Mariona Domènech, Montse Cabello, Anna Marbà, Teresa Pigrau i Neus Sanmartí.
Idees generals
Les idees bàsiques per treballar.
Idees clau
Les idees que volem recordar al final del procés.
Idees generals
L'ecosistema
L’ecosistema és un sistema d’interaccions entre una comunitat d’éssers vius (biocenosi) i el medi en el que viuen (biòtop) -amb el que es relacionen i modifiquen-, i entre ells mateixos. La comunitat d’éssers vius –plantes, animals, fongs, algues, protozous i bacteris-, s’acostuma a estudiar segons la manera en la que intercanvien matèria i energia amb l’entorn en funció dels diferents nivells tròfics (productors, consumidors –depredadors, descomponedors).
Dins d’un ecosistema els individus d’una mateixa espècie formen poblacions. El conjunt de diferents poblacions d’un ecosistema rep el nom de comunitat. L’hàbitat és el lloc físic d’un ecosistema on viu i es reprodueix una espècie i on es troba adaptada. Per exemple: el cargol bover viu en prats, boscos i jardins d’Europa, el gavià argentat viu en zones aquàtiques costeres i aiguamolls, i el pi pinyer viu a la terra baixa ocupant les zones pedregoses i sorrenques properes al mar.
En el model ‘ecosistema’ utilitzem les mateixes entitats teòriques que per al d’ésser viu però la unitat bàsica en aquest cas no és l’organisme sinó la població. Cadascuna d’aquestes poblacions també:
Intercanvia matèria i energia amb el medi
És a dir, en un ecosistema els materials (l’oxigen, el carboni...) es transformen cíclicament i l’energia flueix, tant dins dels organismes a través de la nutrició com fora d’ells (la provinent del Sol o d’un foc), al llarg de la xarxa tròfica entre productors, consumidors y descomponedors.
Es relaciona amb el medi
Es relaciona amb el medi i hi respon, modificant-lo, dins de les limitacions del que entenem per adaptació, fet que permet interpretar les interaccions a nivell de biòtop i biocenosi, així com els impactes ambientals i les seves conseqüències per a la població.
Es reprodueix i transfereix informació
Es reprodueix (els organismes de cada població) i transfereix informació en l'espai i el temps (creixement de les poblacions, successions, fluctuacions, evolució...).
Per saber-ne més:
Per aprofundir en l’estudi dels éssers vius, sigui a nivell d’organisme o d’ecosistema, sempre treballem a partir d’aquestes tres idees. Consulteu el següent article per més informació.
García, P. (2007). Els models, organitzadors del currículum en biologia. Ciències, 6, 29–33.
Per estudiar un ecosistema es tenen en compte les complexes interaccions entre els organismes que hi viuen així com les interaccions amb el medi (si no hi ha interaccions no hi ha ecosistema: per exemple uns cactus, uns estornells i uns óssos i unes balenes, tots en un prat no formen un ecosistema perquè no hi ha interaccions).
Interaccions en el marc d'un ecosistema
Pel que fa a les interaccions entre les poblacions de l’ecosistema, ens podem referir tant a:
Interaccions entre individus d'una mateixa espècie
Les interaccions que hi ha entre els individus d'una mateixa població/espècie, per exemple, entre els individus d'un banc de tonyines o d'un estol d'oques o d'un ramat d'ovelles o d'una societat d'abelles o d'una família d'humans..., com ara relacions de competència, maternofilials... Sembla doncs que l'existència d’estructures socials aporten alguns avantatges a l'ecosistema, en quant a eficiència energètica i a la seva supervivència.
Interaccions entre individus de diferents espèces
Les interaccions que hi ha entre els individus de diferents espècies, com ara la relació de: parasitisme, mutualisme i simbiosi, saprofitisme, depredador/presa...
Aquest últim tipus d’interaccions entre individus de diferents espècies s’emmarquen en el que s’anomenen relacions tròfiques, i es dona a través del que s’anomena xarxa tròfica o xarxa alimentària que descriu la transferència de substàncies nutritives (energia), entre els components d’un ecosistema. Els organismes formen els nusos de la xarxa i el filat representa l’intercanvi de matèria/energia. Els productors ocupen el primer nivell de la xarxa, doncs són els que per la fotosíntesi o quimiosíntesi sintetitzen (fabriquen) la seva matèria (fan més fulles, més tiges, fruits…, o sigui creixen). Aquest nivell tròfic alimentarà als consumidors (herbívors, carnívors, omnívors). Els descomponedors representen, dins de la xarxa tròfica, el nivell que “recicla” la matèria.
L’energia es va degradant (augmenta l’entropia) en cada nivell de la xarxa i només els productors, a partir de la fotosíntesi, disminueixen el nivell d’entropia del sistema. La matèria va transformant-se en les parts/cèl·lules dels organismes de cada nivell i reciclant-se un altre cop en matèria mineral pels transformadors i descomponedors.
Com que l’entramat d’interaccions entre biòtop i biocenosi no és ni fix ni estàtic, qualsevol pertorbació o canvi (ex: canvi de temperatura, d’orientació, dessecació, epidèmies etc…) pot ocasionar canvis en l’estructura de l’ecosistema, al llarg del temps. Els experts l’anomenen successió ecològica i aquesta, empeny l’evolució de les espècies d’aquest ecosistema en el pas del temps.
D’ecosistemes n’hi molts i variats, des d’un bosc o un llac fins el tronc d’un arbre mort, però degut a la influència i a l’acció de l’home en una escala fins ara mai coneguda, se n’estan destruint en gran quantitat. Alguns dels impactes ambientals de l’activitat humana sobre els ecosistemes es relacionen amb la destrucció i fragmentació d’hàbitats, canvi climàtic, contaminació, espècies introduïdes, sobreexplotació.., atès que aquests factors i d’altres afecten a com s’intercanvia matèria i energia, i quanta energia perd o guanya l’ecosistema, a com es relacionen les poblacions o a com es reprodueixen i es transmet la informació. Pensem per exemple, en el que passa quan s’introdueix una espècie invasora en un ecosistema.
Biodiversitat i evolució
El concepte d’ecosistema està estretament lligat al de biodiversitat. Aquesta l’entenem com la variabilitat dins de cada espècie/població (diversitat genètica) entre les espècies (diversitat específica) i entre els ecosistemes. Engloba l’enorme varietat de formes de vida. Inclou totes i cadascuna de les espècies que cohabiten el planeta, siguin animals, plantes, bacteris, protozous o fongs, els espais o ecosistemes dels que formen part i els gens que fan cada comunitat, cada espècie, i dins d’elles cada individu, diferent de la resta.
La biodiversitat és un gran avantatge per a l’estabilitat d’un ecosistema perquè davant de canvis en ell, alguns organismes d’una espècie i algunes espècies tenen més probabilitats de sobreviure. Si tots els organismes fossin iguals, davant d’un petit canvi tots moririen. Si desaparegués tota una espècie, desapareixeria una baula d’una cadena tròfica i podria repercutir en el conjunt de l’ecosistema o fins i tot del Planeta. Per això és tan important conservar la biodiversitat des del punt de vista ambiental.
Així mateix, els conceptes d’ecosistema i de biodiversitat estan estretament lligats al d’evolució en el sentit que si en els éssers vius d’una població hi ha diversitat, els que sobreviuen en un ecosistema són aquells que, per les seves pròpies característiques, tenen més probabilitats de reproduir-se que unes altres formes alternatives La seva descendència n’heretarà els seus trets (si aquests són hereditaris) i per tant, estaran més adaptats al medi (no s’hi adapten, idees que sovint es confonen). Aquest procés és el que anomenem selecció natural i el seu resultat n’és l’adaptació.
Com diu Jaume Terrades (2014): La selecció natural és un procés històric en què l’atzar intervé en la producció d’innovacions genètiques i en l’èxit reproductiu. Depèn de contingències, com ara les distribucions dels individus en l’espai. Aquestes innovacions es construeixen sobre allò que existeix prèviament (no es pot fer qualsevol cosa, sinó que la vida treballa sobre els materials disponibles i això suposa constriccions) i se seleccionen segons les condicions que es donen també en aquell moment. En l’evolució no existeix cap pla, cap disseny previ, ni global ni específic. Sobre això, el consens entre els científics és molt gran”.
“No és estrany que, avui encara, resultin tan difícils d’eliminar els vestigis de les velles maneres de pensar. Per exemple, la idea essencialista de l’equilibri idíl·lic de la natura va perdurar en ecologia, i va conduir a plantejaments equivocats, tant dins la mateixa ciència com en les ideologies construïdes al voltant de la conservació de la natura i de l’ecologisme (carregades d’essencialismes i d’ideals “equilibris de la natura” que duen a afirmacions inacceptables i que als anti-conservacionistes els són fàcils de rebatre i de caricaturitzar)”.
Per aprofundir, consulteu: Terradas, J. (2014). Notícies sobre Evolució
Al llarg del temps, aquest procés de selecció natural ha anat donant com a resultat la gran biodiversitat que caracteritza els ecosistemes del Planeta. És el que s’anomena procés evolutiu o evolució biològica. Dels individus que arriben a un nou hàbitat, aquells que tinguin més probabilitat de reproduir-se, augmentaran la seva freqüència (el seu número) en aquella població i en generacions posteriors potser seran tan diferents als fundadors com per no reconèixer-se i, per tant, es generarà una nova espècie. D’aquest procés en diem especiació. Hi ha hagut organismes que actualment no existeixen i sabem, a través dels fòssils, que han poblat el nostre planeta; així podem reconstruir la història de la vida a la Terra.
Variabilitat per herència
Cada organisme és únic en funció de l’herència. La diversitat més evident prové de la reproducció sexual, ja que els descendents combinen a l’atzar característiques del mascle i de la femella (espermatozoides-pol·len/òvuls). Entre els organismes d’una espècie amb reproducció asexual també hi ha diversitat, ja que existeixen mecanismes d’intercanvi d’informació que permeten certa variabilitat, però no tanta com en la sexual.
Variabilitat per mutacions
A més a més, també es produeix variabilitat per mutacions, que són canvis atzarosos en el material genètic de qualsevol cèl·lula (de les seves característiques). Quan aquestes mutacions afecten a les cèl·lules reproductores, els canvis es transmeten a la generació següent generant més diversitat biològica.
"Bones" preguntes i activitats per afrontar les dificultats en l'aprenentatge
Com s’explica que no trobem ossos polars al desert?
A primària quan es treballa el model ésser viu a nivell d’organisme, de fet ja s’hauria de treballar a partir de preguntes que promoguessin pensar en el model ecosistema/evolució. És a dir, no tractar “l’ésser viu” al marge d’on viu i per tant del que viu. Com assenyala Pujol (2003) “Ajudar els escolars a elaborar un model sobre els éssers vius, amb relació al seu ambient, comporta necessàriament deixar d’estudiar-los com a sistemes aïllats i fer-ho des de la complementarietat entre la seva organització i l’ambient en què viuen”. Per exemple, un elefant encara que li funcionin bé tots els òrgans no pot viure en un entorn (hàbitat) que no sigui idoni per a ell.
Podem fer una maqueta d’un bosc (o d’un desert, o d’un prat) i demanar als infants que situïn on poden viure diferents éssers vius (animals, plantes), tot reflexionant sobre què necessiten per viure (aigua, llocs per amagar-se, tipus d’aliments…). Per ajudar a pensar en les raons poden ser idònies preguntes com ¿on penseu que poden viure aquests animals o aquestes plantes? El nombre d’exemplars que poses a la maqueta de cadascuna de les espècies seia al mateix? En què us fonamenteu per decidir-ne el nombre? ¿En què penseu per situar-los aquí o allà? i també Quins tipus d’éssers vius trobarem en un desert, bosc …? Quins animals i plantes no esperaríeu trobar en … i per què?
Nens i nenes construint una maqueta del bosc de Collserola. Primer s’han plantejat quins animals es poden trobar a aquest bosc i després han construït una maqueta situant-los en els llocs on poden viure.
Font: Teresa Pigrau, Escola Coves d’en Cimany, 5è
A partir d’anar conversant al voltant de la maqueta, l’alumnat pot reconèixer que els animals i les plantes tenen característiques i funcions que fan possible la seva supervivència en hàbitats determinats, que es relacionen uns amb els altres (formant famílies o esbarts, o bé paràsits i parasitats, depredadors i preses…) i amb l’hàbitat en què viuen (productors, consumidors…). També es pot parlar que gràcies a aquestes interaccions obtenen els materials i l’energia que transformen i utilitzen per dur a terme les seves funcions vitals. I que hi ha éssers vius en gairebé qualsevol part de la Terra, però que hi ha alguna cosa que els distingeix segons el lloc en el qual habiten. Pot afavorir la conversa formular preguntes del tipus: Com s’interrelacionen tals organismes? (i concretar, en el marc de la maqueta, Imaginat que l’esquirol es troba amb un ratolí, amb una papallona, porc senglar, una pinya…), Què li entra i què li surt a un bosc? Què passa entre que entra … i surt …? Què passaria si no hi haguessin microorganismes en un bosc?
Com afecta a un ecosistema el vent, la pluja, la sequera, un incendi...?
Qualsevol canvi en un ecosistema o en alguna de les seves parts, sigui deguts a canvis propis del ritme de vida (canvis estacionals), a factors ambientals sobtats (una forta ventada), o la introducció o eliminació d’alguna espècie, o una matèria contaminant (canvis antròpics), repercuteix en tot ell. Serà interessant promoure que els nens i nens pensin en els efectes de possibles variacions i pertorbacions en els ecosistemes i que segons sigui la seva intensitat i/o la perllongació al llarg del temps pot tenir conseqüències negatives per a la supervivència d’alguns éssers vius que hi viuen en aquell moment. Tanmateix, aquestes variacions poden ser font de biodiversitat dins de l’ecosistema. Per exemple, a conseqüència del temporal Glòria a la desembocadura del Tordera (2020) s’hi va instal·lar un estol de flamencs.
Per saber-ne més:
Gómez, A., Sanmartí, N., & Pujol, R. M. (2003). Aprendiendo sobre los seres vivos en su ambiente. Una propuesta realizada en la escuela primaria. Aula de Innovación Educativa, 125, 54–58.
Gómez, A., Pujol, R. M., & Sanmartí, N. (2006). Pensar, actuar y hablar sobre los seres vivos alrededor de una maqueta. Alambique, 47, 48–55.
Si s’ha construït la maqueta d’un ecosistema s’hi pot simular una pertorbació, per exemple, un incendi. L’alumnat es pot plantejar: Quan un bosc es crema, es crema tot? Què canvia quan hi ha un incendi i que no canvia? Es moren tots els animals i plantes? Com poden sobreviure els animals i plantes? Aquestes preguntes o d’altres poden afavorir pensar en quines respostes poden donar cada tipus d’ésser viu a l’estímul del foc (volar les aus, córrer els conills, explotar les pinyes dels pins, protegir-se l’interior de les alzines amb l’escorça de suro…) i relacionar-ho amb les noves dificultats per nodrir-se, reproduir-se i relacionar-se. Altres preguntes poden ser: En un poble s’han vessat productes tòxics en el riu que després passa per un bosc. Com pot canviar aquest bosc? Què pot passar si collim les flors d’un bosc, o desapareixes tal animal? Què passaria si en un determinat bosc desapareguessin… -els conills, o els esquirols, o els pins o els bolets…-? Què pot passar si uns paràsits maten els arbres d’un bosc? ¿I si les aus d’una illa colonitzen una altra de diferent?…
Figures: Nens i nenes simulant un incendi en la maqueta construïda inicialment.
Font: Teresa Pigrau, Escola Coves d’en Cimany, 5è
Com es recupera un ecosistema després d’una pertorbació?
Tot i que les pertorbacions tendeixen a afectar negativament les poblacions de plantes, animals i altres organismes d’un ecosistema determinat, també pot tenir conseqüències positives quan es recupera atès que pot augmentar la biodiversitat i enriquir el biòtop. També es pot donar el cas que les pertorbacions es repeteixin en un espai de temps proper i provoquin el col·lapse de l’ecosistema. Per exemple, si els incendis es repeteixen sovint en un mateix bosc, aquest no es pot regenerar.
Preguntes per reflexionar sobre els canvis en els ecosistemes poden ser: De què depèn que es recuperi un bosc després d’un incendi? Pot ser que hi hagi boscos que no es regenerin? És el mateix si plou que si no plou? Com es podrien prevenir els incendis? Quines conseqüències pot tenir que es dessequi un aiguamoll, que hi hagi un despreniment de terres en … o un incendi forestal Com era el bosc fa tants anys? I com pot ser d’aquí xx (10, 50, 1.000, 1.000.000) anys?
Si s’ha simulat l’incendi en un ecosistema a partir d’una maqueta serà important preguntar-nos: Com podria ser aquest ecosistema dins d’uns anys? I simular els possibles canvis en funció d’algunes variables. Per exemple si pensem que en aquells anys ha plogut o han sigut anys de sequera, si s’ha repetit l’incendi, si s’ha construït una carretera que la travessa, etc.
Figura: Nens i nenes simulant canvis en el bosc cinc anys després d’un incendi. Van dividir la maqueta en dues parts, una en la que havia plogut i en l’altra no.
Font: Teresa Pigrau, Escola Coves d’en Cimany, 5è
Com es pot comprovar en aquest exemple, les maquetes s’han d’utilitzar en el marc d’un procés d’aprenentatge que promou la construcció de sabers a partir d’uns d’inicials i que van evolucionant en funció de les preguntes que es vagin plantejant. No és útil utilitzar-les perquè l’alumnat representi (de fet copiï) informacions de manera estàtica i finalista (com són les que es dissenyen per reproduir un aparell del cos humà, les etapes de la metamorfosi del cuc de seda, o els noms dels animals que habiten en un ecosistema o dels canvis en el cicle de l’aigua).
En canvi, cal que siguin dinàmiques, resultants de les converses que es puguin promoure a partir de comparar diferents maneres de representar les respostes a les preguntes que es vagin plantejant.
Es podrien fer altres preguntes on es veies aquest dinamisme, per exemple: en què canviaria aquesta maqueta si fos de nit? o si fos hivern o estiu? Quins animals hi posarieu? Serien els mateixos? Per què?, o: Si a la maqueta d’un ecosistema hi posem herba i arbres, 2 conills i 4 guineus, quins canvis hi veuríem a la setmana següent? En què heu pensat per decidir-ho?
Com que els ecosistemes canvien al llarg del temps, serà important que sempre que treballem amb maquetes o fotos d’un ecosistema determinat, el representem en temps diferents i, per tant, que no sempre hi hagi els mateixos éssers vius i en la mateixa proporció, o que el biòtop sigui igual, ja que pot haver-hi més o menys aigua, i així poder reconèixer que la seva biodiversitat canvia al llarg del temps.
L’objectiu és anar-nos movent de la fotografia fixa, que acostuma a ser la visió inicial sobre els ecosistemes, a una pel·lícula en moviment, en la que es pala i s’expliquen els canvis en funció del temps.
Com canvia la quantitat de senglars a un bosc? De què depèn?
Molt sovint els infants creuen que la natura és estàtica i que només canvia quan es donen pertorbacions importants. Serà important que puguin comprendre que els ecosistemes canvien constantment i que els canvis poden ser deguts a factors ben diversos. Una població creix mentre troba recursos en el seu habitat i deixa de fer-ho quan apareixen factors limitants. Per tant els canvis són constants, i l’equilibri ecològic és un equilibri dinàmic. Tot i així les oscil·lacions es donen dins d’uns límits, per damunt i per davall dels quals l’estabilitat del sistema es pot veure amenaçada.
En el cas de l’estudi de l’ecosistema no es poden tenir evidències dels canvis a partir de l’experimentació, atès que es deuen a molts factors que interaccionen entre ells i, a més, es necessita temps per observar-los. Per tant, caldrà treballar en funció de simulacions, tant a partir de l’ús de maquetes com de jocs.
Per respondre a la pregunta inicial es pot dur a terme el “Joc dels senglars” recollit al llibre Habitat.
El joc possibilita reconèixer com l’aliment, l’aigua i el refugi són variables que influeixen en el creixement o disminució de la població de senglars. També es poden tenir en compte altres variables, com temporals, plagues, instal·lació d’un camp de golf, etc., i, a través del joc, identificar com impacten en la població d’aquests animals.
Altres jocs que es poden utilitzar per aprofundir en el coneixement del funcionament dels ecosistemes es poden trobar en el mateix llibre (entre d’altres): “Què pesques?” (nº 20), “Peripècies del vell marí” (nº31), “Ocells internacionals” (nº32) i “Marea negre” (nº 33).
¿Què necessito del medi i, per això em relaciono amb... i amb?
La visió que l’alumnat acostuma a tenir d’una xarxa tròfica és la d’un retrat “prefixat” de l’ecosistema, com si les “caselles” ja estiguessin dibuixades abans de ser ocupades per una població concreta d’organismes. Si això fos així, en el cas que una població minvés o desapareixes, semblaria que la casella “queda buida” i una altra població ha d’anar “necessàriament” a ocupar-la. Caldrà insistir doncs en que són els organismes els qui “construeixen” la seva casella a partir de les interaccions que estableixen amb els altres organismes. Res està predeterminat, l’ecosistema es va construint a mida que els organismes van vivint i establint interaccions. Aquests “rols” que els organismes (les seves poblacions) van construint, s’anomenen nínxols ecològics.
A l’escola es treballen els ecosistemes des d’un enfocament bàsicament descriptiu, mentre que per comprendre i explicar el sentit i la intensitat dels canvis que es produeixen, serà important emfatitzar les relacions que s’estableixen entre els elements que els conformen i com intercanvien matèria i energia -sigui en el nivell d’organització que sigui-. La pregunta no s’ha de reduir a dir qui es menja a qui, sinó en pensar, per exemple, si totes les guineus mengen el mateix visquin on visquin i plantejar-nos què passa quan un determinat organisme desapareix d’un ecosistema o s’hi introdueix, tot deduint com canvien, tant les interrelacions entre els éssers que hi viuen, com el biòtop. Per exemple, quan s’extingeixen els conills no tenen perquè desaparèixer les guineus que se’ls mengen -això seria així si el model construït fos el d’una simple cadena alimentària-, sinó que les guineus poden modificar la seva dieta. Comporta revisar la idea que quan un animal menja a un altre és quelcom ‘dolent’ i poder reconèixer els efectes ‘bons’ d’aquestes interaccions. Igualment ens podem plantejar quin efecte té en l’ecosistema amb els animals i les plantes quan arriba l’hivern o quan es produeix una esllavissada.
Com diuen Jurado, Martí,& Segalés (2001), “… un determinat territori, constituït per exemple per un bosc, una ciutat i uns camps de conreu, funciona també a través de les relacions que es donen entre aquests elements. Però allò destacable és que si prenem qualsevol d’aquests elements per separat, també funciona a partir d’una xarxa de relacions entre els elements que el componen (…) i si estudiem un organisme qualsevol i ens el mirem de pell endins també podem establir una xarxa de relacions entre els seus òrgans i aparells. Amb aquest tractament aniríem construint un model mental de comprensió del món constituït per xarxes dins de xarxes, de sistemes integrats dins de sistemes més grans, des dels organismes vius, passant pels paisatges, fins arribar al conjunt del planeta Terra. Ens sembla que la realitat respon més a aquest esquema que no pas a una suma d’objectes aïllats. Si el món és complex, cal buscar fórmules per aproximar-se a la seva comprensió des de la complexitat. No cal cap esforç extraordinari, tan sols un canvi de perspectiva, un canvi de mirada”.
En aquest article els autors ens expliquen unes activitats que tenen com a finalitat que l’alumnat construeixi materialment la xarxa de relacions que es dóna entre els elements que constitueixen un bosc i, a partir d’ella, analitzar què suposa aquesta organització en xarxa en el funcionament del bosc. També se’n poden trobar d’altres a Martí, J., Amat, A., & Jiménez, I. (2020).
Per saber-ne més:
Jurado, C., Martí, J., & Segalés, D. (2001). Una xarxa de relacions al bosc: una proposta per treballar l’organització dels ecosistemes a cicle superior de Primària. Perspectiva Escolar, 257, 16-23.
Martí, J., Amat, A., & Jiménez, I. (2020). Investiguem les relacions entre els éssers vius. Barcelona: Aj. de Barcelona, FCRi, Fundació la Caixa.
Com és que moltes balenes són grises?
Ens podem fer aquesta pregunta i moltes d’altres similars: Com és que les zebres tenen ratlles? Com és que el mascle i la femella d’ànec collverd tenen colors diferents?…
Observant diferents espècies d’éssers vius es pot comprovar que en molt casos tenen unes característiques que fan que es puguin camuflar en el medi on viuen i passar desapercebuts pels seus depredadors (mimetisme) o, al contrari, destacar per allunyar-los (aposematisme). Una espècie pot tenir individus molt diversos, i en un entorn determinat, uns poden sobreviure millor que d’altres, donant lloc al que s’anomena selecció natural.
Thomas, V. (2006). Winnie la bruixa. Barcelona: Ed. Lumen
Un conte molt idoni per començar a pensar en aquestes idees amb infants és el de “Winnie la bruixa”. En el conte poden anar reconeixent que quan els colors dels éssers viu s’assemblen als de l’entorn on viuen és més difícil percebre’ls i viceversa.
Després de parlar del conte ens podem preguntar com és que les iguanes tenen colors diferents en funció del lloc on viuen, i preguntar-nos quines podrien trobar en uns llocs determinats i per què.
Els nens i nenes també poden dibuixar sobre papers de colors diferents figures que destaquin i d’altres que quedin més camuflades i conversar sobre com han escollit els colors en cada cas.
Amb alumnes més grans es pot començar a pensar en com té lloc el procés de selecció natural i, a partir de tenir iguanes de diferents colors en un espai determinat (una maqueta), predir quines trobaríem anys després a partir de deduir les que tindrien més possibilitats de viure i reproduir-se. També es poden introduir altres variables, com els aliments disponibles, possibles relacions amb depredadors, etc.
Els nens i nenes (i les persones adultes) gairebé sempre donen respostes del tipus “són d’aquest color perquè s’adapten” (cas clar d’adaptacionisme) o “es camuflen perquè així els depredadors no les veuran” (finalisme, hi ha voluntat prèvia). En els dos casos, caldria considerar que:
Els avantpassats o els pares eren de colors diferents (diversitat de gens) i van tenir descendència també diversa (eren caràcters que s'hereten)
En l'ecosistema on viuen alguns d'ells es veurien massa i potser no arribarien a adults perquè els depredarien. Per tant, aquests no tindrien descendència i només arribarien a adults i probablement es reproduirien, els de colors més apagats o camuflants. Consegüentment, aquests serien cada vegada més abundants.
Si no hi haguessin variacions a l'ecosistema en varies generacions, gairebé tots serien d'aquests colors i es diu que la població està adaptada (tot i que sempre hi hauran canvis deguts a mutacions)
Més preguntes: On troben cargols blancs i cargols marrons? Com ho expliquem? Com és que uns animals sembla que s’amaguin i d’altres que volen cridar l’atenció? Quina avantatge li aporta al mussol el fet de tenir les plomes del mateix color que el tronc dels arbres? Tots els individus d’una mateixa espècie són iguals (o tots els conills són iguals)? En què s’assemblen i en què es diferencien?
Com és que les girafes tenen el coll llarg?
L’escull principal per començar a entendre el concepte d’evolució és el de considerar l’ecosistema com un escenari ja fet, com un decorat, i uns éssers vius que “busquen” o “necessiten” o “s’adapten” a un lloc on viure. També ho dificulta el fet que habitualment es pensa en un ésser viu concret que és el que va canviant (un individu portador de gens diversos). En canvi, costa representar-se que els canvis són a nivell de població (que és la que evoluciona) -el que canvia és el nombre d’individus d’un cert color, o amb altres trets característics com pot ser la llargada del coll de en el cas de les girafes o la forma del bec d’ocells, etc.- (és el que se’n diu fenotip).
Per iniciar-se en aquestes idees són vàlids els jocs de simulació. Un exemple es pot trobar a https://apliense.xtec.cat/arc/node/29516. És un joc tipus parxís, amb diverses làmines (ecosistemes) i fitxes (individus/poblacions). Es tracta de simular els depredadors que tot caçant preses (peces), fan variar el nombre d’individus de cada població, segons l’ecosistema, al llarg de les generacions.
Al llarg del joc i al final és important conversar al voltant de preguntes. Per exemple:
- A l’inici: Què representa cada fitxa? Què representa cada grup de fitxes d’un color semblant? Què significa que les fitxes d’un color NO siguin idèntiques?
- Quan els depredadors han anat caçant fitxes: Creieu aue la cacera és a l’atzar? Què s’està simulant quan afegim 2 fitxes del mateix color per cadascuna que queda sobre la làmina? Què significa ‘1ª generació’? Què observeu a la taula després de 2 o 3 generacions? Com han variat el nº de fitxes de cadascun dels colors?
La finalitat és anar jugant i al mateix temps parlar i pensar, tot caracteritzant al llarg del joc els individus (que són diferents) i no canvien (no estan adaptats), i el que canvia (el nombre d’ells -població- al llarg de les etapes -generacions-), segons els medis on viuen. Així es pot anar reconeixent en què consisteix el procés d’evolució per selecció natural. Com es pot comprovar, el joc comença en el marc d’una interacció a l’ecosistema (depredació) i acaba, tot fent preguntes, en el marc d’el procés evolutiu.
Al final es pot promoure que pensin en el cas del coll de les girafes (o d’altres que tinguin sentit per a l’alumnat). Es pot discutir entre les dues possibilitats: S’ha anat estirant el coll de les girafes per poder menjar les fulles dels arbres del seu medi, o bé, han sobreviscut només els individus que ja el tenien llarg i s’han pogut reproduir?
Malgrat que no és freqüent que es treballi directament l’evolució amb els escolars de primària, és fonamental que s’introdueixin qüestions relacionades amb ella en el context de l’ecosistema: “Tan sols així, els escolars podran algun dia elaborar un model d’ésser viu que contempli la variabilitat de l’espècie i la intervenció de l’atzar en la selecció natural” (Pujol, 2003).
Com és que hi ha espècies que s’han extingit?
Fins el cicle superior de primària als nens i nenes els és difícil representar-se el temps geològic i poden situar els dinosaures convivint amb homes primitius, com a les pel·lícules. Serà important que relacionin diferents imatges en una línia del temps (veure https://tresorderecursos.com/el-temps-geologic/) i marquin on situarien personatges, animals o objectes a partir de plantejar-se preguntes com:
- Quants anys tens?
- Quina edat té la persona més gran que coneixes?
- Quina edat té la persona més vella que heu sentit a parlar mai?
- Se us acudeix alguna cosa o animal que sigui encara més antiga?
- Quan van començar a viure els primers homínids?
- On situaríeu els dinosaures? Vivien persones al mateix temps?
Així mateix es poden analitzar les similituds i diferències entre organismes actuals i antics (per exemple, els cavalls actuals i els primers que es coneixen), i establir possibles arbres genealògics dels grans grups d’éssers vius. Es pot partir de preguntes com: En què s’assemblen? En què són diferents?
Els infants creuen que els éssers vius que s’han extingit són molt antics i no pensen en que n’hi ha de recents i, encara més, hi ha actualment moltes espècies en perill d’extinció. Ens podem preguntar a partir d’estudiar-ne alguna: On viu? És en un ecosistema ben connectat amb d’altres o més bé en un de tancat (com una illa)? Quines causes poden explicar que estigui en perill?…
Altres preguntes
Què hi ha en un llac? On viuen els diferents organismes? Per què viuen en aquest lloc i no en un altre? Quines són les característiques que defineixen la vida d’aquests organismes? Com seria la vida de tal animal en un dia de la seva vida a l’ecosistema? Quins serien els organismes que estarien a l’inici de la xarxa tròfica d’aquest llac?
En un poble s’han vessat productes tòxics en el riu que després passa per un bosc. Com pot canviar aquest bosc? Què pot passar si collim les flors d’un bosc, o desapareix tal animal?
Què passa entre el que entra ... i el que surt ... en una població, en una comunitat, en un ecosistema? Com era el bosc fa xxx anys? Què passaria si no hi haguessin microorganismes en un bosc?
Quins animals i plantes coneixeu i podeu diferenciar en el parc més proper a l’escola? Qui menja a qui? Hi ha algun organisme que s’alimenti de més d’un?
Imaginem un ecosistema humanitzat, com pot ser una ciutat. Quines poblacions d’organismes “productors” coneixeu? I de consumidors? En quin lloc de la xarxa situaríeu la població humana? Com hi entra energia, com flueix i com en surt? Quina matèria hi entra, com es transforma i quina en surt?
Quan un bosc es crema, es crema tot? Es moren tots els animals i plantes? Què canvia quan hi ha un incendi i que no canvia? Com es recupera un bosc després d’un incendi? De què depèn? Pot ser que hi hagi boscos que no es regenerin? És el mateix si plou que si no plou? Com es podrien prevenir els incendis?
Podríem imaginar l’escola com un ecosistema? Què serien els nens i les nenes? Què serien les classes? Quines interaccions es donen entre els infants i les classes? Quina energia entra, com flueix i com en surt? Quina matèria hi entra, com es transforma i quina en surt?
Idees clau
Les idees que volem recordar al final del procés.
- L'ecosistema és un sistema d'interaccions entre els éssers vius que hi viuen i entre aquests i l'entorn. Fruit d’aquestes interaccions, l’entorn es modifica.
- L'ecosistema intercanvia matèria i energia amb el medi, i els materials (l’oxigen, el carboni...) es transformen cíclicament i l’energia flueix, tant dins dels organismes a través de la nutrició com fora d’ells al llarg de la xarxa tròfica entre productors, consumidors y descomponedors.
- Un model complet dels éssers vius en relació al seu ambient, comporta necessàriament deixar d'estudiar-los com a sistemes aïllats i fer-ho des de la complementarietat entre la seva organització i l'ambient en què viuen.
- L'ecosistema es relaciona amb el medi i hi respon, modificant-lo, fet que permet interpretar les interaccions a nivell de biòtop i biocenosi, així com els impactes ambientals i les seves conseqüències per a les poblacions que el caracteritzen. ista
- Cada ecosistema té una estructura que el defineix, fruit de l’entramat d’interaccions entre biòtop i la biocenosi, i que no és ni fix ni estàtic. Qualsevol pertorbació o canvi (ex: canvi de temperatura, d’orientació, d'estació de l'any, del dia a la nit, per dessecació, epidèmies etc...) pot ocasionar canvis en l’estructura de l’ecosistema. Així les poblacions d'éssers vius poden créixer, disminuir o desaparèixer, afectant les interaccions entre elles.
- Una mesura de la riquesa i estabilitat d'un ecosistema és el grau de biodiversitat, tant de la varietat d'espècies que el formen com de la varietat genètica de cada individu.
- Els processos de canvi en el nombre relatiu d'individus de les poblacions que formen un ecosistema, al llarg del temps, caracteritzen i defineixen l'evolució biològica.
- El procés de selecció natural, és un dels mecanismes de l'evolució i consisteix en la major o menor probabilitat de reproduir-se d'un determinat individu, en un moment i en un medi específic. La major probabilitat de reproducció li confereix major possibilitat que els seus caràcters (gens) passin a la descendència i, per tant, que la seva població augmenti o es mantingui. En l’evolució no existeix cap pla, cap disseny previ, ni global ni específic, l’atzar intervé en la producció d’innovacions genètiques (mutacions) i en l’èxit reproductiu.