ATLAS DE MICROSCOPÍA PARA O LABORATORIO DE ENSINANZA SECUNDARIA (Sinopse do traballo) Carlos Pérez Valcárcel (IES Adormideras, R/ Juan Sebastián Elcano 25, A Coruña)
Proxecto de Investigación Licenza de Estudos 2008 - 2009
Introdución Hai moita literatura técnica entre as diferentes especialidades da Bioloxía, que aborda multitude de aspectos tanto teóricos como prácticos, pero que non soe ter en conta, os estudantes de cursos máis baixos nos que se atopan os das ensinanzas medias. Ademais é pouca a literatura específica dispoñíbel para a realización da actividade práctica nun laboratorio de Ensino Secundario. Os escasos autores destes manuais, propoñen a realización de distintas experiencias e tratan de axustalas ás necesidades da aula e do tempo dispoñíbel, pero non conseguen abordar a interpretación dos resultados, aínda que as veces o intentan mediante esquemas e debuxos. Estes, non cabe dúbida que axudan bastante, pero a imaxe real é, ás veces complexa de entender, e é moito máis útil subliñar as distintas estruturas sobre fotos reais. Un atlas busca precisamente isto, explicacións sobre a mesma fotografía. No mercado, non obstante, atopamos algúns atlas que se dedican a algún aspecto da microscopía, pero non se axustan as necesidades do noso alumnado, ofrecendo unha información fragmentada e difícil de obter co noso tempo e espazo. O obxectivo deste traballo é facer un atlas fotográfico de microscopía perfectamente axustado a aquelas imaxes, que froito da práctica docente aparecen, e das que, as veces, non é nada fácil encontrar información. Este traballo de pronta publicación por Baía Edicións, aborda este problema, que a meu entender será de grande utilidade nos laboratorios de Ensinanza Secundaria. As imaxes e explicacións do atlas agruparanse ó redor dos cinco reinos, nos que hoxe en día se clasifican todos os organismos da natureza; Moneras, Protistas, Fungos, Vexetais e Animais. As explicacións non serán moi extensas, intentando no superar máis de uns poucos parágrafos, os estritamente necesarios, xa que a carga teórica non é o obxectivo dun atlas. Este atlas complementará unha parte importante do manual de laboratorio “Todo vai na natureza” de Besteiro et al (2001), do que son coautor. Isto permitirá centrarse exclusivamente nos resultados despreocupándose do desenvolvemento técnico da práctica. Polo tanto é necesario dicir, que non é un manual de prácticas de laboratorio, se non de interpretación dos resultados de ditas prácticas. Para facilitar o traballo ao profesor, o atlas que é fundamentalmente electrónico, para poder ser exposto cun ordenador e un canón de vídeo, presentará moitos hipervínculos que posibilitarán as buscas con rapidez e comodidade. O traballo completo consta de 121 diapositivas electrónicas, que se corresponden con 100 prácticas de laboratorio. Destas 82 non requiren ningún instrumental, salvo unha folla de afeitar e unha agulla enmangada. As 18 restantes requiren algún colorante para resaltar estruturas que doutra forma non serían visíbeis e quizais algún outro produto, pero sempre cun desenvolvemento técnico mínimo.
Contidos •
Reino Monera • As bacterias do Iogur. • As bacterias formadoras de vinagre • Bacterias da fermentación butírica. • Bacterias Gram + e Gram -. • Cianobacterias. • Moneras máis comúns (Oscillatoria e Nostoc).
•
•
•
Reino Fungi • Estudio dos lévedos. • O balor do pan como exemplo de fungo Zigomicete. • Simbiose liquénica. • Os ascomas dos liques. • Estudio dos ascos dun lique. • Basidiocarpos e basidios. Reino Protista • Observación de distintos tipos de algas microscópicas: Cosmarium, Closterium, Eurastrum, Pediastrum, Mougeotia. • Unha zignematal común: Spirogyra. • Estudio dos frústulos de diatomeas. • Observación de diatomeas: Cimbella, Eunotia, Melosira, Pinnularia, Tabellaria. • Trentepohlia unha alga polivalente. • Os conceptáculos de Fucus. • Estudio da ameba. • A teca dos tecamébidos. • Estudio dos flaxelados. • Estudio dos euglénidos. • Flaxelados coloniais. • Tinguidura de cilios e flaxelos. • O núcleo postmorten dos protozoos. • Estudio in vivo dos vacúolos dixestivos en protozoos. • Vacúolos pulsátiles. • A caza dos suctores. • Estudio dos heliozoos. Reino Animalia • As células da mucosa bucal. • Tecido conxuntivo laxo no mesenterio dunha rá. • Tecido adiposo no touciño. • Tecido cartilaxinoso da orella de porco. • Tecido óseo compacto dun oso de polo. • Osteocitos do opérculo dun peixe. • Tecido muscular de porco ou vitela. • Neuronas dun cerebro de cordeiro ou coello. • Frotis de sangue de anfibio. • Espículas de esponxa. • Nefridios da lombriga de terra. • Maduración dos espermatozoides na lombriga de terra. • Branquias de mexillón. • Brachionus, Phylodina e Testudinella como exemplos de Rotífero. • Estudio dunha planaria como exemplo de Platelminto. • Estudio de Chaetonotus como exemplo de Gastrotrico. • Macrobiotus un Tardígrado común nas augas doces. • Copépodos. • Daphnia un crustáceo óptimo para o seu estudio interno. • Nais como exemplo de anélido. • Monocystis, un parasito da lombriga de terra
•
• Os ácaros do xamón Reino Vegetalia • Meristemos primarios. • Cristais de oxalato cálcico nas follas secas do bulbo de cebola. • Parenquima clorofílico. • Os cromoplastos do tomate. • Os amiloplastos da pataca. • Epiderme de cebola. • Os estomas. • Tricomas en ortiga. • O súber dunha cortiza. • O colénquima na menta. • Fibras de esclerénquima nun talo novo. • As esclereidas na pera. • Vasos leñosos. • Floema. • Bolsas lisíxenas na casca da laranxa. • Conductos resiníferos dunha folla de pino. • Estudio dos filidios dun musgo. • Esporófito dun musgo. Os dentes do peristoma. • Esporanxios dos fentos. • Estructura primaria dunha raíz. • Estructura secundaria da raíz. • A madeira ao microscopio. • Estructura primaria dun tallo. • Tallo dunha monocotiledonea. • Anatomía interna dunha folla. • Estructura microscópica dunha antera. • Observación de grans de pole. • Estudio dun ovario de Lilium sp
“A modo de exemplo representarase unha ou dúas diapositivas por reino”.
Reino Monera Cianobacterias As cianofíceas, algas verde - azuis ou cianobacterias forman un grupo de procariontes autótrofos. Ao microscopio óptico o protoplasma parece estar constituído por unha porción interior hialina, denominada centroplasma, e por outra rexión externa pigmentada, chamada cromoplasma, cargada de clorofila “a” e ficocianina (cor azul) o que lles permite facer fotosíntese aerobia con desprendemento de osíxeno. Como o resto dos moneras non ten núcleo organizado e illado do resto do protoplasma por unha membrana nuclear, senón que está disperso no centroplasma. As cianobacterias son quen de fixar o nitróxeno atmosférico, e dicir, son capaces de converter o N2 (gas) en amonio, que pode ser asimilado posteriormente para formar aminoácidos, proteínas e outros compostos orgánicos nitroxenados. Esta actividade está relacionada coa presenza de heterocistes na colonia, que son células incoloras de maior tamaño, paredes
celulósicas engrosadas, e que se sitúan en posición intermedia ou terminal. A falta de nitróxeno no medio incrementa o número de heterocistes.
Vesículas de gas
Cromoplasma
Heterociste Centroplasma
Reino Fungi Os ascomas dos liques Os acomas presentan xeralmente en forma de copa, disco ou prato. O facer un corte transversal moi fino e observalo o microscopio pódense apreciar, de fora a dentro, as seguintes partes: Rebordo talino ou excipulo talino, que é unha capa formada por hifas e algas que procede do talo. Non presente na fotografía. Rebordo propio ou excipulo propio, é unha capa formada exclusivamente por hifas e que pode continuar por debaixo do apotecio constituíndo o chamado hipotecio. Tecio ou himenio , é unha zona formada por hifas paralelas entre sé e perpendiculares a superficie do apotecio. Podemos atopar hifas estériles chamadas paráfises e fértiles denominadas “ascos”. Baixo esta capa atópase o subhimenio, as veces difícil de diferenciar do hipotecio ou do himenio. A parte superior do himenio é o epihimenio que está formado polos ápices das paráfises, en xeral está máis ou menos coloreada e as veces cuberta de una capa xelatinosa o chea de gránulos.
Himenio
Epihimenio Excípulo
Ascos
Paráfisis
Hipotecio
Talo
Reino Protista Spirogyra Forman masas algodonosas e mucilaxinosas que flotan libremente na auga, formadas por filamentos longos, verdes e non ramificados. As células presentan septos simples, son cilíndricas e ate 30 veces máis longas que anchas. Os cloroplastos son afitados, arrolados a modo de helicoide e apoiados á parede celular. Presentan numerosos pirenoides situados homoxeneamente, nos que se almacena amidón. A miúdo o núcleo é moi visíbel e se sitúa no centro da célula. Este está suspendido por filamentos protoplasmáticos e posúe un só nucléolo.
Núcleo
Cloroplasto
Septo
Prenoide
A reproducción sexual de Spirogyra é por conxugación de dous filamentos adxacentes, que adoitan a forma dunha escaleira. Un filamento actúa como gametanxio masculino e outro como feminino. Se forman entre eles canles de conxugación, polos que pasa o contido celular, transformado en gameto ameboide, dun filamento a outro, que se
funden e forman cigotos. É o gameto masculino o que se despraza polo canle de conxugación ate o gameto feminino que permanece inmóbil. O gametanxio feminino énchese e no seu interior o cigoto adoita unha forma elipsoidal e cor amarelenta ou castaña.
Gametanxio feminino
Gameto masculino
Cigoto
Gameto feminino Gametanxio masculino
Tubo de conxugación
Estudio da ameba
Vacúolos dixestivos
Núcleos Uroide
Ectoplasma hialino
Pseudópodos
Endoplasma granuloso
Estes individuos son os máis sinxelos entre tódolos protozoos coñecidos, con dimensións que varían dende poucas micras a medio milímetro. O corpo é unha especie de masa xelatinosa semilíquida, que en xeral, cambia constantemente de forma, e que se move e alimentan mediante pseudópodos, que non son máis ca emisións do seu citoplasma facilitadas por cambios de estado coloidal, que pasa de sol a xel. Son moi característicos os movementos que os pseudópodos imprimen á masa do protozoo, de tal forma que son coñecidos como movementos ameboides, por seren típicos das amebas.
Cando o ectoplasma atopa un punto de apoio, fíxase nel e tira do corpo do protozoo que arrastra tras de si.
Reino Animalia Macrobiotus un Tardígrado común nas augas doces Boca
Corpo vagamente segmentado
Glándulas salivares
Cutícula
Uñas Farinxe
Estómago Cuatro pares de patas
Estiletes Cabeza
É un animal entre 50 – 500 µm de lonxitude, de pel branda, cun corpo vagamente segmentado, de tal forma que non se distinguen rexións, se exceptuamos a cabeza. Presenta catro pares de patas non articuladas e o último ocupa unha posición terminal. Cada pata está provista de dúas uñas. A boca ocupa unha posición anterior na cabeza e se continúa cun tubo bucal que posúe unha farinxe musculosa e un esófago estreito. Aquí atopamos dous estiletes ou dentiños córneos e dúas glándulas salivares, a ámbolos dous lados. A continuación vese con claridade un grande estómago. O ano ocupa unha posición subterminal e se abre entre o último par de apéndices.
Glándulas salivares
Estiletes
Farinxe
Esófago
Daphnia un crustáceo óptimo para o seu estudio interno Cámara incubatriz
Corazón
Ganglio cerebroide A n t e n a b ir r a m e a
Intestino
Elemento basal Rama externa Exoesqueleto quitinoso transparente
Rama interna
Ollo
Patas torácicas
Cabeza
Recubrimento vivalvo
Reino Vexetalia Meristemo 1º É un tecido embrionario que persiste na planta durante toda a súa vida. O meristemo 1º sitúase nos ápices do eixe caulinar, é dicir, nos extremos da raíz e máis do tallo. A súa función é aumentar o número de células para o proceso de diferenciación e para perpetuarse a se mesmas. Estas células son en xeral pequenas, isodiamétricas, con
núcleo voluminoso, escasos vacúolos, parede celulósica delgada e sen espazos intercelulares. Núcleo voluminoso Células isodiamétricas
Parede delgada
Nucléolo
Sen espazos intercelulares
Mitose Profase
Metafase
Anafase tardía
Anafase temprana
Telofase
Esporanxios dos fentos No envés das follas do fento ou frondes, aparecen aliñados nos bordos, unhas manchas ferruxentas formadas por grupos de esporanxios, ás que se denominan soros. En moitas familias os soros están recubertos por unhas membranas ás que se lles denomina indusio.
Cada esporanxio posúe unha parede monoestratificada, con un anel de células especializadas, que interveñen na dehiscencia. Estas células presentan toda a parede reforzada, excepto a externa. Nestes órganos se producen as esporas. Ao madurar as esporas, as células do anel perden auga e prodúcese a ruptura violenta da parede do esporanxio por unhas células especiais de apertura ou estomio. Isto permite a dispersión das esporas.
Soros
Esporanxio
Engrosamento interno e tanxencial das paredes Esporas
Anel de peche do esporanxio
Fronde
Pedúnculo
Células de parede delgada Parede engrosada
Estomio Esporas Ornamentación
Estructura microscópica dunha antera O estame, parte masculina da flor, consta dun filamento e unha parte apical ensanchada denominada antera. Esta está dividida en dúas partes ou tecas, con dous sacos polínicos cada unha. Nos sacos polínicos se desenvolven os grans de pole. As tecas se unen mediante o denominado conectivo.
Parede externa Conectivo
Parede interna do saco
Feixes vasculares Saco polínico Células parenquimáticas
Grans de pole Epiderme
A modo de conclusión A sinopse do atlas que estamos a ver, componse de un bo número de imaxes obtidas por procedementos moi sinxelos, nos que o instrumental estrela non é máis cunha coitela de afeitar e unha agulla enmangada. Demóstrase que calquera é capaz de facer o mesmo se utiliza paciencia e perseveranza, valores, que o profesor ten que inculcar aos seus alumnos. É evidente que a falta de experiencia destes, leve a cometer moitos erros na manipulación das mostras, pero tamén é difícil que non aia algunha zona aproveitábel. O profesor ten que ensinar que é case imposíbel obter unha mostra nítida en todo o campo do microscopio, o que por outra parte, ten pouca importancia. O interesante e chegar á zona axeitada onde se poda facer un bo estudo. É neste punto, onde este atlas é máis útil. O profesor pode expoñer a diapositiva e facer as explicación convenientes, servíndolle isto de base ao alumno para atopar a zona de interese. Mediante hipervínculos pode ir directamente á práctica elixida, perdendo moi pouco tempo. Penso que a oferta práctica é suficiente, como para poder a acomodarse ás necesidades de calquera docente de Bioloxía e espero e desexo que sexa da máxima utilidade nas aulas.
Bibliografía ARANA OSNAYA, E. (1973). Prácticas de Biología. Primer año. Ed. Limusa. ARANA OSNAYA, E. (1974). Prácticas de Biología. Segundo año. Ed. Limusa. BERNIS MATEU, J. (1969 2ª EDICIÓN). Atlas de microscopia. Ed. Jover. BESTEIRO CABANAS, Mª .J., PÉREZ VALCÁRCEL, C., RODRÍGUEZ RODRÍGUEZ Mª.S. & VÁZQUEZ YÁÑEZ, T.J. (2001). Todo Vai na Natureza (I). Prácticas sinxelas de Bioloxía. Baía edicións.
BESTEIRO CABANAS, Mª .J., PÉREZ VALCÁRCEL, C., RODRÍGUEZ RODRÍGUEZ Mª.S. & VÁZQUEZ YÁÑEZ, T.J. (2001). Todo Vai na Natureza (II). Prácticas sinxelas de Bioloxía. Baía edicións. BRACEGIRDLE, B. & MILES, P. H. (1975). Atlas de Estructura Vegetal. Ed. Paraninfo. COSTA PÉREZ-HERRERO, a., MICHEL GONZÁLEZ, C. A. & DEL CAÑIZO FERNÁNDEZ-ROLDÁN, M. A. ( ). Prácticas de Biología, BUP, COU y FP. I.C.E.; Universidad de Salamanca. GARCÍA MOREIRA, Mª. T., GONZÁLEZ IGLESIAS, D., SAN JOSÉ COGUILLA, Mª. C. & NESPEREIRA FERNÁNDEZ, M. (.....). Prácticas de Biología para profesores de COU. I.C.E. Universidad de Santiago. GRASSÉ P. P., POISSON R.A. & TUZET, O. (1976). Zoología: 1 Invertebrados. Ed. Toray-Masson. HEALEY, P. (1971). Microscopios y vida microscópica. Ed. Brugera. IZCO, J., BARRENO, E., BRUGUÉS, M., COSTA, M., DEVESA, J., FERNÁNDEZ, F., GALLARDO, T., LLIMONA, X., SALVO, E., TALAVERA, S. & VALDÉS, B. (2002). Botánica. Ed. McGRAW-HILL. MARSHALL, A. J. & WILLIAMS, W. D. (1980). Zoología. Invertebrados. Vol. 1. Ed. Reverté. MARTOJA, R. & MARTOJA M. (1970). Técnicas de Histología Animal. Ed. TorayMasson. NACHTIGALL, W. (1997). Microscopía. Materiales, instrumental, métodos. Ed. Omega. PANIAGUA, R., NISTAL, M., SESMA, P., ÁLVAREZ-URÍA, M., FRAILE, B., ANADÓN,R., SÁEZ, F. J. & DE MIGUEL, Mª. P. (1997). – Citología e Histología Vegetal y animal. Ed. McGraw Hill Interamericana. PANTIN, C. F. A. (1968). Técnicas microscópicas para zoólogos. Ed. Academia. PORTA VILA, F., PORTA VILA, Mª. C. & PORTA CARRACEDO, M. (1980). Prácticas de Botánica para alumnos de EGB, BUP y COU. Ed. Felipe Porta Vila. PATERSON, D. J. (1996). Free-Living Freshwater Protozoa. A colour Guide. John Wiley & Sons. Manson publishing. Unsw Press Sydney. PÉREZ VALCÁRCEL, C. (1997). Flora liquénica del municipio de A Fonsagrada (Lugo). Servicio de Publicaciones de la Diputación Provincial de Lugo. PÉREZ VALCÁRCEL, C., MÉNDEZ ÁLVAREZ-CEDRÓN, M.J. & QUIÑOÁ CABANA, R. (1994). –A vida nas augas doces a través do microscopio. Unha experiencia didáctica. Ophiusa. PÉREZ VALCÁRCEL, C., VÁZQUEZ YÁNEZ, T.J. & BESTEIRO CABANAS, Mª. J. (1998). Histoloxía Vexetal. De cómo os vexetais dominaron a Terra. Ed. Ophiusa. PÉREZ VALCÁRCEL, C., VÁZQUEZ YÁNEZ, T.J. & BESTEIRO CABANAS, Mª. J. (1998). Os liques en Galicia. Ed. Citania. PÉREZ VALCÁRCEL, C., VÁZQUEZ YÁNEZ, T.J, BESTEIRO CABANAS, Mª. J & RODRÍGUEZ RODRÍGUEZ, Mª. S. (1999). Viaxe en paramecio. Ed. Citania. PÉREZ VALCÁRCEL, C., LÓPEZ DE SILANES VÁZQUEZ, Mª E. & LÓPEZ PRADO, Mª C. (2003). Guía dos liques de Galicia. Baía Edicións. RODRÍGUEZ ROGINA, A. (1978). Prácticas de Ciencias Naturales BUP. Zoología. Ed. Follas Novas. SALOM BONET, F. & CANTARINO ARAGÓN, M. E.- Curso de prácticas de Biología General. Ed. Blume.
SCAGEL, R. F., BANDONI,R. J.,ROUSE, G. E., SCHOFIELD, W. B., STEIN, J. R. & TAYLOR, T. M. (1973). El reino vegetal. Los grupos de plantas y sus relaciones evolutivas. Ed. Omega. STRASBURGER (1974). Tratado de Botánica. Ed. Marín. VOGEL, G. & ANGERMANN, H. (1979). Atlas de Biología. Ed. Omega.
