Investigando la Biodiversidad | Serie investigando
Investigamos la biodiversidad de una zona
Todo lo estudiado en la tarea anterior lo hemos podido hacer porque hemos trabajado con un texto corto. Si lo hubiésemos hecho con uno mucho más largo, tal y como son los ecosistemas reales, tendríamos que haber escogido unas muestras y extrapolar los resultados a toda la zona. En la realidad, los muestreos de estas zonas se hacen de dos formas: recuento por cuadrantes (en el texto sería definir cuadrículas del texto y contar todas las letras que están en ellas) o recuento por transectos ( en el texto consistiría en trazar una línea y contar todas las letras por las que pasa).
Estos muestreos son más eficaces si se realizan de forma sistemática, en distintas épocas del año o en distintas localidades y tampoco es lo mismo tomar muestras de vegetales que de organismos con movimiento.
Nosotros y nosotras no vamos a ser tan exhaustivos, puesto que el objetivo de este reto es aproximarse a aprender cómo miden la biodiversidad los y las científicos y científicas. Trabajaremos con plantas, en un espacio y tiempo concretos. De este modo, para hacer esta investigación nos basta con elegir una zona verde cercana a nuestro centro, dónde podamos estudiar especies de plantas y que sea bastante homogénea.
Tarea: planificamos
Duración:
1 hora
Agrupamiento:
Grupos de cuatro
Estamos preparados/as para investigar la biodiversidad. Trabajaremos en grupos. Cada grupo investigará la zona, hará hipótesis, experimentos y obtendrá conclusiones comparando la biodiversidad vegetal hallada en los diferentes puntos. Posteriormente, cada grupo comunicará los resultados en una presentación de diapositivas. Por último, entre todos los grupos, llegaremos a unas conclusiones sobre el lugar estudiado y difundiremos nuestra investigación.
Lo primero es elegir el lugar que queremos estudiar. Esto lo haremos entre toda la clase, con la ayuda de nuestro profesor o profesora y empleando la pizarra digital. Tiene que ser una zona verde cercana a nuestro centro en una época dónde podamos encontrar más especies de plantas herbáceas y lo suficientemente amplio como para que estemos cómodos/as trabajando en ella. Puede ser una zona de recreo, un parque… También tiene que ser bastante homogénea.
Una vez consensuado el sitio, hacemos cinco grupos. Cada grupo lo buscará en Google Maps y copiará la imagen en un documento digital y, con los datos que proporciona la aplicación, calculamos su área aproximada.
Vamos a emplear la técnica de muestreo por cuadrantes. Para ello, sobre la imagen, elegimos cinco zonas de muestreo o cuadrantes de 60 x 60 cm. Cada grupo tiene que elegir un cuadrante diferente para trabajar, por ejemplo:
Grupo 1: sin sombra, hacia el sur, grupo 2: sin sombra, hacia el norte, grupo 3: sin sombra, hacia el oeste/este, grupo 4: debajo de zona de sombra, grupo 5: cerca de una fuente de agua.
Dependiendo del lugar de muestreo escogido, puede haber más posibilidades. En un entorno urbano, por ejemplo, podemos investigar en zonas más o menos alejadas de focos de contaminación, tráfico, ruido, paso de personas, etc.
Una vez asignadas las zonas y marcadas sobre el mapa, cada grupo pensará qué tipo de plantas y cantidad podremos encontrar y escribirá en su cuaderno una hipótesis.
A continuación, planificamos la salida. El día, hora y material que llevaremos, teniendo en cuenta que:
Necesitaremos delimitar la zona de muestreo (cuadrícula) con algo y todos los grupos la misma área.
Nunca vamos a arrancar ninguna planta.
Tendremos qué orientarnos.
Tendremos que hacer un recuento de ejemplares de nuestra zona, diferenciando por especie y anotarlo.
Conviene medir también algunos factores del medio. ¿Cuáles?
Primero pensamos en cada grupo y hacemos un listado de materiales (podemos emplear la dinámica del “folio giratorio”). Después lo ponemos en común en clase y nuestro profesor/a nos irá indicando y completando con otros materiales que sean necesarios.
Tarea: Experimentamos
Duración:
3 horas
Agrupamiento:
Grupos de cuatro
Ha llegado el momento de salir del aula e investigar la zona elegida. Es muy importante que nos comportemos con respeto al medio ambiente y a las personas que puedan circular por el lugar.
Material
Rollo de celo para delimitar las cuadrículas de muestreo
Cuaderno de campo para anotar mediciones y datos
Lupa de mano
Regla para medir la altura de las especies herbáceas
Teléfono móvil para hacer fotos
Termómetro y toallitas para limpiarlo
Brújula (o aplicación móvil)
Cucharita y recipiente para recoger una pequeña muestra de suelo de aproximadamente 50 gr.
Procedimiento
Disponemos sobre la zona de muestreo una cuadrícula de 60 x 60 hecha con cello.
Anotamos en nuestro cuaderno todas las especies diferentes que estén en esa cuadrícula y su número aproximado. Si la cuadrícula es heterogénea, anotaremos la pauta de distribución de cada especie y haremos un dibujo. Hay que tener en cuenta que en las zonas verdes urbanas, lo que habitualmente llamamos “césped” son gramíneas y que puede haber distintas especies.
Medimos, con la regla, la altura máxima que alcanza cada especie.
Hacemos fotografías y/o vídeos de la zona y de cada especie.
Medimos, con el termómetro, la temperatura ambiente en el aire y la anotamos.
Hacemos lo mismo introduciendo en el suelo hasta unos 5 cm. Extraemos y limpiamos el termómetro. Anotamos los resultados.
Medimos con la brújula la orientación de la zona y la anotamos.
Observamos la insolación, si está en zona sombría (0), expuesta al sol (2) o en una situación intermedia (1)
Con una cuchara, recogemos con cuidado unos 50 gr de suelo a unos 5 cm de profundidad y lo introducimos en una bolsa de plástico o recipiente. Procuramos no dejar el “agujero” homogeneizando la tierra.
Anotamos en el cuaderno todo aquello que nos llame la atención: si es una zona frecuentada por personas o animales, si está cerca o lejos de carreteras u otra fuente de contaminación, si lo está de fuentes de agua, etc.
Tarea: Trabajamos con las muestras en el laboratorio
Duración:
2 horas
Agrupamiento:
Grupos de cuatro
Volvemos al centro con las muestras y la información recogida.
1.-Primero, identificamos las especies con claves. Nuestro profesor/a nos ayudará. En el caso de las gramíneas, con indicar la familia y diferenciarlas es suficiente.
Con los datos del recuento de especies, rellenamos la tabla
Especie
Nº de individuos
Nº total de especies
Porcentaje de cada especie
Dominancia (dominante o rara)
Distribución (homogénea o heterogénea)
Especie 1
Especie 2
....
2.- A continuación, analizamos la muestra de suelo (pH, grado hídrico…). Podemos sacar alguna foto o pequeño vídeo del proceso.
Materiales
Papel indicador de pH
Cubetas de plástico
Placas Petri
Balanza
Vidrio de reloj
Pinzas de madera
Mechero Bunsen / Estufa de laboratorio
Agua oxigenada
Cuentagotas
Agua destilada
Tubo de ensayo
Varilla de vidrio
Capacidad hídrica
Ponemos nuestra muestra de suelo en una cubeta de plástico para no manchar
Pesamos un vidrio de reloj en la balanza y, con una cuchara, vamos poniendo una parte de la muestra de suelo hasta que la balanza pese 10 gr más
Si disponemos de una estufa de laboratorio, dejamos la muestra 1 dentro 24 horas. Si no tenemos estufa, el método más sencillo es coger con unas pinzas de madera el vidrio de reloj con la muestra y calentarlo con cuidado mediante el mechero Bunsen durante 3 minutos aproximadamente, hasta que se evapore el agua.
En cualquier caso, volvemos a pesar la muestra ya deshidratada y, restando, obtenemos la cantidad de agua Ya solo nos queda calcular el porcentaje de agua, evaporada, es decir, la capacidad hídrica de este suelo.
Presencia de materia orgánica
Ponemos en otro vidrio de reloj otra muestra de suelo de 10 gr. y le añadimos unas gotas de agua oxigenada
Observamos si aparecen burbujas. Si lo hace, contiene materia orgánica.
pH
Ponemos 10 gr de la muestra de suelo en un tubo de ensayo y le añadimos 10 ml de agua destilada.
Mezclamos bien con una varilla de vidrio y lo dejamos reposar una hora.
Introducimos en la mezcla una tira de papel indicador de pH y lo medimos
Organizamos los resultados en esta tabla:
Muestra de suelo zona….
Temperatura
Capacidad hídrica (%)
pH
Presencia de materia orgánica (Si o No)
3.- Por último, organizamos todos los datos en un informe, con la siguiente información más las tablas de resultados.
Grupo (componentes):
Zona investigada:
Fecha y hora:
Orientación:
Temperatura del aire:
Grado de insolación (del 0 al 2, según la sombra que reciba):
Tabla con la biodiversidad de la zona estudiada:
Tabla con el análisis del suelo.
En el mundo se conocen unas 320.000 especies de plantas y la Ciencia que las estudia se denomina Botánica. En una primera aproximación, se distinguen dos grandes grupos: las que se reproducen por esporas y las que lo hacen por semillas. Las primeras son los helechos (pteridofitas, con raíces, tallos y hojas) y musgos (briofitas, sin verdaderas raíces ni tallos ni hojas). Las segundas, dependiendo de si sus semillas se encuentran protegidas o no dentro de un fruto, se dividen en Gimnospermas (no protegida, coníferas, cycas) y Angiospermas (protegida por un fruto, el grupo más conocido y extenso). En una mínima búsqueda en la Red, encontraremos esquemas concisos y explicativos.
Estas diferencias relacionadas con la reproducción entre los grupos de plantas (flor, fruto, semillas), se emplean como criterios en las claves de clasificación. También otros, como los del porte (herbáceas, arbustos, árboles), determinado por el tipo de tallo y tipo de hoja. He aquí los básicos:
Tipos de tallos
Herbáceos
Leñosos
Partes de una flor
Tipos de hojas
Tarea: sacamos conclusiones
Duración:
0.5 horas
Agrupamiento:
Grupos de cuatro
Cada grupo comparará los resultados con la hipótesis que había planteado y escribirá algunas conclusiones de su trabajo. Algunas de las cuestiones a debatir pueden ser:
¿La biodiversidad era la esperada?
¿Por qué nos parece que es o no homogénea la distribución de especies?
La distribución en la muestra, ¿tiene algo que ver con los factores del suelo?
...
Tarea: comunicamos los resultados
Duración:
2 horas
Agrupamiento:
Grupos de cuatro
Ya tenemos todos los datos necesarios y estamos preparados para comunicar los resultados de nuestra investigación. Lo haremos mediante una presentación de diapositivas (también podemos hacer una infografía). Después, cada grupo lo presentará en clase a los demás oralmente, apoyándose en las diapositivas. Dispondrá de 10-15 minutos para exponer su trabajo de investigación. En esta presentación, hay que poner:
Un título
Quienes han sido los y las investigadores e investigadoras
Para qué se ha realizado esta investigación (objetivo).
Nuestras hipótesis iniciales
La zona y cuadrantes estudiados
Materiales empleados
Procedimiento de recogida de muestras
Datos recogidos
Resultados obtenidos y nuestras conclusiones.
Enlaces web de interés
La presentación será evaluada por el profesor/a y por nuestros compañeros/as.
Una vez que todos los grupos hayan realizado su presentación y dirigidos por el docente, dedicaremos un tiempo para trabajar todos y todas juntas en clase y poder tener una visión y unas conclusiones generales del lugar de estudio. Algunas cuestiones a debatir serían:
¿La biodiversidad es igual en todas las zonas?
¿En qué zonas encontramos mayor o menor abundancia de especies?, ¿por qué?
¿Qué factores ambientales son los más importantes?
…..
Es conveniente que, antes de ponernos directamente a realizar las diapositivas, planifiquemos que vamos a escribir /insertar en cada una, qué texto, imágenes, vídeos, tablas, etc.,:
Antes de hacer la presentación oral, distribuimos la parte que va a presentar cada componente del grupo. Es conveniente también que escribamos lo que vamos a comentar en cada una de las partes de la presentación y ensayar la exposición hasta conseguir presentar la investigación en 10 minutos con un lenguaje claro y riguroso.
Tarea: compartimos los resultados
Duración:
0,5 hora
Agrupamiento:
Grupos de cuatro / Toda la clase
Hoy en día, es importante que los resultados de nuestra investigación, tal y como hacen los científicos/as, no se queden en las cuatro paredes del aula, sino que los comuniquemos por medios digitales para que todo el mundo que lo deseé (en nuestro caso, otro alumnado, familias, profesorado, ayuntamiento, etc.) pueda tener acceso a ellos.
Una forma visual y atractiva es a través de una imagen interactiva del lugar de muestreo, con los resultados de cada zona. esta imagen se incrusta en un blog o web de clase y/o se difunde en las redes sociales. Para ello:
Primero subimos las diapositivas a Internet (si no las hemos hecho ya en este medio) y copiamos su enlace.
Nuestro docente subirá la imagen del lugar (obtenida con Google Maps) a alguna de las muchas aplicaciones digitales que hay para hacer imágenes interactivas.
El profesor/a compartirá la imagen con los grupos, de manera que cada grupo coloque en la zona estudiada el enlace a sus diapositivas.
Entre todos/as enriqueceremos la imagen con las conclusiones generales, fotos o vídeos que hayamos sacado.
Reflexión y evaluación
Una vez que hemos finalizado la tarea, es un buen momento para reflexionar en nuestro diario de aprendizaje. Algunas cuestiones que nos podemos preguntar pueden ser:
¿Qué he aprendido?
¿Qué me ha sorprendido más de todo el proceso? ¿Por qué?
¿He cambiado alguna idea previa? ¿Cuál?
¿Qué me ha resultado más difícil? ¿Por qué?
Estas tareas se evaluarán con las siguientes escalas de valoración:
Si te ha gustado trabajar de modo científico, quizás te apetezca profundizar con estas actividades:
1.- Trabajo con datos: índice de biodiversidad
¿Quieres profundizar más en el trabajo científico con los datos? Los profesionales de este campo trabajan con muchos más parámetros y calculan índices de biodiversidad. El más conocido es el de Shannon-Weaver. Este índice, llamado H, se usa para medir la biodiversidad específica, es decir, la cantidad de diferentes organismos que hay en un ecosistema.
El índice de Shanon en la mayoría de los ecosistemas naturales varía entre 0,5 y 5, aunque su valor normal está entre 2 y 3; valores inferiores a 2 se consideran bajos en diversidad y superiores a 3 son altos en diversidad de especies.
Cuanto mayor sea el valor de H , mayor será la diversidad de especies en una comunidad en particular. Cuanto menor sea el valor de H , menor será la diversidad. Un valor de H = 0 indica una comunidad que solo tiene una especie.
Para calcular este índice en la zona estudiada, tienes que disponer de los datos de todos los grupos y seguir el procedimiento que se indica a continuación. Puedes trabajar solo con este ejemplo con los seres vivos contabilizados en varias muestras de un estanque.
Paso 1: Recopila datos . En la tabla adjunta tenemos ya los datos recogidos de un estanque.
Paso 2: Calcula las proporciones
Paso 3: Calcula el logaritmo natural (neperiano) de las proporciones. Los cálculos logarítmicos son más fáciles utilizando el botón Ln de la calculadora. Un logaritmo es un exponente. Se llaman logaritmos neperianos a aquellos que tienen como base el número “e” (2,718281828…).Por tanto, el logaritmo neperiano de un número x es la potencia a lo que debemos elevar el número e (2,718281828…) para obtener de esta forma x.
Paso 4: Multiplica las proporciones por el logaritmo de éstas.
Paso 5: Calcula el índice de biodiversidad. Sumamos todos los datos de la última columna y el resultado se multiplica por (-1).
Paso 6: Obtén conclusiones. Con este valor que has calculado del índice de Shanon, ¿qué conclusión señalamos respecto a la diversidad del estanque?
Refleja todo el proceso en esta tabla, dónde ya están registradas las especies:
Especies
Frecuencia
Pi = frecuencia / total de especies
Ln (Pi)
Pi * Ln (Pi)
Sapos
16
Ranas
20
Tritones
32
Libélulas
47
Zapateros
207
Pulgas de agua
256
Chinches de agua
114
Renacuajos
133
Culebras
7
Índice de Biodiversidad Shannon-Weaver= suma todos los resultados de la última columna y multiplica el resultado por (-1)
2.- Participa en un proyecto de ciencia ciudadana.
Si te gusta el trabajo de campo, participar en un proyecto de ciencia ciudadana es una muy buena opción. En este tipo de proyectos, hay que ir recogiendo datos naturísticos (especies, recuentos…), bien puntualmente o a lo largo de un tiempo; y compartirlos en una web con otras personas.
Hay varios buenos sitios de ciencia ciudadana, por ejemplo:
Natusfera. es una Plataforma sobre biodiversidad creada por CREAF y GBIF.ES, que consta de un portal web y de una aplicación móvil. Gratuita, de código abierto y fácil de utilizar, los ciudadanos y ciudadanas pueden registrar y compartir fotos, ubicación y otro tipo de información de seres vivos observados en la naturaleza.
Proyecto de SEO-Birdlife. La plataforma SEO-Birdlife nos ofrece la posibilidad de contabilizar las aves de nuestro entorno, hacer un seguimiento en el tiempo e ir confeccionando un censo común. Dispone de un App móvil para identificación de aves, “Aves de España” y de otra para recuentos, “Avizor”
Embajadores De La Biodiversidad. Proyecto realizado por el Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA) con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología - Ministerio de Ciencia e Innovación que busca fomentar la cultura científica, tecnológica y de la innovación a través de la ciencia ciudadana. Es un proyecto dirigido con especial atención a dinamizar las zonas rurales, donde los efectos de la despoblación están provocando un abandono paulatino de la actividad en el sector primario (ganadería y agricultura), y a mejorar la investigación sobre las diferentes especies de semillas hortícolas que se almacenan en el Banco de Germoplasma, ubicado en el CITA-Aragón, un Banco de referencia a nivel nacional e internacional
Proyecto Intemares. El proyecto LIFE IP INTEMARES, que coordina la Fundación Biodiversidad del Ministerio para la Transición Ecológica, establece una alianza con la plataforma de ciencia ciudadana marina Observadores del Mar, coordinado por el Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona (ICM-CSIC) para impulsar un programa de ciencia ciudadana marina y fortalecer una red de investigación científica integrada por ciudadanos, investigadores científicos y profesionales que aporte y valide datos referidos a los impactos, hábitats y especies que se encuentran dentro de los espacios de la Red Natura 2000 marina.