Estómagos vegetales
Datos del Proyecto
Descripción de la Experiencia
El proyecto que hemos realizado este curso ha resultado muy interesante y con el hemos participado en el XIV Encuentro de Alumnado Investigador, celebrado en Puerto Real y en el Parque de las Ciencias de Granada. Además, lo hemos presentado al alumnado de 6º de Primaria de los centros adcritos al IES Santo Domingo y por supuesto un stand más en el 5 de junio día del Medio Ambiente.
Los objetivos que hemos pretendido alcanzar han sido los siguientes:
- Cambiar la imagen de la ciencia como algo ininteligible e inalcanzable.
- Motivar el interés por la investigación.
- Adquisición de destrezas en el uso de instrumental común de laboratorio.
- Fomentarles hábitos de orden y limpieza en el uso de los materiales de laboratorio.
- Describir las observaciones usando un lenguaje apropiado.
- Darles a conocer la importancia que tiene el trabajar en equipo.
- Enseñarles que en las ciencias no es todo blanco o negro, sino que a veces una experiencia puede fallar y hay que realizar modificaciones en ese momento.
- Educarles en la constancia y en la observación.
- Estimular su capacidad de razonamiento para que deduzcan el porqué de muchos fenómenos y experiencias.
- Discriminar los datos obtenidos.
- Enseñarles a plasmar lo aprendido mediante recogida de datos y a exponer sus resultados y consecuencias de una forma concisa y clara.
- Fomentar los principios característicos de la “actitud científica”, mediante la honestidad intelectual, hábitos de explicación de los hechos y revisión de las conclusiones ante nuevas pruebas, despertar el espíritu crítico.
Resumen:
Charles Darwin, allá por 1875, fue uno de los primeros científicos en constatar la existencia de las plantas insectívoras; plantas herbáceas que pueden crecer sobre suelos pobres en nutrientes gracias a que han desarrollado diversas estrategias de atracción, captura y digestión de insectos que les aportan sustancias nutritivas indispensables para su crecimiento. El objetivo de este trabajo de investigación ha sido observar y analizar en estos vegetales, comportamientos propios del reino animal, como el movimiento y el hábito carnívoro. Las plantas empleadas, corresponden a dos géneros diferenciados en su estrategia de acción, Dionaea, que posee trampas con movimiento activo de cierre-apertura (seismonastia) y Drosera, dotada de pelos glandulares foliares productores de mucílago. Se han diseñado experimentos para analizar la respuesta de las plantas ante estímulos químicos y físicos. Con los estímulos químicos se ha observado la actividad proteolítica de las secreciones producidas por las plantas en función de la dieta suministrada, a base de insectos vivos, muertos, gelatina, carne cruda o cocida. Con los estímulos físicos se han tomado medidas del tiempo de respuesta de cierre de las trampas frente a descargas aplicadas a distintos voltajes o frente a estímulos mecánicos realizados por “cosquillín”, brazo robot programado con una placa Arduino que frota la superficie de las trampas a diferentes velocidades. La actividad planteada ofrece una visión general del método científico y su aplicación en un proyecto de investigación.
El desarrollo de las sesiones ha sido adecuado, aunque para la puesta a punto de alguna de las experiencias ha sido necesario vernos dos veces a la semana. Como producto final presentamos un póster con los resultados de los experimentos. Por otro lado, se ha habilitado una carpeta en google Drive con una selección de artículos y vídeos con información relevante sobre las plantas carnívoras.
Las actividades realizadas han sido las siguientes:
Sesión nº 1: Presentación del proyecto.
Para entrar en materia leímos un texto sobre las plantas carnívoras. A cada estudiante se le asignó una planta sobre la que preparó una ficha con los siguientes apartados:
- Nombre
- Clasificación
- Descripción
- Hábitat y distribución
- Cultivo
- Temperatura
- Luz
- Humedad
- Sustrato
- Curiosidades
- Imagen
Sesión nº 2: Especialización de las plantas carnívoras.
Preparamos una relación de preguntas para entrevistar a Fernando Ojeda Capote, profesor de Botánica, miembro del dpto. de Biología de la UCA y especialista en plantas insectívoras. Dicho profesor fue invitado a nuestro instituto para impartir la charla titulada: “Biogeografía y ecología de la planta carnívora Drosophyllum lusitanicum, quizá la especie más rara de la flora Mediterránea” que resultó de gran interés para todos los asistentes.
Sesión nº 3: Bienvenida a las protagonistas.
Jornada de duro trabajo para etiquetar y organizar en bandejas las macetas de Dionaea muscipula y Drosera sp. , adquiridas en Viveros El Lago, con quien hemos establecido una estrecha colaboración.
Sesión nº 4: Estímulos químicos. Riego y pelos glandulares.
Observación a lupa y microscopio de los pelos glandulares de Drosera sp. Realizamos un reportaje fotográfico para analizar como afecta la calidad de riego en el estado de los pelos glandulares.
El tratamiento con fertilizantes químicos ha producido efectos dañinos en los ejemplares del género Drosera, hemos constatado la pérdida del mucílago de los pelos glandulares tras 20 días regando las plantas con estas soluciones.
Sesión nº 5: Realización de dos prácticas de laboratorio: La extracción de pigmentos vegetales y El análisis del pH.
Con el protocolo a seguir en las mesas, colocamos todos los materiales necesarios y procedemos a realizar cada una de las prácticas.
Sesión nº 6: Estímulos químicos. Actividad proteolítica.
Para mostrar la actividad proteolítica de los jugos digestivos producidos por Dionaea muscipula, ideamos un antiproteograma, lo que nos obliga a preparar medios de cultivo sobre los que analizar la calidad química de los jugos digestivos producidos por las trampas de la planta en proceso de digestión de diferentes productos, a saber, jamón cocido, larvas de Tenebrio mollitor, grillos y gelatina. Pasos a seguir:
Sobre placas de agar 2% en agua, enriquecido con leche, se han depositado discos impregnados del jugo producido por las trampas en proceso de digestión y se han incubado durante 48h. Transcurrido este tiempo se han revelado con ácido tricloroacético al 10%. El medio se pone turbio y aparecen halos transparentes alrededor de los discos de papel en los que se ha detectado actividad proteolítica. Como control positivo se ha empleado una solución de pepsina y como control negativo el agua destilada.
Los resultados muestran pequeños halos en torno a los discos con actividad proteolítica tomando como referencia el control positivo.
Esta ha sido la práctica que más tiempo nos ha llevado y con la que hemos pedido asesoramiento a Ricardo Basco de Lerma, microbiólogo y profesor de Biología en Cáceres, quien desinteresadamente ha supervisado nuestro trabajo.
Sesión nº 7: Digestión vegetal.
Otro de los experimentos ha sido analizar el proceso de digestivo en las trampas de Dionaea sobre un sustrato vivo. Hemos observado como la liberación de enzimas por parte de la planta produce la descomposición y posterior absorción de partes de la presa, pupas de Tenebrio molitor.
Seleccionamos larvas de tamaños parecidos y apuntamos su peso inicial. Introducimos las larvas en trampas debidamente marcadas con el orden en el que se van a volver a pesar para anotar la variación de peso en el periodo de tiempo establecido. Las larvas empleadas como control se han mantenido en el frigorífico y no han perdido masa a pesar de no haber sido alimentadas durante el tiempo del experimento.
La gráfica muestra que, a partir del segundo día, ha habido pérdida de peso en todos los casos, aunque los porcentajes de pérdida de peso por día son bastante heterogéneos ello es debido a las diferencias fisiológicas entre las plantas. El efecto de los enzimas digestivos sobre las pupas también se ha comprobado directamente sobre los ejemplares retirados de las trampas al estar parcialmente digeridos y muy blandos.
Sesión nº 8: Estímulos físicos. “Cosquillín” y descargas eléctricas.
Con los estímulos físicos se han tomado medidas del tiempo de respuesta de cierre de las trampas frente a descargas aplicadas a distintos voltajes o frente a estímulos mecánicos realizados por “cosquillín”, brazo robot programado con una placa Arduino que frota la superficie de las trampas a diferentes velocidades.
Cuando un objeto toca los tricomas sensoriales de los lóbulos foliares de Dionaea, se genera un potencial de acción que desencadena un mecanismo de cierre de la trampa. En nuestro experimento, aplicaremos pequeñas descargas eléctricas a las trampas para observar su efecto. Necesitaremos una fuente de alimentación regulable, unos cables y unas pinzas de cocodrilo para conectar y establecer un circuito con las hojas de la planta.
Los cables se colocan uno tocando el centro de un lóbulo y el otro en el nervio central que hace de gozne entre los dos lóbulos. Se realizan descargas durante 10 segundos, acto seguido hacemos una parada de 5 segundos y volvemos a aplicar la descarga hasta que la trampa se cierre. Este tratamiento se repite a diversos voltajes.
Photo by Thibault Luycx on Unsplash
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