cutícula.

Posteriormente este viaje dentro del animal continua con ramificaciones del sistema traqueal para que llegue a los diferentes órganos del coleóptera y pueda generarse la ventilación requerida.

La comprensión de que los procesos respiratorios no se encuentran aislados desde los órganos del animal, permiten que la comprensión de un sistema viviente se enmarque en la organización que ha desarrollado y que es exitosa en la medida que sigue vigente en la especie. Es importante mencionar que como conclusión los hallazgos de la respiración en coleóptera han generado una preocupación en lo conceptual de ir más allá, de no conformarse con lo que muchas veces consideramos obvio, y que es allí donde realmente puede complejizarse un asunto.

La respiración no será más un mecanismo de intercambio de gases meramente, sino que tendrá una perspectiva enriquecida desde los procesos mismos dados por las estructuras existentes y de cómo se explican los fenómenos de los seres vivos bajo aportes históricos y filosóficos. La respiración puede ser concretamente un problema de conocimiento.

REFERENCIAS. CANGUILHEM, G. 1976, El conocimiento de la vida. Barcelona: Anaframa.

GIORDAN, A y Otros. 1988. Conceptos de Biología. Tomo I. Madrid: Editorial Labor S. A. GIORDAN, A. 2016. Aprender. Ediciones Belin.

JACOB, F. 1984. La lógica de lo viviente. Barcelona: Salvat.

EL FENÓMENO DE LA RESPIRACIÓN EN LOS COLEOPTERA. Yeimi Yurley Rendon Cumaco Seminario la comprensión de lo Vivo Docentes: Steiner Valencia; Andrea Toledo; Ingrid Vera.

Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales Universidad Pedagógica Nacional

La respiración es un fenómeno al cual se le atribuyen cualidades esenciales y que se relaciona y se manifiesta con lo vivo y con la vida. En la antigüedad, este proceso se asoció a actividades purificantes y a procesos de refrigeración y calentamiento de los cuerpos (Descartes, Hipócrates, Aristóteles, Galeno). Este fenómeno y sus mecanismos fisiológicos han tenido obstáculos en su comprensión y reflexión crítica, debido a la relación con la experiencia personal inmediata y a las diversas concepciones no siempre afines, puesto que emplean diversos esquemas explicativos (Giordan, 1988).

Por un lado, un esquema explicativo es la visión vitalista y esencialista basada en un elemento intrínseco de las facetas de la vida (nacimiento-muerte y enfermedad) y de la consciencia de la existencia (respiro porqué estoy vivo). Y otro que predominó durante el siglo XVII, fundado en la respiración como proceso esencial para sostener el calor interno corporal producido por el corazón (idea del fuego interior y del aliento vital) y que constituiría la teoría Pansomática caracterizada por la circulación del aire, sin un lugar propio, considerándose un fenómeno general para la totalidad del cuerpo.

Comentado [IVO1]: El escrito es interesante, cuenta con una estructura adecuada que permite comprender con facilidad a las ideas expuestas por la autora; recoge los elementos más importantes que hicieron parte de la ruta explicativa construida por el equipo en el módulo de la respiración, las ideas expuestas son claras y muestran las diferentes relaciones y explicaciones elaboradas acerca de la respiración en coleópteros. De igual forma, las imágenes utilizadas son pertinentes y dan cuenta de algunas experiencias que hicieron parte del seminario. Es importante señalar que dentro del documento, se dejan de lado las diferentes condiciones que se pudieron evidenciar durante la salida de campo, las cuales constituyen un elemento importante al momento de explicar como sucede el proceso de la respiración en los coleópteros en ciertas condiciones particulares; de igual forma se habría podido profundizar un poco más en elementos de descripción del ser vivo que fue seleccionado en caso de estudio; Asimismo la descripción de las diferentes estructuras involucradas en el proceso de respiración en los coleóptera, podrían haberse detallado un poco más y enriquecido a través de los de imágenes y esquemas.

El escrito recoje la ruta explicativa construida por el equipo; sin embargo se recomienda detallar un poco más la dinámica que se dio con relación a la formulación de preguntas y las explicaciones construidas.

Es importante cuidar un poco más de la ortografía, las tildes y la redacción en algunos apartados que si bien no afectan la claridad del escrito sí y inciden en su calidad CALIFICACIÓN: 45 Comentado [IVO2]: Eliminar tilde

A partir del siglo XVII, con el desarrollo de la anatomía en diversas escuelas italianas, se dio “el reconocimiento de los alvéolos, las relaciones entre la tráquea y los bronquios, las trayectorias de las venas, arterias y arteriolas” (Giordan, 1988), y generó, un siglo después, la aceptación del sistema circulatorio, justificado inicialmente por el sistema explicativo del calor interno de Harvey. Con el adelanto de la fisiología, se vislumbró el funcionamiento de los organismos, dejando de lado la visión mecanicista imperante de la época y argumentando que “un cuerpo vivo no es simplemente una asociación de elementos o una yuxtaposición de órganos: es un conjunto de funciones que responden cada una a exigencias precisas” (Jacob, 1999). Además, con el pensamiento químico (Priestley, Boyle, Hayle, Black y Lavoisier), surgieron nuevas explicaciones de la respiración como un proceso de transformación de las sustancias, desembocando en las ideas actuales sobre el intercambio gaseoso y energético que ocurre en el proceso (Giordan, 1988).

El seminario “La compresión de lo vivo” de la Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales propone, como eje metodológico, la construcción de una experiencia que permita dar cuenta de

Comentado [IVO3]: Es necesario incluir alguna oración inicial que vincule las afirmaciones de este párrafo a las afirmaciones de los anteriores

la respiración como un fenómeno que aporta a la comprensión de los seres vivos mediante la realización de una ruta explicativa, que coloca en juego procesos pedagógicos caracterizados en cinco (5) momentos: 1. Situación de experiencia: Fundada en la disposición sensorial que nos permite percibir más allá de la contemplación o la fascinación. Es una experiencia vivencial y diferencial que posibilita acercarse al mundo natural y a inquietarse por lo desconocido; 2. Primera impresión hacia cuestionamientos de los saberes cotidianos, que invita a salir de las impresiones obvias como “respiro porque estoy vivo, y vivo porque respiro o el de reducir la respiración con el proceso mecánico de inhalar-exhalar” y que permite transitar a cuestionamientos que posibilitan explicaciones del fenómeno. 3. Documentación de la experiencia: Es buscar, seleccionar y adquirir información de fuentes confiables, que permitan la construcción del conocimiento sobre el fenómeno, desarrollando como objeto de estudio la respiración en los artrópodos y posibilitando la acción constructiva del pensamiento, debido a que “el sujeto construye el fenómeno en la medida que da cuenta de las condiciones que permiten su existencia, de las variables que determinan sus cambios y de los procesos que lo constituyen” (Valencia, et al., p. 13). 4.

Artificialización del fenómeno, que abarca la construcción de una experiencia de la que no se tiene acceso, y que, por medio de la modelización, del diseño de experiencias o de simulaciones, permite complejizar, comprender y explicar el fenómeno. 5. Construcción de la respiración como fenómeno de conocimiento, donde se reconstruye el fenómeno, se recrean nuevas explicaciones, aparecen estructuras, disposiciones, recorridos y sustancias implicadas, y se crean nuevos diálogos pedagógicos que den cuenta de su comprensión.

Comentado [IVO4]: … al proceso…

En el primer momento, la experiencia intencional y sensible, parte del razonamientocuestionamiento de la abstracción de un hecho nuevo poco conocido, insuficientemente explicado o de necesaria confirmación (Padrón,2007 como se citó en Ramírez, 2009). La salida pedagógica a la Laguna de Tabacal posibilitó la interrelación del mundo natural y el sujeto investigador, y acercó a condiciones ambientales y demográficas, permitiendo identificar por medio de la observación lugares estratégicos en los que habitan distintos tipos de organismos.

El artrópodo recuperado fue una larva, hallada posiblemente en su tercer instar de aproximadamente 160 días de crecimiento post embrionario. Se encontró en una zona de alta humedad, con una cantidad perceptible de hongos, hojarasca y abundantes plantas de helechos.

La temperatura promedio fue entre 18-22°C. Con respecto a sus características físicas se clasificó en forma C, cabeza y patas esclerificadas, cuerpo de color blanquecino y cabeza rojiza, con un aparato masticador (Imagen 1). Es una larva perteneciente al orden de los coleóptera de la especie Melolontha Melolontha, o escarabajo San Juanero por su nombre común.

Comentado [IVO5]: Tener en cuenta la adecuada escritura de los nombres científicos Los nombres científicos de las especies se escriben en cursiva. El nombre del género siempre se escribe con mayúscula en la inicial y se escribe primero, seguido el nombre de la especie se escribe todo en minúscula

Imagen 1. Artrópodo recolectado en Laguna de Tabacal.

Luego se procedió a cuestionar el fenómeno de la respiración desde la organización interna de lo viviente en el coleóptera. Los primeros cuestionamientos fueron direccionados a la forma, la disposición de las estructuras y la composición y recorrido de las sustancias. Sin embargo, debíamos precisar y delimitar la estructura a complejizar, las cualidades y propiedades que brindan ciertas sustancias, la disposición que posibilita el proceso de la respiración en los coleóptera y la comprensión de la respiración como un proceso dinámico, en el que interfieren mecanismos de adaptación e intercambio. Algunas preguntas que surgieron alrededor del fenómeno fueron: ¿Qué relación estructural hay entre el tamaño de la tráquea y el mecanismo de respiración?, ¿qué es el espiráculo y cuales son las condiciones que propician que el intercambio de sustancias gaseosas se dé en determinadas circunstancias?, ¿existen similitudes entre el proceso de respiración en diferentes especies de artrópodos o cuáles son las condiciones que propician mecanismos alternativos para la garantizar que las necesidades fisiológicas del insecto sean cubiertas? Si el proceso de respiración se da por medio de un intercambio gaseoso, ¿qué mecanismos han desarrollado los insectos para que las sustancias que entren en contacto con las estructuras internas sean las que deben entrar, y no se salgan otras que deban permanecer dentro, ya que normalmente se hablan de aberturas u orificios respiratorios?

Estas preguntas extrapoladas a los insectos, presentó un grado de complejidad mayor, puesto que hay un desconocimiento latente de las cualidades propias de dichos organismos. O como lo describe Francois Jacob en su escrito sobre el Mecanicismo “la organización sigue representando sólo la complejidad de la estructura visible” (citado en Valencia et al., 2022, p. 26), lo desconocido propicia la construcción de explicaciones, que representan en ocasiones obstáculos, si en el proceso de conocer, no trascendemos de las estructuras visibles. Por lo que, la pregunta que direccionó la ruta explicativa para la comprensión del fenómeno de la respiración en los coleóptera es la siguiente: ¿Qué relación tiene la estructura de la tráquea en los coleóptera con el recorrido que hace el aire para realizar el intercambio de gases dentro del escarabajo y que permita el proceso de ventilación?

Comentado [IVO6]: Se debe hacer referencia de la Fuente de la fotografía o si es propia también señalarlo

Comentado [IVO7]: Eliminar!

Comentado [IVO8]: Redacción

Esta delimitación, permite enfocar el trabajo de documentación de la experiencia desde dos enfoques: uno investigativo y uno experimental. El enfoque investigativo nos llevó a recolectar información en el qué se diferencia el sistema traqueal de la tráquea. Esta documentación permite una correspondencia con la práctica experimental, en donde se llegan a identificar sus estructuras internas. A continuación, se muestra hallazgos fotográficos y se evidencian las partes internas de la tráquea, que permite modelar una ruta explicativa de su estructura interna: Espiráculo-Sistema Filtrador-Atrio-Tráquea-Ctenidios (Ver Montes, 2013, p. 76).

Comentado [IVO9]: … en la que se diferencia…

Comentado [IVO10]: Redacción atención con el manejo del plural y el singular

El Sistema traqueal es un estructurado sistema de tubos abiertos al exterior, que conectan directamente con las células de los tejidos, y conforme los tubos van penetrando en el organismo, su diámetro disminuye y su ramificación aumenta. Las partes principales en las que puede dividirse el sistema traqueal son los espiráculos, las tráqueas, las traqueolas y, en la mayoría de los insectos, los sacos aéreos (Chapman, 1998; Klowden, 2002, citado en Montes, 2013).

La tráquea conforma una extensa red de tubos ramificados en todo el interior del cuerpo del insecto. Parten desde unas aberturas situadas en los costados laterales conocidos como pleuras. Son invaginaciones de la cutícula del insecto, que permite la continuación de lo que constituye el exoesqueleto. En la mayoría de los insectos el sistema traqueal es único, los espiráculos están interconectados entre sí y conducen a un laberinto compartido de tubos. Las tráqueas establecen conexiones transversales entre el par de un mismo segmento, y conexiones longitudinales, por medio de los troncos traqueales (Montes, 2013).

Imagen 3 Fotografía de los espiráculos a través de un estereoscopio

Fuente: Cortesía: grupo I semestre comprensión de lo vivo, 5 de febrero/2022.

Imagen 2 Fotografía de la tráquea a través de un estereoscopio

Fuente: Cortesía: grupo I semestre comprensión de lo vivo, 5 de febrero/2022.

El espiráculo es la parte exterior y visible del sistema traqueal. Debajo de él comienza la tráquea, que son tubos más o menos ramificados, que se han formado por invaginación tegumentaria. Las tráqueas son elásticas, pero al mismo tiempo muy sólidas por su origen y posee dos capas: una epidérmica y otra cuticular. En los insectos, además, está reforzada por una tercera lámina que tiene la forma de un filamento enrollado en espiral llamado costilla elicoidal o ctenidio. (Montés, 2013).

Los ctenidios son estructuras espirales constituidas por engrosamientos Imagen 4 Fotografía Ctenidio a través de un estereoscopio esclerotizados de la cutícula, que confieren estabilidad a las tráqueas ante los cambios de presión producidos por los flujos de oxígeno que circulan. Su tamaño disminuye conforme lo hace el diámetro de las tráqueas (Schilman, 2007) Fuente: Cortesía: grupo I semestre comprensión de lo vivo, 5 de febrero/2022.

Comentado [IVO11]: Ortografía

Comentado [IVO12]: Aunque esta es una cita textual es importante tomar distancia de esta, ya que los flujos que se verifican al interior de la tráquea no son de oxígeno; sino de aire, que circula como una mezcla de diferentes sustancias

Imagen 5 Fotografía atrio a través del estereoscopio.

Fuente: Cortesía: grupo I semestre comprensión de lo vivo, 5 de febrero/2022.

En los artrópodos primitivos, el espiráculo se comunica de modo directo con la tráquea, pero en los insectos, entre éste y la tráquea existe una cámara de mayor amplitud, normalmente esclerotizada, que recibe el nombre de atrio que tiene como función desarrollar mecanismos físicos que impidan la entrada de partículas extrañas desde el exterior, así como evitar las pérdidas de agua desde el interior durante los periodos de inactividad. También es frecuente la presencia de un grupo de pelos o setas que filtran y limpian el aire antes de que éste penetre en la tráquea (Montés, 2013).

La documentación de la experiencia posibilitó artificializar el fenómeno de la respiración en los coleóptera, a través de una modelación tridimensional sobre la tráquea externa e interna mediante el software Tinkercad. El primero (Imagen 7), muestra la estructura de la tráquea y expone las conexiones tubulares entre tráqueas longitudinales y transversales, que se van ramificando hasta llegar a los diversos segmentos del insecto (1. la visceral, que se ramifica y va hacía el tubo digestivo y hacia el aparato reproductor, 2. la ventral, que se dirige al cordón nervioso, y; 3. la dorsal, que se encarga de transportar el aire al corazón y a la región aortica) (Lozano,2005).

Imagen 6 Fotografía espiráculo en la pleura de un coleóptera.

Fuente: Autora, 2022.

Se logró constatar que los espiráculos se encuentran localizados en los costados laterales del insecto (pleura). Según Lozano (2005), el sistema respiratorio en los coleóptera es normalmente metapnéustico, es decir, los primeros pares de espiráculos torácicos y los últimos o los dos últimos pares abdominales son funcionales y abiertos hacia el exterior. El modelo 3D de la tráquea nos brindó diferentes vistas y una textura que nos hace reconsiderar la asociación tubular-lisa que normalmente puede llegar a la mente, puesto que la tráquea está constituida por células epiteliales, revestidas por cutícula (exoesqueleto).

Cabe destacar que, al igual que la cutícula del exterior del organismo, la de las tráqueas también es sustituida por una nueva cuando se produce la ecdisis (Klowden, 2002; Snelling et al., 2011, citado en Gefaell et al., 2016). Por tanto, la artificialización de la tráquea es vista en pliegues o capas, que representan su composición estructural por una epidermis, reforzada externamente por una cutícula, que es segregada por las células epiteliales del insecto, y que desempeñan un papel importante en la rigidez y elasticidad de las estructuras externas (exoesqueleto) e internas (sistema traqueal). Esta sustancia es la quitina, un polisacárido estructural, de aspecto corneo, que ofrece gran resistencia y dureza al exoesqueleto del insecto.

El segundo modelo relaciona cada uno de los elementos que constituyen en sí misma la estructura de la tráquea, y el mecanismo inmerso que conlleva la disposición de ciertas estructuras con la

Comentado [IVO13]: Tilde

interrelación de ciertas condiciones fisiológicas del insecto, como por ejemplo, su movimiento o vuelo durante ciertas horas del día, o la apertura o cierre de los espiráculos, para evitar la perdida de agua en estados de inactividad. Es decir que el intercambio de gases en los insectos es de manera discontinua (Schilman, 2007).

Comentado [IVO14]: Tilde

Consideraciones Finales.

El fenómeno de la respiración se complejiza al tener en cuenta la composición y estructura de la tráquea, y el recorrido que realiza el aire dentro del sistema traqueal en los coleóptera. Se define que el recorrido del aire esta dado por la estructura intima de la tráquea: espiráculo-sistema filtrador-atrio-tráquea-ctenidios. Con la práctica, se logró esclarecer que la tráquea está compuesta por conexiones transversales y longitudinales mediante de troncos traqueales que se distribuyen a lo largo de los segmentos corporales del insecto dotadas de ellas.

Ilustración 6 Modelo 3D tráquea: Vista externa.

Comentado [IVO15]: tilde Comentado [IVO16]: Eliminar

Ilustración 7 Modelo 3D tráquea: Vista interna

Fuente: Autora, 2022.

La estructura traqueal por cutícula permite la continuación de lo que constituye el exoesqueleto del insecto, brindando rigidez por su composición química (quitina) y elasticidad, al estar reforzada por una tercera lamina (ctenidio) que tiene la forma de un filamento elicoidal. Esta confiere resistencia a las presiones generadas por las corrientes de aire que entran por los espiráculos y asegura que las tráqueas permanezcan cilíndricas aun cerradas al exterior, efectuando el recorrido del aire por mecanismos de difusión y de ventilación, cuando no se garantiza un aporte adecuado de oxígeno a las células. Los coleóptera son insectos alados con un par de alas anteriores endurecidas conocidas como élitros, que no emplean para el vuelo. Cuando el insecto emprende el vuelo, se emplean procesos de contracción y dilatación para lograr la ventilación forzada por medio del desarrollo de los sacos aéreos y la realización de movimientos de los segmentos del tórax y del abdomen (Montés, 2013).

En conclusión, la ruta explicativa cumplió la finalidad de crear narraciones pedagógicas que intenten comprender un fenómeno desde la complejidad de sus mecanismos, transformando el sentido de conocer y de construir conocimiento del mundo que habitamos, pero que no entendemos en su totalidad.

Comentado [IVO17]: Tilde Comentado [IVO18]: helicoidal.

Comentado [IVO19]: Siendo estrictos con l propósito de este módulo la preocupación no está centrada en asuntos relacionados con lo pedagógico

BIBLIOGRAFÍA. • • • • • • •

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Gefaell, J; Reguiera, L &Varela, N (2016). Respiración en insectos. https://www.researchgate.net/publication/301547273_Respiracion_en_insectos Giordan, A. (1988). Evolución del significado de un conocimiento. Historia del campo conceptual de la respiración.

Jacob, F. (1999) La lógica de los viviente. Una historia de la herencia. Barcelona: Tusquets LOZANO, J. (2005). Entomología, morfología y fisiología de los insectos. Universidad Nacional de Colombia Montés, F. J. (2013). El universo de los Insectos. España: Mundi-prensas.

Schilman, Pablo. 2007. La respiración de los artrópodos con tráquea. http://helminto.inta.gob.ar/Alumnos/respiracion%20en%20artropodos.pdf Ramírez, A. (2009). La teoría del conocimiento en investigación científica: una visión actual. Anales de la Facultad de Medicina, 70(3), 217-224. Recuperado en 18 de marzo de 2022, de http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S102555832009000300011&lng=es&tlng=es Valencia, S.; Méndez, O. & Jiménez, G. (2022). La respiración: Del soplo vital al problema de conocimiento. Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales. Universidad Pedagógica Nacional.

Brayan Sneider Saavedra Valbuena Universidad Pedagógica de Colombia

Respiración en diplópodos. Entendimiento de un fenómeno para la generación de conocimiento.

Generar conocimiento a partir de experiencias vividas, conocimientos previos, métodos deductivos y de investigación y análisis de resultados y conclusiones ha sido siempre el objetivo de cualquier académico en su área de trabajo. Si bien, en este tipo de investigaciones, el uso del método científico siempre es necesario, en este se hacen muchas afirmaciones sobre el conocimiento necesario para hacer entendimiento de algún fenómeno. Ahora pues, generar conocimiento, entender un fenómeno y tener la capacidad para explicar dicho fenómeno son ejercicios necesarios para cualquier educador profesional en su área de estudio, ya que de no hacer dichos ejercicios de forma correcta representaría problemas de entendimiento en sus estudiantes.

De esta forma, existen fenómenos de los cuales se puede hacer certeza sobre su completa comprensión. Por ejemplo, la respiración, el concepto de lo vivo, la gravedad, la descomposición, y muchos otros fenómenos de los cuales se habla con completa naturalidad y sencilles. Georges Jean menciona en su escrito “La pedagogía del No” que la simplificación de la ciencia es un grave error al momento de querer entender y explicar fenómenos, pues se pierden detalles enriquecedores para la ciencia y que han sido objeto de estudio durante mucho tiempo. Por esta razón es necesario hacer un trabajo de delimitación de los fenómenos, siendo muy específicos en los conceptos y requerimientos que se buscan al momento de hacer búsqueda e investigación de información.

A grandes rasgos, en el caso de la respiración, se hace la suposición de que es un fenómeno relacionado con los animales en un proceso de inhalación y exhalación de aire, necesario para vivir. Proceso del cual todos tenemos completo entendimiento, independiente del organismo del que se habla, pues se hace la suposición de que respiran sustancias, existe intercambio de gases y que se hace por medio de un grupo de estructuras organizadas en un sistema. Sin embargo, la respiración relacionada con el concepto de lo vivo requiere una concepción mayor a la que se tiene pensada, pues tiene que ver con la idea de lo vivo, está estrechamente relacionado con el contexto, la historia y la evolución de cada uno de los organismos, el medio ambiente en el que existen y sus necesidades fisiológicas.

Para el trabajo de este módulo se realizó un trabajo de comprensión sobre el fenómeno de la respiración en organismos artrópodos, realizando constantes trabajos de delimitación del fenómeno, consulta de información, formulación de preguntas y planeación y preparación de la explicación de dicho fenómeno. En un comienzo se realizó la contextualización sobre el lugar en que se realizó la salida

Comentado [IVO1]: Es un escrito que recoge algunas de las reflexiones desarrolladas como parte del primer módulo del Seminario Comprensión de lo Vivo, de igual forma busca reconstruir algo de la experiencia vivida por el autor en el diseño e implementación de una ruta explicativa para dar cuenta de la respiración en diplópodos, se recomienda para futuros ejercicios cuidar un poco más de la estructura del documento y priorizar diferentes ideas del contenido para poder desarrollarlas y que no queden solamente enunciadas; de igual forma avanzar en la redacción ya que algunas redundancias y la extensión de los párrafos en ocasiones tornan el texto confuso, así mismo cuidar un poco más de la ortografía! .

CALIFICACIÓN:45 Comentado [IVO2]: Los títulos no llevan punto al final Comentado [IVO3]: Redacción Comentado [IVO4]: …tener…

Comentado [IVO5]: Más que una comprensión completa de fenómeno lo que se busca es complejizar las explicaciones que se construyen con relación a este a partir de diferentes acciones como las desarrolladas en el seminario Comprensión de lo Vivo Comentado [IVO6]: …sencillez…

Comentado [IVO7]: Esta expresión es un pleonasmo

de campo, se tuvieron en cuenta las características sociales, geológicas, ecológicas y su composición de fauna y flora. Luego, se hizo una delimitación de un cuadrante y se hizo la búsqueda y elección de un organismo artrópodo, sobre el cual se realizaría la búsqueda el trabajo sobre el entendimiento del fenómeno de la respiración.

El trabajo comenzó con una investigación muy abierta sobre la taxonomía, el nicho y el sistema respiratorio del organismo elegido en la salida de campo, además de su importancia ecológica y un poco de su relación con el medio ambiente en el que se encuentra y su historia de vida. Se realizo una planeación sobre la ruta de trabajo que se seguiría desde la comprensión del fenómeno, hasta su representación por medio de una artificialización. Sin embargo, dicha primera investigación no contenía afondo los conceptos necesarios para en entendimiento del fenómeno de la respiración, por lo que fue necesario hacer una delimitación y formalización de las sustancias, estructuras y recorridos involucrados en el proceso de la respiración.

De esta forma se hizo la elección de un miriápodo para realizar todo el proceso de comprensión del fenómeno, del cual se pudieron distinguir las características necesarias que lo ubicaron dentro del grupo taxonómico de los Juliformies (superorden). Además, dichas características sirvieron para hacer una caracterización de la morfología del organismo, necesaria para entender y comprender ciertas estructuras relacionadas con el sistema respiratorio del mismo.

Una vez teniendo una idea general de lo que es el organismo comenzamos a hacer el ejercicio de delimitación de cada una de las estructuras involucradas en el proceso de respiración del animal, teniendo siempre en cuenta el orden y recorrido que hace el aire al ingresar y salir de dicho sistema.

A lo largo de todo el trabajo se generó la pregunta problema “¿Como son los recorridos y cuáles son las estructuras relacionadas en el intercambio de gases de un diplópodo?” bajo la cual se mantuvo el enfoque de todo el trabajo. Para dar cuenta de dicha pregunta se necesitó, en primera instancia, delimitar cual sería la sustancia que hace dicho recorrido, por lo cual se requirió de la investigación de la composición del aire en el lugar al que fuimos (Laguna el Tabacal). Se requirió entonces, de caracterizar el aire que respira el organismo, por lo cual se comenzó a hacer una investigación y especificación de la composición del aire presente en el ambiente que habita un diplópodo. En segunda instancia, se comenzó a investigar sobre las estructuras del sistema respiratorio del organismo, enfocándonos en la forma, función, orden y composición de las mismas, ya que la razón de dichas estructuras tiene mucho que ver con el recorrido que hace el aire dentro de ellas, de forma que sean eficientes al momento de suplir las necesidades respiratorias de todo el organismo. Finalmente, se investigó sobre el recorrido de la sustancia por las estructuras, lo que dio cuenta sobre el proceso de respiración prácticamente en su totalidad.

Del resultado de dicha investigación, y teniendo en cuenta el orden establecido durante todo el trabajo, se pudo encontrar que el aire (sustancia) presente en el proceso de respiración está compuesto en gran parte por nitrógeno, oxígeno y

Comentado [IVO8]: Tilde

Comentado [IVO9]: Revisar este nombre

Comentado [IVO10]: Tilde

argón, además de una alta presencia de metano y dióxido de carbono debido a que se encuentra en un ambiente con gran cantidad de materia en descomposición. En cuanto a las estructuras presentes en dicho proceso, se encontró que todo comienza por el espiráculo, cuya función y estructura está dispuesta para permitir la entrada y salida del aire, filtrándolo por medio de vellosidades que impidan la entrada de otro tipo de sustancias y basuras no deseadas. Dichos espiráculos se encuentran ubicados en pares sobre cada una de las patas del diplópodo, por lo que podemos encontrar 8 por cada diplosegmento que conforme el organismo (a excepción de los segmentos con 1 solo par de patas o sin patas). Seguido al espiráculo se encuentra un tubo que lo conecta al atrio, el cual es una cavidad esclerificada en forma de cámara vacía, encargada de contener el aire y repartirlo por todas las estructuras tubulares conectadas a él. Dichas estructuras tubulares se llaman tráqueas, compuestas a su vez por tenidios, los cuales se enroscan de en forma de espiral, dando una forma tubular a la estructura. Finalmente, las tráqueas se ramifican en estructuras tubulares de menor diámetro llamadas traqueolas, las cuales tienen una membrana más delgada que llega a todas las células del organismo, dicha membrana permite a las células recoger el oxígeno presente en el aire, y a su vez expulsar el dióxido de carbono.

El recorrido del aire dentro de estas estructuras ocurre en 3 procesos denominados closed, flutter y open, en los cuales el aire ingresa por el espiráculo, pasa por el tubo, el atrio, las tráqueas, las traqueolas y es ahí en donde, por medio de diferencias en la concentración de oxígeno y dióxido de carbono, comienza el recorrido de regreso por las mismas estructuras hacia el exterior del organismo.

Dicho recorrido de ingreso y expulsión no ocurre al mismo tiempo, ni de forma continua en todos los espiráculos a la vez, y depende de los requerimientos celulares y de la concentración de dióxido de carbono y oxigeno presente a lo largo de todo el sistema.

Al final de hacer la completa caracterización, distinción y comprensión del proceso de respiración en el diplópodo se pudo dar cuenta de la complejidad de dicho fenómeno, y su estrecha relación con las necesidades y el hábitat del organismo, además, de que siempre es necesario la comprensión de cada uno de los detalles que hacen parte del fenómeno, para poder hacer una correcta interpretación y explicación del mismo. Por lo cual, se consideró necesaria la creación de una maqueta que ejemplificara por medio de materiales que hicieran relación a las estructuras presentes en el sistema respiratorio, además del recorrido que hace el aire dentro de este. Dicha maqueta tiene la función de mostrar el conocimiento recogido durante la comprensión del fenómeno de la respiración, y brindar a los demás una explicación ejemplificada de la información recolectada.

En conclusión, para poder realizar la compresión de un fenómeno y poder hacer uso de este como un objeto para la generación de conocimiento, es necesario llevar a cabo un ejercicio de distinción e investigación, partiendo de hechos, conceptos e información general, que por medio de la formulación de nuevas preguntas y respuestas se va creando una especificidad en las características que hacen parte de dicho fenómeno. Características que, si bien se pueden considerar complejas,

Comentado [IVO11]: Referencia

son necesarias para la comprensión en su totalidad del objeto de estudio, y sin las cuales no se puede generar el conocimiento necesario para el entendimiento del fenómeno.

Bibliografía: Georges, Jean. Bachelard, la infancia y la pedagogía. Capítulo II. Fondo de cultura económica Ltda. Bogotá. 2000 Giordan, A. (1988). EVOLUCIÓN DEL SIGNIFICADO DE UN CONOCIMIENTO.HISTORIA DEL CAMPO CONCEPTUAL DE LA RESPIRACIÓN. Conceptos de biología (No. 57 (091) CON).

Universidad Pedagógica Nacional Facultad Ciencia y Tecnología Departamento de Física Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales Seminario comprensión de lo vivo Jason Estiven Solano Solano Código: 2022184117 LA RESPIRACIÓN DE UN MILPIÉS COMO PROBLEMA DE CONOCIMIENTO A lo largo de la historia, ha prevalecido una preocupación por comprender de qué manera se lleva a cabo un proceso tan complejo como el de la respiración, desde Aristóteles (citado por Giordan, 1988), en su breve tratado De respiratione, donde la presenta como un fenómeno cuya finalidad es estrictamente fisiológica: El pulmón es indispensable a ciertos animales para poder vivir en la tierra. Tiene que haber necesariamente una refrigeración de su calor; y ésta, los animales que tienen sangre sólo la pueden recibir de fuera, porque ellos mismos están demasiado calientes. (p.6) Pasando por Galeno (citado por Giordan, 1988), quien recupera la idea de la refrigeración del cuerpo desarrollada por Aristóteles, planteando que se lleva a cabo teniendo en cuenta el tamaño del organismo y no la cantidad de aire, mencionando además que dicho aire alimenta la combustión interna y produce el aliento vital, al que llamó pneuma. Así pues, es posible evidenciar cómo el proceso de la respiración puede ser abordado como un problema de conocimiento, ya que parte de la acción de interrogarse a partir de la experiencia, como lo hicieron los autores mencionados anteriormente. En ese orden de ideas, en el espacio académico La comprensión de lo vivo, también se partió de una experiencia particular que dio paso al planteamiento de diferentes preguntas encaminadas al proceso de respiración de un organismo en específico, como se desarrollará más adelante.

La experiencia propia del seminario que se referencia en el párrafo anterior fue la salida de campo realizada a la Laguna El Tabacal, ubicada en el municipio de La Vega, Cundinamarca. Allí, se hizo un recorrido que permitió reconocer aspectos relacionados con las características del ambiente, la fauna, la flora y algunas interacciones que se establecen entre diferentes elementos del entorno, sin embargo, lo central fue la elección un organismo del phylum artrópoda, que pasaría a ser el objeto de estudio particular para los grupos de trabajo, enfatizando en su proceso de respiración como problema de conocimiento.

Para el caso de la experiencia desarrollada en el presente escrito, se llevó a cabo la elección de un milpiés (ver imagen 1), realizando un ejercicio inicial de observación respecto a las características del ecosistema, datos que después serían contrastados con la revisión de documentos, teniendo en cuenta que el módulo respiración partía precisamente de un ejercicio de documentación para darle una identidad al organismo desde la caracterización, más allá de los nombres, para después establecer cómo es ese organismo, qué lo diferencia de otros y cuáles son las relaciones que establece con el ambiente, dándole prioridad a las preguntas que iban surgiendo a lo largo de las observaciones, para plantear un interrogante central que trataría de responderse

Comentado [IVO1]: Es un escrito interesante que cuenta con una estructura y organización que facilitan la comprensión de las ideas expuestas por el autor, recoge de manera efectiva los diferentes momentos y acciones que permitieron configurar una ruta explicativa acerca de la respiración en el milpies.

Se destacan dentro del documento las diferentes relaciones que establece entre la experiencia inicial, documentación teórica, la formulación de preguntas y la construcción de explicaciones, las cuales tienen una estructura en la cual se retroalimentan entre ellas favoreciendo el trabajo y las discusiones del equipo.

Las imágenes empleadas y las fuentes consultadas son pertinentes y permiten determinar los niveles de comprensión presentes en el equipo; sin embargo en la descripción de la artificialización se podía ser un poco más detallado para dar cuenta de cómo las ideas con relación a las estructuras, sustancias y procesos eran abordadas por el equipo y representadas en el modelo construido. Además al señalar los problemas de conocimiento como un referente que orientó el trabajo del equipo en este primer momento del Seminario Comprensión de lo Vivo, se podrían haber desarrollado un poco más algunos referentes que dieran cuenta de esta categoría dentro de las formas de proceder del equipo y la forma como se elaboran explicaciones con relación a la respiración en el milpiés En términos generales es un documento interesante concreto y con muchos elementos a tener en cuenta para ejercicios de escritura posteriores.

CALIFICACIÓN: 47

gracias al diseño de una artificialización, todo esto incluido en la elaboración de una ruta conceptual y metodológica.

Imagen 1. Milpiés en Laguna El Tabacal. Fotografía tomada por Solano, J. (2022).

La ruta conceptual y metodológica (ver imagen 2), partió de la caracterización propia de La Laguna El Tabacal, para que después, por medio de la intervención activa se delimitara un cuadrante y se seleccionara un artrópodo (milpiés), el cual sería objeto de observaciones y preguntas con las que luego de llevarían a cabo diferentes planteamientos de hipótesis, apuntándole a la caracterización del organismo desde aspectos como las condiciones del ambiente en el que fue encontrado, su morfología y los recorridos, estructuras y sustancias implicados en su proceso de respiración.

Inicialmente se pensó en una ruta lineal, pero luego se diseñó de forma cíclica, ya que a lo largo del módulo la experiencia se fue complementando sesión a sesión.

Finalmente, se llevó a cabo la planeación y el diseño de la artificialización para su posterior presentación y retroalimentación.

Imagen 2. Ruta conceptual y metodológica. Elaborada por Saavedra, B. (2022).

Con el ejercicio de documentación inicial se logró determinar que el milpiés pertenece al phylum de los artrópodos y específicamente a la clase diplópoda, organismos que se caracterizan por poseer un cuerpo dividido en dos, por un lado la cabeza y por otro lado el tronco. La cabeza tiene una ligera inclinación hacia la parte anterior, dorsalmente es convexa y ventralmente es un poco más aplanada (ver imagen 3). Los órganos visuales de este organismo son conocidos como ocelos, estructuras primitivas que contienen células fotosensibles, las cuales pueden captar la presencia de luz, pero no la presencia de objetos específicamente (Moreno, 2013).

Comentado [IVO2]: Se describe de manera interesante y detallada, cada una de las acciones y momentos que hicieron parte de la ruta explicativa constituida por el equipo para dar cuenta de la respiración en el milpies

Imagen 3. Cabeza del milpiés. Recuperada de: https://www.bioscripts.net/zoowiki/temas/25D.html.

Respecto al tronco (ver imagen 4), en los milpiés se presenta una división en dos, el tórax y el abdomen. En el tórax se encuentran cuatro metámeros (segmentos) simples, el primero se llama segmento de la placa de la cabeza o collum (cuello), el cual no posee apéndices, los otros tres metámeros poseen un único par de patas. Por otro lado, el abdomen del organismo se ubica a partir del metámero cinco, de ahí en adelante cada uno posee dos pares de apéndices, por lo que son conocidos como diplosegmentos, Los metámeros de la parte caudal del organismo no poseen apéndices, característica que les otorga el nombre de ápodos (Moreno, 2013).

Imagen 4. Tronco del milpiés, división en tórax y abdomen. Recuperada de: https://www.artroposfera.com/todo-sobre/milpi%C3%A9s/anatom%C3%ADa/.

Los apéndices del milpiés sobresalen de una estructura conocida como coxa, junto a ella se ubican los espiráculos, relacionados con el proceso respiratorio del organismo (como se detallará más adelante), en los metámeros simples es posible encontrar un par de espiráculos por apéndice y en los metámeros dobles o diplosegmentos se ubican dos pares de espiráculos por cada par de apéndices. Los diplópodos se mueven apoyando el extremo de las uñas (ungulígrados) y usualmente mantienen el cuerpo levantado del sustrato, permitiendo que el aire entre por los espiráculos, favoreciendo su proceso de respiración y de ventilación específicamente (Moreno, 2013).

Como se mencionó anteriormente, el milpiés fue encontrado en el Parque Ecológico Laguna El Tabacal, específicamente en un cuadrante caracterizado por la alta presencia de vegetación y de humedad, en el suelo había una gran cantidad de hojarasca en descomposición y sobresalía un tronco de árbol caído, también en estado de descomposición. El diplópodo fue hallado al interior de este tronco, lo que se relacionó directamente con lo mencionado por Bueno (2012):

La gran mayoría de las especies de diplópodos viven en el suelo y tienen la facilidad de excavar. Por ello, la influencia de estos organismos en el suelo es de tipo física y química, puesto que al perforarlo rompen los niveles superiores y alteran la naturaleza de este, incrementan la porosidad, la capacidad de retención de agua e influyen en los procesos de transporte de nutrientes. Es indudable la importancia de estos organismos en los distintos ecosistemas donde habitan, por lo que actualmente son considerados como ingenieros del ecosistema junto con hormigas, coleópteros, termitas y lombrices de tierra. (p.5) Con base en lo anterior, cuando se encontró al milpiés dentro del tronco en estado de descomposición, surgió una pregunta inicial respecto a cómo es posible que dicho organismo lleve a cabo su proceso respiratorio al interior de una estructura en la que posiblemente la presencia de oxígeno es baja, interrogante que Schilman (2007) retoma al mencionar que en medios con bajo contenido de oxígeno y alto de dióxido de carbono, un aumento en la diferencia de presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono entre el sistema respiratorio del organismo y la atmósfera es vital para que haya un intercambio de gases pasivo o por difusión eficiente. Sin embargo, hubo otras preguntas iniciales como ¿respira el milpiés?, ¿el milpiés inhala y exhala?, ¿qué órganos están involucrados en la respiración del milpiés?, interrogantes que finalmente apuntaron a una preocupación o pregunta de trabajo central en el desarrollo de la ruta conceptual y metodológica: ¿Cómo son los recorridos y qué estructuras están implicadas en el intercambio de gases de un diplópodo?

Respondiendo a dicha pregunta y con base en el ejercicio documental propio de la ruta conceptual y metodológica, se resalta lo siguiente: Los espiráculos (ver imagen 5 - A) son aberturas o cráteres elevados, ubicados junto a las coxas de los apéndices, sin embargo, tienen formas diversas según la especie. Su función está relacionada con la entrada y salida del aire, particularmente de sustancias como el oxígeno y el dióxido de carbono. Estas estructuras están unidas a otra que se conoce como tubo al atrio (ver imagen 5 - B), cuya función fundamental es transportar las sustancias hasta el atrio (ver imagen 5 - C), una estructura tubular hueca que almacena el oxígeno y el dióxido de carbono. Del atrio se desprende propiamente la tráquea (ver imagen 5 - D) del organismo, que se subdivide en traqueolas (ver imagen 5 - E), conectadas directamente a las células del milpiés, donde, en la mitocondria, se lleva a cabo todo el proceso de producción de energía, que comúnmente se conoce como respiración celular.

Comentado [IVO3]: Se presentó de manera interesante la forma como el equipo procedió para construir la pregunta que orienta la ruta explicativa, en la cual se articula el ejercicio de documentación teórica, las relaciones que se establecen con la experiencia y los propios intereses del equipo

Comentado [IVO4]: Referencia

Imagen 5. Estructuras implicadas en el proceso de respiración de un milpiés. Adaptado de: Hilken, G., et. al. (2021). Adaptado por: Solano, J. (2022).

Todo este proceso se denomina respiración discontinua y se divide en tres momentos: El primero se conoce como Closed, donde no hay intercambio de gases con la atmósfera. El diplópodo consume oxígeno de las tráqueas y produce dióxido de carbono, que es absorbido por la hemolinfa. El segundo se conoce como Flutter, en las tráqueas la presión del aire se hace menor que la atmosférica. El diplópodo comienza a abrir y cerrar rápidamente los espiráculos. Finalmente, el tercero se conoce como Open, donde se eleva el nivel de oxígeno del diplópodo y se reduce el nivel de dióxido de carbono al liberarse por los espiráculos (Schilman, 2007).

Como actividad adicional para complementar los diferentes hallazgos que iban surgiendo a lo largo del seminario, se realizó un laboratorio de microscopia (ver imagen 6), donde fue posible observar detalladamente algunas de las estructuras implicadas en la respiración de diversos artrópodos, aunque en las colecciones que se observaron no había diplópodos específicamente, la experiencia fue la oportunidad perfecta para contrastar lo que hasta ese momento se había encontrado en la revisión documental y compararlo con las estructuras propias del milpiés, resaltando las semejanzas y diferencias particulares entre dos grupos de organismos distintos para así, tener una idea mucho más clara de lo que sería la artificialización.

Imagen 6. Espiráculos de insecto en laboratorio de microscopía. Fotografía tomada por Solano, J. (2022).

Para tratar de darle una respuesta a la pregunta problema propuesta en la ruta conceptual y metodológica, se realizó una artificialización (ver imagen 7) centrada en las estructuras implicadas en la respiración del milpiés, enfatizando también en los recorridos que realizan las diferentes sustancias que intervienen en este proceso. La artificialización corresponde a un corte o vista transversal del milpiés, los recorridos suceden dentro de mangueras y jeringas, por donde va circulando agua con colorante,

Comentado [IVO5]: Uso del estereoscopio

que representa las sustancias implicadas. Las tráqueas y traqueolas fueron representadas con lana y todo el montaje se realizó sobre un plano de fotografías impresas (ver imagen 8), las mismas que se encontraron a lo largo del ejercicio de revisión documental.

Imagen 7. Artificialización. Fotografía tomada por Escamilla, L. (2022).

Comentado [IVO6]: Uso de subíndices

Imagen 8. Plano de fotografías impresas. Adaptado por: Solano, J. (2022).

Finalmente, luego de haber concluido el trabajo en torno a la respiración de un milpiés como problema de conocimiento, se resalta la importancia del trabajo en grupo, partiendo del compartir constante de ideas, pensamientos y saberes propios de profesores de Ciencias Naturales, lo que puede resumirse en un intercambio de experiencias distintas que se complementan desde el diálogo y hacia la resolución de una problemática particular, tratando de comprender el entorno desde una mirada sistémica, lo que permite cuestionar aquellos saberes adquiridos, reflexionándolos y analizándolos a partir del saber ser, saber ser consciente de sí mismo y de los demás componentes del entorno, realizando un ejercicio de autorreconocimiento, pero también reconociendo al otro desde la alteridad (Zuleta, 2007).

Referencias bibliográficas: Bueno, J. (2012). Diplópodos: Los desconocidos formadores de suelo. CONABIO. Biodiversitas, 102: 1-5.

Giordan, A., et. al. 1988. Conceptos de Biología Tomo I. Madrid: Labor.

Hilken, G., Rosenberg, J., Edgecombe, G. D., Blüml, V., Hammel, J. U., Hasenberg, A., & Sombke, A. (2021). The tracheal system of scutigeromorph centipedes and the

evolution of respiratory systems of myriapods. Arthropod Structure & Development, 60, 101006.

Moreno, A. (2013). MIRIÁPODOS. Apuntes de zoología. Recuperado de: https://www.ucm.es/data/cont/docs/465-2013-08-22-H8%20MIRIAPODOS.pdf.

Schilman, P. (2007). La respiración de los artrópodos con tráqueas. Ciencia Hoy. Universidad de California – San Diego. pp., 40 - 45.

Zuleta, E. (2007). Tribulación y felicidad del pensamiento. En: Elogio de la dificultad y otros ensayos. Bogotá, Colombia; Ariel.