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Evite los Conceptos Erróneos cuando Enseñe sobre las Plantas

David R. Hershey

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En la literatura de enseñanza se encuentran cientos de conceptos erróneos sobre las plantas:

  • En este artículo se identifican cincuenta de estos conceptos erróneos.
  • Algunos conceptos erróneos son más fáciles de identificar porque son simplificaciones excesivas, generalizaciones excesivas o identificaciones erróneas.
  • Otros son más difíciles de identificar porque son conceptos y términos obsoletos o productos de la investigación imperfecta.

August 2004

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Musgo Español (Tillandsia usneoides), en un Cedro vivo en Florida. Foto: Sheri Potter.

Un concepto errado sobre las plantas puede potencialmente desencaminar a miles de maestros y estudiantes.

La literatura de enseñanza contiene cientos de errores y de conceptos erróneos sobre las plantas. Sin embargo, este hecho no ha recibido la suficiente atención como para prevenir impactos negativos en la educación. Un concepto erróneo en un libro de texto, en un sitio Web educativo, en un libro de proyectos de ciencias, en un artículo en una revista didáctica o en una guía curricular puede potencialmente inducir a error a miles de docentes y de estudiantes. Los educadores a menudo no pueden detectar estos errores, aún los más grandes, porque “los nuevos educadores que se están graduando de nuestras universidades y colegios universitarios están muy pobremente entrenados en botánica básica.”1

Una vez aprendido, la información errónea puede ser difícil de corregir.

Muchas investigaciones han examinado los conceptos erróneos sobre las plantas a nivel de los estudiantes.2-5 No es sorprendente darse cuenta de que muchos de los conceptos erróneos también han aparecido en la literatura didáctica, llevando tanto a estudiantes como a educadores a errores. Los conceptos erróneos a nivel de los estudiantes son difíciles de corregir aún cuando los educadores específicamente tratan de corregirlos.3-5 En este artículo yo identifico 50 conceptos erróneos sobre las plantas, agrupados en 5 categorías:

  • Simplificaciones excesivas
  • Generalizaciones excesivas
  • Conceptos y términos obsoletos
  • Identificaciones erróneas
  • Investigación imperfecta

Simplificaciones Excesivas

La sobre simplificación es prevaleciente a nivel pre universitario.

Muchos de los conceptos erróneos se originan por la simplificación excesiva de los mismos, particularmente al nivel preuniversitario. Estos “extremos de simplificación” en la enseñanza sobre las plantas no son nuevos.6 La ecuación siguiente que resume la fotosíntesis vegetal es una simplificación excesiva que contiene varios conceptos erróneos:

La explicación de la fotosíntesis es un ejemplo particularmente bueno.

luz del sol, clorofila
6 CO2 + 6 H2O ———-> 6 O2 + C6H12O6 (glucosa)

  • La clorofila por si sola no es suficiente para llevar a cabo la fotosíntesis. Muchas otras enzimas y compuestos orgánicos son necesarios. Un requerimiento mejor serían los “cloroplastos.”

  • La glucosa no es el producto principal de la fotosíntesis. La fotosíntesis virtualmente no produce ninguna glucosa libre.7 El producto más común es el almidón o la sucrosa y los estudiantes a menudo hacen ensayos para detectar los niveles de almidón. El almidón es aproximado como (C6H10O5)n en donde n se mide en los miles de unidades.8

  • Las seis moléculas de agua consumidas por cada molécula de glucosa generada subestiman la cantidad de agua requerida. Una cantidad mucho mayor es transpirada para mantener abiertos a los estomas. Sin los estomas abiertos, la fotosíntesis es limitada por la falta de dióxido de carbono. Las plantas acuáticas sumergidas requieren una gran cantidad de agua para mantenerse en sus ambientes acuáticos.

  • Dibujar una sola flecha indica erróneamente que la fotosíntesis ocurre en un solo paso. Se deberían incluir muchas flechas pequeñas.

  • Parte de la energía capturada en las reacciones de luz de la fotosíntesis es utilizada por los cloroplastos para sintetizar ácidos grasos y proteínas.7 Es decir, existen otros tipos de “fotosíntesis.”

  • La literatura de enseñanza en biología contiene mucha información sobre la fotosíntesis. Sin embargo, tiene muy poca discusión sobre la utilización de nutrientes minerales por las plantas.9 Para contrarrestar este problema, los “nutrientes minerales” deben ser añadidos a la ecuación . La mayoría de los nutrientes minerales esenciales juegan un papel en la fotosíntesis.

Al considerar estos conceptos erróneos, la ecuación resumen para la fijación de carbono fotosintético en las plantas se convierte en la siguiente:

cloroplastos, luz, nutrientes minerales H2O + CO2—>—>—>—>O2 + (C6H10O5)n [almidón] agua para la transpiración o un ambiente acuático

Generalizaciones Excesivas

El alcance de la biodiversidad de plantas es a veces minimizado.

Uno de los principales temas en la biología es la gran biodiversidad de la vida. Las generalizaciones excesivas minimizan erróneamente a la biodiversidad.

  • Las publicaciones didácticas a veces dicen que todas las plantas son fotosintéticas. Sin embargo, a pesar de representar a menos del 1% de las especies de plantas, existen varios cientos de especies parasíticas que no poseen clorofila, incluyendo a la flor más grande del mundo, Rafflesia arnoldii.10

  • Los libros de texto a menudo muestran a las plantas como organismos terrestres. Raramente mencionan a las gramíneas marinas, las cuales son un grupo de plantas que producen flores y que viven sumergidas en las aguas llanas de los océanos.

  • Los libros a veces dicen que todas las semillas poseen o uno o dos cotiledones. Este es uno de los varios ejemplos del foco en las plantas angiospermas (o plantas que producen flores) ignorando a las gimnospermas, o aquellas que no producen flor. Las semillas de las gimnospermas a menudo poseen más de dos cotiledones.

Términos y Conceptos Obsoletos

Algunos términos son ahora obsoletos porque el Reino de las Plantas ha sido reestructurado
  • Una planta saprofita se define como una planta que obtiene su energía de la materia orgánica muerta. Varias plantas que se creía que eran saprofitas, tal como la Pipa India (Monotropa uniflora), se conocen ahora como parásitos indirectos de árboles.10 Ellas se conocen como mico-heterofitas, dado que un hongo microrriza conecta a la planta parasítica no-fotosintética con la planta fotosintética hospedera. El hongo microrriza transfiere los nutrientes de la planta hospedera hacia la parasítica. El término “saprofita” es un término obsoleto porque los organismos que obtienen energía de la materia orgánica muerta, como algunos hongos, no son parte del Reino de las Plantas (Plantae). A estos hongos se les refiere correctamente como “saprobios” o “saprotróficos.”

  • La solución o mezcla de Knops fue desarrollada en los años de 1860 para el crecimiento de plantas terrestres sin tener que utilizar suelo. Su uso didáctico hoy en día lleva a errores porque esta solución original solo contiene 6 nutrientes minerales.11 Hoy se considera que existen 14 nutrientes minerales esenciales para las plantas.

  • El “geotropismo” lleva a errores porque el estímulo es la gravedad, no la Tierra. E concepto correcto es “gravitropismo.”

Identificaciones erróneas

Ocasionalmente, las angiospermas y las gimnospermas son confundidas.
Las hipótesis de las relaciones entre animales y plantas requieren suficiente evidencia.
  • El “tallo” del apio es identificado erróneamente como un tallo, cuando en realidad es un pedúnculo, es decir, una parte de la hoja. Esto debería ser obvio, pues los tallos son circulares o cuadrados cuando se cortan a través o en sección. El pedúnculo del apio tiene forma de luna creciente cuando se corta en sección. Si uno remueve todos los pedúnculos de una planta de apio, lo que queda es un tallo corto y cónico.

  • Los tejidos de almacenamiento de la raíz de la zanahoria son a menudo identificados erróneamente. La raíz de almacenamiento carece de la epidermis y de la corteza que se encuentra en las raíces jóvenes. La mayor parte de la raíz de almacenamiento consiste de floema secundario.12

  • En referencia a las gimnospermas frecuentemente se utilizan términos que solo son aplicables a las angiospermas, como por ejemplo, nuez de pino, nuez de ginkgo, bayas de enebro y bayas de tejo. Las nueces y las bayas son tipos específicos de frutos. Las gimnospermas no producen frutos.

Investigación Imperfecta

Los conceptos erróneos más difíciles de identificar por los educadores son aquellos causados por la investigación imperfecta o defectuosa.

  • Muchos libros de texto dicen que las semillas del árbol de Tambalacoque (Sideroxylon grandiflorum) o árbol del Dodo, antes descrito como “Calvaria major,” deben pasar por el sistema digestivo del pájaro Dodo (Raphus cucullatus) para poder germinar. Supuestamente, desde que el pájaro Dodo se extinguió en los años de 1680, ninguno de los amenazados tambalacoques ha germinado. La única información experimental en apoyo a esta hipótesis fue la germinación de 3 de 17 semillas obtenidas de frutos de tambalacoque que fueron alimentadas a la fuerza a pavos.13 Sin embargo, no se utilizaron frutos control que no fueron dados a los pavos. Varios autores han disputado esta hipótesis.14,15 Existen en la naturaleza árboles jóvenes de tambalacoque. La deforestación masiva y las especies introducidas de plantas y de animales han puesto en peligro de extinción a los tambalacoques.

  • Un concepto erróneo ampliamente disperso tiene que ver con la alelopatía, definida como la habilidad de ciertas plantas de excretar químicos que inhiben el crecimiento de otras plantas cerca de ellas. Una zona con suelo desnudo alrededor de un tipo de arbusto en California fue interpretada como el resultado de químicos alelopáticos producidos por el arbusto.16 El poner cercas alrededor de los arbustos causó la desaparición de las zonas desnudas, pues dicha zona fue causada por ratones y por aves que se escondían en el arbusto.17

Los experimentos de laboratorios en alelopatía son artificiales.
  • Los experimentos de laboratorio en alelopatía son artificiales, pues ellos usan unas dosis de compuestos alelopáticos que no es realista y tampoco usan suelo.18 En la naturaleza, los compuestos alelopáticos son a menudo desactivados por el suelo o por los microbios del suelo. Aún en la naturaleza es muy difícil determinar si la inhibición del crecimiento de las plantas cercanas es causada por alelopatía o por competencia entre las plantas por luz, agua y nutrientes minerales.

Conceptos Erróneos por Tópico

Polinización

  • La polinización es a menudo definida como la transferencia de polen de la antera al estigma. Esta definición erróneamente excluye a las gimnospermas, las cuales tienen polinización pero no tienen anteras o estigmas. En las gimnospermas, la polinización es la transferencia de polen de un cono microesporangiado (o cono masculino) al micropilo de un cono megaesporangiado (o cono femenino).
No solo la definición pero los métodos de polinización son explicados de manera errónea.
  • La importancia de la polinización mediada por animales es a menudo sobreestimada en la producción de cultivos. Mientras que alrededor del 90% de las especies de plantas son polinizadas por animales, nuestros cultivos alimenticios más importantes, incluyendo el maíz, el trigo y el arroz, son polinizados por el viento.19 Otros cultivos importantes se propagan asexualmente y poseen partes vegetativas comestibles, tales como las papas, la batata o camote, y la mandioca. Otros cultivos importantes son principalmente autopolinizados, tales como el maní, la soya y los frijoles.

  • La autopolinización se define comúnmente como la polinización con polen de la misma planta. Sin embargo, la autopolinización también ocurre con polen de otra planta del mismo clon. Los clones de las plantas son muy importantes en la agricultura y en muchas especies silvestres.20

  • Las plantas que son consideradas como autopolinizadas también pueden depender de la polinización animal. Los tomates se autofertilizan pero son polinizados por abejorros que vibran a las flores.19 Las flores de los tomates crecidos en invernaderos deben ser vibradas manualmente para poder ser polinizadas.

  • La polinización no es equivalente a la fertilización. Tampoco la polinización asegura la fertilización.

  • Algunos libros de texto dicen que la polinización animal es un avance encontrado solo en las angiospermas. Las palmas cicadáceas son gimnospermas polinizadas por escarabajos.21

Fotosíntesis

  • Un concepto erróneo ampliamente distribuido dice que las hojas reflejan toda la luz verde y que no usan a la luz verde en la fotosíntesis. Las hojas a menudo absorben más del 50% de la luz verde y la usan muy eficientemente en la fotosíntesis.8,22 El origen de este concepto erróneo es probablemente el gráfico del espectro de absorción de la clorofila encontrado a menudo en los libros de texto. Este gráfico representa la absorción de la luz versus el color de la luz. El gráfico muestra que la clorofila absorbe mucha luz roja y azul pero poca luz verde. Sin embargo, los pigmentos accesorios absorben a la luz verde y pasan esta energía a la clorofila.
Los estudiantes piensan que la respiración celular ocurre solo durante la noche.
  • Un concepto erróneo común entre los estudiantes es que las plantas fotosintetizan durante el día y llevan a cabo la respiración celular solo por las noches. Hasta existe literatura didáctica que dice esto. La respiración celular ocurre continuamente en las plantas, no solo durante la noche.

  • Las “reacciones de oscuridad” de la fotosíntesis representan un nombre equívoco que a menudo llevan a los estudiantes a creer que la fijación del carbón fotosintético ocurre durante la noche.23 Es preferible utilizar el término “ciclo de Calvin” en vez de reacciones de oscuridad.

  • La formación de burbujas en las hojas que son sumergidas en el agua no son siempre causadas por la fotosíntesis. Si el agua está fría, las burbujas se forman en las hojas a medida que el agua se entibia y los gases se vuelves menos solubles.6

  • La planta acuática Elodea se utiliza comúnmente para visualizar la formación de gas durante la fotosíntesis. El gas producido no es oxígeno puro, tal y como se declara frecuentemente.6 A medida que el oxígeno fotosintético se disuelve, parte del nitrógeno sale de la solución.

Tropismos

Algunos experimentos hechos en las aulas pueden producir conclusiones erróneas.
  • Los libros de texto a menudo dicen que los brotes solo son fototrópicamente positivos. Sin embargo, los extremos de los brotes de algunas enredaderas, como la hiedra (Edera helix) son fototrópicamente negativos. Si ellos fueran fototrópicamente positivos, entonces crecerían apartados de las paredes o de los troncos de los árboles, en vez de subir pegados a ellos.

  • Existen varias actividades simples de clase que supuestamente demuestran el hidrotropismo, pero que en realidad solo demuestran que las raíces requieren del agua para crecer.24 La mayoría de la investigación en hidrotropismo es artificial debido a que estudia raíces que están creciendo en el aire, no en el suelo. El hidrotropismo no es factible en condiciones naturales porque los gradientes fuertes de humedad requeridos por el hidrotropismo raramente ocurren en el suelo. La humedad relativa en los poros del suelo es mayor del 98% aún cuando el suelo está tan seco que las plantas permanecen en condiciones marchitas a menos que se les añada más agua.8

Fisiología

  • Los textos generalmente dicen que el floema transporta compuestos orgánicos. Sin embargo, el floema normalmente contiene altas concentraciones de potasio. También transporta fosfato, potasio y magnesio proveniente de las hojas marchitas y llevándolo de las partes viejas a las jóvenes cuando hay deficiencias de estos minerales.

  • El boro fue considerado por mucho tiempo como inmóvil en el floema. Sin embargo, algunas especies, tales como el apio, la uva, la manzana y el durazno son capaces de transportar boro en el floema.25

El agua se mueve a través de los tallos espontáneamente; la capilaridad no es un factor.
  • Los estomas no se abren porque el par de células guardianas posee paredes celulares más gruesas en sus lados adyacentes. En vez, el arreglo radial de las microfibrillas de celulosa en las paredes celulares causa que las células guardianas se doblen y separen cuando se hinchan.8

  • La capilaridad no es un factor en el movimiento hacia arriba del agua en los tallos. La capilaridad ocurre en tubos de diámetro muy pequeño que se encuentran inicialmente vacíos. El agua sube espontáneamente por esos tubos. El xilema funcional comprende tubos de poco diámetro que no están vacíos.8

  • La mayoría de las semillas de plantas cultivadas, como las flores, los vegetales y el pasto de jardín no están en dormancia o estado latente porque van a germinar rápidamente si las condiciones ambientales se vuelven favorables. Esas semillas se dice que están en quiescencia.26 Las semillas en dormancia no germinan aún cuando las condiciones ambientales necesarias para germinar existan.

Reproducción

  • La generalización de que las semillas de angiospermas poseen endospermo abundante o cotiledones abarrotados con nutrientes almacenados puede llevar a error. La familia de plantas más grande, la Orchidaceae, posee semillas diminutas con embriones rudimentarios y virtualmente sin tejido nutritivo. En la naturaleza, las plántulas de orquídeas dependen de los hongos para cumplir sus necesidades alimenticias tempranas.

  • El ciclo de vida de las angiospermas es frecuentemente sobre generalizado de tal manera que muestra únicamente las semillas sexuales. En algunas especies, como el diente de león común (Taraxacum officinale) la mayoría de las semillas son asexuales. La producción de semillas asexuales se denomina apomixis.

El ciclo de vida de las angiospermas ha sido sobregeneralizado muy a menudo.
  • Al contrario de los que dicen los libros de texto en sus diagramas de ciclos de vida, los frutos a veces se desarrollan sin tener polinización o fertilización, lo cual se conoce como partenocarpia. Este fenómeno es de particular importancia económica, dada la popularidad de los frutos sin semillas, tales como las bananas y las piñas.

  • Al contrario de algunos libros de texto, la producción de frutos sin semilla puede conferirle ciertas ventajas a algunas especies de plantas. Si la polinización o la fertilización fallan en un año dado y no se producen frutos, los animales que dispersan las semillas y que dependen de estos frutos pueden perecer de hambre o emigrar del área. Los frutos sin semilla pueden alimentar a los animales que dispersan semillas. La parte superior de una piña sin semilla que contiene a las hojas puede formar una nueva planta. Los insectos herbívoros prefieren los frutos sin semilla de la pastinaca silvestre (Pastinaca sativa), lo cual reduce el daño a los frutos que tienen semilla.27

Algunas uvas no tienen semillas por razones genéticas, no por la manipulación.
  • Las uvas sin semilla que se venden en los supermercados no carecen de semilla porque se les rocía con ácido giberélico, una hormona vegetal. Ellas carecen de semilla genéticamente. El ácido giberélico es aplicado para aumentar el tamaño de las uvas sin semilla.

  • La mayoría de las uvas sin semilla no son partenocárpicas, debido a que requieren la polinización y la fertilización para dar fruto. Las semillas de la uva abortan tempranamente durante su desarrollo, lo cual se conoce como estenospermocarpia.

  • Los cultivos que producen frutos sin semillas no siempre son propagados vegetativamente. Los tomates, los pepinos y las sandías sin semilla son propagadas por semilla.

Historia

Los libros pueden presentar verdades a media acerca de eventos históricos.
  • Johann van Helmont (1580-1644) no fue el primero en concluir que las plantas no “comían” el suelo. Van Helmont obtuvo la idea para su experimento con sauces en vasijas (publicado en forma póstuma en su libro Ortus medicinae en 1648) de un experimento casi idéntico descrito en un libro publicado en 1450 por Nicolaus de Cusa.28 En 1627, Sir Francis Bacon publicó sus experimentos con plantas terrestres crecidas en agua y concluyó que las plantas obtienen su nutrición del agua en vez del suelo.28

  • George Washington Carver (1864-1943) frecuentemente recibe el crédito de haber revolucionado a la agricultura del sureste de los Estados Unidos con sus más de 300 invenciones sobre el maní. Sin embargo, ninguna de los inventos de Carver sobre el maní fue un éxito comercial. Carver tampoco inventó a la mantequilla de maní como se alega frecuentemente.14 La contribución más importante de Carver a la industria del maní fue su testimonio ante un comité del Congreso sobre las tarifas sobre el maní en 1921.

Misceláneos

  • Una epífita se define generalmente como una planta que vive sobre otra planta sin causarle daño alguno. Esta definición a menudo falla porque las epífitas son “piratas nutricionales” que pueden interceptar hasta la mitad de los nutrientes minerales que la planta hospedera hubiera podido recibir.29 El peso de un gran número de epífitas a menudo causa el rompimiento de ramas en el árbol huésped. Las especies de higo estrangulador (Ficus sp.) comienzan su vida como una epífita pero eventualmente matan a su huésped.
Algunos conceptos errados están basados en creencias populares.
  • A menudo se expresa que las llamadas “rodillas” o pneumatoforos (protuberancias radiculares) de los cipreses calvos (Taxodium distichum) funcionan en la obtención de oxígeno para las raíces o para proveer apoyo al árbol. Sin embargo, su función no ha sido clarificada hasta ahora. Se han dado varias hipótesis acerca de su función.30

  • La Flor de Pascua (Euphorbia sp.) no es venenosa, tal y como a menudo se expresa.31 Su reputación de ser venenosa se debe a un informe erróneo en los años de 1900 de que un niño había muerto después de haber ingerido las hojas de esta planta.

  • No todos los árboles deciduos de la zona templada son angiospermas. Las gimnospermas deciduas incluyen al ciprés calvo, al ginkgo (Ginkgo biloba), al alerce (Fitzroya cupressoides) y a la Secuoya del Alba (Metasequoia glyptostroboides).

  • El término “alimento para las plantas” es incorrecto porque los nutrientes minerales no son alimento en realidad. “Fertilizante” es un término más correcto.

Conclusión

La enseñanza de la botánica requiere diligencia.

Los educadores en ciencias, particularmente aquellos que enseñan a nivel preuniversitario, deben estar conscientes de los múltiples errores de concepto en la literatura didáctica sobre las plantas. Los educadores pueden a veces identificar estos conceptos erróneos de la literatura quizás como simplificaciones o generalizaciones excesivas o como identificaciones erróneas. Otros son más difíciles de identificar porque son conceptos obsoletos o producto de investigación imperfecta.

El Dr. David R. Hershey es un consultor en educación en biología y autor del libro Proyectos Científicos de Biología Vegetal(1995, Wiley). Ha publicado más de tres docenas de artículos en revistas científicas tales como Science Teacher, Science Activities, Plant Science Bulletin, American Biology Teacher, y BioScience. Él responde a preguntas sobre botánica para el sitio Web “madsci.org” y contribuye frecuentemente al grupo ” bionet.plants.education.” El Dr. Hershey recibió su doctorado en fisiología vegetal de la Universidad de California en Davis.
http://www.fortunecity.com/greenfield/clearstreets/84/bio.ht

Evite los Conceptos Erróneos cuando Enseñe sobre las Plantas

Estas referencias están en inglés. Las referencias no han sido traducidas al español dado que la mayoría de los artículos citan fuentes en el idioma inglés.

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