La evolución bioquímica y celular
en el nuevo bachillerato
Angel Granda Vera
Uno de los objetivos confesos de la nueva ordenación del
sistema educativo en España, consiste en suministrar a los alumnos
capacidades e instrumentos con los cuales analizar la información,
acrítica en bastante de los casos, que se transmite por los mass-media
y que forman parte de la vida cultural, laboral y social. (Sobre el tema
que nos ocupa ver EL PAIS, 12-1-97: ¿Hallada en el delta del Ebro
una bacteria que explica el origen de las células?).
Entre los numerosos cambios en el curriculum de la Biología
figuran el paso a 1º de Bachillerato de temas del inadaptado C.O.U.:
-
Fisiología animal y vegetal y evolución comparada de los
sistemas empleados.
-
Genética mendeliana.
-
Evolución: Lamarckismo, Darwinismo y Neodarwinismo.
-
Origen de la vida: evolución bioquímica y origen de las células.
(Novedoso en su tratamiento e importancia).
Podríamos empezar quejándonos de que los alumnos no saben
química a las alturas del curso en que los nuevos libros de texto
la sitúan (a mitad del mismo) pero no es la intención de
este artículo, aunque es un dato nada despreciable en cuanto a la
temporalidad relativa del tema. Lo significativo del nuevo tema y lo que
le da significación es:
-
Forzosamente han de citarse todas las formas de nutrición y respiración
(el valor educativo de las excepciones).
-
Ejerce de paradigma integrador en el nivel bioquímico de los seres
vivos y los medios inorgánicos.
-
Añade nuevos datos al paradigma evolutivo: la hipótesis de
la Simbiogénesis.
-
Presenta críticas al neodarwinismo: la relativización de
las mutaciones (como antes ocurriera con la selección natural).
-
Suministra una visión de lo que hoy podemos entender por VIDA, que
hará posible un acercamiento más riguroso a cuestiones como
la existencia de vida o de fenómenos enzimáticos previtales
extraterrestres.
UNA SECUENCIA LOGICA.
Puesto que del caldo primitivo a las primeras estructuras orgánicas
debieron darse tres sucesos básicos (que ocurrieron interrrelacionados):
a) Metabolismo, es decir, la capacidad de acumular,convertir y transformar
nutrientes y energía.
b) Un mecanismo hereditario, esto es, la capacidad de replicarse y
producir descendientes.
c) Los dos anteriores requieren una estructura celular.
Podemos,entonces, distinguir tres etapas (didácticas):
1) Desde las primeras moléculas a las primeras estructuras
con membrana.
¨ La aparición de la capacidad de replicación del
ARN.
¨ Aparición y fijación de un código genético.
¨ Aparición del ADN
¨ Desarrollo y evolución de progenotas.
2) La evolución /multiplicidad metabólica.
¨ Las primeras bacterias heterótrofas anaerobias: los biotopos
actuales de dichos microorganismos. Heterótrofas saprófitas,
descomponedoras y depredadoras (p.ej. parásitas).
¨ Bacterias autótrofas: fotosintéticas (las primitivas,
no usan el agua, no liberan oxígeno), tiobacterias.
¨ Bacterias quimiosintéticas: una excepción en los
tópicos de las condiciones para la vida. El ecosistema asociado
a las dorsales medioceánicas.
¨ Las cianobacterias: autótrofas fotosintéticas (usan
el agua, liberan oxígeno; aerobias y anaerobias facultativas).
¨ Los microorganismos heterótrofos aerobios: la eficacia
bioquímica y la eficacia evolutiva. (La permanencia de la vida en
nichos ecológicos minoritarios, extremos, y en muchos casos primigenios).
3) Las dos formas de estructura celular: Procariotas y Eucariotas.
¨ La endosimbiosis como teoría sintética del origen
de los eucariotas: pruebas del origen de mitocondrias y plastidios.
¨ La adquisición de cilios y flagelos.
¨ ¿La Simbiogénesis añade nuevas perspectivas
a la teoría general de la Evolución?.
ALGUNAS IMPLICACIONES DIDACTICAS.
Existen trabajos que explican las dificultades cognitivas de los alumnos
para aprender significativamente la evolución [Gené, Enseñanza
de las Ciencias 9:22 (1991)], para interpretar correctamente la teoría
celular [Caballer y Giménez, Enseñanza de las Ciencias 10:172
(1992)], y para asimilar aspectos esenciales del metabolismo y la nutrición
[Banet y Núñez, Enseñanza de las Ciencias 10:139
(1992)]. En el tema que discutimos los tres aspectos están imbricados.
Sucintamente, podemos resaltar las siguientes dificultades:
-
¿Cómo lograr modelos sencillos que expliquen la biofísica
del agua y de las cadenas lipídicas?.
-
En los fenómenos de replicación y copia de los ácidos
nucleicos se encuentra una de las bases de la Filosofía de la Biología:
la autopoyesis, la autoconstrucción [Astolfi, Enseñanza de
las Ciencias, 6:147 (1988)].
-
¿Todos los seres vivos desarrollan un metabolismo? (Los virus, su
situación y su papel evolutivo).
-
¿Todos los seres vivos respiran? (La diferencia entre respiración
mecánica o ventilación y el proceso mitocondrial).
-
¿Todos los seres vivos necesitan el oxígeno para vivir?.
(Las dificultades de los alumnos para relacionar el metabolismo con los
conceptos nacer,crecer,reproducirse,o morir que son asociados rutinariamente
a los seres vivos) [Caballer y Giménez, Enseñanza de las
Ciencias 10:172 (1992)].
-
Las fermentaciones: una ¿ineficaz? fórmula bioquímica
para un éxito adaptativo. Un ejemplo de visión diferente
de que el mejor adaptado es el más fuerte. (Se puede decir de muchos
microorganismos).
-
Las fermentaciones: ¿un ejemplo de memoria bioquímica en
las células musculares de organismos pluricelulares?
-
¿Quiénes son los seres fotosintéticos? (Se verá
en cuan poca consideración tienen nuestros alumnos a las cianobacterias
y bacterias fotosintéticas y a los organismos del fitoplancton).
-
La multiplicidad nutricional y metabólica de los procariotas frente
a la mayor uniformidad de los eucariotas: ¡la variedad está
donde no se ve!
-
La paradoja de la unidad bioquímica de los seres vivos: la jerarquía
molecular y el mecano de piezas moleculares.
-
La Simbiosis como mecanismo evolutivo: las propiedades emergentes de las
estructuras vitales. Un caso especial: la Endosimbiosis.
He pretendido poner de manifiesto la importancia de esta cuestión,
su valor como síntesis en un 1º curso de Bachillerato, común
a todos los alumnos que vayan a estudiar una carrera científica,y
como referencia global de nuestra visión actual de los fenómenos
vitales, mucho menos deterministas, más ambiguos, en los que la
selección natural y el azar juegan sobre un campo de posibilidades
extremadamente extenso, lo que Pierre-Henri Gouyon [Mundo Científico
176:170 (1997)], citando a Monod llama bricolaje evolutivo. Al mismo
tiempo resaltar la necesidad de encontrar estrategias óptimas de
aprendizaje, teniendo en cuenta las dificultades conceptuales que se presentan
en los alumnos y el valor integrador que la Evolución bioquímica
y el Origen de la vida pueden tener en la formación integral y crítica
de los mismos.
Angel Granda Vera es Catedrático de Ciencias Naturales en
el I.E.S. "Los Boliches" de Fuengirola (Málaga)