La categoría relacional incluye elementos que permiten evidenciar relación entre propiedades de los seres vivos y/o entre estos y su interacción con el medio o que representen medio interno, teniendo en cuenta niveles de organización, respuesta al ambiente, mecanismos reguladores, sistemas abiertos, adaptación evolutiva, homeóstasis o relación entre entidades.
Esta categoría se fundamenta en lo que Mayr (2006) expresa como el pensamiento holístico de la biología, es decir, la interacción entre todos los niveles es la característica que hace que por ejemplo, se considere a la naturaleza como un todo, pues enunciar o estudiar de manera separada las partes de un sistema vivo puede descuidar de un conocimiento cierto del mismo, al ignorar el sinnúmero de interacciones que ocurren entre estas y del organismo con su medio.
Respecto a lo anterior, la revisión de los dibujos muestra relaciones entre elementos que integran conceptos propios de la biología como sustancias químicas con niveles de organización y procesos fisiológicos, relaciones en ecosistemas, células y su medio; otras clases de relaciones muestran la visión de los estudiantes sobre lo vivo desde la perspectiva académica y social, como se muestra a continuación.
Relación entre lo micro y lo macro de los seres vivos. El fragmento de la Figura 13 realizado por el participante P4-F, es un ejemplo de una de las características de los sistemas vivos, la regulación, pues integra moléculas de ADN en asociación con moléculas proteicas que unidas conforman estructuras más complejas hasta dar como resultado organismos vivos, que el estudiante ejemplifica con el flagelado, el animal, la figura humana y la planta.
Este participante expresa con relación al fragmento del dibujo que: (…) Lo que quiero representar con ese dibujo es que todo lo vivo, principalmente está compuesto, uno por proteínas o pequeñas moléculas que conforman todo lo vivo, así mismo hay diferentes formas de vidas humanas, animales, las plantas y las micro... las formas de vida micro ... eso es como lo que quiero representar, que todo deriva de un conjunto de proteínas o pequeñas moléculas que conforman a lo vivo (...). Al respecto, menciona Jacob (2014), que la complejidad de los seres vivos surge a partir de la combinación de elementos cada vez más elaborados que conforman un integrón, es decir, unidades vivientes siendo la célula la más simple, puesto que las moléculas como unidades independientes no se pueden reproducir a sí mismas. Esto ocurre con los virus, unidades estructurales de moléculas de ácidos nucleicos cubiertas de proteínas que, para este autor no son
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más que objetos inertes si no están como un sistema célula-virus debido a su incapacidad para reproducirse fuera de este sistema.
Figura 13. Ejemplo de relación entre lo micro y lo macro de los seres vivos
Fuente: Aplicación instrumento dibujo
Desde esta visión, P4-F muestra unidades de integrón de distintos niveles de organización, tanto de lo visible como de lo no visible, de lo que se puede pensar que presenta un nivel más complejo y estructurado sobre su conocimiento acerca de las propiedades fundamentales de los seres vivos que lo observado en los participantes del mismo ciclo de formación. Esto puede ser debido, también a la adquisición de conocimientos a lo largo del ciclo, teniendo en cuenta que cursa IV semestre de la carrera.
Otro ejemplo de relación a nivel microscópico lo muestra el participante P3-P (Figura 9), quien incluye en su dibujo elementos químicos, compuestos químicos tanto inorgánicos como orgánicos, moléculas de ADN y en una de ellas, aparecen complejos enzimáticos que intervienen en la replicación, como también la representación condensada del mismo en cromosomas.
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El trabajo de Mondelo (1998), menciona que muy poca proporción de estudiantes hacen alusión a la composición química de los seres vivos y que no suelen usar los conceptos de proteínas y ácidos nucleicos. En los resultados de este trabajo, una tercera parte de los estudiantes en formación incluyen en sus representaciones figuras del modelo del ADN y/o moléculas orgánicas en relación con las características de los seres vivos, lo cual muestra el reconocimiento de conceptos claves del estudio de la biología como son gen, ADN y cromosoma.
Con respecto a lo anterior, expresa Diez de Tancredi (2006) que se debe tener especial cuidado con el tratamiento que hacen los docentes de las concepciones previas de los estudiantes de programas de formación inicial de biología sobre los conceptos de gen, ADN y cromosoma, pues la manera como orientan estos temas con sus estudiantes afecta de manera importante su aprendizaje significativo.
Relación entre elementos en los ecosistemas. Los dibujos de ecosistemas constituyen más de una tercera parte de las representaciones de los participantes de la licenciatura en biología, pues aparecen en cinco oportunidades en la aplicación de este instrumento (Figura 14), de los cuales, cuatro muestran relaciones en las que aparecen la red trófica, procesos metabólicos de organismos y comunes entre organismos, relación entre raíces y el suelo, relación entre procesos geotérmicos y termodinámicos y por último, ubicación espacial de elementos vivos en el planeta, correspondiendo los primeros tres a representaciones del flujo de energía y materia y el último a elementos propios de la biosfera.
La representación realizada por la participante P4-P (Figura 14 a), muestra reconocimiento de interacciones entre organismos a nivel ecosistémico ejemplificando una red trófica, en la cual las flechas en doble sentido permiten identificar reciprocidad entre elementos del ecosistema, estableciendo una relación cíclica entre productores, consumidores y descomponedores, que de acuerdo con Grotzer (2002) citado por Rincón (2011), corresponde a un tipo de patrón de causalidad en doble vía en el que cada componente tiene efecto sobre el otro actuando también como una causa del mismo, teniendo en cuenta que “la comprensión de la causalidad compleja es una habilidad para el aprendizaje de los ecosistemas” (Rincón, 2011, p. 79); de acuerdo con Capra (1998), el concepto de red es clave en los avances de la comprensión científica de los ecosistemas y en el mismo entendimiento de la naturaleza de la vida, sabiendo que “los sistemas vivos son
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redes a todos los niveles (…) y bajo un escrutinio más cercano, los nodos de una red se revelan como redes más pequeñas” (Capra, 1998, p. 54) .
Por su parte, el dibujo del participante P1-P (Figura 14 b), lista procesos metabólicos en animales, vegetales y comunes a ambos, como flujo de materia y energía por medio de las vías metabólicas en los organismos, las cuales son mostradas dentro del ecosistema, lo que refleja reconocimiento de estos procesos fisiológicos que ocurren a nivel micro y están ligados a lo macro de lo vivo; según el trabajo de Mondelo (1998), en el que se pide a estudiantes que diseñen un experimento que permita identificar si algo estaba vivo o no, se encuentra que pocos estudiantes hacen alusión a este tema y los que lo mencionan, se refieren al proceso de nutrición para acercarse a esta categoría o plantean la alimentación de manera errónea para referirse a este proceso en plantas. Con relación a lo anterior, el caso de P1-P también muestra relación de estos procesos metabólicos con la alimentación, cuando dibuja un anfibio capturando a su presa y una abeja cerca de una flor. Otro ejemplo que hace énfasis en la importancia de la alimentación en los ecosistemas lo muestra P1-I (Figura 14 e), quien además de dibujar un animal alimentándose de otro, explica: son hormigas, digamos yo quería hacer referencia a que las hormigas un proceso digamos en el ecosistema, si ellas hacen participación en el ecosistema, entonces ahí están haciendo pues su recorrido digamos... en busca de alimento y ya. Los anteriores ejemplos a contrario de P4-P muestran conexión entre los organismos y el ecosistema en un sentido unidireccional.
La relación entre raíces de plantas y el suelo es muy común en las representaciones de los participantes de la licenciatura en biología, puesto que en seis de nueve dibujos se incluyen plantas y árboles, dibujados con el órgano que les permite fijarse al suelo y aparecen cuatro dentro de las representaciones que muestran relación directa con el sustrato, como en el caso de P1-I quien hace énfasis de esta relación, mediante flechas que definen la interacción entre estos elementos, mostrando una relación entre componentes bióticos y abióticos de los ecosistemas, elementos en los que de acuerdo con White (1997 y 2000) citado por Rincón (2011), los estudiantes no suelen establecer interacciones.
78 Figura 14. Relaciones en representaciones de ecosistemas
Fuente: Aplicación instrumento dibujo.
El hecho de relacionar procesos geotérmicos con lo vivo, que aparece también en la representación de P1-I, muestra el reconocimiento de una fuente de energía en la Tierra distinta al Sol que permite la vida, tema tratado por el “geólogo James Hutton en el siglo XVIII, quien afirmaba que los procesos geológicos y biológicos están vinculados” (Capra, 1998, p. 42), una idea que trasciende
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con Alexander von Humboldt quien considera el planeta como un todo, idea consolidada en la hipótesis de Gaia planteada por James Lovelook.
La relación entre procesos geotérmicos y termodinámicos representada mediante un ciclo por P1- I, muestra un nivel de percepción de los ecosistemas como sistemas dinámicos, en los que se presentan cambios que pueden estar influenciados por fenómenos terrestres como aquellos propios de los sistemas abiertos.
Respecto a la representación hecha por la participante P3-F (Figura 14 d), la relación está dada en cuanto a la ubicación de los elementos del dibujo, correspondientes a factores bióticos del ecosistema presente en el planeta. Sin embargo, detalles de burbujas de aire junto a algas permite ver en su representación relaciones entre un componente biótico y el aire como componente abiótico. De igual manera, la representación del participante P2-I (Figura 14 c), no establece relación entre los elementos incluidos en el dibujo, lo que puede estar relacionado con reducción de detalles gráficos por el deseo de mostrar cuatro perspectivas de lo vivo en su representación, a nivel celular, ecosistémico, social y cósmico.
Por último, cabe destacar el detalle presente en el dibujo de P1-I respecto a los procesos de descomposición de la materia, a lo cual la participante menciona que: (…) como tal sería como materia orgánica haciendo descomposición, así como semillitas, hojitas que se caen en el suelo; este comentario da importancia a la recirculación de la materia desde procesos químicos, pero sin profundizar en la explicación y manifestar su función en el ecosistema. Así, se puede incluir en la dimensión de micronivel planteada en un estudio de relaciones alimentarias en los ecosistemas, en “la cual incluye los procesos moleculares y microprocesos de transferencia de materia y energía en los ecosistemas” (Eilam, 2002 citado por Rincón, 2011, p. 81).
Del medio interno y externo. Las representaciones realizadas por los participantes P2-I y P4-I muestran interacción entre células y su medio. El primer participante expresa con relación a su dibujo (Figura 8 e) que: la gráfica está representando lo que son células, las partes, lo que es intercambio de ... como se diría... como de comida y demás cosas y las partes... nada más. Igualmente, como hay células de tejido vivo, también hay células de tejido muerto, así que pues por eso la dejé hay como separadita de todo como no haciendo nada, porque ya cumplió su deber o le ocurrió alguna cosa. El segundo participante manifiesta frente a su dibujo (Figura 8 f) que: Dibujé una célula porque es la unidad de vida con sus respectivos receptores celulares, ADN y
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las partículas que están adentro y afuera representan la entrada y salida de sustancias. Estas dos representaciones muestran además del reconocimiento de la célula como unidad estructural de los seres vivos, interacción entre células con su medio interno y externo, como también el intercambio de sustancias y en el caso de P4-I, los detalles de receptores celulares presentes en la membrana, muestran que reconoce un nivel de complejidad micro molecular en cuanto a estructuras relacionadas con la membrana celular, su función en la interacción de la célula con su medio y la presencia de ADN en el núcleo.
Relación entre lo vivo y lo disciplinar en la licenciatura en biología. Las relaciones de este tipo son mostradas en las representaciones de las participantes P1-F y P2-P, quienes mencionan respectivamente que: pues de todas formas que la biología no se encuentra separada y cada uno de los componentes... o sea que uno ve en su carrera, ya sea plantas, ya sea botánica, sea zoología, pues no es independiente, sino que todo está interrelacionado entre sí y, quería representar como un ciclo que es esta carrera es como interdisciplinaria, el estudio de la biología reúne todo eso en un ciclo, o sea que todo afecta a todo y los colores los puse, pero no por algo específico. Por su parte, en la Figura 15 se observan algunos de los campos disciplinares de la biología que la estudiante relaciona con su formación académica, en los que incluye solo una cianobacteria como representación del estudio de lo vivo a nivel micro; esto puede ser debido a su corta trayectoria en su formación y a su interés por las asignaturas, pues aun cuando haya cursado la asignatura de biología general en la que se tratan temas de este nivel la participante no los tiene en cuenta. En relación con la explicación dada por P2-P, muestra imprecisión en la forma como está organizado el pensum de la carrera, puesto que menciona sólo un ciclo de formación cuando realmente corresponde a tres (fundamentación, profundización e investigación). La representación gráfica de esta estudiante (Figura 8 i), muestra a diferencia de P1-F, el nivel molecular mediante la estructura del ADN, el microscópico mediante una bacteria y el nivel macro de distintos grupos taxonómicos de organismos, corroborando la idea de que suelen hacer representaciones de sus ideas de acuerdo con su nivel de formación y su experiencia estudiantil.
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Figura 15. Aspectos destacados por la participante P1-F en el estudio de lo vivo
Fuente: Aplicación instrumento dibujo
Otras representaciones surgen como categorías emergentes, no relacionadas en investigaciones revisadas hasta el momento en las que estudiantes de formación inicial o de postgrado debían proponer características propias para lo vivo; entre ellas el dibujo del participante P2-I quien muestra su comprensión de lo vivo a nivel del cosmos (Figura 16 a), de lo cual explica: (…) en este puede que no esté muy bien aclarado, pero más que todo el cosmos, igualmente la vida es todo lo que existe y lo que no existe, lo que no sabemos lo que todavía existe, así que pues para mí, eso también es la vida todo lo que hay además de la Tierra, porque pues hay varios estudios por decirlo de alguna forma de que pudo haber existido vida en otros planetas, porque se encuentran por ejemplo rastros de carbono, eh... cosas congeladas y no se da una explicación, pero igualmente eso significa que hubo vida ahí o puede haber vida, entonces por eso también yo pongo el cosmos. Al respecto, Mayr (2006) explica que los sistemas vivos corresponden al mesocosmos, el cual se extiende desde los átomos hasta las galaxias y en él, se encuentra el verdadero interés del estudio de la biología, puesto que las partículas subatómicas que hacen parte del microcosmos, son tomadas con muy poca frecuencia para la explicación de fenómenos biológicos. Por su parte, el estudiante muestra dos posturas respecto a su afirmación, la primera cuando menciona que la vida es todo lo que existe y lo que no existe, lo que no sabemos lo que todavía existe, muestra una visión holística en la que todo lo presente en el universo interviene en
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la vida y la segunda, el cosmos no corresponde a una característica de lo vivo, sino al lugar donde se puede desarrollar la vida.
Figura 16. Representaciones de categorías emergentes
Fuente: Aplicación instrumento dibujo
En este sentido, cosmos se convierte en sinónimo de universo tema de discusión tanto de culturas antiguas como en la ciencia moderna, en el que se plantea expectativa tanto del origen de los sistemas vivientes como de encontrar vida como la conocida y con patrones propios de las características de otros mundos. Al respecto, Andrade y Silva (2003) citados por Rodrigues (2006), manifiestan que desde la antigüedad existe el interés por entender el orden del universo y la vida es una dimensión para comprender dicho orden.
En la misma representación de P2-I (Figura 16 b), surge interés por expresar aspectos culturales de la vida: en este esquema lo que también represento es mas no la parte biológica sino ya la parte cultural de todo lo que ha sido la historia, hay dos cosas que siempre han acomplejado al hombre, lo monetario y lo social, ser aceptado socialmente y tener como invertir a esa sociedad, o sea para qué se trabaja, para ganar un capital, para qué se gana un capital, para poder desarrollar una familia; sin capital no puede haber familia ... igualmente tener capital y no tener en qué invertirlo es una pérdida de tiempo, así que para eso para mí eso significa la vida ...porque nuestra vida ahorita en este momento está reglamentada en naces, creces, estudias, trabajas y ya, te reproduces y ya, si es que te vas a reproducir. Esta representación muestra un sentir sobre la vida asociado a una idea de progreso ascendente que refleja una idea de evolución desde lo biológico que tendría
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homólogo en lo social, cuando el individuo necesita una familia, la familia necesita solventar sus necesidades básicas para poder realizar un proceso natural de nacer, crecer, desarrollarse y morir.