Aprender evolución a través del juego

En su experiencia como docente universitario a cargo de cursos de Genética, Adolfo Zurita, investigador asistente del Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis (IMIBIO-SL, CONICET – UNLS) advirtió la dificultad de trasmitir algunos conceptos claves de la disciplina sin apelar a prácticas experimentales, valiéndose solamente bibliografía.

El principal obstáculo era que los experimentos que podía usar para ejemplificar los contenidos teóricos requerían de más tiempo que el que permitían materias de duración cuatrimestral. Fue así que Zurita decidió valerse de sus conocimientos en programación para desarrollar una herramienta que permitiera subsanar este inconveniente.

“Desarrolle un programa llamado EvoluZion que simula procesos evolutivos y de selección natural sobre la base de una librería de Java® originalmente diseñada para  videojuegos. Los organismos virtuales de base poseen determinado material genético (definidos por un subcódigo) que a medida que la simulación avanza van trasmitiendo a su progenie, pero con el detalle de que el programa les asigna la posibilidad de que en la replicación se produzcan errores (mutaciones). Esos errores van cambiando las propiedades de las siguientes generaciones de organismos y sus posibilidades de supervivencia. Los cambios conducen a que surja una mayor diversidad respecto de la situación inicial”, cuenta Zurita.

Al igual que en los procesos biológicos cuando un organismo se divide, se produce un proceso de replicación de su ADN que pasa a sus descendientes, con la posibilidad de que en este pasaje ocurran mutaciones. Estos pequeños cambios pueden ser conservados o eliminados por vía de la selección natural y/o la deriva génica, de acuerdo a si permiten adaptarse mejor o peor a un medioambiente con recursos limitados. Con el correr del tiempo se produce una selección de las mutaciones más ventajosas para sobrevivir.

“Antes de comenzar la simulación el usuario selecciona sobre la batería de genes que tiene el organismo cuáles se van a mutar, cuántos organismo van a aparecer al principio y las condiciones medioambientales de energía, alimento y temperatura que van a tener para su desarrollo. Una vez desatada la simulación hay poca interacción por parte del usuario, aunque puede hacer algunos cambios como agregar una toxina o hacer que una catastrofe mate al azar la mayoría de los organismos (efecto de extinción masiva)”, afirma el investigador.

La ventaja pedagógica que ofrece el programa es que permite ver con claridad como funciona un proceso de selección natural. Se pueden observar los cambios de color, de velocidad y de tamaño que esos organismos adquieren con el tiempo. Es por su carácter visual que Zurita considera que el programa podría se usado también en el nivel medio, pese a que los alumnos cuenten con menor información teórica.

“Uno puede simular al principio diez organismos de un determinado color y  tamaño y ver que con el tiempo su progenie va cambiando y se hace más grandes, de otro color, más rápida. Es decir, se puede observar en tiempo real como producto de lo errores en el copiado de la información genética empiezan a diversificarse los organismos”, sintetiza el investigador.

Hay dos versiones en las que se puede correr el programa, una en la que los organismos simulados son como bacterias (versión haploide), que estaría orientada a simular procesos macroevolutivos y otra en la que los organismos son diploides y de reproducción sexual, similares a una mosca de la fruta. Esta última versión, aunque sirve para el mismo fin, es más idónea para reforzar conceptos de genética, como las leyes de Mendel, la recombinación de genes y la herencia ligada al sexo. Sin embargo, los seres vivos simulados en el programa no son paralelos o directamente extrapolables a los naturales.

EvoluZion ya ha sido utilizado con éxito por Zurita en cursos de Evolución y Genética en la Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia en la Universidad Nacional de San Luis (FQByF, UNSL) donde se desempeñó como docente. “A los chicos les encanta porque pueden correr el programa en su propia computadoras y ver un proceso evolutivo en tiempo real sin tener que quedarse solamente con lo que leen en el libro, donde aprenden los conceptos pero los tienen que tomar como vienen”, afirma.

El programa ya se encuentra online disponible para su descarga y distribución gratuita. Además, un artículo publicado recientemente en Journal of Biological Education da cuenta del desarrollo.

Para descargar EvoluZion haga click aquí en el enlace