Una visión cercana de la Microscopía en el Laboratorio de Educación Secundaria
Selección de Imágenes
FIGURA 14. Imágenes al microscopio de campo claro de células de la levadura Saccharomyces cerevisiae. (A) Objetivo 40x. (B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. Este microorganismo es un integrante del reino de los Hongos, por lo que se trata de un ser vivo eucariota (presenta estructura nuclear que envuelve al material genético) y nutrición heterótrofa, viviendo a expensas de la materia orgánica fabricada por otros seres vivos. Las levaduras son microorganismos unicelulares, aunque dentro del reino Fungi encontramos individuos formados por más de una célula, caso de todos aquellos integrantes que son capaces de constituir un cuerpo fructífero o seta.
Son organismos inmóviles, ya que carecen de diferenciaciones de membrana que permitan movimiento (cilios o flagelos); si bien en las preparaciones puede observarse migración de las células consecuencia de corrientes de agua entre portaobjetos y cubreobjetos. En otras ocasiones pueden mostrarse movimientos caóticos derivados de su pequeño tamaño, el llamado movimiento browniano.
En la imagen B se observa la arquitectura citoplasmática típica de células eucariotas, con sistemas de membrana interno u organelas, así como núcleo.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de organismos eucariotas (dispersión de unos pocos gramos de levadura fresca de panificación en agua del grifo y depósito de unas gotas sobre portaobjetos de microscopía), en la fabricación de pan o cerveza y en los estudios de fermentación alcohólica, con la comprobación de los productos finales de la misma (Boronat y López, 2011; López y Boronat, 2013 y 2018a).
Imagen A
Imagen B
FIGURA 15. Imágenes al microscopio de campo claro de comunidades de bacterias productoras de yogur. Tinción con Azul de metileno. (A-B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. El conjunto microbiano consta de dos grupos morfológicos bien identificados: (1) cadenas de cocos, los estreptococos, y (2) cadenas de bacilos o células individuales, lactobacilos. Estos microorganismos (Streptococcus thermophilus y Lactobacillus bulgaricus) son procariotas (no presentan una estructura nuclear que rodee al material genético, ni complejos sistemas de membrana interno). Su nutrición es heterótrofa, viviendo a expensas de materia orgánica. De su metabolismo fermentativo de azúcares (son anaerobios aerotolerantes), como la lactosa, se liberan compuestos ácidos (ácido láctico) que provocan la precipitación de las proteínas presentes en la leche. Su coagulación determina la aparición del alimento conocido como yogur, al que tantas propiedades se le han atribuido desde la antigüedad y que, con mucha cautela, deben tomarse hoy en día por la falta de estudios determinantes (López y Boronat, 2014; 2018a).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de organismos procariotas (secado sobre un portaobjeto de un frotis de yogur, desengrasado con alcohol y tinción con Azul de metileno), así como en la identificación de quiénes son los agentes bacterianos responsables de la fabricación de este derivado lácteo, el yogur.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 16. Imágenes al microscopio de campo claro de granos de polen de Pinus halepensis (pino carrasco) recogidos de la superficie del suelo del centro de estudios el 16 de marzo de 2018. (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. Se destacan una estructuras esféricas, a modo de "orejas", llamadas sacos aeríferos, acompañantes de la microspora central portadora de la célula germinal y de todas aquellas responsables de la formación del tubo polínico. La presencia de estas estructuras oscuras se relaciona como un hecho evolutivo de mejora de la dispersión del grano de polen a través de viento, la anemofilia (Schwendemann et al., 2007).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de organismos complejos, así como complemento de estudio de la reproducción en el reino Plantae. La observación por el alumnado de este tipo de estructuras puede abrir el debate en el aula ofreciendo ideas sobre su posible mecanismo de dispersión, producción masiva o de reducido número para lograr la polinización, por parte del grupo de gimnospermas y, si cabe la necesidad de insectos para llevarlo hacia un carpelo.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 17. Imágenes al microscopio de campo claro de una alícuota de purín de cerdo tomado por uno de los discentes en una de las balsas de vertido presente en una granja familiar de crianza intensiva de ganado. (A-B) Objetivo 40x. Se aprecia muy bien el material particulado a base de restos vegetales y precipitados cristalizados refringentes de materia mineral indiferenciada.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación del microbioma animal, cuyos últimos estudios han determinado importantes beneficios para la salud animal y humana (Carrascosa, 2011; Maier et al., 2018; Levin et al., 2017). También puede ser muy útil su empleo, tomando las medidas pertinentes de higiene y control, en estudios básicos de microbiología, caso de la detección de organismos coliformes, bacterias sulfito reductoras o bacterias con actividad ureásica (López, 2011a y 2011b; López et al., 2010; López y Boronat, 2018b).
Imagen A
Imagen B
FIGURA 18. Imágenes al microscopio de campo claro de un raspado de biofilm microbiano presente sobre las paredes internas del acuario del centro de estudios. (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. (C) Objetivo 10x. (D) Objetivo 40x. (E-F) Objetivo 40x. En la imagen A se observa una visión general del sistema, con material mucilaginoso que alberga inclusiones densas y oscuras de materia orgánica. De la misma sobresalen nemátodos acuáticos (1) y rotíferos (2) (animales pseudoacelomados microscópicos). La imagen B pone de manifiesto el interior de la masa mucilaginosa que constituye el biofilm microbiano, destacándose en primer plano un microalga cuyo interior está dominado por masas de color verde fotosintéticas, los cloroplastos. La imagen C ilustra la precipitación de materia mineral entre la masa mucilaginosa. Se aprecian masas filamentosas de color verde oscuro, intregrantes del reino Moneras, las cianobacterias. El detalle de una región de ese mucílago queda registrado en la imagen D, donde se destacan poblaciones de microalgas fotosintéticas y material particulado indiferenciado. Las figuras E y F muestran detalles de la arquitectura externa e interna de rotíferos (Filodina sp)., donde se pueden apreciar las bandas ciliadas que rodean la cavidad bucal (imagen F), así como el conjunto articulado y masticador del animal, el mástax, a continuación de la boca dentro de la región faríngea (imagen E).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de comunidades microscópicas y las relaciones tróficas entre sus integrantes. Se recomienda para alumnos de primer curso de enseñanza media como medio de estimulación, motivación y acercamiento incipiente hacia las Ciencias Naturales.
Imagen A
Imagen B
Imagen C
Imagen D
Imagen E
Imagen F
FIGURA 19. Imágenes al microscopio de campo claro de una suspensión de espermatozoides de cerdo procedentes de un vial para inseminación, teñidos con Azul de metileno. (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. Los espermatozoides son células sexuales diferenciadas que tienen la finalidad de desplazarse por el tracto reproductor femenino hasta fecundar el óvulo. Se destacan en su estructura tres partes: (1) la cola o flagelo, responsable de la movilidad, (2) el cuello o zona intermedia, que proporciona la energía para el movimiento de la célula gracias a la presencia de gran cantidad de mitocondrias y (3) la cabeza, en cuyo interior se dispone el núcleo provisto de la mitad de la dotación cromosómica.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas. Se recomienda su uso para alumnos de tercer curso de enseñanza media como complemento al estudio de la reproducción humana, mostrando este gameto similitud con el del hombre.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 20. Imágenes al microscopio de campo claro de un proceso osmótico en células de epidermis de cebolla. (A-B) Objetivo 40x. La ósmosis se define como el proceso físico por el cual cuando se ponen en contacto dos disoluciones de distintas concentraciones separadas por una membrana semipermeable, se produce un flujo de agua desde la disolución más diluida a la más concentrada hasta igualarla. En el caso de la célula vegetal, los choques osmóticos se ven reflejados en la estructura de las organelas internas, ya que la pared vegetal es rígida y no se ve afectada por estos cambios. En la imagen A se pone de manifiesto la estructura vegetal de un epitelio de cebolla: Células poliédricas provistas de núcleo (eucariotas) y una importante pared vegetal. No obstante, cuando un trocito de epitelio de cebolla se pone en contacto con una disolución saturada de cloruro sódico (6%), se produce una migración de agua desde el interior celular hasta el exterior, con el objetivo de igualar la concentración. La membrana plasmática actúa como membrana semipermeable de paso de agua. Puede ponerse de manifiesto, en la imagen B, como la vacuola vegetal sufre proceso de encogimiento por pérdida de volumen acuoso.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas. Se recomienda su uso para alumnos de cuarto curso de enseñanza media, así como discentes de bachillerato, como iconografía del proceso osmótico en la célula y su repercusión en la vida.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 21. Imágenes al microscopio de campo claro de conidióforos y esporas de Penicillium sp. (A-B) Objetivo 40x. Penicillium comprende un género de hongos imperfectos de distribución cosmopolita. Son los denominados mohos verdes y azules que frecuentemente encontramos en los cítricos, en los quesos del frigorífico (como es este caso), así como en otros alimentos contaminados con sus esporas. Fue precisamente P. notatum, el hongo contaminante de un cultivo de Staphylococcus sp., quien condujo al descubrimiento de la penicilina (Alexopoulus y Mims, 1985). El micelio de este hongo produce conidióforos simples, como el que puede observarse en las imágenes A y B de esta figura 19, largos y erectos, con fiálides ramificadas a modo de pincel; recibiendo todo el conjunto la denominación de penicilio. La ramificación terminal múltiple del conidióforo termina en un grupo de fiálides que sostienen largas cadenas de conidios. Los conidios son ovalados, en este caso, de coloración verdosa. Se aconseja la lectura clásica de descripción de este género llevada a cabo por D. José Loustau (1950).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas. Se recomienda el uso de este tipo de preparaciones para todos los alumnos de la enseñanza media, como medio de observación de las características del reino Hongo, así como los mecanismos de reproducción en este grupo.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 22. Imágenes al microscopio de campo claro de un frotis de sangre humana. (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. La sangre es un tejido conectivo muy especial formado por una fase intercelular líquida, el plasma, y otra sólida, formada por distintos tipos de células, los glóbulos y fragmentos de células (las plaquetas). Las células más abundantes son los glóbulos rojos (sinónimos de hematíes o eritrocitos). Constituyen el 40% del volumen sanguíneo (4.2-5.8 millones por microlitro de sangre) y su función principal es el transporte de gases (sobretodo el oxígeno) unidos a la hemoglobina. En abundancia le siguen los glóbulos blancos o leucocitos (4.0-11 mil por microlitro de sangre). Son las células de defensa y, dependiendo de su función encontramos diversos tipos: linfocitos, monocitos-macrófagos, granulocitos (neutrófilos, basófilos, eosinófilos). Para finalizar, fragmentos celulares implicados en la hemostasia, las plaquetas o trombocitos. Su número oscila entre los 150-400 mil por microlitro de sangre. Son restos procedentes de células de la médula ósea, los megacariocitos.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas. Se recomienda al profesorado la llamada de atención de la ausencia de núcleo en el eritrocito humano, de ahí la refringencia que puede visualizarse en la parte central del mismo. Es muy espectacular para los alumnos este tipo de práctica y se encuentran muy motivados para su elaboración. Se aconseja material estéril (lanceta y portaobjetos). El procedimiento es sencillo: (1) gota de sangre en un extremo de un portaobjetos, (2) extensión sobre el porta con un cubreobjetos, (3) secado, (4) fijación con metanol 1 minuto, (5) secado, (6) tinción diferencial con Giemsa durante 1 minuto (o violeta de genciana en su defecto) para su conservación.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 23. Imágenes al microscopio de campo claro de conidióforos y esporas de Penicillium sp. sobre queso azul (A-B) Objetivo 40x. Penicillium roqueforti es el hongo utilizado en la fabricación del queso especificado en el epíteto de la especie, el Roquefort. La observación correcta de los esporangios portadores de las esporas es difícil, consecuencia de la presencia de material particulado que ofrece el precipitado de proteína que constituye el queso, así como la máxima presencia de esporas libres. No obstante, se observan las hifas que colonizan el interior del queso y lo aromatizan, así como una importante masa de células de dispersión, las esporas, que dan color y singularidad al alimento lácteo. Para más información sobre el género Penicillium, ver Figura 21.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas. Se recomienda el uso de este tipo de preparación para todos los alumnos de la enseñanza media, como medio de observación de las características del reino Hongo, así como los mecanismos de reproducción en este grupo.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 24. Imágenes al microscopio de campo claro de granos de polen de Brachychiton populneus (árbol botella) recogidos en las inmediaciones del centro de estudios el 30 de mayo de 2018. (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. Puede comprobarse el aspecto globular del polen de esta especie de angiosperma, no mostrando estructuras anejas que le ayuden a la dispersión. Para lograr que esta estructura llegue a las inmediaciones del pistilo es necesario la ayuda de insectos portadores (entomofilia). Este tipo de polen dispone de material en superficie pegajoso, favoreciendo su esparcimiento unido a diversas partes del cuerpo de los animales polinizadores.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de organismos complejos, así como complemento de estudio de la reproducción en el reino Plantae. La observación del alumnado de este tipo de estructuras puede abrir el debate en el aula comparando este mecanismo de dispersión de angiospermas, con lo observado en la Figura 16 (polen de pino, gimnospermas), basado en la producción masiva o reducida de granos de polen, o si cabe una diferente morfología adaptada a los diferentes sistemas de polinización (caso de la necesidad de insectos para llevarlo hacia un pistilo o carpelo).
Imagen A
Imagen B
FIGURA 25. Imágenes al microscopio de campo claro de bacterias sulfito reductoras de crecimiento anaeróbico. (A-B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. Hace 3500 millones de años un nuevo gas apareció en la atmósfera, el oxígeno. Los grupos microbianos existentes hasta ese momento sufrieron un ataque espectacular. Muchos murieron por la presencia de este gas oxidante, otros quedaron ocultos (en lugares recónditos donde el oxígeno no podría acceder) y, los últimos, sufrieron procesos evolutivos hasta aceptarlo en su metabolismo. Las imágenes muestran la presencia de morfotipos microbianos desarrollados en tubos de anaerobiosis tras el análisis de la reducción de sulfito y la precipitación de metales pesados. Estos morfotipos derivarían de aquellas formas microbianas primitivas que escaparon de la acción oxidante del nuevo gas generado (López, 2008; López et al., 2010; López y Boronat, 2016; López y Boronat, 2017; López y Boronat, 2018a). Se presentan formas alargadas, filamentosas, es decir estructuras descompensadas fruto de una situación de estrés generada por condiciones de anoxia en el crecimiento.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de organismos procariotas. La observación del alumnado de este tipo de estructuras puede abrir el debate en el aula, tras su comparación con estructuras microbianas simples (bacilos).
Imagen A
Imagen B
FIGURA 26. Imágenes al microscopio de campo claro de Artemia salina L. (A-B) Objetivo 4x. Artemia es un crustáceo que habita en aguas con elevadas concentraciones de sal. Estas larvas, también conocidas como "camarón de la salmuera", fueron capturadas por alumnos en las lagunas de las salinas que la empresa Salinera Española dispone en el Parque Regional de San Pedro del Pinatar (Murcia-España) en abril de 2017. Por su pigmentación rica en carotenoides, es un excelente alimento para peces y vertebrados superiores, caso del flamenco (Phoenicopterus roseus), potenciando su color (Hsu et al., 1970; Fox et al., 1969). La imagen A muestra un cadáver de este crustáceo branquiópodo, frente al estadio larvario vivo que recoge la imagen B.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de organismos superiores vivos, que constituyen los primeros escalones de redes y cadenas tróficas en ecosistemas marinos y dulceacuícolas. Se recomienda para alumnos de primer curso de enseñanza media como medio de estimulación, motivación y acercamiento incipiente hacia las Ciencias Naturales.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 27. Imágenes al microscopio de campo claro de conidióforos y esporas de Penicillium sp. sobre pan (A-B) Objetivo 40x. La presencia de este hongo cosmopolita también es frecuente sobre pan, permitiendo -como consecuencia de sus esporas- una pátina de coloración verdosa. Para más información sobre el género Penicillium, ver Figuras 21 y 23. La imagen A muestra conidióforos de este hongo portadores de esporas de coloración verdosa. La imagen B recoge multitud de estas esporas, denotando su morfología esférica y coloración característica.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas. Se recomienda el uso de este tipo de preparación para todos los alumnos de la enseñanza media, como medio de observación de las características del reino Hongo, así como los mecanismos de reproducción en este grupo.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 28. Imágenes al microscopio de campo claro de una muestra de agua procedente de un lixiviado minero (A) Objetivo 40x. (B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. Las aguas ácidas procedentes de los lavados de la minería muestran una riqueza mineral increíble, como cabe percatarse del análisis de la imagen A. Los colores amarillentos y rojizos del agua la hacen ser rica en minerales como: goethita (FeOOH), hematites (Fe2O3), jaspe hematítico (SiO2), jarosita [(SO4) KFe3 (OH)6] y melanterita (FeSO4·7H2O) (López-Aguayo et al., 1992). En todos estos lugares mineros es posible hallar microorganismos acidófilos, quimiolitoautótrofos, capaces de utilizar el dióxido de carbono como fuente de carbono y obtener energía para su crecimiento a través de la oxidación del ión ferroso (Fe+2) a férrico (Fe+3). Entre estos microorganismos se incluyen las especies: Thiobacillus ferrooxidans, T. thiooxidans y Leptospirillum ferrooxidans (Kuenen et al., 1992). La imagen B muestra una micrografía donde se pone de manifiesto un precipitado minero asociado a bacterias. Algunos autores (Cernuda, 2004; Giménez et al., 2011; Artola, 2016) están intentando asociar datos químicos y microbiológicos tomados de regiones similares a donde se tomó esta muestra (Corta Brunita, Sierra Minera de la Unión-Cartagena, Murcia-España), como es el caso de la Faja Pirítica en Río Tinto (Huelva) y extrapolarlos como formas de vida -o posible origen de la vida- en otros planetas del Sistema Solar, caso de Marte, de características en superficie similares a las halladas en estas zonas. De acuerdo con estos datos, podemos pensar en lo insólito que es el área de estudio, así como su trascendencia para la historia del origen de la vida sobre la Tierra y la posible vida extinta en otros planetas.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de organismos procariotas, así como formas cristalinas minerales.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 29. Imágenes al microscopio de campo claro de una muestra de agua procedente de una laguna de cristalización de una salinera (A) Objetivo 40x. (B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. Las lagunas de cristalización son características por: la coloración rosada y la precipitación en el fondo de cristales cúbicos de sal. Las imágenes A y B ponen de manifiesto esta segunda cualidad, siendo característicos las formas cúbicas de cloruro de sodio o sal común. Por lo que respecta a la primera de las cualidades, la coloración rosada es debida a la presencia de un microorganismo extremófilo, Halobacterium salinarium, el cual presenta un pigmento de naturaleza similar a la rodopsina visual del ojo humano, llamada bacteriorrodopsina (Aguilera et al., 2004; Stoeckenius y Bogomolni, 1982). Se trata de un grupo microbiano quimioheterotrofo aeróbico, con requerimientos nutricionales bastante complejos, teniendo como fuente de carbono y energía los aminoácidos. La disponibilidad de estos pigmentos incorporados a la membrana celular les hace proteger a la célula contra posibles daños fotoquímicos que les puede provocar la intensa radiación solar.
Halobacterium sp. puede generar energía en forma de ATP asociada a una nueva fase de fotofosforilación, consistente en un gradiente protónico a través de la membrana plasmática a partir de la luz. A bajas concentraciones de oxígeno son capaces de sintetizar bacteriorrodopsina, una cromoproteína. Esta es capaz de captar la luz y catalizar la transferencia de protones a través de la membrana citoplasmática, originando un gradiente electroquímico utilizado en la síntesis de ATP. Este sistema está asociado a este grupo microbiano, más que para crecer, para prolongar la viabilidad celular (Brock y Madigan, 1991).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de organismos procariotas, así como formas cristalinas minerales de cloruro de sodio. Se aconseja la lectura de Aguilera et al. (2004) por su gran valor en el conocimiento de la industria salinera y sus pormenores científicos derivados.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 30. Imágenes al microscopio de campo claro de Amiloplastos de patata teñidos con povidona yodada. (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. Los amiloplastos son un tipo de orgánulos exclusivos vegetales, integrantes del grupo de los leucoplastos o plastos incoloros, cuya función es la reserva del polisacárido almidón o mezcla de los polímeros amilosa y amilopectina (Granados y López, 2003). La reacción que este plasto celular lleva a cabo con la solución tintorial empleada implica la inclusión del yodo en el interior de las hélices que constituyen la amilosa, dando lugar a una coloración violeta. En la imagen B pueden comprobarse los anillos de crecimiento y el depósito del polisacárido de reserva. Como metodología alternativa puede comprobarse, en un tubo de ensayo, cómo la coloración que genera esta reacción física (disolución diluida de almidón de patata en agua, más unas gotas de povidona yodada) desaparece con calor, ya que el aumento de temperatura desestabiliza el yodo introducido en el interior de la molécula helicoidal pasando a la disolución acuosa. Cuando se vuelve a enfriar la mezcla, esta disolución volverá a adquirir la tonalidad violeta intenso, ya que el yodo vuelve a introducirse en la hélice de la amilosa. Si se repite el proceso, puede comprobarse un tipo de reacción cíclica generada por las diferencias térmicas ensayadas.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de células eucariotas vegetales y sus orgánulos citoplasmáticos, así como reacciones bioquímicas sencillas (en este caso, la reacción de Lugol) para la identificación de principios inmediatos en alimentos.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 31. Imágenes al microscopio de campo claro de epitelio ciliado de branquias de mejillón (Mytilus edulis). (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. Los cilios de las células que constituyen las branquias de estos moluscos arrastran el agua a través de estas últimas (que funcionan a modo de tamiz). No solo están implicados en agitar el agua para un correcto intercambio de gases. También son responsables del transporte de material particulado y pequeños microorganismos sobre el mucus que tapiza la branquia, hasta llevarlos a la boca donde servirán de alimento al animal (Curtis et al., 2006, página 45).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de células eucariotas animales in vivo y sus diferenciaciones de membrana. Se aconseja como experiencia alternativa a la disección y estudio de invertebrados (López y Durán, 2008), manteniendo las medidas oportunas de protección a la hora de cortar los músculos, aductor anterior y posterior del mejillón, con la ayuda de un cúter.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 32. Imágenes al microscopio de campo claro de cromoplastos de mesocarpo de la baya de tomate. (A-B) Objetivo 40x. Estas organelas citoplasmáticas son exclusivas de células vegetales, capaces de almacenar pigmentos de naturaleza carotenoídica (en este caso, licopeno), responsables del color rojo del fruto del tomate. Se observan en estas imágenes, tomadas por alumnos de enseñanza media, los cromoplastos con morfología irregular, a modo de inclusiones citoplasmáticas.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de células eucariotas vegetales y orgánulos citoplasmáticos. Se aconseja esta preparación en combinación con la visualización de amiloplastos (Figura 30) y cloroplastos (Figura 35).
Imagen A
Imagen B
FIGURA 33. Imágenes al microscopio de campo claro de esporas y esporangios del himenio de champiñón (Agaricus bisporus). (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. Las esporas en este hongo se disponen en láminas situadas bajo el sombrero. El himenio está constituido por basidios (estructuras similares a formas fantasmagóricas) provistos de dos esterigmas o prolongaciones que sostendrán a sendas esporas (o basidiosporas) de color marrón intenso. Entre los basidios se encuentran células estériles (globosas), conocidas como cistidios (Guerra et al., 1988, páginas 79-81).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de células eucariotas fúngicas y estructuras de reproducción.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 34. Imágenes al microscopio de campo claro de ejemplares del reino Protoctista en un raspado de biofilm microbiano presente sobre las paredes internas del acuario del centro de estudios. (A-B) Objetivo 40x. En la imagen A se observa una visión general del sistema, con material mucilaginoso que alberga inclusiones densas rojizas de material indiferenciado. Se destaca una importante diversidad de microalgas unicelulares verdes -clorofílicas, como pigmento dominante. La imagen B pone de manifiesto un ejemplo de ameba emitiendo prolongaciones citoplasmáticas, los pseudópodos. Su citoplasma muestra gran cantidad de material indiferenciado. Junto a este Protoctista heterótrofo, otro de naturaleza autotrófica, una alga filamentosa.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de comunidades microscópicas y las relaciones tróficas entre sus integrantes. Se recomienda para alumnos de primer curso de enseñanza media como medio de estimulación, motivación y acercamiento incipiente hacia las Ciencias Naturales.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 35. Imágenes al microscopio de campo claro de cloroplastos en fiálides del musgo estrellado (Polytrichum sp). (A) Objetivo 40x. (B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. Los cloroplastos son orgánulos citoplasmáticos propios de células eucariotas vegetales. Estos son responsables de la fotosíntesis, proceso anabólico por el cual fijan el dióxido de carbono atmosférico y toman el agua (junto a sales minerales) para formar azúcares y otros compuestos orgánicos. De la reacción se libera un gas, el oxígeno, responsable de la respiración de la propia célula (por la que obtendrá la energía necesaria para su sustento) y cuyo sobrante forma parte de la composición química del aire que respiramos el resto de organismos aeróbicos. Su coloración verde es consecuencia de la acumulación de pigmentos de tipo clorofila y, en menor medida, carotenoides (García et al., 2005)
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas vegetales y sus organelas citoplasmáticas. Tradicionalmente, para este tipo de observaciones, se utilizaba la planta acuática Elodea sp. (incluso permitía la observación de los movimientos de ciclosis de los cloroplastos alrededor de la gran vacuola citoplasmática). No obstante, y ante su dificultad para encontrarse, ya que es una planta que se considera exótica e invasora (BOE, 2013), nuestro equipo ha utilizado este tipo de estructuras "hojosas" de plantas no vasculares, los briófitos, ya que disponen de una transparencia idónea para trabajos de microscopía de campo claro.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 36. Imágenes al microscopio de campo claro de esporas o meyosporas de helechos (Equisetum ramosissimum). (A) Objetivo 40x. (B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. De coloración verdosa, disponen las esporas de equiseto de un perisporio pluriestratificado externo, cuya capa exterior está formada por dos bandas llamadas hapterios, enrolladas en hélice. Al secarse, caso mostrado en estas imágenes, los hapterios pierden su enrollamiento, quedando extendidos pero unidos a la capa más externa de la espora, el exosporio (capa de color verde) por un punto en su mitad (Strasburger et al., 1986, página 734-735).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas vegetales y sus formas de reproducción, así como la comprensión directa del ciclo vital de los helechos (formas de dispersión del organismo de constitución génica haploide).
Imagen A
Imagen B
FIGURA 37. Imágenes al microscopio de campo claro de granos de polen de ciprés (Cupressus arizonica). (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. De morfología esférica, los granos de polen presentan en su capa más externa, la exina, ornamentos granulados de disposición irregular que definen su relieve. Consecuencia de su reducido tamaño (15-30 µm) puede quedar en suspensión en la columna de aire durante largo tiempo, permitiendo con ello la correcta polinización de la flor femenina (Danti et al., 2010).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de organismos complejos, así como complemento de estudio de la reproducción en el reino Plantae (Espermatófitos-gimnospermas). La observación del alumnado de este tipo de estructuras puede abrir el debate en el aula ofreciendo ideas sobre su posible mecanismo de dispersión, en comparación con lo observado en la Figura 16 (polen de pino) o Figura 24 (polen de árbol botella), su producción masiva para lograr la polinización o si cabe la necesidad de insectos para llevarlo hacia un pistilo.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 38. Imágenes al microscopio de campo claro de cianobacterias (Oscillatoria sp.) en una muestra de sedimento de acequia (Acequia Beniaján, a su paso por la pedanía de Santo Ángel, Murcia). (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. (C) Objetivo 40x. Las cianobacterias se corresponden con un grupo de bacterias (reino Moneras) con capacidad fotosintética. Al contrario que el resto de fotótrofos bacterianos, este grupo dispone de clorofila A en lugar de bacterioclorofila, y liberan al medio acuático el oxígeno formado durante el proceso. Las cianobacterias forman estructuras filamentosas fotoautótrofas, careciendo en su citoplasma de sistemas de membrana interno. Aunque no se puede observar en las imágenes mostradas, presentan movilidad por reptación (ya que utilizan el cubreobjetos y portaobjetos, así como el material de depósito presente en la muestra húmeda, para movilizar sus microfibrillas de superficie).
Se piensa que este grupo microbiano fue responsable de un cambio crucial en la configuración del planeta Tierra. Hace 3500 millones de años, cuando aparecieron en aquella primitiva sopa rica en organismos heterótrofos, liberaron grandes cantidades de oxígeno al medio acuático, escapándose finalmente a la atmósfera. La presencia de este nuevo gas oxidante produjo una modificación dramática para las antiguas formas vivas con metabolismo anaeróbico que deambulaban por el medio, permitiendo con ello tres posibles escenarios: muerte (por incapacidad de soportar las nuevas condiciones de oxidación), quedar recluidos a lugares donde el gas difícilmente pudiera tener acceso o evolución hacia nuevas formas de metabolismo donde el oxígeno fuera protagonista (Margulis y Dolan, 2009).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de organismos procarióticos. La observación del alumnado de este tipo de morfologías microbianas puede abrir el debate en el aula sobre la actividad fotosintética en el reino Monera y la movilidad en este tipo de medios.
Imagen A
Imagen B
Imagen C
FIGURA 39. Imágenes al microscopio de campo claro de algas diatomeas (A) y euglenófitos (B) en una muestra de sedimento de acequia (Acequia Beniaján, a su paso por la pedanía de Santo Ángel, Murcia). (A) Objetivo 100x e inmersión en aceite. (B) Objetivo 40x. Las diatomeas son algas, por lo general unicelulares, muy especiales ya que disponen de un caparazón o frústulo de naturaleza silícea (SiO2). Este caparazón consta de dos valvas (hipoteca y epiteca), que encajan entre sí como lo hacen las cajas de Petri. Las diatomeas son organismos fotosintéticos, integrantes del fitoplancton marino o dulceacuícola. En este grupo de algas microscópicas se encuentran también los euglenófitos. Organismos unicelulares móviles mediante flagelos (en número de dos, si bien uno de ellos no logra visualizarse bien al microscopio óptico). Aunque un gran grupo de ellos son fotoautótrofos, en algunas especies complementan la fotosíntesis con la heterotrofía, dando la idea a los científicos de situarse entre los límites del reino "cajón desastre" que constituyen los Protoctistas (Strasburger et al., 1986, páginas 577 y 608-609).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas integrantes del reino Protoctista, así como su importancia en la cadena trófica de ecosistemas acuáticos.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 40. Imágenes al microscopio de campo claro de los estambres plumosos de la adelfa (Nerium oleander). (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. De los estambres en el baladre llama la atención las anteras, pubescentes, que se entrelazan helicoidalmente, logrando sobresalir de la corola. Las observaciones al microscopio óptico demuestran la presencia de costras refringentes sin función determinada en este trabajo.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de estructuras de órganos reproductores de integrantes del reino Plantae, así como la potenciación del debate entre el alumnado para averiguar su posible función.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 41. Imágenes al microscopio de campo claro de sangre humana sin teñir. (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. El aspecto macroscópico de la sangre cuando, tras una herida, empieza a brotar es de un marcado color rojo. El grupo hemo (Fe+2) presente en la hemoglobina es quien da el color característico. No obstante, cuando se realiza un frotis si tinción al microscopio óptico, como el resultado mostrado en este trabajo, no presenta este llamativo color. Recordemos los aspectos teóricos presentados en la introducción, cuando se hacía necesario aumentar el contraste de una preparación biológica como consecuencia de la paridad entre los índices de refracción de las muestras a analizar y el medio que las rodea (generalmente agua). Además, la cantidad de hemoglobina por célula no es lo suficientemente importante para resaltar la célula respecto del medio externo. De ahí la necesidad de tinción específica, analizada en la Figura 22, con violeta de genciana o mezcla de colorante tintorial Giemsa.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas. Se recomienda al profesorado la comparación entre las Figuras 22 y 41 con el objetivo de profundizar en la necesidad del contraste de las preparaciones para su observación al microscopio óptico.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 42. Imágenes al microscopio de campo claro de células epiteliales procedentes de un raspado bucal. (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. Esta actividad práctica está muy recomendada para el alumnado de tercer curso de Educación Secundaria, ya que la metodología de trabajo requiere cierto cuidado que sería de responsabilidad para cursos anteriores: (1) raspado de la parte interna de la cavidad bucal con un palillo de alimentación. (2) Depósito del mismo sobre una gota de agua en un portaobjetos. (3) Secado-Fijación a la llama de un mechero Bunsen. (5) Tinción con azul de metileno. (6) Eliminar el sobrante de colorante con agua del grifo y cubrir la preparación con un cubreobjetos, previo a su observación al microscopio de campo claro.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas. Es muy interesante para recordar y debatir con el alumnado la estructura básica de la célula eucariota. Se denota el núcleo como material celular más afín al colorante.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 43. Imágenes al microscopio de campo claro de biodiversidad morfológica microbiana presente en una gota de agua procedente de un enriquecimiento con extracto de levadura y carne, de una muestra de agua de la acequia (Acequia Beniaján, a su paso por la pedanía de Santo Ángel, Murcia). (A) Objetivo 100x e inmersión en aceite. (B) Objetivo 40x. La diversidad morfológica microbiana presente en esta agua estudiada dominan los espirilos, bacilos y cocos. Las muestras recogidas inicialmente en ríos, lagos o comunicaciones de aguas varias no presentan mucha diversidad, ya que el número de microorganismos por mililitro es reducido (llegando en el mejor de los casos a los cientos de miles). No obstante, cuando esta agua es enriquecida con unos gramos de hidrolizados cárnicos, al cabo de unos días las poblaciones microbianas son importantísimas. Estas imágenes han sido tomadas de alícuotas recogidas de las zonas más apicales del bote de recogida de agua (500 ml) enriquecido con 1/10 de caldo de carne para alimentación, con lo que estamos contemplando poblaciones de microorganismos aeróbicos.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células procariotas, el estudio de los morfotipos celulares y la movilidad en medio líquido. Son muy motivadoras este tipo de muestras para los alumnos de Educación Secundaria ya que implican una "selva microbiana en movimiento constante". También puede ser muy útil para los estudios de revelación de la cadena trófica incipiente en ecosistemas acuáticos.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 44. Imágenes al microscopio de campo claro de protozoos ciliados y cianobacterias procedentes de un enriquecimiento con extracto de levadura y carne, de una muestra de agua de la acequia (Acequia Beniaján, a su paso por la pedanía de Santo Ángel, Murcia). (A-B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. Los eucariotas microscópicos (A) también son importantes cuando se enriquece una muestra de agua con nutrientes. El aumento de las poblaciones bacterianas como consecuencia de los nutrientes aportados al sistema determina una explosión de depredadores secundarios, los protozoos. Además de los eucariotas, la diversidad microbiana es enorme en la muestra estudiada. La imagen B ilustra ejemplos de cianobacterias filamentosas, en cuyos citoplasmas podemos contemplar la presencia de vesículas de gas, permitiendo con ello una localización apical en la columna de agua y disponiendo con ello una mayor cantidad de oxígeno para enriquecer su metabolismo aeróbico.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas y procariotas, el estudio de los morfotipos y tamaños celulares. También puede ser muy útil para los estudios de interpretación de los componentes de la cadena trófica en ecosistemas acuáticos.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 45. Imágenes al microscopio de campo claro de cloroplatos y morfología estructural externa del alga verde Cladophora sp. (ova), procedentes de una muestra de agua de balsa para regadío. (A) Objetivo 40x. (B) Objetivo 100x e inmersión en aceite.
De talo ramificado, las células muestran un imponente tamaño y una riqueza citoplasmática dominada por cloroplastos. Esta planta suele desarrollarse en zonas de aguas estancadas, poco agitadas y ricas en nitrógeno. Son muy importantes las comunidades microbianas que habitan asociadas a las hojas filamentosas, destacando las diatomeas (1).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas y procariotas, el estudio de los morfotipos y tamaños celulares. También puede ser muy útil para los estudios de interpretación de los componentes de la cadena trófica en ecosistemas acuáticos.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 46. Imágenes al microscopio de campo claro de granos de polen del árbol Parquinsonia (Parkinsonia aculeata), procedente de jardines que rodean al instituto. (A) Objetivo 40x. (B) Objetivo 100x e inmersión en aceite.
Ejemplar perteneciente a la familia Fabáceas, predominantemente entomófila (donde los insectos son los responsables de la polinización o traslado del grano de polen a las inmediaciones del estigma (Faricelli et al., 2004). Llama la atención la exina, con relieve y ornamentación reticulada que recuerda a un entramado de panal de abejas.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de organismos complejos, así como complemento de estudio de la reproducción en el reino Plantae (Espermatófitos-angiospermas). La observación del alumnado de este tipo de estructuras puede abrir el debate en el aula ofreciendo ideas sobre su posible mecanismo de dispersión, en comparación con lo observado en la Figura 16 (polen de pino), Figura 24 (polen de árbol botella) o Figura 37 (polen de ciprés), su producción masiva para lograr la polinización o si cabe la necesidad de insectos para llevarlo hacia un pistilo.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 47. Imágenes al microscopio de campo claro de "El universo microbiano" en una gota de agua, procedente de una balsa para riego enriquecida con extracto de carne. (A-B-C-D) Objetivo 10x. (E-F) Objetivo 40X. (G) Objetivo 100x e inmersión en aceite.
Una simple gota de agua de balsa o de charca, enriquecida en materia orgánica compleja, ofrece un universo de microorganismos como el que muestra las siguientes imágenes. Las Figuras A-B-C-D ofrecen una microscopía de campo oscuro, donde el cierre del diafragma reduciendo con ello el cono de luz que llega a la preparación, ofrece a los microorganismos la posibilidad de dispersarla, dando con ello un mayor contraste a la muestra. En estas imágenes puede apreciarse la presencia de paramecios (A) (protozoos ciliados), cianobacterias (largos filamentos), morfologías variadas de bacterias (bacilos y espirilos con gran capacidad de movimiento). Aumentando el objetivo del microscopio a la preparación nos posibilita la observación de amebas y paramecios de pequeño tamaño (E-F), así como morfotipos bacterianos caracterizados como cadenas de bacilos y espirilos móviles.
La Figura G muestra una imagen de la preparación biológica a 100x e inmersión del objetivo en aceite, con la definición de algunos organismos eucarióticos (protozoos flagelados), muy interesantes para el alumnado por sus peculiares propiedades de movimiento. El interior citoplasmático se hace difícil de observar como consecuencia de la paridad en los índices de refracción entre el medio interno del Protoctista y el agua que le rodea.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas y procariotas, el estudio de los morfotipos y tamaños celulares. También puede ser muy útil para los estudios de interpretación de los componentes de la cadena trófica en ecosistemas acuáticos.
Imagen A
Imagen B
Imagen C
Imagen D
Imagen E
Imagen F
Imagen G
FIGURA 48. Imágenes al microscopio de campo claro de granos de polen del árbol Tipuana (Tipuana tipu), procedente de jardines que rodean al instituto. (A) Objetivo 40x. (B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. Puede comprobarse el aspecto globoso, achatado por la zona ecuatorial, del polen de esta especie de angiosperma (familia Fabáceas), no mostrando estructuras anejas que le ayuden a la dispersión. Para lograr que esta estructura llegue a las inmediaciones del pistilo es necesario la ayuda de insectos portadores (entomofilia).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de organismos complejos, así como complemento de estudio de la reproducción en el reino Plantae. La observación del alumnado de este tipo de estructuras puede abrir el debate en el aula ofreciendo ideas sobre su (1) posible mecanismo de dispersión, en comparación con lo observado en la Figura 16 (polen de pino), (2) la producción masiva o el reducido número de estas estructuras para lograr la polinización, por parte del grupo de angiospermas y, (3) si cabe la necesidad de insectos para llevarlo hacia un pistilo.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 49. Imágenes al microscopio de campo claro de comunidades microbianas del kéfir. Tinción con Azul de metileno. (A-B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. El kéfir es una bebida láctea constituida por suero y un cuajo formado por granos que fermentan la leche sustrato. Su origen está basado en una amalgama de comunidades microbianas, entre las que se destacan integrantes del Reino Monera (Streptococcus sp., Lactobacillus sp., Leuconostoc sp. y Acetobacter sp.), del Reino Fungi (Kluyveromyces sp., Torulaspora sp., Candida sp. y Saccharomyces sp.), así como un imponente grupo de microorganismos desconocidos hasta el presente (Margulis, 2002). Es por lo tanto una bebida probiótica a la que se le han atribuido milagros sin base científica demostrada, pero con una historia asociada a la cultura humana envidiable.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de organismos procariotas y eucariotas primitivos. Para ello se procede con un secado sobre un portaobjetos de un frotis de kéfir (cuajo más suero) y tinción con Azul de metileno. Se recomienda la observación de las poblaciones microbianas con objetivo de 100x e inmersión en aceite.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 50. Imágenes al microscopio de campo claro de comunidades microbianas presentes en un tanque de digestión aeróbica (tratamiento secundario) de una depuradora de aguas residuales. (A-E) Objetivo 10x. (B-C-F) Objetivo 40x. (D) Objetivo 100x e inmersión en aceite. La degradación de la materia orgánica por parte de microorganismos se conoce como tratamiento biológico o secundario en una EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales). En el tanque biológico la degradación tiene lugar vía aeróbica, por lo que las bacterias y organismos eucariotas oxidan de manera efectiva la misma dando lugar como productos finales dióxido de carbono y agua. El procedimiento de la degradación biológica en el tanque de la depuradora requiere de un flujo y agitación continua de aire (implicando un gasto energético importante para el sistema de depuración).
En las imágenes A y B se pone de manifiesto comunidades de protozoos sésiles (Opercularia sp.). Disponen en la boca de todo un conjunto de cilios cuya misión es acercar a las inmediaciones de la misma la materia orgánica y bacterias a incorporar.
En la imagen C y D se denota la presencia de ejemplares de protozoos ciliados; esta vez móviles. Además, se señala en la imagen C la bondad ecológica que debe existir en cualquier nicho, cuando puede contemplarse una interacción inespecífica entre especies microbianas (flecha), con un grado de complejidad inexplicable para la ciencia en nuestros días.
Las imágenes E y F ponen de manifiesto el flóculo (materia orgánica y mineral entrelazada con microorganismos filamentosos) y su naturaleza abierta (disperso), donde las comunidades de protozoos ciliados móviles son abundantes y campan a sus anchas, cumpliendo la misión de degradar la materia orgánica y poblaciones microbianas.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas y procariotas, el estudio de los morfotipos y tamaños celulares. También puede ser muy útil para los estudios de interpretación de los componentes de la cadena trófica en ecosistemas acuáticos.
Imagen A
Imagen B
Imagen C
Imagen D
Imagen E
Imagen F
FIGURA 51. Imágenes al microscopio de campo claro de los constituyentes macroscópicos de una diatomita (roca sedimentaria constituida por diatomeas). (A-B-C) Objetivo 40x. La baja consistencia de algunas rocas sedimentarias hace posible su observación al microscopio. La diatomita, roca sedimentaria formada por la acumulación de restos de algas diatomeas (ver Figuras 39 y 45 del presente trabajo), tiene la facilidad de descomponerse en fragmentos muy pequeños cuando se le adiciona agua, dejando ver sus constituyentes más elementales. Las imágenes presentadas nos ofrecen la visión del mineral de la cual están formadas este tipo de rocas (C), así como los caparazones de restos de organismos marinos (A y B) (en este caso se trata de una muestra de diatomitas cogida en las inmediaciones de la Serrata de la cuenca Neógena de Lorca, en la carretera que une este paraje con Caravaca).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste de material geológico, observando su constitución y posible origen.
Imagen A
Imagen B
Imagen C
FIGURA 52. Imágenes al microscopio de campo claro de la Línea de fangos de una depuradora de aguas residuales. (A-B) Objetivo 40x. La depuración activa con gasto de energía implica un proceso donde el flóculo adquiere mayor consistencia y se separa por gravedad de la masa de agua que lo contiene. La línea de fangos comprende el conjunto de tratamientos que se llevan a cabo sobre el flóculo para que pierda todo su poder tóxico (en materia microbiana) y pueda ser utilizado como abono orgánico. Un análisis microscópico de este fango compactado, como el que muestra estas imágenes, ofrece la posibilidad de encontrar gran cantidad de materia mineral y orgánica, junto a microorganismos de fisionomía fibrilar que la estabilizan. Desaparecen las comunidades de protozoos, ya que el sistema pasa a comportarse como anaeróbico. Las poblaciones de bacterias serán ahora las responsables de la degradación de la materia orgánica; proceso más lento que se compagina en la sala de depuración con la pérdida del agua residual hasta generar una pasta utilizada en compostaje.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas y procariotas, el estudio de los morfotipos y tamaños celulares. También puede ser muy útil para los estudios de interpretación de los procesos biológicos llevados a cabo durante la depuración de las aguas mediante tratamiento activos con gasto energético.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 53. Imágenes al microscopio de campo claro de parásitos sobre branquias de mejillón. (A) Objetivo 10X. (B) Objetivo 40x. Las preparaciones microscópicas también pueden ofrecer casos insólitos y descubrir nuevos aspectos inimaginables para los alumnos. En este caso, analizando el epitelio ciliado de la branquia de mejillón (ver Figura 29) apareció un individuo que captó la atención del alumnado. Al parecer se trata de un estadío juvenil de platelminto parásito, perteneciente al género Gyratrix.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de metozoos inferiores y sus rasgos incipientes de ecología.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 54. Imágenes al microscopio de campo claro de estomas de puerro (Allium ampeloprasum). (A) Objetivo 10X. (B) Objetivo 40x. Los estomas o aparatos estomáticos son diferenciaciones de la epidermis vegetal, aperturas constituidas por dos pares de células de morfología reniforme que dejan un espacio abierto, el poro u ostiolo (Strasburger et al., 1986, páginas 118-120). Las células son llamadas oclusivas. Los estomas son sistemas que regulan la entrada y salida de gases y, en especial, de la transpiración (pérdida de agua).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas, así como diferenciaciones en tejidos (epidermis vegetal). También puede ser muy útil para los estudios de interpretación de la nutrición de las plantas (trasiego de la savia por el interior de la planta y actividad fotosintética).
Imagen A
Imagen B
FIGURA 55. Imágenes al microscopio de campo claro de cabello humano. (A) Objetivo 10X. (B) Objetivo 40x. El pelo es una organización macroscópica de la proteína ?-queratina (Voet y Voet, 1992). Al microscopio de campo claro no se aprecian rasgos llamativos que definan la estructura interna biológica.
El uso de este material en la Enseñanza media es accesorio, ya que no aporta ningún rasgo microscópico relevante. No obstante, el interés mostrado por el alumnado por su observación se hace obligatorio, incrementando con ello su motivación e interés por la microscopía.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 56. Imágenes al microscopio de campo claro de una sección fina de liquen (Cladonia convoluta). (A-B) Objetivo 40x. En la actualidad se acepta que los líquenes son hongos liquenizados; es decir aquellos que viven en simbiosis con algas. El componente fúngico del liquen recibe el nombre de micobionte (que nunca aparece libre en la naturaleza); ficobionte recibe el nombre del componente algal. El talo es el cuerpo vegetativo que presentan los líquenes y que se pone de manifiesto sus integrantes en las siguientes imágenes. Este talo se define como heterómero, ya que hay una disposición ordenada entre el hongo (gris-verdoso) y el alga (verde). El alga proporciona al hongo todos los productos derivados de la actividad fotosintética; incluso la simbiosis puede llegar a intensificar esta actividad anabólica. Los micobiontes proporcionan al alga sustancias necesarias para la vida, tales como sales minerales y agua. En algunas ocasiones (Strasburger et al., 1986, página 378-379), la relación entre los componentes del liquen es interpretada como una relación de parasitismo atenuado del hongo respecto al alga (ya que este recibe mucho más de lo que da).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas. El problema que presenta este tipo de preparaciones es el corte del material vegetal. Se aconseja la lectura de "Material y Metodología especial", al final de esta monografía, con el objetivo de profundizar en una técnica de bajo coste y de relativa sencillez para trabajar con secciones finas de muestra en microscopía con alumnos (sobretodo con aquellos de 4º ESO y 1º Bachillerato).
Imagen A
Imagen B
FIGURA 57. Imágenes al microscopio de campo claro de un "blooms" de algas diatomeas. (A) Objetivo 40x. (B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. Las diatomeas comprende un complejo grupo de algas unicelulares o coloniales que carecen de flagelos que le proporcionen movilidad. Están rodeadas por una pared de naturaleza silícea, el frústulo. Esta pared está constituida por dos mitades que encajan a modo de una placa de Petri (Strasburger et al., 1986, páginas 608-612). Las diatomeas pennadas son aquellas que presentan frústulos alargados, como los que se muestran en estas imágenes. Pueden presentar una fisura en el centro llamada rafe; así como de dos a cuatro grandes cloroplastos. Llama la atención en la preparaciones de agua de charca que cuando se exponen largo tiempo las muestras a la luz del microscopio, las diatomeas se aglomeran a la fuente lumínica, dando la impresión de blooms o floraciones de este tipo de algas. Ver información extra en la Figura 39.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas, el estudio de los morfotipos y tamaños celulares. También puede ser muy útil para los estudios de interpretación de los componentes de la cadena trófica en ecosistemas acuáticos.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 58. Imágenes al microscopio de campo claro del rotífero Brachionus sp. (comedor empedernido de las aguas superficiales). (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. Brachionus pertenece a un género de rotíferos, animales muy primitivos habitantes de aguas dulce acuícolas y saladas. Se recomienda la información general que se cita en la Figura 18.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de metozoos inferiores y sus rasgos incipientes de ecología.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 59. Imágenes al microscopio de campo claro de la diversidad de protoctistas (algas) en una muestra de agua con un biofilm de pared de una de las lagunas de Campotejar (Molina de Segura). (A-B) Objetivo 40x. El fitoplancton es el conjunto de organismos acuáticos que presentan actividad autotrófica (generalmente fotosintética). Dentro de este grupo se encuentran -tradicionalmente- las algas (macro y microscópicas), como las que se muestran en las siguientes imágenes. La principal característica que define a estos organismos es la presencia de pigmentos verdes, clorofílicos. El fitoplancton se encuentra en la base de las cadenas tróficas del ecosistema acuático, responsable de la producción de oxígeno.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de comunidades microscópicas y las relaciones tróficas entre sus integrantes. Se recomienda para alumnos de primer curso de enseñanza media como medio de estimulación, motivación y acercamiento incipiente hacia las Ciencias Naturales.
Imagen A
Imagen B
FIGURA 60. Imágenes al microscopio de campo claro de la diversidad de protoctistas (algas y protozoos) e invertebrados (larvas de insectos) en una muestra de agua con un biofilm de pared de una de las lagunas de Campotejar (Molina de Segura). (A) Objetivo 40x. (B) Objetivo 100x e inmersión en aceite. (C-D) Objetivo 100x e inmersión en aceite. (E) Objetivo 10X. (F) Objetivo 100x e inmersión en aceite. (G-H) Objetivo 40x. (I) Objetivo 10x. (J) Objetivo 40x. (A) Fitoplancton dulceacuícola dominado por el alga colonial verde Pediastrum sp. Esta microalga, de morfología espectacular, se origina mediante bipartición, constituyendo un cenobio celular o colonia. (B) Detalle a gran aumento del cenobio celular que constituye Pediastrum. Este tipo de organismo y su organización celular ha sido objeto de estudio por científicos evolutivos (Margulis, 2001), ya que marca un punto de inflexión en el paso de arquitectura unicelular a la pluricelular (origen de los organismos superiores-constitución de tejidos). (C) Protoctista móvil heterótrofo, el paramecio. Quizás el organismo más conocido por la comunidad educativa. Se caracteriza por la multitud de cilios que tapizan la superficie, responsables del movimiento del microorganismo. (D) Pareja de paramecios unidos, posiblemente para intercambio de material génico (la llamada conjugación sexual). (E) Larva de insecto acuático. Organismo detritívoro muy influyente en el correcto equilibrio del ecosistema. (F) Cianobacteria, integrante del género Oscillatoria. Se recomienda la lectura de la Figura 38. (G) Detalle de una colonia de Pediastrum sp. (H) Detalle del alga verde colonial, no móvil, Scenedesmus sp. Presenta ornamentaciones externas a modo de cuernos protectores. Este tipo de microalgas se están utilizando en tecnología de producción de biocombustibles (Christenson y Sims, 2011). (I-J) Blooms de diatomeas focalizadas en torno a un flóculo de materia orgánica, tras la exposición continúa del haz de luz del microscopio sobre la muestra.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de comunidades microscópicas y las relaciones tróficas entre sus integrantes. Se recomienda para alumnos de primer curso de enseñanza media como medio de estimulación, motivación y acercamiento incipiente hacia las Ciencias Naturales.
Imagen A
Imagen B
Imagen C
Imagen D
Imagen E
Imagen F
Imagen G
Imagen H
Imagen I
Imagen J
FIGURA 61. Imágenes al microscopio de campo claro de la observación de la degradación de materia orgánica por parte de los descomponedores del mundo microbiano. (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. La descomposición de la materia orgánica se lleva a cabo por bacterias y hongos, haciendo la transformación en moléculas inorgánicas sencillas. Incluso, los materiales más recalcitrantes de eliminar del medio, caso de la quitina (polímero estructural que forma parte de la paredes de los hongos y los esqueletos externos de los artrópodos -como el que constituye el apéndice que aparece en las imágenes-), resultan desalojados del medio ambiente por la acción de estos microorganismos.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de comunidades microscópicas y las relaciones tróficas entre sus integrantes. Se recomienda para alumnos de primer curso de enseñanza media como medio de estimulación, motivación y acercamiento incipiente hacia las Ciencias Naturales.
Imagen A
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FIGURA 62. Imágenes al microscopio de campo claro de la observación de las criptas estomáticas de baladre (Nerium oleander). (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. Las adaptaciones de la vegetación para evitar la pérdida de agua y resistir la insolación extrema pasan por (1) la reducción del tamaño de la planta hacia un sistema redondeado, (2) la disminución del tamaño y número de hojas, (3) la disposición de los foliolos paralelos a la radiación solar, (4) el desprendimiento de aceites volátiles que rodean la hoja e imposibilitan la salida de agua por transpiración, (5) la caída de las hojas en períodos secos, (6) la ausencia de hojas y presencia de tallos clorofílicos, (7) el almacenamiento de agua en el parénquima, (8) el color verde brillante o colores claros, capaces de reflejar la luz, (9) la presencia de hojas enrolladas permanentemente, (10) la figura de cutículas gruesas e impermeables, así como (11) la presencia de estomas hundidos y alojados dentro de una cripta estomática (Alcaraz, 1999). Esta última adaptación se ha podido comprobar con los alumnos de 1º de bachillerato realizando cortes finos a una hoja de baladre. La presencia de estomas hundidos y alojados en el interior de una cripta (flecha roja) permite que la perdida de agua sufrida en periodo cálido se albergue en una cavidad intermedia previa a la salida al exterior. La presión parcial de vapor de agua en esta cripta es importante para avisar a la planta de reducir el hecho de transpiración. Esta explicación es muy importante de discutir con el alumnado por qué la presencia de este tipo de vegetación de hoja con foliolo grande en climas extremos no es fácilmente plausible de entender; si bien la reducción del tamaño de la hoja sería lo más lógico para evitar la transpiración abusiva por incremento de la temperatura externa.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas. El problema que presenta este tipo de preparaciones es el corte del material vegetal. Se aconseja la lectura de "Material y Metodología especial", al final del tema, con el objetivo de profundizar en una técnica de bajo coste y de relativa sencillez para trabajar las secciones finas de muestra en microscopía con alumnos (sobretodo con aquellos de 4º ESO y 1º Bachillerato).
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FIGURA 63. Imágenes al microscopio de campo claro de un biofilms presente en la red de distribución de agua osmotizada casera. (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. Hasta bien entrados los años 60 del pasado siglo, se consideraba que la calidad de las aguas de la red de potables se conservaba inalterada hasta llegar al punto de consumo. No obstante, desde finales de los años 70 y comienzos de los 80 del pasado siglo, se conoce la existencia de una pérdida en la calidad del agua como consecuencia directa de la acción microbiana (Block et al., 1993; López, 2000). Para subsanar en parte este agravio, la desinfección mediante agentes oxidantes es un remedio muy demandado (van der Wende y Characklis, 1990). No obstante, algunos sistemas caseros de tratamiento de las aguas eliminan los reactivos químicos que controlan las poblaciones microbianas (algunas de las cuales son difíciles de erradicar), dando casos de crecimientos bacterianos y fúngicos como el que muestran las imágenes siguientes.
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas y procariotas. Se aconseja este tipo de preparaciones para abrir debate sobre la necesidad de potenciar una calidad óptima en las aguas de red de potables y matizar el uso de sistemas de osmotización casera sin control rutinario de los mismos, previniendo con ello posibles patologías asociadas a crecimientos microbianos.
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FIGURA 64. Imágenes al microscopio de campo claro de vorticelas sobre flóculos de material particulado, mucilaginoso, que constituyen el filtro biológico de un acuario. (A) Objetivo 10x. (B) Objetivo 40x. Las vorticelas (Vorticella sp.) comprenden un grupo de protozoos sésiles presentes en aguas con riqueza importante en materia orgánica (eutrofizadas). Disponen de un pedúnculo contráctil en su base y, sobre la cavidad bucal, de un conjunto de cilios que movilizan las aguas cargadas en microorganismos (base de su alimentación).
El uso de este material en la Enseñanza media puede ser muy útil en la elaboración de preparaciones microscópicas de bajo coste para la observación de células eucariotas, el estudio de los morfotipos y tamaños celulares. También puede ser muy útil para los estudios de interpretación de los componentes de la cadena trófica en ecosistemas acuáticos.
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