“El teatro del melanismo industrial”.

El teatro del melanismo industrial: Una teatralización sobre Biston betularia y la selección natural.

Breve descripción

• En esta actividad, diseñada para 4º de ESO en la asignatura de Biología, se representará en clase una teatralización del conocido caso del melanismo industrial de la polilla Biston betularia. El alumnado podrá observar así un caso de selección natural a “cámara rápida” y podrá comprender la importancia de la diversidad intraespecífica y la heredabilidad en este mecanismo evolutivo. Posteriormente, se enfrentarán a una serie de preguntas para comprobar cómo conectan lo aprendido con sus ideas previas y el grado de comprensión de los principales factores que intervienen en la selección natural. Se puede realizar una aproximación bilingüe en el aula añadiendo el recurso disponible en evaluación.

Objetivos

Procedimiento

En la presente tarea se introducirá al alumnado al concepto de selección natural mediante el caso de Biston betularia, la mariposa del abedul, también llamado del “melanismo industrial”, uno de los más utilizados para ejemplificar el proceso de selección natural a corto plazo. Para ello se realizará una representación en el aula, con la participación de los alumnos y utilizando un material muy simple: cuatro cartulinas (dos de color blanco y dos negras) con la que se harán las mariposas y que también representarán el abedul donde se posaban, y algún objeto que dificulte la visión de los colores. Una cartulina negra y una blanca se usará para recortar mariposas de dichos colores. Las cartulinas restantes, blanca y negra, representarán la corteza del abedul al natural y la corteza ennegrecida, respectivamente.

Recordemos que la mariposa del abedul, un lepidóptero nocturno cuyo color grisáceo-blanquecino le daba la capacidad de confundirse en el entorno con los abedules cubiertos de líquenes, sufrió un cambio de frecuencias en sus poblaciones que afectó a sus diferentes variedades. Las dos principales, producto de la propia diversidad de la especie, y que jugaron un papel protagonista en esta historia, son: la variedad typica del color anteriormente mencionado, y la variedad melánica carbonaria, mucho más oscura y que fue descrita por primera vez en 1848. El aspecto de ambas se puede observar en la ilustración:

El contexto de este caso se sitúa en Manchester a mediados del siglo XIX, y será explicado por el docente, sirviéndose de una teatralización de la historia. En primer lugar, se recordará a los estudiantes que la mencionada zona tuvo gran repercusión en la revolución industrial, lo que afectó a los bosques de abedules cercanos. Estos árboles, cubiertos de líquenes, lo que les daba un aspecto blanquecino, serán representados por una cartulina blanca tamaño A3 que el profesor pondrá encima de la mesa. Después pasará a presentar las dos principales variedades de mariposas de abedul ya mencionadas, haciendo especial ahínco en la idea de que esta variedad se sustenta en la diversidad de la especie. La variedad typica se representará mediante recortes en cartulina blanca que traerá el docente ya hechos, y la variedad carbonaria quedará representada por recortes de cartulina negra.

Se depositarán cinco de estos recortes por cada variedad (en un principio partiremos de unas frecuencias del 50%) en la cartulina blanca, representando cómo se posaban estas mariposas en los abedules. Hecho esto, el profesor o profesora escogerá a alguien entre el alumnado que representará el papel de depredador. Dado que las “mariposas” son en realidad de cartulina y por lo tanto no pueden reaccionar ante un estímulo de amenaza y que el “alumno depredador” probablemente tenga una buena vista, es necesario añadir un hándicap visual que hará que el “camuflaje” de las mariposas sea más efectivo: el objetivo es hacer que las B. betularia blancas apenas sean visibles en el fondo del mismo color. Para esto, se puede usar un pañuelo que no sea totalmente opaco o unas gafas cubiertas con algún tipo de material que dificulte la visión de los colores, de forma que en el fondo blanco las mariposas negras quedarán resaltadas mientras que las más claras apenas serán visibles.

A continuación, es importante que el alumnado comprenda el efecto de la depredación sobre las frecuencias poblacionales que serían las iniciales para mediados del siglo XIX, es decir, por qué en un principio la frecuencia de la variedad typica era mayor que la de carbonaria. Para ello, el alumno o alumna escogido para ser el depredador, con el mencionado hándicap visual, escogerá tres mariposas al azar, con un gesto rápido y sin dudas. Estas habrán sido depredadas y se retirarán de la cartulina. Si la dificultad visual ha cumplido su cometido, resaltando sobre el fondo blanco las mariposas negras y “camuflando” a las blancas, gran parte o la totalidad de las mariposas elegidas serán oscuras. Con esto, obtenemos en la cartulina un ejemplo de lo que podría ser la frecuencia inicial de variedades en los bosques de abedules de Manchester alrededor de 1850, con un mayor número de ejemplares blancos, por lo que tenemos el punto de partida para nuestra historia. A partir de aquí podemos añadir otra generación, añadiendo unas cuantas mariposas más, y pedirle a nuestro alumno depredador que actúe de nuevo retirando un determinado número de polillas, para mostrar cómo al cabo de varias generaciones la selección natural sigue interviniendo en las frecuencias de la población. Al añadir una nueva generación, el docente debe tener en cuenta que en esta época había una dominancia incompleta (el fenotipo esperado, la forma observable del carácter, no se manifiesta de manera íntegra en el individuo, sino mostrando también características de typica) de la variedad carbonaria sobre la typica, si bien en la actualidad la dominancia es completa. La proporción de mariposas blancas y negras que se añadan de una generación a otra dependerá mucho de la frecuencia de ambas variedades en la generación parental, pero conociendo cuál es esta relación de dominancia, el docente puede pensar en una proporción aproximada para ambas.

Tomemos, por ejemplo, el punto de partida del que hablamos, donde hay más blancas que oscuras, y que tenemos siete mariposas, donde sólo dos son negras y el resto blancas. Si el profesor quisiese añadir cinco mariposas más, por mucho que la dominancia de carbonaria esté presente, tres de esas mariposas podrían ser blancas, debido a la frecuencia de alelos de typica en la población, y a que no sabemos si las diferentes mariposas oscuras son heterocigotas u homocigotas.

Tras esto, llegamos a un punto de inflexión en el relato. Sirviéndonos de la teatralización que debe caracterizar a esta tarea, el docente recuerda y traslada a los alumnos a mediados del siglo XIX, una época en la que la revolución industrial hizo que la contaminación en zonas urbanas y sus alrededores aumentara exponencialmente. Así, los bosques de abedules cercanos a la zona industrial de Manchester quedaron, con el tiempo, ennegrecidos por el hollín que expulsaban las fábricas. Es entonces cuando el profesor o profesora debe cambiar la cartulina blanca que estaba de fondo, representando a la corteza del abedul al natural, por la negra, que representa la corteza ennegrecida por la contaminación, como se puede ver en la ilustración. Dejaremos las polillas que teníamos antes (con la posibilidad de añadir algunas más debido a una siguiente generación) y nuestro depredador volverá a actuar.

Esta vez, al tener fondo oscuro, serán las mariposas negras las favorecidas y las blancas las eliminadas principalmente por depredación. Esta actuará cuantas veces sean necesarias, siempre teniendo cuidado de ir añadiendo nuevos individuos cada vez que se cambie de generación, hasta que veamos que las frecuencias son favorables para las mariposas negras, de variedad carbonaria. Mediante el aumento de individuos oscuros, han de comprender por qué, a finales del siglo XIX, la frecuencia de la variedad carbonaria era del 95%. El alumnado habrá visto un ejemplo de cambio por selección natural.

Temporalización

Temporalización estimada para una sola sesión, aunque puede adaptarse a dos sesiones en caso de querer evaluar la actividad de forma más amplia y uniéndolo a conceptos relacionados con el Lamrckismo.

Evaluación.

El docente puede entonces hacer que sus alumnos deduzcan la relación existente entre el proceso de la selección natural con el éxito en la supervivencia y en la reproducción, tras conocer el caso de Biston betularia, haciendo diferentes preguntas, que pueden presentarse a modo de quiz. Algunas preguntas posibles podrían ser:

• ¿Cómo han cambiado las frecuencias a lo largo del tiempo?
• ¿Qué factores clave han hecho cambiar estas frecuencias?
• ¿Tiene que ser heredable esta característica para que haya selección natural?
• ¿Cómo habría explicado este caso Lamarck?
• ¿Cómo pudo haber surgido la primera mariposa de variedad typica?

El docente puede añadir cuantas preguntas quiera, especialmente dirigidas a comparar puntos de vista desde el lamarckismo, con lo que conectará con las ideas previas del alumnado, y desde el darwinismo cuando hayan visto este caso de selección natural. A su vez, puede también incidir en la importancia de la variedad genética o de una posible mutación que pudo dar lugar a la diversidad de estas mariposas, conectando así con el neodarwinismo.

Para completar la lección se puede evaluar al alumnado de forma bilingüe con el recurso de Biology Corner para este caso de Biston betularia, que incluye una animaciñon sobre el caso : https://www.biologycorner.com/worksheets/pepperedmoth.html

Fuente(s) y contacto

• Realización propia y uso del recurso de www.biologycorner.com
• Bibliografía:
  • Gregory, T. R. (2009). Understanding Natural Selection: Essential Concepts and Common Misconceptions. Evolution: Education and Outreach, 2(2), 156–175.
  • Majerus, M. E. N. (1999). Evolución y mantenimiento del melanismo industrial en los Lepidoptera. Boletín de La Sociedad Entomológica Aragonesa, 26, 637–649.
• Contacto: ivferbai@gmail.com