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6 Boletín informativo de la Secretaría de Apoyo al Aprendizaje, CCH Sur, UNAM, 28 de agosto, 2019 Urania El Biocódigo de barras, otra forma de aplicar los aprendizajes en el programa de Biología del CCH Las algas microscópicas y macroscópicas en el cch sur. La versatilidad de los polímeros sintéticos Generador de Funciones Analógicos Los humedales artificiales: ecotecnias para tratar aguas residuales

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Boletín informativo de la Secretaría de Apoyo al Aprendizaje, CCH Sur, UNAM, 28 de agosto, 2019

Urania

El Biocódigo de barras, otra forma de aplicar

los aprendizajes en el programa de Biología del CCH

Las algas microscópicas y macroscópicas

en el cch sur.

La versatilidad de los polímeros sintéticos

Generador de Funciones Analógicos

Los humedales artificiales: ecotecnias para tratar

aguas residuales

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PresentaciónUna nueva generación inicia su caminar por las

aulas y laboratorios de nuestro querido Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Sur, se trata de la Generación 2020. En las Ceremonias de Bienvenida que se realizaron, hubo mucha emoción, alegrías y sonrisas, lágrimas de estudiantes y de sus progenitores, pero también, padres y madres orgullosos de tener hijos ya Universitarios. Fueron ceremonias, verdaderos ritos de iniciación a la identidad universitaria, que concluyeron con las goyas de rigor.

Con mucho señorío, las familias de nuestros nue-vos estudiantes, curioseaban y recorrían gustosos y admirados por las jardineras de nuestro plantel, buscando ver más allá de los espacios que tenían dispuestos, todos asintiendo en la belleza y magni-ficencia de la arquitectura y ecosistema de nuestros espacios escolares

Urania se congratula de la llegada de la generación 2020, y les invita a integrarse a la vida universitaria, respetando y practicando los más profundos valores que como universitarios reivindicamos, el camino que inician no es fácil, pero es perfectamente transitable. Nosotros estamos para apoyarlos en todo momento

Así mismo, reiteramos la invitación a profesores, laboratoristas y estudiantes a que nos envíen sus reflexiones para publicarlas en este espacio, todo lo que sucede en los laboratorios o salones de clase nos interesa.

¡Bienvenida Generación 2020!

Edel Ojeda Jiménez Secretario de Apoyo al Aprendizaje

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Las algas microscópicas y macroscópicas como apoyo didáctico a los contenidos

temáticos de los programas de biología en el cch sur.

Manuel Becerril GonzálezElisa Ramírez Lomelí

Eréndira Rosales Romero

El Laboratorio de Biología CREA del SILADIN del Plantel Sur cuenta con un “Laboratorio de Botánica Acuática” que tiene una infraestructura para el man-tenimiento de un total de 37 acuarios con ejemplares vivos (micro algas), así como un herbario que alberga algunas especies de macro algas y amplia bibliogra-fía especializada sobre el tema de hidrobotánica y en particular de ficología. Mismo que representa un espacio académico que puede muy bien apoyar los contenidos temáticos de la materia de Biología y facilitar su aprendizaje.

La ficología es la parte de la botánica que se de-dica al estudio de la estructura celular, la función, los ciclos de vida, ecología, y otras propiedades de las algas. Así también se define a las algas como organismos, en su mayoría fotosintéticos (también los hay quimiosintéticos, quimiofotosintéticos, foto-quimiosintéticos), que se diferencia de los vegetales por no poseer las típicas estructuras: raíz, tallo, hojas, flores y frutos; razón por la cual se consideran como el grupo de vegetales más simples y son considerados como los organismos primordiales para la producción de oxígeno en la Tierra.

Por otro lado, dentro de los acuarios podemos registrar un grupo importante de cianobacterias -mi-croorganismos procariotas con una amplia diversidad morfológica- encontrándose formas unicelulares, coloniales y filamentosas.

El recurso biológico vivo y herborizado permite a los profesores abordar diversos temas con los alumnos desde las asignaturas de Biología I a la IV, toda vez que las características morfológicas de estos organismos pueden resultar muy interesantes para los alumnos, como parte de esto podemos observar el siguiente:

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Cuadro 1. Géneros de algas microscópicas que se encuentran en los acuarios de SILADIN.

En lo referente a la División Chlorophyta en este grupo de algas se desconocen sus ancestros, por lo que se denominan “protoficofitas” son unicelulares libres o coloniales, pluricelulares de formas diversas con o sin flagelo.

Pueden vivir en múltiples condiciones, se pueden encontrar en el mar principalmente, pero también en cuerpos de agua dulce, son también simbiontes de protozoarios, esponjas y platelmintos. Existen algunas especies de algas verdes que habitan fuera del agua

Tipo morfológico

Ejemplo

Unicelular Chroococcus

Cenobios Pediastrum

Coloniales Microcystis

Filamentosas Phormidium y Anabaena (con heterocisto)

A) Phormidium

B) Anabaena

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en varios sustratos incluso pueden ser epífitas de plantas terrestres.

Presentan una asociación a la que se denomina “entreveramiento” que no es una simbiosis estricta, en donde existen varias especies (e.g., hasta tres) que se pueden adherir unas a otras y que pueden incluir animales, además esto se utiliza como un indicador del tiempo de formación de esa asociación.

De esta División podemos encontrar los siguientes géneros en el:

Cuadro 2. Ejemplares de Clorofitas disponibles en SILADIN.

Género: Enteromorpha.Observación: Alga macroscópica. Microscopio estereoscópico 8X.Descripción: Las especies del géne-ro Enteromorpha son muy difíciles de identificar debido a que las dife-rencias entre cada una de ellas son pequeñas y difíciles de detectar. Son algas verdes con hojas tubula-res y alargadas, que pueden ser ra-mificadas, aplanadas o infladas. Se adhieren al sustrato por medio de una especie de adhesivo. Las fron-das de una especie pueden variar en su apariencia debido a los cam-bios en las condiciones ambienta-les, lo que hace más compleja su identificación adecuada.

Géneros: Euglena y Chlamydomo-na.Observación: Observadas al mi-croscopio compuesto 10x con la cá-mara videoflex y la pantalla de T.V. Descripción: Euglena es un género de protistas unicelulares, que pue-den contener numerosos cloroplas-tos en forma de lente o aplanados, cada uno con un pirenoide. Poseen un orgánulo simple sensible a la luz denominado mancha ocular, com-puesto por foto-receptores y una mancha adyacente de pigmento.

Chlamydomona es un género de al-gas verdes unicelulares flageladas. Se usa como un organismo modelo en biología molecular. Una de sus características es la presencia de un único cloroplasto.

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Las Rodofitas son un grupo de más de 10 divi-siones de origen de Cianofitas y eucariontes. Existen representantes unicelulares y pluricelulares y su ta-maño puede variar dependiendo del género, estas algas exhiben una coloración principalmente rojizas debido a los pigmentos accesorios conocidos como ficobilinas (e.g., ficocianinas y ficoeritrinas), con clo-roplastos laminares y tilacoides con clorofila a y d, en su interior se encuentran los ficobilisomas que contienen y almacenan las ficobilinas.

La mayoría de las algas rojas acumulan mucílago en las paredes celulares, que actúan compactando los tejidos. A partir de estos se obtienen productos impor-tantes y de interés para el ser humano como el agar.

Su importancia radica en que se utilizan en la industria alimenticia para animales y humanos, el agar usado como medio de cultivo, elaboración de insecticidas, pinturas, cosméticos, etc.

Se encuentran en aguas saladas, salobres y al-gunas en aguas dulces, los ejemplares de este grupo todos están herborizados.

Cuadro 3. Ejemplares macroscópicos de Rodofi-tas herborizadas disponibles en SILADIN.

Tipo morfológico

Ejemplo

Género: Gigartima acicularisObservación: Alga macroscópica.Descripción: Alga Rhodophyta perenne relativamente rara. Cartilaginosa, fron-da negruzca o púrpura rojiza y cilíndrica. Ramas bipinadas irregulares y curvadas, base discoidal.Género: Gracilaria sp.Observación: Alga macroscópica.Descripción: Se trata de una Rhodophyta con importancia económica para la produc-ción de agar, también se le usa como ingre-diente en diversos aspectos culinarios.Alga roja fijada al sustrato por un peque-ño disco del que surgen una o varias fron-das erectas ramificadas, textura cartila-ginosa, quebradiza, de color pardo rojizo. Género: Polysiphonia sp.Observación: Alga macroscópica.Descripción: Talo formado por una serie de filamentos paralelos o sifones, uno central y varios pericentrales. Cada célu-la del sifón central está rodeada por un número definido de sifones pericentrales que terminan al mismo nivel, formando una serie de segmentos en el eje. Género: Bryocladia sp.Observación: Alga macroscópica.Descripción: Especie marina, se le puede observar sobre rocas en zona infralitoral. Alga con ejes y células pericentrales, ra-mificación irregular.

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División Phaeophyta. Las Feofitas son sistemas eucariontes e incluyen formas filamentosas, laminares y las enormes algas marinas (kelps) con una diferen-ciación más compleja en su anatomía y morfología que cualquier otra alga. Se desconocen formas uni-celulares. Las algas pardas más complejas presentan una porción de fijación llamada rizoide, estípite (o cauda) y fronda. Si se hiciera un corte de estípite y se observara al microscopio se pueden observar varias regiones: una región cortical muy amplia constituida por células semejantes a un parénquima, una región central llamada médula que presenta filamentos laxa-mente acomodados. Es probable que algunas células de la corteza interna funcionen como elementos de tubos cribosos que transportan el manitol mediante un mecanismo semejante al que presentan las plan-tas vasculares, aunque carecen de tejidos de xilema.

Las Feofitas pueden también ser formas micros-cópicas filamentosas uniseriadas y multiseriadas, las formas macroscópicas son laminares desde tri a multi estromáticas y formas suculentas con compleja es-tructura celular. Presentan cloroplastos (mesoplasto y neoplasto) de tipo reticulados y laminados, tienen clorofila a, b y c (c2 y c3). Los pirenoides son de almidón con una gran carga de aceites, lípidos y aceites.

Su ancestro probablemente fue una forma fi-lamentosa y presentaba un cloroplasto estrellado (hipomesoplasto) además presentaba un pirenoide que contenía en su composición lípidos y proteínas. Las feofitas conservan de la forma antigua el carácter de la dicotomía como Dictyota.

Son de presencia exclusivamente marina, con aproximadamente cinco géneros de agua dulce.

En el caso de Sargassum sp llegan a presentar aerocistos que son agregados celulares que forman flotadores.

Macrocystis pirifera es un alga filamentosa gi-gante de hasta 120 metros de largo. Forma bosques marinos, presentan muchas láminas a lo largo de su estípite, con un neumatocisto en la base de cada lá-mina, donde se une al estípite centra. Su fronda tiene apariencia de hoja, pero no lo es. Algunos ejemplos los encontramos en el siguiente:

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Cuadro 4. Ejemplares macroscópicos de Feofitas herborizadas disponibles en SILADIN.

Dictyota sp.Es un alga que soporta cierto grado de contami-nación orgánica.Se observa dicotomía en el talo, la cual es una carac-terística ancestral.

Sargassum sp.Se encuentra en áreas tro-picales de todo el mundo y flotan a la deriva poblacio-nes inmensas.Es una alternativa tropical para el ganado caprino, ya que proporciona carbohi-dratos y minerales en más de un 35% de su peso.

Padina sp.Los preparados de Padina pavonica se utiliza para fines dermatológicos.

Macrocystis pyriferaEl sargaso gigante es un alga parda gigante de la costa del Pacífico de Amé-rica del Norte, desde Baja California hasta Alaska.

Como se ha visto con anterioridad, son muchos los ejemplares vivos y herborizados de algas micro y ma-croscópicas que se pueden emplear para la enseñanza de diversos temas de biología con los alumnos, desde cuestiones celulares hasta ecológicas, por ello resulta imprescindible la generación de materiales didácti-cos en donde se puedan aplicar estos conocimientos específicos y brinden la posibilidad de continuar con el trabajo de laboratorio y la investigación escolar de estos ejemplares. Cabe mencionar que para su uso es necesario reservar el laboratorio de Biología CREA del SILADIN con 48 horas de anticipación.

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Generador de Funciones Analógicos GW Instek SFG 1003

Raul Valdés Almaguer

IntroducciónEl generador de señales, de funciones o de formas

de ondas es un dispositivo electrónico de laboratorio que genera patrones de señales periódicas tanto analógicas como digitales. Se emplea normalmen-te en el diseño, prueba y reparación de dispositivos electrónicos; aunque también puede tener usos artís-ticos. Hay diferentes tipos de generadores de señales según el propósito y aplicación. Tradicionalmente los generadores de señales eran dispositivos estáticos apenas configurables, pero actualmente permiten la conexión y control desde una PC. Con lo que pueden ser controlados mediante software hecho a medida según la aplicación, aumentando la flexibilidad.

Descripción Generador de Funciones DDS de 3 MHz y 1 Canal

10V p-p (50Ω); Voltaje y pantalla de LEDs.

Características• Tecnología diseñado con chip FPGA• Alta resolución uso de tecnología DDS• Interface digital con el usuario pantalla Led

de 6 dígitos• Entrada salida TTL• Control de amplitud• Atenuación -40 dB• Control DC Offset variable• Control de entrada y salida • Salidas de onda Senosoidal, triangular y cua-

drada• Rango de frecuencia: 0,1Hz - 3MHz• Precisión de frecuencia: ± 20ppm• Estabilidad de frecuencia: ± 20ppm• Resolución de frecuencia: 100mHz• Ondas sinusoidales de baja distorsión: -55dbc,

0,1Hz - 200kHz

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Incluye• Cable de alimentación, manual de usuario,

punta de prueba GTL-101

Funcionamiento y usos generales

Un generador de funciones es un instrumento que genera diferentes formas de onda cuyas frecuencias son ajustables en un amplio rango. Las salidas más frecuentes son ondas senoidales, triangulares, cua-dradas y diente de sierra. Las frecuencias de estas ondas pueden ser ajustadas desde una fracción de hertz hasta varios cientos de kilo hertz.

Por ejemplo, proporcionando una señal para me-dir la salida de onda se usa para alimentar un canal horizontal de un osciloscopio, con lo que se obtiene la exhibición visual de los resultados de las ondas. La capacidad de un generador de funciones de fijar la fase de una onda de señal es una de las características importantes y útiles.

Un generador de funciones puede fijar la fase de una onda, mediante el ajuste de fase y amplitud de lo que permite generar casi cualquier tipo de onda.

En el generador de funciones también se puede fijar en fase a una frecuencia estándar, con lo que todas las ondas de salida generadas tendrán la exactitud y estabilidad en frecuencia de la fuente estándar.

El generador de funciones también puede pro-porcionar ondas a muy bajas frecuencias. Ya que la frecuencia baja de un oscilador RC es limitada.

El generador entrega ondas senoidales triangulares y cuadradas con un rango de frecuencias de 0.01 Hz hasta 100 kHz. La red de control de frecuencia está dirigida por el selector fino de frecuencia en el panel frontal del instrumento o por un voltaje de control aplicado externamente. El voltaje de control de fre-cuencia regula dos fuentes de corriente.

La fuente de corriente superior aplica una corriente constante al integrador, cuyo voltaje de salida se in-crementa en forma lineal con el tiempo. La conocida

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relación da el voltaje de salida.Un incremento o decremento de la corriente

aplicada por la fuente de corriente superior aumen-ta o disminuye la pendiente del voltaje de salida. El multivibrador comparador de voltaje cambia de estado a un nivel predeterminado sobre la pendien-te positiva del voltaje de salida del integrador. Este cambio de estado desactiva la fuente de corriente superior y activa la fuente inferior.

Los circuitos de salida del generador de funciones consisten de dos amplificadores que proporcionen dos salidas simultáneas seleccionadas individualmente de cualquiera de las formas de onda.

Controles, Conectores e Indicadores (Parte Frontal)

1. Botón de Encendido (Power button). Presione este

botón para encender el generador de funciones. Si se presiona este botón de nuevo, el generador se apaga.

2. Luz de Encendido (Main Display). Si la luz está en-cendida significa que el generador esta encendido.

3. Botones de Función (Wave tipo de onda ). Los botones de onda senoidal, cuadrada o triangu-lar determinan el tipo de señal provisto por el conector en la salida principal.

4. Botones de Rango (botones 8,9,10) (MHz, KHz, Hz). Esta variable de control determina la frecuencia de la señal del conector en la salida principal.

5. Control de Frecuencia (Perilla de Frecuency (ajus-te). Esta perilla de control determina la frecuencia de la señal del conector en la salida principal tomando en cuenta también el rango establecido en los botones de rango.

6. Control de Amplitud (Ampl). Este perilla controla la amplitud de la onda, dependiendo de la posición del control, determina el nivel de la amplitud de la señal de la salida.

7. Control de ciclo del equipo (Duty control). Perilla de control para el ciclo de trabajo

8. Offset en DC (DC Offset). Este control establece el nivel de DC y su polaridad de la señal del conector

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en la salida principal. Cuando el control esta en min. , la señal se centra a 0 volts en DC.

9. Conector de la salida principal (MAIN output co-nector). Se utiliza un conector BNC para obtener señales de onda senoidal, cuadrada o triangular.

10. Conector de la salida TTL (SYNC (TTL) output conector). Se utiliza un conector BNC para obtener señales de tipo TTL.

Funciones y Aplicaciones Una onda senoidal se puede obtener en el conector

de la salida principal cuando se presiona la opción de onda senoidal en el botón de función y cuando cualquier botón del rango de frecuencia está también presionado. La frecuencia de la onda se establece por la combinación del botón de rango y el control de variación de frecuencia. La salida tendrá que ser revisada con un osciloscopio. Se debe proceder de la siguiente manera:

1.Para obtener una señal senoidal, se deben seguir las siguientes instrucciones:

Control Instrucción

Botón de encendido (Power buttton)

Encendido (presionado)

Botón de rango (Range) Botón de 1 khz Shift 9

Control de frecuencia (Frecuen-cy)

Mínimo

Control de ciclo de Maquina (Duty)

Mínimo

Control de Offset (Offset) Mínimo

Control de Amplitud (Amplitud) Mínimo

Botón de tipo de onda Presionar el botón de onda senoidal Wave

Seleccionar el tipo de salida TTL o Main out/Put

Cable BNC conectado según la salida

Output On/off Encendido (presionado para salida de señal)

La frecuencia de salida puede establecerse con mayor precisión utilizando el teclado numérico del panel frontal en lugar de (Frequency) y conectando la salida del generador de funciones directamente usando un cable BNC con conexión en la salida del generador de funciones al osciloscopio.

Cuando se familiariza con la configuración para lograr una señal senoidal a la frecuencia del ejem-plo anterior, cambie el rango de frecuencias y rote el disco de frecuencias, observando el osciloscopio o la

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pantalla del contador. Puede leer el voltaje de salida del generador conectando a éste un multímetro, si-tuado en la función de voltaje en AC (AC Volts). Con esto, será posible leer el valor rms de la señal senoidal y compararla con la señal pico a pico (p-p) vista en el osciloscopio. El valor rms debe ser 0.3535 veces el valor p-p visto en el osciloscopio. Las ondas senoidales son utilizadas para checar circuitos de audio y de radio frecuencia.

Las frecuencias más altas del generador de funcio-nes pueden ser utilizadas para simular la portadora para la banda de AM. Con un capacitor en serie con el centro del conector en la salida principal, las señales de audio pueden ser inyectadas a cualquier equipo de audio.

Onda Cuadrada Una onda cuadrada se puede obtener en el conec-

tor de la salida principal cuando se presiona la opción de onda cuadrada en el botón de función y cuando cualquier botón del rango de frecuencia está también presionado. La frecuencia de la onda se establece por la combinación del botón de rango y el control de variación de frecuencia.

La salida puede verificarse con un osciloscopio utilizando la misma conexión utilizada en la onda se-noidal. La frecuencia de salida puede establecerse con mayor precisión conectando la salida del generador de funciones directamente usando un cable BNC de la salida del generador de funciones al osciloscopio.

Para ajustar el generador de funciones para que opere con una onda cuadrada, los controles pueden estar ajustados de la misma manera con la que se obtuvo la señal senoidal. No se podrá tener un valor rms muy exacto para una onda cuadrada con el mul-tímetro o cualquier otro medidor digital o analógico, porque están calibrados para obtener valores rms de señales senoidales.

La señal de onda cuadrada puede ser utilizada para simular señales pulsantes. La onda cuadrada es frecuentemente usada para pruebas y calibración de circuitos de tiempo.

Onda Diente de Sierra Una onda triangular se puede obtener en el conec-

tor de la salida principal cuando se presiona la opción de onda triangular en el botón de función y cuando cualquier botón del rango de frecuencia está también presionado. La frecuencia de la onda se establece por la combinación del botón de rango y el control de variación de frecuencia.

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La salida puede verificarse con un osciloscopio utilizando la misma conexión utilizada en la onda senoidal.

TTLUna señal TTL (Transistor-Transistor-Logic) puede

obtenerse a la salida del conector SYNC. El rango del pulso es controlado por los botones de rango y el disco de frecuencia. La simetría de esta forma de onda puede ser controlada con el control de ciclo de trabajo. La señal TTL está también disponible en el modo de barrido. La amplitud de la señal TTL se fija a 2 Vp-p (onda cuadrada).

El pulso TTL es utilizado para inyectar señales a circuitos lógicos con el propósito de hacer pruebas.

Salida del Barrido Todas las salidas que se pueden obtener del ge-

nerador de funciones pueden utilizarse en modo de barrido. Estas salidas son utilizadas en conjunto con otros instrumentos de prueba para producir una señal de frecuencia modulada. El uso de una señal de barrido es un método común en circuitos de sintonización y para controlar el ancho de banda de circuitos de audio y de radio frecuencia.

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Los humedales artificiales: ecotecnias para tratar aguas residuales

Nohemí Claudia Saavedra Rojas

Los humedales comprenden diversos ambientes tanto naturales como artificiales caracterizados por encon-trarse temporal o permanentemente inundados por aguas dulces, salobres o saladas. Aquí se incluyen las regiones marinas que no exceden los 6 m de profun-didad con respecto al nivel medio de mareas bajas. Bajo esta definición están agrupados los estuarios, lagunas costeras, canales de marea o esteros, bajo y barras de lodo o arena, manglares, praderas de pastos marinos, marismas, bosques pantanosos, oasis, lagos y lagunas de agua dulce. También ambientes creados por el hombre como presas, lagos artificiales, chinam-pas, canales, drenes y represas artificiales, estanques acuícolas y lagunas de oxidación (Ramsar, 2019).

En la naturaleza, los humedales tienen una elevada producción pesquera, son refugio de flora y fauna silvestre, brindan una variedad de servicios ecosis-témicos como regulación de los ciclos de nutrientes, fuente de energía, barreras naturales contra tormentas y huracanes. Actúan como fuentes de agua para el hombre, sistemas de recarga del manto freático, y como filtros biológicos para mejorar la calidad del agua, ya que remueven compuestos nitrogenados, fósforo y metales pesados de aguas residuales. Esta característica de biofiltros, llamó la atención de Käthe Seidel del Instituto Max Planck en Alemania, quien en 1952, inició investigaciones encaminadas al diseño de humedales artificiales que son ecosistemas cons-truidos por el hombre en los que de modo controlado, se reproducen los mecanismos de eliminación de contaminantes en aguas residuales que ocurren en los sistemas naturales. Dicha eliminación ocurre a través de procesos físicos, químicos y biológicos. Fig. 1

F igura 1. Esquema de los procesos que ocurren en un humedal artificial. Tomado de Luna-Pabello y Aburto-Castañeda, 2014. 15

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Estos ecosistemas han sido empleados no solo en el tratamiento de aguas residuales municipales sino también se emplean en una variedad de industrias, aguas provenientes de actividades agroindustriales, drenaje de minas y aguas residuales domésticas (La-ra-Borrero, 1999).

Un humedal artificial consiste en un mono o poli-cultivo de plantas vasculares (macrofitas) colocadas en lagunas, tanques o canales poco profundos. Las aguas residuales son tratadas previamente para retirar partículas grandes y grasas, principalmente, siendo pasadas después por el humedal artificial. Entre las características básicas de estos ecosistemas que les permiten tener un potencial importante en el trata-miento de aguas residuales se destacan:

1. Facilitar la adherencia de los contaminantes y la materia orgánica en la superficie del suelo.

2. Los microorganismos (bacterias, predominante-mente) emplean y transforman los contaminantes presentes en aguas residuales.

3. Bajo costo de mantenimiento y consumo de ener-gía.

Las partes fundamentales de los humedales arti-ficiales son:

• El sustrato o material granular: provee el soporte a la vegetación y posibilita la fijación de una biopelícula o biofilm bacteriano que interviene en la gran mayoría de los procesos de elimina-ción de contaminantes orgánicos de las aguas residuales.

• Plantas: En la mayoría de los humedales artifi-ciales se emplean macrofitas que intervienen en la eliminación de contaminantes por absorción y proveen oxigenación del sistema de raíces.

• Agua: las aguas residuales aportan elementos a las plantas para que realicen la fotosíntesis e incrementen su biomasa, disminuyan sólidos en suspensión y el efluente tenga parámetros de calidad mejores que los iniciales.

El mejoramiento de la calidad de agua, una vez que es tratado en un humedal artificial, ocurre gracias a diversos fenómenos, que se realizan en distintas etapas y que tienen como finalidad la eliminación de numerosos compuestos. En primer lugar, los só-lidos en suspensión que ocurre por gravedad y son depositados entre el sustrato y las raíces. La materia orgánica, se remueve por sedimentación y filtración de partículas entre los espacios del sustrato y las raíces de las plantas. En este proceso, intervienen las bacterias (aerobias y/o anaerobias) que se encuentran formando una biopelícula sobre el sustrato. Por otro

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lado, la remoción de organismos patógenos se lleva a cabo mediante adsorción sobre el sustrato, por acción depredadora de protistas y bacteriófagos.

La disminución de formas nitrogenadas (N2 orgánico o amoniacal) del agua, ocurre gracias a procesos de nitrificación-desnitrificación promovidos por bacterias; mientras que la reducción en la cantidad de fósforo se lleva a cabo por fenómenos de adsorción en el sustrato del sistema (Fernández, s.f.)

Existen distintos tipos de humedales artificiales, en función de la manera en la que circule el agua:

a) Humedales artificiales de flujo superficial. El flujo de agua es principalmente superficial, la vegetación está fija en el sustrato y emerge sobre la superfi-cie del agua. En la superficie de tallos, raíces y hojas muertas de las plantas del humedal, se desarrolla un biofilm bacteriano que se encarga de eliminar los contaminantes del agua, que circula de manera libre por esta superficie. La entrada de agua es continua o intermitente si requiere de bombeo. Este tipo de humedales reciben aguas que fueron tratadas pre-viamente. Figura 2.

F igura 2. Esquema general de un humedal artificial de tipo superficial. La entrada de agua es en la superficie del humedal y se deja correr libremente. Los procesos de sedimentación y químico biológicos ocurren durante el tiempo que se retiene el agua en el sistema. Tomado de http://alianzaporelagua.org/Compendio/images/tecnologias/tec_t/tec_t6.jpg

b) Humedales artificiales de flujo subsuperficial. El agua fluye a través de la cama de arena o grava (sustrato) del humedal, mediante una red de tubos perforados (Montiel, 2014). Las raíces de las plantas son profundas y penetran hasta el fondo del sustrato. Este tipo de humedales consisten en canales o zanjas rellenos de material granular (grava) en donde el agua se mantiene por debajo de la superficie de grava. Este tipo de sistema disminuye la proliferación de insectos potencialmente nocivos, como los mosquitos. Figura 3.

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F igura 3. Esquema general de un humedal de tipo subsu-perficial. La entrada de agua es a través de una serie de tubos perforados, que se encuentran ubicados en el fondo del sustrato o material granular. Los procesos de depuración ocurren en la biopelicula bacteriana del fondo del humedal. Tomado de http://alianzaporelagua.org/Compendio/images/tecnologias/tec_t/tec_t6.jpg

El SILADIN de CCH Sur, alberga un prototipo de hu-medal artificial, que surgió con la finalidad de tratar sus aguas residuales y las del edificio IM, ya que como la mayoría de las instalaciones universitarias, no se cuenta con una conexión a la red de alcantarillado, por lo que se buscaba mejorar su calidad, antes de ser infiltradas en una grieta, al subsuelo rocoso. Ac-tualmente este espacio se constituye como un área potencial para llevar a cabo proyectos de investigación con profesores y estudiantes de las asignaturas de biología, química y física, principalmente ya sea en trabajos multidisciplinarios o de manera separada, por lo que sería importante aprovechar dicha área.

Para concluir, la importancia de los humedales artificiales reside en que son alternativas viables y sustentables para la depuración de aguas residuales de diferente origen. Su implementación, tiene costos económicos menores a los de sistemas convencionales de tratamiento, ofrecen una excelente integración visual y paisajística. Genera espacios naturales que son aprovechados como refugio para otros organis-mos, principalmente aves, lo que le confiere un valor agregado a estos ecosistemas artificiales, desde el punto de vista social.

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La versatilidad de los polímeros sintéticosProfa. Guadalupe Guzmán Flores

Los polímeros comprenden una amplia gama de productos que se usan cotidianamente, es difícil ima-ginar realizar nuestras actividades sin la presencia de dichos productos, por ejemplo, desde que nos le-vantamos, nos cepillamos los dientes, y ¿de qué está hecho el cepillo de dientes?, de plástico, nos bañamos y nos vestimos con ropa hecha en su gran mayoría de fibras sintéticas, basta leer la etiqueta para darnos cuenta de ello, preparamos nuestros alimentos y los transportamos en “tuppers”, colocamos el sándwich en una bolsa resellable, transportamos agua en una botella de PET (tereftalato de polietileno), todos estos materiales de transporte de alimentos están hechos de plásticos; subimos al transporte que nos llevará a nuestros lugares de trabajo o estudio y…. qué crees… ¿sabías qué el 14 % del peso de tu automóvil son plás-ticos?, y podríamos continuar enumerando los cientos de actividades que realizamos día a día en dónde los polímeros sintéticos se han hecho indispensables.

Pero, ¿por qué es un material tan versátil?, desde las bolsas de un solo uso que son delgadas y flexibles porque son hechas de polietileno de alta densidad (PEAD), hasta la dureza de un chaleco antibalas hecho de un material patentado por la empresa Dupont, denominado Kevlar, que es una poliamida.

Primero empecemos por definir qué es un polímero, son macromoléculas formadas por unidades repetiti-vas denominadas monómeros, las masas moleculares de un polímero oscilan entre 10 000 UMA y hasta 1 000 000 UMA (unidades de masa atómica), por ejemplo, una cadena típica de teflón tiene alrededor de 400 unidades de tetrafluoruro de etileno (monómero), lo que le da una masa molecular de 40 000 UMA, esto es un polímero.

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Clasificación de polímeros

Los polímeros se clasifican de acuerdo, a su origen en:

•Polímeros naturales: de origen animal o vegetal, son utilizados ampliamente desde hace cientos de años: algodón, seda, lana, cuero, madera, caucho, látex, etc… Polímeros biológicos con im-portancia en los procesos bioquímicos y fisiológicos de la vida: proteínas, enzimas, almidón, celulosa, glu-cógeno, ácidos nucleicos.

• Polímeros sintéticos: desarrollados en los laboratorios de síntesis química, para sustituir en algunos casos fibras y otros materiales que por sus propiedades de dureza, flexibilidad y resistencia eran usados ampliamente y que de alguna forma se es-taban agotando, por ejemplo, el celuloide, el nylon, las siliconas, el teflón, la bakelita, el polietileno, el polipropileno, etc.

Clasificación de polímeros de acuerdo a su estructura molecular:

• Polímeros lineales: formado por largas cadenas de macromoléculas no ramificadas, por ejemplo, el polietileno (PE), polestireno (PS), kevlar.

• Polímeros ramificados: la cadena principal está co-nectada lateralmente con otras cadenas, por ejemplo, policloruro de vinilo (PVC) o el polipropileno (PP).

• Polímeros entrecruzados: cadenas lineales adyacen-tes, se unen transversalmente en varias posiciones mediante enlaces covalentes.

• Polímeros reticulados: están formados por macromo-léculas con cadenas y ramificaciones entrelazadas en las tres direcciones del espacio.

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Clasificación de los polímeros según su respuesta mecánica:

•Fibras: se pueden estirar longitudinalmente, debido a que las cadenas poliméricas están extendidas en línea recta (o casi recta), una al lado de la otra, a lo largo de un mismo eje, como se observa en la figura, por ejemplo, el nylon, el dacrón.

Estructura de una fibra polimérica

• Elastómeros: sufren deformaciones elásticas, por tratarse de cadenas ramificadas, podemos conside-rarla como una malla ancha que cede siempre que se lo permita su malla y cuando cesa el estiramiento recupera su forma original, es un elastómero, al calentarlo no fundirá puesto que las cadenas es-tán ligadas entre sí, aunque se produzca un ligero ablandamiento, por ejemplo, el caucho sintético, el neopreno, la lycra.

• Plásticos: pueden deformarse plásticamente y ser termoplásticos o termoestables, el polímero es ter-moplástico si al aumentar la temperatura, también aumenta la vibración molecular, lo que hace que las cadenas se comporten independientemente, unas sobre otras cómo si se tratase de un líquido, temperatura de reblandecimiento. Si se enfría, el proceso se invierte y el polímero se solidifica. Este proceso se puede repetir tantas veces como repita-mos el calentamiento y el enfriamiento. El polímero es termoestable cuando la ramificación conduce a una estructura fuertemente reticulada de modo que no se puede producir el estiramiento por rigi-dez. Al calentarlo no se fundirá ni se ablandará. La polimerización de un termoestable conlleva a una etapa de reticulación o entrecruzamiento.

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Clasificación de polímeros por su reacción de obten-ción: de acuerdo a la reacción polimérica mediante la cual, se puede obtener los polímeros se clasifican en:

• Polímeros por adición: aquí la unidad estructural de repetición tiene la misma composición que la del monómero de partida, el grupo más importante de polímeros de adición corresponde a los formados a partir de monómeros que contienen un doble en-lace carbono-carbono, como por ejemplo el etileno, que da origen al polietileno PE, el cloruro de vinilo, que da origen al policloruro de vinilo o PVC, en la siguiente tabla se observan ejemplos de este tipo de polímeros.

Polímeros por adición más comunes

• Polímeros por condensación: Se forman a partir de monómeros polifuncionales a través de diversas reacciones con la posible eliminación de alguna molécula pequeña como el agua, por ejemplo, la formación de poliamidas a partir de la reacción de la reacción de diaminas y ácidos dicarboxílicos, según la siguiente ecuación química:

• • • • Los grupos R y R´ son grupos alifáticos o aromáticos, la uni-dad entre paréntesis que se repite n veces, difiere de los dos

monómeros de partida en una unidad de agua.

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Por lo anterior se puede observar entonces, que los polímeros sintéticos tienen múltiples y variadas estruc-turas y debido a ello tienen propiedades que los hacen materiales ideales para cualquier uso, de hecho se dice que los polímeros sintéticos se hacen a la medida de las necesidades del consumidor final, es importante destacar, que al tener estructuras en donde los áto-mos de las moléculas se enlazan mediante enlaces covalentes y los enlaces entre moléculas pueden ser lineales o entrecruzados, al hacer uso de ellos y des-echarlos, no se degradan fácilmente en el ambiente, ¿ qué pasa entonces con ellos? se ha estimado el tiempo en que tardan en degradarse algunos de ellos como los poliuretanos (utensilios de unicel), pueden tardar hasta 400 años, por ello se ve la necesidad de hacer un uso racional de los polímeros sintéticos.

Bibliografía•Estructura y propiedades de los polímeros. Recu-perado de http://iq.ua.es/TPO/Tema1.pdf mayo de 2019.•Dingrando, L. (2003). Química. Materia y cambio. México: McGraw-Hill•Phillips, J. et al. (1999). Química. Conceptos y apli-caciones. México: McGraw-Hill.

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Aplicación de los biocódigos de barras en los aprendizajes del programa de

Biología del CCH (II parte) Juan Francisco Barba Torres

Introducción El Colegio de Ciencias y Humanidades, plantea

en sus orientaciones que los alumnos sean actores de su propia formación para aprender a aprender, se apropien de la cultura de su medio, dotándolo de conocimientos y habilidades que le permitan ac-ceder por sí mismo a las fuentes de conocimiento, utilizando instrumentos clásicos y tecnológicos para resolver con ello nuevos problemas, para que desa-rrolle las habilidades básicas para tener acceso a la información (Escuela Nacional Colegio de Ciencias y Humanidades, 2016).

Es en este sentido, que se busca orientar actividades para el desarrollo y la construcción de los aprendizajes de los alumnos. En este trabajo se propone una forma de abordar los aprendizajes del programa de Biología del CCH, considerando la aplicación de estrategias que involucren varios aprendizajes que estén plenamente relacionados, para tener una visión más integral del conocimiento disciplinario, declarativo y procedimental que pretendemos que construyan los alumnos, si a esto agregamos que sean actividades de aprendizaje novedosas y atractivas, considero que tendrán un mayor éxito reflejados en sus aprendizajes. El estudio de los Biocódigos de Barras (BB), se relacionan con algunos temas de los programas de Biología del CCH como son: la estructura del DNA, síntesis de proteínas, mutaciones, metabolismo celular, respiración celular, Evolución, concepto de especie, Biodiversidad, y la elaboración de cladogramas (ver Imagen 1).

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Imagen 1. Los Biocódigos de Barras (BB) aplicados a los contenidos de los programas de Biología del CCH.

Actividades realizadas con los BB En estas activi-dades se abordan varias temáticas, de acuerdo a la enseñanza- aprendizaje de la Investigación Dirigida (Pozo y Gómez, 2000), orientada a la Educación am-biental aplicada. Los objetivos (Imagen 2) de estas estrategias, llevadas a cabo con la asesoría del Dr. Alejandro Oceguera Figueroa, son la identificación de una de las funciones que tiene el cacomixtle norteño Bassariscus astutus como dispersor de semillas (en-dozoocoria) en la Reserva Ecológica del Pedregal de San Ángel (REPSA) aplicando el biocódigo de barras genético del gen rbcL. Y la identificación de algunas especies de invertebrados en la REPSA y en el Parque Ecológico de Xochimilco (PEX), utilizando como mar-cador el gen mitocondrial COI para conocer sus rela-ciones evolutivas mediante un análisis filogenético, utilizando métricas multivariadas estándar como la distancia euclidiana y el método de unión “el vecino más cercano” (Gauch, 1989; Yi, et al. 2017) en la plata-forma DNASUBWAY, (2014).

Imagen 2. Objetivos de las actividades usando el Biocódigos de barras sobre las interacciones bióticas del cacomixtle y la Biodiversidad en la REPSA y el PEX en la Ciudad de México.

Desarrollo La recolecta de las excretas y los inver-tebrados se llevaron a cabo en la REPSA y en el PEX. En el campo utilizamos, la app iNaturalist, (2014) in situ, con la ayuda de un Smartphone obtuvimos una fotografía de la excreta para que fuera identificada en la plataforma Naturalista (CONABIO, 2015), verificando que correspondiera a la especie Bassariscus astutus (Imagen 3). Después de la identificación, iniciamos la separación de las semillas y/o los morfos con ayuda de un microscopio estereoscópico, colocándolos en alcohol al 96% y almacenándolos en un congelador para su ulterior análisis. Posteriormente se extrajo el DNA, se aisló y se amplificaron los marcadores rbcl de las semillas y el COI de los invertebrados. Final-mente, se enviaron a secuenciar nuestras muestras

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para continuar con la identificación de las especies correspondientes.

Imagen 3. Secuencia de actividades para sobre la colecta de los organismos hasta la electroforesis de las secuencias de nucleótidos de DNA de rbcl y COI.

Con las secuencias obtenidas de cada especie, fue-ron analizadas en la plataforma DNASUBWAY, (2014) en la “línea azul” (Imagen 4), que permite identificar y obtener las relaciones entre las especies a partir de una secuencia de DNA. Esta secuencia se introduce a la siguiente estación denominada BLASTN la cual compara nuestra secuencia de DNA (query, en lo sub-siguiente) contra todas secuencias que se encuentran en línea en el Genbank (NCBI, 2000) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/ “empatando” las secuencias que tienen un mayor parecido con nuestra query, el BLASTN calcula los mismatches, por lo que nos provee de un parámetro confiable de identificación de cada muestra.

En nuestra primera secuencia de las excretas del cacomixtle, se identificó que las semillas corresponden a la especie Schinus mole, con mistaches: 0, es decir que nuestra query de rbcl corresponde con ésta especie. Por otro lado se busca la especie en la plataforma de Naturalista (CONABIO, 2015) en donde se muestra la distribución mundial de la especie y su clasificación taxonómica (ver Imagen 4).

Siguiendo la misma secuencia en la plataforma DNASUBWAY, se identificó la especie Opuntia dilleni con mismatch 0/530 lo que indica que corresponde, sin equivocaciones, a las semillas de “nopal serreno”, ambas especies de semillas corresponden a las esta-ciones del Sendero Ecológico del CCH Sur y al Espacio Escultórico de la REPSA de la UNAM a una altitud de 2337 a 2340 msnm, así mismo se evidencia la función de la endozoocoria de la especie (Del Val y Boege, 2012).

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Imagen 4. Plataforma DNASUBWAY “línea azul” y secuencia de rcbl de la especie Schinus molle (Pirú Sudamericano). Y en la plataforma de Naturalista (CONABIO, 2015) se muestra la distribución mundial del Pirúl.

Con relación los resultados de los cladogramas obtenidos en la plataforma de DNASUBWAY, se ob-servan dos grupos (clados) de nuestras muestras y la especie correspondiente, indican que nuestras secuencias rbcl de semillas del “nopal serreno” y el “Pirúl” corresponden a las excretas localizadas en el en el Sendero Ecológico del CCH Sur y en el Espacio escultórico de CU de la REPSA.

Imagen 5. Árbol filogenético en donde muestran las especies identificadas en las alimentación del cacomixtle, los números corresponden a las áreas de recolecta.

Relación del BB del gen COI de los invertebrados de la REPSA y el PEX Las actividades para conocer secuen-cias de BB de COI de los invertebrados en la REPSA y el Parque Ecológico de Xochimilco (PEX), se llevaron a cabo mediante la obtención de los organismos y sus fotografías con la app iNaruralist, así mismo se llevó a cabo el aislamiento del DNA hasta la secuenciación de las muestras de los query de los organismos reco-lectados. Posterior a estas actividades de laboratorio se compararon los mistaches encontrados en cada una de las secuencias

obtenidas, esto se hizo con la intención de conocer las posibles mutaciones, inserciones-deleciones de los nucleótidos (indels), entre organismos de la misma especie. Esto se muestra en la estación BLASTN y directamente en la Alineación de las secuencias (Ver Imagen 6). Con esta actividad se puede conocer la variabilidad genética que existe en una especie, com-parando sus secuencias de nucleótidos de DNA con la

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de otros organismos, en este de caso del gen COI de la mariposa Papilio multicaudata multicaudata, que es frecuente observarla en nuestro plantel.

Imagen 6. Ejemplo de muestra query COI20, que co-rresponde a la especie Papilio multicaudata multicau-data con 13 mismatches. Y alineamiento comparativo de query con respecto a 3 secuencias de nucleótidos mostrando los mismatches.

Algunos ejemplos de nuestras muestras query con relación a las secuencias del Genbank en línea, en donde se evidencian que los organismos que tienen mismatches cercanos a cero, muestra que correspon-den, sin lugar a dudas, a la especie correspondiente, por ejemplo: Papilio multicaudata, Danaus plexippus, Sphenarium purpurascens y Dysdera crocata.

Tabla 1. Algunos ejemplos del porcentaje de mista-ches con relación al total de nucleótidos del gen COI de cada especie identificada.

Con la información de cada de las 12 especies iden-tificadas se construyó un cladograma de acuerdo a la métrica de la Distancia euclidiana y el método de unión del “vecino más cercano” (Gauch, 1989; Yi, et al. 2017). Esto se hizo en la plataforma de DNASUBWAY. El cladograma está constituido por tres clados, el prime-ro corresponde a los insectos, que es el grupo mejor representado, el segundo a las arañas y el tercero a un molusco, estos son los agrupamiento que esperamos encontrar para nuestras nuestras muestras.

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Imagen 7. Árbol filogenético obtenido a partir de las muestras query y las especies identificadas, se mues-tran los clados de insectos, un arácnido y un molusco.

Propuesta de trabajo con la app iNaturalist y las secuencias COI o rbcl del Genbank Si en el plantel no existen las condiciones óptimas para trabajar en los laboratorios con las muestras para el estudio de la extracción de DNA, amplificación, corrimiento en electroforesis ni posibilidades de secuenciación de las muestras. Se propone trabajar con la app iNaturalist, (2014) para identificar a las especies a estudiar. Esta aplicación tiene la ventaja que se puede trabajar con plantas, hongos y/o animales y como vimos, con sus excretas. Posteriormente, introducir la especie en la plataforma de BOLDSYSTEM, (2014) para obtener la secuencia en formato “FASTA” del gen a estudiar y continuar con la secuencia de la Imagen 6. Caracte-rizando las mutaciones que existen entre las secuen-cias de diferentes organismos de la misma especie, y por otro lado obtener un árbol o cladograma que nos ayude a caracterizar las diferencias entre los grupos o clados formados en las secuencias de las fotografías obtenidas en el campo, finalmente para completar esta parte, buscar la especie en la plata-forma de Naturalista (CONABIO, 2015) para conocer la distribución espacial de la especie identificada, todo esto sin necesidad de recolectar a los organismos ni llevar a cabo su secuenciación del material genético.

Imagen 6. Secuencia para estudio de fotos de orga-nismos para estudio de mutaciones (Indel) y obtención

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de árboles filogenéticos a partir de las secuencias COI o rbcl.

Conclusiones Existen temáticas y aprendizajes dados de manera

formal en el programa indicativo de Biología, estos nos permiten interactuar con nuevas actividades con los alumnos para que construyan aprendizajes exitosos, en los niveles disciplinarios, procedimentales y actitudinales.

El enfoque considerado en estas actividades de la Educación Ambiental Formal, tiene como base a la Biología y a sus disciplinas como la Ecología, la Biodiversidad, la Evolución y la Biología molecular, incrementando la construcción de los conocimientos declarativos de los alumnos, desarrollando actitudes y valores positivos hacia su entorno más próximo. Con esta forma de enseñanza, basada en evidencias y vivencial de las ciencias, se pretende la formación integral de los alumnos, orientada a la construcción de su cultura como ciudadano. Este tipo de actividades sobre la biodiversidad y la evolución relacionadas con el uso de los marcadores de DNA de los especímenes y obtener datos reales (Oceguera y León- Régagnon, 2010) y tangibles, incrementan las posibilidades de éxito en el aprendizaje, proporcionando a los estudian-tes una nueva visión del mundo natural, imposible si sólo ocurre en el aula de clase con el uso exclusivo de los libros de texto o de videos.

Agradezco a la Dra. Ma. Teresa Gaspar Dillanes del Instituto Nacional de la Pesca, Dra. Magali Blan-ca Isabel Honey Escandón responsable del Proyecto Biocódigos de Barras Urbano, al Dr. Alejandro Fran-cisco Oceguera Figueroa curador de la Colección de Helmintos del Instituto de Biología y al Programa de Actualización y Superación del Personal Académico (PASPA) de la UNAM, por su apoyo para llevar a cabo este proyecto que ayuda a enriquecer el conocimiento de los alumnos del CCH.

Bibliografía BOLDSYSTEM, 2014. The Barcode of Life Data Sys-

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UNAMRector

Dr. Enrique Graue Wiechers

CCHDirector General

Dr. Benjamín Barajas Sánchez

PLANTEL SURDirector

Mtro. Luis Aguilar Almazán

Secretario GeneralLic. Aurelio Bolívar Galván Anaya

Secretario AdministrativoArq. Gilberto Zamora Muñiz

Secretaria AcadémicaLic. Susana Lira de Garay

Secretaria DocenteLic. Rosario Preisser Rodríguez

Secretario de Asuntos EstudiantilesIng. Héctor Edmundo Silva Alonso

Secretario de Apoyo al AprendizajeDr. Edel Ojeda Jiménez

Secretario Técnico-SiladinIng. José Marín González

Jefe de la Unidad de PlaneaciónLic. Arturo Guillemaud Rodríguez Vázquez

Coordinadora de MediatecaPatricia Rodríguez Montero

Comité Editorial

Dr. Edel Ojeda Jiménez

Biol. Manuel Becerril González

Biol. María Guadalupe Valencia Mejía

Q.F.B. Guadalupe Guzmán Flores

Q. Raul Valdés Almaguer

M. en E. Oscar Eduardo Rivas Sánchez

Pas. Biol. María del Carmen Perea Mejía

Fis. Arturo García Cole

Lic. Quinatzin Baroja Cruz

Urania