Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires
Departamento de Ciencias Básicas y Experimentales
15 de Noviembre de 2010
Un proyecto interdisciplinario de la UNNOBA trabaja en modelos informáticos y aplicaciones matemáticas para simular los efectos de los plaguicidas y los mecanismos de resistencia. Mediante el empleo de modelos representacionales se apunta a facilitar el aprendizaje de estudiantes de las carreras de Agrarias y Genética. Los fenómenos que se describen a partir de estos modelos son muy complejos y pueden acarrear graves consecuencias para el medio ambiente.
Profesores y alumnos de la UNNOBA trabajan en un proyecto de investigación en el que se desarrollan modelos representacionales y simulaciones informáticas con el objetivo de comprender los mecanismos implicados en la resistencia a plaguicidas. Con un perfil marcadamente didáctico, el proyecto está orientado a estudiantes de las carreras de Genética y Agronomía, para que puedan superar obstáculos en el aprendizaje de los mecanismos evolutivos.
“Buscamos nuevas aplicaciones a modelos ya existentes que tratamos de adaptar a nuestros objetivos. El proyecto es interdisciplinario, ya que participan docentes y alumnos de Informática, Matemática, Biología y Agronomía”, explica a InfoUniversidades la profesora Marcela Torreblanca, quien junto a Alberto Serritela, está al frente del trabajo.
El trabajo comenzó con un rastreo bibliográfico para conocer técnicas y estrategias que se usan para modelizar mecanismos evolutivos e interacciones ecológicas. El segundo paso fue obtener datos de análisis y estudio de casos documentados (en base a ellos se desarrollaron modelos matemáticos), para luego, traducir los modelos matemáticos en algoritmos informáticos y sistemas de simulación.
La investigadora expresó que “el principal problema de los alumnos reside en la adquisición del concepto de selección natural aplicado a los procesos de resistencia de las malezas a los herbicidas. Con este proyecto queremos construir modelos matemáticos y aplicaciones informáticas para que los usen en forma didáctica. Buscamos, también, crear guías de trabajos prácticos para que utilicen modelos bioinformáticos sobre los mecanismos moleculares implicados en la resistencia”.
“No es sistemático, pero hay hasta profesionales que no entienden los procesos implicados en el mecanismo de resistencia y eso puede ser una consecuencia grave para el medio ambiente”, advirtió Torreblanca.
La idea que tienen los alumnos de primer año es que el insecticida o el herbicida es el que incide para generar la mutación: “La presión ambiental es la que genera que después haya malezas resistentes, si es que existe un biotipo resistente; pero la resistencia está antes, en los genes. Lo que se tiene que entender es que son dos mecanismos separados: el origen de la resistencia a nivel genético no tiene nada que ver con el herbicida. No es que porque se utilice más o menos herbicida va a haber más o menos resistencia. Pasa por un nivel molecular, cuyo origen todavía no está claro pero en el que, en gran parte, intervienen procesos aleatorios. Para eso se trabaja con herramientas que provee la bioinformática”.
Estas herramientas se emplean como simulación para entender cómo se forman biotipos de malezas resistentes a ciertos herbicidas. Por ejemplo, los herbicidas que inhiben la enzima ALS (Acetolactato sintetasa) muestran, en la actualidad, la mayor cantidad de biotipos resistentes a nivel mundial. Esto sucede porque existen varias mutaciones posibles en el gen de la ALS, que pueden volverla insensible a estos herbicidas, aun cuando la enzima mantenga su funcionalidad en la fisiología de la maleza.
“Puede ser que existan otras enzimas que ‘secuestran al herbicida’: queda atrapado. Es un mecanismo complicado; la simulación en la computadora nos posibilita hacer cosas que no podemos hacer en el laboratorio, ni en el campo. Lo que se lleva a la PC es el modelo de plantas de distintos biotipos y después, a través de la simulación, se pasa el herbicida y se observan sus efectos. Mediante los modelos y herramientas de simulación provistos, esperamos que los alumnos puedan comprender la complejidad de las interacciones ecológicas-evolutivas y los mecanismos genéticos de la resistencia. Para el caso de los estudiantes de agronomía apuntamos, además, a que aprendan sobre el uso responsable de plaguicidas”, agrega.
Están previstos trabajos de campo con los alumnos avanzados de agronomía y genética, para trasladar los modelos desarrollados a situaciones concretas. Torreblanca apunta que, al finalizar el trabajo, esperan obtener plataformas que permitan el desarrollo dinámico de simulaciones en un entorno gráfico multimedia.
“Se trata de elaborar software educativo”, aclara. A su entender, esto modificaría la forma de aprendizaje, porque lo que los alumnos leen en el libro es asimilado en forma memorística, y muchos no son capaces de trasladarlo a una situación concreta e integrar conceptos y procesos de distintas asignaturas. Se trata de fenómenos tan complejos que no pueden experimentarse en laboratorio, por eso se utiliza la simulación. Es importante la representación de imágenes; ver en forma gráfica ayuda mucho a que el alumno comprenda, ya que éste no es tan discursivo en la expresión oral y escrita. Estamos en la cultura de la imagen, y la animación y la simulación pueden hacer un gran aporte en cuanto al aprendizaje”, concluyó la especialista.
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