miércoles, 14 de noviembre de 2018

El efecto de la luz sobre las plantas. Fundamentos teóricos.

¿Qué es una planta?

La definición de planta se sigue discutiendo hoy en día. La imagen que tenemos de una planta es la de un organismo sésil (que no se desplaza), de color verde, que presenta hojas, y, en ocasiones, flores. Sin embargo, hay plantas sin hojas o de distintos colores. Además, dentro de las plantas se incluyen a los musgos y helechos, mientras que los hongos ya no se consideran dentro del reino y en el caso de las algas, hay controversia.
Una clasificación clásica es la de plantas con (angiospermas y gimnospermas) y sin flores (briófitas y pteridófitas).

Forma de obtener energía
Las denominadas plantas verdes obtienen la energía necesaria para su crecimiento y reproducción a partir de un proceso denominando fotosíntesis. Estas plantas también se denominan autótrofas ya que producen su propio alimento.

Célula vegetal

Las plantas están constituidas por células vegetales, eucariotas. Estas, presentan algunas diferencias con respecto a la célula animal, en parte porque en su interior tiene lugar el proceso de fotosíntesis, exclusivo de los organismos vegetales. 
En su parte más externa, la célula consta de una pared celular formada principalmente por celulosa (un polisacárido), que da soporte a la célula. Además, la pared sirve como protección y es imprescindible en la comunicación celular.
La pared recubre el siguiente elemento: la membrana celular. Esta capa, constituida principalmente por lípidos y proteínas, consta de unos poros que le permiten intercambiar sustancias con el exterior.
El interior de la célula, por otro lado, está constituido por el citoplasma que, a su vez, contiene los orgánulos y el citosol. Este último está formado por el citoesqueleto, encargado de dar soporte y forma a la célula, y de mantener los orgánulos en su sitio (entre otras funciones).

Entre los orgánulos de la célula vegetal, cabe destacar los siguientes:
-Núcleo celular: orgánulo que contiene el ADN, la información genética del organismo. Se encuentra recubierto por una membrana lipídica, denominada membrana nuclear, que controla el intercambio de sustancias con el citoplasma.

-Retículo endoplasmático: localizado alrededor del núcleo, se trata de un conjunto de membranas encargadas del transporte de sustancias en el interior celular, al igual que interviene en la síntesis de lípidos y proteínas. Se divide en dos tipos: liso y rugoso (rodeado de ribosomas).
-Aparato de Golgi: orgánulo formado por una serie de sacos aplanados y apilados que se localizan cerca de la membrana plasmática, a través de la cual envía sustancias.
-Ribosomas: orgánulos encargados de la síntesis de proteínas.



-Vacuola: orgánulo de gran tamaño que contiene líquido y está rodeado por una membrana vacuolar o tonoplasto. Al contrario que las células animales, las vegetales, cuando ya han madurado, solo tienen una gran vacuola que contribuye a mantener rígidos los tejidos de las plantas.

-Mitocondrias: rodeadas por una doble membrana, estos orgánulos se encargan de realizar la respiración celular, un proceso en el que se obtiene energía en forma de ATP (trifosfato de adenosina).
-Plastos: orgánulos encargados de producir y almacenar sustancias imprescindibles para la fotosíntesis y la síntesis de lípidos y aminoácidos. Entre ellos se encuentran los cloroplastos.
Cloroplastos: orgánulos característicos de la célula vegetal en los que tiene lugar la fotosíntesis. Contienen la clorofila, un pigmento que aporta la coloración verde a las plantas y que se encarga de la absorción de la energía solar. 
-Peroxisomas: orgánulos celulares que realizan distintas funciones como el metabolismo de lípidos y la protección frente a moléculas perjudiciales para la célula. 





Fotosíntesis
La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas transforman la energía lumínica en energía química, necesaria para realizar sus funciones vitales.  Para ello, tienen ciertos requerimientos importantes como la luz y agua y sustancias minerales, que absorben a través de las raíces.

En las plantas, el proceso tiene lugar principalmente en las hojas (aunque también puede darse en el tallo) en el interior de las células vegetales. Concretamente, algunas reacciones ocurren en unos orgánulos llamados cloroplastos. Estos contienen clorofila, el pigmento que le da el color verde a las plantas y uno de los encargados de la absorción de la luz solar. Mediante la energía de la luz solar y, partiendo de la materia inorgánica (minerales), las moléculas de agua y el dióxido de carbono (CO2) obtenidos previamente por la planta, se genera energía en forma de otras sustancias químicas y materia orgánica, principalmente hidratos de carbono. En este proceso, además, se produce la liberación de oxígeno (O2) a través de las hojas.


Fotosíntesis y crecimiento

Parte de la energía generada en el proceso se utiliza en el desarrollo de la planta. El desarrollo engloba el crecimiento y la diferenciación.
El crecimiento hace referencia al incremento del tamaño de la planta debido a un aumento en tamaño o el número de células. Estas se generan a partir de otras mediante división celular.

Por otro lado, la diferenciación implica la especialización de estas células para realizar distintas funciones y generar los diferentes órganos de la planta.

Importancia de la fotosíntesis
La fotosíntesis ha sido un proceso crucial para la historia de la vida en la tierra ya que la producción de oxígeno ha contribuido a la composición de la atmósfera actual.  Es debido a esta producción de oxígeno que los bosques y selvas se consideran los “pulmones del planeta”.

Por otro lado, este fenómeno es esencial para la supervivencia de los organismos vegetales, que son la base de la cadena alimenticia. En los ciclos de materia y energía de los ecosistemas, las plantas son los productores primarios que transforman la energía lumínica en energía química y materia orgánica (el propio cuerpo de la planta). Estas servirán de alimento para el siguiente eslabón, los consumidores. Los desechos y restos de ambos tipos de organismos son, finalmente, tratados por los descomponedores que transforman esa materia orgánica en inorgánica. Esta materia inorgánica es absorbida por los productores en un nuevo inicio del ciclo. Por lo tanto, el proceso es clave para la subsistencia de los ecosistemas y la vida de los seres vivos en el planeta.
Además, el proceso es importante porque permite la absorción de CO2, un gas cuya extensión en la atmósfera hoy en día contribuye al efecto invernadero, que produce el calentamiento global. Este fenómeno se genera porque este y otros gases, procedentes en su mayoría de las emisiones de las actividades humanas, se acumulan en la atmósfera reteniendo la energía que la tierra devuelve a la misma, generando un incremento de la temperatura. Las plantas contribuyen a la absorción de dióxido de carbono durante la fotosíntesis. 

*Reproducción de las plantas

La reproducción en las plantas puede ser sexual o asexual.
En la reproducción sexual intervienen los órganos sexuales de la planta: las flores. En primer lugar se produce la polinización, bien sea por animales o por el viento. Los granos de polen se desplazan desde los estambres, el órgano reproductor masculino, al pistilo, órgano reproductor femenino. El pistilo contiene el ovario con los óvulos y, estos, al entrar en contacto con el polen pasan a formar las semillas. El resto del órgano reproductor femenino pasará a ser el fruto y protegerá a las semillas, que contienen en su interior el embrión de la planta. De esta forma, si caen en un sustrato con humedad y temperaturas adecuadas se producirá la germinación para dar lugar a una nueva planta.

Por otro lado, hay plantas que pueden llevar a cabo la reproducción de forma asexual, a partir de órganos distintos de las flores. Algunas, como las fresas, pueden utilizar estolones, partes del tallo que al entrar en contacto con el suelo germinan y dan lugar a la nueva planta. Otras emplean los tallos pero en este caso subterráneos, llamados rizomas. Además, algunas presentan estos tallos subterráneos engrosados, formados por azúcares y nutrientes, a partir de los cuales se puede originar una nueva planta. Este es el caso de los tubérculos como la patata.

Datos de las plantas propuestas

Poto (Scindapus aureus)
-Luz: necesitan bastante luz aunque soportan algo de sombra. En ausencia de luz produce cambio de coloración en las hojas.

-Temperatura: el rango óptimo está entre los 17 y 24 º C.

-Agua: regar una vez por semana en invierno y en verano aproximadamente cada cuatro días. Evitar encharcamientos.
-Terrenos: turba y compost, el abono líquido aplicado mensualmente es beneficioso. Si las hojas presentan color amarillo es que tienen falta de hierro.

-Reproducción: se puede reproducir mediante esquejes.
-Otros: tienen un crecimiento muy rápido, pueden resultar tóxicas si se ingieren o irritantes en la piel.

Ficus (Ficus elastica)

-Luz: necesitan bastante luz pero es conveniente no exponerlas directamente al sol si la luz es muy intensa.
-Temperatura: el rango óptimo está entre los 16 y 21 º C, no soporta bien los cambios de temperatura.

-Agua: regar de forma moderada, esperar a que la tierra se haya secado antes de volver a regar, el exceso de agua puede producir el amarillamiento de las hojas y su caída.

Cheflera (Schefflera arboricola)

-Luz: crece mejor en sombra.
-Temperatura: conviene que esté en un ambiente fresco, de entre 15 y 25 ºC.

-Agua: no requiere mucha agua y no tolera el encharcamiento. 

-Terrenos: sustrato de plantas de interior, conviene añadir abono especial para plantas verdes en los riegos. 
-Reproducción: se puede reproducir mediante esquejes.


8. GLOSARIO

Aparato de Golgi: orgánulo formado por una serie de sacos aplanados y apilados que se localizan cerca de la membrana plasmática, a través de la cual envía sustancias.
Autótrofos: organismos vegetales capaces de sintetizar hidratos de carbono de manera que no necesitan tomarlos del exterior, sino que los producen por sí mismos. 
Célula eucariota: célula provista de núcleo envuelto por una membrana propia y citoplasma rodeado de membranas divisorias y cavidades que forman diferentes orgánulos. Pueden dividirse de forma asexual (mediante mitosis) o sexual (meiosis), y a este tipo de células pertenecen la animal y la vegetal. 
Clorofila: pigmento localizado en los cloroplastos de las células vegetales, que absorbe la luz solar y le otorga la coloración verde a la planta.
Cloroplastos: orgánulos característicos de la célula vegetal en los que tiene lugar la fotosíntesis. Contienen la clorofila, un pigmento que aporta la coloración verde a las plantas y que se encarga de la absorción de la energía solar.
Crecimiento: es el incremento de las dimensiones de la planta, ya sea por aumento del tamaño o del número de sus células. 
Desarrollo: es el conjunto de procesos que contribuyen a la formación del cuerpo de la planta capacitándola para obtener alimento, reproducirse y adaptarse a su ambiente.  
Diferenciación: es el proceso de especialización de las células de la planta para realizar funciones concretas. 
Dióxido de carbono (CO2): molécula formada por un átomo de carbono unido a dos átomos de oxígeno, que está presente en la atmósfera terrestre y es esencial para numerosos procesos biológicos. Es absorbido por las plantas para realizar la fotosíntesis. 
Fotosíntesis: proceso de transformación de la energía solar en energía química llevado a cabo por las plantas para su nutrición. 
Hidratos de carbono: compuestos orgánicos que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno; que principalmente cumplen una función estructural y de aporte energético. 
Materia orgánica: aquella que se encuentra formada por moléculas procedentes de los seres vivos.
Materia inorgánica: aquella que no está compuesta por carbono y que no procede de la descomposición de los seres vivos sino de reacciones químicas. 
Mitocondrias: rodeadas por una doble membrana, estos orgánulos se encargan de realizar la respiración celular, un proceso en el que se obtiene energía en forma de ATP (trifosfato de adenosina).
Núcleo celular: orgánulo que contiene el ADN, la información genética del organismo. Se encuentra recubierto por una membrana lipídica, denominada membrana nuclear, que controla el intercambio de sustancias con el citoplasma. 
Oxígeno (O2): molécula formada por dos átomos de oxígeno, presente en la atmósfera terrestre y esencial para la mayoría de los organismos del planeta. Es liberado por las plantas tras la fotosíntesis. 
Peroxisomas: orgánulos celulares que realizan distintas funciones como el metabolismo de lípidos y la protección frente a moléculas perjudiciales para la célula. 
Plastos: orgánulos encargados de producir y almacenar sustancias imprescindibles para la fotosíntesis y la síntesis de lípidos y aminoácidos. Entre ellos se encuentran los cloroplastos.
Retículo endoplasmático: localizado alrededor del núcleo, se trata de un conjunto de membranas encargadas del transporte de sustancias en el interior celular, al igual que interviene en la síntesis de lípidos y proteínas. Se divide en dos tipos: liso y rugoso (rodeado de ribosomas).
Ribosomas: orgánulos encargados de la síntesis de proteínas. 
Sales minerales: moléculas de tipo inorgánico que en los organismos vivos pueden aparecer en forma de cristales, disueltas, precipitadas o vinculadas a otras moléculas. 
Vacuola: orgánulo de gran tamaño que contiene líquido y está rodeado por una membrana vacuolar o tonoplasto. Al contrario que las células animales, las vegetales, cuando ya han madurado, solo tienen una gran vacuola que contribuye a mantener rígidos los tejidos de las plantas.
*Si se añade lo de las flores meter los términos de las partes (y un dibujo)



9. BIBLIOGRAFÍA

















lunes, 2 de octubre de 2017

Un nuevo proyecto de investigación

Proyecto de investigación: Efecto de la presencia de plástico en la producción y calidad del Compost


La Universidad Autónoma de Madrid (UAM) desde su Unidad de Cultura Científica (UCC), dirigida por Marta Ramos y Javier Baena, coordina y financia por segundo año consecutivo el proyecto Ciencia en la Escuela cuyo desarrollo tiene lugar en distintos centros educativos de la Comunidad de Madrid.

El proyecto tiene como pretensión acercar, de forma amena, la actividad científica a las aulas de Primaria con el objetivo de favorecer la adquisición de un pensamiento crítico y responsable entre los más jóvenes mediante la proposición y desarrollo de una investigación experimental adaptada y el uso, por parte del alumnado, del método científico para abordar los problemas o las preguntas que se les formulen o que se planteen a si mismos.

Para ello, y en forma de contexto, se propone que cada Centro se convierta en una Brigada de Investigación Científica Escolar (B.I.C.E.) en la que docentes y estudiantes, de forma conjunta y a través de los diferentes aspectos del desempeño científico, como el trabajo en grupo o la minuciosidad y rigurosidad que conlleva, emprendan una metodología encaminada a desarrollar un alumnado autónomo, implicado y motivado capaz de convertirse en protagonista de su propio proceso de aprendizaje.

Del mismo modo, y con la intención de dotar al proyecto de un mayor grado de realidad y verosimilitud, como fase final del proyecto, se propone a su vez que el alumnado defienda los resultados del desarrollo de su investigación en audiencia pública durante el mes de abril en la UAM.



miércoles, 12 de octubre de 2016

Lo que vamos a investigar.

Investigamos el "Efecto de factores abióticos y bióticos sobre la coexistencia de dos especies y sus interacciones de competencia".

Estudiamos cómo son las interacciones de competencia entre las plantas por los recursos, para ello seleccionamos dos tipos diferentes de semillas y, controlando sus necesidades de agua y nutrientes, analizamos cómo influyen en el crecimiento de las plantas.

¿Cómo nos organizamos?

En cada centro organizamos una Brigada de Investigación Científica Escolar (B.I.C.E.)

¿Cómo lo vamos a hacer?

Aplicando el método científico. Seremos rigurosos/as en las anotaciones, cuidadosos/as en la manipulación de las herramientas, comprobaremos los resultados con el equipo de trabajo y al final elaboraremos un informe con la investigación.

¿Dónde desarrollamos la investigación?

En el Aula Experimental - Invernadero (A.E.I.)

¿Dónde compartimos los avances científicos de la B.I.C.E.?


¿Qué aspectos tenemos que tener en cuenta?

• Organizar tu Equipo de trabajo.
• Respetar a los miembros de tu Equipo.
• Ser responsables del material, de las plantas (son seres vivos) y del A.E.I.
• Seguir siempre las normas de la investigación.
• Anotar y apuntar imprevistos o accidentes que ocurran en nuestra investigación.
 • Eres investigador/a y este cuaderno de trabajo es fundamental para tu trabajo final, no lo pierdas ni deteriores.
• Custodiar tu carnet de B.I.C.E. sin él no podrás acceder a las instalaciones y secciones científicas de la UAM.
• Recuerda, cada miembro del Equipo debe elaborar su diario de trabajo en el cuaderno de trabajo.
• Al final de la investigación deberás elaborar un informe con tu Equipo que se comunicará a la UAM y difundirá en el Blog.

viernes, 7 de octubre de 2016

El experimento original.

EFECTO DE LAS PRECIPITACIONES SOBRE LA COEXISTENCIA DE DOS ESPECIES Y SUS INTERACCIONES DE COMPETENCIA. 

Por Rocío Tarjuelo.


 INTERÉS DEL EXPERIMENTO

• Aspectos teóricos relacionados con la biología de las especies, como son las interacciones de competencia por los recursos. Además, ver el efecto que pueden tener las variables ambientales y sus fluctuaciones sobre estos patrones de competencia.
• Resultados aplicados a la conservación. El cambio climático está modificando los patrones meteorológicos, lo que pueden tener un impacto en la configuración de las comunidades de animales y plantas y en las relaciones que mantienen.
• Aplicar el método científico a un caso de estudio.
• Reutilización de objetos cotidianos para la elaboración del experimento.
• Organización de trabajo y responsabilidad en el desarrollo de las tareas.


INTRODUCCIÓN

La distribución y abundancia de las especies está determinada por variables abióticas como pueden ser la temperatura, las precipitaciones, la litología del suelo, la salinidad del agua o la presencia de barreras geográficas que impiden a las especies colonizar nuevas regiones. Por ejemplo, la perdiz nival o lagópodo alpino (Lagopus muta) es una especie de ave propia de la tundra del hemisferio norte, adaptada a condiciones de frío extremo. Como consecuencia de una más amplia distribución durante el último periodo glacial, aún existen poblaciones en sistemas montañosos europeos como los Pirineos, donde esta especie puede persistir gracias a las bajas temperaturas que se dan durante el invierno. Otro caso donde las condiciones ambientales restringen la distribución de las especies puede observarse claramente en la Península Ibérica. Muchas especies propias del clima atlántico como el urogallo (Tetrao urogallus) o el haya (Fagus sylvatica) ven limitada su distribución al norte peninsular, ya que no presentan las adaptaciones necesarias para soportar el periodo de sequía estival que permite habitar a otras especies la región mediterránea.

Sin embargo, los organismos no viven aislados en el medio sino que coexisten con miembros tanto de su misma especie como de otras, existiendo en la naturaleza diversos tipos de interacciones bióticas. Así, unas especies constituyen el alimento de otras, conociéndose al conjunto de todas las relaciones que se establecen entre las especies como redes tróficas (Figura 1).

Figura 1.- Red trófica marina donde se observa la compleja red de interacciones que exiten entre los organismos.

La abundancia de las presas va a determinar la de sus depredadores, que a su vez va a tener una repercusión sobre el número poblacional de sus presas. Por ejemplo, las ballenas jorobas (Megaptera novaeangliae) se alimentan exclusivamente durante el verano en aguas polares, ya que en este momento se produce una explosión de krill que es uno de los componentes básicos de la dieta de esta especie. Las ballenas aumentan sus reservas de grasa para poder sobrevivir durante el invierno, cuando migran a zonas tropicales o subtropicales. Son muchos los depredadores, como el lince (Lynx spp.) o el zorro ártico (Alopex lagopus), que presentan las mismas fluctuaciones poblacionales que sus presas, controlándose mutuamente sus abundancias (Figura 2). Además, las especies compiten entre sí por los recursos del medio, que invierten para asegurar su propia supervivencia o en la de su progenie.

Figura 2.- Fluctuaciones en el número de individuos de los depredadores y sus presas. En este caso se muestra el ciclo entre el lince y la liebre.

Estos recursos pueden ir desde el alimento hasta el espacio, como puede ser en el caso de las aves que defienden territorios. Sin embargo, también se dan en la naturaleza situaciones donde el establecimiento de unas especies modifica las condiciones del entorno, haciéndolas propicias para el posterior asentamiento de otras especies. Este fenómeno se denomina facilitación y ocurre, por ejemplo, tras las erupciones volcánicas. Todas estas interacciones entre las especies modulan sus patrones de distribución y abundancia.

En la actualidad, nuestro planeta está sufriendo importantes cambios de forma abrupta como consecuencia de las actividades humanas, conociéndose a este fenómeno como cambio climático. Los regímenes de temperaturas y precipitaciones van a cambiar durante las próximas décadas, lo que previsiblemente afectará a la comunidad de especies y consecuentemente a las interacciones establecidas entre las especies. En la Península Ibérica, en concreto, se espera una reducción en la cantidad de precipitaciones. Así, aquellas especies cuyas características biológicas no las permitan sobrevivir en las nuevas condiciones, pueden ver reducido sus número de individuos e incluso llegar a desaparecer. Esto puede llevar aparejado un cambio en las interacciones que mantienen las especies de una comunidad, tanto en su dirección como fuerza (es decir, con qué especies interaccionan y cómo es el grado de dependencia), pudiendo así producirse una transición hacia comunidades de especies distintas a las previamente existentes.

Como se ha mencionado anteriormente, los organismos necesitan recursos para sobrevivir y reproducirse. En el caso de las especies de plantas, la adquisición de recursos es necesaria para la germinación y la supervivencia. Además, los individuos también deben invertir recursos durante el periodo reproductor para el desarrollo de los órganos implicados en la reproducción. En particular, las flores desarrollan coloraciones que pueden ser más o menos complejas, emiten sustancias olorosas o néctar para atraer a los polinizadores, lo que puede suponer una mayor movilización de recursos. Los organismos pueden ajustar el número de flores en función de los recursos disponibles, e incluso algunas especies no las desarrollan cuando las circunstancias ambientales no ofrecen los recursos suficientes. Por lo tanto, la competencia por los recursos puede afectar a los patrones de germinación, crecimiento y floración de los organismos, traduciéndose en un posible efecto sobre el número de nuevos individuos reclutados para la población. Las lluvias otoñales pueden tener un efecto importante en los patrones de germinación de plantas anuales en nuestros ambientes mediterráneos, que eventualmente puede traducirse también en diferencias en los patrones de floración.

Por tanto, los objetivos de este trabajo intentarían dar respuesta a dos preguntas:

1) ¿Existe competencia por los recursos entre especies de plantas anuales?
2) ¿Los patrones de competencia se ven afectado por la tasa de lluvias acontecidas durante el otoño?

Esperaríamos que cuando las especies se encuentran en presencia de una segunda especie, aumentasen los fenómenos de competencia lo que provocaría una reducción en el número de plantas germinadas, su tamaño o en la abundancia y dimensiones de sus flores. Además, esto se vería potenciado en aquellos años donde la escasez de lluvia en otoño aumentase la intensidad de la competencia por la falta de recursos.


MÉTODOS

El experimento se puede realizar en un huerto, si el centro dispone de él. Sino, se pueden plantar las semillas en maceteros y mantenerlos en una zona delimitada ya sea en el exterior o en el interior de un aula. En el caso de que el experimento se realice en el exterior, las macetas deberán estar protegidas de la lluvia para poder controlar la cantidad de agua que se suministra a las plantas. Para ello se podría construir un pequeño invernadero o simplemente situar las macetas en una zona aislada de la lluvia. Los maceteros podría ser construidos a partir de materiales reciclados, fomentando además la creatividad entre los alumnos para reutilizar los productos que han dejado de ser útiles.

Para dar respuesta a las dos preguntas planteadas en este trabajo, relacionadas por un lado con la existencia de competencia entre los organismos y por otro lado el posible efecto de las lluvias otoñales sobre estos patrones de competencia, el experimento se estructuraría del siguiente modo:

1) Determinar si existe un efecto de competencia entre las especies por la adquisición de recursos: se seleccionarían dos especies de plantas anuales que tengan una misma fenología reproductiva, es decir, que el momento de floración entre ambas sea simultáneo y por tanto pueda existir competencia por la adquisición de los recursos necesarios para el desarrollo de las flores. Para poder determinar si existe un efecto de competencia entre especies, es necesario establecer lo que ocurre cuando las especies se encuentran solas. Así, habría que plantar macetas sólo con semillas de la especie 1, macetas sólo con semillas de la especie 2 y macetas con semillas de ambas especies (Figura 3). Se plantarán el mismo número de semillas en todas las macetas, para que el grado de competencia debida a la densidad sea lo más equiparable posible entre los distintos niveles del experimento. El número de semillas por maceta será de 8 en total para que algunas de las semillas germinen. En el caso de las macetas con ambas especies, la mitad de las semillas corresponderán a la especie 1 y la otra mitad a la especie 2, alternándose tal y como se muestra en la figura 3, para potenciar la competencia entre especies. Las semillas se espaciarán lo más posible entre sí, para facilitar que germinen el mayor número posible.

Un par de especies que podrían utilizarse para este experimento podrían ser el garbanzo (Cicer arientinum) y la lenteja (Lens culinaris), ya que pueden ser adquiridas de forma sencilla y pertenecen a la misma familia Fabaceae. Otra posibilidad más laboriosa, sería recoger semillas directamente en el campo de especies anuales lo que requeriría además su identificación.

2) Efecto de la abundancia de lluvias otoñales sobre los patrones de competencia: el estudio se podría restringir a dos niveles de lluvias para evitar sobredimensionar el experimento, con el consiguiente aumento de réplicas por cada nivel, y hacer el experimento viable para fines educativos. Así, las lluvias podrían representar las condiciones correspondientes a un otoño seco con lluvias escasas y las condiciones de un año húmedo dónde las lluvias son abundantes. La información respecto a la cantidad de lluvias se podría extraer a partir de estaciones meteorológicas o asumir dos rangos (ver sugerencias más adelante). Al igual que ocurría con la competencia entre especies, debemos conocer cómo afecta cada uno de los regímenes de lluvias a los 3 niveles de nuestro experimento sobre competencia: sólo especie 1, sólo especie 2 y ambas especies.

Por lo tanto, se obtendría un total de 6 tratamientos, resultantes de la combinación de los 3 niveles referidos a la competencia de especies y los 2 niveles para el efecto de la lluvia. Cada tratamiento tendría al menos 4 réplicas, aunque se podría aumentar dependiendo de la distribución y carga de las tareas que los docentes consideren oportuno (Figura 3). En este caso, se obtendrían un total de 24 macetas.

Figura 3.- Esquema del experimento, con los 3 niveles para analizar si existe competencia entre las especies y los 2 niveles para simular dos regímenes distintos de precipitaciones otoñales, representando un año lluvioso y uno seco. La combinación de la competencia junto con las precipitaciones nos permitirá explorar el efecto que la lluvia tiene sobre los patrones de competencia. En cada maceta se sembrarán 8 semillas. En el tratamiento con ambas especies, 4 semillas corresponderán a la especie 1 y las otras 4 a la especie 2, distribuyéndose tal y como aparece en el dibujo. Cada tratamiento del experimento se repetirá en 4 macetas (réplicas).

Las semillas deben ser plantadas a comienzos del mes de Octubre. Todos los tratamientos deben iniciarse en la misma fecha para evitar los posibles efectos producidos por diferencias en el momento de la siembra de las semillas. Durante los meses de Octubre-Noviembre se procederá a regar las plantas de acuerdo con los tratamientos establecidos para simular las condiciones de precipitaciones de un año seco y un año lluvioso. Se regará dos veces por semana con 0.13 ml / cm3 en el caso del año lluvioso y dos veces por semana con 0.05 ml / cm3 para el caso del año seco (Arellano & Peco, 2012) . Durante los meses de invierno (Diciembre-mediados de marzo) se procederá a regar todos los tratamientos del experimento con unas lluvias correspondientes a las condiciones de mayor escasez hídrica propias de los meses invernales, una vez por semana con 0.08 ml / cm3. Durante los meses de primavera (mediados de Marzo-comienzos de Mayo), se aumentará el volumen de agua hasta los 0.15 ml / cm3, dos veces por semana para todos los tratamientos. El experimento terminará una vez haya finalizado la aparición de nuevas flores y se hayan tomado la medida de todas ellas. En este momento se procederá a medir también el tamaño de cada una de las plantas germinadas.

El número de flores se medirá del siguiente modo: se utilizará una regla y se anotará la longitud a escala de milímetro, dado que las flores en estas especies de plantas son pequeñas y los cambios pueden producirse con variaciones de unos pocos milímetros. Se medirá la altura de la flor (desde la base de los sépalos hasta la parte más alta) y las dos anchuras perpendiculares (Figura 4). Las medidas deben tomarse cuando la flor esté completamente abierta.

Figura 4.- Esquema de una flor donde se muestra cómo han de medirse la altura y las anchuras.
Material:

- Semillas: recoger en el campo o comprarlas, dependiendo de la especie que se elija. En total se necesitarán 96 semillas de la especie 1 y 96 semillas de la especie 2.
- Regaderas.
- 24 Maceteros. Se pueden emplear macetas o reutilizar productos como los envases de los yogures.
- Tierra para plantas.
- Estadillos para recoger los datos.
- Reglas.

Variables a medir:

Estas serían las variables que los alumnos podrían medir para determinar si existe un efecto de la competencia y de las lluvias en los patrones de germinación, crecimiento y floración de las especies seleccionadas.

- Fecha de germinación (una medida por maceta).
- Número de semillas germinadas (distinguiendo para cada especie).
- Fecha en la que se observa la primera flor (una medida por maceta).
- Fecha en la que se observa la última flor (una medida por maceta).
- Número de flores totales por planta (acumulado a lo largo de todo el periodo de floración).
- Tamaño de las flores: altura y las dos medidas perpendiculares. Se utilizará un estadillo para cada una de las macetas, asignando un número identificativo a cada maceta así como indicando el tratamiento al que está sometido. Además se debe anotar las personas que han tomado los datos.


Análisis de datos:

Para determinas la existencia de diferencias en el grado de competencia y si esto se ve modulado por la abundancia de precipitaciones, podemos calcular tres estadísticos muy comúnmente empleados que son la media, la desviación típica y el error estándar de la media:

- Media: es la suma de los valores de todas las observaciones divido entre el número de observaciones.

- Desviación estándar (σ): es la raíz cuadrada del sumatorio cada observación menos la media elevado al cuadrado, divido entre el número de observaciones menos 1.

- El error estándar de la media: es la desviación estandar dividida entre la raíz cuadrada del número de observaciones. Se debe calcular cada uno de estos estadísticos para cada tratamiento.

Si a continuación graficamos las medias y trazamos una línea que una los puntos definidos por la media ± el error estándar de la media, podemos hacernos una idea de si existen diferencias entre los tratamientos sin necesidad de realizar los contrastes de hipótesis que se aplican en los estudios científicos. Podemos decir que existirán diferencias entre los tratamientos cuando estos intervalos en torno a las medias no solapen entre sí (ver figuras 5 y 6).


ORIENTACIÓN PARA LA DISCUSIÓN DE LOS POSIBLES RESULTADOS OBTENIDOS Y RECOMENDACIONES 

Si los resultados coincidiesen con las predicciones realizadas en la introducción se obtendría que las medias de nuestras variables respuestas (el número de flores, el tamaño de la flor, altura de la planta, número de semillas germinadas) sería mayor cuando la especie se encuentra sola que cuando está acompañada por una segunda especie, tal y como se muestra en la figura 5.

Figura 5.- Media ± Error estándar de la media para la competencia entre una especie sola y cuando está acompañada de acuerdo a las predicciones iniciales de mayor competencia ante la presencia de una segunda especies.

Respecto a la influencia de las precipitaciones sobre la competencia entre especies, se esperaría que las medias para la especie sola no fuesen algo menores en un año seco que en uno lluvioso por la mayor falta de recursos. Sin embargo, las medias para las variables analizadas serían menores cuando las especies se encuentran acompañadas por una segunda, siendo aún menores cuando el año es seco, debido a que hay menor cantidad de recursos (Figura 6).


Figura 6.- Media ± Error estándar de la media para la competencia entre una especie sola y cuando está acompañada de acuerdo a las predicciones iniciales de mayor competencia ante la presencia de una segunda especies cuando el año es seco y por tanto hay una menor disponibilidad de recursos.
No obstante, los resultados de los experimentos pueden no corresponderse con las hipótesis que se plantearon inicialmente por diversos motivos. La ausencia de diferencias en el número de flores y su tamaño entre las especies, independientemente del grado de riego, puede deberse a que las densidades en la que hemos plantado las especies no generen procesos de competencia lo suficientemente fuertes como para que los individuos modifiquen su patrón de floración o que el grado de competencia sea el mismo entre individuos de la misma especie que entre individuos de distintas especies. Por otro lado, si aparece competencia pero ésta no difiere entre el tratamiento correspondiente con un año húmedo y uno seco, puede deberse a que no se hayan escogido los niveles adecuados de riego. Además, pueden estar actuando otros factores que no estamos teniendo en cuenta, como puede ser la temperatura o la insolación. Todas estas dificultades ocurren frecuentemente en la elaboración de un diseño experimental, donde se pretende aislar el efecto de unas variables manteniendo fijas las demás. Se debe tener en cuenta al interpretar nuestros resultados que en la naturaleza los procesos no ocurren de manera aislada sino que actúan de manera conjunta retroalimentándose unos a otros, a diferencia de lo que se pretende hacer en un experimento. 

El experimento podría realizarse de manera conjunta por todos los alumnos, organizándose los estudiantes en grupos, cada uno de los cuales se haría responsable de uno de los tratamientos del experimento. Al finalizar el experimento, cada grupo o alumno individualmente debería desarrollar una memoria que siguiese el esquema de desarrollo propio de un artículo científico. Dicha memoria constaría de una introducción en la cual se explica los antecedentes y la importancia del estudio junto con los objetivos que se persiguen y lo que se espera encontrar, seguido por la sección de métodos, dónde se detalla la forma en la que se ha diseñado el estudio. A continuación se presentarían los resultados obtenidos y finalmente se discutirían estos resultados en el contexto planteado en la introducción. De esta manera, los alumnos se familiarizarían con todos el procesos ligado a la investigación científica. 


REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 

La mayor parte de la información aquí presentada puede encontrarse en cualquier libro de texto sobre ecología. Además se ha consultado:

• Arellano, G. & B. Peco. 2012. Testing the role of seed size in annual legume seedling performance under experimental autumn moisture conditions. Journal of Vegetation Science 23: 690-697.
• http://www.seo.org/listado-aves/


ESTADILLO PARA LA TOMA DE DATOS

Observadores:
Id maceta:
Tratamiento:
Inicio germinación:
Nº semillas germinadas:
Sp1:
Sp2:
Inicia Floración:
Fin Floración:
fecha
flor
planta
altura flor
anchura1
anchura2
Altura planta