Profesores y alumnos de la UNNOBA trabajan en un proyecto de investigación con perfil didáctico para que estudiantes de las carreras de genética y agronomía puedan superar obstáculos que se les presentan en el aprendizaje de los mecanismos evolutivos. Concretamente, se apunta a desarrollar modelos representacionales y simulaciones informáticas que permitar mejorar la comprensión sobre los mecanismos implicados en la resistencia a plaguicidas.
“Es un proyecto de investigación porque buscamos nuevas aplicaciones a modelos ya existentes y tratamos de adaptarlos a nuestros objetivos. Y es interdisciplinario, ya que participan docentes y alumnos de informática, matemática, biología y agronomía”, explica la profesora Marcela Torreblanca, quien junto a Alberto Serritela está al frente del trabajo.
El proyecto comenzó con un rastreo bibliográfico para conocer técnicas y estrategias que se usan para modelizar mecanismos evolutivos e interacciones ecológicas. El segundo paso fue obtener datos de análisis y estudio de casos documentados (en base a ellos se desarrollaron modelos matemáticos). El tercer paso fue traducir los modelos matemáticos en algoritmos informáticos y sistemas de simulación.
“El principal problema que tienen los alumnos reside en la adquisición del concepto de selección natural aplicado a los procesos de resistencia de las malezas a los herbicidas. Con este proyecto queremos construir modelos matemáticos y aplicaciones informáticas para que los usen didácticamente profesores y alumnos. Buscamos también crear guías de trabajos prácticos para que usen modelos bioinformáticos sobre los mecanismos moleculares implicados en la resistencia”, explica Torreblanca.
Según la profesora, la idea que tienen los alumnos de primer año es que el insecticida o el herbicida es el que incide para generar la mutación. “La presión ambiental es la que genera que después haya malezas resistentes, si es que existe un biotipo resistente, pero la resistencia está antes, en los genes. Lo que se tiene que entender es que son dos mecanismos separados: el origen de la resistencia a nivel genético no tiene nada que ver con el herbicida. No es que porque se utilice más o menos herbicida va a haber más o menos resistencia. Pasa por otro lado, que es a nivel molecular, que todavía no está bien claro cómo se origina, pero en gran parte intervienen procesos aleatorios. Para eso se trabaja con herramientas que provee la bioinformática”, señala.
Las herramientas bioinformáticas se usan como simulación para entender cómo se forman biotipos de malezas resistentes a ciertos herbicidas. Por ejemplo, los herbicidas que inhiben la enzima ALS (acetolactato sintetasa)muestran actualmente la mayor cantidad de biotipos resistentes a nivel mundial. Eso se explica porque existen varias posibles mutaciones en el gen de la ALS que pueden volverla insensible a estos herbicidas, aún cuando la enzima mantenga su funcionalidad en la fisiología de la maleza.
“Puede ser que existan otras enzimas que hagan como que secuestran al herbicida: queda atrapado. Es un mecanismo complicado, la simulación en la computadora nos posibilita hacer cosas que no podemos hacer en el laboratorio ni en el campo. Es importante usar la bioinformática como herramienta didáctica, porque por ahora son propuestas para lainvestigación pero no para el aprendizaje. Lo que propongo desde acá es utilizarlo para aprender, como herramienta didáctica”, afirma.
Lo que hace es llevar a la computadora el modelo de plantas de distintos biotipos y después, a través de la simulación, se pasa el herbicida y se observan sus efectos.
“Mediante los modelos y herramientas de simulación provistos, esperamos que los alumnos puedan comprender la complejidad de las interacciones ecológicas-evolutivas y los mecanismos genéticos de la resistencia. Para el caso de los estudiantes de agronomía, apuntamos además a que aprendan sobre el uso responsable de plaguicidas”, aclaró.
Están previstos trabajos de campo con los alumnos avanzados de agronomía y genética para trasladar los modelos desarrollados a situaciones concretas.
Torreblanca apunta que los resultados que esperan encontrar al final del trabajo tienen que ver con obtener plataformas que permitan el desarrollo dinámico de simulaciones en un entorno gráfico multimedia. “Se trata de elaborar software educativo”, aclara.
A su entender esto modificaría la forma de aprendizaje porque lo que leen en el libro lo asimilan de manera memorística y muchos no son capaces de trasladarlo a una situación concreta e integrar conceptos y procesos de distintas asignaturas. “No es sistemático, pero hasta hay profesionales que no entienden los procesos implicados en el mecanismo de resistencia y eso puede ser una consecuencia grave para el medio ambiente”, advirtió.
“Son fenómenos tan complejos que no se pueden experimentar en laboratorio, por eso se utiliza la simulación. Es importante la representación de imágenes, ver en forma gráfica ayuda mucho a que el alumno comprenda.
El alumno actual no es tan discursivo en la expresión oral y escrita. Estamos en la cultura de la imagen, y la animación y la simulación pueden hacer un gran aporte en cuanto al aprendizaje”, opina Torreblanca.
Marcela Torreblanca -quien dirige el proyecto- es Magíster en didáctica en las ciencias expermientales de la Universidad Nacional del Litoral, además de especialista en la enseñanza de la evolución, desde las áreas de bioinformática y didáctica de la biología. El director del proyecto es el profesor Alberto Serritella y participan en la investigación la docente Vanesa Bergonzi (desde matemática y teoría de sistemas) y un grupo de alumnos programadores de la carrera de informática: Maximiliano Edel Fochi, Juan Pablo Conde y Gino Pillon.
Parte de los resultados de este trabajo fueron presentados en Cuba, del 15 al 19 de junio de 2010, en los siguientes eventos: “VIII Taller Internacional ENFIQUI 2010”, “La Enseñanza de la Física y la Química” y el I Taller “La Enseñanza de las Ciencias Naturales”.