Conhecendo um pouco sobre genética de populações e evolução com os tentilhões Por: Laura Bubantz

Contexto da aula:

Para auxiliar na compreensão de dinâmica de populações essa dinâmica foi pensada unindo conceitos de genética e evolução, que são complementares para o entendimento do tema.

Conteúdo: seleção natural, deriva génetica, mutação, fluxo gênico e genética de populações.

Objetivos:

  • Apresentar e introduzir e/ou relembrar o conteúdo.
  • Estimular a aplicação dos conteúdos no decorrer da dinâmica da aula, além da capacidade investigativa e participativa dos alunos;
  • Resgatar conhecimentos prévios acerca do assunto.

Materiais Necessários

  • Pinças pequenas (sombrancela) Mínimo 2
  • Pinças médias de ponta fina Mínimo 2
  • Pinças grandes (pode ser pregador de roupas) Mínimo 2
  • TNT verde (Um metro quadrado) 1
  • TNT azul retangular (20cm x 1m) 1
  • Pinças médias de ponta média 2
  • Dado de papel 1
  • Arroz 100
  • Feijão 100
  • Amendoim 100
  • Cartões azuis (5cmx4cm) 20
  • Cartões verdes (5cmx4cm) 20
  • Cartões vermelhos (5cmx4cm) 20
  • Cartolina 1

Fase 1 - Pré-aplicação

- Separar todo o material;

- Imprimir ou desenhar na cartolina uma vegetação mais densa e uma vegetação mais rasteira, para simularmos diferentes ambientes na ilha.

- Fazer o dado com as variáveis (Mutação, seca, chuva, isolamento geográfico, morte de uma geração, nada acontece)

- Fazer os cartões das três cores.

Fase 2 - Aplicação

- Ao início da aula, os conceitos trabalhados podem ser apresentados e ou relembrados;

Obs.: A dinâmica terá dois momentos: Um com dinâmica da alimentação e outro com a dinâmica dos eventos ambientais representados no dado.

- Dividir a turma em três grupos e cada grupo representará um morfótipo de bico (em caso de turmas grandes, é possível dividi-las em dois subgrupos e aplicar a dinâmica separadamente com cada um dos grupos com subgrupos) logo, cada grupo terá um tipo de pinça diferente.

- A definição do morfotipo de cada grupo será feita aleatoriamente;

- No chão ou em uma mesa, o TNT será estendido, delimitando o espaço de uma ilha hipotética onde vivem os tentilhões;

- Em extremidades opostas do TNT, serão colocados os desenhos dos dois tipos diferentes de vegetação;

- Cada vegetação terá um alimento exclusivo dela (arroz só na vegetação rasteira e fruto maior só na vegetação densa, por exemplo) e em ambos os lados, havera um mesmo tipo de alimento, porém em quantidades diferente sendo a menor quantidade na vegetação rasteira e uma maior quantidade na vegetação densa - diferentes ambientes dentro de uma mesma ilha conduz a especiação nutricional caracterizada pela diferença de bico;

Obs: O grupo que ficar com o morfótipo que se alimenta do fruto que tem em ambos os lados da ilha, ficará de ambos os lados de acordo com o crescimento da população. Inicialmente só ficarão do lado da vegetação densa onde tem mais alimento.

Obs: Curiosidade: Mostrou-se que para melhorar o alcance dos cantos para acasalamento, aqueles tentilhões que vivem em vegetação densa tem canto diferente daqueles que vivem nas vegetações esparsas. Isso aumenta a probabilidade de encontrar um par que seja parte do mesmo ambiente. Daí se dá a estabilização das características genéticas específicas ao ambiente. ( Fixação dos alelos)

- Os cartões coloridos que representará a população dos morfótipos serão acrescentados em cima da vegetação de acordo com o desenrolar da dinâmica.

Obs: no início da dinâmica, a ilha terá 9 indivíduos, 3 para cada morfotipos, que cruzam entre si e deixam descendentes férteis.

Obs2.: No decorrer da dinâmica mudaremos o cenário simulando questões ambientais como ausência de algum tipo de alimento, o surgimento de rio e separação da ilha. Essas questões ambientais estarão representadas no dado para demonstrar a aleatoriedade dos acontecimentos.

Fase 3 - Dinâmica - Momento I

1º) Inicialmente terão um tempo determinado (15s) para tentar coletar recursos alimentares pela ilha utilizando apenas o seu instrumento de coleta e apenas um grão por vez.

Obs: esse tempo pode ser alterado de acordo com a turma, se os estudantes tiverem pegando muito ou pouco alimento

2º) Os recursos alimentares coletados serão armazenados em um recipiente e, ao fim do tempo estipulado serão contabilizados individualmente. O número de recursos alimentares coletados determinará o que acontecerá na sequência da dinâmica, de acordo com o estabelecido abaixo:

- Menos que 5 unidades: indivíduo morre;

- 5 unidades: o suficiente para que o indivíduo consiga sobreviver;

- 7 unidades: indivíduo sobrevive e tem capacidade reprodutiva para deixar um descendente;

- 10 ou mais unidades: o indivíduo sobrevive e tem capacidade reprodutiva para deixar 2 descendentes.

Obs: Só haverá descendentes se ambos indivíduos conseguirem ter a capacidade reprodutiva. Se um conseguir e outro não, o que não conseguiu pode morrer e então o terceiro indivíduo presente na ilha entra em cena para coletar alimento e reproduzir.

Obs: Sobrevivência, morte e geração de descendentes serão representados pela manutenção, retirada ou adição de cartões coloridos no tabuleiro.

Obs: Ter rodadas suficientes para todos estudantes jogarem.

Fase 4 - Dinêmica - Momento II

- O dado será representante da aleatoriedade dos eventos que darão continuidade à dinâmica.

- A partir disso os alunos se comportarão de acordo com sequência indicada a baixo (presentes no dado);

Obs: O Dado é apenas uma representação da aleatoriedade, porém, para termos uma sequência lógica de fácil aprendizagem, achamos melhor já ter uma sequência definida.

1º) Mutação – Surgimento de um novo bico, na população que come o alimento médio (feijão).

2º) Barreira geográfica – Divisão da ilha em duas por um rio.

3º) Seca – O alimento médio (feijão) acaba na vegetação rasteira.

4º) Morte da última geração – Morrem indivíduos jovens de uma das populações (a escolha da professora)

5º) Chuva – Aumenta disponibilidade de alimentos

- De acordo com a sequência, deverá ser feita discussões relacionando os fatos .

A cada evento, deverá acontecer uma rodada de alimentação e as populações irão se comportando de acordo.

Conteúdos a serem trabalhados de acordo com o dado:

O dado contém os lados referentes à surgimento de barreira, seca, chuva, mutação, morte de uma geração e nada acontece.

  • Barreira geográfica: impede a migração e fluxo de genes com a espécie original e com aquelas de outras ilhas, favorecendo a estabilização de características genéticas peculiares em cada ilha.
  • Seca: competição! é particularmente severa em tempos secos pela escassez do alimento, favorece indivíduos bem adaptados pela possibilidade maior de sobrevivência e suas particularidades genéticas tendem a ser passadas.
  • Chuva: aumenta a disponibilidade de alimento e consequentemente a quantidade de descendentes da população com as particularidades genéticas sendo mantidas.
  • Mutação: gênicas ou de ponto que são alterações muito pequenas no DNA e leva a alterações fenotípicas ou alterações que não causam efeito; cromossômicas que alteram, de maneira visível ao microscópio, o número ou a estrutura dos cromossomos que normalmente são inviáveis.

Nesse momento, com a introdução da quarta pinça, poderá ser discutido seleção natural: aquela pinça (bico) é melhor por que?; aquela mutação será estabelecida por cruzamentos (aumento da frequência gênica); caso ocorra (outra) seca, e o alimento específico acabe, ocorrerá evolução e extinção.

  • Morte de uma geração: deriva! Diminuição da frequência de alguns alelos. Por uma chuva de granizo, por exemplo.

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