Poblaciones de Insectos

Contenido

1 Unidad 1: Poblaciones de Insectos

Unidad 1: Poblaciones de Insectos

Bosquejo General

Al concebir un texto de Ciencias dentro del programa FUNDAEC para la formación de Impulsores de Bienestar Rural surgen dos preguntas: ¿qué puede hacer la ciencia por el Impulsor de Bienestar Rural? y ¿qué puede hacer la ciencia por el bienestar rural? Las respuestas a estas preguntas justifican su inclusión en el programa y además sirven de guía para su desarrollo. La respuesta a la segunda pregunta la trataremos en unidades posteriores; por ahora queremos dar respuesta a la primera pregunta. ¿Qué puede hacer la ciencia por el Impulsor de Bienestar Rural? Un científico dijo que si las personas se aprendieran de memoria todo lo que se ha escrito respecto a la ciencia, sin aplicarla ni utilizarla para generar más conocimiento, el progreso de la humanidad se detendría. Aprender de memoria ciencias, es una labor inútil, y en estas condiciones ella no hace nada por los individuos. Aceptado lo anterior como premisa, los textos de Ciencias de FUNDAEC no tratan de hacer un recuento ni una exposición de lo que es la estructura de conocimientos de una rama específica de las ciencias. Lo que se pretende es que, al término de su educación, el estudiante piense como un científico y estructure su mente y la búsqueda de conocimientos de la forma en que lo hace la ciencia. Es en este sentido que la ciencia puede hacer algo por los individuos. Para lograr este propósito, se han escogido para este nivel cinco procesos de la naturaleza alrededor de los cuales se desarrolla la vida del estudiante. Estos son: el Crecimiento de una Población de Insectos, el Calentamiento y Enfriamiento de los Objetos, el Crecimiento Vegetal, la Utilización de la Energía Eléctrica y la Fotosíntesis. En el estudio de cada uno de estos fenómenos, se reitera el siguiente proceso: amplia observación y discusión inicial de los fenómenos relacionados; análisis de la información existente acerca del fenómeno en cuestión; experimentación para obtener datos específicos sobre el comportamiento de la naturaleza, organización de los datos, construcción de un modelo, explicación de los hechos conocidos en términos de modelo, sus limitaciones. Esta interacción con el método de la ciencia, es la que se espera modele la actitud del estudiante. Además, en el estudio de cada uno de los fenómenos, aparecen elementos específicos de las diversas ciencias; sin embargo, los fenómenos se escogen 3tratando de que los elementos conserven su posición dentro de su respectiva estructura. Por ejemplo, el concepto de átomo en una Unidad precede al de reacción química considerado en otra Unidad. Desde el punto de vista de la enseñanza, es esencial que el estudiante se dé cuenta de lo que está haciendo, identificando en cada Unidad las diferentes etapas del proceso de búsqueda de conocimiento. La Unidad 1, Crecimiento de una Población de Insectos escogida por su evidente interés en el habitante rural, comienza con una reflexión acerca de las interacciones de especies en el proceso de alimentación; centrada en los problemas con los insectos, estudia la información existente sobre los mismos, mientras se toman datos experimentales sobre el crecimiento de una población de mosca de la fruta. Luego, se organizan y analizan los datos para concluir con la elaboración de varios modelos matemáticos que crudamente reflejan el comportamiento observado. La Unidad termina con una discusión acerca de la bondad del modelo y su aplicación en términos de control biológico de insectos. En algunos apartes, especialmente en la elaboración matemática del modelo, se puede presentar alguna dificultad en lo referente a la notación exponencial, pero creemos que se debe insistir en su aprendizaje y manipulación. En la parte de Entomología, se debe hacer énfasis, más que en el aprendizaje memorístico de la clasificación de insectos, en destrezas tales como su identificación y su adaptación. Sin embargo, la parte central consiste realmente en la planeación cuidadosa del experimento, en la toma de datos y en el análisis de los mismos.

Lección I: ¿Qué es ciencia?

Esta es nuestra Primera Lección de Ciencias, ¿saben ustedes qué es ciencia? La ciencia nos ayuda a conocer el mundo que nos rodea, a explicar el porqué de todo lo que ocurre a nuestro alrededor, desde lo más pequeño que no vemos hasta lo más grande que puede ser imaginado, como es el universo con sus miles de millones de estrellas y soles. Pero podemos preguntar ¿para qué sirve conocer tanto acerca del mundo que nos rodea? Una respuesta es que este conocimiento nos ayuda a enfrentar la vida diaria con más seguridad ya que conociendo el porqué de las cosas podemos también encontrar las respuestas a muchos problemas. Otra respuesta es que al ser humano le gusta saber y adquirir más y más conocimiento. Para nosotros hay otro punto muy importante, queremos utilizar la ciencia para aumentar el bienestar de la gente en nuestros pueblos y nuestras veredas.

¿Cómo creen que la ciencia pueda ayudar a todos en esta región? Escriban algunas respuestas a esta pregunta. La ciencia estudia todo lo que nos rodea, desde lo más pequeño hasta lo más grande. Si pensamos en la inmensidad del universo y en la gran cantidad de cosas que hay en él, seguramente nos preguntaremos ¿cómo hacen los científicos para entenderlo todo?

Realmente el universo es tan inmenso que es imposible estudiarlo todo a la vez. Por esta razón, los científicos utilizan un método que consiste en estudiar pequeñas porciones del universo, analizando las relaciones que hay entre sus partes y con el resto del universo. Cuando se hace esto, se dice que se ha aislado un SISTEMA para estudiarlo.

Trataremos de comprender mejor este concepto haciendo un ejercicio. Vamos a considerar nuestro salón de clase. Observémoslo detenidamente. Ahora, hagan una descripción detallada de todo lo que hay en el salón. Hay muchas cosas ¿verdad? Concentremos nuestra atención solamente en las personas que hay en el salón. ¿Pueden hacer una descripción de este grupo de personas? Ahora, cada uno debe fijar su atención en una sola persona, su pupitre y sus libros. Describan este conjunto.

En nuestro ejercicio hemos observado y descrito primero un sistema grande –el salón de clase–, luego, un sistema más pequeño – el grupo de personas– y por último, un sistema aún más pequeño –una persona, su pupitre y sus libros–. Seguramente esta última descripción ha sido más detallada ¿verdad?

De la misma manera, los científicos escogen pequeñas porciones del universo, es decir, sistemas, para observarlos y estudiarlos. Los sistemas pueden incluir hombres, insectos, pájaros, árboles, objetos no vivos y muchos otros que podemos ver, contar, medir y usar en experimentos y finalmente relacionarlos con el resto del universo. ¿Cuál creen ustedes que es el sistema más grande que existe? Den algunos ejemplos de sistemas que hay en la naturaleza y qué les gustaría estudiar como científicos.

Además de SISTEMA hay otro concepto que necesitamos comprender cuando estudiamos la ciencia; se trata de la palabra PROCESO. En el mundo que nos rodea siempre ocurren cambios, algo está sucediendo en cada momento en el sistema que se está estudiando. Por ejemplo, pensemos en los cambios que ocurren a una semilla desde que se siembra ¿crece?, ¿se alimenta?, ¿respira? Estas cosas que suceden en la semilla y la planta se llaman procesos. Así, podemos hablar del proceso de crecimiento de una planta, del proceso de alimentación de una gallina, etc. ¿Qué otros procesos interesantes podrían mencionar ustedes?

Para aclarar el concepto de proceso dediquemos una o dos clases a examinar el proceso de alimentación, puesto que vivimos en una zona rural y somos agricultores, producimos los alimentos para nuestro pueblo.

El proceso de alimentación es complicado y contiene en sí mismo muchos subprocesos o sea procesos dentro de los procesos. Para que la humanidad se alimente hay que cultivar muchas plantas, criar animales, cosechar, almacenar, vender, comprar alimentos, cocinar algunos alimentos y finalmente comerlos y aprovecharlos. De nuevo cada uno de estos procesos también es complicado y consta a su vez de muchos otros subprocesos.

Por ejemplo, el proceso de cultivar la tierra consta de: preparar, sembrar, regar, deshierbar, luchar contra las plaga y cosechar. Así cada uno de los otros procesos mencionados tienen muchos subprocesos. Entendiendo todo esto, digan ahora ¿cómo creen que la ciencia puede ayudarnos para entender el proceso de alimentación del hombre?

AMPLIACIÓN SOBRE LOS BENEFICIOS DE LA CIENCIA EN EL ESTUDIO DE PROCESOS Y SISTEMAS

1. Contesten verdadero o falso

a. La ciencia se preocupa por desarrollar variedades de plantas que den mayor y mejor producción, que sean resistentes a los daños que producen los insectos, los gusanos y otros seres que no vemos como las bacterias y los virus. Esto es un ejemplo de cómo la ciencia ayuda a mejorar el proceso de alimentación del hombre. V _______ F _______

b. La ciencia se preocupa por mejorar los cultivos independientemente del daño que sus acciones puedan hacer a otros animales. V _______ F _______

c. Algunas plantas sólo se propagan por semilla, otras vegetativamente, es decir, por partes de la planta diferentes a la semilla, como estacas, bulbos, hojas, etc., para lo cual hay que aprender cómo se hacen los injertos, acodos y estacados. Hoy en día se utilizan sustancias que promueven la formación más rápida y más densa de raíces para la propagación vegetativa. La ciencia estudia la propagación de las plantas y así ayuda a mejorar el proceso de cultivos de la tierra. V _______ F _______

d. Las plantas durante su vida son atacadas por muchos enemigos. Unas medidas de control son las de prevención o cuarentena, para no llevar enfermedades de un lugar a otro, como lo que ocurre actualmente con la roya del café. Otras son las de protección y erradicación para lo cual se elaboran productos que no causen daño a personas y animales útiles pues sólo atacan a los enemigos de las plantas. Esta es una de las maneras como la ciencia ayuda a defender los cultivos. V _______ F _______

e. La ciencia ayuda a mejorar el proceso de alimentación buscando mejores fertilizantes para los suelos sin estudiar sus efectos. V _______ F _______

f. La ciencia ayuda a mejorar el proceso de alimentación buscando mejores fertilizantes para los suelos y estudiando sus efectos. V _______ F _______

2. Vimos algunos ejemplos de cómo la ciencia ayuda al proceso de cultivar la tierra. Podemos igualmente pensar en el proceso de criar animales. De los siguientes enunciados, ¿cuáles creen ustedes que son verdaderos y cuáles falsos?

La ciencia ayuda a mejorar la cría de animales:

a. Seleccionando de manera efectiva animales resistentes a enfermedades. V _______ F _______

b. Desarrollando mejores razas independiente de su costo y adaptabilidad a la región. V _______ F _______

c. Desarrollando mejores variedades de plantas. V _______ F _______

d. Investigando en la producción de alimentos concentrados. V _______ F _______

e. Construyendo las instalaciones de animales (cocheras, establos, jaulas, galpones, etc.). V _______ F _______

3. Al proceso por el cual las plantas toman los elementos del suelo que necesitan para crecer y producir, lo llamaremos proceso de alimentación de la planta. Supongan que ustedes quieren estudiar este proceso en plantas.

¿Cuál de los siguientes sistemas escogerían para iniciar el estudio?

a. Raíz y suelo V _______ F _______

b. Hojas, tallo y suelo V _______ F _______

c. Suelo V _______ F _______

d. Suelo, raíz, hojas, tallo y sol V _______ F _______

e. Suelo, raíz, tallo y hojas V _______ F _______

4. El proceso de alimentación en animales está muy relacionado con otro proceso, el de digestión. Por medio de este proceso de digestión, los animales toman el alimento que necesitan para crecer y estar sanos, desechando el que no sirve. Si ustedes quisieran estudiar el proceso de digestión en gallinas

¿qué sistemas escogerían?

a. Pico, buche, intestino V _______ F _______

b. Pico, esófago, buche, molleja, intestino, ano V _______ F _______

c. Buche, molleja V _______ F _______

d. Molleja V _______ F _______

e. Buche, corazón, hígado, pulmones, intestino V _______ F _______

5. El proceso de alimentación depende mucho del proceso de producción agropecuario.

¿Cuáles de las siguientes afirmaciones pueden ser falsas?

a. La producción de la soya no depende de los nutrientes que tenga el suelo sino de la forma como se cosecha. V _______ F _______

b. La producción de fríjol no se afecta por no abonar a tiempo. V _______ F _______

c. El abono o fertilizante que se aplica en los cultivos no aumenta la producción sino los gastos. V _______ F _______

d. La producción de cacao aumenta al fertilizar la finca. V _______ F _______

e. Un suelo pobre para cultivar fríjol le da vigor a la planta y calidad a la semilla. V _______ F _______

f. Las abejas aumentan la calidad y producción de su miel cuando los árboles florecen. V _______ F _______

g. Comprar semilla certificada es bueno pues nos asegura una buena producción. V _______ F _______

h. Cuando sembramos yuca debemos escoger semilla de plantas vigorosas para cosechar bastante. V _______ F _______

i. Las vacas producen más leche en época de verano. V _______ F _______

j. El cerdo es un animal que cuando más come más engorda. V _______ F _______

Lección II: Ecología

En la lección anterior dijimos que la ciencia explica el universo mediante el estudio de sistemas y procesos específicos. Para comprender mejor estos conceptos, hemos iniciado el análisis del proceso de alimentación desde el momento de la producción hasta el consumo de los alimentos. Hemos visto algunos ejemplos de cómo con el método científico podemos entender mejor los detalles de este proceso y cómo a medida que conocemos el universo podemos contribuir al mejoramiento de la vida de nuestra gente. ¿Recuerdan algunos ejemplos? Menciónenlos. En la lección de hoy vamos a examinar el proceso de alimentación desde un punto de vista muy general; para hacer esto utilizaremos una rama muy importante de la ciencia que se llama ECOLOGIA. Empecemos con algunas ideas muy sencillas que ustedes ya deben conocer. ¿Saben qué quiere decir la palabra especie? Hagan algunas oraciones utilizando esta palabra. Sabemos que los seres vivos se pueden agrupar en conjuntos que se llaman especies. Las especies están constituidas por individuos con muchísimas características comunes. Por ejemplo, la especie humana consta de todos los seres humanos en el mundo; todos los perros forman la especie perro y así hablamos de la especie gato, la especie elefante, la especie maíz y miles de otras especies. Además, cada especie vive en una o varias partes de nuestro mundo y lleva a cabo una serie de actividades de vida. Los individuos de cada especie nacen, comen, crecen, se reproducen y mueren.

Claro que la especie humana además de estas actividades físicas lleva a cabo una serie de actividades intelectuales y espirituales que la diferencian de las otras especies. Pero las actividades físicas de todas las especies siguen un mismo patrón básico. Dentro de estas actividades, el proceso de alimentación es de gran importancia, ya que sin alimento los procesos de crecimiento y reproducción no podrán suceder. ¿Qué pasa si se acaba totalmente el alimento de una especie? Se mueren todos los individuos y se acaba la especie ¿verdad?, ¿y qué pasa si se pone muy escaso el alimento de una especie? Otra palabra que vamos a utilizar mucho es la palabra INTERACCION. ¿Pueden construir algunas oraciones utilizando esta palabra? Por ejemplo, aquí en esta clase nosotros estamos interactuando intelectualmente, estamos compartiendo ideas, hablando, escuchando y pensando. Esto es una interacción. Si miramos hacia fuera, un árbol está interactuando con todo lo que le rodea, el aire, el suelo, los rayos de luz, los insectos, etc. Digan algunos ejemplos más. Ahora, cuando se piensa en el proceso de alimentación, se puede hablar de interacción de especies. Podemos hablar de una interacción entre la especie humana y la especie vacas la cual consiste, en parte, en que los seres humanos matan y se comen las vacas. El gusanito que daña nuestro fríjol, sencillamente está buscando su alimento. Podemos decir que en el proceso de alimentarse, la especie de este gusano interactúa con la especie fríjol. Mencionen algunos pares de especies que interactúan entre sí en el proceso de alimentación.

AMPLIACION DE LOS CONCEPTOS DE ESPECIE E INTERACCION

1. En su proceso de alimentación, la especie humana come la especie fríjol. En este proceso ocurren muchas interacciones. Señalen en las listas siguientes los factores que ustedes crean que interaccionan con la planta fríjol antes de que el hombre la coseche para comer su fruto.

___

tractor

___

gallinaza

___

vaca

___

pala

___

abono

___

carro

___

malezas

___

radio

___

tierra

___

hombre

___

virus

___

agua

___

moscas

___

azadón

___

balanza

___

luz

___

sol

___

abejas

___

lluvia

___

dinero

___

aire

___

gusanos

___

gallinas

___

bacterias

2. Las especies pueden interactuar entre sí de varias formas: cuando una especie daña a otra, cuando una especie beneficia a otra y cuando una especie no le hace ni bien ni mal a otra. En la siguiente lista de ejemplos, digan qué clase de interacción se realiza, marcando con una X en la columna correspondiente.

#	INTERACCIÓN	DAÑINA	BENEFICA	BUENA
a.	gallina – maíz (para la gallina)	__________	__________	__________
b.	plátano – banano (para el plátano)	__________	__________	__________
c.	perro – vaca (para ambos)	__________	__________	__________
d.	avispa – fríjol (para ambos)	__________	__________	__________
e.	roya – café (para la roya)	__________	__________	__________
f.	abeja – cacao (para la abeja)	__________	__________	__________
g.	pasto coquito – pasto elefante (para pasto elefante)	__________	__________	__________
h.	ameba – hombre (para la ameba)	__________	__________	__________
i.	lombriz – perro (para el perro)	__________	__________	__________
j.	yuca – mariposa (para la yuca)	__________	__________	__________
k.	polilla – abeja (para la abeja)	__________	__________	__________
l.	guamo – café (para ambos)	__________	__________	__________
m.	maleza – fríjol (para la maleza)	__________	__________	__________
n.	cogollero – maíz (para el maíz)	__________	__________	__________
o.	mosca – fruta (para la fruta)	__________	__________	__________
p.	zancudo – hombre (para el hombre)	__________	__________	__________
q.	musgo – árbol (para el árbol)	__________	__________	__________
r.	hombre – amiba (para el hombre)	__________	__________	__________
s.	musgo – árbol (para ambos)	__________	__________	__________
t.	lombriz – cerdo (para la lombriz)	__________	__________	__________

3. Todos ustedes saben que el hombre es carnívoro, cuando nosotros nos comemos un pedazo de carne de vaca podemos pensar en muchas interacciones que han tenido lugar antes. En la siguiente lista de interacciones señalen cuáles han ocurrido antes de que el hombre coma la carne y que son de alguna importancia. (Por ejemplo, podía haber ocurrido una interacción entre la vaca y una piedra pero esto no tiene importancia en el proceso total).

___	vaca – pasto	___	agricultor – mercado	___	vaca – lluvia
___	aire – vaca	___	luz – vaca	___	caña – ingenio
___	vaca – suelo	___	luz – pasto	___	agricultor – matadero
___	pasto – suelo	___	boñiga – vaca	___	dinero – agricultor
___	parásito – vaca	___	boñiga – suelo	___	vaca – camión
___	veterinario – agricultor	___	piedra – vaca	___	garrapata – vaca
___	veterinario – vaca	___	vaca – sal	___	lazo – vaca

RESUMEN

La Ecología es el estudio de las interacciones de las especies con todo lo que las rodea.

Lección III: Un experimento sobre población

En las lecciones anteriores hemos hablado de cómo la ciencia estudia los procesos que ocurren en la naturaleza. Hemos examinado el proceso de alimentación como un ejemplo. Mediante él pudimos ver que este proceso es muy complicado y que consta en sí mismo de muchos subprocesos; además, en cada uno de estos subprocesos se dan una serie de interacciones entre un gran número de factores, algunos vivos y otros sin vida. Para que un ser humano se alimente tienen que suceder muchísimas interacciones entre factores como el clima, el suelo, el agua, el aire y un gran número de especies vegetales y animales. A esto hay que añadir todas las interacciones en la sociedad humana entre los agricultores, los comerciantes, los transportadores, los legisladores y muchos otros grupos humanos. El ejemplo del proceso de alimentación nos ha servido para tener una primera idea de lo que la ciencia estudia. Ahora, debemos pensar en algunos procesos que podamos estudiar nosotros en esta Primera Unidad de Ciencias. ¿Qué sugieren ustedes? Naturalmente, a nosotros nos interesaría comenzar a estudiar procesos que se relacionan con la vida, pero es importante no escoger un sistema que tenga muchas especies, porque si no sus interacciones se volverían muy complicadas. Para estudiar una sola especie lo más fácil es trabajar con animales pequeños que se puedan manejar y observar mejor. Por esta razón, hemos escogido para nuestro estudio un insecto que se encuentra en casi todo el mundo. El insecto se llama mosca de la fruta y seguramente ustedes lo conocen. Los científicos le han puesto el nombre de Drosophila melanogaster.

Más adelante discutiremos cuáles fueron las principales razones que nos llevaron a escogerla para nuestro estudio. Con la mosca de la fruta vamos a estudiar algunos procesos de la vida y vamos a aprender algo de los insectos.

Para comenzar nuestro estudio vamos a observar un sistema que consta de un frasco, una pareja de moscas macho y hembra y su alimento. El alimento se prepara mezclando agua, banano y agar y agregándole ácido propiónico para evitar que se pudra.

El objetivo de nuestras primera observaciones es ver qué pasa con las moscas y las generaciones que resultan de ellas. ¿Cuántos frascos idénticos debemos observar?, ¿por qué no serviría observar un solo frasco? Claramente, cuando estudiamos un proceso debemos observar muchos sistemas idénticos para que nuestro experimento no se dañe por algún incidente. Ahora, ¿qué debemos mirar en esta primera serie de observaciones?, ¿cuáles son las actividades de la vida de una especie? Las actividades básicas de una especie como la mosca son nacer, alimentarse, crecer, reproducirse y morir. Si hay suficiente alimento y las otras condiciones son favorables, estas actividades se llevan a cabo con regularidad y la especie se perpetúa. En realidad cuando todas las condiciones son favorables, la población de la especie crece bastante. En caso contrario, muchos individuos de la especie se mueren o inclusive todos pueden llegar a desaparecer.

Lo interesante es estudiar la población de los insectos donde, desde un principio, hay suficiente alimento. Respecto a este sistema nos surge una serie de preguntas que esperamos ver resueltas a lo largo de nuestras observaciones. ¿Habrá nacimientos, crecimiento normal y reproducción para siempre?, ¿hasta cuándo se estará reproduciendo la población de moscas? Podemos notar que aún en esta etapa temprana estamos haciendo preguntas de importancia práctica. Una de las cosas que algún día tenemos que aprender acerca de los insectos y otras especies es cómo aumenta o decrece su población.

Pensemos un momento en un cultivo de nuestra vereda. En una época determinada no hay plagas en el cultivo, pero luego empieza a crecer la población de ciertas plagas ¿por qué?, ¿cómo? Esperamos que poco a poco iremos encontrando las respuestas a estas preguntas.

AMPLIACION Y APLICACION SOBRE MANEJO Y SEXADA DE LA MOSCA DE LA FRUTA

Mosca Macho

Mosca Hembra

Hemos dicho que vamos a trabajar con la mosca de la fruta o Drosophila melanogaster, pero antes de experimentar con ella es necesario aprender a manejarla, a distinguir los machos de las hembras y a estudiar su ciclo de vida. Como la mosca es bastante pequeña –su tamaño es del orden de los 2 ó 3 milímetros– y además, es un insecto volador, es necesario aprender a manejarla con cierta técnica.

Esta mosquita puede encontrarse rondando las frutas maduras y podridas, como bananos, naranjas; inclusive basuras descompuestas, ya que de ellas se alimenta. La manera más fácil de cogerlas es colocando un pedazo de banano maduro o cualquier fruta, dentro del frasco limpio en un lugar donde haya bastantes moscas y esperar a que entren. Para contar y observar moscas debemos dormirlas con vapor de éter. Para ello se utiliza el eterizador, consistente en un frasco de tamaño igual al frasco donde están las moscas y un algodón ligeramente humedecido de éter.

Se usa de la siguiente manera: se quita la tapa al frasco donde están las moscas, cuidando para que ninguna se vuele. Inmediatamente se le coloca encima otro frasco, y enseguida se tapa con las manos o un trapo el frasco del alimento para oscurecerlo. Las moscas pasarán al frasco limpio porque reciben el estímulo de la luz. Cuando estén allí se tapa el frasco con el algodón humedecido en éter.

Las moscas se dormirán bajo el efecto del éter. Muchas veces este efecto no es muy prolongado, por lo cual es importante actuar con rapidez para evitar que se despierten y se vuelen. Con mucho cuidado para no dañarles las patas, alas, etc., se sacan las moscas del frasco y se colocan sobre una hoja de papel limpia. Es conveniente utilizar un pincel como instrumento para contarlas y examinarlas. Como las mosquitas son tan pequeñas, debemos utilizar una lupa para apreciarlas bien. (La lupa es una lente de aumento que nos agranda la visión de las cosas).

Examinando las moscas con la lupa se puede determinar su sexo, es decir, distinguir los machos de las hembras. Esta es una técnica sencilla. Observen los dibujos que aparecen a continuación donde se muestran las características externas más notorias. Pueden tomar estos dibujos como guía y sexar un número grande de moscas con la ayuda de la lupa. Observen que el macho es más pequeño, tiene el abdomen redondeado y más oscuro al final, sólo lo atraviesan tres bandas oscuras. La hembra es un poco más grande, tiene el abdomen agudo al final y presenta cinco bandas oscuras.

AMPLIACION SOBRE EL CICLO DE VIDA DE LA MOSCA DE LA FRUTA (Drosophila melanogaster)

Una vez que nosotros hayamos colocado la pareja de macho y hembra en el frasco de alimento debemos proporcionarles un ambiente que permita el desarrollo de su ciclo de vida. Por eso es importante mantener el tapón húmedo para que el ambiente del frasco no se seque y las moscas no se mueran de sed. El ciclo de vida se refiere a la vida de un ser vivo desde que nace hasta que muere, contemplando en él todos sus procesos vitalescomo alimentación, crecimiento y reproducción. En este caso particular, con la mosca de la fruta, el ciclo de vida empieza como la mayoría de los insectos en el huevo. La hembra se dedica a poner sus huevos ya que como la gran mayoría de los insectos es ovípara. La mosca pone los huevos fertilizados obre el alimento. Nosotros no los podemos ver a simple vista pues son pequeñísimos y además son del color del alimento. Decimos huevos fertilizados pues para que haya verdadera reproducción, el macho debe fecundar a la hembra, por esta razón debe haber acoplamiento entre macho y hembra. Esta es una característica de todos los insectos. La fertilización es interna pues el macho fecunda los huevos dentro de la hembra. Podremos decir que empieza el ciclo de vida, los huevos ya fertilizados inician la incubación. Durante la incubación, que dura uno o dos días, el huevo está en reposo para dar paso a una segunda etapa en el ciclo de vida: LA LARVA. La larva tiene forma alargada y cuerpo cilíndrico de unos 2 milímetros de largo, es un gusanito pequeño color crema muy comilón, en el frasco de alimento podremos mirarlas fácilmente pues se mueven todo el tiempo. En forma de larva duran alrededor de cinco días hasta cuando empiezan a subirse por las paredes del frasco y a quedarse inmóviles. Aquí empieza la tercera etapa del ciclo llamada PUPA. Este es un estado intermedio entre la larva y el adulto, en él aunque nosotros no observamos vida activa, se estarán sucediendo cambios muy interesantes; cuando termina el estado larval, la larva cesa en parte sus movimientos, dejando de alimentarse. Entonces empieza a construir el capullo donde va a tener lugar la transformación, porque en esta parte del ciclo el animal sufre tan grandes transformaciones, que al convertirse en adulto difiere totalmente de los estados anteriores. Terminado el estado de pupa, que dura unos cuatro días, vamos entonces a ver la última etapa del ciclo: EL ADULTO. Será cuando veamos un gran número de mosquitas volando dentro del frasco. Estos nuevos huéspedes tendrán las mismas características de sus padres, por lo tanto, podremos notar su cuerpo dividido en tres partes: cabeza, tórax y abdomen, y su par de alas. Aquí terminarán los cambios de estado, las moscas se volverán adultos en uno o dos días y completarán su ciclo de vida cuando se reproduzcan para cumplir la principal función de conservar la especie, hasta que se mueran. En la hoja de registro de datos o tabla, que aparece al final de esta lección, ustedes encontrarán qué datos del ciclo de vida de las moscas deben ser tomados. Desde el momento en que coloquen el par de moscas macho y hembra en el frasco de alimento deben empezar a llenar la tabla, observando diariamente y anotando qué cambios se suceden.

DESCRIPCION DE LA PRACTICA

Los estudiantes deben organizarse en grupos de cinco. Cada grupo debe tener un frasco de vidrio mediano, con el alimento preparado y con un tapón de gasa y algodón. Cada grupo debe escoger una hembra y un macho de mosca de la fruta, de acuerdo con lo aprendido en la lección. La pareja se coloca en el frasco y se anota en el cuadro la fecha en la cual se inicia el experimento. Se observará diariamente lo que ocurre en el frasco y se anotarán en el cuadro todos los cambios que ocurren. Es necesario tener en cuenta las siguientes recomendaciones: • Cada grupo debe marcar su frasco. • El frasco del experimento debe colocarse en un sitio donde no dé el sol para que el alimento no se seque. • Todos los días debe humedecerse el tapón y dejar caer pocas gotas de agua en el alimento para que se mantenga la humedad, pero sin ir a ahogar las larvas. • Cuando aparezcan nuevas moscas, se deben contar y cuando muera alguna, se debe sacar del frasco. • Anotar día por día todos los cambios que ocurren.

HOJA DE REGISTRO DE DATOS

Frasco No. ________ Fecha de iniciación ____________________ No. machos _________ No. hembras ________

Condiciones:_____________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________

ANALISIS TEMPORAL

Fecha	No. Larvas	No. Pupas	No. Machos	No. Hembras	No. Total de Adultos	No. Moscas Muertas	Observaciones especiales
_______	_______	_______	_______	_______	_______	_______	_______
_______	_______	_______	_______	_______	_______	_______	_______
_______	_______	_______	_______	_______	_______	_______	_______
_______	_______	_______	_______	_______	_______	_______	_______
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Lección IV: Identificación de los insectos

En la lección anterior escogimos el sistema que nos va a servir para nuestro estudio. Este sistema consta de un frasco, dos moscas de fruta y una cantidad de alimento. Durante algunas semanas vamos a observar, lo mejor que podamos, los procesos de vida que ocurren en el frasco. Debemos saber muy bien qué significa observar, porque en ciencia no se debe mirar por mirar simplemente. El científico sabe muy bien qué es lo que va a observar, sabe mucho acerca de ello y tiene una serie de preguntas que quiere responder a lo largo de su observación. Como nuestro interés es familiarizarnos con algunos procesos de vida de una especie, lo primero que debemos hacer es fijar nuestra atención sobre lo que hemos llamado el ciclo de vida de esta especie. En nuestro frasco, las moscas van a poner huevos, de ellos van a salir las larvas, éstas van a crecer y van a llegar a ser pupas y después moscas. Luego, estas moscas se van a reproducir nuevamente y van a morir. Todo esto se llama el ciclo de vida de la mosca. ¿Cuánto dura este ciclo?, ¿después de cuánto tiempo pone la mosca sus huevos?, ¿cuánto tiempo dura la larva? Estas son las primeras preguntas que vamos a tratar de responder. Cuando un científico está observando un sistema y los procesos que ocurren en él, no se contenta solamente con lo que está viendo sino que busca lo que los demás saben acerca de su sistema. ¿Qué quiere decir esto en nuestro caso?, ¿qué información debemos buscar? Naturalmente, debemos estudiar un poco acerca de los insectos en general y de la mosca de la fruta en particular. Por esta razón, vamos a dedicar unos días a la entomología que es el estudio de los insectos.

¿Cuántas especies de insectos conocen ustedes? Mencionen algunas. Se cree que existen cerca de 900.000 especies de insectos sobre la tierra. ¿Cómo se van a estudiar todas estas especies?

Lo primero que hay que hacer es ver qué tienen en común todas estas especies y en qué se diferencian de las especies que no son insectos. Luego hay que estudiar algunas características generales de los insectos y ver cómo varía de especie a especie. Finalmente, hay que clasificar los insectos, esto es, dividirlos en grupos con características similares y estudiar cada grupo. Empecemos entonces tratando de definir qué es un insecto. Lean el siguiente párrafo y luego examinen el dibujo de un grillo para entender mejor su significado.

Los insectos se distinguen por tener el cuerpo dividido en tres regiones generales bien definidas que son: la cabeza, el tórax y el abdomen. En la primera llevan un par de antenas y en la segunda, por el lado inferior tres pares de patas, y por el dorso o la parte superior pueden llevar uno o dos pares de alas aunque existe un buen número de insectos que carece de alas.

AMPLIACION SOBRE CLASIFICACION DE INSECTOS

1. Observen los siguientes dibujos de animales y decidan según lo aprendido si son o no insectos y las razones por las cuales toman esa decisión.

Chinche

SI _________ NO ________

______________________________________________

Babosa

SI _________ NO ________

______________________________________________

Garrapata

SI _________ NO ________

______________________________________________

Libélula

SI _________ NO ________

______________________________________________

Ciempiés

SI _________ NO ________

______________________________________________

Abeja

SI _________ NO ________

______________________________________________

Avispa

SI _________ NO ________

______________________________________________

Tijereta

SI _________ NO ________

______________________________________________

Araña

SI _________ NO ________

______________________________________________

Mosca

SI _________ NO ________

______________________________________________

2. Ahora salgan al campo, llevando una bolsa o una caja donde meterán 10 animales pequeños, que cada uno de ustedes debe coger. Tráiganlos al salón y con la ayuda de su profesor decidan cuáles son insectos.

AMPLIACION SOBRE LAS VENTAJAS DE LOS INSECTOS SOBRE OTROS ANIMALES

Durante la clase estuvimos hablando de los insectos y vimos algunas de sus características de una manera general. Sabemos también que el 80% de todos los animales que se conocen son insectos y que los podemos encontrar en todas las partes del mundo. Además, existen en la tierra desde hace millones y millones de años. Si nos preguntamos cómo estos animales tan pequeños han podido permanecer en la tierra por tantísimos años, tenemos que pensar en las ventajas que ellos tienen sobre los otros seres vivos en general.

1. Señalen si las siguientes son ventajas o desventajas de los insectos sobre los demás animales.

Descripción	VENTAJA	DESVENTAJA
a. El elevado número de especies (se conocen de 600.000 a 900.000 especies de insectos).	___________	___________
b. Presencia de esqueleto externo o exoesqueleto que está formado por el endurecimiento de las paredes del cuerpo (para protección de los órganos internos).	___________	___________
c. Presencia de exoesqueleto (para protección de la excesiva evaporación).	___________	___________
d. Tamaño pequeño.	___________	___________
e. Facultad de volar.	___________	___________
f. Corto ciclo biológico o ciclo de vida.	___________	___________
g. La gran cantidad (miles) de huevos por postura.	___________	___________
h. Su poder de reproducción (se ha estimado que la postura de una hembra de insecto en algunos casos puede ser del orden de los 1.000 huevos diarios).	___________	___________
i. Poseer mimetismo (el mimetismo les permite tomar la forma y el color de objetos cercanos).	___________	___________
j. Pasar desapercibidos por sus enemigos naturales.	___________	___________
k. Pasar desapercibidos por sus propias víctimas.	___________	___________
l. Vivir en colonias.	___________	___________
m. Tener distintas etapas en su ciclo biológico.	___________	___________
n. Formar capullo en estado de pupa.	___________	___________
o. Tener colores vistosos.	___________	___________
p. Ser alimento de pájaros.	___________	___________
q. Ser atraídos por la luz.	___________	___________
r. Poder nadar.	___________	___________

AMPLIACION SOBRE LOS BENEFICIOS Y PERJUICIOS DE LOS INSECTOS

¿Qué opinan ustedes de acabar con todos los insectos que habitan en la tierra?, ¿de qué manera son dañinos o no los insectos para los animales, el hombre y las plantas?

1. Señalen si los siguientes hechos son beneficios o perjuicios de los insectos al hombre, animales y plantas.

PREGUNTA	BENEFICIOS	PERJUICIOS
a. Llevar polen de una flor a otra.	____________	____________
b. Chupar sangre como el piojo de la cabeza.	____________	____________
c. Perforar el tallo o las plantas.	____________	____________
d. Tener colores vivos que le dan valor estético.	____________	____________
e. Producir miel.	____________	____________
f. Ser alimento de pájaros y peces.	____________	____________
g. Transmitir virus de una planta a otra.	____________	____________
h. Producir cera.	____________	____________
i. Perforar muebles y construcciones.	____________	____________
j. Producir colorantes.	____________	____________
k. Parasitar o dañar huevos de otros insectos.	____________	____________
l. Servir para la investigación científica.	____________	____________
m. Comer semillas almacenadas.	____________	____________
n. Producir malos olores.	____________	____________

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Lección V: Ciclos de vida de los insectos

A medida que observan el comportamiento de sus moscas en los frascos, van aprendiendo muchas cosas de los insectos en general. Ya hemos visto a qué clase de animales se denominan insectos, ¿pueden decirlo? En esta lección vamos a aprender un poco más acerca del ciclo de vida de los insectos y las diferentes etapas que lo caracterizan. Lo primero que debemos saber es que la gran mayoría de los insectos ponen huevos. Pero hay algunas especies que de una vez dan nacimiento a ninfas o larvas desarrolladas. Cuando un animal se reproduce por medio de huevos se dice que es ovíparo y cuando da nacimiento a crías ya desarrolladas se dice que es vivíparo. Por consiguiente, la mayoría de las especies de insectos son ovíparas. Los huevos de los insectos tienen diferentes formas, tamaños y colores. Para tener una idea de su variedad, observen detenidamente los ejemplos del dibujo. Después del huevo, el insecto pasa por una serie de formas hasta llegar finalmente a su forma adulta. Este proceso de crecimiento y de cambio se llama metamorfosis. Se pueden distinguir básicamente dos tipos de especies, unas con metamorfosis completa y otras con metamorfosis incompleta. La mosca de la fruta que ustedes están observando tiene metamorfosis completa: primero es un huevo, luego pasa a ser una larva, la cual es muy diferente a los adultos. La larva se alimenta y crece y después de un tiempo entra en una etapa que se llama pupa. En esta etapa, el insecto está dentro de un capullo. Allí está cambiando de forma hasta que finalmente se rompe el capullo y sale el insecto adulto.

En otras especies de insectos, del huevo no salen larvas sino pequeños insectos llamados ninfas. Las ninfas no son iguales a los adultos. Por ejemplo, las ninfas del grillo no tienen alas y algunos de sus otros órganos no están desarrollados. Estos dos órganos los desarrollan a lo largo de sus etapas de crecimiento. Pero son de metamorfosis incompleta porque no pasan por las etapas de larva y pupa. Observen en el siguiente dibujo la metamorfosis incompleta en el desarrollo de un grillo desde el huevo fertilizado hasta el adulto con alas.

Tales

Hay otro concepto básico que es necesario aprender. El insecto crece pasando por una serie de etapas. La razón es la siguiente: el cuerpo de los insectos está en su mayoría cubierto por una sustancia endurecida. Esta cubierta se llama exoesqueleto, tiene las mismas funciones del esqueleto de otros animales, pero en lugar de estar adentro, es externa y protege todos los órganos. Cuando está dentro de este esqueleto, el insecto no puede crecer continuamente. Por esta razón, tiene que botar su esqueleto cada determinado tiempo, crece un poco y vuelve a formar su nuevo exoesqueleto. Cada vez que esto sucede, decimos que ha hecho una muda. El tiempo entre las mudas se llama estadio. El número de mudas varía en las diferentes especies, sin embargo, pueden variar también en la misma especie.

En algunas larvas se registran 5, 6 o más mudas; en las langostas, 6 o más; en cambio en los pescaditos de plata, algunos entomólogos han observado hasta 60 mudas. Una vez que el insecto ha completado su metamorfosis, llega al estado adulto. Ya como adulto, el insecto se reproduce para conservar la especie. Para esto, deben aparearse machos y hembras. Cuando se aparean, el macho fecunda a la hembra, la cual en la mayoría de los insectos se dedica a poner huevos. La fecundación es interna puesto que el macho fecunda los huevos de la hembra dentro de ella.

Metamorfosis completa de una mosca.

AMPLIACION SOBRE LA IDENTIFICACION Y EL RECONOCIMIENTO DE INSECTOS

1. Ustedes tratarán de identificar y reconocer bien tres géneros de insectos que son: coleóptera => (cucarrones) lepidóptera => (mariposas) díptera => (moscas) Estos insectos son muy conocidos en nuestro medio y a menudo los vemos en distintas etapas de sus ciclos de vida, visitando los cultivos de esta región. Obsérvenlos bien en las distintas etapas de huevo, larvas y adultos en los siguientes dibujos.

Huevos en masa independiente

Larvas

Adultos

Lección VI: Funciones vitales de los insectos

Radiación adaptativa de las piezas bucales de los insectos. A: tipo masticador, B: tipo cortador-chupador, C: en espiritrompa, D: tipo picador-suctor. a:antena, c: ojo compuesto
lr (rojo): labro, md (verde): mandíbulas, mx (amarillo): maxilas, lb (azul): labio, hp (azul oscuro): hipofaringe.

Anatomía de un insecto. A.- Cabeza; B.- Tórax; C.- Abdomen; 1.- Antena; 2.- ocelo inferior; 3.- Ocelo superior; 4.- Ojo compuesto; 5.- Cerebro; 6.- Protórax; 7.- Arteria dorsal (aorta); 8.- Tráqueas; 9.- Mesotórax; 10.- Metatórax; 11.- Alas anteriores; 12.- Alas posteriores; 13.- Estómago; 14.- Corazón; 15.- Ovarios; 16.- Intestino; 17.- Ano; 18.- Vagina; 19.- Cadena ganglionar ventral; 20.- Tubos de Malpighi; 21.- Tarsómero; 22.- Uña; 23.- Tarso; 24.- Tibia; 25.- Fémur; 26.- Trocánter; 27.- Buche; 28.- Ganglio torácico; 29.- Coxas; 30.- Glándula salival; 31.- Collar periesofágico; 32.- Piezas bucales; de izquierda a derecha: labro, mandíbulas, maxilas y labio.

A medida que avanza nuestro experimento, la población de las moscas en los frascos aumenta y nosotros seguimos aprendiendo acerca de los insectos. Ya sabemos cómo es el ciclo de vida de la mayoría de ellos. Ahora, vamos a conocer algunas de sus esenciales funciones de vida. Como este tema es tan amplio vamos a tratar de responder sólo algunas preguntas básicas.

1. ¿Qué comen los insectos?

Muchas especies de insectos se alimentan de jugos y tejidos vegetales, algunos limitan su alimentación a ciertas variedades de plantas; otros como la langosta comen casi todas las plantas que encuentran a su paso. Ciertos insectos como las orugas comen sólo las hojas de algunas plantas determinadas. Muchos escarabajos y algunas larvas de moscas se alimentan de animales muertos. Existe también insectos que comen otros insectos, partes de animales vivos como, por ejemplo, la pulga que se alimenta de la sangre de los mamíferos.

2. ¿Dé qué manera toman su alimento los insectos?

Cada especie de insectos, a través del tiempo ha ido adaptando la boca de acuerdo con el tipo de alimento que ingiere. Los insectos se han dividido en dos grupos según la estructura de su boca: masticadores y chupadores. Observen los siguientes dibujos donde se representan la boca de un grillo y la de un mosquito. ¿Qué diferencias observan? Es importante anotar que dentro de cada grupo hay diferencias en la boca. Cada especie, sean masticadores o chupadores, tienen partes especiales adecuadas para ingerir mejor su propio alimento. Por ejemplo, algunos insectos tienen aparato bucal picador-chupador, como la mosca del establo. Otros, como los tábanos, son cortadores- chupadores, utilizan sus mandíbulas para cortar como una navaja y luego chupar la sangre que derraman. Las abejas y avispas son cortadoras y lamedoras. Las mariposas tienen el aparato bucal en forma de sifón, que les sirve para extraer el néctar de las flores.

Lección XII: Cómo se efectúa el control biológico

Cómo resultaron sus cálculos de la lección anterior?, ¿pudieron describir casos donde se viera que la población no crece indefinidamente? En la lección de hoy vamos a examinar otros casos y a compararlos con la realidad. Pero antes de comenzar debemos aprender a utilizar la palabra modelo, ya que ella es muy importante para el científico. Modelo tiene varios significados en nuestra lengua, pero en el sentido que nosotros queremos utilizarlo se refiere a la representación de un sistema o proceso. Cuando describimos y analizamos un caso como el de la clase anterior, estamos haciendo un modelo del proceso de crecimiento de una población de insectos. Pudimos comprobar que ese modelo nos resultó malo porque no corresponde a la realidad. Hagamos hoy otro modelo. Imaginemos nuevamente una hectárea sembrada de maíz y a nuestro insecto de la lección anterior. Supongamos que alrededor de nuestra hectárea no hay ni una mata de maíz por kilómetros y kilómetros. Como nuestro insecto sólo come maíz, es de suponer que cada insecto que sale de nuestra parcela se muere de hambre. De esta manera nos acercamos un poco más a la situación del frasco que también era un espacio limitado, claro que nuestra hectárea es mucho más grande y más real. En este segundo modelo vamos a suponer, como en la lección anterior, que el ciclo de vida de los insectos es de doce días y que cada hembra pone 20 huevos. Pero, para evitar el crecimiento incontrolable de la población, vamos a suponer que sólo la mitad de los insectos llega a reproducirse. Esto quiere decir que la mitad de las hembras se muere antes de poner huevos, en alguna de las etapas de su metamorfosis ya sea como huevo, larva o pupa. ¿Cómo será ahora el crecimiento de la población? En el primer día, la hembra pone 20 huevos, pero el día 12 hay apenas 10 adultos, de los cuales 5 son hembras y ponen 100 huevos. El día 24 la mitad ha sobrevivido o sea que hay 50 adultos, es decir 25 hembras; cada una pone 200 huevos, lo que da 500 huevos en total. El día 26 habrá 250 adultos, las 125 hembras ponen 2.500 huevos. El día 48 la mitad de los huevos habrá llegado a ser adulto o sea que habrá 1.250. Las hembras ponen 12.500 huevos. En la tabla siguiente se ve más claramente la continuación de este mismo cálculo. Noten que en la última columna hemos incluido la mitad de huevos que se mueren y los adultos de la generación anterior que se mueren durante este mismo tiempo según lo habíamos dicho anteriormente. ¿Qué hemos logrado con este nuevo modelo? Es evidente que este modelo tampoco se adapta a la realidad. La población de insectos se multiplica cinco veces cada doce días pero sigue creciendo indefinidamente. Por nuestro experimento en el frasco sabemos que mucho antes de llegar a números tan grandes el ambiente se daña totalmente, ¿qué sucederá en un cultivo? En el caso de un cultivo, o se daña el cultivo o se acaba el alimento y se mueren muchos insectos más. Entonces, No. de huevos ¿cómo podemos arreglar nuestro modelo? Hagamos otro. En este nuevo modelo vamos a suponer que la población crece como en el caso anterior pero mientras está por debajo de mil. Cuando hay más de mil, en vez de suponer que la mitad no llega a ser adulta, vamos a suponer que de 10 huevos 8 no se desarrollan. Y si la población llega a 5.000 supondremos que de cada 10 huevos 9 no llegarán a adultos. Hagamos una nueva tabla para este modelo.