Durante mi año de prácticas, tuve que enseñar a una clase de 1 ESO el tema de física del calor. Empecé con una pregunta habitual: ¿Qué pasará si le pongo un abrigo a un muñeco de nieve?
La pregunta es interesante y a los alumnos les costó trabajo. De hecho, tras hablar con muchos profesores, descubrí que se trata de una dificultad común, a menudo debida a la idea errónea de que el abrigo da calor a quien lo lleva. Después de pensarlo un poco (desde el punto de vista de la biología), me di cuenta de que puede deberse a que los alumnos tienen poca idea de la endotermia.
Los alumnos son poco conscientes de la generación de calor en el interior de las células. Para ellos, cuando hace frío sus cuerpos se enfrían. Es obvio porque pueden sentirlo. Por supuesto, la fluctuación en torno al punto de referencia en el que el cuerpo se mantiene es mínima, pero como adaptación, los sentidos son receptivos a las pequeñas diferencias, y la información se amplifica hasta una sensación de incomodidad.
Vale, pero ¿debemos enseñar la endotermia sólo para que los físicos puedan utilizar la pregunta del muñeco de nieve? No, deberíamos enseñarla porque ayuda a los estudiantes a entender muchos fenómenos biológicos y, que yo sepa, no es una característica común de los planes de estudio de biología en el Reino Unido.
Ayuda a explicar aspectos de la biogeografía, el comportamiento animal y la morfología, ambos fácilmente accesibles y observables por los alumnos, que pueden unificarse bajo el concepto de flujo de energía. He aquí algunas preguntas relacionadas con la endotermia:
¿Por qué algunos grandes reptiles son capaces de comer una vez al año (normalmente un mamífero grande)?
¿Por qué los humanos tienen que comer tantos alimentos densos en energía?
¿Por qué tenemos menos hambre durante los veranos calurosos?
¿Por qué los mamíferos y las aves tienen plumas, pero los reptiles y los anfibios aparecen desnudos?
¿Por qué encontramos mamíferos y aves en regiones muy frías, pero menos reptiles y anfibios?
¿Por qué los reptiles toman el sol, donde son muy vulnerables a la depredación?
¿Por qué algunos mamíferos y aves pueden estar activos durante horas, mientras que los reptiles y anfibios son bastante sedentarios?
¿Por qué todo el mundo habla de comer insectos en lugar de mamíferos?
¿Por qué los depredadores mamíferos siempre compiten más que los reptiles por el mismo nicho?
¿Por qué es más probable encontrar reptiles que mamíferos en las islas oceánicas?
Ésa es sólo una breve lista de fenómenos comunes. Pero también enseñamos varias cosas en el plan de estudios que dependen del conocimiento de la endotermia para su plena apreciación, como la termorregulación, y enlaza muy bien con la teoría cinética en química, el comportamiento de las partículas y las velocidades de reacción.
La enseñanza de la endotermia es también un excelente excusa para un debate sobre la variación, la selección, la adaptación y la historia de los vertebrados.
Empiezo en 7º curso (11 años) con la historia de la transición de los peces a la tierra y la posterior evolución de los anfibios, reptiles, aves y mamíferos (oportunidades para la cladística). La evolución de los antepasados de los mamíferos, como animales nocturnos y excavadores a la sombra de los dinosaurios tiránicos, es un verdadero gancho, pero también establece la narrativa para la evolución de la endotermia como respuesta al medio ambiente en el linaje de los mamíferos.
Puede utilizarse para analizar los mamíferos del ártico y del desierto e introducir el concepto favorito de los biólogos: la relación superficie/volumen. La conversación puede incluir una consideración sobre los humanos y, a juzgar por nuestra morfología, en qué tipo de entorno creen los alumnos que evolucionamos en comparación con los neandertales. Aquí podríamos hablar incluso de la construcción de nichos.
Los vínculos parecen interminables, la endotermia parece realmente ofrecer una puerta de entrada fácil a muchas de las ideas unificadoras de la biología, energía y materia, evolución, organización, homeostasis.
También es posible que la evolución de la endotermia fuera una transición importante hacia una mayor complejidad. De hecho, si nos atenemos a la segunda ley de la termodinámica, los organismos sólo pueden aumentar su orden exportando desorden en mayores cantidades, es decir, nos hemos vuelto más complejos, con nuestros grandes cerebros, etc., sólo disipando más calor en nuestro entorno. Tal vez la endotermia fuera un requisito previo para la inteligencia similar a la humana.
En resumen, creo que la endotermia es un concepto que permite a los estudiantes dar más sentido a la naturaleza y a su lugar en ella, pero también es un paquete lleno de oportunidades para la discusión accesible y la práctica de las grandes ideas unificadoras de la biología que debería satisfacer a los profesores de biología de todas las especialidades. Aquí, nuestros amigos químicos y físicos también pueden encontrar algo de su agrado, ya que el concepto unificador es el flujo de energía.
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Christian Moore-Anderson