Trabajo de Evolucion 88KB Aug 26 2014 03:14:05 PM

Trabajo de Evolución
Nicolás Cavieres Palacios III-A
1). Área de Biología:
1.1). Adaptación:
Material
Cuatro cajas con plantas de pino (Pinus pinaster) de un
año, con diferentes grados de desarrollo, representando las
cuatro combinaciones posibles de interacción de las dos
variables: genotipo y ambiente.
Fundamento científico
El estudio genético de la micro-evolución de individuos dentro de una misma especie como
adaptación a ambientes favorables (lluviosos, templados y con buenos suelos) o desfavorables
(secos o fríos, con suelo erosionado o poco fértil) es de aplicación a la elección de la mejor
procedencia de una especie para una repoblación forestal. Los árboles que viven en ambiente
favorable (semilla f) suelen ser capaces de aprovechar al máximo las buenas condiciones y de
adaptarse a cambios ambientales transitorios, pero no tienen por qué estar igual de bien
adaptados a sufrir la sequía o la escasez de recursos de forma continuada. Del mismo modo,
poblaciones de la misma especie que han vivido durante muchas generaciones en sitios
difíciles (semilla d) han logrado adaptarse a ese medio dedicando gran cantidad de recursos al
ahorro de agua, a mantener una raíz profunda y a acumular reservas de agua y nutrientes, lo
que les hace muy tolerantes a la escasez, pero poco capaces de aprovechar condiciones más
favorables.
Desarrollo
Se dispusieron las cajas situando dos en un sitio considerado favorable (Sitio F) (fotografía 1) y
las otras dos en un sitio considerado desfavorable (Sitio D) (fotografía 2). Se trataba de deducir
cuál era el genotipo de procedencia de los pinos de cada caja a la vista del grado de desarrollo
de los árboles. Para ello, se facilitaban tarjetas con las cuatro combinaciones posibles, de
modo que se pudiera asignar una a cada caja de pinos:
Semilla f × Sitio F.
Semilla f × Sitio D.
Semilla d × Sitio F.
Semilla d × Sitio D.
¿Qué hizo el visitante?
Resultaba paradójico y sorprendente para la mayoría de los visitantes que las plantas
procedentes de semillas de sitio desfavorable crecían mejor en terrenos desfavorables que las
que provenían de sitios favorables.
1.2) Sistema Nervioso
¿Qué vas a aprender?
En este práctico conocerás la historia y el uso del micro estimulación en el estudio del sistema
nervioso, e investigarás el efecto de la frecuencia en la excitabilidad eléctrica de los nervios de
la cucaracha.
Antecedentes
Mucho antes que los científicos fueran capaces de registrar spikes, podían estimular el sistema
nervioso mediante el uso de baterías (La Botella de Leyden). Dado que los nervios utilizan
electricidad para comunicarse, pueden ser manipulados por ella también. Luigi Galvani, un
científico italiano del siglo XVIII, descubrió que al aplicar electricidad a los nervios de las patas
de una rana, sus músculos se contraían.
Descubrimientos como este dieron lugar a debates sobre si la "electricidad animal" era
diferente de la electricidad producida en las tormentas eléctricas. Galvani también experimentó
con esto, colgando ancas de rana en su patio trasero durante tormentas y observando los
espasmos de las patas. Estos resultados fueron también fuente de inspiración para
"Frankenstein", de Mary Shelley:
"Quizás podía reanimarse un cadáver; el galvanismo había dado prueba de tales
cosas; quizás podía fabricarse las partes componentes de una criatura, ensamblarlas y
dotarlas de calor vital." -Mary Shelley, Introducción a Frankenstein
Eventualmente, la comunidad científica se puso de acuerdo y descubrió que si bien la
electricidad es capaz de estimular el sistema nervioso y el tejido muscular, el tejido en sí
genera electricidad. Esto llevó a los inicios de la neurociencia contemporánea, que es lo que
estás estudiando hoy.
En otro famoso experimento en 1870, los científicos y médicos alemanes Eduard Hitzig y
Gustav Fritsch aplicaron una corriente eléctrica a la corteza cerebral expuesta (la parte
arrugada del cerebro) de un perro, en su propia cocina (sí, en ese tiempo también sonaba
extraño) demostrando que la estimulación de partes diferentes del cerebro puede causar
diferentes tipos de movimientos.
Hoy en día, estas técnicas son utilizadas especialmente en pacientes afectados por la
enfermedad de Parkinson.
Mediante la inserción de un pequeño electrodo, siempre en una parte específica del cerebro
conocida como el núcleo subtalámico, es posible disminuir sacudidas y temblores asociados
con la enfermedad. Sin embargo, se han descrito efectos secundarios, como una asociación a
la adicción al juego y otras conductas compulsivas.
Actualmente, algunos grupos de investigación de avanzada están diseñando pequeños chips
que estimulan los nervios del ojo como una cura para la ceguera.
Procedimiento
r o tu computador, conecta el cable de estimulación a la entrada de
audífonos.
"Paul's
Boutique"), pon el volumen a la mitad, y súbelo lentamente. En algún momento, la pata debiera
empezar a "sacudirse" al ritmo del bajo de la canción.
Ahora pon una canción con muchos agudos (como J.H. Bach), y observa la pata. ¿Se
mueve?
o, sería ideal tener un control sobre la estimulación más fino que tan solo tocar
música. No te preocupes, se puede hacer. Usando una aplicación gratis como ToneGen en tu
laptop, o FreqGen en tu iPhone, puedes controlar la frecuencia y amplitud del estímulo. En
personas que tienen un implante coclear o estimuladores profundos del cerebro, la señal
llamada “tren de pulsos bifásicos” se ve así:
s en "square wave", y ajusta la tasa (frecuencia)...
Y volumen (amplitud).
¿Puedes encontrar el punto ideal con el menor volumen y mejor frecuencia para lograr
movimiento? Usa la siguiente tabla como guía.
Novedades
Si quieres, puedes estudiar la microestimulación en un experimento aún más simple solamente
usando:
Primero, estudiemos la teoría detrás del funcionamiento de los parlantes:
El sonido, representado por la corriente eléctrica que viaja por los cables, pasa por un campo
magnético en el parlante, lo que causa que el tambor se mueva, empujando aire y creando el
sonido que puedes escuchar. Por ejemplo, ¿has visto un woofer vibrando en un concierto de
rock?
Este principio funciona al revés también, y así funcionan los micrófonos. Si hablas por un
micrófono, el movimiento del tambor genera una corriente que fluye a través de los cables. Si
usamos un parlante especial, llamado piezoeléctrico, podemos generar voltajes bastante
grandes (1-3 V), ¡tan grandes que son capaces de excitar tejido nervioso y muscular!
Conecta los dos cables del parlante a las agujas en la pata de la cucaracha usando los clips,
coloca el parlante cerca de tu boca, y silba lo más fuerte que puedas. Observa la pata; mientras
silbes más fuerte, la pata debiera empezar a moverse.
2). Área de Química
2.1) Cinética química
Materiales
Tubos de ensayo.
Gradillas.
Calefactor/agitador magnético.
Matraces Erlenmeyer.
Espátulas.
Probetas.
Diversos productos químicos.
Fundamento científico
Los cambios químicos pueden producirse a diferentes velocidades. Como las reacciones
químicas tienen numerosas aplicaciones, la velocidad con que transcurren es importantísima.
El estudio de la velocidad de las reacciones químicas constituye la cinética química. La
velocidad de las reacciones químicas depende de cuatro factores: el estado de división de los
reactivos, la concentración de los reactivos, la temperatura y la adición de catalizadores.
Desarrollo
Se llevan a cabo cuatro experimentos químicos que ponen de manifiesto la dependencia de la
velocidad de una reacción química en función de:
El estado de agregación de los reactivos. Reacción entre el nitrato de plomo (II) y yoduro de
potasio, primero en estado sólido y después en disolución.
Pb (NO3)2 + 2 KI ····>> PbI2 (s) + 2 KNO3
La aparición del yoduro de plomo (II), sólido amarillo insoluble en agua, determina el final de la
reacción.
La adición de catalizadores. Reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno en
presencia de cuatro catalizadores diferentes (dióxido de manganeso, trióxido de dihierro, patata
e hígado). La adición de detergente líquido, que asciende por las cuatro probetas a diferente
velocidad, permite visualizar las diferentes velocidades de reacción.
H2O2 (ac) ····>> H2O (l) + 1/2 O2 (g)
La concentración de los reactivos. Reacción redox entre yodato de potasio e
hidrogenosulfito de sodio. En exceso del primer reactivo, y cuando se ha consumido el
segundo, se forma yodo, que se identifica por el color anaranjado que aparece debido a la
presencia del ion triyoduro. Se realizan dos experiencias. En una de ellas se diluye a la mitad la
concentración de yodato de potasio y se comparan los tiempos de reacción.
KIO3(ac) + 3NaHSO3 ····>> KI(ac)+ 3/2 Na2SO4(ac) + 3/2 H 2SO4(ac)
KIO3(ac) + 5KI + 3H2SO4(ac) ····>> 3I2(ac) + 3H2O(l) + 3K2SO4(ac)
La temperatura. La misma reacción anterior se realiza aumentando la temperatura, sin variar
la concentración de los reactivos, observando la diferencia de tiempo en la aparición del color
anaranjado que indica el final de la reacción.
2.2) Equilibrio Químico
Materiales
Tubos de ensayo.
Gradilla.
Cuentagotas.
Placas Petri o vidrios de reloj.
Probetas.
Erlenmeyer.
Agua muy caliente.
Agua muy fría.
Modelos moleculares.
Sustancias químicas: dicromato de potasio (K2Cr2O7),
cromato de potasio (K2CrO4), hidróxido de sodio(NaOH),
ácido clorhídrico (HCl), cobre metal (Cu) y ácido nítrico
(HNO3).
Introducción
El equilibrio químico es el proceso reversible en el que coexisten reactivos y productos.
EXPERIENCIA 1: CROMATO-DICROMATO
Desarrollo
En un vaso de precipitados disolvemos una pequeña cantidad de dicromato de potasio en
agua. El dicromato de potasio, al reaccionar con el agua, se disocia y se forman los iones
dicromato, que proporcionan un color naranja. En otro vaso de precipitados disolvemos una
pequeña cantidad de cromato de potasio en agua. Se produce igualmente una disociación y
aparecen los iones cromato que colorena la disolución de amarillo.
¿Qué hizo el visitante?
En un vidrio de reloj añadió unas gotas de dicromato de potasio y, sobre él, unas gotas de
hidróxido de sodio. Comprobó que el dicromato se convertía en cromato de color amarillo.
Análogamente, al añadir sobre el cromato de color amarillo un ácido, en este caso ácido
clorhídrico, se comprobó que se volvía de color naranja debido a la presencia de iones
dicromato.
Este equilibrio se debe al fenómeno del ion común del agua. Si añadimos uno de los iones del
agua, H+, la reacción tiende a desplazarse hacia la derecha para mantener el equilibrio y que
no haya solo reactivos, sino que aparezcan los productos. Cuando añadimos la sal NaOH (los
iones OH−), el equilibrio se desplaza hacia la izquierda para formar reactivos y mantener el
proceso.
EXPERIENCIA 2: 2 NO2«---» N2O4
Desarrollo
En un tubo de ensayo introducimos una pequeña cantidad de cobre metal en cuentas (no en
virutas) y añadimos unas gotas de ácido nítrico concentrado. En esta reacción se produce un
gas, el NO2. Nos interesa recoger este gas. Para ello, cerramos el tubo de ensayo con un
corcho. Cuando veamos que todo está lleno de este gas, que es amarillo, en ese momento el
tubo no contiene aire, y sí NO2. Tenemos preparadas dos probetas, una con agua muy fría y
otra con agua muy caliente.
¿Qué hizo el visitante?
Introdujo el tubo de ensayo, ya cerrado, en la probeta con agua fría. El color amarillo del gas se
intensifica y, a continuación, lo introdujo en la probeta con agua muy caliente y se volvió de
color ocre.
Esto se debe a que, por efectos del calor externo, el NO 2 se dimeriza, las moléculas se
agrupan de dos en dos, los enlaces se hacen más fuertes y el color del gas se oscurece. Este
proceso es reversible, porque siempre que modifiquemos externamente la temperatura del
sistema, el equilibrio se desplazará en un sentido o en otro.
3). Área de Física
3.1) Fluidos
Materiales
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Limaduras de hierro.
Aceite vegetal crudo.
Imanes.
Un recipiente de cristal.
Procedimiento
Mezclamos en el recipiente de cristal un volumen de limaduras de hierro con dos volúmenes de
aceite. El fluido que se forma después de agitar bien tiene una viscosidad similar a la del
aceite. Si acercamos un imán por cada lado, con caras enfrentadas, veremos solidificarse el
fluido. Si apartamos los imanes, se convierte de nuevo en líquido .Esta viscosidad variable se
comprueba al intentar remover el fluido con un lápiz en los distintos casos.
Explicación
La reología es la ciencia que estudia el lento fluir de algunos sólidos: vidrio, hormigón, etc. En
este caso se trata de fabricar un fluido que se convierte en sólido, y de nuevo en líquido, según
acerquemos o alejemos un campo magnético . Este tipo de fluidos podrían servir para
amortiguadores inteligentes (se harían más o menos duros según sea el terreno), frenos de
distinta dureza (un disco acoplado a un motor podría ser frenado más o menos según varíe la
viscosidad del fluido en el que gira el disco), autómatas con “manos” de dureza variable, según
lo que vaya a coger, etc.
3.2) Movimiento Circunferencial
Materiales
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Hilo de nailon.
Tubo de plástico.
Porta pesas.
Tapón horadado.
Dinamómetro.
Cinta aislante
Cinta métrica.
Cronómetro.
Procedimiento
Se hace girar de modo estable el tapón de caucho de la figura, fijando un radio arbitrario. Si se
mide el periodo de la oscilación, el radio de la órbita y las masas responsables de la fuerza
centrípeta, es posible medir la aceleración y la masa inerte del tapón (que debe coincidir con su
masa gravitatoria medida en una balanza).
Explicación
Con esta experiencia se pretende identificar las fuerzas centrípetas (o centrífugas, según el
observador), así como diferenciar y relacionar las magnitudes masa inerte y masa gravitatoria.