Retroalimentación escritos individuales terrario

SEMINARIO COMPRENSIÓN DE LO VIVO

EL TERRARIO Una perspectiva fenomenológica para la comprensión de lo vivo

Retroalimentación y valoración de Escritos Individuales- Julio 2021

MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS NATURALES La comprensión de lo vivo Palacios Hernández Armando Antonio TERRARIO COMO LABORATORIO PARA EL ESTUDIO DE LAS CONDICIONES DE SOBREVIVENCIA DE UNA PLANTA

En el estudio de las funciones y mecanismos (físicos y químicos) de los seres vivos, se encuentra el de las plantas, estas las encontramos por doquier, en diferentes ecosistemas como bosques, humedales, páramos, al interior de algunos sistemas acuáticos, desiertos y hasta en las grietas de nuestros andenes, claro está que en cada uno de estos lugares las plantas presentan ciertas características particulares.

Pero al ser tan común esté “ser vivo” en la Tierra, la pregunta que parece interesante es ¿Cuáles son las condiciones mínimas y necesarias para que una planta se mantenga con vida?

Comentado [1]: Comentario general: Encuentro el título interesante, el cuál se describe, interpreta y analiza de manera clara a lo largo del escrito. Es un escrito que muestra la experiencia llevada a cabo por usted en el seminario.

Sin embargo, considero que la idea de este escrito era poner de manifiesto la importancia de considerar la dinámica de la Luz como condición fundamental en el terrario y en las plantas, no se expone el diseño experimental llevado a cabo por usted y el grupo, así como las explicaciones dadas; la revisión de bibliografía propia del seminario y otras que permiten ampliar el campo de explicaciones. Hubiera sido interesante leer sus apreciaciones, disertaciones frente al diseño experimental realizado, los análisis de los resultados obtenidos, el reconocimiento de las estructuras, los procesos, recorridos y sustancias involucradas en la dinámica de la luz con las plantas y el proceso fotosintético.

Para poder responder esta pregunta, hay que aproximarse a la interacción de la planta con su entorno, por lo cual es necesario delimitar su espacio, así como los elementos que hace posible su existencia, además, de establecer una serie de criterios de observación y la delimitación de variables para su estudio.

Aquí es donde entra en juego la parte experimental,

en el seminario de la

comprensión de lo vivo, donde la experiencia de los docentes a cargo del curso juega un papel fundamental en la construcción de un terrario, en el cual se establecieron unas condiciones iniciales necesarias para la vida de la planta, así como una guía para los elementos que la conformarían, la cantidad, su configuración y las interrelaciones (como se mostrará un poco más adelante),para establecer un sistema1 cerrado2, donde debido al vidrio hay transferencia de energía por calor, ya sea por contacto térmico del vidrio con el aire o por radiación solar,

1

Un sistema no solamente es a colección de las partes en un espacio restringido constituido por materia, sino que implica una interrelación entre las mismas, así la suma de las partes no da cuenta del todo. (Castillo & Pedreros, 2013).

2 El sistema cerrado “hace referencia a aquel sistema que tiene una masa constante y a través de sus limites se produce una transferencia de energía” (Quintero & Castillo, 2009)

Valoración: 40

creando así un pequeño laboratorio para el estudio de las condiciones de sobrevivencia de una planta.

Los elementos que conformaron el terrario son:

(tierra + otras sustancias incluidas desconocidas) + (agua + otras sustancias que vienen en ella) + aire (Compuesto por todos los componentes químicos) + luz (diferentes frecuencias)

Figura :Terrario hecho con una suculenta

Aunque esta descripción inicial que se realizó parece tener un punto de vista antiguo de los elementos de la naturaleza3, cada uno de estos componentes tienen ciertas características particulares debido a las formas en las que conocemos la naturaleza hoy día, como por ejemplo el caso de la luz y las ideas que se tienen de la mecánica cuántica, y su dinámica con el terrario como se mostrará más adelante. Aunque también podría hablarse del estado físico del terrario, para ello se pueden nombrar variables de estado como la temperatura al interior del terrario, la presión, la cantidad de sustancia, entre otras.

En la caracterización de las dinámicas que ocurren en el terrario, inicialmente se pretendía determinar el color de las hojas, su número y el área aproximada que ocupa ésta en la tierra, para ello decidí establecer un “montaje fotográfico” (ver figura 2), logrando establecer estas mediciones y realizar un seguimiento a la planta.

3

Esta idea era mostrada por Empedocles (c. 490) en la que los elementos de la naturaleza son aire, fuego, tierra y agua. En el libro Historia de la filosofía se muestra los principales filósofos presocráticos, las escuelas de la época y los principios originarios a los que acude para explicar la naturaleza, ya que no todos tenían los mismos principios (Caballero y otros, 1999, Pg. 23)

Debido a que la planta no presentó un aumento significativo en el tamaño y el número de hojas (ver anexo), no fue posible realizar dichas mediciones; por lo tanto, se llevó un registro de los caracteres que el terrario presentaba a lo largo de 31 días.

Antes de mostrar algunas observaciones, es importante resaltar que la primera impresión al

realizar

el

terrario

fue

que

estas

condiciones que se le habían impuesto a la planta no eran suficientes para que la misma sobreviviera y aunque al cabo de un mes la planta

parece

haberse

marchitado,

la

concepción entorno a la sobrevivencia de la planta ha cambiado por completo como lo

Figura : Montaje fotográfico

mostrare a continuación.

Observaciones Los cambios notorios en los primero 3 días fueron, en las horas de la mañana se nota al interior del terrario, una condensación de lo que probablemente sea el agua + otras sustancias, aunque también se podría decir del aire (o de algunos de sus componentes), esto debido a que la temperatura del terrario sea mayor a la temperatura exterior. También la presencia de lo que parece ser 2 pequeños gusanos y un insecto que rodean el interior del vidrio, parecen ser provenientes de la tierra.

El día 3 se muestran cambios significativos en dos hojas de la planta, que se encuentra en la parte posterior respecto a la incidencia de la luz, por lo cual creería que tienen menor incidencia, se tornaron de color vino tinto como si se estuviera

marchitando (ver figura 3), además, ahora existen 4 gusanos y 3 insectos, en este mismo día se ubica la planta para el montaje fotográfico.

La planta no muestra cambios significativos hasta el día 14, donde se comienzan a percibir polvo blanco con aspecto de ceniza, Figura : Día 3 - Las hojas posteriores a la incidencia de la luz presenta un color oscuro

pequeñas vellosidades y la aparición de una gota transparente en una de sus hojas.

Desde este día las hojas de la planta se han oscurecido gradualmente hasta el día 31 y lo que he denominado vellosidades ahora se han compuesto por pequeñas telarañas, lo que mis compañeras han comentado es que se trata de un hongo y que en la documentación parece ser un moho mildiu polvoriento (ver figura 4) (Gonzalez, Martinez & Martinez, 2010) . El día 29 el papel vinipel ha adquirido el hongo, la planta parece están marchitándose por completo debido a que está cambiando de coloración.

Figura 4: Días 14, 17 y 31 de observación

En este punto me nace otra pregunta ¿Por qué la planta no mostro marchitamiento notorio en los primeros 14 días sino hasta la presencia del hongo? Esto me permite decir que las condiciones dadas si eran suficientes para que la planta se mantuviera con vida, pero fue la presencia del hongo la que no permitió esto. Por otra parte, aun la presencia de los gusanos e insectos (ver figura 5) me hace

pensar que la planta sigue renovando el aire para la supervivencia de estos animales, por lo que el proceso de fotosíntesis se debe estar efectuando, similar al caso del experimento de Priestley con el ratón (Baker & Allen, 1970).

Figura 5: Fotografía del terrario. Circulo amarillo gusano o larva y en el circulo azul algún tipo de insecto

Al comparar mi terrario con los del grupo de trabajo, solo en un caso se notaron nuevas hojas, mientras que los otros 3 presentaron también la presencia del hongo, pero esta vez en un mayor número de días, por lo que se puede establecer que la presencia de los componentes es suficiente para la supervivencia de la planta.

Observaciones sobre la dinámica de la luz en el terrario Hoy día podemos hablar en mayor detalle respecto a los componentes del terrario, como por ejemplo la luz y su dinámica en el terrario y algunas ideas que parecen relevantes resaltar y que me permitieron ampliar mi campo de conocimiento.

Luz y la temperatura El terrario al encontrarse en un sistema cerrado como se planteó anteriormente, permite el paso de la luz, pero no solamente la que es visible por el ojo humano, sino todo espectro electromagnético que viene del sol, filtrada por la atmosfera y que no es reflejado por el vidrio, así, también se encuentra la radiación infrarroja que dada por los experimentos de William Herschell, es la que eleva a una mayor temperatura los objetos que lo que la realiza los otros colores (Moreno & Garzon,

2017, pg.12.), por lo tanto, el infrarrojo proporcionara la mayor cantidad de calor por radiación en el terrario. Esta idea es fundamental para realizar los experimentos de la incidencia de la luz en las plantas y que comúnmente se pasa por alto en los experimentos del papel celofán con las mismas, por ello la importancia de utilizar leds para producir solamente ciertas longitudes de onda y ver su influencia en las plantas. Esta idea del infrarrojo me lleva a preguntarme ¿Cuál es el efecto solamente de la radiación infrarroja en las plantas?

En relación con el vidrio, este resulta ser transparente a las ondas de luz visible y opaco al ultravioleta y al infrarrojo, permitiendo que la luz visible entre, y evitando que salgan longitudes de onda largas (como la radiación infrarroja), así al no permitir que salgan estas longitudes de onda, el interior del terrario se encuentra más caliente que el ambiente exterior, lo cual es denominado como efecto invernadero (Hewitt, 2004).

Luz y el hongo Desde el punto de vista de la mecánica cuántica, hoy día se establece que los elementos absorben ciertas longitudes de onda, llamados espectros atómicos de absorción, de igual forma las moléculas presentan una absorción del espectro mucho más compleja debido a las rotaciones o resonancia, pero esto es una particularidad moléculas (Barrow, 1976), así para el caso de la clorofila a y b existe la absorción de ciertas longitudes de onda, además, de otras interacciones con un sistema complejo de reacciones físicas y químicas que ocurren dentro de la planta (fotosistema 1 y 2). Dicho esto, la presencia del hongo de tonalidad blanca en el terrario estaría afectando el proceso de fotosíntesis (ver figura 6), debido a que las

longitudes

de

onda

reflejando,

evitando

se

estarían

que

toda

la

radiación llegue a las moléculas presente en los cloroplastos.

Por último, quisiera resaltar el cambio de concepción no solamente de la fotosíntesis, sino de la biología en general,

ha

pasado

de

la

memorización de las partes de las plantas, al análisis de situaciones Figura : Día 31. Se puede observar pequeñas manchas

experienciales

sencillas

pero

de

blancas en elcomplejas, papel vinipel, lo queexperimentos parece ser el hongo relaciones con como: el de Van Helmont con la creación

del material vegetal, el experimento de Stephen Hales sobre la influencia de las plantas en el aire, el experimento de Priestley con la renovación del aire, cromatografía para establecer el porcentaje de la clorofila a y b, la incidencia de las radiación por colores de luces led en las plantas, entre otros.

Conclusiones La presencia del hongo ha afectado significativamente el estado de la planta como se puede observar en la coloración de estas (ver anexo días 14 al 31), este hongo se desarrolla con frecuencia y bajo ciertas condiciones de temperatura y humedad4, como las presentadas en el terrario. Este hongo no solamente está viviendo de la planta utilizándola como fuente de nutrientes, sino que también su coloración blanca, refleja toda la luz incidente sobre la planta, por lo cual el proceso de fotosíntesis se ve afectado.

A pesar de que la coloración la planta ha disminuido, está aún está sobreviviendo, ya que provee de alimentación y aire renovado para que el hongo pueda desarrollarse, así como de los gusanos y los insectos, por lo tanto, no se puede

4

La germinación ocurre a valores inferiores al 20% y temperaturas entre 10° y 31° C aproximadamente (Gonzalez, Martinez & Infante, 2010). Aunque no se descartar que se trate de otro hongo.

afirmar que la planta esté completamente muerta. Lo que coloca en evidencia una complejidad en el terrario de interrelaciones posible, que permiten hablar de la planta a través de los organismos.

Aunque se intentó limitar la presencia de elementos y variables en el terrario, existen otros factores que inciden en la supervivencia de la planta, los cuales no pueden ser controlados tales como, la presencia de organismos como los insectos y los gusanos en la tierra, y otros aún más pequeños como el hongo, el estado en el que se compró la planta (juvenil o adulto) lo cual pudo llevar a que las raíces no se hayan podido desarrollar en el medio en el que se encontraba. Aun con estos limitantes la construcción y observación del terrario permitió ser un pequeño laboratorio experimental que acerco al conocimiento de las dinámicas e interacciones que se dan entorno al desarrollo de una planta en un medio artificial.

Bibliografía Bake, J.J. Allen, G.E. (1970). Biología e investigación científica. Tomado de: El terrario una perspectiva fenomenológica para la comprensión de lo vivo (2021).

Maestria en docencia de las ciencias naturales. Universidad Pedagógica Nacional.

Barrow, G. (1976). Química física para las ciencias de la vida. Barcelona: Reverte Caballero, M. Echano, J. Martínez, E. Montarelo, P. Navlet, I. (1999). Historia de la filosofía -NOESIS. Buenos Aires. Vicencs Vives.

Castillo, J. C., & Pedreros Martínez, R. I. (2013). Notas de termodinámica. Bogotá: Universidad Pedagógica Nacional González, N. Martínez, B. Infante, D. (2010).MILDIU POLVORIENTO EN LAS CUCURBIATCEAS. Revista de protección animal. Scielo.

Hewitt, P. (2004). Física conceptual. México: Pearson Educación Quintero, D, A. & Castillo, J. C. (2009). Propuesta de los aspectos que se deben tener en cuenta en la enseñanza de la temperatura en la educación media. Bogotá.

Universidad Pedagógica Nacional

Moreno, C.C. & Garzon, M. (2017). Radiación Térmica: Construyendo la identidad entre luz y Calor. Bogotá. Universidad Pedagógica Nacional.

Anexos Registros fotográficos.

Día 3

Día 6

Día 7

Día 8

Día 9

Día 10

Día 13

Día 14

Día 12

Día 16

Día 17

Día 20

Día 23

Día 25

Día 27

Día 18

Día 25

Día 31

Christian David Cangrejo Sabogal Comprensión de lo Vivo Universidad Pedagógica Nacional Es interesante pensar que al momento de preguntar ¿qué es la ciencia? gran parte de las posibles respuestas convergen en definirla como la disciplina que estudia la naturaleza, y es debido a su misma extensión que este estudio debe dividirse entre las ciencias formales y las fácticas, dentro de las ultimas, a la disciplina cuyo estudio se encarga de asuntos afines con la naturaleza, los cuales describen las características en cuanto a sus estructuras y procesos vitales que impactan directamente en la vida se le denomina como biología, y esta misma usando la observación y el razonamiento como sus mayores herramientas para la obtención de los conocimientos bases de su propia disciplina, en contraste con lo mencionado, este escrito tomara todas las descripciones de las observaciones obtenidas a través de modelos experimentales y búsqueda literaria que abordan la dinámica del suelo, atribuyendo como base principal el comportamiento de la semilla de la lenteja (lens culinaris) cuando se expone a condiciones particulares para su observación, para esto es necesario la descripción de algunos de los factores que intervienen en este proceso tales como el suelo, la raíz y los nutrientes.

El suelo, surge lentamente como consecuencia de diferentes procesos químicos y físicos, este mismo es escenario de ecosistemas cuya presencia impacta directamente en su fertilidad, de tal forma podemos asegurar que existen distintos tipos de suelos debido a su variabilidad de procesos de formación como la meteorización, la deposición eólica, los residuos orgánicos y la sedimentación, la resultante de estos longevos procesos son sus disposiciones de capas bien diferenciadas son también llamadas horizontes.

Fig.1 Capas u horizontes que componen el suelo desarrollado Horizonte O: Materia organiza sin descomponer Horizonte A: Capa de suelo mineral mezclado con materia orgánica parcial Horizonte B: Subsuelo, es una capa mineral enriquecido con material del horizonte A el cual llega por filtración Horizonte C: Roca madre

Comentado [IVO1]: El documento cuenta con una estructura que permite comprender las ideas expuestas con facilidad sin embargo hace falta un título que dé cuenta de manera general de cuáles eran los desarrollos presentados en el mismo. El escrito recoge algunas de las reflexiones su equipo propósito de la dinámica del suelo en el terrario empleando diferentes fuentes bibliográficas sobre todo de carácter disciplinar para dar cuenta de los diferentes fenómenos observados a través de su experiencia; la descripción detallada del montaje experimental permite reconocer no sólo los elementos conceptuales que están a la base de este sino las limitantes y la importancia que se da al dato cuantitativo para dar describir de manera detallada las relaciones entre la presencia de ciertas sustancias de crecimiento diferencial en las plantas.

Habría sido muy interesante incluir dentro del documento las diferentes preguntas o afirmaciones tipo hipótesis que orientaron todo el proceso y Constitución de la ruta explicativa y cruzarlo con otros momentos de la experiencia vivida durante el módulo. No es claro dentro del documento cuáles son las principales conclusiones a las que se llegó y cómo se cruza este trabajo con otras reflexiones que han hecho parte del seminario como la relación con la estructura y la función. Se recomienda prestar un poco más de atención al uso de las tildes y la redacción.

CALIFICACIÓN:45

Fuente: USDA Natural Resource Conservation Service

De la misma forma, cabe señalar la interacción directa del suelo con las plantas a través de sus raíces, ya que por medio de estas es que consiguen la mayoría de las sustancias que son necesarias para su crecimiento y evolución, iniciando con el recurso más esencial y básico que se puede encontrar en el suelo como lo es el agua, en la planta el crecimiento radicular está en gran parte en función de la disponibilidad de agua que puede encontrar en su entorno, en palabras de Acevedo (1979, p1) “La tasa de crecimiento radicular, las características de su sistema y las propiedades hidráulicas del suelo constituyen factores importantes que afectan el proceso de absorción”, pero exploremos un poco en la idea de raíz pasando desde su

concepto hasta referirnos a las estructuras que la componen.

La raíz puede describirse como un eficiente sistema de transporte y de almacenamiento de agua, minerales y nutrientes, que en adición se encarga de mantener la planta ligada al suelo, y es que para cumplir con todas estas funciones dependerá de las estructuras que la constituyen, como el cuello, el cual esta más próximo a la superficie y tiene una relación directa con el tallo, y en sentido opuesto a está da inicio al área llamada zona de ramificación donde se modifican las raíces formando derivaciones de raíces secundarias y de esta forma aumentar distribuirse por una mayor extensión de área para encontrar los recursos necesarios, así mismo en esta zona se encuentra ubicada la llamada zona pilífera la cual toma su nombre con base en la formación similar de unos pelos encargados de la absorción directa, y finalmente la cofia la cual es la armadura de la raíz ubicada en su punta la cual su función principal es de proteger el proceso donde la raíz se va adentrando cada vez más a profundidad, de acuerdo a lo anterior la relación entre las estructuras de la raíz, sus funciones y el suelo podría afectar y modificar el suelo mismo, en palabras de (Whalley et al., 2005) donde afirma que “Un aspecto fundamental en las relaciones suelo-raíz es que los sistemas radicales de las distintas especies vegetales afectan de manera diferente la agregación del suelo”.

Fig. 2 Fotografía de las raíces de la semilla de la lenteja (lens culinaris)

Comentado [IVO2]: escritura correcta de los nombres científicos y referencia de la foto

Por otro lado esas sustancias que anteriormente llamamos nutrientes, son básicamente el alimento que las plantas necesitan para realizar un conjunto de procesos químicos que arrojan un producto específico como consecuencia, algunos de estos son usados por las plantas en menores o mayores cantidades, clasificándolos como micro y macronutrientes respectivamente, algunos ejemplos de sustancias con mayor necesidad son el nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio y azufre, sin embargo y a pesar de esto, los suelos no los poseen en cantidades suficientes por lo que hay que suplirlos mediante un proceso llamado fertilización. Teniendo en cuenta la experiencia planteada en el seminario, podemos profundizar un poco en 2 macronutrientes específicamente: el calcio y el potasio, ya que estos serán los protagonistas de nuestro montaje experimental.

El calcio entra fácilmente al apoplasto y se une de manera intercambiable a las paredes celulares y a la superficie exterior de la membrana plasmática, la movilidad de este de célula a célula y en el floema es muy baja, la mayoría de su actividad se relaciona con su capacidad de coordinación para lo cual forma enlaces intermoleculares estables en las paredes celulares y en la membrana. Estos enlaces responden a cambios locales en condiciones ambientales y son parte de los mecanismos de control para los procesos de crecimiento y desarrollo.

Comentado [IVO3]: referencia

Por su parte, el potasio, es más abundante en el citoplasma y sus sales contribuyen al potencial osmótico de células y tejidos, también se encuentran en cloroplastos y vacuolas facilitando alargamiento celular y procesos regulados por turgor, la absorción del potasio es altamente selectiva y está muy acoplada a la actividad metabólica.

En resumen, podemos afirmar que las plantas son organismos capaces de sintetizar todo tipo de sustancias necesarias para su desarrollo, y que cada sustancia identificada como nutriente cumple con una función específica en el metabolismo de la planta, con base a esto, analizamos los resultados de las observaciones obtenidas a través de un proceso de germinación y cultivo de 20 diferentes semillas de lentejas (Lens Culinaris), las cuales fueron separadas en cuatro grupos de 5 observables, para nuestro montaje experimental que nos permitió dar cuenta del su comportamiento en consecuencia de la exposición a determinadas condiciones.

Montaje experimental Para nuestro montaje experimental escogimos dos tipos de leguminosas para su germinación, la lenteja y la arveja, después de un proceso de germinación de 12 días, se seleccionó la lenteja para ser trasplantada a los diferentes montajes, debido a la no germinación de la semilla de arveja en ninguno de nuestros montajes iniciales, luego se establecieron lotes los cuales representan unidades

Comentado [IVO4]: escritura correcta de nombre científico

experimentales, posteriormente sembradas bajo unas condiciones iniciales establecidas para la observación de su evolución. Vale la pena resaltar que para el día 1 las muestras presentaban una la diferencia en la altura de su tallo la cual oscilaba entre 3 cm y 12 cm en los montajes de cada uno de integrantes del grupo Pasos de la experiencia: 1. Trasplantamos 1 semilla de lenteja germinada por vaso y la cubrimos con aprox 1 cm de tierra negra a. 20 vasos plásticos con 4,5 cm de altura de tierra negra (por integrante) los cuales fueron divididos de acuerdo con los nutrientes escogidos: i. 5 vasos sin mezcla (Grupo control) ii. 5 vasos con carbonato de calcio (10 gr) iii. 5 vasos con Potasio (10 gr) iv. 5 vasos Mezcla (5gr y 5gr) 2. Rotulamos los vasos para controlar los datos medibles 3. Colocamos la tierra hasta 4,5 cm de altura con respecto al fondo del vaso 4. Realizamos un proceso de obtención de nutrientes a partir de cascaras de huevo y plátano 5. Determinamos la frecuencia de riego de cada 3 días donde se irrigaron 10 ml de agua, iniciando el primer día con la solución de los nutrientes (dependiendo el grupo control) 6. Colocamos los vasos bajo techo en un lugar que permita el paso de la luz, pero que controle los cambios bruscos de temperatura el cual no se varió a lo largo de la observación 7. Medición de las observables diariamente a las 7 pm

Fig. 3 Fotografía del montaje de la semilla de lenteja(lens culinaris), primer día de observación

Después de nueve días de observación y toma diaria de datos respectivamente diligenciados en una matriz, clasificándolos en 4 observables: Grupo de prueba: Alimentado cada 3 días con 10 ml de agua

Grupo calcio: Alimentado el primer día con 10 gr de calcio diluido en 10 ml de agua Grupo potasio: Alimentado el primer día con 10 gr de potasio diluidos en 10 ml de agua Grupo mezcla: Alimentado el primer día con 5gr de potasio y 5 de calcio, diluidos en 10 ml de agua De acuerdo con esto los resultados en las observables de acuerdo a la altura del tallo fueron mostradas en el siguiente diagrama

Fig. 4 Diagrama de la relación entre la altura del tallo con respecto al tiempo

Fig. 5 Diagrama de la relación entre el tamaño de la hoja con respecto al tiempo

Fig. 6 Diagrama de la relación entre la cantidad de hojas con respecto al tiempo

Con base en la información plasmada en los anteriores diagramas podemos afirmar que: El grupo de prueba muestra un comportamiento de crecimiento lineal, por lo que él solo uso de agua está directamente relacionado con la velocidad de crecimiento de tallo favoreciendo de manera más notoria sobre los otros grupos, en cuanto al

tamaño de la hoja requiere un periodo mayor de tiempo para que asimile consecuencias en cuanto a su crecimiento.

En el grupo de calcio se puede evidenciar un crecimiento poco considerable entre los días 1 y 3. A partir del día 3, se muestra una evidente aceleración en el proceso de crecimiento de tallo y tamaño de la hoja, por lo que podemos afirmar que este macronutriente favorece los mecanismos de control para los procesos de crecimiento y desarrollo de la planta.

Los últimos dos grupos se observa que la razón de cambio del crecimiento del tallo no es notable, por lo que podemos afirmar que hasta el día 9 el potasio podría actuar como un obstáculo para el crecimiento del tallo, así mismo debemos tomar en cuenta que pudo esta dificultad pudo deberse a la cantidad suministrada en relación con la cantidad de tierra depositada en el montaje.

En el grupo de mezcla se evidencia una relación de la solución, afectando de manera positiva con el tamaño de la hoja.

De acuerdo con los observables, podemos afirmar que el calcio favorece al crecimiento de la planta a mayor proporción en comparación al potasio.

Por su parte el potasio no es un elemento escaso en la planta, ya que es relevante para los procesos metabólicos a nivel celular y en los procesos de turgencia Bibliografía Acevedo, E (1979) Interacciones suelo -agua- raíz en el proceso de absorción de agua por las plantas, Chile Torres, C et al (2013) Influencia de las raíces sobre la agregación del suelo, Mexico Clavijo, J (2001) Fertilidad de suelos, diagnóstico y control, Colombia

Universidad Pedagógica Nacional Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales Seminario la ciencia como una actividad cultural Facultad de Ciencia y Tecnología- Departamento de Física Dennix Reyes

LAS PLANTAS Y EL AIRE UNA RELACION COMPLEJA

Las plantas hacen parte de los seres vivos pues tiene características somo adaptabilidad y procesos como la fotosíntesis que le permiten coexistir en el planeta, en este módulo terrario artificializamos la naturaleza para ver los

procesos

biológicos de las plantas y así descubrir como un sistema cerrado permite la perduración de la vida, aunque en un proceso particular mi terrario pereció, me permitió en el proceso ver como la vida y la generación espontánea buscan la adaptación en el sistema, para no perecer y alcanzar sus procesos. En este pequeño ensayo se describe cada paso realizado en el módulo y mis alcances en grupo e individual teóricos y prácticos en el mundo de las plantas.

SE EMPIEZA LA ARTIFICIALIZACION DE LA NATURALEZA COMO ALGO LLAMADO TERRARIO Para comenzar nuestra experiencia debíamos construir nuestro terrario, esto fue algo nuevo para mí, pero aun así seguí paso a paso las instrucciones del profesor, debo confesar que la experiencia fue un poco incomoda tenia pregunta en las cantidades, esperaba ir a la par, pero la virtualidad es así y debemos ser recursivos, aunque al final estuve un poco confundida para plantar pues era mi primer acercamiento a las plantas, con la ayuda del docente la plante y el resultado fue satisfactorio, como lo vemos en la ilustración.

Ilustración 1

Los primeros días el sistema realizaba condensación optima, en las mañanas aparecían gotas en el vinipel, en la noche un poco más pequeñas, pero después de

Comentado [IVO1]: ese no es el nombre del espacio académico para el cual se presenta este documento

Comentado [IVO2]: Es un documento interesante que recoge de manera detallada la experiencia vivida durante el desarrollo de la ruta explicativa como parte del módulo TERRARIO en el espacio académico comprensión de lo vivo. las descripciones realizadas en el escrito permiten dar cuenta de las diferentes experiencias formas de trabajo y desarrollos alcanzados, es muy significativo reconocer las relaciones que establece la autora entre su experiencia los referentes bibliográficos y la búsqueda permanente por técnicas que permitieran dar respuesta a sus preguntas y construir nuevas formas de comprender el fenómeno. sin embargo es importante señalar que en el texto en algunas oportunidades se utiliza un lenguaje demasiado coloquial que afecta su carácter académico y que la expresión generación espontánea es utilizada de manera imprecisa y constituye un error conceptual.

De igual manera con relación a la forma del documento es importante señalar que tiene una buena estructura que recoge los diferentes momentos del trabajo, se recomienda fortalecer el uso adecuado de la ortografía y la redacción.

CALIFICACIÓN:46 Comentado [IVO3]: es necesario precisar el uso que le estás dando a esta expresión ya que la generación espontánea corresponde a La teoría de la generación espontánea (también conocida como arquebiosis o abiogénesis) es una antigua teoría biológica que sostenía que ciertas formas de vida (animal y vegetal) surgen de manera espontánea a partir ya sea de materia orgánica, inorgánica o de una combinación de las mismas.

tres días algo extraño sucedió no volvieron a aparecer las gotitas y las hojas cada vez mas cercanas al suelo del terrario me avisaban que algo andaba mal, consultando teorías alrededor de sistemas cerrados, aparecía que el terrario realizaba un ciclo del agua lo que permitía su sostenimiento, es decir esta era la condensación que observaba antes, por lo cual me hacia pensar que ya no lo realizaba, también hablaban de la coloración de las hojas, las mías en particular no respondían a una tonalidad, aunque algo me inquieto un poco, un tipo de hongo blanco que empezó a aparecer en el momento que las hojas fueron cayendo en el suelo, mi curiosidad fue tanta que abrí el sistema y efectivamente la planta completamente negra y desecha me dio respuesta a mi premonición, aun me pregunto si fue exceso de agua o falta de luz, condiciones que no permitieron que mi terrario creciera o simplemente una “ mala mano” como diría mi abuela, lo que si les puedo decir es que en este momento mi terrario está abierto con aire común y el hongo prevaleció en él, no se ha esparcido ni desaparecido, de donde apareció no lo sé, creo que hace parte de una generación espontanea que nace a partir de distintas circunstancias. ¿CUAL ES LA DINÁMICA DEL AIRE EN EL TERRARIO? En paralelo a la observación de mi terrario debimos investigar con mi grupo de trabajo las dinámicas del aire, algo que nos pareció relacionado a la respiración vista en el módulo anterior, para comenzar que es lo que llamamos aire, todos hablamos de los gases mas conocidos en el O (oxigeno) y

Co (dióxido de carbono) pero

existe mas gases en el con menores concentraciones, pero permanentes en el entre ellos esta: el nitrógeno con 70% argón 0.90% otros gases 0.17%, esto implico un cambio en sistema pensado, pues al pensar en aire debíamos pensar como enriquecer uno de esos gases que dieran cuenta que la atmosfera cambiaba para la planta, aun más problemático como decir que efectivamente este cambiaba.

Por esta razón se hizo necesaria una recopilación histórica de cómo se concebía el concepto de aire, sus caracterización y principales experimentos que permiten reconocer el aire y sus componentes, para así realizar una obtención de un gas especifico, nos documentamos como generar dióxido de carbono casero

Comentado [IVO4]: atención con el uso de este tipo de fórmulas ya que no corresponden a la sustancia de la que estás hablando

indicadores de pH, para la realización de experimentos nos basamos en una de las lecturas propuestas en el modulo el terrario : una perspectiva fenomenológica para la comprensión de lo vivo, más específicamente fotosíntesis de Baker, pues nos dieron cimientos de experiencias de como ver cambios en la atmosfera de nuestra planta y los cambios que en ella podían presentarse, además de herramientas históricas y cambios de pensamientos alrededor de nuestro concepto en cuestión, el apartado “ los químicos entran en escena” fue nuestro punto de partida para las explicaciones posteriores.

Después de tener claro que el aire es una mezcla de diferentes gases, debíamos consultar las estructuras de las plantas para realizar el proceso de intercambio gaseoso conocido como fotosíntesis, esta se divide en dos fases luminosa, como su nombre lo dice entra la luz la cual golpea las células de clorofila liberando oxígeno y oscura dependiendo de lo realizado en la anterior fase los nutrientes obtenidos se unen para formar materia orgánica, esto nos dio mas herramientas para interpretar lo que ocurría en nuestros terrarios en las diferentes horas del día, por otro lado identificamos que como los insectos las platas respiran, como lo leen respiran no inhalando y exhalando, lo realizan por medio de estomas, poros con células oclusivas llamadas células guarda que le permiten el ingreso de dióxido de carbono y salida de oxígeno, nos centramos en las hojas para estudiar la dinámica del aire, pues el intercambio gaseoso es el que cambia el aire de nuestro sistema.

Posteriormente nos quedaba escoger una planta para la realización de experiencias, se propusieron bastantes hasta concordar en la fitonia mayormente conocida como abre caminos, ella es resaltada en páginas de construcción de terrarios por ser una planta de interiores, de carácter rastrero, nervios marcados, requiere temperaturas entre 24°C y 27°C además de altos niveles de humedad, no necesita muchos cuidados.

Esta es una planta de orden lamiar, pertenece a la familia de las acantáceas, existen dos clases de esta planta una con nervios rojos y otra con nervios blancos, gracias a esto la disposición de las estomas es disperso en el envés, buscando mas detalles teóricos, no se encuentran investigaciones mas detallas de la planta, encontramos

Comentado [IVO5]: es necesario procesar esta idea con respecto al proceso de fotosíntesis

algunas de la familia grande de las acantáceas, en las cuales hablan de estomas en el haz, por lo que decidí realizar una observación microscópica de ellos.

BUSCANDO ESTOMAS Para la realización de esta practica debo decir que mi experiencia con microscopios es nula, así que comprenderán que desde prenderlo y enfocarlo debí pedir ayuda de los pares del colegio en ciencias naturales, una primera experiencia fue colocar un poco de esmalte transparente en la hoja y cortar un trozo, no vi nada, probé con hojas mas grandes, les coloque azul de metileno y no logre observar nada, fue hasta la observación de un video en línea donde me explicaba colocar una gota de agua para activar los estomas y lograr verlos, al principio no note nada hasta que logre enfocarlos y este fue el resultado, Ilustración 2 son las partes que parecen frijoles alargados pronunciados, como notamos en la imagen los estomas se encuentran dispersos y en el envés de la hoja, para comprobar que en el haz no habían estomas solo células de clorofila, nosotras supusimos que esto permitía una buena captación por lo que realiza procesos más rápidos lo cual fue primordial al momento de realizar los experimentos, una planta con estas características permite resultados en menores tiempos.

EXPERIMENTANDO A partir esta observación donde caracterizamos la plana se escogieron tres experiencias que demostraran la dinámica del aire en la planta fittonia, donde las atmosferas estuvieran enriquecidas de un gas especifico, en todas las experiencias tuvimos una planta control que sirviera de referencia en ella siempre había aire común, sin alteraciones la plana solo se encontraba encerrada, la primara experiencia fue la de la llama, la cual la realizamos en dos atmosferas enriquecidas una de oxigeno y otra con dióxido de carbono, debemos partir que la llama

permanecerá encendida por la concentración de oxigeno en la atmosfera, tomamos el tiempo que tardaba en apagar, la planta con dióxido tuvo experiencias de llama a los 2, 4 y 6 días, para evidenciar el cambio en la atmosfera a partir de la fotosíntesis, los primeros días la llama duro menor tiempo, debemos tener en cuenta que entre mas CO2 halla la planta aumenta su proceso de fotosíntesis y esto suprime la fotorrespiración para aumentar el carbono, en la atmosfera enriquecida de oxigeno notamos que entre mas tiempo la llama duraba menos esto debido a la fotorrespiración que se da cuando la planta está en condiciones de alta concentración de oxígeno, donde se fija este gas en la fase independiente de luz produciendo CO2 y liberando agua que se ve reflejada en una alta humedad en la superficie del recipiente de las plantas.

Nuestra segunda experiencia quisimos ver los procesos de oxidación se coloca una papa en diferentes medios, aire enriquecido con O2 y aire común luego de 48 horas en un ambiente que fue enriquecido con O2 pero sometido a la presencia de una planta, lo que se encuentra es que la papa que estaba en presencia del aire enriquecido genera un cambio más notable indicando que hay mayor presencia oxígeno. Esto puede deberse a que a mayor concentración de oxígeno la velocidad de la reacción aumenta permitiendo que se dé el cambio de coloración más prontamente.

En un tercer momento realizamos una prueba con cal en atmosferas enriquecidas con dióxido de carbono para demostrar su presencia, nos informamos que la sustancia en la cual hubiera más índices de CO2 la sustancia se volvería turbia, luego de la prueba se obtiene que tanto el aire común como el enriquecido con dióxido de carbono, precipita una cantidad mínima de carbonato, se identifica dado que esta sustancia es insoluble en agua por lo que aparece un polvo blanco dentro de la solución, esto nos indica que dado el proceso de fotosíntesis realizado en la planta mucha de la concentración de dióxido de carbono fue transformado probablemente en oxígeno.

En conclusión después de las experiencias podemos evidenciar que a partir de las pruebas cualitativas realizadas es posible afirmar que, existe una variación en la

concentración de los gases que compone la mezcla de aire en los que se expone la planta, debido a los procesos de la misma, también resaltamos que a mayor tiempo de exposición de la planta en atmósferas enriquecidos con CO2 y O2, se hace más evidente la variación de la composición de la mezcla del aire debido a que se eleva la tasa fotosintética y al proceso de fotorrespiración, por ultimo Parece que la planta se ajusta a las condiciones sometidas, modificando los procesos bioquímicos llevados a cabo.

Esta construcción diaria y constante hace que cada uno de estos hallazgos antes mencionados sean significativos para una búsqueda y construcción constante de conocimiento en el cual mi grupo de investigación ha sido primordial para la misma, los cuestionamientos e intereses a partir de sus saberes nutren las consultas que podamos obtener individuales, aunque mis plantas no resultaron como quise y perecieron, aprendí sobre el funcionamiento y sistemas que ellas envuelven el cual es un proceso muy complejo entre agua, luz, aire y tierra, los cuales permiten a las plantas su desarrollo. “las plantas y su increíble mundo pueden maravillar al ojo humano con el proceso de la fotosíntesis por ser tan armonioso con los elementos que lo rodea”

Bibliografía (s.f.). Obtenido de https://www.hogarmania.com/jardineria/fichas/plantas/fitonia-fittoniaverschaffeltii-ficha-planta-35253.html Baker, J. (1970). Biologia e investigacion cientifica .

Nordeste, U. N. (2019). morfologia de las plantas vasculares . Obtenido de http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema13/13-4estomas.htm Vigo, U. d. (24 de 01 de 2020). Atlas de histología vegetal y animal. Obtenido de https://mmegias.webs.uvigo.es/6-tecnicas/6-optico.php

Universidad Pedagógica Nacional Programa de Especialización en Enseñanza de las Ciencias para nivel Básico Seminario de Comprensión de lo Vivo Presentando a: Ingrid Vera, Andrea Toledo & Steiner Vargas.

Presentado por: Juan Camilo Jimenéz Estudio sobre la dinámica del agua en el terrario En el siguiente escrito se tiene como objetivo plasmar los principales desarrollos conceptuales y metodologicos sobre la actividad de la construcción y estudio del terrario como un problema de estudio para la comprensión de lo vivo, centrandonos principalmente en las estructuras de la planta que permiten o favorecen el flujo del agua el interior de la planta y sus recorridos. Dicho lo anterior, el escrito se configura de la siguiente manera, en la primera parte se relata como fue el proceso de constrocción del terrarior, despues se hace un análisis sobre los cambios que ocurren al interior del terrario, posterioirmente se presentan los conceptos obetnidos a partir de una revisión conceptual biblíografica sobre el reconocimiento de las condiciones y estructuras establecidas en la planta para transprotar agua, para así poder proponer una pregunta problema con su respectiva hípotesis; por ultimo se establece una ruta de analisis utilizando un montaje experimental con una planta de

Comentado [1]: Comentario general: Encuentro que es un escrito interesante y descriptivo, a lo largo de el se da cuenta de las etapas llevadas a cabo en el módulo del terrario, así como los cuestionamientos surgidos, la hipótesis formulada, las experiencias vividas y los diseños experimentales.

Sin embargo, su lectura se dificulta por la cantidad de errores ortográficos y la incorrecta escritura de algunas palabras.

Se evidencia la revisión bibliográfica llevada a cabo, sin embargo considero que hizo falta retomar las lecturas propias del seminario. Se describen con ayuda de la consulta bibliográfica, las estructuras, los procesos, sustancias y recorridos en las plantas relacionadas con el agua y su dinámica.

El diseño experimental es descriptivo y detallado en cada una de sus etapas y resultados obtenidos, los análisis se quedan cortos con respecto a la comprensión de la dinámica del agua en el terrario y más aún profundizando en la planta y la relación que establece con el agua como condición, es decir se queda corto en la construcción de explicaciones.

apio donde se hacen variar algunas condiciones como la temperatura del medio donde se encuentra la planta para poder identificar las estructuras y recorridos del

Valoración: 43

agua en la planta.

Comentado [2]: problema de conocimiento para la comprensión de lo vivo.

La construcción del terrario se convirtio para mi en una actividad innovadora y emocionante, desde cuando se construyo, hasta cuando se lograrón observar cambios en el sistema del terrario. La construcción del sistema de vegetación se realizo a partir de la selección de una planta, el cual en mi caso fue la planta de Canendula, al momento de la construcción se me hizo realmente complicado plantar la canendula ya que fue mi primera vez realizando un proceso de plantación, por lo que en un primer momento consideré que no habia realizado bien el proceso de plantar la planta de canendula. Despues de realizar la plantación de la canendula se recubrio la parte superioir de la matera con un papel plastico (vinipel) con el fin de sellar completamente la abertura de la parte superior de la matera con la planta.

Sobre el terrario se contemplo la idea con el equipo de trabajo de que esté simubalaba o representaba un ambien vegetal en donde existe una atmosfera la cual genera ciertos procesos sobre la planta, en relación con el agua ,el suelo, la tierra y el aire. Continuando con la ruta de estudio sobre el agua y su relación mencionare las estructuras que intervienen en tal relación.

Las raices son estructuras especializadas que anclan la panta y absorben el agua y minerales del suelo; donde compone de las siguientes partes: -

Epidermis: Cubre superficie de las raíces, absorbe el agua y minerales del suelo y protege tejidos internos. Presentan prolongaciones muy finas: Pelos Radicales

-

Parénquima cortical: Ocupa mayor volumen de la raíz, se especializa en tejido de reserva de almidón u otros compuestos orgánicos.

-

Cilindro Vascular: Formado por tejidos vasculares (Xilema y Floema).

Rodeado por dos capas que forman el periciclo.

En la estructura mencionada se genera la absorción del agua el cual ingresa por osmosis formando la presión radicular, esta presión da como resultado el desplazamiento del agua en distancias cortas por el tallo.

El tallo cumple con las siguientes funciones principales: contribuye a la fotosíntesis, el almacenamiento de carbohidratos, proteínas y otras sustancias especiales para su propio crecimiento el soporte de las partes aéreas de la planta, el sostenimiento de sus células. la conducción de agua y sustancias disueltas entre las raíces y las hojas. La conducción se realiza por tejidos especializados organizados en haces fibrovasculares. Cada haz fibrovascular está formado por tejidos del xilema y el floema, normalmente un tejido de soporte y una capa de células de cambium, que dan origen a nuevas células del xilema hacia la parte interna y del floema hacia la

parte externa. El tallo crece tanto en longitud como en grosor y produce hojas y ramas gracias al tejido meristemático.

El xilema es un tejido especialmente adaptado para el transporte ascendente del agua a lo largo de la planta. Las células conductoras se denominan vasos y traqueidas. Ambas tienen paredes celulares gruesas, duras y lignificadas lo que otorga rigidez al tallo y su contenido citoplasmático, una vez la célula del cambium termina su diferenciación, muere, formando un tubo largo y delgado que permite el paso del agua y minerales disueltos desde la raíz hasta las hojas. La diferencia entre las células de las traqueidas y los vasos es que las últimas tienen un mayor diámetro, son más achatadas y sus paredes transversales están perforadas, lo que les da mayor capacidad para conducir el agua. El xilema está formado por cuatro tipos de células, unas con funciones conductoras y otras de almacenamiento y soporte. Los tejidos del xilema y el floema tienen una función de conducción de sustancias entre las raíces y los demás órganos de la planta, pero así mismo proporcionan soporte a las partes aéreas. Las traqueidas en cambio presentan adelgazamientos en sus extremos de forma que se recubren las unas a las otras en dichas regiones.

Las hojas son una estructura que está dada por el peciolo y el limbo; en las hojas es donde se da el intercambio de gases entre la planta y la atmósfera y donde se absorbe la luz. El peciolo es una estructura cilíndrica y alargada que conecta el limbo con el tallo y es a través de este que se transportan las sustancias entre ellos.

Tienen la función de transformar los materiales que recibe del xilema en nutrientes para la planta a través de la fotosíntesis, pero además ayudan a controlar el flujo de agua y materiales a través de la misma por medio de la transpiración. Los estomas son una estrucutura en la hoja que se encarga de realizar la transpiración del vapor de agua y el intercambio de gases entre la planta y el aire circundante. La planta al mantener los estomas abiertos, capta el anhídrico carbónico y mediante el proceso fotosintético lo transforma en parte de su propio alimento, pero, también pierde agua que se escapa en forma de vapor a la atmósfera. Los estomas estan formadas por

un poro llamado ostiolo que está limitado por dos células oclusivas, El cierre y apertura del ostiolo regula el intercambio de gases con la atmósfera al igual que la transpiración, juega un papel importante en la regulación del flujo hídrico de las raíces a las hojas.

Acontinuación se propone la pregunta que orientó la actividad experimental para la compresión de la relación de la planta y el agua con su respectiva hipotesis; ¿ Comó asciende el agua a travéz de la planta?. El ascenso del agua a través de los elementos conductores del xilema (los vasos y las traqueidas) ocurre bajo tensión: Cuando la planta pierde agua por transpiración en el mesófilo foliar, se crea una tensión en el xilema y debido al mayor potencial hídrico del suelo y a la presión radicular, se genera un “empuje” del agua del suelo hacia las raíces y hacía arriba del xilema. La cohesión intermolecular del agua líquida y su adhesión a las paredes de los elementos conductores, permiten esta tensión. Uno de los factores que influyen en la transpiración es la temperatura: la velocidad de transpiración se duplica por cada 10°C de incremento de temperatura (Curtis, 2002). La mayor parte del agua absorbida y transportada a través de las plantas se mueve por la presión negativa generada por la evaporación del agua de las hojas (transpiración), este proceso se conoce comúnmente como el mecanismo de Cohesión-Tensión (C-T).

Este sistema puede funcionar porque el agua es "cohesiva", se adhiere a sí misma mediante fuerzas generadas por los enlaces de hidrógeno. (Fernandez,2012) Para la actividad experimental se pensó generar dos ambientes a diferentes temperaturas; una a temperatura ambiente y otra a una temperatura de 35º, se sumergieron dos ramas de apio de igual altura y diámetro en recipientes con una mezcla de agua y azul de metileno, cada mata de apio se colocó en los dos diferentes ambientes y se observaron los cambios que presentaban las plantas de apio cada 5 minutos, los cambios se registraron en la siguiente tabla:

TIEMPO (min)

TEMPERATURA A 20°C

TEMPERATURA A 35º C

Comentado [3]: planta****

5

Planta sin cambios

Planta sin cambios

10

Planta sin cambios

Hojas más altas se arrugan por presencia de bombillo

15

Planta sin cambios

Inicio de coloración por el tallo, aproximadamente hasta la mitad por conductos de los extremos

20

Inicio de coloración por el tallo en los conductos de los extremos, debajo de la mitad

Tallo coloreado hasta la parte de bifurcación de hojas.

Primeras hojas con manchas azules en la lámina y puntos azules en los ápices.

25

Tallo coloreado hasta la bifurcación y primeras hojas con manchas claras de azul.

3 racimos de hojas coloreadas con manchas oscuras, puntas de ápices con puntos azules.

30

Tallo coloreado con azul claro y hojas cercanas a la bifurcación coloreadas con azul claro.

Tallo coloreado con azul oscuro, todas las hojas coloreadas con azul oscuro.

Sobre la práctica experimental se logró llegar a las siguientes conclusiones: -

La experiencia permitió identificar y detallar estructuras de la planta que intervienen en el transporte del agua para comprender la complejidad de este organismo.

-

Se pudo corroborar que el ascenso del agua ocurrió en un menor tiempo en la planta que estaba expuesta a temperaturas superiores a la del ambiente (35ºC), lo que podemos contrastar en la literatura donde encontramos que: la velocidad de transpiración se duplica cada 10ºC de incremento de temperatura (Curtis, 2002).

-

Las moléculas del agua presentan unas propiedades específicas que se refieren a las fuerzas de adhesión, cohesión y tensión las cuales intervienen para formar una tracción que hace que la columna de agua ascienda desde la raíz hasta las hojas más altas. Se puede evidenciar como el transporte del agua se realiza de manera continua en el interior de la planta, y va desde el suelo hasta la planta y finalmente a la atmosfera debido al proceso de transpiración.

-

El agua que es transportada en las estructuras capilares también es impulsada por la energía lumínica proveniente del sol o de fuentes artificiales como la de un bombillo como el utilizado en el experimento.

Bibliografía

Comentado [4]: cuáles???? y por qué fue importante reconocer estas estructuras????

Curtis. B. (2002). Invitación a la Biología. Quinta edición.

Fernández Cirelli, Alicia (2012). El agua: un recurso esencial. Química Viva, 11(3),147-170. Disponible en: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=86325090002

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL ESPECIALIZACIÓN EN DOCENCIA DE LAS CIENCIA PARA NIVEL BÁSICO SEMINARIO DE COMPRENSIÓN DE LO VIVO Karen Lorena Gutiérrez Beltrán

EL AIRE EN LAS DINÁMICAS DE LO VIVO. “En realidad, los alquimistas habían obtenido con frecuencia «aires» y «vapores» en sus experimentos, pero eran sustancias escurridizas, pesadas de estudiar y observar y fáciles de ignorar. – Asimov (1999)

Desde que somos pequeños por medio de la experiencia nos acercamos a los estados de materia, sin embargo, no son más familiares las sustancias en estado sólido y líquido, que aquellas que están en gaseoso, aunque hacen parte de procesos fundamentales como la respiración, se asocian a algo etéreo incluso ligado a lo espiritual, como la constitución del alma.

A lo largo de la historia, las interacciones con las sustancias gaseosas fueron ignoradas por la dificultad que estas presentan para ser estudiadas, es así como a pesar de reconocerlas desde

Comentado [1]: Comentario General: Encuentro que es un escrito muy bien estructurado, interesante y descriptivo, a lo largo de el se da cuenta de las etapas llevadas a cabo en el módulo del terrario, así como los cuestionamientos surgidos, la hipótesis formulada, las experiencias vividas, los diseños experimentales y la construcción de explicaciones.

Interesante el recorrido histórico y epistemológico que realizas en torno al aire como condición, esto da cuenta de la lectura profunda de los documentos propios del seminario y de otras bibliografías. Muy bien dejar clara la hipótesis abordada y que permitió estructurar la ruta metodológica a seguir. Interesante la descripción de cada una de las etapas llevadas a cabo en la ruta metodológica el acompañamiento con imágenes y mapas.

los griegos (el aire en particular) como un elemento fundamental, no es sino hasta el siglo XVII con los trabajos alrededor de la respiración, la fotosíntesis y la combustión, que estas entran en la escena científica (Asimov, 1999).

Este ensayo nace de una reflexión alrededor de la pregunta ¿cómo la interacción de las plantas con el aire puede describir una transformación en los gases presentes en la atmosfera? Esta no es una pregunta que

Excelente la descripción de las estructuras, procesos, recorridos y sustancias en las plantas que se relacionan directamente con el aire como condición fundamental; así mismo interesante el análisis de las dinámicas que se llevan a cabo entre esta condición y la planta. La descripción del diseño experimental sustentado desde técnicas que a lo largo de la historia de la ciencia se han utilizado le da peso a las explicaciones y disertaciones elaboradas. Los análisis realizados en torno a lo realizado da cuenta del trabajo riguroso realizado por el equipo de trabajo.

venga de la nada, sino que fue necesario

Nota: es importante revisar el uso adecuado de tildes, ortografía y escritura de algunas palabras.

junto con el grupo 31, la construcción de una

Valoración: 50

ruta conceptual y metodología que permitiera pasar de las experiencias primarias a la formalización de conceptos y con ello a preguntas más elaboradas.

Esquema . Ruta conceptual y metodológica. Fuente grupo 3 1 Se denominará grupo 3. al equipo de trabajo que diseño la ruta, debido a que este fue el número que se asigno en el seminario de comprensión de lo vivo, de la maestría y especialización del departamento de física.

La ruta se establece en tres fases (esquema 1), la primera es una aproximación desde la experiencia a las dinámicas que se presentan en un terrario cerrado (Ilustración 1), desde donde se pudo observar interacciones de las plantas con los diferentes componentes allí presentes, el aire, al agua, la luz y el suelo.

Tal como lo plantea el módulo “El terrario: como una perspectiva fenomenológica para la comprensión de lo vivo”, este se constituye en un ejercicio del pensamiento que nos permite describir, intervenir y formular preguntas sobre estas interacciones (Valencia, Mendez, & Jiménez,

Ilustración . Construcción del terrario.

Fuente Grupo 3

2021). Por lo que en un segundo momento se establece la conceptualización y diseño de unas experiencias prácticas para la elaboración de explicaciones más profundas, particularmente las relacionadas al aire.

Para esta segunda parte, se toma como objeto de estudio las Fittonias2 las cuales son plantas rastreras que tienen como característica ser de crecimiento rápido y necesitar una alta humedad, como la presentada en los ambientes cerrado a los que se le someterá. Y se enfoca la mirada en dos preocupaciones, una es en las estructuras de las plantas, que posibilitan la interacción entre el organismo y Ilustración . Fittonias usadas en las experiencias prácticas. Fuente Autora

su entorno, particularmente con la atmosfera y dos en las sustancias involucradas.

Y en un último momento, se establecen unos análisis y conclusiones que permiten dar cuenta de la construcción de conocimiento sobre el fenómeno de las dinámicas del aire en relación con las plantas. Para efectos de este ensayo se abordarán ambas etapas para poder establecer las relaciones de cada una de las experiencias prácticas con las reflexiones en torno a las dos preocupaciones descritas.

En relación con la primera, se estudian los estomas, que son aquellas estructuras que se encargan de la interacción de la planta con la atmosfera, por medio del intercambio gaseoso.

2

Su nombre común es “Abre Caminos”.

Las estomas, encuentran en las partes aéreas, en mayor medida en el envés de las hojas en las plantas. Consta de un poro u ostiolo rodeado de dos células oclusivas, que dependen de los cambios en la presión de la turgencia3 (Sanchez & Aguirreoela, 2013), para lo que se denomina movimientos estomáticos, es decir, la apertura y cierre de estas estructuras. Los cambios de turgencia pueden deberse a una modificación en el potencial hídrico, o bien a cambios activos en el potencial osmótico, puesto que ambos mecanismos implican el movimiento del agua hacia dentro o fuera de las células oclusivas.

Para el diseño metodológico se proponen diversas experiencias prácticas que se dividen en tres grupos: la primera es la caracterización de las estomas de la planta, a través de un laboratorio de microscopía que permitió contrastar lo encontrado en la literatura. Un segundo grupo que se diseñó para la caracterización de dos gases presentes en la atmosfera y que se relacionan con los procesos de fotosíntesis y de oxido-reducción en las células, y por último, experiencias en relación con la identificación de los cambios producidos por la planta a la atmosfera que se somete.

La literatura especializada encontrada sobre las fittonias es muy poca, y se establece más desde materiales de circulación para público en general como blogs u otras plataformas que están más relacionadas al cuidado en jardinería de la planta, por lo que fue necesario hacer uso de otras fuentes relacionadas a su familia Acanthaceae y un laboratorio de microscopía para hacer una caracterización más detallada. Encontrándose así, que esta planta se caracteriza por ser hipoestomática, donde la posición de las estomas es elevada y dispersa, es decir, que estas estructuras están en el envés y se encuentran por encima del nivel de la epidermis en toda la hoja.

Ilustración . Fotografía tomada en microscopio de una muestra de hoja de una fittonia. Fuente Grupo 3

Para la segunda preocupación, fue importante el texto de Baker y Allen (1970) quienes recogen diferentes experiencias prácticas para determinar cómo las plantas interactúan con la atmosfera en la que se encuentran. En la ruta metodológica se abordan desde dos tipos de experiencias, unas con relación a la caracterización del dióxido de carbono (CO2) y el oxígeno (O2) como dos gases presentes en el aire (entendiendo siempre este como una mezcla de sustancias gaseosas

3

Este es el proceso por el cual las células oclusoras, se hinchan debido a la entrada de agua a sus estructuras.

que tienen características químicas particulares) y las segundas para la identificación de las relaciones de la planta con dichas sustancias.

Para la identificación se realiza una prueba con un indicador de pH4 para el CO2 y una prueba de oxidación5 de una papa para el O2. Se ponen en juego las propiedades químicas de estas sustancias que involucran reacciones de neutralización en el primer caso y oxido-reducción para el segundo caso. Las experiencias prácticas permiten concluir que el aire no es un único gas, sino que en el están presentes diversas sustancias. Es importante rescatar que esta preocupación por la naturaleza misma del aire, fue una de las principales preguntas que impulso el estudio de la fotosíntesis (Backer & Allen, 1970) y con ello a establecer los cambios que las plantas pueden hacer en este.

El último grupo de pruebas, se diseñaron con la intención de revisar los cambios en la atmosfera que presentan debido a dos procesos en la planta, la fotosíntesis y las reacciones de oxidoreducción que dan en el interior de las células vegetales6. Para las dos pruebas realizadas, se diseñan montajes que alteran la composición inicial del aire común7, enriqueciéndola con dióxido de carbono o con oxígeno (gases seleccionados por ser lo involucrados en los procesos de intercambio gaseoso en las reacciones metabólicas) en unos recipientes cerrados en los que Ilustración . Montaje experimental.

Fase Inicial. Fuente. Grupo 3

se colocan las plantas.

Montajes experimentales similares a estos8 fueron de vital importancia a lo largo del siglo XVII y XVIII para entender como interaccionan las plantas con su entorno, permitiendo establecer que

4 La prueba consiste en una solución de hidróxido de sodio con unas gotas de fenolftaleína quien en presencia de la base se colorea rosa, a la que se le hace burbujear CO2 que neutraliza a la base formando Na2CO3 , pasando a translucido al indicador.

5 La oxidación es una reacción que se da cuando se expone la parte interior de la papa, que contiene una enzima que oxida a los polifenoles en presencia de O2 dando como resultado unas sustancias de coloración parda que impiden la descomposición de la papa.

6 Este proceso es comúnmente es denominado respiración vegetal, sin embargo, atendiendo a lo discutido en este seminario, la respiración es un proceso mucho mas complejo que el intercambio de gases.

7 Normalmente en el aire común la presencia del nitrógeno es de aproximadamente un 78%, el oxígeno en un 21% y el 1% restante está en diversos gases, entre ellos el dióxido de carbono.

8 Por ejemplo, los diseñados por Priestley o Ingenhousz para caracterizar los aires producidos por la respiración y un proceso en las plantas que, aunque se había descrito aun no tenía un nombre.

existe relación entre la respiración de los seres vivos (fenómeno de combustión) y la fotosíntesis (Backer & Allen, 1970).

Luego de someter a las plantas a estas condiciones de la atmosfera, a los 2, 4 y 6 días se realizan dos pruebas que dan cuenta cualitativamente de la transformación dada en este proceso.

La primera es la prueba con cal9: se coloca esta sustancia en agua, lo cual genera una reacción para formar el Hidróxido de Calcio, que debe ser filtrada. Se coloca en tres vasos diferentes a los cuales se les hizo burbujear una muestra sacada con una jeringa de los recientes que contenían la muestra de aire enriquecido en dióxido de

Ilustración . Muestras de solución de Ca(OH)2 luego del bubujeo con las muestras. Fuente. Grupo 3

carbono, dando como resultado una precipitación mínima de Carbonato de Calcio10, esto indica que la concentración de dióxido de carbono disminuyo significativamente del aire expuesto a la planta.

La segunda prueba que permite esta caracterización es un montaje similar al de Joseph Priestley citado en Baker y Allen (1970), donde se permite la combustión11 de una vela en las diferentes muestras de aire señaladas anteriormente. El punto de comparación cualitativo estuvo dado por la relación entre la concentración de oxígeno en la atmósfera y el tiempo en que se lleva a cabo la combustión, entendiendo el oxígeno como reactivo que limita la reacción.

Se encuentra que en los recipientes que estaban enriquecidos con CO2, la vela arde con cada prueba un poco

9

Nombre común para el óxido de Calcio.

Reacciones: CaO + H2O Ca(OH)2 / Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O 11 Las reacciones de combustión son reacciones altamente exotérmicas que se dan en presencia del O2, cuando este se agota en la atmósfera por más que exista combustible no se dará la reacción.

10

más12, esto puede deberse a que mayores concentraciones de CO2 la planta aumenta la tasa de fotosíntesis (Sanchez & Aguirreoela, 2013) dado que este es un sustrato principal dentro de esta reacción. La gran acumulación de CO2 en las que se encuentra suprime la fotorrespiración y por tanto aumenta el carbono disponible para la fijación de compuestos orgánicos como la glucosa.

Por otra parte, en los recipientes que fueron enriquecidos con O2, el tiempo que tardo en apagarse la vela indica que existe una transformación, que puede deberse a un proceso conocido como Ilustración . Prueba a la llama luego de seis días de exposición de una planta a la atmosfera enriquecida con CO2.

Fuente. Grupo 3

fotorrespiración, que se da cuando la planta está en condiciones

de

alta

concentración de oxígeno, donde se fija este gas en la fase independiente de luz (ciclo de Calvin) produciendo CO2 y liberando agua (Sanchez & Aguirreoela, 2013) que se ve reflejada

Ilustración . Muestra de la humedad producida en las pruebas. Fuente. Grupo 3

en una alta humedad en la superficie del recipiente de las plantas, proceso que se conoce como la evapotranspiración.

El desarrolla de la ruta conceptual y metodológica nos permitió concluir que efectivamente las plantas generan transformaciones a las atmósferas a las que se someten, dado que el cambio en las condiciones permite que estas ajusten sus procesos metabólicos de fotosíntesis, fotorrespiración y reacciones de oxido-reducción.

Para finalizar, la conclusión más importante a la que se llega con este trabajo, esta encaminada a como estos ejercicios de artificialización de los fenómenos, permiten que se lleven las experiencias primarias, aquellas que se dan en las relaciones que tenemos con el medio a partir de los sentidos, hacia una formalización de conocimiento donde se da una explicación más compleja a procesos que al ser familiares, se terminan por reducir y a dar por hecho, como el caso de la fotosíntesis o de las reacciones que tienen lugar en las células.

Por otra parte, el significativo resaltar como el trabajo en grupo desde la interdisciplinariedad permite ver la importancia de las diferentes disciplinas para entender los fenómenos, y como cada una de esas miradas enriquecen las explicaciones que pueden ser construidas para dar cuenta de las interacciones que se dan en el mundo natural.

12 Con la atmosfera totalmente enriquecida con CO2, se apaga inmediatamente, mientras que al pasar 2, 4 y 6 días el tiempo fue incrementando.

BIBLIOGRAFIA Asimov, I. (1999). Capítulo 4: Los Gases. En Breve Historia de la Química (págs. 32 - 42). Alianza Editorial .

Backer, J., & Allen, G. (1970). Fotosíntesis. En J. Backer, & G. Allen, Biología e Investigación Cientifica (págs. 12-50).

Bogotá.

Sanchez, M., & Aguirreoela, J. (2013). Transpiración y Contro Estomatico. En J. Azcón-Bieto, & M. Talón, Fundamentos de la Biología Vegetal (págs. 41-56). Barcelona: McGraw-Hill.

Valencia, S., Mendez, O., & Jiménez, G. (2021). El terrario. Una perspectiva fenomelógica para la comprensión de lo vivo. Bogotá: Universidad Pedagogica Nacional. Maestría y Especialización en Docencia de las Ciencias Naturales.

Reflexión sobre el efecto fotoeléctrico y la fotosíntesis: análisis de ambos fenómenos y sus efectos en el terrario

Comentado [1]: Comentario General:

Ribká Soracipa Muñoz1 Para encontrar un problema de investigación a partir de la relación que existe entre el espectro de luz visible y la fotosíntesis, en este ensayo quiero centrarme en las explicaciones que hay sobre el efecto fotoeléctrico y las estructuras que intervienen en el proceso de fotosíntesis. El efecto fotoeléctrico descubierto por Hertz es considerado uno de los fenómenos más interesantes de la física clásica. Los experimentos de Hertz abrieron el camino para el estudio del carácter corpuscular de la radiación electromagnética que se presenta cuando hay interacción entre la radiación y la materia (Castañeda & Ewert, 2003).

La emisión de electrones por efecto de la luz, o sea radiación electromagnética, sobre la materia (en particular metales) se denomina “efecto fotoeléctrico” y los electrones emitidos de esta manera se llaman “fotoelectrones” (Castañeda & Ewert, 2003).

Los metales alcalinotérreos se caracterizan por ser metales plateados y brillantes con una configuración electrónica nS2. Dentro de los diez elementos más abundantes en la corteza terrestre se encuentra el magnesio (Mg) junto con el calcio. El Mg reacciona con el nitrógeno (N) a una temperatura y presión ambiental, en cambio a altas temperaturas forma Nitruro de magnesio. En investigaciones recientes el Mg se ha puesto a prueba como material alternativo para electrodos en baterías de litio (Fromm, 2020).

1

Licenciada en física. Estudiante de la especialización en enseñanza de las ciencias para un nivel básico. rsoracipam@upn.edu.co, Universidad Pedagógica Nacional. Bogotá D.C.

1

Encuentro que es un escrito muy bien estructurado, desde el inicio se plantea la importancia de reconocer la luz, sus características, cualidades y su relación con procesos tales como la fotosíntesis, detallando el tipo de estructuras involucradas y sus dinámicas.

El escrito se plantea de manera interesante y descriptiva, a lo largo de el se da cuenta de las etapas llevadas a cabo en el módulo del terrario por el grupo, así como los cuestionamientos surgidos, la hipótesis formulada, las experiencias vividas, los diseños experimentales y la construcción de explicaciones.

Es interesante la interdisciplinariedad que se genera entre la física y la biología y como desde el efecto fotoeléctrico se puede dar cuenta de las estructuras, procesos, recorridos y sustancias involucradas en un proceso como la fotosíntesis y de la luz como condición fundamental en el terrario y en las plantas. Muy bien el uso de imágenes que complementan el escrito. La revisión bibliográfica y el tipo de explicaciones que se construyeron a partir de lo planteado por diversos autores permite comprender a lo largo del escrito la luz, el efecto fotoeléctrico, como condición fundamental en las diversas dinámicas que se presentan dentro de un organismo como las plantas.

Muy bien descrito el diseño experimental, así como los resultados obtenidos y los análisis a la luz de todo el proceso llevado a cabo.

Felicitaciones, excelente escrito.

Valoración: 50

En la imagen2 Se puede apreciar un corte transversal de una hoja, el mesófilo que se encuentra después de la epidermis adaxial tiene la mayoría de los cloroplastos.

Adicionalmente, tiene dos formas una empalizada (verticalmente alineada) y otra esponjosa. Las dos formas del mesófilo permiten que una cierta cantidad de luz llegue al interior de la hoja (Oguchi et al, 2018).

Las hojas tienen unos pigmentos fotorreceptores que se encuentran al interior de los cloroplastos denominados, clorofila, carotenos y xantofilas. La función de la clorofila es adsorber fotones del espectro de luz visible que luego pasa por el fotosistema II que absorbe una longitud de onda de 680 nm (P680) y el fotosistema I una longitud de onda de 700 nm (P700) (Greenwood & Earnshaw,1997). Se considera que el ion Mg que se encuentra en la molécula de clorofila cumple con varios propósitos que aún siguen siendo tema de investigación. Entre ellos mantiene los macrociclos bastante rígidos, de modo no hay una disipación de energía por las vibraciones térmicas; coordina las moléculas H2O median el enlace de H entre moléculas en la pila adyacentes, de ese modo se mejora la velocidad con la cual el estado excitado singlete es de corta duración, formado inicialmente por la absorción de un fotón por el macrociclo que es transformado en el correspondiente estado triplete de vida más larga que está involucrado en la cadena redox. Esto implica que el sistema de enlace de H entre varias unidades de clorofila individuales alcanza una distancia aproximada de 1500-2000 pm (Greenwood & Earnshaw,1997, p 127).

La fototaxis es considerada el movimiento de un organismo en respuesta a un estímulo lumínico. De esta manera los movimientos fototácticos de los cloroplastos en plantas superiores modifican la superficie de la luz absorbida a las condiciones de luz existentes (Bendix,1960; Gordon et al, 1999). De acuerdo con lo anterior, la intensidad de la luz colimada en el lado adaxial de una hoja es diferente para los casos en que la hoja se encuentre a la sobra o expuesta en un día soleado, en consecuencia, los cloroplastos se comportan de manera diferente según la intensidad de la luz (Rudall, 2020).

2

Imagen tomada de Rudall, P. (2020) para contextualizar los conceptos expuestos en este ensayo.

2

La ruta metodológica propuesta por el grupo 2 se llevó a cabo en tres fases. La primera fase fue de indagación y aclaración de los procesos que intervienen en la fotosíntesis y el espectro de luz visible, para ello fueron consultados libros, el modulo propuesto por el seminario3 y artículos científicos. En la segunda fase se formuló la siguiente hipótesis: “Las plantas expuestas a longitudes de onda rojas, blancas y azules presentan un crecimiento favorable en comparación con longitudes de onda verdes y amarillas”. La respuesta de esta hipótesis se dio en la tercera fase, la cual se dividió en tres subfases. En la primera subfase se diseñó un montaje experimental en el cual se expuso en grupos de plantas de lenteja Lens culinaris diferentes longitudes de ondas (azul, amarilla, verde, roja, blanca y el espectro de luz visible). En la segunda subfase se consideraron como variables de análisis el número de hojas y la longitud del tallo observadas durante 11 días. En la tercera subfase se realizó un análisis de las observaciones.

Para estudiar la luz y sus fenómenos luminosos, es necesario considerar que la radiación solar viaja en línea recta y es una fuente de energía que varía a medida que pasa por la atmósfera (IDEAM). Si consideramos que la radiación solar viaja en línea recta, las leyes de reflexión y refracción de la luz establecidas en la física son aplicables en el lado adaxial de la hoja.

Los organismos fotosintéticos contienen un sistema de antena de recolección de luz, que recolecta la luz y transfiere la energía al complejo del centro de reacción donde tienen lugar las reacciones de transferencia de electrones (Blankenship, 2010). La longitud de onda determina la energía que tiene cada fotón. Cuando una molécula absorbe un fotón se da un proceso en el cual pasa de un estado de mínima energía (S0) a uno de mayor energía (S1, S2, etc.) denominado estado excitado. Los estados electrónicos S son de tipo singlete el cual constan de dos electrones de espín opuesto.

En cuanto a la fotosíntesis la transición que resulta útil para promover transformaciones químicas, se da en el cambio de la configuración de los electrones de valencia, los cuales intervienen en el establecimiento de enlaces químicos.

3

Valencia S, Vera I, Toledo A. El terrario una perspectiva fenomenológica para la comprensión de lo vivo.

Departamento de Física. Universidad Pedagógica Nacional.

3

Adicionalmente, cuando el electrón salta a uno de los orbitales de mayor energía, el salto energético entre orbitales es idéntico a la cantidad de energía del fotón absorbido (Azcón & Talón, 2013).

El estado de excitación se puede describir en la molécula de clorofila es muy inestable. Esta molécula absorbe radiación electromagnética gracias a los enlaces dobles conjugados en la molécula de carbono, es decir dobles enlaces alternados con enlaces sencillos (Azcón & Talón, 2013). Adicionalmente, se da un proceso denominado deslocalización el cual consiste en que una cadena de 𝐶 − 𝐶 = 𝐶 − 𝐶 = 𝐶 que se presenta de esta forma, también es posible que se presente de esta otra forma 𝐶 = 𝐶 − 𝐶 = 𝐶 − 𝐶. Esta deslocalización se da porque hay una captación de energía en forma de fotones. En el momento que el fotón colisiona con el carbono se presenta una variación en la posición de los enlaces dobles produciendo un aumento en la energía. Una de las maneras de liberar esta energía es mediante un transporte de electrones que van pasando entre moléculas adyacentes (Azcón & Talón, 2013). El análisis de los cambios en los enlaces dobles desde una perspectiva física es interesante, en cuanto a que representa la idea de que los electrones no se encuentran en un lugar determinado, sino que su posición está dentro de un conjunto de probabilidades.

La física clásica considera el efecto fotoeléctrico como la emisión de electrones por efecto de la luz (Castañeda & Ewert, 2003). Sin embargo, los conceptos expuestos en este ensayo sobre las estructuras y las moléculas que intervienen en el proceso de fotosíntesis, revelan que las explicaciones sobre este proceso desde el contexto de la física deben partir desde la explicación cuántica del efecto fotoeléctrico. Einstein plantea que: Una radiación electromagnética de frecuencia 𝜗 está constituida por pequeños paquetes de energía cada uno de los cuales porta un cuanto de

4

energía (fotón) cuyo valor es proporcional a la frecuencia de radiación (Castañeda & Ewert, 2003).

En este orden de ideas, cuando el fotón colisiona con electrón del carbono se da una colisión inelástica entre estas dos partículas. Es decir, el fotón cede toda su energía a uno de los electrones del carbono. La estructura química de la molécula de clorofila permite imaginar que debe suceder una reacción en cadena producto de esta colisión, la cual llega al Mg. Las posibles reacciones del Mg se pueden relacionar con las propiedades mencionadas por el grupo al que pertenece en la tabla periódica. Por ejemplo, durante este proceso debe haber una temperatura específica para que la reacción del Mg con el N no de origen a Nitruro de magnesio. También, se puede pensar que Mg tome las propiedades de un electrodo y esto pueda ser una explicación de la función que puede cumplir en el transporte de electrones de una molécula de clorofila a otra.

Esto último son ideas que me surgen para explicar la fotosíntesis desde el contexto de la física, no tengo en el momento como demostrar que todo lo anterior es correcto, bien sea mediante un artículo científico o un libro, pero la relación que encuentro entre el efecto fotoeléctrico y la fotosíntesis, fue una cadena de pensamientos que generaron demasiado asombro y preguntas que seguro contribuirá en mi formación como docente de física. Todo esto gracias a la idea de considerar la dinámica de la luz como un problema de investigación al construir explicaciones de lo que sucede a la hora observar lo que ocurre en el terrario.

Pasando de la parte teórica al montaje experimental, los resultados permiten evidenciar que la mayor tasa fotosintética se presentó en la longitud de onda azul, al observar una mayor cantidad de hojas con un promedio del 88% comparada con las plantas control, lo cual nos permite inferir que en estas estructuras se encuentran una mayor cantidad de cloroplastos que absorben de manera eficiente la longitud de onda azul y de esta manera favorecen la fotosíntesis. También, se pudo observar la fototaxis en las plantas con longitud de onda verde, en vista a que los cloroplastos de estas plantas reaccionaron al estímulo de la onda de luz amarilla. Finalmente, todos

5

estos análisis y observaciones me permite concluir que mientras que haya luz, así sea esta natural o artificial el proceso de fotosíntesis va continuar.

Referencias Azcón J & Talón M (2013). Fundamentos de fisiología vegetal. Mc Graw Hill.

Blankenship, R. Photosynthetic Antenna Systems: The Place Where Light Interfaces with Biology. 98, Bendix, SW (1960). Fototaxis. The Botanical Review, 26 (2), 145-208. doi: 10.1007 / bf02860529 Castañeda, M & Ewert J. (2003). Introducción a la física moderna. Universidad Nacional de Colombia.

Fromm K. (2020). Chemistry of alkaline earth metals: It is not all ionic and definitely not boring! Coordination Chemistry Reviews. 408, 213193.

Greenwood N & Earnshaw A. (1997). Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium and Radium. Chemistry of the elements. Elsevier. Capítulo 5, segunda edición, pp. 107-138.

Gordon, H., Williams, W & Vogelmann, T. (1999). Chloroplast movement in Alocasia macrorrhiza. Physiologia plantarum, 106, 421-428.

IDEAM. La radiación solar y su paso por la atmósfera. Recuperado en: http://www.ideam.gov.co/web/tiempo-y-clima/la-radiacion-solar-y-su-paso-porla-atmosfera Reinert, J. (1959). Phototropism and Phototaxis. Annual Review of Plant Physiology, 10(1), 441–458. doi:10.1146/annurev.pp.10.060159.002301 Rudall, P. (2020). Leaf. Anatomy of Flowering Plants, Royal Botanic Gardens, Kew, vol 4. Cambridge University Press. 54–71.

Oguchi R., Onoda Y., Terashima I., Tholen D. (2018). Leaf Anatomy and Function. In: Adams III W., Terashima I. (eds) The Leaf: A Platform for Performing Photosynthesis. Advances in Photosynthesis and Respiration (Including Bioenergy and Related Processes), vol 44. Springer, Cham.

6

Vogelmann, T. (1993). Plant tissue optics, Annual Rev Plant Physiol Plant Mol Biol, 44, 241-244.

Wright, I., Leishman, M., Read, C., Westoby, M. (2006). Gradients of light availability and leaf traits with leaf age and canopy position in 28 Australian shrubs and trees. Functional Plant Biology, 33,407-419.

7

CESAR AUGUSTO LAGUNA RIVERA

CÓDIGO: 2021184109

MAESTRÍA EN ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS NATURALES DEPARTAMENTO DE FÍSICA

SEMINARIO: COMPRENSIÓN DE LO VIVO

FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL

SEMESTRE: 2021- 1

EL TERRARIO UN PROBLEMA DEL CONOCIMIENTO Para el desarrollo de este trabajo que tiene como objetivo en indagar sobre cómo es la variación de nutrientes en el sustrato para el crecimiento y desarrollo de las lentejas (len culiniaris). Se tendrán en cuenta cuatro momentos. Primer momento, contexto del trabajo, en este apartado se mostrará lo planteado en la construcción del terrario y como desde esta construcción se propone problemas de conocimiento científico, haciendo hincapié en los procesos que realiza el suelo en las plantas. Segundo momento, comprensión de las estructuras del suelo, en este apartado se mostrarán como se constituye el suelo como una mezcla de diferentes componentes. Tercer momento, relación entre el suelo y la raíz de la planta. Por último, se expondrá el trabajo experimental realizado con sus respectivas conclusiones.

I.

CONTEXTO DEL TRABAJO.

Mediante la construcción del terrario, se analiza sobre algunos procesos físicos, químicos y funcionales del sistema de un terrario. Dentro de esta construcción, se realizaron indagaciones frente a cuatro procesos. El primer proceso, sobre como incide las diferentes longitudes de onda de luz en el terrario. El segundo proceso es como incide el aire en el terrario, donde se muestra un interés por el papel de la atmosfera que se crea en el terrario.

El tercer proceso es cómo son los procesos del agua en el terrario. Por último, como incide

Comentado [1]: Comentario general: Es un escrito que presenta algunas dificultades de redacción y uso correcto de tildes, algunas ideas se encuentran escritas de manera poco claras y coherentes.

La organización del escrito deja ver las formas de proceder llevadas a cabo por usted y su equipo de trabajo. Sin embargo, se hubiera podido escribir como un ensayo, sin subtítulos. En términos generales, se describe cada una de las etapas llevadas a cabo con el suelo como condición fundamental en la dinámica del terrario y en el establecimiento de relaciones con organismos como las plantas. Se da cuenta de la revisión bibliográfica realizada y el establecimiento de diálogos con diferentes autores para lograr establecer explicaciones en torno al suelo como condición fundamental.

Se presenta y describe el diseño experimental, así como los resultados obtenidos, el uso de graficas es interesante ya que estas se consideran como una forma de hablar en torno al fenómeno y permiten establecer comparaciones y explicaciones; sin embargo los análisis de las mismas se quedan cortos en cuanto a detallar por qué el suelo resulta ser una condición fundamental dentro de la dinámica del terrario y más en las estructuras, procesos y recorridos que puede establecer la planta con el mismo. Así mismo, hizo falta ampliar un poco más la importancia de cada una de las etapas llevadas a cabo en el módulo tales como: la artificialización y el diseño de montajes experimentales.

el suelo en el terrario. Este ultimo es tema de investigación y desarrollo del presente trabajo.

Valoración: 43

Lo primero que se realizó con el grupo de trabajo fue investigar alrededor del suelo. Dentro de la consulta sobre qué es suelo se encontraron tres diferentes significados. El primero de ellos fue el suelo como medio físico, que se refiere al suelo de las industrias y construcciones, la segunda connotación del suelo es como materia prima, que se relaciona con la explotación de arena, balastro, etc. Por último, hay una referencia del suelo como herencia cultural, que es la investigación del suelo para los hallazgos antropológicos. Con

Comentado [2]: redacción.

Comentado [3]: los procesos y dinámicas de las plantas con el suelo.

el fin de acotar este gran concepto del suelo el grupo de trabajo acogió el siguiente concepto: “Según Weii 2000, citado por Chavarría, F (2009), el suelo constituye la esencia del estudio de la edafología. Se le considera al suelo como un ser natural estructurado, que se encuentra en constante cambio y que para su formación y evolución depende de factores bióticos como abióticos. Entre estos factores está el clima, organismos, el relieve y el tiempo; todos ellos actuando sobre el material parental, la roca madre” II.

COMPRENSIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DEL SUELO

El suelo tiene un origen natural a partir de rocas de la tierra que se transforman por procesos químicos, físicos y biológicos. Mientras que los sustratos son mezclas de muchos materiales, tanto de origen natural como sintetizados por el hombre. De esta manera, el suelo se clasifica en diferentes grupos. Con el fin de resaltar alguno de estos grupos, se investigó frente a los suelos con gruesos horizontes orgánicos, los suelos intensamente influenciados por su contenido en agua. Suelos cuya dinámica se encuentra afectada por sustancias químicas. Bajo estas investigaciones el grupo de trabajo concluyo que el suelo, es una mezcla de diferentes componentes, que contribuyen a vida de diferentes plantas.

Luego, se investigó sobre la estratificación del suelo, que se refiere a las diferentes capas que tiene el suelo. Y donde cada capa tiene una mezcla diferente. El suelo, se compone de cuatro capas y se llaman horizontes. El horizonte que se encuentra en la superficie, es el Horizonte O, está formado por hojas, ramas y restos vegetales. El segundo horizonte es el Horizonte A y es donde se enraíza la vegetación herbácea. Su color es oscuro por la materia orgánica que esta descompuesta. El tercer horizonte B, carece prácticamente de humus, por está razón su color es más claro, en este horizonte se depositan componentes que son arrastrados desde los horizontes O y A. También se pueden encontrar componentes arcillosos y óxidos e hidróxidos metálicos. Por último, el horizonte C, está formado por la parte más alta del componente rocoso, en este horizonte se apoya el suelo y se acerca a la roca madre.

Bajo esta investigación sobre la estratificación del suelo, el grupo de trabajo concluyo que del suelo es una cadena de estratos horizontales que se desenrollan en dirección hacia la

Comentado [4]: redacción.

roca madre. Donde en cada capa el interior del mismo y que presentan diferentes caracteres de composición. Esto hace que, en cada capa, haya una diferente mezcla, basada en descomposición de material orgánico. Con excepción del ultimo horizonte, que es donde se acerca a la roca madre.

III.

RELACIÓN ENTRE EL SUELO Y LA RAÍZ DE LA PLANTA.

Esté apartado es donde relaciona suelo y raíz de la planta. Para desarrollar este apartado se empezará con una definición de la raíz, luego los tipos de raíces, luego se responde la pregunta de ¿cómo absorbe la raíz los nutrientes? y por último, los nutrientes esenciales.

La raíz, es el primer órgano embrionario que se desarrolla en el proceso de germinación de la semilla. Primero es una porción que se constituye por la radícula. Esta, al desarrollarse, llega a constituir la raíz primaria. Mediante esta raíz primaria se ramifica los raises que van a absorber los nutrientes. De esta manera, es importante conocer los diferentes tipos de raíces. A continuación, se expondrán seis tipos de raíces. Raíz típica, pivotante o axonomorfa, en este tipo de raíz se diferencia un eje principal, de mayor longitud y grosor, y ramificaciones secundarias de menor grosor. Raíz atípica o fibrosa, no tiene eje principal y todas las ramificaciones tienen la misma importancia. La raíz napiforme, consta de una raíz principal, donde la función es la de almacenar sustancias de reserva. La raíz ramificada, posee una estructura similar a la del árbol, aunque carece de raíz principal. La raíz tuberosa, las raíces tuberosas contienen una estructura fasciculada que, tras la acumulación de las sustancias de reserva, se ensanchan de manera significativa. Raíz adventicia, se originan en otro lugar de la planta, como el tallo o las hojas.

Ya conociendo algunos tipos de raíces y sus diferentes funciones, es importante responder, qué parte de la estructura de la raíz realizan la absorción. La parte de la estructura de la raíz, que realiza la absorción son los pelos absorbentes, que tiene las raíces, el proceso que se realiza entre los pelos absorbentes empieza con el agua que se mueve a través del suelo, penetra al interior de las raíces y pasa a la parte área desde donde casi la totalidad pasa a la atmósfera por el proceso de transpiración. En su conjunto, el agua del suelo, planta y atmósfera constituye un continuo en el que ésta se desplaza de acuerdo a gradientes de energía.

Hay que reconocer cuales son vías dentro de la raíz por donde el agua ingresa con los nutrientes. Una vía es la aploplastica, que son las vías de movimiento del agua, una parte

Comentado [5]: redacción.

del agua y una parte de las sales minerales circulan por el interior de la raíz a través de las paredes celulares y de los espacios intercelulares, hasta llegar a la endodermis.

Atravesando la membrana y el citoplasma de las células de la banda de Caspari por ósmosis, mientras que las sales minerales penetran en las células de la endodermis por transporte activo. Otra vía es la simplastica, es cuando el agua, y la mayoría de las sales minerales circulan por el interior de la raíz, hasta los vasos leñosos, a través del citoplasma de las células que forman el parénquima cortical.

Ahora, es importante acotar los nutrientes que se absorben mediante los pelos absorbentes, actualmente se acepta que son 16 los nutrientes esenciales necesarios para el desarrollo de las plantas que son carbono, calcio, magnesio, potasio, sodio, hierro, manganeso, amonio, hidrogeno, y cobre. Con solo un nutriente que haga falta en la cantidad necesaria o con uno que esté en niveles excesivos, las plantas no podrán desarrollarse adecuadamente. Hay que recalcar que hay diferentes tipos de nutrientes, están los macronutrientes que son los que se usan en grandes cantidades como lo son el fosforo, nitrógeno, calcio. Debido a esto se les denomina elementos mayores o macronutrientes.

Los micronutrientes son los que la planta necesita en menores cantidades, como lo son el hierro, manganeso, cobre y zinc.

IV.

TRABAJO EXPERIMENTAL - RESULTADOS

Con el grupo de trabajo se creó un trabajo experimental para analizar cómo es la variación de nutrientes en el sustrato para el crecimiento y desarrollo de las lentejas (len culiniaris).

Este experimento se basó en sembrar veinte lentejas. Donde cinco lentejas sembradas se le agregaba 10 gr calcio mediante la cascara de huevo, a otras cinco lentejas sembradas se le agregaba 10 gr de potasio mediante cascara de plátano, o atrás cinco lentejas sembradas una mezcla de 5 gr de potasio y 5 gr de calcio y por último cinco lentejas sembradas sin ningún tipo de nutriente extra.

Donde lo que se quería observar el

crecimiento del tallo, el crecimiento de las hojas y la cantidad de hojas. Cabe resaltar que los nutrientes de calcio y potasio no se encontraban a un 100%. Mediante la cascara de huevo, se encuentra el carbonato de calcio a un 94%. Mientras que con la cascara de plátano, se encuentra el potasio a un 62%.

Con el fin de detallar como es el crecimiento de la planta de lenteja con las diferentes nutrientes, se realizó observación, durante 9 días a las 7:30 PM.

RESULTADO PARA EL TALLO

Tabla 1

TAMAÑO DE HOJAS potasio.}

Tabla 2

CANTIDAD DE HOJAS

Tabla 3

CONCLUSIONES - TAMAÑO TALLO El observable de prueba muestra un crecimiento lineal. ●

En el observable de calcio se puede evidenciar un comportamiento constante entre los días 1 y 3. A partir del día 3, se muestra un crecimiento acelerado.

●

El observable de calcio y potasio, podemos evidenciar un crecimiento desde el día 1. Esta variación no es crecimiento acelerado.

●

El observable de potasio podemos observar un crecimiento a partir del día 4 y 5.

Esta variación no es crecimiento acelerado.

De acuerdo a los observables, podemos afirmar que el calcio favorece al crecimiento de la planta a mayor proporción en comparación.

CONCLUSIONES - TAMAÑO TALLO ●

El observable de prueba muestra un crecimiento en las hojas a partir del día 3. Se nota, que la hoja presenta un periodo mayor para su crecimiento.

●

En el observable de calcio se puede evidenciar un crecimiento acelerado a partir del día 2.

●

El observable de calcio y potasio, podemos evidenciar una variación de crecimiento desde el día 2.

●

El observable de potasio dos observables del tamaño de las hojas no crecen en comparación con los otros 3 restantes. Se puede observar crecimiento desde el día 1 y 3.

●

De acuerdo a los observables, podemos afirmar que el calcio favorece la relación de crecimiento de las hojas de las plantas en comparación al potasio.

●

De acuerdo a los observables el potasio se puede evidenciar crecimiento a partir del día 1 en las hojas de las plantas.

CONCLUSIONES -CANTIDAD DE HOJAS ●

El observable de prueba muestra un aumento entre los días 3 y 5. Se nota, que la hoja presenta un periodo mayor para su crecimiento.

●

En el observable de calcio se puede evidenciar un aumento de la cantidad de hojas a partir del día 5 y 7.

●

El observable de calcio y potasio, se puede evidenciar una cantidad de hojas a partir del día 1. Y se puede evidenciar una tasa de crecimiento mayor entre el día 2 y el día 7. (Cabe resaltar que esta planta era mayor en edad que las otras)

●

El observable de potasio se evidencia en el transcurso de los 9 días 2 hojas.

●

De acuerdo a los observables, podemos afirmar que el potasio no es un nutriente que favorece al crecimiento de las hojas.

CONCLUSIONES GENERALES ●

El potasio no es un elemento escaso en la planta, ya que es relevante para los procesos metabólicos a nivel celular y en los procesos de turgencia.

●

Al exponer la planta a un máximo ecológico se produce un exceso en la concentración de macronutrientes.

●

A partir de la revisión de la bibliografía el diseño experimental responde acorde a los planteamientos teóricos donde el calcio constituye uno de los principales macronutrientes en la formación de estructuras.

Bibliografía Acevedo, E. (1979). Interacciones suelo agua - raiz en el proceso de absorcion de agua por las plantas . BOL.TEC.44 FAC. AGRON. UNIV. CHILE, 17 - 25.

Odum, E. (1972). Ecología. España: INTERAMERICANA. Torres, C., & Fuentes, M. (2013). Influencias de las raices sobre la agregación del suelo.

Terra latinoamerica volumen 31 , 72 - 84.

Universidad Pedagógica Nacional Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales Rosalba Martínez David Reconocimiento de un ecosistema El inicio de este nuevo módulo me brinda nuevas estrategias que en mi labor docente puedo llevar al aula de clases, para despertar en mis estudiantes esa curiosidad por comprender los diferentes fenómenos que ocurren en los entornos naturales. En un primer momento me resulta tan enriquecedor poder observar así fuera a través de una pantalla, como los maestros hacían una caracterización del humedal Tunjo la libélula, ubicado cerca al rio Tunjuelito, donde logre observar que el propósito de este ejercicio era hacer un análisis y reconocimiento del ecosistema, que empezó con un recorrido detallado que mostraba cada uno de los elementos y organismos que constituían este lugar, empezando desde una contextualización que nos enseña que el humedal hace parte de un circuito que amortigua el rio Tunjuelo, que como bien sabemos está altamente contaminado y que a pesar de la gran cantidad de metales pesados que este produce, no se ha visto tan afectado el humedal, también cabe mencionar que este ecosistema ya ha sido intervenido, en referente a procesos de restauración para su mantenimiento y preservación, se han construido ladrilleras con la intención de aislar el humedal de las viviendas aledañas, que aunque infiero se pensó en un primer momento como una estrategia en pro de favorecer la protección del humedal, resulta que quienes recibían cierto beneficio eran las personas que habitan cerca a este, ya que como bien se sabe la dinámica de estos ecosistemas funciona como amortiguador los cuerpos de agua en temporadas de lluvia evitando las inundaciones.

A partir de los saber compartidos por los maestros, que de manera muy detallada hicieron acercamientos a las diferentes especies que allí se encontraban, en especial de esa vegetación propia de este lugar, donde algunas son introducidas y otras son nativas, dato que desconocía hasta ese momento del humedal, pero que me pareció interesante de conocer y que a pesar que no es usual interrogarse, sobre si cierta especie vegetal observada es o no propia del país, pero a partir de esta nueva experiencia dirigida que muestra la dinámica del entorno natural visitado y sus fenómenos acontecidos, sería de gran importancia trabajar desde la escuela estas dinámicas con la intensión de involucrar

Comentado [IVO1]: El escrito recoge de manera coherente y organizada, las diferentes experiencias que hicieron parte del módulo de terrario, haciendo énfasis en las reflexiones que suscitaron y el aporte de las mismas para la configuración de una ruta explicativa acerca de la dinámica de la luz, retomar el ámbito de preguntas, el montaje experimental y vincularlo con los referentes consultados por el equipo, permiten reconocer los desarrollos alcanzados tanto por la autora como por su equipo.

Se recomienda prestar un poco más de atención a la ortografía sobre todas las siglas de las palabras que aparecen conjugadas como verbos en pasado.

Es un escrito muy interesante que vincula reflexiones no sólo de orden disciplinar sino de orden pedagógico cruzadas por la experiencia vivida por la autora CALFICACIÓN. 46

de manera directa a nuestros estudiantes, cuando se cuenta con los espacios pero que muchas veces desaprovechamos.

En un segundo momento del seminario se pone en práctica lo observado y aprendido en este recorrido y fue precisamente la elaboración de un Terrario (sistema cerrado) que es dirigido desde la previa experiencia del maestro, que nos enseña algunos montajes que ya había realizado, donde relataba ciertas características particulares que acontecieron en este sistema durante hace un tiempo. Las construcciones de este terrario se hacen con ciertos materiales curiosos y visiblemente muy llamativos que dieron al trabajo una estética especial, además de la plata utilizada, vinipel que funciono como “tapa” y la tierra como fuente de “nutrición” inicial para la planta. En base a esta nueva experiencia acontecieron momentos muy significativos referente a su cuidado, mantenimiento y observación constante para entender la dinámica viviente que allí se desarrollaba, a partir de ese instante, empiezo a identificar que este tipo de ejercicios contribuyen en la construcción del conocimiento científico, donde es importante definir ciertos criterios de observación, que permitirán una descripción y explicación de los fenómenos.

Figura 1 Terrario

Al paso de los días y a partir de la dinámica de observación, me encontré con instantes muy particulares en relación con el vinipel de mi terrario, donde se registra que este sufre una “curvatura” convexa en especial cuando la temperatura del ambiente estaba más elevada y tan pronto esta bajaba la “curvatura” se tornaba cóncava, para luego volver a su estado inicial (ver figura 1 del terrario). Así mismo note que en el terrario se produce un ciclo de evapotranspiración y condensación del agua que ocurre en su interior y que mantiene cierta humedad. Esta se queda posada sobre las hojas de la planta en forma de burbuja, en el vinipel, en el cristal y sobre la tierra y al paso de las horas es absorbida pero no en su totalidad.

Continuaron transcurriendo las semanas y para mi sorpresa me encuentro que mi planta de lagrima de bebe está cubierta de una “lama” color blanco, lo que me indico que era un hongo que logro prosperar en mi sistema cerrado, donde infiero que algunos de los

Comentado [IVO2]: con base en…

elementos que le introduje durante la elaboración estaba contaminados, deje pasar una semana más, con la ilusión de que desapareciera pero esto no sucedió y en mi intento por “rescatarlo” los destape e intenté retirar el hongo pero ya tenía muchas hojas marchita, entonces no fue posible recuperarla, decido así, comenzar de nuevo con la construcción del terrario, cambiando todos sus materiales, con la intensión de que esta vez, si lograra mantenerlo vivo y así ha sido hasta el momento, continuo observándolo a diario, ya que me parece interesante apreciar sus cambios en cuanto al crecimiento, la coloración del tallo y hojas, la orientación de las hojas, la cantidad de hojas y la incidencia de la temperatura. En base a estas observaciones se hace evidente el papel que juegan los diferentes factores como el agua, el aire, el suelo y la luz en relación con el crecimiento y desarrollo de las plantas.

Cabe destacar que estas construcciones de nuevo conocimiento estuvieron enriquecidas desde el abordaje de lecturas propuestas desde el seminario. Cada lectura brindo elementos de comprensión que orientaron los interrogantes propuestos durante y después de cada ejerció de experimentación realizado tanto individual como grupal.

El Aprendizaje colectivo que trabajamos en este tiempo permite nuevamente complementar los saberes previos a partir de las diferentes formaciones disciplinares, que tuvo como punto de partida una pregunta propuesta desde el seminario sobre ¿Cuál es la dinámica del agua, el aire, el suelo o la luz en el terrario?, para el caso del grupo 2, era ¿Cuál es la dinámica de la luz en el terrario? Como equipo de trabajo realizamos una actividad desencadenante que inicia desde el interrogante de la experiencia básica, donde fuimos delimitando nuestro objeto de estudio a investigar, establecimos preguntas preliminares e hipótesis y procedimos a diseñar un modelo experimental, para dar respuesta al interrogante inicialmente trazado, dando inicio a la ruta metodológica propuesta partimos desde una pregunte eje sobre ¿Cuáles longitudes de onda favorecen el crecimiento de la planta? , pero esta pregunta orientadora nos llevó a plantearnos otras preguntas que nos hicimos durante la revisión documental como: •

¿Cuáles son las estructuras y sustancias de la planta que favorecen la absorción y transformación de luz?

•

¿Cómo se transforma la energía lumínica en energía química?

•

¿Cómo se ve afectada la planta cuando se modifican las condiciones de luz?

Comentado [IVO3]: con base en …

•

¿Cómo la planta se comporta ante la presencia o ausencia de luz?

Frente a esta pregunta eje nos planteamos la hipótesis.

Las plantas expuestas a

longitudes de onda rojas, blancas y azules presentan un crecimiento favorable en comparación con longitudes de onda verdes y amarillas. A si mismo realizamos una caracterización sobre el espectro electromagnético donde se resalta que este a medida que disminuye la longitud de onda disminuye la energía, esto nos indica que en el espectro de luz visible que va de 400 a 700 nm la energía va aumentando del color rojo al color azul.

Como lo menciona Jacob (1999) “El análisis y la comparación no se ejercen ya solamente sobre los elementos que componen los objetos, sino sobre las relaciones internas que se establecen entre dichos elementos.” Y justamente la consulta realizada para entender la dinámica de la luz nos permitió establecer determinadas relaciones existente entre las estructuras de la planta en este caso las que constituyen la hoja.

Manteniendo esta idea de relación se hace otra caracterización importante, sobre las estructuras que intervienen en el instante en que la luz incide sobre la hoja, donde fue posible identificar los diferentes tejidos que constituyen esta estructura, como por ejemplo; los tricomas que ayudan en la reducción de la transpiración, protección contra la radiación excesiva o el frío, producción de aceites esenciales y otras sustancias, así mismo detallamos el tejido parenquimatico, ya que cumple una función principal que consiste en almacenar y transportar sustancias, producir raíces, repara los daños de la corteza y se encarga de la excreción y secreción, se resalta también la Parénquima clorofílico o Clorénquima, que se caracteriza porque sus células tienen gran cantidad de cloroplastos y es un tejido especializado en realizar la fotosíntesis, este ayuda en la fijación del carbono utilizando las radiaciones solares y ocupa las partes subepidérmicas de la planta hasta donde pueda penetrar la luz y se encuentra más desarrollado en las hojas, donde forma una capa de tejido en empalizada y de parénquima lagunar. Cortés (1986).

Continuando con la descripción de la organización del vegetal se ve la importancia de centrar la atención en los cloroplastos, que como organelos celulares están constituidos por una doble membrana, que forma unas barreras semipermeables entre espacios acuosos, donde la membrana interna es menos permeable que la externa, debido a la presencia de proteínas que controlan el paso de sustancias hacia el interior de esta compleja estructura, otro componte del cloroplasto es el estroma, una matriz acuosa donde se realiza la segunda

fase de la fotosíntesis (reducción de NADP+), adicional es la vía que interviene en la fijación del carbono por el ciclo de Calvin, continuando con la organización de este organelo se encuentra un espacio que esta separado del medio acuoso y es denominado el Lumen, donde ocurre una reacción significativa y es la fotolisis del agua, que genera un subproducto de oxígeno, que es difundido fuera del cloroplasto y liberado a la atmosferas a través de los estomas.

Comentado [IVO4]: referencia

Finalmente caracterizamos los tilacoides que como membranas fotosintéticas plegadas forman laminas y están ubicadas al interior del cloroplasto y es donde ocurre la primera fase de la fotosíntesis (fotosistemas I y II que está asociado a moléculas de clorofila que absorben a longitudes de ondas), allí también se encuentran unos pigmentos de clorofila que se caracterizan por tener dos partes, la primera es la cabeza donde hay unos anillos rodeados por átomos y están rodeando precisamente al ion magnesio, específicamente allí es donde ocurre la absorción de luz,( los fotones son absorbidos por ese ion magnesio), la segunda parte es la cola que es justamente la que se une a la membrana tilacoides por su composición hidrófoba, cabe mencionar que en la fotosíntesis solo interviene la clorofila A y B según la revisión bibliográfica consultada. Azcón Y Talón (2008) En referencia al montaje experimental realizado (figura 2), se exponen la plata de lenteja

(Lens culinaris) a diferentes

longitudes de onda, se hace con led para evitar otro tipo de radiaciones que no pueden ser vistas, se inició con la germinación de la semilla en algodón, luego de evidenciar su crecimiento en tallo y aparición de hojas, se trasplantan a tierra, Figura 2 Montaje Experimental

asignando una marcación a cada planta, las variables que decidimos medir fueron la

longitud del tallo y el número de hojas, se realizaron unos días de observación para registrar como cambiaban estas estructuras según la longitud de onda a la que estaba expuesta, como datos interesantes de este montaje y que como equipo nos llamó mucho la atención fue que Figura 3 Longitud de en el día tres la planta que se expuso bajo la longitud de onda verde onda verde estaba bastante pronunciado su tallo hacia la entrada de la caja como en búsqueda de luz, como se observa en la figura 3.

Estos y otros resultados más, me parecen interesantes, ya que me llevaban hacia la respuesta a esa pregunta orientadora y a la hipótesis planteada, además de esa aproximación a la comprensión de lo vivo, entendiendo su dinámica que no es fácil de comprender y tampoco de analizar, pero que gracias a la experimentación fue posible establecer unos criterios medibles y analizables, que se vieron enriquecidos con las reflexiones conceptuales del equipo y por supuesto de los maestros.

En conclusión, quisiera resaltar que desde mi labor como maestra son muchos los aprendizajes adquiridos y transformados a lo largo de la maestría, que me permiten tener una mirada más amplia para la enseñanza de las ciencias, donde será importante realizar esa relación entre lo conceptual y la experiencia de mis estudiantes para la construcción del conocimiento.

Referencias •

Jacob François. La Lógica de lo viviente. Una historia de la herencia. Tusquets Editores. 1999. Barcelona.

•

Cortés Benavides F. 1986. Cuadernos de Histología Vegetal. Editorial Marban S.A. España. http://www.oab.org.ar/Downloads/PlantasTejidosYTiposCelularesAAA.pdf

•

Estudios de la naturaleza, 21 de mayo de 2014, SANTILLANA VENEZUELA, tradición

educativa

con

talento

nacional.

https://issuu.com/santillanavenezuela/docs/estudios_de_la_naturaleza_1/48 •

Azcón

Bieto,

Talón

Manuel,

2008-.

Fundamentos

de

fisiología

vegetal

file:///C:/Users/PIJCFEY6/Downloads/FundamentosdeFisiologiaVegetal2008Azcon. %20(1).pdf •

La fotosíntesis” de Jeffrey J. W. Baker y Garland E. Allen

•

La organización de Jacob François.

•

Un éxito reciente. historia del concepto de ecosistema de Giordan A., Raichvarg D., Drouin J.M., Gagliardi R., Canay A. M.

LA

DINAMICA

DEL

AGUA

EN

EL

TERRARIO:

UNA

PERSPECTIVA

FENOMENOLÓGICA PARA LA COMPRENSIÓN DE LO VIVO

SANDRA PATRICIA VERANO FUENTES

La fenomenología se concibe como una perspectiva de análisis y estructuración de los fenómenos. De acuerdo con Sandoval et al. (2018), desde una perspectiva fenomenológica, el sujeto se ve en la necesidad de proponer explicaciones, diseñar experimentos, anticipar eventos y definir criterios metodológicos que enriquecen las explicaciones al fenómeno. Al ubicarnos en esta perspectiva implica que no existen procesos conceptuales que no estén articulados con la experiencia; por tal razón, la actividad experimental es un eje fundamental en la estructuración de los procesos de conceptualización y construcción de conocimiento científico.

En este sentido, el terrario como perspectiva fenomenológica se considera un espacio – tiempo de condiciones que acontecen una serie de fenómenos y se construyen explicaciones a las dinámicas que ocurren allí. Para dar cuenta del

Comentado [1]: Comentario General: Encuentro que es un escrito muy bien estructurado, interesante y descriptivo, a lo largo de el se da cuenta de las etapas llevadas a cabo en el módulo del terrario, así como los cuestionamientos surgidos, la hipótesis formulada, las experiencias vividas, los diseños experimentales y la construcción de explicaciones.

Interesante escrito que desde su inicio deja la clara la importancia de comprender lo vivo desde una postura fenomenológica y su vinculación con el objeto de estudio, el terrario.

A lo largo del escrito se evidencia el establecimiento de relaciones y explicaciones en torno al agua como condición fundamental y su papel en las dinámicas, estructuras, recorridos y funciones con un organismo como las plantas. Muy bien por el uso de imágenes que acompañan la descripción de las etapas llevadas a cabo, las estructuras y recorridos.

De destacar la construcción de explicaciones que realizas en torno al agua como condición a partir de una consulta bibliográfica realizada tanto en documentos propuestos por el seminario como en otros, es evidente el diálogo establecido entre autores con el fin de comprender la importancia del agua como condición fundamental en el terrario y en la dinámica de organización de organismos como las plantas.

Como primera medida, se realizó un primer acercamiento al mundo fenomenológico

La descripción del montaje experimental, la hipótesis que lo guio, los resultados obtenidos y sus correspondientes análisis y construcción de explicaciones dan cuenta del proceder riguroso y claro con el que actuó el grupo. Así mismo, es importante resaltar la descripción de las estructuras involucradas en las plantas, sus funcionamientos, los procesos y dinámicas con la condición del agua; lo cual permite comprender los principales desarrollos acerca de la fotosíntesis y otros procesos que se le vinculan.

a través de la experiencia sensorial. Primero se realizó un recorrido virtual al Parque

Muy bien realizado el escrito.

terrario como problema de conocimiento, es necesario explicar las condiciones, las sustancias y las estructuras que intervienen y los recorridos que se llevan a cabo en relación con la dinámica del agua en las plantas.

Ecológico Distrital Humedal Tenjo con el objetivo de observar la diversidad de plantas e identificar los factores biológicos, fisicoquímicos y antrópicos que inciden en la dinámica de este ambiente natural. Luego, como actividad desencadenante, se construyó un terrario cerrado como representación de un sistema en el que acontecen fenómenos y se conserva la vida.

Se realizaron observaciones al terrario cada tercer día encontrando un suelo húmedo, la presencia de gotas de agua en las paredes del vidrio y un mayor vapor de agua en la mañana que en la noche. La planta centavito conserva un color verde intenso y sus hojas de forma arriñonada continúan creciendo.

Valoración: 50

Imagen 1. Terrario Lo anterior, permitió cuestionarnos y plantear la siguiente pregunta en relación con la dinámica del agua: ¿Cómo asciende el agua a través de la planta?, por lo que se formuló la siguiente hipótesis: El ascenso del agua a través de los elementos conductores del xilema (los vasos y las traqueidas) ocurre bajo tensión: Cuando la planta pierde agua por transpiración en el mesófilo foliar, se crea una tensión en el xilema y debido al mayor potencial hídrico del suelo y a la presión radicular, se genera un “empuje” del agua del suelo hacia las raíces y hacía arriba del xilema.

La cohesión intermolecular del agua líquida y su adhesión a las paredes de los elementos conductores, permiten esta tensión. Por otra parte, uno de los factores que influyen en la transpiración es la temperatura. De acuerdo con Curtis (2002), la velocidad de transpiración se duplica por cada 10°C de incremento de temperatura.

Lo anterior, se pretende corroborar con el diseño experimental planteado.

Teniendo en cuenta lo anterior, es importante pasar de la experiencia artificializada a la modelización de explicaciones, por lo que fue necesario elaborar la siguiente ruta metodológica que nos orientará en la construcción de explicaciones conceptuales y experimentales sobre las cuestiones en relación con la dinámica del agua en las plantas: 1. Propiedades y características del agua 2. Identificación y caracterización de las estructuras de la planta que intervienen en la dinámica del agua 3. Explicación de la dinámica del agua en la planta: Teoría tensión – cohesión 4. Diseño experimental que corrobore la hipótesis planteada El agua es una de las sustancias más abundante en la biosfera, conformada por dos átomos de hidrógeno enlazados a un átomo de oxígeno. Se caracteriza por ser una molécula polar que forma puentes de hidrógeno entre sí y con otras sustancias.

Entre sus propiedades físicas se destacan las fuerzas de cohesión, las cuales unen moléculas similares unas a otras, como los puentes de hidrógeno del agua; y las fuerzas de adhesión, las cuales unen una sustancia a una superficie (Brown y otros,

Comentado [2]: Hubiera sido interesante profundizar un poco más en torno al agua, no solo desde sus propiedades físicas y químicas; sino desde su papel en lo ecológico.

2004). En el caso del agua, debido a sus cargas positivas y negativas, se adhiere fuertemente a otras moléculas y a superficies cargadas.

Estas propiedades del agua son importantes en la fisiología vegetal ya que permiten el ascenso del agua que las plantas toman por las raíces hacia las hojas. Para comprender este proceso, es importante reconocer y caracterizar las estructuras de las plantas que intervienen en el recorrido que hace el agua dentro de la misma.

La raíz es una estructura especializada que se encarga de la absorción de agua y minerales, almacenamiento de carbohidratos y otras sustancias elaboradas por la planta, así como la fijación del suelo (Londoño, 2020). Teniendo en cuenta que la raíz tiene una función de absorción, el agua ingresa por osmosis formando presión radicular, la cual permite el desplazamiento del agua en distancias cortas por el tallo.

Las dos funciones principales del tallo son el soporte de las partes aéreas y la conducción. Las sustancias producidas en las hojas son transportadas a través de los tallos por vía del floema a las hojas, los tallos y las raíces; y el agua es transportada a través de los tallos por vía del xilema desde las raíces hasta las hojas (Raven, 1991).

El xilema está formado por dos células conductoras denominadas vasos y traqueidas. Estas se caracterizan por tener paredes celulares gruesas, duras y lignificadas lo que otorga rigidez al tallo (Megias et al., 2018 citado en Londoño, 2020). La diferencia entre las traqueidas y los vasos es que éstos últimos tienen mayor diámetro, son más achatadas y sus paredes transversales están perforadas, lo que les da mayor capacidad para conducir el agua (Megias et al., 2018 citado en Londoño, 2020) en comparación con las traqueidas, donde sus punteaduras oponen mayor resistencia al agua que asciende. Estos elementos conductores recorren toda la planta, desde las raíces hasta las hojas.

Imagen 2. Elementos conductores del xilema

De acuerdo con Londoño (2020) las hojas transforman los materiales que recibe del xilema en nutrientes para la planta a través de la fotosíntesis y ayudan a controlar el flujo hídrico a través de esta por medio de la transpiración (pérdida de agua en la planta en forma de vapor). Las hojas presentan estomas, las cuales están formadas por un ostiolo que está limitado por dos células oclusivas, las cuales cuando están turgentes, se arquean y el orificio se abre. Cuando pierden agua, se vuelven flácidas y el estoma se cierra. Por otra parte, la luz estimula la apertura de los estomas y la falta de agua en la planta o las altas concentraciones de CO2 de las células oclusivas provocan el cierre de éstos (Alegría, 2016).

Teniendo en cuenta lo anterior, el agua circula desde las raíces hasta las hojas por los elementos conductores del xilema que ofrecen menor resistencia al flujo. Lo anterior, ocurre bajo tensión: La evaporación ocasiona el ascenso del agua y provoca la transpiración en el mesófilo. La tensión en las columnas de agua hace que esta ascienda desde las raíces hasta las hojas, al mismo tiempo que se reduce la energía potencial del agua en los elementos conductores de las raíces y esta entra por difusión; dentro de ellas el agua se mueve a través del apoplasto y simplasto (Alemán-Sancheschúlz et al., 2019). Esto, facilitado por las propiedades de adhesión y cohesión de las moléculas de agua, pues la columna de agua se mantiene unida debido a las fuerzas de cohesión que atraen entre sí a las moléculas de agua y a su vez, las fuerzas de adhesión del agua a las paredes de los elementos conductores. Después, de acuerdo con Londoño (2020) el agua es transportada a través de estos conductos hasta las hojas, donde es usada en los procesos fotosintéticos o eliminada a través de la transpiración por los estomas, con lo cual se modifica nuevamente el potencial hídrico que propicia el flujo continuo del líquido.

Con el fin de corroborar la hipótesis formulada, se diseñó e implementó un modelo experimental donde se emplearon dos plantas de apio de una altura de 20 cm, las cuales fueron introducidas dentro de un vaso de precipitado con una solución de agua y colorante azul. Una de ellas se ubicó en una caja cerrada con un bombillo de 100 watts sometida a una temperatura de 35°C, mientras que la otra se dejó a la intemperie y se sometió a una temperatura de 25°C.

Imagen 3. Montaje experimental

Las observaciones se realizaron en diferentes tiempos obteniendo los siguientes resultados: Tiempo (min) 5

Temperatura 25°C Planta sin cambios

10

Planta sin cambios

15

Planta sin cambios

20

Inicio de coloración por el tallo en los conductos de los extremos, debajo de la mitad

25

30

Tallo coloreado hasta la bifurcación y primeras hojas con manchas claras de azul.

Tallo coloreado con azul claro y hojas cercanas a la bifurcación coloreadas con azul claro.

Temperatura 35°C Planta sin cambios Hojas más altas se arrugan por presencia de bombillo Inicio de coloración por el tallo, aproximadamente hasta la mitad por conductos de los extremos Tallo coloreado hasta la parte de bifurcación de hojas. Primeras hojas con manchas azules en la lámina y puntos azules en los ápices.

3 racimos de hojas coloreadas con manchas oscuras, puntas de ápices con puntos azules.

Tallo coloreado con azul oscuro, todas las hojas coloreadas con azul oscuro.

De acuerdo con lo anterior, se puede observar que a los 15 minutos la planta que estaba dentro de la caja sometida a una temperatura de 35°C inició una coloración por el tallo aproximadamente hasta la mitad por los conductos de los extremos, mientras que la planta que estaba sometida a 25°C presentó cambios hasta los 20 minutos, donde se observaron las primeras coloraciones por el tallo en los conductos de los extremos, debajo de la mitad.

Por otra parte, se pudo observar que, a los 30 minutos, el tallo y todas las hojas de la planta que estaba a 35°C estaban completamente coloreadas, en cambio las hojas cercanas a la bifurcación y el tallo de la planta sometida a 25°C estaban presentando una coloración clara.

A

B

Imagen 4. Observaciones a 35°C. (A) Primeras hojas del tallo coloreadas a los 15 minutos. (B) Todas las hojas altamente coloreadas a los 30 minutos.

También se realizaron varios cortes de tipo horizontal y sagital para evidenciar el transporte de agua coloreada por los elementos conductores del apio:

A

B

Imagen 5. Cortes del tallo de apio. (A) Corte horizontal (B) Corte sagital del tallo del apio

La experiencia permitió corroborar que el ascenso del agua desde las raíces hasta las hojas por los elementos conductores del xilema ocurre bajo tensión. De igual manera, se pudo comprobar que las plantas transpiran más rápidamente a temperatura elevadas dado a que el agua se evapora más rápido a medida que esta aumenta. Un exceso de radiación solar también incrementa la transpiración dado que la luz estimula la apertura de los estomas facilitando así la transpiración.

Una de las limitantes del montaje experimental fue no poder contar con un higrómetro para medir la humedad del aire, ya que el bajo contenido de humedad hace que exista una diferencia entre el contenido acuoso de la hoja y el aire que circula, lo cual facilita la transpiración.

Para finalizar, el terrario como perspectiva fenomenológica para la comprensión de lo vivo permitió comprender la dinámica de lo viviente a partir de los recorridos, estructuras y sustancias que intervienen allí; y de la elaboración de explicaciones al fenómeno de estudio a partir del cuestionamiento de la experiencia básica, establecimiento de relaciones e interacciones conceptuales, planteamiento de preguntas, formulación de hipótesis y diseño e implementación de modelos experimentales en colectivo. Lo anterior, también permitió hacer una comprensión holística del terrario y entender por qué se constituye como problema de conocimiento.

BIBLIOGRAFÍA Alegría, W (2016). Texto básico para profesional en ingeniería forestal en el área de fisiología vegetal. FCF – UNAP., Iquitos – Perú.

Alemán-Sancheschúlz, G., Solano, E., Terrazas, T., y López Portillo, J. (2019). La arquitectura hidráulica de las plantas vasculares terrestres, una revisión. Madera y Bosques, 25(3), e2531828. doi: 10.21829/myb.9019.2531828

Comentado [3]: cortes de tipo longitudinal y transversal.

Brown, T y otros (2004). Química: La ciencia central (7a. ed.). México D.F.: Prentice Hall.

Curtis. B. (2002). Invitación a la Biología. Quinta edición.

Londoño (2020). Estudio de la circulación del agua como fenómeno complejo con estudiantes de grado cuarto en el colegio la colina. Universidad Pedagógica Nacional.

Sandoval, S., Malagón, J., Garzón, M., Ayala, M., Tarazona, L (2018) Una perspectiva fenomenológica para la enseñanza de las ciencias. 1ª. ed. – Bogotá: Universidad Pedagógica Nacional, CIUP. (Colección Ciup 41 años. Balance de la trayectoria de los grupos de investigación de la Universidad Pedagógica Nacional)

La transformación del aire como experimentación en la relación con las plantas mediante un terrario.

Por: María Fernanda Moreno Baquero Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales

En la experiencia como docentes dentro del aula al hablar de seres vivos, es notable la inclinación hacia los animales, y alrededor de ellos giran las explicaciones de varios fenómenos de lo vivo, relegando un poco el papel que cumplen las plantas dentro del planeta y su importancia en el surgimiento de lo vivo.

El enfoque que se desarrollará en el escrito, parte de una serie de actividades planteadas en el módulo “El Terrario” en el seminario La Comprensión de lo vivo, que

se centró en la observación y el estudio para entender particularmente

fenómenos ocurrido dentro de la construcción de un terrario y todo lo que en él puede ocurrir, como herramienta de problematización.

Como primer acercamiento a esta experiencia se tiene una visita guiada de manera virtual Al Humedal La libélula en el sur de Bogotá, donde en un recorrido se observa a groso modo la composición de este ecosistema, su importancia y algunos elementos bióticos y abióticos que permiten las variaciones que se encuentran en este allí. Algo que despertó gran inquietud fue la frase introductoria del guía que acompañó a la docente “La vegetación es el esqueleto de todo ecosistema”, lo cual es interesante ya que como se inició el escrito en muchas ocasiones y contextos las plantas se ven como algo inmóvil que hace parte de un lugar pero no es común el preguntarse por sus proceso, los cuales en muchos momentos se dan por sentados como algo natural y existen “porque así debe ser” Dentro del recorrido se explicaron y aclararon algunas dudas de un ecosistema, Se observaron algunas plantas del ecosistema humedal de aguas lenticas, el cual es artificial ya que requiere de la intervención por el hombre. Algunas plantas enraizadas que se ubican en las riberas, entre otras donde varía su ubicación, como el saúco, el 7 cueros, el higuerillo, los pinos, el sauce, el pasto cocuyo, el arrayán, el Jacinto de agua, el papirus, la sangre de toro, de igual manera se habló de la

Comentado [1]: Comentario general: Encuentro que es un escrito muy bien estructurado, interesante y descriptivo, a lo largo de el se da cuenta de las etapas llevadas a cabo en el módulo del terrario, así como los cuestionamientos surgidos, la hipótesis formulada, las experiencias vividas, los diseños experimentales y la construcción de explicaciones.

Muy bien por el uso de imágenes que acompañan la descripción de las etapas llevadas a cabo. De destacar la construcción de explicaciones que realizas en torno al aire como condición a partir de una consulta bibliográfica realizada tanto en documentos propuestos por el seminario como en otros, es evidente el diálogo establecido entre autores con el fin de comprender la importancia del aire como condición fundamental en el terrario y en la dinámica de organización de organismos como las plantas.

La descripción del montaje experimental, la hipótesis que lo guió, los resultados obtenidos y sus correspondientes análisis y construcción de explicaciones dan cuenta del proceder riguroso y claro con el que actuó el grupo. Así mismo, es importante resaltar la descripción de las estructuras involucradas en las plantas, sus funcionamientos, los procesos y dinámicas con la condición del aire; permite comprender los principales desarrollos acerca de la fotosíntesis y otros procesos que se le vinculan.

Muy bien realizado el escrito.

Nota: es importante darle una mayor organización a las imágenes y tablas utilizadas, estas deben tener una pequeña descripción en la parte de abajo y su correspondiente referencia en el texto.

Valoración: 49 Comentado [2]: elementos o condiciones??? Por favor se sugiere revisar las diferencias entre unos y otros.

problemática que tiene por la contaminación de metales y las fábricas de curtimiento de cueros cercanas a esa zona.

La importancia de estos lugares dentro de la ciudad, como estación de tránsito frecuente de aves migratorias, reservorio de varias especies, la amortiguación que hace para el río Tunjuelo y su composición permite un ambiente natural que fluctúa entre un ecosistema terrestre y acuático, donde se evidencian las plantas vasculares, con variabilidad de alturas, un lugar de filtración y oxigenación. Cabe aclarar que aunque el recorrido fue virtual es significativo y es un recurso en la situación actual.

Después de esta experiencia, se llevó a cabo la construcción de un terrario, como ejercicio de construcción de conocimiento donde son relevantes la definición de criterios de observación, la delimitación de variables y los diseños experimentales en la medida en que orientan las formas de proceder (Valencia, M, J. 2021) además de ser un espacio donde ocurren una serie de sucesos en un espacio y tiempo determinado.

Para dicha elaboración se utilizó una pecera con una planta rastrera en este caso una abre caminos Fitonia, decorada con arena de colores y sellada con vinipel. Lo cual desencadenó muchas preguntas respecto a lo que se encerraba en ese pequeño lugar, ¿cómo sería la dinámica de lo que allí sucedería, la planta, el suelo, el agua, la luz?

La observación del terrario fue constante, ya que en cada momento del día se veía algo diferente, y así sucesivamente las preguntas surgían del porqué de cada uno de los cambios observables.

Entre algunas observaciones se notó al inicio el aumento del tamaño del vinipel, dando a entender que los gases del aire que quedaron allí aumentaron, pero, en el transcurso de los días este tomo una curvatura hacia adentro de manera cóncava, esto acompañado del empañamiento del vidrio y el plástico protector. También se observó la presencia de una araña la cual construye una telaraña junto a la planta, pero con los días y posiblemente por la humedad presente no generaron un ambiente óptimo y tanto la araña como el tejido construido se dejaron de observar.

A lo largo de los días el plástico protector dejo su forma cóncava y se quedó muy similar como al inicio, comenzaron a surgir algunos posibles hongos, las hojas más grandes de las planta comenzaron a marchitarse y descomponerse posiblemente por el hongo o por su ciclo de vida, pero surgió la presencia de hojas más pequeñas, también se observó que en el vidrio había unas muestras de recorridos de manera horizontal lo que da a entender que no eran por la presencia de las gotas de agua por la evapotranspiración, al fijar la mirada muy cerca se observaron algunos organismos muy pequeños los cuales daban el trayecto en el vidrio.

Esta serie de observaciones y descubrimientos pueden dar cuenta que aunque aparentemente sólo era el suelo, los accesorios decorativos y la planta, se encontraban algunos organismos muy pequeños en la planta y en el suelo abonado, además de las bacterias que posiblemente se encuentran y ayudan a la planta a asimilar los minerales y nutrientes presentes allí. Esto permite una serie de relaciones entre varios organismos con elementos abióticos, para la supervivencia y el ajuste a las condiciones presentes en el terrario.

Teniendo en cuenta los anteriores ejercicios como preámbulo, se establece dentro del espacio académico del seminario una propuesta dada a partir de la dinámica del aire dentro del terrario y se elaboró una ruta metodológica que permitiera trabajarla, que se desarrolló de la siguiente manera.

Conceptualización teórica

El aire, Cabe precisar la composición del aire como elemento el cual se observa la dinámica dentro del terrario, donde se caracteriza por una serie de variaciones y concentraciones de varios compuestos químicos como el Nitrógeno 78%,Oxígeno 20,9%,Dióxido de Carbono 0,3%, Argón 0,90% y otros gases 0,17%, además de la altitud en la posición geográfica la cual también genera variaciones, y de una consulta en su historicidad permitió una caracterización de algunos ambientes y ejercicios de enriquecimiento por alguno de estos elementos, que permitieron la evidencia del desarrollo en la dinámica de este elemento.

De la planta y su relación con el aire, tras varias consultas y socialización con las integrantes del grupo respecto a las estructuras de las plantas, fue preciso enfatizar en la estructura más representativa dentro del intercambio gaseoso. Las plantas que poseen estructuras leñosas poseen unas porosidades llamadas lenticelas y en plantas con ambientes de mareas altas y bajas desarrollan otras estructuras como los neumatóforos. Pero en este caso la planta (fitonia) de interés se caracteriza por tener estructuras verdes y los estomas son la estructura que permite el intercambio gaseoso en las hojas.

Los estomas son una estructuras celulares formadas principalmente en las hojas por dos células guardas u oclusivas que permiten la abertura y el cierre del ostiolo (orificio entre las células), dependiendo de las concentraciones de iones de potasio y la turgencia que hace referencia al almacenamiento hídrico dentro de las células guardas. Los movimientos estomáticos dependen de cambios en la presión de turgencia, tanto de las células oclusivas como de las células epidérmicas adyacentes. Esta apertura y cierre también se encuentra relacionado a las condiciones ambientales no solo por la presencia de CO2 entre la mezcla de aire sino también por el estrés hídrico y la temperatura, todo esto para preservar y mantener las condiciones óptimas para la planta. Valla, J.J.(2004).También es importante resaltar el proceso de fotosíntesis, serie de reacciones metabólicas que transforman la energía lumínica en energía química que pueda energizar diferentes reacciones vitales en el organismo y que puedan ser almacenadas y usadas

después. Es la fabricación por parte de las plantas de los compuestos ricos en energía. Baker y Garland E. Allen (1970) Los estomas se diferencian entre las plantas según el nivel en el que se encuentran en el tejido que conforma la hoja, su distribución y donde se ubican. Que mediante un laboratorio de microscopía se pudo constatar que en la planta fitonia la distribución superficial es dispersa, con una postura elevada sobresaliendo del tejido epidérmico y se encuentra en la cara de la hoja envés, abaxial o inferior.

Formulación de Hipótesis El plantearse una problemática en torno al aire y su dinámica del terrario, teniendo como preámbulo la construcción de un modelo de estos. Dónde partir de la observación se establece o intentar entender cómo es la interacción de este elemento con la planta entendiendo que el aire es una mezcla, pero identificar de manera cualitativa sus propiedades, ya a partir de los sucesos en el terrario evidenciar la evapotranspiración que ocurre al ver una atmósfera húmeda.

De esta manera se plantea la pregunta orientadora ¿Cómo se puede evidenciar cualitativamente que las plantas generan transformaciones en la atmósfera donde se encuentran? Como lo menciona Priestley (1804) en uno de sus experimentos descubrió que una vela permanecía encendida en un espacio cerrado (por ejemplo, una campana invertida) solamente por un cierto período de tiempo. Lo cual se explica ya que una llama permanece encendida dependiendo de la cantidad de oxígeno disponible en el lugar donde ésta se encienda. Este es uno de los inicios para plantear como equipo los diseños experimentales que dieran cuenta de esa pregunta orientadora.

Diseño Experimental Cada una de las integrantes del grupo se propone tener (1) una planta muestra que tendrá un enriquecimiento de algún compuesto en el aire y (2) una planta control en

conducciones de aire común encerradas en recipientes similares. Se indaga respecto a varios componentes que en presencia de dióxido de carbono permiten un cambio físico que pueda observar, al igual que el enriquecimiento de oxígeno, y poder experimentar si en el transcurso de días las plantas realizaban algún cambio en la atmósfera de los recipientes enriquecidos y compararlos con los espacios de aire común. Cada resultado fue analizado en un documento compartido donde todas las integrantes se enriquecieron con las experiencias obtenidas.

Prueba de PH Se prepara una solución diluida de hidróxido de sodio que al exponerse a la fenolftaleína toma una coloración roja, cuando se hace burbujear con el dióxido de carbono exhalado de la respiración constante, que neutraliza a la base bajando el pH y colocando la solución traslúcida. El enriquecimiento de esta solución no fue posible realizarlo ya que requería de una gran cantidad para que los cambios fueran representativos en los recipientes donde se tenían las plantas de muestra. (Anexo 1) Prueba de Oxidación, se realizó una muestra experimental con dos trozos de papa en recipientes diferentes sellados, uno de ellos enriquecido con oxígeno, al paso de 48 horas en este recipiente la papa se oxidó presentando una coloración oscura relevante muy diferente a la papa en el recipiente con aire común. Esto puede deberse a que a mayor concentración de oxígeno la velocidad de la reacción aumenta permitiendo que se dé el cambio de coloración más prontamente.

La oxidación es un tipo de reacción química que se caracteriza porque sus reactivos modifican sus estados de oxidación, es decir, es un proceso por el cual existe un intercambio de electrones, donde por lo general el oxígeno se encuentra como agente oxidante, aquel que acepta electrones y reduce su estado de oxidación. Este proceso puede verse reflejado en el cambio de coloración en la papa, debido a que cuando se corta, se expone una enzima llamada polifenoloxidasa que en presencia del oxígeno, oxida a los polifenoles.

Prueba con Cal, La cal u óxido de calcio (CaO) es un producto reconocido en la industria por sus múltiples usos por ejemplo en la jardinería. Esta prueba es usada desde tiempos de Joseph Prestley para la identificación del dióxido de carbono, por lo que sometimos dos plantas a una atmósfera en aire común y la segunda en aire enriquecido con dióxido de carbono y se toman las muestras de aire cuatro días después para observar la cantidad de carbonato de calcio producido.

Luego de la prueba se obtiene que tanto el aire común como el enriquecido con dióxido de carbono, precipita una cantidad mínima de carbonato, se identifica dado que esta sustancia es insoluble en agua por lo que aparece un polvo blanco dentro de la solución, esto indica que dado el proceso de fotosíntesis realizado en la planta mucha de la concentración de dióxido de carbono fue transformado probablemente en oxígeno, importante analizar cómo independientemente de la concentración inicial dada de dióxido de carbono, ya sea en el aire común o en el enriquecido, la cantidad de carbonato producida es muy similar. (Anexo 2) Prueba de la llama Dióxido de Carbono y Oxígeno, En recipientes similares se expone las plantas de fitonia y se sellan cada recipiente enriquecido con Dióxido de carbono y oxígeno, al transcurso de 2,4 y 6 días se realiza la prueba de la llama, para observar como es el comportamiento de esta y si varía la durabilidad de esta encendida, ya que como se mencionó anteriormente en presencia de oxígeno en el aire la llama permanecerá encendida favoreciendo el proceso de combustión.

Prueba Enriquecida Oxígeno

Tiempo (s)

Oxígeno

42.58

Aire común

6.28

Prueba 1: Aire sometido a dos días

7.76

Prueba 2: Aire sometido a cuatro días

6.78

Lo que indicaría que la mayor presencia de oxígeno activó las reacciones oxidativas que transformaron el oxígeno disponible en CO2 y liberando agua que se ve en mayor cantidad en la superficie del recipiente de la planta mayor tiempo que en el recipiente con la planta, el proceso de oxidación más rápido en la atmósfera enriquecida con oxígeno.

Prueba

Enriquecida

Dióxido

de Tiempo (s)

Carbono Dióxido de carbono

menos 1

Aire común

12

Prueba 1: Aire sometido a dos días

menos 1

Prueba 2: Aire sometido a cuatro días

1.4

Prueba 3: Aire sometido a seis días

13

La tasa de transformación de este gas en oxígeno dado el proceso de fotosíntesis, se encuentra que las plantas sometidas a un aire enriquecido con CO2 que duraron 2 y 4 días la llama duró un menor tiempo en comparación con aquella que se dejó durante 6 días. Aunque es importante resaltar que las dos primeras estaban puestas con recipientes diferentes tanto en tamaño como en material. Lo cual pudo variar el resultado obtenido, de manera que las concentraciones de CO2 eran más altas. Por ello, el tiempo expuesto de las plantas con CO2 debió ser mayor en el recipiente de vidrio

y grande, para que el cambio de atmósfera pudiera ser realmente

significativo. (Anexo 3) Conclusiones:

● Las diferentes consultas realizadas

y la propuesta dentro del módulo

permitieron enriquecer la comprensión del suceso que fueron transcurriendo a lo largo de las actividades y las experimentaciones realizadas. ● el tipo de experiencias permite desencadenar varias preguntas en torno a lo que sucede y puede llegar a suceder respecto a las perspectivas fenomenológicas, y aunque son recursivas por el espacio del hogar, pueden ser usadas dentro del aula para fortalecer la enseñanza en procesos de lo vivo. ● Se evidenció que a partir de las pruebas cualitativas realizadas es posible afirmar que, existe una variación en la concentración de los gases que componen la mezcla de aire en los que se expuso la planta fitonia. ● A mayor tiempo de exposición de la planta fitonia en atmósferas enriquecidas con CO2 y O2, se hace más significativa la variación de la composición de la mezcla del aire debido a que se eleva la tasa fotosintética y al proceso de fotorrespiración, esto se evidencia en el cambio que se presenta en cada prueba al exponer la llama de una vela. ● Posiblemente la planta se ajusta a las condiciones sometidas, modificando los procesos bioquímicos llevados a cabo, se evidencia por los cambios evidenciados en las plantas sometidas a los recipientes enriquecidos y a las características de las plantas ya que se mantuvieron en su mayoría constantes.

Referencias Caballero A. y Roca E. 2013. La importancia de los estomas. Stoller Europe El Aire. http://aprende.colombiaaprende.edu.co/ Giordan A., et.al. 1988. Conceptos de biología. 1. Labor: Barcelona Jeffrey J. W. Baker y Garland E. Allen. 1970. Biología e investigación científica.

Bogotá: FEI Valencia S., Mendez O. y Jiménez G., El terrario, Una perspectiva fenomenológica para la comprensión de lo vivo. Actualizado 2021.

Muñoz, W. 2016. Texto básico para profesional en ingeniería forestal, en el área de fisiología vegetal. Perú, Iquitos.

Valla, J.J. 2004. Botánica. Morfología de las plantas superiores. Ed. Hemisferio Sur.

Anexos

Anexo 1 Prueba Ph

Anexo 2 Prueba Cal

Anexo 3 Prueba Enriquecida CO2

Maestría En Enseñanza De Las Ciencias Naturales.

Departamento De Física Universidad Pedagógica Nacional

Escrito: El Suelo Y La Planta, Un Continuo De Interacciones.

Elaborado Por: Karol Torres Vásquez

Al iniciar la actividad del terrario como una propuesta desencadenante, donde se pretende artificializar una experiencia, vinculando elementos estéticos y motrices en la replicación de pequeños invernaderos, con los que se recrean las condiciones de un ambiente tropical, es decir humedad y temperatura alta y constante. Surgen inquietudes que dan paso a la construcción de conocimientos nuevos, en torno a los elementos que lo conforman (¿De qué se compone el suelo? ¿Cuál es la relación del suelo en procesos bioquímicos de las plantas? ¿Cómo son introducidos los nutrientes y el agua por medio del sistema radicular? ¿Cuál es la relación del suelo con las raíces de la planta?), y ¿cómo las reacciones que se generan a parir de la experiencia conducen a aproximaciones más elaboradas de los fenomenos?, estos cuestionamientos harán parte del desarrollo de este escrito ya que de este modo se dilucidará la comprensión de la continua interacción de suelo planta,

Comentado [1]: Comentario general: Encuentro interesante que a lo largo del ensayo se visibilicen el tipo de preguntas que orientaron el desarrollo del módulo, así como el tipo de construcciones teóricas y experimentales llevadas a cabo a partir de la condición específica como lo es el suelo. Es un escrito en el cual se puede encontrar disertaciones y diálogos establecidos con diferentes autores, se recoge de manera organizada cada una de las etapas llevadas a cabo. La consulta bibliográfica realizada basada tanto en documentos propuestos por el espacio académico como en otros permite enriquecer el discurso, las formas de proceder y las conclusiones a las que se llega con relación al objeto de estudio.

Sin embargo, considero que no se describe completamente el diseño experimental realizado, los resultados obtenidos parecen incompletos, ya que no se describe las variables utilizadas para el diseño experimental y sus correspondientes análisis y explicaciones construidas, se quedan cortas y más aún a partir de lo profundizado en el suelo como condición fundamental para la organización, dinámica y mantenimiento de un organismo como las plantas.

esbozada en el terrario.

La experiencia de construcción del terrario, como propuesta desencadenante, provoca movilización de sensaciones y percepciones entorno a la valoración de lo vivo, en la actualidad se han denominado valores y percepciones de la naturaleza, a aquella forma de verla, variando de una cultura a otra y dentro de la misma, la sociedad para la biología de la conservación, habla de los sistemas de valores humanos como “determinantes en el cómo vemos a la naturaleza” (SCB. 2004) y ese cómo, atravesado por el qué hacemos por conservarla, es sin duda uno de los elementos que debe primar para proponer en el aula

Valoración: 45

acciones que se concatenan con la realidad del entorno natural y entorno del sujeto que lo motivan o emocionan a proceder a favor del ambiente.

Estas acciones generan una transformación a la hora de cuestionar elementos o estructuras que hacen parte del entorno natural y que al problematizarlas toman una forma más clara y definida. Cuando se piensa en el suelo, como un elemento que compone el paisaje o la naturaleza, sin un contexto, no es una palabra que se tienda a problematizar, ya que por sí misma, se ve desvirtuada o sin mayor complejidad, no obstante, que esta visión varía de acuerdo al grado de conciencia y saber que existe sobre el mismo, un agricultor muy probablemente, lo verá como el medio principal para el desarrollo de sus cultivos, autores como Torres G, et al, lo definen como “un componente natural de los sistemas terrestres, que influye en la regulación y purificación del agua y gases, interviene en el intercambio gaseoso (especialmente del dióxido de carbono), tiene la capacidad de soportar vida vegetal y animal, es un detoxificante de los residuos urbanos e industriales” también posee una estructura definida desde “la forma en que se agrupan las partículas individuales de arena, limo y arcilla generando espacios vacíos denominados poros” (Torres et al, citando a Bronick y Lal, pág. 72). Dicha estructura está relacionada directamente con las fases sólida, líquida y gaseosa del suelo, lo cual resulta ser de alta importancia ya que regula el flujo de agua. nutrientes y los gases que permiten la interacción del suelo con otros organismos. (Torres et al. Pag 72) Así pues, el suelo es no sólo un “factor” del medio de los organismos, sino que es producido también por ellos (P.Odum, 1972). Por lo general se suele pensar en el suelo como en el resultado de la acción del clima y los organismos, especialmente de la vegetación, en esta forma, el suelo se compone de un material derivado del substrato geológico y de un aumento de materia orgánica, donde se entremezclan los organismos y sus productos con las partículas finamente divididas del material en cuestión.

Los espacios entre las partículas están llenos de gases y agua. La textura y la porosidad del suelo son características altamente importantes y rigen en gran parte la disponibilidad de alimento para las plantas y los animales terrestres. Al hablar de la interacción del suelo con organismos, se hace pertinente relacionar desde la ecología de Odum la visión de suelo como subsistema, el cual presenta un metabolismo propio, que depende de tres niveles de interacción. 1. Microbiota: constituida por algas del suelo, bacterias y hongos, quienes

establecen una conexión con los residuos vegetales y animales del suelo en la cadena de alimentos de detritus, 2. Mesobiota: Presenta participación de nematodos, micro artrópodos (larvas de insectos) y colémbolos, y por ultimo la 3. Macrobiota: La cual vincula como actor principal, las raíces de las plantas, quienes brindan a la tierra una consistencia de “esponja viviente”, insectos mayores (Dermáptera, coleóptera mayoritariamente), lombrices y algunos vertebrados pequeños como reptiles y mamíferos (topos, ardillas, culebras) hacen parte de este nivel. (P.Odum, 1972) Al ya mencionar la fauna del suelo, microorganismos y variables ambientales como características fundamentales para la comprensión de este subsistema, se abre paso a las dinámicas del suelo, en relación a su composición química, siendo esta la conexión más cercana entre las plantas y dicho medio. Elementos tales como Dióxido de carbono CO2, Nitrato NO3, Calcio, Sulfato SO4 ,Magnesio Mg, Ácido fosfórico, Potasio, Molibdato, Sodio, Oxigeno, Hierro, Ácido bórico o hidróxido de boro, Manganeso, Amonio, Hidrógeno, Zinc y Cobre, hacen parte del suelo y son esenciales para el desarrollo de las plantas, estos autótrofos, tienen la capacidad de crear su propio alimento a partir de materia inorgánica obtenida del suelo, mediante un intercambio iónico, el cual “es uno de los procesos más importantes del suelo, que, junto con la fotosíntesis, son los dos procesos de mayor importancia para las plantas. El cambio iónico es debido casi en su totalidad a la fracción arcilla y a la materia orgánica”. (Ramírez C, 1997) siendo estos coloides que tienen la característica de poseer en su superficie cargas eléctricas sin neutralizar, tanto negativas como positivas. Los nutrientes de las plantas también tienen cargas eléctricas, esto porque los nutrientes son átomos o moléculas que poseen electrones o protones sin neutralizar (Milton, 2016) Sabiendo esto, y comprendiendo que en el terrario se observa una unidad, que está bajo condiciones artificializadas, es natural que no se puedan conocer dinámicas diferentes a las observables macroscópicamente, aun cuando es un sistema donde se dan una serie de fenómenos, en donde acontece la vida.

Las observaciones realizadas muestran que el tejido de la planta, se fue debilitado desde el cuarto día de siembra en el terrario, este proceso se agilizo al punto de descomponer a la planta en su totalidad para el día 12, posiblemente el estrés al cual fue sometida la planta, supero los máximos de adaptación, provocando un déficit del sistema, lo que no permitió

que llegase a un punto de adaptación, y sobreviviera a la variación ambiental. Dentro de la burbuja de cristal, hacia las paredes fue posible observar algunos artrópodos pequeños, como una tijereta y un cien pies, posiblemente se encontraban en la tierra que se usó para la siembra, o estaban asociados con el sistema radical de la planta, ya que este se veía robustecido con una amplia ramificación en la que pudiesen estar refugiados, estos organismos se movilizaron allí durante los primeros 6 días, luego de ello no fue posible verlos más, lo que invita a cuestionarse, si ¿su “desaparición” se debe justamente a la muerte de la planta? ¿estará relacionado con el agotamiento del recurso de oxígeno en la micro atmosfera del terrario?

En conclusión, se puede afirmar que las acciones desencadenantes en la ciencia revitalizan esa construcción de conocimiento, arraigado en el sentir desde una perspectiva fenomenológica para la comprensión de lo vivo, una aproximación a la construcción de realidades que permitan responder los cuestionamientos emergentes en cada escenario.

Viendo la experiencia como esa forma de aislarse de la cotidianidad ya que como dice Dawkins (1998) “Existe una anestesia de la familiaridad, un sedante de la cotidianidad, que embota los sentidos y niebla la maravilla de la existencia” esa anestesia se traduce en la normalidad ante lo palpable, como consecuencia de una acelerada transferencia de información que niega esa conexión con el entorno natural, a dejar el conocimiento restringido a una única fuente, la información obtenida por otros que se ha dejado maravillar por la experiencia y rigor de las ciencias.

Bibliografía Acevedo H., E. (1979). Interacciones suelo-agua-raíz en el proceso de absorción de agua por las plantas. Revistas de Recursos Naturales de Chile, 17-25.

Agricultura, I. p. (11 de 06 de 2021). INTAGRI. Obtenido de https://www.intagri.com/articulos/nutricion-vegetal/las-funciones-del-potasio-en-lanutricion-vegetal Milton, T. (2016). MANEJO DE SUELOS ÁCIDOS DE LAS ZONAS ALTAS DE HONDURAS. Tegucigalpa, Honduras: Programa Regional de Investigación e Innovación por Cadenas de Valor Agricola.

P.Odum, E. (1972). Ecología. México. : Nueva Editorial Interamericana.

Ramírez C, R. (Septiembre de 1997). PROPIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS y BIOLÓGICAS DE LOS SUELOS. Santafé de Bogotá, OC, Colombia. : CONVENIO FENALCE - SENA - SAC. Torres G. Carlos A, E. B.-P.-G. (2013). INFLUENCIA DE LAS RAÍCES SOBRE LA AGREGACIÓN DEL SUELO. Terra Latinoamericana 31, 71-84.

SCB., G. d. (2004). PRINCIPIOS DE LA BIOLOGÍA DE LA CONSERVACIÓN: PAUTAS RECOMENDADAS PARA LA

COMPRENSIÓN E INSTRUCCIÓN DE LA CONSERVACIÓN por el Comité de Educación de la

Sociedad para la Biología de la Conservación.

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS NATURALES SEMINARIO COMPRENSIÓN DE LO VIVO LA DINÁMICA DEL AGUA EN EL TERRARIO Florián Ardila Ángel Danilo 1 En el desarrollo del seminario la comprensión de lo vivo, abordamos el tema del terrario como un sistema donde se reproducen las condiciones ambientales para soportar la vida, y es allí donde los seres vivos ejercen funciones esenciales para el mantenimiento de los ecosistemas, por otra parte, por medio de la construcción y observación del terrario se abordaron los argumentos acerca de las dinámicas del agua que allí se presentan.

De acuerdo con Dauner (2002). El terrario, al igual que el acuario y los vivarios en general acaba siempre por convertirse para su cuidador en un cumulo de experiencias que se apartan cada vez mas de su mera definición física. De todos modos, podemos intentar definirlo como un recipiente en el que se reproducen fielmente las condiciones necesarias para distintos seres de vida total o parcialmente terrestre.

Hay que mencionar, además que el equipo docente realizó un recorrido con transmisión en vivo, en el humedal La Libélula – Ubaguaya, ubicado al sur de la ciudad, en la localidad de Ciudad Bolívar, su nombre fue dado por la comunidad vecina pues las libélulas abundan en gran medida en varias temporadas del año. El humedal hace parte de la antigua zona de inundación del río Tunjuelo y actualmente solo lo bordea ya que se encuentran separados por un jarillón que impide el continuo recambio de aguas, esto hace que las aguas del humedal estén en aparente buen

1

1

Licenciado en Química Universidad Pedagógica Nacional – danilo.835@hotmail.com

Comentado [IVO1]: Es un escrito interesante que recoge las diferentes experiencias que hicieron parte del desarrollo del módulo del terrario como parte del seminario comprensión de lo vivo; luego de realizar una descripción de cada una de estas el autor plantea ciertas reflexiones que resultan importantes y que dan cuenta de sus desarrollos acerca de lo que sucede en los ambientes naturales y particularmente en el terrario, el seguimiento detallado del terrario y su presentación dentro de este documento es un elemento a destacar ya que constituye una actividad desencadenante que posteriormente le permite al equipo realizar preguntas y construir ciertos supuestos acerca de la dinámica del agua, habría sido muy interesante haber puesto dentro de este documento dichas preguntas o afirmaciones.

También se realiza la presentación de diferentes referentes sobre todo de corte disciplinar que permiten caracterizar al agua y algunas estructuras presentes en las plantas que tienen que ver con su dinámica; de haberse establecido relaciones con la bibliografía sugerida en el espacio académico los argumentos presentados habían sido mucho más fuertes, los desarrollos conceptuales acerca del agua son importantes así como la descripción de los mecanismos que están relacionados con su circulación sin embargo se dejan de lado las estructuras que constituyen los vasos conductores de las plantas y que están relacionados con muchos de los fenómenos que hacen parte de la dinámica del agua en ellas.

En cuanto a la forma el documento presentan estructura adecuada que permite comprender las ideas expuestas y que es coherente sin embargo se recomienda prestar un poco más de atención a la ortografía y la redacción.

CALIFICACIÓN: 47

estado comparadas con las del río que trae infortunadamente los desechos de la ciudad y sus industrias, desde curtiembres hasta conexiones erradas2. Esta visita guiada nos permitió reconocer los factores abióticos (climáticos, geográficos, edáficos y químicos) y bióticos (animales y plantas) que forman un ecosistema, así como las graves consecuencias de la contaminación, el abandonó estatal y las pocas especies que sobreviven en un ambiente hostil a efecto de la contaminación del ambiente.

El termino “humedales” abarca una amplia gama de ecosistemas. “Agrupa una gran gama de hábitats interiores, costeros y marinos que comparten ciertas características”. Son ecosistemas descritos por la presencia de suelos, plantas y una hidrología singular. La convención de Ramsar define los humedales como “extensiones de marismas, pantanos, turberas o aguas de régimen natural o artificial, permanentes o temporales, estancadas o corrientes, dulces, salobres o saladas, incluyendo las extensiones de agua marina cuya profundidad en marea baja no excede los 6 metros” (Barbier Edward 1994, p10-11).

Como trabajo principal en este cúmulo de experiencias se realizó la elaboración del terrario a partir de los materiales indicados por los docentes y tomando como elección personal las plantas que conformarían este pequeño ecosistema, es así, que, en el proceso de observación del terrario, se abordó la cuestión de la dinámica del agua en el terrario y la relación del transporte de esta en la planta. Este diseño nos permitió, realizar un control de seguimiento y unas observaciones de los cambios presentados y el comportamiento del agua en el terrario y en las plantas.

Para este primer trabajo se usaron diferentes tamaños de pequeñas rocas, uso de suelo con contenido de materia orgánica, y además se sembraron las siguientes plantas: musgo, picardia y centavito, que en su conjunto con todos los materiales dieron vida a este pequeño ecosistema, mostrando los siguientes resultados:

2

Tomado y adaptado de humedalesbogota.com https://humedalesbogota.com/2012/02/08/humedal-la-libelula/

2

Observación y Registro fotográfico del terrario

15 mayo 2021. Durante los primeros días, se aprecia una pequeña formación de vaho en la superficie del plástico que cubre la pecera.

28 mayo 2021. La presencia de vaho comienza a aumentar, así como la formación de las primeras gotas de agua que luego caerán a la superficie.

05 junio 2021. Se puede evidenciar crecimiento de nuevas ramificaciones de musgo, así como nuevas hojas en la picardia y centavito.

10 junio 2021. Se presenta un extraño fenómeno al interior del terrario, solo mitad del plástico que recubre la pecera aparece con vaho, así mismo aumenta la cantidad de gotas de agua presentes., durante el día.

En las hojas de la picardia, En las horas de la noche la aparecen gotas de agua de cantidad de vaho disminuye, sin considerable tamaño, así mismo embargo, se sigue evidenciando la como en las hojas del centavito, se presencia de este en una sola aprecia mucha humedad en el región y con mayor cantidad que la muso en especial en las horas de otra, como se observa en la la noche. fotografía.

Luego de realizar una revisión al entorno del terrario y sus alrededores, llegué a la hipótesis, que la presencia de vaho en una sola región era causada por la luz de una vela, que estaba muy cerca, y que suele encenderse en algunas horas del día y en la noche, y que estaría influyendo en la transpiración de las plantas, que se encuentran en este costado y en el vapor de agua al interior del terrario.

Tabla N°1. Observación y registro fotográfico del terrario.

El diseño del terrario de tipo cerrado, nos permite evidenciar la formación y adaptación de un pequeño ecosistema, en donde la humedad de la tierra producida por el agua se recicla constantemente y no escapa al exterior debido a que se encuentra cerrado, por otra parte, el vidrio al ser un elemento transparente permite el paso de la luz como también, el aumento de la temperatura interna del terrario lo que provoca, que el agua que se encuentre presente tanto en las plantas, como en el suelo y aire, circule formando vapor y a su vez condensándose cuando este se enfríe, seguidamente precipitándose al suelo por las paredes del acuario o por la

3

formación de gotas de agua y humedeciendo nuevamente esta tierra, y así ser absorbido de nuevo por las plantas y ser puesto en circulación, más aún, generando un microclima al interior del recipiente.

A partir de los elementos anteriormente mencionados y las sugerencias del equipo docente, nos permite plantear la siguiente pregunta, ¿Cómo asciende el agua en la planta?

Para dar respuesta a la pregunta problematizadora, se consultó diferentes libros de textos y artículos, que nos permitieron recolectar información para diseñar y adaptar el siguiente experimento3, que consistió en colocar un par de plantas de apio en vasos con agua teñida de colorante para alimentos de color azul, y seguidamente someterlos a temperatura de 35° durante un tiempo estimado de 30 minutos, luego de esto se realizaron diferentes cortes que nos permitieron evidenciar la circulación del tinte por el sistema vascular del apio.

Experimento con apio a 35°

Montaje experimental

diseño

Vista panorámica del Corte horizontal de la recorrido del agua con planta de apio azul de metileno Tabla N°2. Registro fotográfico del experimento con apio a 35°.

Corte sagital

Los resultados del experimento con el apio, nos evidencian que al aumentar la temperatura el transporte de agua a través de sus sistema vasculares se hace más eficiente, pero así mismo, este aumento de la temperatura es perjudicial para la planta puesto que las hojas al no tener una estructura con la suficiente rigidez a

Diseño experimental tomado y adaptado de manual de experimentos. http://www.cursosinea.conevyt.org.mx/cursos/cnaturales_v2/interface/main/recursos/experimentos/cnexp_17.htm

3

4

nivel celular, termina perdiendo tanta agua que conlleva al marchitamiento y la quema de los estomas que hacen parte de las hojas, sin embargo, la radiación proveniente del bombillo al estar muy cerca puede tener un efecto negativo en las plantas al aumentar el movimiento cinético de las moléculas en los capilares de los estomas de la planta. A partir de la experiencia con el terrario y el experimento con el apio, podemos mencionar que en efecto el agua es el factor abiótico más restrictivo para el crecimiento y la productividad de las plantas. La importancia del agua para las plantas se debe en especial al crecimiento, fotosíntesis y distribución de moléculas orgánicas e inorgánicas.

Otro rasgo característico del agua son sus propiedades físico-químicas únicas que la hacen esencial para la vida algunas de ellas como lo son sus tres estados de agregación de la materia y una muy importante para la circulación en el sistema vascular de las plantas como es la tensión superficial al respecto Fernández Cirelli, Alicia (2012). Esto significa que el agua es pegajosa y elástica y tiende a unirse en gotas en lugar de separarse en una capa delgada y fina. La tensión de la superficie es la responsable de la acción capilar, de que el agua pueda moverse (y disolver substancias) a través de las raíces de plantas y a través de los pequeños vasos sanguíneos en nuestro cuerpo.

Por otro lado, gran parte del agua que es obtenida de la planta y que circular en su estructura es absorbida por las raíces, que consiste en una red compleja de raíces individuales que varían en edad a lo largo de su longitud. Las raíces crecen desde sus puntas e inicialmente producen raíces finas delgadas y no leñosas. Las raíces finas son la parte más permeable de un sistema de raíces y se cree que tienen la mayor capacidad para absorber agua, particularmente en plantas herbáceas (es decir, no leñosas) (McCully 1999).

La mayor parte del agua absorbida y transportada a través de las plantas se mueve por la presión negativa generada por la evaporación del agua de las hojas - este

5

proceso se conoce comúnmente como el mecanismo de Cohesión-Tensión (C-T).

Este sistema puede funcionar porque el agua es "cohesiva", es decir, se adhiere a sí misma mediante fuerzas generadas por los enlaces de hidrógeno. Estos enlaces de hidrógeno permiten que las columnas de agua de la planta mantengan una tensión considerable, y ayuda a explicar cómo el agua puede ser transportada a las copas de los árboles a 100 m por encima de la superficie del suelo. La evaporación en el interior de las hojas se produce predominantemente a partir de las superficies húmedas de las paredes celulares rodeadas por una red de espacios de aire. Los meniscos se forman en esta interfaz aire-agua, donde el agua contenida en los capilares de la pared celular queda expuesta al aire de la cavidad subestomática.

Esta es impulsada por la energía del sol para romper los enlaces de hidrógeno entre las moléculas, el agua se evapora de los meniscos, y la tensión superficial en esta interfaz tira de las moléculas de agua para reemplazar las perdidas por la evaporación. Esta fuerza se transmite a lo largo de las columnas de agua continuas hasta las raíces, donde provoca una afluencia de agua desde el suelo4.

En conclusión, Se pudo corroborar que el ascenso del agua ocurrió en un menor tiempo en la planta que estaba expuesta a temperaturas superiores a la del ambiente (35ºC), lo que podemos contrastar en la literatura donde encontramos que: la velocidad de transpiración se duplica cada 10ºC de incremento de temperatura (Curtis, 2002).La experiencia permitió identificar a través de la tinción, detallar estructuras vasculares (capilares) de la planta que intervienen en el transporte del agua como de otros nutrientes que son esenciales para la vida de la misma.

El agua transportada también es impulsada por la energía lumínica proveniente del sol o de fuentes artificiales como la de un bombillo como el utilizado en el experimento, a su vez, esta energía en exceso puede ser perjudicial para la planta debido al abundante perdida de agua de las células.

Traducido y adaptado de McElrone, A. J., Choat, B., Gambetta, G. A. & Brodersen, C. R. (2013) Roots in Soil: Unearthing the complexities of roots and their rhizospheres.

4

6

Las moléculas del agua presentan unas propiedades físico-químicas como los son las fuerzas de adhesión, cohesión y tensión las cuales intervienen para formar una tracción que hace que la columna de agua ascienda desde la raíz hasta las hojas más altas, con ayuda con la fuerza de empuje hacia afuera generada por el sol u otras fuentes de energía lumínica.

BIBLIOGRAFÍA Barbier Edward (1994). Lineamientos para la evaluación de humedales tropicales.

Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza Turrialba, Costa Rica.

Curtis. B. (2002). Invitación a la Biología. Quinta edición. Editorial Medica Panamericana. Montevideo, Uruguay.

Dauner Enrique (2002). El terrario fácil editorial hispano. Barcelona España. Europa S.A. Fernández Cirelli, Alicia (2012). El agua: un recurso esencial. Química Viva, 11(3),147-170.

Disponible

en: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=86325090002 McCully, M. E. (1999). Roots in Soil: Unearthing the complexities of roots and their rhizospheres. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology 50, 695-718.

McElrone, A. J., Choat, B., Gambetta, G. A. & Brodersen, C. R. (2013) Water Uptake and Transport in Vascular Plants. Nature Education Knowledge 4(5):6 Recuperado

de:

http://www.cursosinea.conevyt.org.mx/cursos/cnaturales_v2/interface/main/r ecursos/experimentos/cnexp_17.htm Recuperado

de:

Humedales

https://humedalesbogota.com/2012/02/08/humedal-la-libelula/

7

Bogotá,

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS NATURALES SEMINARIO LA COMPRESNIÓN DE LO VIVO

LA LUZ COMO FACTOR DESENCADENANTE DE LA VIDA Por: Esperanza Ortiz Ardila Cód. 2021184113 …” Lo Que impulsa la vida es… una pequeña corriente eléctrica mantenía por el Sol” …

Albert Szent. Györgi

Todo un ecosistema en una pecera, construido en un espacio de aprendizaje como lo es el seminario de “la comprensión de lo vivo”. Permitió evidenciar la complejidad y el fascinante proceso que es la vida y a su vez, se auto regula en una dinámica sostenible mediada procesos de fotosíntesis, transpiración, respiración y todas las funciones vitales que se llevan a cabo gracias a los organismos vegetales.

El terrario, se constituye así, en una experiencia de vida, en la que el humano pasa a un segundo plano y se evidencia la grandeza que tienen todas las otras especies vivientes, para mantener en equilibrio todo un ambiente de relaciones inter e intra específicas que mantienen una armonía.

Este singular ejercicio llevo a la necesidad de saber y reconocer los procesos que posibilitan la vida en este entramado de relaciones con los factores abióticos, que a su vez generan una serie de transformaciones, reacciones químicas y desencadenan

procesos

metabólicos,

que

llevan

a

la

producción

y

transformación de energía suficiente para mantener las funciones vitales que desarrollan los organismos que allí subsisten.

Durante el desarrollo de este módulo nos enfocamos en aquellas relaciones y procesos relacionados con la luz, factor que se constituyó en nuestro objeto de estudio y elemento de análisis principal frente a su relación con las plantas como principales organismos en la dinámica del terrario.

Por muchos años la naturaleza de la autorregulación en las plantas fue objeto de estudio para determinar cuál era el factor que permitía su supervivencia. Por consiguiente, muchas prácticas experimentales se enfocaron en evidenciar los

Comentado [A1]: Es un escrito muy interesante en el cual se recoge de manera efectiva y organizada la experiencia vida tanto por la autora como por su equipo de trabajo a propósito de la construcción de explicaciones acerca de la dinámica de la luz en el terrario, la consulta bibliográfica realizada basada tanto en documentos propuestos por el espacio académico como en otros que complementan discusiones de orden disciplinar permite enriquecer el discurso las formas de proceder y las conclusiones a las que se llega con relación al objeto de estudio. La descripción del montaje experimental, la pregunta que lo orientó, la forma como se recolectaron los datos y se organizaron, dan cuenta de las maneras particulares de dar cuenta de los fenómenos naturales y construir explicaciones frente a estos; De igual forma la descripción de las estructuras involucradas y los procesos que se dan en cada una de ellas permite al lector comprender los principales desarrollos acerca de la fotosíntesis y otros procesos que se le vinculan.

Excelente escrito CALIFICACIÓN: 49

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS NATURALES SEMINARIO LA COMPRESNIÓN DE LO VIVO

diferentes elementos que interactuaban con las plantas, así surge la teoría de la trasmutación, pasando por la teoría del flogisto, hasta la teoría de la onda la luz, se examinaron factores como el aire, el suelo y el agua para reconocer los elementos indispensables en la nutrición en las plantas.

Dentro de los aportes históricos a destacar, aparece el médico holandés Jan Ingenhousz (1730-1799) quien retoma trabajos previos y resalta la importancia de los elementos de la atmósfera para las plantas y la capacidad de los organismos vegetales para “limpiar el aire”, además de esto aporta un elemento fundamental que es el estudio del pigmento verde en las hojas para el proceso de fotosíntesis.

Es así como entra en escena la luz como elemento indispensable para el crecimiento y desarrollo de los organismos vegetales, sin embargo, para su comprensión fue necesario interiorizar su naturaleza y comportamiento entendiendo la luz como un fenómeno que se puede comportar en ocasiones como onda o como partícula según el objeto con el que interactúa.

De esta manera la luz “es, pues, radiación electromagnética (EM), fluctuaciones de campos eléctricos y magnéticos en la naturaleza. Concretamente, la luz es energía y el fenómeno del color es un producto de la interacción de la energía y la materia. Las ondas electromagnéticas existen como consecuencia de dos efectos: Un campo magnético variable genera un campo eléctrico; un campo eléctrico variable produce un campo magnético. Las ondas electromagnéticas, pues, consisten en campos eléctricos y magnéticos oscilatorios que están en ángulo recto (perpendiculares) entre sí y también son perpendiculares (ángulo recto) a la dirección de propagación de la onda.” (Peña, 2018) De la transformación de la energía lumínica es necesario hacer un zoom en las hojas de las plantas como la estructura, no única, pero si fundamental para la captación de la luz y el centro de reacción en la producción de ATP, es así como se examina la hoja desde su composición principal formada por tejidos como el parénquima fotosintético, y se destacan células que lo conforman como los cloroplastos, que contienen en su membrana los tilacoides, que a su vez

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS NATURALES SEMINARIO LA COMPRESNIÓN DE LO VIVO

presentan las moléculas de clorofila apiladas y funcionan como antenas receptoras de partículas de luz (fotones).

Esta serie de moléculas de clorofila que se presentan en los fotosistemas, y absorben ciertas longitudes de onda, específicamente las de 680 y 700 nanómetros, permiten el paso de un electrón a un nivel de energía más alto hasta una cadena transportadora de electrones. La molécula de agua ejerce un papel fundamental cediendo un electrón, capacidad que presenta cuando se mantiene unida a una molécula de manganesio, los protones liberados de la ruptura de la molécula de agua se unen a una molécula de ADP para la producción del ATP que ingresa en el ciclo de Calvin en el fotosistema II. Como resultado de esta fuerza eléctrica se producen moléculas orgánicas que la planta utiliza como fuente de energía para el desarrollo de sus procesos metabólicos.

La molécula de agua fue otro elemento de estudio para determinar de donde se generaban los productos de la fotosíntesis, siendo por un momento tema de discusión y de debate, determinando si el oxígeno liberado provenía de la molécula de agua o del anhídrido carbónico. La explicación de los fotosistemas permite evidenciar como el oxígeno que se libera como producto de la fotosíntesis proviene de la molécula de agua.

Todo este proceso de documentación para establecer el punto de partida de nuestro objeto de estudio, que inicialmente se vislumbraba complejo de materializar, generó en el grupo de estudio una serie de cuestionamientos sobre las variables en torno a la luz que se podían modificar para reconocer la dinámica que este factor presentaba con las plantas.

De este ejercicio surge la pregunta ¿Cuáles son las longitudes de onda que favorecen el crecimiento de la planta? Para responder a este cuestionamiento se propone la hipótesis “Las plantas expuestas a longitudes de onda rojas, blancas

y

azules

presentan

un crecimiento

favorable

en comparación con longitudes de onda verdes y amarillas”.

Para la comprobación de la hipótesis se formuló un diseño experimental en el cual se germinaron numerosas semillas de lenteja en algodón para acelerar el proceso y una vez presentaron un tamaño adecuado fueron trasplantadas a tierra

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS NATURALES SEMINARIO LA COMPRESNIÓN DE LO VIVO

y distribuidas de manera equitativa, para ser expuestas a diferentes longitudes de onda (azul, amarilla, roja, verde y blanca) por 11 días.

Cada tres días fueron roseadas con 5 ml de agua en cada vaso, se registraron la cantidad de hojas y la longitud del tallo en cada grupo de plantas y se realizaron las observaciones pertinentes para establecer si se presentaba alguna condición anómala en el desarrollo y crecimiento. De la misma manera se estableció un grupo control que brindará un punto de comparación frente al crecimiento de las plantas expuestas a las diferentes longitudes de onda.

Durante el proceso de observación y revisión de resultados, se organizaron los datos en tablas y gráficas para la comprobación de la hipótesis, en donde las longitudes de onda azules, rojas y blancas fueron las más favorables para desarrollo de la plata (evidenciado en el número de hojas y la longitud del tallo) y se resaltó la importancia que juega el papel de la modelización experiencial para dar cuenta de fenómenos, que de manera cotidiana se manejan con una simplicidad un tanto preocupante.

Los análisis y resultados, dentro de las discusiones del grupo de trabajo, reflejaron aspectos de interés y evidenciaron la superficialidad con la cual manejamos la enseñanza de la fotosíntesis y la transformación de la energía en los entornos escolares, la reducción de los conceptos relacionados con este proceso, pasan por alto las estructuras, mecanismos y la grandeza de la interacción de la luz con los organismos vivientes, en especial con las plantas, para mantener la vida tal y como la conocemos en el planeta.

Se revaluó también la imagen del crecimiento como el incremento en la elongación de tallo, esta conclusión se soporta al evidenciar como en la longitud de onda amarilla se presentó el mayor crecimiento del tallo, pero menor el número de hojas, por lo que se supone una menor actividad fotosintética y una menor producción de energía.

El ejercicio desarrollado permite vislumbrar las limitaciones y alcances de este tipo de prácticas, en este caso particular, el tiempo representó un limitante, pero a su vez abre la posibilidad de continuar con estudios similares que

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS NATURALES SEMINARIO LA COMPRESNIÓN DE LO VIVO

complementen los resultados como, por ejemplo, la elaboración de cromatografías que muestren los pigmentos que se encuentran en mayor proporción en las hojas de cada grupo de plantas expuestas a las diferentes longitudes de onda.

De igual manera se hizo notorio como podemos modificar las condiciones en una artificialización del mundo natural y exponer, de manera un tanto maquiavélica, a otros seres vivos a condiciones extremas y poco naturales, con una excelente excusa como es la construcción de conocimiento, lo cual no justifica, pero si permite reflexionar sobre la importancia que ha presentado en la historia de la formulación de teorías, postulados o leyes, la observación del mundo natural y la modificación de ciertas condiciones en algunos seres vivos, para dar respuesta a aquellos cuestionamientos que hicieron posible la generación de nuevos saberes.

Por tanto, el ejercicio de revisar, documentar, dialogar y construir en comunidad se hace primordial en los desarrollos académicos futuros, para evitar prácticas innecesarias que ya hayan sido realizadas con resultados exitosos y en donde prime el respeto por cualquier forma de vida existente.

Bibliografía.

Baker, J. W. y Allen, G.E. (1970). Biología e investigación científica. Fotosíntesis.

México: Fondo Educativo Interamericano.

Curtis & Barnes - Biología; 6ta ed. - Editorial Médica Panamericana, España, 2004.

Peña, Luis. La naturaleza de la luz” Luis de la Peña Vol. 19, Núm. 3, mayo-junio 2018 Revista Digital Universitaria, UNAM.

Valencia, UNA

S.

Vera,

PERSPECTIVA

I.

Toledo,

A.

2021

FENOMENOLÓGICA

COMPRENSIÓN DE LO VIVO. UPN.

EL

TERRARIO

PARA

LA

TRANSPORTE DE AGUA EN LAS PLANTAS

Nombre del estudiante: Joaquín Eduardo Bello Ballesteros

INTRODUCCIÓN El presente texto abordará las comprensiones del conocimiento disciplinar referente al transporte del agua en la planta, el cual surge a partir del estudio de la dinámica del agua en un terrario cerrado, en el que se pueden observar una serie de condiciones: vapor de agua en los costados, gotas de agua en las plantas y humedad en la tierra, respecto a estas condiciones se puede inferir que están ligadas a un ciclo hidrológico en el que participan las estructuras y diferentes recorridos del agua a través de ellas. Por otra parte, el agua es un líquido vital que posee propiedades particulares que permiten el desarrollo de la vida en la tierra, de modo que son relevantes a la hora de estudiar el transporte a través de las estructuras de la planta. Finalmente, después del abordaje sobre las comprensiones disciplinares, se describirán los resultados de un diseño experimental en el que el transporte del agua varia en las plantas de acuerdo con su temperatura.

Comentado [IVO1]: El documento recoge aspectos que a juicio del autor son importantes para explicar la dinámica del agua en el terrario basándose fundamentalmente en la realización de un ejercicio de revisión de información de corte disciplinar en la que incluye elementos relacionados con el agua y las estructuras presentes en las plantas; sin embargo muchas de las ideas quedan solamente enunciadas y no se articulan con las experiencias llevadas a cabo dentro del desarrollo del módulo, De igual forma se dejan de lado aspectos relacionados con el diseño e implementación de la ruta explicativa que habrían sido interesantes de conocer y con los cuales se deberían haber establecido vínculos para construir un discurso frente a la dinámica del agua en las plantas. es importante señalar que en el documento se encuentra una imprecisión en términos de afirmar que el agua es oxígeno e hidrógeno, ya que esta es una mirada reduccionista y más cuando la consideramos como una condición dentro de los ambientes naturales.

En cuanto a la forma se recomienda prestar un poco más de atención a la ortografía y la referencia adecuada de las diferentes fuentes consultadas ya que muchos de los textos son parafraseos y no cuentan con la cita correspondiente.

CALIFICACIÓN: 45

EL AGUA El agua es una sustancia vital que ha permitido el desarrollo de la vida sobre la tierra, es esencial para los seres vivos y para el mantenimiento de los ecosistemas del mundo, esta compuesta por dos átomos de hidrogeno y uno de oxígeno, posee propiedades que permiten llevar a cabo procesos complejos, entre ellos, su gran capacidad calórica; puede absorber una gran cantidad de calor sin elevar demasiado su temperatura, importante para estabilizar la temperatura en algunas zonas geográficas y mantener las condiciones adecuadas de seres vivos acuáticos. La disposición espacial de sus tres átomos con la polaridad de sus cargas eléctricas, facilitan mucho la disolución de otras sustancias, su elevado calor latente de vaporización y una particular en este escrito; su elevada cohesión-adhesión y tensión superficial.

El transporte del agua a través de la planta, se debe en gran parte a una propiedad del agua denominada cohesión, donde las moléculas de agua se unen entre sí a través de puentes de hidrogeno, específicamente desde el átomo de hidrogeno de una molécula hasta el de oxígeno de otra próxima, por otra parte, posee la adhesión, propiedad que permite la interacción entre las moléculas de agua y una superficie, la combinación de estas propiedades intermoleculares e intramoleculares dan lugar a fenómenos como la capilaridad, tensión superficial y ascenso del agua por el tallo de las plantas. Este último, funciona bajo un principio denominado tensión-cohesión, el cual genera el accenso del agua por el tallo (específicamente por el xilema: tejido conductor de la planta) debido a

Comentado [IVO2]: esta idea acerca del agua es un poco imprecisa más cuando la consideramos como una condición dentro de los ecosistemas

Comentado [IVO3]: referencia

estas fuerzas de adhesión y cohesión del agua, de modo que, se empieza a formar una columna de agua sin que se separen las moléculas con el propósito de llegar al exterior.

El movimiento útil del agua o potencial hídrico dentro de la planta da lugar a otros fenómenos como la absorción, la transpiración y la turgencia, de los cuales hablaremos en el siguiente apartado mencionando las estructuras que participan y los recorridos que realizan.

MOVIMIENTO DEL AGUA EN LA PLANTA El agua ingresa por la planta a través de las raíces; estructuras que se disponen en el suelo y que anclan la planta al suelo, están constituidas por los tejidos: epidermis, parénquima cortical y cilindro vascular, el primero cubre la superficie de la raíz y es el encargado de absorber el agua y los minerales del suelo, posee unos pelos radicales que funcionan específicamente para dar ingreso al agua por Osmosis e iniciar la capilaridad por la planta, el segundo, ocupa el mayor volumen de la raíz y se especializa en la reserva de almidón u otros compuestos orgánicos y el tercero esta formado por los tejidos vasculares (xilema y floema).

La presión inicial que se forma como consecuencia de la osmosis se conoce como presión radicular y es suficiente para desplazar el agua a distancias cortas por el tallo, en plantas herbáceas esta presión puede provocar la gutación, lo que significa, la perdida de agua liquida por las zonas del limbo foliar. En plantas arbóreas de 20 metros y más, no es suficiente la presión radicular para llevar el agua hasta las ramas de la copa, por lo que necesita de otra presión para el acenso del agua, esta nueva presión es causada por la transpiración, influenciada principalmente por la luz solar y la presión atmosférica (aunque hay otros factores como el viento), haciendo que al interior del xilema se formen unas presiones negativas que permitirán el empuje del agua hasta el exterior.

La transpiración es la perdida de agua en la planta en forma de vapor, su accenso como empuje por la presión atmosférica no es causado simplemente por una succión, sino por la anatomía interna del xilema y por las propiedades del agua mencionadas anteriormente. El xilema esta constituido por células especializadas que permiten ese transporte del agua, las hay de dos tipos: tráqueas y traqueidas, ambos tipos celulares se sitúan continuamente como tabiques o vasos. Las traqueidas son células largas, delgadas, que se solapan unas a otras por sus extremos atenuados, en el lugar donde se solapan forman unas punteaduras que en su interior permite la conexión del agua con la siguiente traqueida, las punteaduras no son perforaciones sino pequeñas áreas con una pared primaria que permite el paso del agua.

Por otro lado, las tráqueas son células más cortas y anchas, sus tabiques de separación están perforados o totalmente ausentes, por lo que se forma un vaso continuo que es mucho más eficaz para el transporte del agua. Las plantas vasculares sin semillas y la mayoría de las gimnospermas solo tienen traqueidas; la mayoría de angiospermas tienen tanto tráqueas

como traqueidas (Curtis, 2002). En ese sentido, la anatomía del xilema junto con las propiedades del agua, permiten que molécula a molécula unidas en conjunto formen un hilillo de agua continuo, que no solo provoca la transpiración sino también mantiene niveles adecuados de turgencia para que la planta sea rígida. Este fenómeno de turgencia cumple otra función relevante en la transpiración de la planta, debido a que controla la apertura y cierre de los estomas (células estomáticas oclusivas que permiten el intercambio de gases y salida del agua).

Cada estoma tiene dos células oclusivas que pueden abrirse o cerrarse dependiendo del contenido hídrico que haya en su interior, es decir, por el nivel de turgencia o presión interna del agua sobre la pared celular, cuando las células oclusivas están turgentes, se arquean, abriendo el orificio y cuando pierden agua, se vuelven flácidas y el poro se cierra.

Cabe recordar que las células vegetales poseen pared celular que les permite estar en medios hipotónicos y almacenar agua en organelos como la vacuola. Estos cambios de contenido hídrico que generan el movimiento estomático se deben a diferencias de potenciales hídricos y a otros factores como la luz en el proceso de fotosíntesis y de captación de CO2.

CONCLUSION FINAL Las plantas son seres vivos que a lo largo de la historia natural han solucionado problemas para especializarse más y tener un mayor éxito evolutivo, con el desarrollo de las raíces, hojas y vasos conductores, lograron captar agua en cantidad y repartirla junto con el alimento por todas las células de su organismo, del mismo modo, la dinámica del agua en la planta es un proceso amplio y complejo que involucra las funciones organizadas de sus estructuras y que permite una mejor comprensión de los recorridos que realiza, además, el proceso de transporte dependen de una propiedad extraordinaria de este líquido vital, como es la cohesión-adhesión.

La transpiración es uno de los problemas básicos de la planta, debido a que pierde cantidades de agua necesarias para que la planta realiza sus funciones vitales, sin embargo, a través del suelo ingresa el agua por las raíces y se transporta por toda la planta manteniendo niveles hídricos adecuados en sus células.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Curtis. B. (2002). Invitación a la Biología. Quinta edición.

Garcia, F. J. (s.f.). Tema 12: El agua en las plantas. Absorción y transporte de elementos minerales. En F. J. Garcia, Biología y Botánica . Unversidad Politecnica de Valencia .

Disponible en http://www.euita.upv.es/varios/biologia/Temas%20PDF/Tema%2012%20Transporte%20en %20el%20xilema.pdf

Presentado por: Karen Geraldine Rodríguez Dallos Universidad Pedagógica Nacional- Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales La dinámica del agua en la planta: Experiencia en relación con las estructuras de estos seres vivos Este ensayo tiene como intención realizar una reflexión a partir de la comprensión de lo vivo, para lo cual se creó una ruta metodológica donde se evidencian tres fases que permitieron el desarrollo conceptual y experimental para explicar la dinámica del agua en las plantas. La primera hace referencia a una aproximación al objeto de estudio de este módulo, a partir de una salida de campo al humedal la libélula, donde fue posible observar el entorno natural y las dinámicas que se presentan allí, esto junto a la construcción del terrario, el cual es visto como una perspectiva fenomenológica debido a las interacciones de la planta con factores como el agua, aire, suelo y luz. En segunda instancia, con base en las primeras experiencias, se aborda la parte teórica y conceptual en torno a las estructuras de la planta, las propiedades y características del agua como uno de los componentes necesarios para la vida.

Por último, se propone un diseño experimental, donde se pretende mostrar la circulación del agua en el vegetal, esto con el fin de comprender y analizar este proceso en el organismo.

Para realizar las primeras aproximaciones al objeto de estudio, tal como se mencionó en el párrafo introductorio, se procede a la creación del terrario, un modelo que hizo evidentes condiciones particulares que permiten la creación de interrogantes para el análisis de lo sucedido allí, puesto que la experiencia se desarrolla a partir de la descripción de los componentes en ese espacio, el cual se presenta como un sistema, dando lugar a explicaciones de lo vivo. Las observaciones se realizan en un tiempo establecido, lo que permite crear relaciones, por ejemplo, la relación de la planta con el agua. Esta primera parte se abordó con el fin de generar espacios y ejercicios de pensamiento sobre factores que influyen en la vida de estos seres vivos.

Imagen 1. Terrario A partir de las visualizaciones en la experimentación surge una pregunta que se tiene en cuenta a lo largo de la ruta metodológica, la cual es: ¿Cúal es la dinámica del agua en las plantas? Teniendo en cuenta este interrogante se plantea uno más específico para el análisis de este problema de estudio: ¿Cómo asciende el agua en la planta? Con estas cuestiones, se da inicio a una revisión bibliográfica que permite dar respuesta y comprender en cierta medida la complejidad del reino vegetal.

Con el desarrollo de la segunda fase, se procede a denotar algunas características y propiedades específicas del agua, esto con el fin de dar respuesta a las preguntas planteadas anteriormente. El agua se forma a partir de la unión de átomos de oxígeno e hidrógeno, los cuales se unen de manera covalente debido a la naturaleza de los elementos que la componen, ambos no metales. Las moléculas del agua

Comentado [IVO1]: Exelente escrito recoge de una manera detallada y articulada los diferentes referentes de orden teórico y técnico que le permitieron al equipo configurar explicaciones acerca de la dinámica del agua en el terrario, las descripciones realizadas y cómo se cruzan estos con la información suministrada por las fuentes bibliográficas dan cuenta de los intereses del equipo de trabajo y y de la forma como comprenden el fenómeno de estudio a partir del establecimiento de relaciones entre la estructura las sustancias los recorridos y los procesos que se verifican allí. la descripción del montaje experimental, permite aproximarse a la comprensión de los supuestos que se encontraban en la base de este y la forma como la autora y su equipo concluyen acerca de la dinámica del agua en la planta del apio. en cuanto a la forma es un documento claro, coherente, ágil y organizado que permite al lector comprender las ideas expuestas con facilidad y comprender los desarrollos al respecto de cada una de ellas CALIFICACIÓN:49

son en cierta medida polares debido a las electronegatividades diferentes entre el oxígeno y el hidrógeno, por lo que entre ellas interactúan entre sí, fuerzas intermoleculares, específicamente, puentes de hidrógeno, donde un átomo de este elemento se relaciona con un átomo de oxígeno de otra molécula.

Estas características a nivel molecular tienen gran influencia en el comportamiento particular del agua en las plantas, puesto que le concede otras propiedades como la cohesión y adhesión, así mismo la tensión superficial, las cuales a partir de la teoría cohesión-tensión hacen posible explicar el ascenso del agua en las estructuras de la planta. (UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES, 2018) Otra de las características del agua que cabe resaltar, es su alto calor específico y calor latente de vaporización lo que le permite a las plantas mantener una temperatura óptima, sin tener un cambio significativo por la energía solar. Esto lo consigue, debido al elevado calor de vaporización del agua, lo que le permite enfriarse al evaporarse esta sustancia que se encuentra en la superficie de las hojas, tal proceso es conocido como transpiración y es considerado como un componente fundamental en la regulación de la temperatura de las plantas (Taiz & Zeiger, 2006) Una de las cuestiones que se debe tener en cuenta para la comprensión del movimiento del agua en la planta es la energía libre del agua en los distintos puntos del sistema. Lo que permite predecir en qué dirección el agua se desplazará, si lo hará de la célula al medio o de manera inversa. Con lo anterior, se hace referencia al potencial hídrico que es el movimiento o trabajo del agua según gradientes de energía.

El potencial del agua (Ψ), que se define en relación con un estado de referencia en este caso, el agua a una presión de 1 atm, una temperatura de 25ºC y una elevación que puede especificarse, donde el potencial es igual a 0. El agua se mueve de una parte donde haya mayor energía libre a una de menor energía, es decir de un punto donde sea mayor el potencial hídrico a uno donde sea menor.

(UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES, 2018) En el caso de las plantas el Ψ en las raíces es cercano a cero y debido a las condiciones de presión que hay en las hojas, en este punto es negativo (García, 2019) por ende según lo anterior, el agua irá desde las raíces hacia las hojas teniendo en cuenta esta energía libre del agua y sus propiedades. Para comprender estas dinámicas, se hace indispensable reconocer las estructuras que allí intervienen en el transporte, las cuales se relacionan con las anteriores propiedades del agua y hacen posible lo plasmado anteriormente. A continuación se describen cada una de las estructuras de la planta que se tuvieron en cuenta para dar continuidad a la ruta conceptual y metodológica planteada: En primera instancia, la raíz es un órgano, que comúnmente se encuentra subterráneo, tiene como función el anclaje, y la absorción de nutrientes y agua del suelo. Esta estructura tiene características, tales como geotropismo positivo, generalmente no tiene cloroplastos, pero si otros organelos que le permite almacenar grandes cantidades de sustancias de reserva. Otra de las estructuras es el tallo, este se considera un órgano del vegetal, que es generalmente aéreo, tiene propiedades como geotropismo negativo, fototropismo positivo, es decir, el crecimiento se da hacia la fuente de luz. Sirve de soporte de ramas, hojas, flores y frutos. (Chuncho et al., 2019) Al interior del tallo, conformando el tejido vascular, se encuentra una de las estructuras que tiene gran importancia a la hora de hablar sobre el transporte de sales disueltas y agua (savia bruta), desde la raíz hasta las hojas, es el xilema. Este consta de varios tipos de células tubulares, caracterizadas por la presencia de pared celular y la pérdida de protoplastos en su desarrollo. Los cuales son las tráqueas y las traqueidas. Las tráqueas son descritos como una serie de vasos, cuyos elementos quedan unidos mediante perforaciones en las paredes, por otra parte las traqueidas, se describen como tubos cuyas

células son parecidas a las que conforman las tráqueas, sin embargo se superponen sin perforaciones en las paredes celulares.

Las tráqueas y traqueidas no son las que proporcionan la energía para el transporte de las sustancias, debido a que están muertas, pero esta dinámica ocurre debido a dos fenómenos físicos, los cuales son: la ósmosis y la succión. La primera que desplaza hacia arriba el agua que se encuentra en las raíces gracias a la diferencia de potencial en el tejido radicular y a la humedad del suelo. Al absorber el agua, la raíz la despliega hacia arriba, sin embargo este impulso no basta para llevar el líquido hasta las hojas, puesto que este mecanismo sucede debido al proceso de transpiración, donde las moléculas de agua producto a las fuerzas de cohesión, adhesión y tensión generan una tracción, es aquí, donde entra el fenómeno de la succión. Éste se produce porque el agua que se encuentra en las paredes de las células de las hojas de la planta, pasa a estado de vapor y se pierde en la atmósfera. Por esta razón, el potencial hídrico disminuye en estos tejidos respecto a los demás, generando un gradiente de potencial que hace posible el movimiento del agua (García, 2019).

Con respecto a lo anterior, es posible afirmar que la pérdida de líquido del xilema genera una fuerza de tensión en la columna de agua. En consecuencia a las fuerzas de cohesión y en concordancia con las otras fuerzas propias de las moléculas, esa tensión se transmite por toda la estructura del xilema incluyendo la raíz. Del mismo modo, disminuye el potencial del agua en la raíz, creando un gradiente que hace posible que el agua se mueva desde el suelo a la raíz y de ahí a las hojas y debido a la transpiración, finalmente a la atmósfera.

En este punto, cabe resaltar el papel de las tráqueas en el transporte del agua, puesto que en algunos casos por presiones en la columna del líquido, puede haber una ruptura de los puentes de hidrógeno, lo que genera un fenómeno llamado cavitación o embolias, que es la acumulación de aire en el xilema, lo que puede llegar a irrumpir el transporte. Sin embargo, estas estructuras permiten a partir de sus perforaciones en las paredes, el desplazamiento del agua cuando esta situación ocurre, logrando que llegue a todos los tejidos de la planta. (Sánchez et al., 2015) En relación con lo anterior, otra de las estructuras que se hace necesario mencionar, son las hojas. Las cuales tienen una función de transformar los materiales que recibe del xilema en nutrientes para la planta a través del proceso de la fotosíntesis, sumado a esto, ayuda a controlar el flujo de agua a través del mismo por medio de la transpiración, a partir de los estomas, estructuras formadas por un poro llamado ostiolo que está limitado por dos células oclusivas (URACCAN, 2018). La planta al mantener los estomas abiertos, capta dióxido de carbono y mediante el proceso de fotosíntesis lo transforma en su alimento, pero de este mismo modo, pierde agua que se escapa en forma de vapor, lo que juega un papel importante en la regulación de la circulación del líquido desde las raíces hasta las hojas, a partir del mecanismo anteriormente descrito.

Estos referentes conceptuales sirvieron de soporte para el diseño experimental, el cual buscaba evidenciar las dinámicas del agua en las estructuras de una hoja de apio, planta escogida por sus vasos conductores. A partir de esto se pudo corroborar la hipótesis planteada: “Uno de los factores que influyen en la transpiración es la temperatura: la velocidad de transpiración se duplica por cada 10ºC de incremento de temperatura (Curtis et al., 2008)”. Lo que se propone específicamente es la variación de la temperatura en plantas de apio, una expuesta a temperatura ambiente, la otra a una temperatura de 35ºC, temperatura que se alcanza al exponer un sistema a un bombillo. Para lo cual se obtienen los siguientes resultados:

Tabla 1: Resultados obtenidos a partir del diseño experimental propuesto en el grupo de trabajo Con respecto al tiempo y a la variación de temperatura en la hoja de apio, según las observaciones, el líquido recorre una mayor distancia en un menor tiempo en la hoja que se encuentra a una temperatura de 35ºC. No fue posible medir una velocidad, puesto que el proceso ocurre muy rápido, en pocos minutos eran evidentes los cambios en las hojas que se coloreaban por el agua que contenía azul, para hacer más visible lo que allí acontecia. La transpiración en específico tuvo ciertas limitaciones al ser detallada, pero se intuye que el fluido al subir en un menor tiempo, tiene relación con la velocidad de transpiración. En este sentido, se concluye que la transpiración tiene una mayor velocidad en la planta que estaba expuesta a una temperatura superior a la del ambiente, es decir a 35ºC.

Imagen 2. Vista panorámica del

Imagen 3. Corte horizontal de la planta de apio

Imagen 4. Vista de un corte sagital

recorrido del agua con azul de metileno

Todo lo experimentado en este espacio, desde lo conceptual hasta lo empírico, permite evidenciar la complejidad del objeto de estudio, que se convierte en un problema de conocimiento el cual se desarrolla de manera adecuada y ágil, sólo a partir de un trabajo colectivo, debido a la cantidad de cuestiones que son necesarias destacar para llegar a comprender una parte de lo vivo. Un componente fundamental para la comprensión de lo científico, es la modelación, en esta experiencia, es posible destacar el papel del terrario, para empezar a cuestionar las dinámicas de la vida, este visto como una perspectiva fenomenológica, por las interacciones que allí suceden. Este modelo permite evidenciar las condiciones para la vida, que en este caso comprendido como un sistema cerrado que permite la circulación de la materia y energía que son esenciales para la existencia de especies.

A partir de lo anterior, de la posibilidad de hacer un análisis y reflexión, es posible afirmar que la existencia está en el interior de los cuerpos permeada con condiciones externas, pero es internamente donde encontramos una serie de estructuras que permiten los movimientos y las acciones pertinentes para la vida. Tal como lo expresa (François,1999) es la organización de las partes lo que da el significado al todo, puesto que a partir de las estructuras en los seres, se generan funciones específicas que son las que le dan la facultad de enfrentar exigencias para la vida. Se hace necesario no reducir los fenómenos a simples interacciones, puesto que éstos no tienen simplicidad y se puede denotar en la visualización de las estructuras. La transformación de la interpretación del ser vivo, influye notoriamente, en la forma como comprendemos y nos relacionamos con el entorno.

Bibliografía Chuncho, G., Chuncho, C., & Aguirre, Z. (2019). Anatomía y morfología vegetal (Universidad Nacional de Loja ed.). EDILOJA Cía. Ltda. https://unl.edu.ec/sites/default/files/archivo/201912/ANATOMI%CC%81A%20Y%20MORFOLOGI%CC%81A%20VEGETAL.pdf Curtis, H., Barnes, S., Schnek, A., & Massarini, A. (2008). Curtis Biología (7ª ed.). Médica panamericana. https://books.google.com.co/books?id=mGadUVpdTLsC&printsec=frontcover&dq=Curtis.+ B.+(2002).+Invitaci%C3%B3n+a+la+Biolog%C3%ADa.+Quinta+edici%C3%B3n.&hl=es&s a=X&ved=2ahUKEwiigqWnnpPxAhV3GVkFHchRCJkQ6AEwAXoECAUQAg#v=onepage &q&f=false François, J. (1999). La Lógica de lo viviente. Una historia de la herencia. Tusquets.

García, E.G. (2019). LAS PLANTAS Y EL AGUA. Retrieved Junio 9, 2021, from http://biologia.ucr.ac.cr/profesores/Garcia%20Elmer/potencial%20hidrico%2019.pdf Sanchez, M. E., Tuesta, F. M., & Isuiza Ramirez, R. (2015). EL AGUA EN LAS PLANTAS. Retrieved Junio 10, 2021, from https://es.slideshare.net/fernandomicheltuestachichipe/elagua-en-las-plantas%E2%80%8B Taiz, L., & Zeiger, E. (2006). Fisiología Vegetal (Tercera ed., Vol. 1). Castellón de la Plana.

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES. (2018). LAS PLANTAS Y EL AGUA. https://www.agro.uba.ar/users/batista/EE/papers/agua.pdf

URACCAN. (2018, Julio). MODULO. FISIOLOGÍA VEGETAL. UNIVERSIDAD DE LAS REGIONES AUTONOMAS DE LA COSTA CARIBE NICARAGUENSE. Retrieved Junio 11, 2021, from http://repositorio.uraccan.edu.ni/585/1/MODULO%20DE%20FISIOLOGIA%20VEGETAL %281%29.pdf

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL DEPARTAMENTO DE FÍSICA MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS NATURALES COMPONENTE: COMPRENSIÓN DE LO VIVO LORENA BEJARANO BELTRÁN

LA DINÁMICA DE LA LUZ EN EL TERRARIO COMO PROBLEMA DE CONOCIMIENTO

La luz proveniente del sol como principal fuente de energía penetra en la superficie de la tierra, una pequeña porción de la radiación solar puede convertirse mediante la fotosíntesis en energía para los componentes bióticos del ecosistema. La luz por ejemplo responde a la primera ley de la termodinámica, es una forma de energía, puesto que puede transformarse en trabajo, calor o en energía potencial de alimentos, según la situación, pero no en cambio, destruirse (Odum. E 1972) Dada

Comentado [1]: Comentario general: Interesante encontrar a lo largo del ensayo las discusiones planteadas con diversos autores en torno a la luz como una condición fundamental en la dinámica organizacional de las plantas y en algunos de sus procesos.

Interesante como se describe cada una de las etapas llevadas a cabo en el módulo tales como la artificialización o el diseño experimental para dar cuenta de la luz como condición fundamental, así como el tipo de resultados obtenidos y sus correspondientes análisis. Muy apropiado las diferentes disertaciones en torno a la luz y la estructura como el cloroplasto y su funcionamiento ante cualidades particulares de la luz.

la afirmación anterior, buscar explicaciones en detalle y estructuralmente complejas, demanda de un ejercicio de profundización conceptual frente a la función de nutrición en las plantas, específicamente de la fotosíntesis y su relación con la luz, es así que en este escrito encontrará una aproximación a la fotosíntesis, abordando algunos planteamientos históricos de investigaciones experimentales y una experiencia artificializada de un Terrario, que surge de una construcción en colectivo para constituirse en un problema de conocimiento.

Cuando empiezan los estudios experimentales en fisiología vegetal había pocas evidencias para demostrar las reacciones químicas que existían al interior de las plantas, en el siglo XVII había una fuerte inclinación por la teoría de la transmutación en donde se podía cambiar una sustancia por otra y posteriormente la teoría flogisto que demostraba el proceso de combustión; una sustancia quemada ganaba peso liberando un algo que denominaron flogisto (Jeffrey J. W. Baker y Garland E. Allen).

En relación a lo que proponen en las dos teorías, había vacíos en las explicaciones y lo desconocido lo dejaban a la imaginación, por ejemplo, ese algo que se libera de la combustión “flogisto” o el cambio de sustancias demostraban que había la

Valoración: 49

existencia de algo que desconocían, pero que faltaba evidencia para explicar o interpretar. Entonces para lo que desconocían lo denominaban con una palabra que no existía, es decir que las palabras cobraban un significado dentro de las construcciones conceptuales y creencias de la época, es así que los estudios que empezaron a realizar frente a la fotosíntesis estaban relacionados con esas formas de pensar del siglo XVII. Van Helmont llevó a cabo un experimento muy significativo con un árbol de sauce, concluyendo que el resto de material vegetal se dio solamente del agua. Nehemiah, uno de los primeros microscopistas, se cuestionó por los orificios (estomas) que se observaban en las hojas de la planta a través del microscopio ¿eran los que permitían el intercambio de sustancias entre las plantas y la atmósfera? El sacerdote inglés Stephen Hales profundizó en el problema del flujo de materiales a través de las plantas, identificando que la nutrición se debía a otros compuestos y que no era solamente acción del agua, había una interacción con la atmosfera (Jeffrey J. W. Baker y Garland E. Allen) Estos postulados o las formas de preguntar empiezan a cambiar pasando de la semejanza a construir relaciones cómo es el caso de identificar una función; la nutrición y los componentes que hacen parte de la alimentación de una planta.

Lavoisier demostró que las plantas obtienen el material para su crecimiento del agua, de pequeñas cantidades de tierra y del aire que rodea la planta. El experimento de Priestley, una vela encendida dentro de una campana con una planta de menta demostró que estas invierten el efecto de la respiración.

Ingenhousz confirmo lo que decía Priestley, pero además identificó que las plantas necesitan de la luz para procesos fotosintéticos, proceso que solamente ocurre en las hojas y tallos verdes de la planta. (Jeffrey J. W. Baker y Garland E. Allen) Las experiencias experimentales en relación a procesos fotosintéticos de la planta, abrieron números caminos de investigaciones que se preocuparon por interacciones, explicaciones frente a la fotosíntesis. La fenomenología desarrolla un papel protagónico en la comprensión y vivencia de experiencias, la artificialización

de una experiencia permite la complejización de explicaciones. Precisamente esto último se realizó, en el módulo “Terrario una perspectiva fenomenológica para la comprensión de lo vivo” de la Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales, al tener una serie de actividades desencadenantes cómo una salida de campo virtual al Parque Ecológico Humedal Tunjo (Bogotá), posibilitó una aproximación a identificar la dinámica del suelo, agua, aire y luz en relación a las plantas, apreciar el reino vegetal fue un ejercicio de contemplación y reconocimiento frente a estructuras como hojas, tallos, raíces, disposición y organización dentro del ecosistema.

Otra actividad desencadenante fue construir un terrario, en donde toda la materia y energía que está en un sistema cerrado circula haciendo posible que la vida se mantenga, experiencia que fue enriquecedora y motivadora, a partir de este ejercicio surgen cuestionamientos individuales y colectivos frente a la dinámica de la luz en la planta Lens culinaris (lenteja) preguntas relacionadas con el nivel de organización estructural de la hoja de la planta, la interacción de la luz con procesos fotosintéticos

Comentado [2]: importante detallar los cuestionamientos, ya que esto deja ver el tipo de preguntas iniciales y el tipo de explicaciones o concreciones conceptuales dadas.

y aspectos químicos de transformación de energía y materia reflejados en el fotosistema I y II. Finalmente se realiza un montaje experimental sobre la longitud de onda y su relación en el crecimiento y desarrollo en la planta Lens culinaris. Lo que permitió construir en colectivo explicaciones complejas, artificialización de experiencias, consolidando el problema de conocimiento frente a la dinámica de la luz en el terrario y en el diseño experimental.

Existen reduccionismos conceptuales a nivel del proceso fotosintético que realizan las plantas, a nivel de la organización estructural por ejemplo, no basta con decir que en los cloroplastos sucede la fotosíntesis pues es una estructura que se complejiza al tener otro tipo de formas que se adaptan para responder a procesos fotosintéticos, la ecuación que resume la fotosíntesis 6H2o + CO2 luz solar C6H12O6 + 6O2 es una abreviación que demanda de comprender procesos bioquímicos y propiedades fisicoquímicas de las sustancias que participan en la transformación de la materia y energía, y la expresión de que las plantas transforman la energía lumínica en

Comentado [3]: Hubiera sido interesante incluir imágenes demostrativas del diseño experimental.

química al profundizar esta expresión resulta en una serie de interacciones entre lo estructural, lo microscópico y lo molecular. Todo ello permitió que observar la dinámica en un terrario se convirtiera en un problema de conocimiento.

La planta en sus hojas presenta tejidos como el fundamental, en donde se encuentra el parénquima, el cual constituye el 80% de la planta, entre los que se destaca el parénquima clorofílico o clorénquima ubicado por debajo de la epidermis, este se divide en dos tipos; empalizada y lagunar, en el primero está más expuesto al sol con mayor cantidad de cloroplastos y una mayor tasa fotosintética, el segundo está en la parte sombría con espacio intercelular lo que le permite hacer intercambio de gases y agua con la atmósfera (Megías M, Molist P & Pombal). A nivel celular se encuentran los cloroplastos que constituyen la membrana interna, externa, estromas y tilacoides, estos últimos son membrana plegadas formando láminas paralelas denominadas lamelas, hay dos tipos: lamela grana con forma de disco en donde es abundante el fotosistema II y lamela estromática láminas simples en donde es abundante el fotosistema I. (Azcon. J, Talon M) En esa transformación de energía lumínica a química se resalta los pigmentos que están presentes, la clorofila a y b, las cuales se diferencian estructuralmente porque en su radical 2, la clorofila a tiene un grupo metilo siendo más abundante en procesos fotosintéticos, mientras que la clorofila b presenta un grupo carbonilo, en lo que se asemejan es que presentan una cabeza constituida por un anillo de porfirina (un grupo circular de átomos que rodean a un ion magnesio) este absorbe la luz y una cola hidrófoba que se inserta en la membrana tilacoidal. Los cuales son capaces de absorber una longitud de onda entre 430 a 700 nm que es la energía suficiente para realizar procesos fotosintéticos.

Los complejos proteicos fotosintéticos constituyen el fotosistema I y II sistemas capaces de absorber y transformar la energía fotónica en energía electroquímica redox. A cada uno de los fotosistemas se asocian de modo dinámico las antenas encargadas de la absorción de fotones y de la recolección-canalización hacia los fotosistemas. En el fotosistema II suceden dos procesos: la separación de carga y

Comentado [4]: redacción.

la hidrolisis del agua, en el fotosistema I ocurre el ciclo de Calvin. (Azcon. J, Talon M) Debatir en el grupo con licenciados en biología y física permitió construir explicaciones complejas frente a la dinámica de la luz específicamente en cómo la longitud de onda favorecía el crecimiento de la planta Lens culinaris, comprender la fotosíntesis desde los fotosistemas y su relación a nivel estructural, fue enriquecedor en el sentido que ya los reduccionismos pasan a un segundo plano y quedan muchas preguntas que siguen surgiendo alrededor del proceso de fotosíntesis, lograr una organización de lo macro a lo molecular fue un proceso de bastante indagación que valió la pena evidenciarlo en el montaje experimental, tener la experiencia de ver cómo la planta (70 plantas de Lens culinaris) respondía a las alteraciones en la longitud de onda expuesta, delimitar y medir variables cómo longitud del tallo y cantidad de hojas, tabular, construir gráficas, analizarlas e interpretarlas, puso a prueba toda esa información consultada en una experiencia vivida.

Para finalizar, resaltó las construcciones en colectivo que se obtuvieron, equivocarse, motivo a centrar la atención en focalizar el objeto de estudio, que este fuera comprensible para un público, uno de los mayores desafíos, fue identificar los niveles de organización que dieran cuenta de la dinámica de la luz en el terrario y complementarlo con el montaje experimental, analizar datos y graficas permitió contrastar lo teórico con una experiencia, lo que permitió ampliar los esquemas mentales frente a las interacciones de la planta con la luz, ahora admiro esa organización estructural que responde a unos procesos fisiológicos, el reino vegetal es fascinante.

Bibliografía: ●

Valencia. S, Méndez O & Jiménez G El terrario una Perspectiva Fenomenológica para la Comprensión de lo Vivo.

Maestría en docencia de las Ciencias Naturales. Universidad Pedagógica Nacional.

●

Azcón. J &Talón. M (2013) Fundamentos de fisiología vegetal. McGRAW-HILL – INTERAMERICANA. España

●

Odum. E (1972) Ecología. Interamericana. México.

Comentado [5]: redacción.

Análisis y reflexión sobre la dinámica del aire en un terrario.

Seminario: La comprensión de lo vivo Paula Alejandra Cardona Torres “La vida no es más que ese principio de lucha contra la destrucción.”

François Jacob A partir del desarrollo de las actividades propuestas en el módulo “El terrario una perspectiva fenomenológica para la comprensión de lo vivo” del seminario la comprensión de lo vivo1, se han podido realizar una serie de interpretaciones, relaciones y análisis referentes a las diferentes dinámicas (aire, agua, suelo y luz) que se ven involucradas en un terrario. Estos ejercicios han permitido reconfigurar la mirada que se tenía hacia los seres vivos, especialmente de las plantas, pues fue significativo reconocer y estudiar sus estructuras y los procesos que dan lugar a la transformación de sustancias. Así, se transitó de las descripciones del conocimiento empírico, hacia la complejidad de concebir el terrario como un problema de conocimiento.

La construcción del terrario y la película “había una vez un bosque” fueron clave para iniciar con el proceso de indagación mediante la observación. Tras la propuesta de esta actividad (terrario) la primera pregunta que surge es ¿Por qué no se muere una planta si está encerrada en un recipiente sin recibir agua?. El imaginario común indica que las plantas necesitan de agua y luz para poder sobrevivir, razón por la cual fue sorprendente que la planta sobreviviera tras un año. Lo anterior fue un paso importante

Figura 1: Construcción final del terrario. Fotos propias

para identificar las condiciones que se dan en el interior del terrario; más aún si se busca trascender del análisis y la comparación de los hechos mediante la experiencia, a repensar sobre las relaciones y condiciones internas que deben darse dentro del terrario en sus diferentes dinámicas aire, agua, tierra y suelo (Jacob, 1999).

1

Asignatura de la maestría en docencia de las ciencias naturales de la Universidad Pedagógica Nacional.

Comentado [IVO1]: Excelente escrito, recoge de manera organizada la experiencia que constituyó el equipo y la autora con relación a la dinámica del aire en el terrario, el uso de las diferentes fuentes permite profundizar en asuntos relacionados con la estructura y los procesos que se vinculan a dicha dinámica, estas fuentes tanto sugeridas por el espacio académico como fuentes externas, hacen posible que se complejicen las explicaciones acerca del terrario y se dé cuenta de los diferentes momentos vividas por la autora y el equipo de trabajo, a lo largo del diseño y aplicación de la ruta explicativa.

El asunto de los problemas de conocimiento es solamente enunciado de manera explícita y para concretar muchos de los elementos que relacioan esta propuesta con problemas de conocimiento habría sido interesante hacer un mayor énfasis en las conclusiones del escrito.

En términos generales el documento cuenta con una adecuada forma la redacción claro y la ortografía correcta, sin embargo se recomienda tener en cuenta el uso de los subíndices.

CALFICACIÓN 49

A partir del diseño y presentación de la ruta metodológica, fue relevante reconocer las principales características de la atmósfera como capa gaseosa que envuelve la tierra, la cual se divide en exósfera, termósfera, mesósfera, estratósfera y tropósfera. Estas capas Figura 2: Ruta metodológica propuesta por el grupo.

tienen

como

función

particular

proporcionar las condiciones necesarias para la vida en la tierra ya que “nos protege del

intenso calor solar y de las peligrosas radiaciones ultravioletas”. Dentro de las secciones que se divide la atmósfera llama la atención la tropósfera, que es aquella que tiene contacto con la superficie terrestre y es donde se dan todos los procesos meteorológicos y climáticos. Allí se concentra la mezcla de aire que se respira y las variaciones de la presión producida por la masa de aire (presión atmosférica) que se relacionan con la altitud2 (Tarbuck y Lutgens, 2005).

Por otra parte se indagaron sobre las principales características de los estomas, que son las estructuras encargadas del intercambio gaseoso e hídrico con la atmósfera. Estos, constan de un poro u ostíolo3 rodeado de dos células oclusivas o de guarda, que están rodeadas también por otras células adyacentes bajo las cuales se encuenta una cámara subestomática. Estos estomas pueden variar en cuanto a su morfología, tamaño y posición, ya que depende de la especie de la planta y las condiciones en las que se encuentran expuestas las hojas e incluso su genética. En cuanto al mecanismo de apertura y cierre de los estomas, se dice que “los movimientos

Figura 3: Ilustración del aparato estomático.

estomáticos dependen de los cambios en la presión de turgencia, tanto de las células oclusivas como de las células epidérmicas adyacentes. Estas últimas a veces se modifican para formar células anexas diferentes4.” Cuando las “células oclusivas están 2

A mayor altura la masa de aire y por ende la presión disminuye. A menor altura, la presión es mayor.

Orificio que comunica el exterior con el interior de la planta.

4 “El conjunto de células oclusivas y anexas recibe el nombre de aparato estomático” (Bieto y Talón, 2013).

3

turgentes5, se arquean, y el orificio se abre. Luego, cuando pierden agua, se vuelven flácidas y el poro se cierra.” (Bieto y Talón, 2013).

Al tener presente la estructura de la planta en la que se hace el intercambio gaseoso (los estomas), fue pertinente reconocer también las características de aire. En este sentido, fue clave considerar al aire como una mezcla de diferentes gases (Nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, entre otras). La caracterización de estos compuestos ha sido uno de los puntos relevantes dentro de la historia de la química. En este aspecto se pueden mencionar a científicos como Joseph Black quien identificó el dióxido de carbono (CO2) 6

y lo bautizó como Aire Fijado; a Henry Cavendish con el descubrimiento del Hidrógeno

(H2) que nombró como “Aire Inflamable” por la reacción de metales con ácidos; a Daniel Rutherford que tras hallar el Nitrógeno (N2), lo denominó “aire flogisticado”, ya que no arde y finalmente a Joseph Priestley quien tras el hallazgo del oxígeno (O2) le llamó “aire desflogisticado”, ya que tendía a arder7. Bajo estos hallazgos, se propuso la siguiente hipótesis: “Las plantas generan transformaciones a la atmósfera en la que se encuentran”. Para el diseño experimental se tuvo en cuenta la identificación cualitativa de esas atmósferas mediante la prueba a la llama que fue un experimento clave en los trabajos de Priestley para relacionar los gases con la vida de la planta (Baker y Allen, 1970).

Siguiendo esta idea, para el montaje experimental que se diseñó se planteó exponer una planta en una atmósfera enriquecida con dióxido de carbono (CO2) – aire común y otra con oxígeno (O2) – aire común. Así mismo, surgieron otras pruebas cualitativas como la prueba de oxidación de una papa y la prueba con cal (óxido de calcio), además del laboratorio de microspopía para identificar las carácterísticas de la planta de elección que fue la Fitonnia, más conocida como abre caminos.

5 Se denomina presión de turgencia, ya que ocurre cuando la célula incrementa su volumen debido a la presión de los fluidos sobre las paredes celulares.

6 Lavoisier nombró al elemento hidrógeno cuando comprobó (junto a Laplace) el descubrimiento de Cavendish de que la combustión del gas generaba agua: https://www.quimica.es/enciclopedia/Hidr%C3%B3geno.html 7 Tomado de: Página web http://www.rlabato.com/isp/qui/historia-006-2011-flogisto_rev_qui.pdf

Comentado [IVO2]: atención con el uso de los subíndices

Tras las pruebas realizadas y el análisis en grupo, fue imperante replantear la hipótesis inicial. Así pues, se estableció la siguiente: ¿Cómo se puede evidenciar

cualitativamente

que

las

plantas

generan

transformaciones en la atmósfera donde se encuentran?. Para responder esta hipótesis, fue necesario precisar que la planta Fitonnia tiene unos estomas dispersos y elevados que sobresalen de la epidermis (capa externa de la hoja). Además estos se encuentran también en el envés de la hoja, lo que señala que son hipostomáticos, tras comprobarse en la observación a través del microscopio. Para poder identificar cualitativamente la atmósfera el grupo de trabajo propuso dos

Figura 4: Vista bajo el microscopio. Foto tomada por una compañera de grupo

pruebas para la identificación de los gases. Una de ellas fue la oxidación de una papa expuesta durante 48 horas. Aquí se dedujo en grupo que a mayor concentración de oxígeno, la velocidad de reacción oxidativa incrementa. Dentro de la prueba con cal que se hizo con unas plantas cuya atmósfera estaba enriquecida con dióxido de carbono (después de cinco días), se pudo observar que la precipitación del carbonato fue mínima, lo cual puede indicar que dentro del proceso de fotosíntesis la concentración de dióxido de carbono fue transformándose en oxígeno.

Por otro lado, a partir de las pruebas a la llama realizada en otros montajes con dióxido de carbono y una con oxígeno, como grupo se pudo llegar a algunas conclusiones que involucran las reacciones y procesos que suceden dentro de las plantas expuestas a esas atmósferas enriquecidas. Con el dióxido de carbono, se buscaba reconocer cualitativamente una tasa de transformación del gas en oxígeno a través del Figura 5: Montajes experimentales. Fotos de cada una

proceso de fotosíntesis. Tras realizar la experiencia, se evidenció una variación significativa en los tiempos que tardó

en arder la llama en los montajes expuestos a 2, 4 y 6 días. A partir de esta experiencia, puede decirse que la acumulación del CO2 suprime el proceso de fotorrespiación, de manera que hay una fijación del carbono durante la primera fase del ciclo de calvin. Con

Comentado [IVO3]: es importante precisar a través del uso de una nota a pie de página el sentido que se está dando a esta expresión

la prueba de la atmósfera enriquecida con oxígeno, se pudo evidenciar que la vela tarda en arder un poco más en aquella que duró sólo 2 días en comparación con la que duró 4 días. En grupo se concluyó que este resultado puede ser producto de la fotorrespiración que se da en condiciones con alta concentración de oxígeno. En este caso, en la fase de la fotosíntesis independiente de la luz este gas se fija, produciendo CO2 y liberando agua.

Por esta razón en la prueba realizada a los dos días, el tiempo de duración de la llama fue mayor, debido a que la cantidad de oxígeno presente aún era significativa.

Para concluir es necesario mencionar que para efectos de este trabajo, fue indispensable considerar los factores y variables que se determinan en la fotosíntesis. A través de las pruebas, análisis y resultados obtenidos, el grupo pudo concluir que las pruebas cualitativas confirman que existe una variación en la concentración de los gases que compone la mezcla de aire. Así mismo, que la tasa de duración en la exposición de las plantas a las atmósferas enriquecidas con CO2 y O2 deben ser mayor para hacer evidente la variación de la composición de la mezcla de aire, ya que pueden elevarse tanto la tasa fotosintética como el proceso de fotorrespiración. De igual modo, es necesario contemplar que existen otros factores en cuanto al tamaño y material del recipiente que puede hacer que los resultados varíen.

Así pues, la fotosíntesis pasa de entenderse como aquel proceso en donde hay un intercambio de gases (CO2 y O2), a ser considerado como un problema de conocimiento en la historia de las ciencias. Reconocer las estructuras, sustancias, transformaciones y recorridos que se llevan a cabo para realizar las diferentes fases que se involucran (luminosa y oscura) donde además ocurren reacciones bioquímicas (ciclo de krebs o calvin), permiten establecer que las relaciones no pueden establecerse de manera aislada. Por ende, como menciona Jacob “ya no basta con observar en detalle las semejanzas y diferencias entre los organismos. Es necesario comparar sus masas enteras”, pues las diferentes dinámicas que se dan dentro de los seres vivos no pueden verse de manera aislada, ya que todas sus partes terminan siendo “un sistema de relaciones que se articulan en la profundidad del ser vivo para hacerlo funcionar”. (Jacob, 1999).

Bibliografía: •

François, J. (1999). “La lógica de lo viviente: Una historia de la herencia. Capítulo: La organización ”. Barcelona. Ed. Tusquets

•

Baker, J y Allen. G. (1970). “Biología e investigación científica: La fotosíntesis” Bogotá: FEI

•

Tarbuck, J y Lutgens, K. (2005) “Ciencias de la tierra: Una introducción a la geología física”. Ed. Pearson

•

Talón, M y Bieto, J. (2013) “Fundamentos de fisiología vegetal”. Ed. McGraw-Hill.

•

Artículo

web

“La

teoría

del

flogisto

y

la

revolución

http://www.rlabato.com/isp/qui/historia-006-2011-flogisto_rev_qui.pdf

química”:

EL TERRARIO COMO UN PROBLEMA DE CONOCIMIENTO Y PUNTO DE REFLEXIÓN PARA COMPRENDER DINAMICAS NATURALES

Por: Wilton Esneider Sánchez Serrato

De acuerdo con Etchevers B. et al., (2013) El suelo es un componente de los sistemas terrestres que tiene un carácter multifuncional. Uno de los factores que más influye en las funciones del suelo es su estructura y el indicador más empleado para su estudio es la estabilidad de agregados. Existe una relación entre la estructura del suelo y el crecimiento de las plantas, en particular de sus raíces.

Desde esta perspectiva y comprensión teórica del “suelo” pretendo en este ensayo abordar algunos elementos disciplinares que se desarrollaran a lo lardo del escrito y con los cuales considero se puede enunciar el terrario como un problema de conocimiento y punto de partida reflexivo para comprender la dinámica del suelo, tales elementos serán: Generalidades de la formación y composición del suelo,

la relacion del suelo y las plantas,

el suelo y los

Comentado [IVO1]: Es un escrito interesante en el cual se recogen muchas reflexiones de orden disciplinar vinculadas a la experiencia de construcción del terrario, evidencia que a partir del uso de diferentes fuentes el autor logra configurar una idea particular acerca de lo que es el suelo y sus relaciones con la supervivencia de las plantas; si bien logra aproximarse a una descripción como un sistema complejo y al terrario con un problema de conocimiento, algunas de las afirmaciones quedan solamente enunciadas y y habrían podido desarrollarse, haciendo uso de la bibliografía sugerida dentro del módulo, y describiendo su propia experiencia en la Constitución de una ruta explicativa para dar cuenta de la dinámica del suelo dentro del terrario, que fue la prinicpal actividad llevada a cabo dentro de este módulo.

Con relación a la forma del documento, el escrito tiene una estructura clara y coherente que permite comprender las ideas presentadas, sin embargo se propone prestar un poco más de atención asuntos relacionados con la ortografía sobre todo el uso de las tildes y la redacción, también en hacer un uso adecuado de las referencias, tanto de imágenes como de texto ya que algunos parafraseos no tienen nombre del autor del que se toman.

CAIFICACIÓN. 47

organismos y por ultimo algunas reflexiones sobre la experiencia disciplinar y sensorial en la construcción de un pequeño terrario.

A veces, cuando pensaba en el suelo no era muy frecuente para mí entrelazar la enorme cantidad de factores bióticos y abióticos que hacen de su dinámica un fenómeno natural complejo, difícil de definir desde un punto de vista filosófico y a la vez biológico o ecológico. Como se podría consultar en la literatura, el suelo se puede comprender a partir de una panorámica muy amplia y acorde sobre todo a la racionalidad y las nociones que se suscriben culturalmente sobre la naturaleza y en general el mundo de lo natural; así, podríamos hablar del suelo como un medio, un recurso, una fuente de materia, e incluso como un sistema vivo.

Al respecto, puedo mencionar que desde la mirada de la Edafología

Comentado [IVO2]: los elementos señalados aquí resultan interesantes en la medida que permiten aproximarse a una idea compleja de lo que se suele abordando diferentes perspectivas para dar cuenta de cómo es asumido

contemporánea las raíces de la dinámica del suelo enraízan profundamente en

Comentado [IVO3]: redacción

fuerzas geológicas que han configurado la geografía, el clima e incluso la distribución de la especies actuales y extintas. Millones de años de una actividad

Comentado [IVO4]: redacción

volcánica variable en intensidad y un movimiento constante de placas tectónicas.

Desde este análisis, la roca fundida fluye desde las profundidades de núcleo de la Tierra hacia la superficie terrestre mediante fallas o fracturas de la corteza continental y los volcanes, esta roca, cargada de una gran cantidad de minerales con el tiempo se va enfriando y mediante sucesiones ecológicas en las que intervienen agentes bióticos y abióticos va configurando la naturaleza del suelo, la misma superficie terrestre, claramente la actividad volcánica es distinta en todas las partes del mundo y se hace mayor en los bordes y cadenas montañosas de los continentes. Aquí, es preciso mencionar que la velocidad y el efecto de estos procesos para la consolidación del suelo se manifiesta en tiempos profundos miles y millones de años en los cuales se forman suelos muy antiguos como los de las sabanas africanas pero también unos muy jóvenes como los de las formaciones montañosas de los Andes en América.

Comentado [IVO5]: falta la referencia de este texto

Como lo menciona Toledo, (2016) El suelo se forma lentamente, 0.036 mm/año a partir de la roca y debido a sendos procesos físicos, biológicos y químicos que van causando su ruptura paulatina, hasta convertirla en partículas tan pequeñas como la arcilla.

Esta formación se lleva a cabo mediante dos procesos la Meteorización física y la Meteorización química, en la primera, la roca es degradada por efectos de la exposición a los elementos como la lluvia el viento y la temperatura. Aquí también tienen efecto la acción de organismos que extraen los nutrientes como los líquenes que se posan y en la superficie y cuyas raíces son capaces de ir rompiendo la roca haciéndola cada vez mas expuesta a los elementos.

Foto en la que se perciben algunos líquenes y musgos adheridos a una roca a su vez erosionada por efecto del agua y el viento

Por su parte, en el segundo proceso hace referencia al efecto disolvente del agua que por hidrólisis rompe las moléculas de los minerales que conforman la roca, liberando unos y formando otros, así mismo el efecto que tiene la penetración

Comentado [IVO6]: además de ladescripción de la foto es necesario incluir la referencia de donde fue tomada o si es de autoría propia

del dióxido de carbono y las reacciones entre los distintos minerales en relacion con los productos del metabolismo celular de organismos y microorganismos como bacterias y hongos. Según Toledo, (2016) “Con el tiempo, sobre la roca se van acumulando capas superpuestas (denominadas horizontes) de material inorgánico y orgánico no consolidado, que al permitir el intercambio gaseoso y de nutrientes se convierte en el medio natural para el crecimiento de las plantas” Con respecto a esta última idea, el suelo en relacion con el crecimiento y desarrollo de las plantas toma una relevancia de orden sistémico en tanto que el suelo es más que un medio de soporte y enraizamiento de las estructuras radiculares y se constituye como un elemento en el que ocurren una serie de procesos que configuran dinámicas particulares de dicho crecimiento y desarrollo vegetal que está directamente condicionado por la misma composición fisicoquímica del suelo como la disposición y concentración de distintos nutrientes (minerales) la granulometría o el factor pH. De acuerdo con Acevedo, (1979) La mayoría de las especies vegetales obtienen el agua del suelo. El agua se mueve a través del suelo, penetra al interior de las raíces y pasa a la parte área desde donde casi la totalidad pasa a la atmósfera por el proceso de transpiración.

Frente a dicha afirmación habría que agregar además que los nutrientes que conforman y están presentes en distintas concentraciones a nivel suelo mediante distintos mecanismos de absorción, (Flujo masal, intercepción y difusión) ingresan a formar parte de los procesos metabólicos que cumplen funciones homeostáticas en la conformación y el mantenimiento fisiológico de las estructuras que comprenden el organismo vegetal. Con ello, el agua vendría cumpliendo un rol de medio en el cual “viajan” los nutrientes desde el suelo hacia el interior de la mayoría de los vegetales; tanto los de pequeño tamaño como las hiervas hasta lo de gran tamaño como las Ceibas amazónicas o las Secuoyas norteamericanas, arboles que alcanzan alturas que oscilan entre los 80 hasta los 115 metros aproximada y respectivamente.

Independientemente del tamaño de la planta, el desplazamiento tanto del agua como del los mismos nutrientes es un proceso que al parecer implicaría un

enorme

gasto

de

energía

considerando

los

tamaños

anteriormente

mencionados, sin embargo, sus desplazamientos se mantienen asociados a procesos físicos en los que la configuración y disposición molecular del agua dan lugar a fuerzas de cohesión y tensión que aunadas a otros procesos como la transpiración movilizan los nutrientes por entre las estructuras capilares y tejidos vasculares de las plantas desde el nivel del suelo hasta las partes aéreas; acá la complejidad estructural de los capilares, traqueidas y demás tejidos vendría jugando un papel complementario del proceso sin ignorar jamás que por sí mismas las propiedades fisicoquímicas de la sustancias solo son visibles cuando se ven a la luz de la interacción con otras sustancias y medios físicos de exposición en las que se encuentren.

Profundizando un poco más sobre la caracterización de los nutrientes, se pueden mencionar de manera general Macronutrientes como el Fósforo, Nitrógeno, Calcio y Potasio y Micronutrientes como el Zinc, Hierro o el Cloro que se mantienen dependientes para cada tipo de planta y en mayor o menor medida incorporados, manifestándose cualitativamente en la coloración de las hojas, el tallo e incluso en la formación de inflorescencias y frutos. Hasta aquí es posible entonces mencionar que las plantas son organismos que tienen la facultad biológica de elaborar sustancias, lípidos, carbohidratos y biomoléculas complejas en un proceso de nutrición autótrofa pero que tal facultad es dependen diente también de la interacción que hay con otros organismos como por ejemplo las micorrizas de los hongos que en una relación simbionte y mediante procesos fisicoquímicos fijan sustancias, incorporan nutrientes y agua por el sistema radicular de las plantas y a su vez aprovechan algunas de las secreciones de dicho sistema, Además, la biota compuesta por anélidos, artrópodos incluso algunos pequeños mamíferos como los roedores y la microbiota compuesta por protistas, bacterias y hongos confiere al suelo una dinámica en la que se hace presente el flujo de materia y energía en distintos niveles de organización y sus subsecuente transformación como principio fundamental de la conservación.

Aquí, es cuando la construcción de un pequeño terrario condensa en un punto de

comprensión

fenomenológica

las

apreciaciones

y

planteamientos

disciplinares mencionados en líneas anteriores, pues frente al principio de

conservación de los flujos de materia y energía el terrario plantea no solo cuestionamientos sino también reflexiones en torno a la dinámica tanto del suelo como de otros elementos como el agua, el aire y la luz que si bien no se desarrollan acá con profundidad son importantes de tener en cuenta para tener una mirada holística en torno al terrario como un problema de conocimiento que solo es posible de abordar de manera colectiva y con lo cual se puede aproximar desde mi formación como maestro en ciencias a la transformación del conocimiento sobre la comprensión de los fenómenos naturales.

Desde esta perspectiva, la construcción, el mantenimiento y la contemplación del terrario logran aterrizar en el plano de lo explicativo, lo práctico, lo estético y lo sensible las comprensiones que sobre los fenómenos naturales hemos construido ya sea desde la experiencia común o la experiencia científica y que por lo general están desconectadas solo hasta que somos consientes de las mismas y de sus implicaciones para la enseñanza de las Ciencias Naturales.

Desde que se piensan los materiales decorativos, el tipo de planta a sembrar y las condiciones ideales en la que se desea mantener el terrario empezamos a formular preguntas en torno a: ¿Cómo se mantendrá la planta, serán o no suficientes los nutrientes del sustrato utilizado, cómo fluyen la materia y la energía en un microhábitat prácticamente aislado? Y son precisamente estas preguntas los puntos neurales del proceso cognoscitivo en el que se va transformando el conocimiento y la comprensión teórica global, es decir del sentido común y colectivo que se tiene sobre un fenómeno u objeto de estudio particular se convierte en uno mucho más complejo y rico pero no por ello terminado. En otras palabras ¡Hacemos Ciencia! Y como ya he mencionado, este proceso o actividad es colectiva; no podemos establecer comprensiones significados globales si antes no se debaten o ponen en el juicio científico.

Otras de las dimensiones transformativas en torno al terrario, resultan en la experiencia sensible sobre la técnica y la práctica que sobre la construcción y el mantenimiento del terrario recaen pues para su elaboración es necesario un conocimiento previo sobre los tipos de plantas sus requerimientos nutricionales y sobre todo las finalidades comprensivas presupuestadas pues con ello es

Comentado [IVO7]: redacción

posible llevar a cabo experiencias básicas de modelización, artificialización, y dominio de entre unas y otras variables a tener en cuenta que finalmente hacen posible la construcción de explicaciones acerca de los fenómenos naturales que reducen en gran parte el abismo de lo reduccionismos disciplinares. Es decir, la explicación del asunto de la absorción, la evapotranspiración del suelo, la fotosíntesis, la transpiración, el transporte e incluso el flujo de materia y energía a niveles macro como los sistemas planetarios y micro como en el terrario van más allá de una definición conceptual, el concepto pasa a un segundo plano cuando la vivencias mismas de la experiencia sensible sobre la explicación se construyen al detalle del conocimiento científico las herramientas y las técnicas.

Para finalizar, es importante tener en cuenta que para considerar explicaciones científicas sobre fenómenos naturales los diseños experimentales y en este caso los terrarios por si solos no logran dar cuenta de las mismas, debido incluso a las posibles limitaciones y potencialidades que por su propia naturaleza epistemológica y técnica pueden poseer; así, el poder explicativo del fenómeno de estudio es proporcional al conocimiento y dominio que el científico (maestro) tiene sobre dichas limitaciones y posibilidades. Por lo demás los diseños experimentales y los terrarios son un punto de partida para la observación y la reflexión científica que propicia incluso el restablecimiento de las conexiones, psicoafectivas que nos identifican con el mundo natural.

Referencias Bibliográficas

Acevedo, E. (1979). Interacciones Suelo-Agua-Raiz en el proceso de absorcion de agua por las plantas. Boletin Técnico, 44(Facultad de Agronomía, Universidad de Chile), 17–25.

Retrieved from http://listas.exa.unne.edu.ar/biologia/fisiologia.vegetal/INTERACCIONES SUELO-AGUA-RAIZ EN EL PROCESO DE.pdf Etchevers B., J. D., Fuentes-Ponce, M. H., Govaerts, B., León-González, F. De, Herrera, J. M., Torres-Guerrero, C. A., … Herrera, J. M. (2013). Influencia de las raices sobre la agregación del suelo. Terra Latinoamericana, 31(1), 71–84.

Retrieved from http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S018757792013000100071&lng=es&nrm=iso&tlng=es Toledo, M. (2016). Manejo de Suelos Ácidos de las Zonas Altas de Honduras (Primera ed, Vol. Volumen 1). Tegucigalpa. Retrieved from https://repositorio.iica.int/bitstream/handle/11324/3108/BVE17069071e.pdf; jsessionid=8636C4F0181DC9800267A119D45E1FBC?sequence=1

Universidad Pedagógica Nacional Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales Seminario de Comprensión de lo Vivo Presentado por: Gina Robayo ¿Cuál es la dinámica del aire en el terrario? Una pregunta para la construcción de explicaciones alrededor de lo vivo.

Durante el desarrollo de las actividades del seminario de comprensión de lo vivo de la Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales de la Universidad Pedagógica Nacional, la construcción de explicaciones sobre lo vivo como objeto de conocimiento se hacen presente en ejercicios como el terrario y la modelización experimental, en esta trabajo ahondare en las construcciones alrededor de la dinámica del aire en relación a un organismo ( planta Abre caminos) y los diseños experimentales que se plantearon para dar cuenta a la pregunta anterior.

Como lo describe Valencia et al 2021 “El terrario es un ejercicio de construcción de conocimiento donde son relevantes la definición de criterios de observación, la delimitación de variables y los diseños experimentales en la medida en que orientan las formas de proceder, permiten profundizar en los referentes teórico-experimentales y aportan a la construcción de explicaciones sobre la dinámica viviente que allí se despliega”. Este ejercicio se configuró en un escenario para cuestionar sobre las formas en las que se interviene un organismo, las preguntas que nos hacemos sobre la dinámica del aire, las hipótesis que nos planteamos y los conocimientos que se construyeron y transformaron en el desarrollo del mismo.

Iniciar con la pregunta sobre ¿cuál es la dinámica del aire en el terrario? obligatoriamente Figure 1 Terrario construido por la estudiante nos lleva a cuestionarnos sobre ¿qué es el aire? parece “obvio” relacionarlo directamente con el oxígeno, comúnmente escuchamos comentarios como “lo necesitamos para respirar y vivir, inhalamos oxígeno y exhalamos CO2, no obstante, es más complejo de lo que parece, principalmente porque el aire es un mezcla de gases y no un elemento como se cree popularmente. Ya lo diría el químico escoces Joseph Black quien en 1775 fue el primero en identificar y caracterizar el dióxido de carbono en el aire, él lo llamó aire fijado1, después de calentar carbonato de calcio liberando CO2 y concluyendo además que este aire era irrespirable2. Igual de importantes fueron las experimentaciones del químico y físico britanico Henry Cavendish quien en 1776 obtuvo hidrógeno por la acción de un ácido sobre un metal como el zinc, siendo el primero en aislar y caracterizar dicho gas, llamándolo aire inflamable.

1 2

lo llamo fijo ya que se encontraba fijo en el bicarbonato en forma sólida Black encerrò una vela y un ratón en un recipiente con CO2 provocando la muerte del roedor y que la vela se apagará.

Comentado [L1]: Comentario General: Es un escrito coherente, claro y concreto. Interesante que desde el inicio se plantee la importancia de construir explicaciones alrededor de la dinámica del aire en relación con las plantas. Interesante, incluir imágenes, así como las preguntas que surgen a lo largo de la ruta metodológica, ya que esto nos permite evidenciar el tipo de construcciones conceptuales y disertaciones a las cuales se llegan cuando se hace un ejercicio de este tipo.

La revisión bibliográfica realizada es pertinente ya que retoma no solo los documentos del seminario sino otros autores con los cuales se pueden establecer diálogos y construcciones conceptuales, históricas y epistemológicas, interesantes en torno al aire como condición fundamental para la organización de estructuras, procesos, recorridos y sustancias de las plantas.

Interesante la descripción, los análisis y la construcción de explicaciones a partir de los diseños experimentales planteados así como los resultados obtenidos.

Excelente escrito.

Se recomienda revisar algunos aspectos de ortografía(tildes) y redacción.

Valoración: 49

Por otro lado, los aportes de Daniel Rutherford en 1772 a quien se le atribuye el descubrimiento del nitrógeno, un aire aire flogisticado3 y Joseph Priestly con su aire desflogisticado4 actualmente llamado oxígeno, luego de una revisión de los resultados experimentales de Priestly llevados a cabo por Antonie Lavoisier en 1775,dieron como resultado que este aire era el principio activo de la atmósfera y que era el responsable de la combustión, “la respiración” y la oxidación , fue él quien finalmente lo llamò oxígeno en 1789. Aunque Priestly no logró interpretar correctamente sus hallazgos, estos fueron precursores para la comprensión del efecto purificador de las plantas relacionado con la fotosíntesis.

Observò que cuando ubicaba una planta de menta en un recipiente que contenía una vela y un ratón expuesto a un aire viciado ( CO2) y lo acerba a la luz, la vela no se apagaba y él ratòn no moría, llevándolo a afirmar que “la introducción de plantas vivientes purificaba el aire. Priestley llegó así, a la conclusión de que las plantas «invierten el efecto de la respiración». El concluyó que los animales afectan la atmósfera añadiendo algo a ella, mientras que las plantas sustraen algo de ella Figure 2 experimento llevado a cabo por Priestly tomado de cuando purifican la atmósfera” Baker (1970) (Baker & Allen, 1970).

Los hallazgos de estos científicos y posteriores desarrollos en siglos siguientes, contribuyeron al concepto actual del aire como una mezcla homogénea de gases atmosféricos retenidos por la atmósfera de la tierra y que se componen principalmente por un 20,94 % de oxígeno, 78,08 % de nitrógeno, 0,93 % de argón, 0,035 % de dióxido de carbono y 0,40 % de vapor de agua, siendo estos sus componentes predominantes. Otros elementos presentes en el aire, aunque minoritariamente, son neón (0,0018 %), helio (0,0005 %), metano (0,00017 %), kriptón (0,00014 %), hidrógeno (0,00005 %) y amoníaco (0,0003 %). (Raffino, 2020) Hasta este momento he abordado una pequeña parte sobre el cuestionamiento inicial de la dinámica del aire en el terrario, sin embargo, el aire por sí solo no permitirá responder esta pregunta, a menos que se relacione con un organismo y las estructuras, tejidos y procesos que actúan cuando una planta interactúa con èl. Para ello, se seleccionó la planta Abre caminos, nombre común de las Figure 3. hoja de Fittonia (planta abre caminos) plantas pertenecientes a la familia Acanthaceae del género Fittonia5 caracterizadas por su nervadura pronunciada de color blanca o rosada en sus hojas que las hace muy vistosas, son plantas herbaceas de zonas tropicales humedas presentes en zonas con temperaturas ideales de 20 a 28 ºc aunque pueden crecer en lugares con temperauras menores a esa,son de crecimiento

3

No arde aceleraba tanto la combustión, que no contenía flogisto Fitonia es un género de plantas herbáceas perennes con los tallos rastreros, delgados angulosos, la shojas son pecioaldas, opuestas enteras de base cordada, normalmente coloreadas y con la nervadra de colores contrastantes

4 5

rapido y predominan en lugares bien iluminados pero no con luz directa, ademas de un sustrato humedo no tiene mayores requerimientos de mantenimiento lo que la hizo ideal para someterla a condiciones estresantes sin riesgo a que el organismo muriera durante la experimentación.

Una revisión más detallada de las estructuras en la planta en relación con el aire apuntan la mirada hacia los estomas, los tejidos fotosintéticos y vasculares, que a su vez están íntimamente relacionados con procesos como la fotosíntesis, las reacciones oxidativas y la Figure 4 Estomas de Fittonia evapotranspiraciòn. Los estomas son poros situados en la observados en laboratorio de superficie foliar rodeados de dos células, llamadas células microscopia oclusivas o guarda, que tienen forma de riñón permitiendo el intercambio de gases con la atmósfera y la regulación hídrica, cuya apertura o cierre varía por cambios de turgencia6 en sus células oclusivas, dado que la planta puede perder agua fácilmente por evaporación cuando se expone a temperatura altas o a rayos de sol directo estas cierran o abren los estomas dependiendo de las necesidades del organismo;7 además de los estomas dispuestos en la cutícula del tejido epidérmico, entre el haz y el envés de la hoja se presenta el mesófilo, un tejido fotosintético especializado llamado parénquima, que consta de células vivas con una mayor presencia de cloroplastos (orgánulos celulares con pigmentos fotosintéticos que llevan a cabo la fotosíntesis) este tejido a su vez se divide en parénquima de empalizada formado por células alargadas dispuestas en estratos y con espacios intercelulares pequeños, se dispone cerca de la superficie adaxial o superior de la hoja y el tejido parenquimatoso lagunar donde la cantidad de cloroplastos Figure 5 cortes transversal de hoja con tejidos epidérmicos y es menor, su función principal es el fotosintéticos almacenamiento momentáneo de los productos de las reacciones metabólicas y el vapor de agua, dado que entre las células hay mayor espacio intracelular propicio para el intercambio gaseoso; por otro lado, se encuentran los tejidos vasculares conocidos como xilema y floema encargados del transporte de agua, sustancias orgánicas e inorgánicas desde las raíces hasta la hojas (agua y minerales) y desde las hojas principalmente hacia todas las partes de la planta. ¿Cómo se relaciona estas estructuras y tejidos con el aire? Las plantas son organismos autótrofos, esto implica que sintetizan moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas, un tipo de energía química que luego es utilizada en otras reacciones metabólicas y que constituye la base estructural del crecimiento de las mismas. Estas sustancias inorgánicas están presentes en el aire atmosférico y en el ambiente circundante 6

se denomina turgencia al fenómeno que ocurre cuando una célula se hincha debido a la presión ejercida por los fluidos y por el contenido celular sobre las paredes de la célula.

El estoma se abre cuando la intensidad de la luz aumenta y se cierra cuando disminuye.Los cloroplastos de las células oclusivas se hinchan cuando se iluminan con luz azul. La luz estimula la absorción de iones y la acumulación de solutos orgánicos, lo que disminuye el potencial osmótico (aumenta la presión osmótica). Esto resulta en el flujo de agua hacia dentro, lo que produce un aumento de la presión de turgencia y la apertura del estoma.

7

del organismos e ingresan y salen continuamente de los tejidos de la planta de acuerdo a sus necesidades.

Durante la fotosíntesis la planta permite el ingreso de CO2 atmosférico a través de los apertura de estomas en su epidermis, este gas luego se difunde por el tejido de parénquima lagunar hasta llegar al parénquima fotosintético (empalizada) donde el gas atraviesa las dos membranas del cloroplasto8 , simultáneamente a través de los tejidos conductores del xilema, se transporta agua desde las raíces hasta las hojas. Las reacciones fotosintéticas ocurren en dos fases, la fase dependiente de luz que se lleva a cabo en la estructura del tilacoides que contienen un pigmento llamado clorofila, encargado de captar la energía lumínica para hidrolizar la molécula del agua y así separar oxígeno de la molécula, una parte este oxígeno se va a almacenar en el tejido lagunar y otro va a salir por el estoma cuando este se vuelva a abrir. El hidrógeno resultante será utilizado más tarde para fijar el carbono en la segunda fase independiente de luz conocida como el ciclo de Calvin-Benson que se lleva a cabo en el estroma del cloroplasto, donde se fija el co2, reacción catalizada por la enzima rubisco donde se forman 2 moléculas ·PGA( acido 3 fosfoglicerico) luego ocurre una reducción de esas moléculas por la presencia de ATP y NADPH formando 3 moléculas de Gliceraldehido-3 fosfato o G3P y una última etapa de regeneración donde algunas de esas moléculas forman la glucosa.

Por otro lado, las plantas llevan a cabo una serie de reacciones oxidativas que le permiten transformar estas moléculas orgánicas en energía aprovechable para sus procesos en forma de ATP, que luego es utilizada para el crecimiento de los órganos vegetales,el mantenimiento de las estructuras existentes, el transporte de metabolitos e iones, la regeneración de proteínas y los procesos de reparación.

Este proceso implica el uso del oxígeno producto de la fotosíntesis y que se almacena en el parénquima lagunar, este gas se difundirá a través de las paredes de las células del parénquima, en el citoplasma y la mitocondria9 de las células vegetales, donde se llevarán a cabo una serie de reaccione oxidativas que reducirán la molécula de glucosa hasta transformarla en una molécula energética llamada ATP liberando ademas CO2 y formando agua.La primer etapa de este proceso se conoce como glucólisis y se lleva a cabo en el citoplasma celular, donde la glucosa se degrada para formar dos moléculas de piruvato, 2 de ATP y 2 de NADPH, luego estas moléculas ingresan a la matriz mitocondrial donde se forma la acetil-coa y las moléculas de piruvato se rompen formando CO2 que saldrá del tejido por los estomas celulares, formando 2 nuevas moléculas de ATP en un proceso conocido como ciclo de krebs; por último, en la membrana interna mitocondrial se llevará a cabo la fosforilación oxidativa donde se producirán 32 moléculas de ATP y se formaran moléculas de agua en esta última etapa.

8

estructura del cloroplasto.Esta rodeado por una doble membrana lipídica. Además, poseen un tercer sistema de membranas internas, llamadas membranas del tilacoide.Este último sistema membranoso forma un conjunto de estructuras similares a un disco, conocidas como tilacoides. La unión de tilacoides en pilas se denomina “grana” y están conectados entre sí. Gracias a este triple sistema de membranas, la estructura interna del cloroplasto es compleja y se divide en tres espacios: el espacio intermembrana (entre las dos membranas externas), el estroma (encontrado en el cloroplasto y fuera de la membrana del tilacoide) y por último el lumen del tilacoide.

9

las mitocondrias son orgánulos celulares presentes en las células eucariotas, tienen una forma característica similar a un gusano y posee dos membranas, una interna muy plegada y otra externa lisa involucrada en el suministro de energía para las actividades celulares

Teniendo en cuenta las estructuras y los procesos generales que ocurren en las plantas cuando interactúan con dos gases presentes en el aire atmosférico como el oxígeno y el dióxido de carbono, se decide plantear la siguientes hipótesis para el ejercicio de modelización: ● Las plantas generan transformaciones a la atmósfera en la que se encuentran ● El volumen del aire en el que se encuentran no afecta la transformación que hace la planta a la atmósfera.( esta hipótesis fue descartada, ya que, el comportamiento de los gases indica que el gas ocupará el volumen del recipiente que lo contiene) ● A mayor tamaño de la hoja mayor transformación de la hoja ( esta también fue descartada cuando se cambió el organismo inicial por la planta abre caminos y se hiciera la consulta bibliográfica) El interés se enfoca entonces hacía la primera hipótesis planteada sobre la transformación de los gases, gracias a las observaciones de los maestros durante las socializaciones y a la revisión documental, que luego se transformó en la siguiente pregunta ¿Cómo se puede evidenciar cualitativamente que las plantas generan transformaciones en la atmósfera donde se encuentran? Para dar cuenta de la pregunta, se hace una delimitación de las variables, el tiempo y los materiales que se utilizarían durante la experimentación.

Figure 6. Montaje de planta control y planta Primero se optó por seleccionar dos gases presentes con atmosfera enriquecida de CO2 en la atmósfera para identificar su posible trasnfromaciòn, estos fueron el dióxido de carbono y el oxìgeno, decisión que se tomó pensando en la manipulación y practicidad para trabajar, teniendo en cuenta las restricciones de movilidad, de acceso a laboratorio y de costo de materiales. Segundo, se estipulò que se realizarìan 4 montajes, donde se ubicaron dos plantas, una control y una variación, dentro de un recipiente sellado con atmósferas enriquecidas con oxígeno o con dióxido de carbono durante 2, 3, 4 y 6 dias para luego verificar cualitativamente la transformación de gases con pruebas de ph, prueba de la llama (O2 y CO2), pruebas de oxidación y prueba con cal. a continuación se detallan la pruebas realizadas y los análisis de los resultados Para enriquecer las atmósferas de dióxido de carbono se utilizó vinagre y bicarbonato de sodio que al unirse tiene lugar una reacción química acido-base donde se desprende CO2, este a su vez fue almacenado en un globo y después su contenido fue liberado en los recipientes con las plantas. En el caso del oxígeno, se utilizó un concentrador de oxígeno de uso personal y se llenó el recipiente con la planta de este gas directamente.

La prueba de ph de reconocimiento de CO2, se prepara una Figure 7 prueba de pH solución de hidróxido de sodio a la que se le agrega unas gotas de fenolftaleína, esta fenolftaleína genera una coloración rojiza del líquido, que en presencia de CO2 se aclara. Para ello se hará burbujeo

de los gases presentes en la atmósfera enriquecida con co2. Los resultados de la prueba de identificación de CO2 por pH no se pudieron realizar, dado que las concentraciones de CO2 manejadas en la experimentación no eran suficientes para arrojar un resultado significativo que pudieran ser evidenciado cualitativamente.

Prueba de reconocimiento de oxígeno por reacciones de oxidación, se coloca una papa en diferentes medios, aire enriquecido con O2, aire común y aire luego de 48 horas en un ambiente que fue enriquecido con O2 en un recipiente con la planta, lo que se busca es identificar cualitativamente la oxidación( ennegrecimiento) de la papa sometida a estas atmósferas, ya que, la oxidación es un Figure 9 . Montaje para prueba de de llama tipo de reacción química que se caracteriza porque sus reactivos modifican sus estados de oxidación, es decir, es un proceso por el cual existe un intercambio de electrones, donde por lo general el oxígeno se encuentra como agente oxidante, aquel que acepta electrones y reduce su estado de oxidación. Este proceso puede verse reflejado en el cambio de coloración en la papa, debido a que cuando se corta, se expone una enzima llamada polifenoloxidasa (PFO) que en presencia del oxígeno, oxida a los polifenoles. En las pruebas de reconocimiento de oxígeno se encuentra que la papa que estaba en presencia del aire enriquecido genera un cambio más notable indicando que hay mayor presencia oxígeno. Esto puede deberse a que a mayor concentración de oxígeno la velocidad de la reacción aumenta permitiendo que se dé el cambio de Figure 8. Papas después de coloración más prontamente. ser sometidas a atmosferas ricas en oxigeno

Por otro lado, la prueba de reconocimiento de la llama, es una prueba de caracterización por excelencia utilizada desde tiempos de Priestly para identificar cualitativamente la presencia de CO2 y O2. La prueba consiste en introducir y contabilizar el tiempo que tarda una vela en apagarse, una vez es sometida a atmósferas enriquecidas con dióxido de carbono u oxígeno, este tiempo fue registrado en una tabla después de 2 , 4 y 6 días de exposición. El principio de esta prueba consiste que que las reacciones de combustión, son reacciones altamente exotérmicas que se dan en presencia del O2, cuando este se agota en la atmósfera, por más que exista combustible no se dará la reacción, es decir, que en presencia de CO2 llama se Table 1. Resultados de la prueba de la llam en atmofera de CO2 apagara màs rapido y en presencia de O2 durará más tiempo encendida.

Los resultados sugieren que hubo una transformación aparente de los gases, ya que, en la vela sometida a la atmósfera de CO2 durante 6 días, ésta permanece encendida 12 segundos más, que las velas de las pruebas de 2 días, las de aire común y las co2, indicando que la presencia de oxígeno aumentó en el

recipiente, esto se debe posiblemente a que mayores concentraciones de dióxido de carbono en los recipientes favorecieron una mayor tasa de fotosíntesis, fijación de carbono para la formación de glucosa y liberación de O2 , Table 2. resultado de la prueba de la llama en ahora bien, esto también quiere decir que atmosfera de O2 posiblemente las reacciones oxidativas disminuyeron puesto que en concentraciones altas de CO2 estas pueden inhibirse hasta casi el 50 % a los pocos minutos de aumentar la concentración de CO2, sin embargo, este proceso de inhibición aun no es claro. ( Ribas at el ).

Los resultado de la prueba de la llama con atmósfera enriquecida en O2, indican que en los recipientes 1 y 2 el oxígeno se ha transformado, puesto que la vela arde mucho menos tiempo en este tipo de aire en comparación con la atmósfera rica en oxígeno, ambas arden casi en la misma medida que con niveles normales del aire común, estos resultados pueden deberse a un proceso conocido como fotorrespiración,que se da cuando la planta está en condiciones de alta concentración de oxígeno, lo que reduce la fotosíntesis, ya que durante la fase independiente de luz (ciclo de Calvin)en lugar de fijar CO2 para formar la molécula de glucosa, se fija O2, puesto que la enzima Rubisco presente en el ciclo de calvin tiene una mayor afinidad para enlazar con el oxígeno que con el dióxido de carbono, lo que al final produce una alta liberación CO2 con un gasto energético importante.

Prueba con Cal para reconocimiento de CO2. Se preparò una solución de hidróxido de calcio( agua más cal) que después se filtró, dejando una líquido transparente, a este líquido se le agregaron muestras de atmósferas enriquecidas con CO2 y con aire común por medio de burbujeo con una jeringa, si hay presencia de CO2, se va a manifestar con la turbulencia y precipitación de un polvo blancuzco llamado carbonato de calcio que se forma al contacto con el dióxido de carbono y que es insoluble en agua, si no hay presencia Figure 10. Montaje para prueba de Cal el líquido permanecerá transparente.

Luego del burbujeo resulta una mínima cantidad de precipitación de carbonato de calcio en los recipientes con las atmósferas enriquecidas con CO2, y con aire común, por lo que quisimos verificar los resultados sometiendo una solución de hidróxido de calcio a una atmósfera similar a la utilizada en los recipientes, dando como resultado la turbulencia y precipitación evidente del carbonato de calcio en el vaso, esto lleva a concluir que como se mencionó anteriormente a mayores concentraciones de dióxido de carbono mayor tasa de Figure 11, reacciones después del burbujeo de prueba con cal en atmosferas con CO2

fotosíntesis lo que se traducen en un aumento en la liberación de oxígeno desde los tejidos parenquimatosos hacia el recipiente.

Adicionalmente, se llevó a cabo un laboratorio de microscopía de reconocimiento estomático, muy importante para reconocer esas estructuras involucradas en el proceso de la fotosíntesis y las reacciones oxidativas, ya que respecto a la fittonia fue muy poco lo que se encontró sobre estos aspectos, este laboratorio fue posible gracias al esfuerzo y motivación de un integrante del equipo, que aun sin tener entrenamiento o experiencia previa en la microscopia, se dio a la tarea de observar estas estructuras, identificando los estomas en el envés de la hoja (hipostomática) con una distribución dispersa y con estomas elevados. De esta manera que se pudo contrastar la información bibliográfica con las observaciones. Soy consciente de las limitaciones y posibles condiciones que pudieron afectar los resultados de la Figure 12. Integrante del equipo observando experimentación, dado que las pruebas se realizan en estructuras estomàticas. condiciones caseras y cuyos materiales pueden dar lugar a contaminación o escape de gases, sin embargo los hallazgos fueron relevantes para las propias construcciones alrededor de lo científico.

Se puede concluir que nuestra pregunta fue contestada por medio de las diferentes pruebas empleadas y que dieron cuenta de nuestra hipótesis inicial sobre la incidencia de las plantas en la transformación de la composición de los gases, además este ejercicio, configuró un escenario de aprendizaje enorme, en tanto, impulsó el cuestionamiento y la reconstrucción sobre procesos de la fotosíntesis y las reacciones oxidativas, que se daban por hecho, pero que al ser puestas en otras condiciones demandan otro tipo de asociaciones; igualmente, esta experiencia, me permitió un acercamiento a nuevas técnicas utilizadas en la química y tal vez en la biología pero que era desconocidas por mí y que fueron fundamentales para dar cuenta de la pregunta planteada inicialmente. Finalmente, cabe resaltar la enorme riqueza que constituyen las aportaciones y constantes encuentros de los integrantes del equipo que desde su área de conocimiento ayudaron a formar una perspectiva colectiva sobre el terrario y la dinámica del aire.

Bibliografía.

ACS chemistry for life. Programa de Lugares Emblemáticos Internacionales de la Historia de la Química de la ACS. Descubrimiento del oxígeno por Joseph Priestley. http://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/historiaquimica/joseph-priestley-descubrimiento-oxigeno.html ( recueprado el 12 de Junio de 2021).

Baker, J;. Allen, G. (1970). Fotosíntesis. Biología e investigación científica. Bogotá: FEI Gelambi, Mariana. ( 2020). Cloroplastos: características, funciones y estructura. Lifeder.

Recuperado el (13 de Junio de 2021)de: https://www.lifeder.com/cloroplastos/

Gonzalez, C(sf) Fisiologia de los estomas de una planta , tomado de https://botanica.cnba.uba.ar/Pakete/6to/membr-casos/Fisiol-estomas.html Raffino M.(2020) "Aire". Para: Concepto.de. Última edición: 14 de diciembre de 2020.

Consultado: 13 de junio de 2021. Disponible en: https://concepto.de/aire/.

Ribas at el; (2013) Fundamentos de fisiología vegetal, capítulo 14. McGRAW-HILL INTERAMERICANA DE ESPAÑA, S. https://aulavirtual.agro.unlp.edu.ar/pluginfile.php/46663/mod_resource/content/1/Fundament os%20de%20Fisiologia%20Vegetal-Azc%C3%B3n%20Bieto%202ed%20%281%29.pdf Megías M, Molist P, Pombal MA. (2019). Atlas de histología vegetal y animal. Tejidos vegetales. Recuperado (12 de junio de 2021) de : http://megias.webs.uvigo.es/5celulas/inicio.html Saem Thales ( sf) La quimica de los gases. Recuperado el (13 de junio de 2021), de: https://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0314-01/qca_gases.htm Sanchez, J.(2017) El género Fittonia coem. Acanthaceae en España. Para Arboles Ornamentales tomado de: https://www.arbolesornamentales.es/Fittonia.pdf Valencia S,.Mendez O,. Jmenez, G. (2021), El terrario una perspectiva fenomenológica para la comprensión de los vivo.