didácticas y evaluativas

Estrategias
didácticas y evaluativas
EDUCACIÓN
TÉCNICO
PROFESIONAL
Material complementario al articulo de Estrategias didácticas y evaluativas
Salar de Llamara (Págs 8-1 s>
Estromatolitos del Salar de Llamara
Estromatolitos del Salar de Llamara
Vida silvestre en el Salar de Llamara
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Salar de Llamara:
el origen de la vida
en la Tierra
Biología
Tercer Año de Educación Media
Profesores de FIDE Iquique reciben capacitación en terreno
Joseph Morgan
Secretario de FIDE Iquíque
E
n noviembre pasado unos 60 profesores de
Ciencias de FIDE de la ciudad de Iquique tuvieron un impactame viaje en el tiempo, nada
menos que hasta el origen de la vida en el planeta: el Salar de Llamara en el desierto de Atacama,
Región de Tarapacá. Esca iniciativa, organizada por
FIDE Regional Iquique y la ONG Atacama Susten-
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Pedagogfa /Mayo • Junio ¡009
cable, tuvo un verdadero éxito que hoy está rindiendo
frutos en las aulas de la región.
El encargado de esta capacitación fue Joseph Morgan, Secretario de FIDE Iquique, quien al arribo al
salar comenzó diciéndoles a los profesores: "Imaginen
que si pudiesen viajar en el tiempo decidieran hacerlo a
unos 4.400 millones de años en el pasado. Se arrepentirían
de inmediato, pues hubiesen durado sólo algunos segundos con vida, ya que la temperatura de la superficie
del planeta era de varios miles de grados Celsius, con
lo que vuestros cuerpos fatalmente se hubiesen evaporado y convertido en un puñado de gases. Supongamos ahora que ajustan mejor la máquina del tiempo
en la que viajan, a digamos unos 3.800 millones de
anos... No les habría ido mucho mejor, puesto que
se hubiesen asfixiado, pues en la atmósfera primitiva
no había oxígeno para respirar; además, la radiación
ultravioleta hubiese quemado literalmente vuestra piel
y, para peor de males, no hubiesen encontrado nada
con qué alimentarse, aunque posiblemente sí hubiesen encontrado agua dulce que beber y alcanzado a
ver un cielo azul prístino con nubes blancas. Recién
hace unos 3.500 millones de años —continuó el profesor Morgan— aparecieron en el planeta los primeros
organismos vivos, siendo los restos más antiguos que
revelan esta presencia los llamados es t rom atol i tos, que
son restos calcáreos de comunidades de microorganismos que se desarrollaron en aguas bajas de nuestro, en
ese entonces, primitivo planeta. Estos microorganismos eran capaces de realizar la fotosíntesis, al mismo
tiempo que, como un subproducto de su actividad vital, generaban oxígeno, el cual comenzó a acumularse
en la atmósfera de la Tierra durante millones de años,
creando con el tiempo las condiciones que permitieron el surgimiento de cada planta, animal y persona
que hoy existe en nuestro mundo".
Pero en realidad, no es necesario hacer este viaje de
ciencia ficción para tener una idea de cómo eta el planeta en aquellos años, pues muy cerca de Iquique, en
el Salar de Llamara, los docentes pudieron retroceder
verdaderamente en el tiempo y tener una sensación de
lo que fue la vida en la tierra primitiva, ya que Llamara
es uno de los pocos lugares del planeta en donde aún se
puede apreciar con vida a los estromatolítos.
El salar
En la patte sur de la Región de Tarapacá, no lejos del mar, se encuentra el Salar de Llamara, zona de
interés pedagógico y ecológico que lamentablemente
no pertenece al Sistema Nacional de Áreas Silvestres
Protegidas del Estado.
Este salar es uno de los últimos vestigios del gran
Lago Soledad, que hace millones de años era un verdadero mar interior en la regiones de Tarapacá, Arica
y Parínacota y que, con el paso del tiempo, se fue extinguiendo, quedando de él, en la actualidad, sólo lagunas como la Laguna del Huasco, e! Salar de Surire y
por supuesto, el Salar de Llamara.
El Salar de Llamara cuenta con lagunillas salobres,
donde se desarrollan los ya mencionados estromatolitos, auténticos corales andinos Ellos son nada menos
que los organismos vivos más antiguos que existen en
la Tierra, y que, como se dijo, mediante la fotosíntesis, originaron la atmósfera terrestre y la vida en el
planeta.
De regreso a la ciudad, después de diversas actividades en terreno organizadas por FIDE Iquique y la
ONG Atacama Sustentable, los profesores coincidieron
en declarar que mientras iban dejando atrás el aire
limpio de ese lugar lleno de vida y se acercaban a la
ciudad, les surgieron muchas inquietudes acerca del
camino que hace siglos emprendió la humanidad, pues
en las grandes ciudades no hay espacio para la contemplación ni el silencio, para el trinar de las aves ni
para el aire limpio ni para las aguas cristalinas... Nuevamente atrapados en la aglomeración y el bullicio, se
preguntaban si el hombre no estará construyendo para
sí un camino hacia su propia destrucción, no muy distinto al de los estromatoütos de Llamara.
Objetivo
Lograr que los estudiantes conozcan en términos
generales el proceso evolutivo que explica la diversidad
de los organismos y sus relaciones ancestrales, en una
historia de cambios que se remonta al origen mismo
de la vida.
Materiales e infraestructura
Sala de Audio con acceso a Internet.
Video de Youtube:
Estromatolitos en Dioscovery Chanel.
tttp: //www.yo titube, c o mi wat c h ? v=YGb 5 S9 8 Kvc M
Video de Youtube:
Travesía Norte: El Origen de la Vida en la Tierra.
ttp: //www.yo utube.com / watc h? v=IAfí> Lp - P wG
Actividad
Representar los principales eventos geológicos, ecológicos y evolutivos en la escala de tiempo geológico.
El profesor o profesora muestra los videos señalados
anteriormente e indica los períodos o eras geológicas
en que han ocurrido los eventos señalados, tales como
formación de la Tierra, formación de los océanos,
aparición de la vida, modificación de la atmósfera, y
la diversidad de organismos multicelulares que hacen
su aparición en el Cámbrico. Luego presenta una tabla
con los datos sobre los principales eventos geológicos
y biológicos en la historia de la Tierra y pide a los estudiantes que transformen esos datos'en una representación lineal de tiempo similar a la que se presenta en
el gráfico de la línea de tiempo.
Indicaciones al docente
Aunque en esta actividad se recuperan conocimientos previos es necesario reforzar las siguientes nociones:
1} Las formas vivientes han modificado los océanos, la
Estrategias didácticas y tvaluativas
Estrategias didácticas y evaluativas
LÍNEA DE TIEMPO
Calendario geológico y principal» eventos evolutivos
superficie terrestre y la atmósfera. Por ejemplo, los organismos fotosintéticos -como los es ero maco I ¡tos- son
responsables del oxígeno de la atmósfera. Luego de su
aparición en la Tierra hace unos 3.500 millones de
años, se acumuló oxígeno en la atmósfera y esto llevó
a la evolución de células eucariotes más estructuradas
(con mitocondrías que usan oxígeno) que a su vez llevaron a la aparición de plantas y animales multicelulares. 2) La aparición de los seres humanos es un evento
muy reciente en la escala de tiempo geológico.
Material de profundización
Solicitarlo por correo a Joseph Morgan, Director del Colegio Hispano Británico: www.chb.cl - direcá[email protected]
Estromatolitos
• Definición de estro mato lito
• Tapete microbiano
• Crecimiento
• Morfología
• Origen no biológico
• Disminución de los estromatolitos
• Importancia biológica
• Idealizaciones
• Algas formadoras de estromatolitos
Definición de estromatolito
Estromacolico es una palabra griega compuesta por
"stromatos" ¡capa) y "lythos" (piedra). Como su propio
nombre lo indica, son rocas laminadas; sin embargo, lo
que las hace realmente especiales es el origen microbiano de esa laminación.
El estromacolito se forma por acumulación de capas
que son moldeadas por la interacción entre procesos
orgánicos y sedimentarios. Las láminas asi constiuidas
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Pedagogía /Mayo - Junio 2009
suelen ser muy finas y se disponen unas sobre otras,
siendo su tamaño lo suficientemente grande como para
poder diferenciarlas a simple vista.
La parte biológica que va originando la estructura
está formada por muchos tipos de microorganismos
que conviven en un colectivo biológico. Estos microorganismos segregan un mucílago (una gelatina pegajosa), compuesto principalmente por carbohidratos,
que aglomera a las células, configurando tapetes microbianos. Los microbios son generalmente procariotas
(eubaccerias o arqueobacterias) filamentosos y fotoautótrofos (organismos que fabrican su propia materia
orgánica mediante fotosíntesis), y rnuy a menudo son
cianobacterias.
Hay que tener en cuenta que el mundo de los estromatolicos es variado y complicado y que no todos se
forman de la manera en que se describe arriba. El grosor
de las capas es variable en varios milímetros; algunos no
tienen casi componente mineral y están integrados casi
exclusivamente por materia orgánica, mientras que en
otros predomina el mineral que a veces es calcáreo y otras
más rico en fosfatos o silicio. Los procariotas tampoco
tienen la exclusiva en la formación de estromatolitos, ya
que como ocurre en Shark Bay (Australia), es posible
encontrar eucariotas plasmando el tapete microbiano.
Las definiciones dependen mucho de los autores,
/INI,i de Crecimiento
Bacterias fotosititéticds
Zona anóxica
E slf ornato lito en corle loijituilinal
pero lo principal y común en todas es el origen biológico de los tapetes.
El tapete microbiano del estromatolito
El agregado microbiano que forma el tapete del estromatolito es un ecosistema independiente a pequeña
escala con aerobios y anaerobios, consumidores y productores.
En las comunidades vivas actualmente, los principales microbios existentes son las cianobacterias.
Aunque la cianobacteria es un miembro muy avanzado
del dominio de las eubaccerias, siguen siendo bastante
simples. Pueden producir oxígeno y respirarlo y su
tamaño es mayor que el del resto de los procariotas,
presentando también una mayor variedad de formas.
Las cianobacterias son propicias para formar tapetes
que dan origen a los estromatolitos. Para fotos inte tizar
necesitan llegar a la luí del sol. requerimiento que se
satisface extendiéndose sobre superficies. Están englobadas en un mucílago que ellas mismas secretan, dando
integridad al tapete; además, las especies filamentosas
están especialmente bien dotadas para formar el tapete,
puesto que en sus movimientos en búsqueda de luz se
entrelazan, dándole robustez y flexibilidad.
Como en casi todas las comunidades vivas formadoras de tapetes, justo debajo de la capa de cianobacterias hay una zona habitada por bacterias fotos inte ticas
(bacterias purpúreas y bacterias verdes del azufre). El ser
fotos i n célicas y vivir por debajo de las cianobacterias no
les acarrea problema alguno, puesto que la longitud de
onda de absorción de cada uno de ellos es distinta; así,
la parte del espectro luminoso que no aprovechan las
cianobaccerias es recogida por el subtapete de bacterias.
Debajo del subtapete se encuentra una zona anóxica
de hasta unos ¿? centímetros de espesor, habitada por
eubacterias y arqueobactcrias que son anaerobios estrictos (no pueden vivir en presencia de oxígeno). El
CO, ATMOSFÉRICO
oxígeno es abundante sólo en la zona de crecimiento
dominada por las cíanobacterias, por lo que esta es la
única zona en la que pueden vivir los organismos aerobios. Parte del oxígeno es consumido por las cianobacterias y las bacterias que viven con ellas y el resto es
difundido a la atmósfera.
Crecimiento
La colonia de algas va creciendo y extendiéndose sobre
la superficie calcárea que ellas mismas van formando, utilizando la captación de sedimentos por parte de la capa
de mucílago que han secretado. Estos sedimentos capturados son cementados de manera laminar y proporcionan
el sustrato necesario para la proliferación de la colonia.
Los sedimentos capturados pueden provenir de partículas arrastradas por corrientes o por precipitación química
ordinaria del carbonato calcico. La superficie suele ser
bastante blanda, pudiéndosela cortar fácilmente con un
cuchillo, pero según se gana profundidad en el sustrato
se va endureciendo y cuando más tiempo pasa, más duro
se vuelve. Es posible que tras unas condiciones ambientales adversas la capa de crecimiento quede recubierta de
lodo. Ante esto, las especies filamentosas reaccionan despojándose de su atuendo de mucílago y deslizándose a
través del lodo hasta la superficie bañada por el sol, la cual
pronto colonizan. Como las bacterias fotos inte ti cas que
viven en el subtapete también necesitan luz, igualmente
migran y dejan el espacio que ocupaban vacío, de forma
que los anaerobios de la parte más baja pueden colonizar
una nueva zona rica en nutrientes.
Para la proliferación de la colonia de algas es necesa-
Kormacioncs columna res n<i nimiflcadas
1
Formaciones culumnaros minificadas
CO, Ji H2C03í± H + H C 0 3
2+ Ca + CO,
CaC01 Precipita
Los sedimentos capturados por el mucílago para la
formación del cstromaiolilo pueden provenir tanto de
partículas arrastradas por corrientes como de precipitación
química ordinaria del carbonato calcico.
Eítmtegtas didácticos? evoluativos
Imagen obtenida de wwiv.dnnr.wa.guv.au/ancienifossiJs
rio que las condiciones ambientales ie sean ventajosas.
Necesita una buena luminosidad además de una alta concentración de sales y nutrientes. El crecimiento óptimo en
aguas de mediana transparencia se produce a una profundidad de unos 10 metros.
El crecimiento del estromatolico puede verse disminuido
a causa de varios tactores, como pueden ser la presencia de
otras algas eucariontes, plantas acuáticas, ostras, corales;
la competencia por los minerales con los mecazoos que
metabolizan calcio para sus esqueletos, y la destrucción
por organismos raspadores y bacterias endolíticas.
En ciertos ambientes crecen rápidamente, pero por
regla general lo hacen muy lentamente: a razón de un
milímetro o menos durante varios años.
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Pedagogía/Mayo • Junio ¡009
Morfología
La superficie de crecimiento puede ser de varios tipos
(plana, arrugada, abultada, abovedada, cónica), dependiendo de qué organismos sean los responsables y del
medio en el que se encuentren.
El determinante principal de la forma de un estromatolito es el ambiente en el que se construye. Los planos indican ambientes tranquilos, con aguas sometas
o marismas estancadas. Los abovedados y columnares
suelen encontrarse cerca y presentar formas intermedias, como en Shark Bay, indicando que el ambiente
era en algunos lugares lo bastante turbulento como
para arrancar los tapetes que conectaban uno con
otro (produciendo domos aislados), mientras que en
otros lugares, de ambiente más tranquilo, se produjo
la formación de estos tapetes intracolumnares. Las
formas cónicas son el resultado de la tendencia de las
cía no bacterias a ascender y apilarse en una punta afilada, luchando por un lugar óptimo para sintetizar.
Pueden crecer en formas elongadas que indican la tendencia de las corrientes en las costas donde se formaron.
Aunque la tendencia normal es a formarse en dirección
normal a la costa, se han encontrado algunos con orientaciones distintas. Se Kan descrito es tro m atol i tos del
protero7.oico que se formaron paralelos a la costa debido
a corrientes que han sido determinadas por sedimentos
asociados. La forma elíptica de muchos estromatolitos
puede también explicarse por corrientes del agua.
Origen no biológico de estromatolitos
La abundancia de estromatolitos observables hoy en
día es menor cuanto más antiguos sean éstos. Más de
1.000 datan de la patte más reciente del Proterozoico,
tes demasiado extremos para sus predadores, como es
el caso de la laguna hipersalina de Shark Bay u otros
ejemplos de costas abrasadoras o fuentes termales.
unos centenares del Proterozoico antiguo y menos de
tres docenas del Arcaico. Sólo se han hallado 3 estromatolitos de más de 3.200 Ma. de antigüedad. Esta
escase/, ha llevado a muchos investigadores a preguntarse si el origen de éstos era biológico o se debía a
fenómenos físicos o geológicos.
Según J. William Schopf (Oradle of lífe, 1999),
si bien no puede descartarse el origen abiótico de determinadas formaciones dispersas y poco frecuentes,
no hay razón para dudar de la génesis microbiana de
otros estromatolitos de aquella época que, además,
son idénticos a estromatolitos más recientes de indudable origen microbiano. Por otro lado M. Walter (Oíd
fossiís could be fractal frauds, Nafure, octubre 1996)
argumenta que la génesis de cualquier tipo de estromatolito puede explicarse por cuatro procesos: deposición del sedimento, tensiones y efectos químicos
sobre el sedimento, precipitación normal a la superficie y otros efectos aleatorios. Walter concluye que,
teóricamente, los procesos abióticos pueden generar
los estro maro I i tos y, en ausencia de microfósiles dentro
de ellos, es imposible demoscrar su origen biológico.
Disminución de los estromatolitos
La proliferación de los estromacolitos ayudó firmemente a aumentar los niveles de oxígeno en la atmósfera gracias a la fotosíntesis de las cianobacterias. Sin
embargo, fue este mismo aumento de oxígeno el que
ayudó a la aparición de nuevas formas de vida que
desafortunadamente eran consumidores de los propios estromatolitos. Hace aproximadamente 800 Ma.
la cantidad de estromatolitos en desarrollo comenzó
a decaer, coincidiendo con la aparición de los primeros
organismos multicelulares. Otra de las postbles razones de la desaparición acelerada de los estromatoÜtos son las edades de hielo acaecidas durante el
Precámbrico.
Actualmente, la presencia de metazoos raspadores
hace que los tapetes de cianobacterias sean devorados,
resultando imposible la proliferación del estromatolito. Antes del Fanerozoico no existían estos animales,
por lo que el estromatolito podía tomarse tiempo para
crecer. Los escasos ejemplos que podemos encontrar
actualmente se deben a que se encuentran en ambien-
Importancia biológica
Acabamos de leer arriba que la forma de un estromatolito está principalmente determinada por las
condiciones ambientales y, por lo que parece, estas
condiciones no han cambiado mucho durante miles
de millones de años. De acuerdo con su apariencia,
los estromatolitos planos han cambiado poco o nada,
es prácticamente imposible distinguir entre estructuras que están separadas en su origen por 2.000 Ma.
Esto significa que los estromatolitos pueden contarnos mucho sobre las condiciones ambientales del
pasado, pero muy poco sobre su evolución.
Aunque la forma del estromatolito no evolucionara
es lógico pensar que sí lo hicieron los organismos que
los construyen. Esta idea se puede contrastar comparando los microorganismos fósiles encontrados en las
más de 250 comunidades Precámbricas fósiles que se
han hallado. Pero haciendo esta comparación, podemos ver que estas comunidades de microorganismos
tampoco han evolucionado de forma notable. Esta
ausencia de cambio parece contraria a la concepción
usual de evolución darwiniana y ha llevado a estudios
más en profundidad sobre el tema.
Localizaron
Seguidamente, damos una lista con algunas de las
lo cal i naciones donde se han encontrado restos de estromatolitos; las lo cal ilaciones se ordenan por la antigüedad de estos yacimientos:
_._.„_..
Precámbrico
Yellowknife, Canadá
Uchi Greenstone, Canadá
Steeprock, Canadá
Ventersdrop, Sudáfrica
Insuzi, Sudáfrica
Onverwacht, Sudáfrica
Bulawayan, Sudáfrica
Fortescue, Australia
Hamersley. Australia
Turee Creek, Australia
Nullagine, Australia
Cabo rea, Sonora
Cámbrico
Santa Helena, Montana
Austin, Texas
Sahara, Algeria
Lanzhou, China
Wirrealpa, Australia
f^-j!
Ordo vídeo
Jurásk
Cannon River, Minnesota
Notre-Dame-du-Nord, Lago Th miseá mingue, Canadá
W Maryland, USA
S Hannover, Alemania
Weymouth, Portland, UK
Anguedoc, Francia
Coahuila, México
Silúrico
Glacier Bay, Alaska
Ilych River, Montes Urales, Rusia
Devónico
Arlas Saharianos, Argelia
Montes Harz, Alemania
Montes Hlinnsko, Checoslovaquia
Valle Cootamundra, Australia
Huépac. Sonora, México
Araripe. Brasil
Campos, Brasil
Salta, Argentina
Somuncura, Patagonia, Argentina
Dorset, UK
Red Chalk, UK
Carbonífer
Linton, Ohio
Cape Bretón, Nueva Escocia, Canadá
Glasgow, Escocia
Baja California Sur, México
Pirineos Centrales, España
Massif Central, Francia
Actuales:
Lago Spence, San Angelo, Texas
Lrdeve, Francia
.ico:
Montes Harz, Alemania
Montes Apeninos, Italia
Abu Dhabi, Arabia Saudita
14
Pedagogía /Mayo- Jumo 2009
Atolón Tuamotu, Pacífico Central
Yellowstone, Wyoming
Cuatrociénegas, Coahuila, México
San Luis Potosí, México
Alchichica, México
Las Huertas, México
Yucatán, México
Bahamas, USA