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Planeta Cambiante: Focos de Escarabajos de Corteza

Resumen:

Los estudiantes aprenden sobre el papel que tiene el escarabajo de corteza en el ecosistema de bosques y por qué la infección de escarabajos ha llegado a ser una epidemia. Los estudiantes usaran investigación, juegos y análisis de mapas en esta lección de varios pasos.

Materials:
Fuente:
Desarrollado por Missy Holzer, Jennifer Bergman y Roberta Johnson del equipo de NESTA/Ventanas al Universo, a partir de una adaptación de ideas tomadas del recurso para maestros Escarabajo-Manía de los Parques Nacionales de Canadá. .
Grade level:
Grados 7-9
Duración:
  • Parte I: 45 minutos o tarea para el hogar.
  • Parte II: 40 minutos
  • Parte III: 20 minutos
  • Parte IV: 40 minutos
Resultados en el aprendizaje de los alumnos:
  • Los estudiantes aprenden sobre los ecosistemas de bosques, factores limitantes y el ciclo vital de una epidemia.
  • Los estudiantes aprenden como modelar datos a través de juegos, y creando gráficos de curvas de población.
  • Los estudiantes aprenden a comunicar información científica en forma de un reporte.
Formato de la Lección:

Investigación, juego, graficado, interpretación de mapas

Pautas Nacionales Observadas:

  • 5-8: Estándar de Contenido A: Ciencia como Investigación
  • 5-8: Estándar de Contenido C: Poblaciones y Ecosistemas
  • 5-8: Estándar de Contenido C: Diversidad y Adaptaciones de Organismos
  • 5-8: Estándar de Contenido F: Poblaciones, Recursos, y Medios Ambientes
  • Todos los Niveles: Historia y Naturaleza de la Ciencia: Ciencia como una Aventura Humana, Naturaleza de la Ciencia, Historia de la Ciencia
  • Todos los Niveles: Ciencia en el Estándar Perspectiva Personal y Social
  • Todos los Niveles: Evaluaciones Estándar B: La Habilidad de Comunicar Efectivamente sobre Ciencia

INSTRUCCIONES:

  1. Para obtener información general sobre cómo el cambio climático está agudizando la epidemia de escarabajos de corteza en el oeste de EEUU y Canadá, vea Planeta Cambiante: Focos de Escarabajos de Corteza. (Hay un enlace a este video en la primera lámina de la presentación PowerPoint , en caso que decida utilizar la presentación en su clase). Explore este tópico en Ventanas al Universo en los enlaces que aparecen más abajo y en lo que aparecen en la sección Otros Recursos.
  2. Reúna y prepare los materiales. Imprima la Hoja de Trabajo del estudiante para cada estudiante. Necesitará una copia del Juego Escarabajos de Corteza por cada 2 ó 4 estudiantes. El juego puede ser jugado uno contra uno, o dos contra dos. También necesitará copias a color digitales o en papel de los Mapas de Población del Escarabajo de Corteza (originalmente de Servicios de Bosques de USDA ) para cada dos estudiantes. Note que los escarabajos de cortezas son también llamados escarabajos de pinos de montaña.
  3. Introduzca el tópico del crecimiento de la población del escarabajo de montaña revisando primero los componentes de un ecosistema. Liste los importantes factores bióticos y abióticos necesarios para un ecosistema balanceado y discuta como cambios en los componentes de un ecosistema pueden convertirlos en factores limitantes que conllevan a la muerte de un organismo o del ecosistema completo.
  4. En Parte I, los estudiantes investigarán las características de los escarabajos de corteza y aprenderán como los focos aparecen para eliminar una población de pinos maduros. En Parte II, los estudiantes jugarán un juego para modelar el crecimiento de una población de escarabajos de corteza y aprenderán como estas poblaciones pueden aniquilar un gran número de árboles en un corto período de tiempo. Los estudiantes aprenderán con este juego que hay condiciones ideales para que estas poblaciones se incrementen y que hay controles naturales y artificiales que pueden desacelerar temporalmente el crecimiento de la población de escarabajos. Tome un tiempo para discutir los resultados del juego. A los estudiantes se les pide que registren la cantidad de tiempo que lleva terminar un juego completo. Use esta información para hablar sobre la cantidad de tiempo que lleva a una epidemia pasar por las diferentes etapas. Esta discusión puede ser una introducción para la parte III.
  5. En Parte III, los estudiantes construirán un modelo gráfico de las cuatro etapas de una epidemia y predecirán que ocurrirá a esta epidemia si las temperaturas de invierno bajan tanto como para matar las larvas pasando el invierno en los pinos. En Parte IV, los estudiantes sintetizarán toda la lección a través del análisis de mapas de progresión de los escarabajos de corteza, comparando como la población creció de un período de tiempo al siguiente. Asista los estudiantes en el análisis de los mapas, ya que los mapas son acumulativos. En esta parte de la lección, se le pide a los estudiantes que creen un gráfico de la epidemia similar a lo que hicieron en la Parte III. En la última sección de esta parte, se le pide a los estudiantes que asuman el papel de un entomólogo trabajando para el Servicio Forestal de los EEUU, y preparen un reporte sobre lo que han observado, incluyendo solicitud de datos adicionales, peligros potenciales para visitantes de los bosques, posibles controles para la epidemia, y una predicción del futuro de la epidemia. Puede decirle a los estudiantes que completen la Parte IV con un compañero.

EVALUACIONES:

Revise y evalúe todo el trabajo de los estudiantes relacionados con esta lección. Desarrolle una rubrica para evaluar el reporte que los estudiantes crearon en la Parte IV para cerciorarse que incluyen todo lo que se les pidió.

LAB SAFETY:

Siempre use prácticas seguras de laboratorio.

CLEAN-UP:

Guarde los materiales para uso futuro.

ACTIVIDADES DE EXTENSIÓN:

  • Hay algo de información disponible para extender esta lección, incluyendo mapas pasados, actuales y futuros del escarabajo de corteza, y de otras especies nativas de diferentes regiones de EEUU. Pida a los estudiantes que busquen estos mapas en la red y compare las tendencias de crecimiento de las poblaciones de escarabajos en las diferentes regiones de los EEUU.
  • La idea de que los escarabajos han acabado con decenas de miles de pinos puede resultar chocante para algunos estudiantes. Genere una discusión para discutir alternativas para salvar los árboles en los bosques y pida a los estudiantes que listen los argumentos a favor y en contra de cada método. Pídales que también consideren a todos los interesados en este problema de manejo delos bosques. Identifique las soluciones mas viables que podrían ser incorporadas en un plan integrado de manejo de plagas. Compare este plan con los que están siendo actualmente utilizados en los bosques de los EEUU y Canadá.

INFORMACIÓN DE FONDO:

Los escarabajos de corteza son nativos de Norte América, y son, aproximadamente, del tamaño de un grano de arroz. Siempre han sido una parte importante del ecosistema de bosques, y a pesar de su tamaño, trabajan unidos vigorosamente para eliminar los árboles debilitados, para que árboles nuevos y más vigorosos crezcan en su lugar.

Actualmente hay un foco importante de escarabajos de corteza en la parte sureste de EEUU (principalmente el escarabajo Dendroctonus Frontalis que afecta los pinos del sur) y el oeste de EEUU y Canadá (principalmente el escarabajo Dendroctonus Ponderosae del pino de montaña). ¡Sólo el escarabajo del pino de montaña ha sido responsable de la destrucción de 47 millones de hectáreas de árboles! Aunque los escarabajos de corteza también viven en Europa, Asia y África, y han existido otros focos antes, los EEUU están sufriendo uno de nivel sin precedentes. Existe la preocupación entre algunos científicos de que los árboles de EEUU no serán capaces de recuperarse de esta epidemia. Otros ven este foco como un desarrollo ecológico natural que no necesita intervención humana porque concluirá por sí mismo.

Una infección de escarabajos de corteza es especialmente dañina para poblaciones de árboles ya debilitados, como aquellos afectados por sequía. Otros factores que pueden hacer que los árboles sean más sensibles a las infecciones de escarabajos de corteza son enfermedades de las raíces, defoliación por otros insectos, daño por nieve, hielo o fuego, compactación de suelos, daños mecánicos o pobres condiciones de crecimiento. Esta última condición es la que tiene a los científicos preocupados. El foco epidémico actual de escarabajos de corteza ha sido vinculado con el calentamiento global, lo que ha producido sequías de larga duración en muchas de las áreas afectadas. Las sequías debilitan los árboles y los hace mucho más susceptibles al ataque de los escarabajos de corteza. El efecto doble de este escenario, es que el calentamiento del clima esta provocando cambios en las regiones en las que los escarabajos pueden vivir, y les está permitiendo sobrevivir en mayor cantidad el invierno y reproducirse más rápidamente. ¡Este incremento en la población de escarabajos, combinado con una población de árboles debilitados debido a las temperaturas más altas y las mayores sequías, es muy preocupante!

Afortunadamente, los científicos están trabajando para entender este problema con la esperanza de prevenir brotes devastadores en el futuro. Se están llevando a cabo importantes estudios de las feromonas de escarabajos de corteza, incluso a nivel genético. Cuando una hembra del escarabajo de corteza cae en un árbol, y penetra en la corteza, poco daño se hace al árbol. Problemas hay cuando decide hacer del árbol su casa. Mientras la hembra profundiza más en el árbol, puede secretar una feromona para atraer a cientos de otros escarabajos de corteza al mismo árbol. Es esta señal química que coordina un ataque en masa, y aunque el árbol se defienda con todo su arsenal, el gran árbol morirá muy pronto. Justo debajo de la corteza del árbol, los escarabajos están ocupados poniendo huevos que pronto se convertirán en larvas y cuando emergen como adultos, los escarabajos vuelan a otro árbol.

Hay muchos proyectos en desarrollo para remover los árboles enfermos o muertos de las áreas boscosas, dejando espacio para que los árboles saludables puedan crecer. Los propietarios de tierras cuidan de esta manera su propiedad. Ciudadanos preocupados por la situación están regando los árboles para que se mantengan saludables.

Tenga cuidado cuando esté acampando al aire libre en áreas de árboles infectados por los escarabajos de corteza. Eventualmente, los árboles muertos caerán, y la dirección de la caída es lógicamente impredecible. También tenga cuidado al manejar por brechas en el bosque, árboles caídos podrían crear peligrosos bloqueos. Finalmente, tenga mucho cuidado cuando compre y traslade madera de áreas infestadas -no vaya a incrementar la distribución del escarabajo de corteza a áreas no infestadas.

Hay muchos tipos de escarabajos de corteza. Los ejemplares adultos son muy pequeños, de 3 a 8 mm de largo, y se alimentan de unas pocas especies de árboles. Hay controles naturales de los escarabajos de corteza, incluyendo aves predadoras como los carpinteros e insectos insectívoros como otros escarabajos o las avispas parásitas. Desafortunadamente, este sistema natural de compensación se encuentra alterado durante la corriente epidemia, los predadores naturales no son muy efectivos en el control de los escarabajos de corteza.

Este es un problema complejo que requiere de mucha más investigación, y tenemos la esperanza de que esta actividad ayudará a los maestros y estudiantes a tener una opinión más informada sobre el impacto de los escarabajos de corteza sobre los ecosistemas de bosques. Le dejamos con esta mensaje para que lo discuta en su clase:
El Servicio de Bosques de los EEUU ha escrito, "es muy difícil medir los impactos sociales, ambientales y económicos relacionados con la pérdida de árboles debido al escarabajo de corteza. No puede predecirse la duración y extensión de la epidemia. No todos los impactos serán negativos. Algunos resultados potencialmente positivos pueden ser el adelgazamiento natural de ciertas áreas boscosas, mejor rendimiento de cuencas hidrológicas, mejora del hábitat de vida silvestre y mayor diversidad biológica. Los árboles se reproducen y mueren a lo largo de la vida de la selva, en este caso, sin embargo, el proceso de muerte de los árboles es mucho más evidente. Incluso en las peores circunstancias que se pueden prever, siempre habrá un bosque, pero podría no parecerse a los bosques con los que estamos familiarizados."

SECCIONES RELACIONADAS DEL PORTAL DE WINDOWS TO THE UNIVERSE:

OTRAS FUENTES:

Última modificación el 28 de septiembre de 2011 por Jennifer Bergman.

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