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17: Módulo 14: Laboratorio de ecosistemas - Biología

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17: Módulo 14: Laboratorio de ecosistemas

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Contenido

Historia temprana: siglo XIX Editar

El Laboratorio de Biología Marina surgió de la visión de varios bostonianos y Spencer Fullerton Baird, el primer Comisionado de Pesca de los Estados Unidos (un funcionario gubernamental preocupado por el uso de la pesca). Baird había establecido una estación de investigación de la Comisión de Pesca de los Estados Unidos en Woods Hole en 1882 y tenía la ambición de convertirla en un laboratorio importante. Invitó a Alpheus Hyatt a trasladar su laboratorio y escuela de biología marina que había fundado en Norwood-Hyatt House en Annisquam, Massachusetts, a Woods Hole. Inspirado por la efímera escuela de verano de historia natural del biólogo de Harvard Louis Agassiz en la isla Penikese, frente a la costa de Woods Hole, Hyatt aceptó la oferta. Con $ 10,000 recaudados por la Asociación de Educación de Mujeres de Boston y la Sociedad de Historia Natural de Boston, se compró un terreno, se erigió un edificio y la MBL se incorporó a Hyatt como el primer presidente de la junta de fideicomisarios. La Comisión de Peces brindó un apoyo crucial, incluidos los organismos marinos y el agua del mar.

El profesor de la Universidad de Chicago, Charles Otis Whitman, un embriólogo, fue contratado para servir también como el primer director del MBL. [5] Whitman creía que "en igualdad de condiciones, el investigador es siempre el mejor instructor", enfatizó la necesidad de combinar la investigación y la educación en el nuevo laboratorio. El primer curso de verano de MBL proporcionó una introducción de seis semanas a las instalaciones de zoología de invertebrados para los investigadores de verano visitantes.

La Biblioteca MBL se estableció en 1889, con la científica y futura fideicomisaria de MBL Cornelia Clapp como bibliotecaria. En 1899, MBL comenzó a publicar El Boletín Biológico, una revista científica que aún se edita en la MBL.

Gertrude Stein, más tarde conocida como novelista y coleccionista de arte, participó en el curso de Embriología de MBL en el verano de 1897, mientras que su hermano Leo participó en el curso de Invertebrados. [6] [7] [8]

Siglo XX Editar

Lewis Thomas, que escribió en 1972, explicó y elogió la naturaleza de la MBL como institución científica. Escribió sobre ello en su recurrente Revista de Medicina de Nueva Inglaterra columna llamada "Notes of a Biology-Watcher", en una entrega llamada "The MBL" [9], el ensayo se recopiló más tarde en el volumen titulado La vida de una célula: notas de un observador de biología. [10]: 66–74 Dijo sobre el MBL de ese día: "Hoy, se erige como el centro nacional único de biología en este país, es el Laboratorio Nacional de Biología sin haber sido designado oficialmente (o aún financiado) como tal. Su La influencia en el crecimiento y desarrollo de la ciencia biológica ha sido equivalente a la de muchas de las universidades del país combinadas, ya que ha elegido el talento científico mundial para la investigación y la enseñanza de cada verano. […] Alguien ha contado treinta premios Nobel que He trabajado en la MBL en un momento u otro. Es sorprendente que una institución así, que ejerce tanta influencia en la ciencia académica, haya podido permanecer tan absolutamente autónoma. Tiene, sin duda, vínculos de varios tipos, acuerdos con fuera de las universidades para ciertos programas de posgrado, y se adhiere con delicadeza, algo ambiguamente, a la Institución Oceanográfica Woods Hole que se encuentra al final de la calle. Pero nunca ha estado bajo el dominio de ninguna institución externa o r agencia gubernamental, ni ningún grupo externo le ha dicho nunca qué hacer. […] No hay forma de predecir cómo será el futuro de una institución como la MBL. De una forma u otra, evolucionará. Puede que cambie pronto a una nueva fase, con un programa de docencia e investigación durante todo el año y personal durante todo el año, pero tendrá que lograrlo sin poner en peligro el inmenso poder de sus programas de verano, o se desatará el infierno institucional. . Tendrá que encontrar nuevas formas de relacionarse con las universidades, si sus programas de posgrado se van a expandir como deberían. Tendrá que desarrollar nuevas relaciones simbióticas con el Instituto Oceanográfico, ya que ambos lugares tienen mucho en juego. Y tendrá que encontrar más dinero, mucho más, el tipo de dinero que solo poseen los gobiernos federales, sin perder nada de su propia iniciativa. Será un lugar interesante para observar en los años venideros ". [10]: 66–74

Desarrollo reciente: siglo XXI Editar

El MBL se afilió formalmente con la Universidad de Chicago el 1 de julio de 2013. [2] [3] Con el fin de promover la investigación científica y la educación, la afiliación se basa en vínculos históricos con la universidad, ya que MBL fue dirigido por profesores de la Universidad de Chicago. miembros en sus primeras cuatro décadas. El presidente de la universidad preside el consejo de administración de MBL y, con su asesoramiento, designa a sus miembros. [11] El Laboratorio es una corporación de Massachusetts sin fines de lucro, cuyo único miembro es la universidad. [12]

En septiembre de 2018, Nipam Patel se convirtió en director del Laboratorio de Biología Marina [13], sucediendo a Huntington F. Willard. [14]

Personal Editar

El MBL tiene aproximadamente 250 empleados durante todo el año, aproximadamente la mitad de los cuales son científicos y personal de apoyo científico. [15] A ellos se unen cada año más de 500 científicos visitantes, personal de verano e investigadores asociados de cientos de instituciones de todo el mundo, así como un gran número de profesores y estudiantes que participan en cursos de MBL (en 2016, 550 estudiantes de 333 instituciones y 58 países). [3]

A partir de 2018, entre los científicos con una afiliación significativa con el MBL (científicos, profesores del curso y estudiantes) hay 58 ganadores del Premio Nobel (desde 1929). [4] Además, hay 131 investigadores del Instituto Médico Howard Hughes, científicos de carrera temprana, investigadores internacionales y profesores (desde 1960) 280 miembros de la Academia Nacional de Ciencias (desde 1960) y 236 miembros de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias (desde 1960). [1]

Instalaciones Editar

Los centros de investigación residentes de MBL son el Centro Eugene Bell de Biología Regenerativa e Ingeniería de Tejidos, el Centro de Ecosistemas y el Centro Bay Paul de Biología Molecular Comparada y Evolución. Los científicos visitantes están afiliados al Centro Whitman de MBL. Otros recursos incluyen The Marine Resources Center, una instalación avanzada para mantener, cultivar y proporcionar organismos acuáticos y marinos esenciales para la investigación biológica, biomédica y ecológica, y The National Xenopus Resource, que cría y mantiene las reservas genéticas de Xenopus (ranas) y brinda capacitación. en cría de Xenopus, biología celular, imágenes, genética, transgénesis y genómica.

El MBL comparte una biblioteca, la Biblioteca MBLWHOI, con la Institución Oceanográfica Woods Hole. La Biblioteca MBLWHOI posee colecciones impresas y electrónicas en las ciencias biológicas, biomédicas, ecológicas y oceanográficas, y alberga una creciente colección de archivos, que incluye fotografías y videos de los 120 años de historia de MBL. La biblioteca también realiza proyectos de digitalización e informática.

Áreas de investigación Editar

La investigación en la MBL se centra en cuatro temas:

  • investigación biológica fundamental, que a menudo utiliza organismos marinos como sistemas de modelos novedosos, que abarca la investigación en biología regenerativa, neurociencia, fisiología sensorial y evolución comparativa y genómica
  • el estudio de los microbiomas y la diversidad y ecología microbiana en una variedad de hábitats oceánicos y terrestres
  • imagen y computación
  • la ciencia de los ecosistemas y el cambio climático, y la adaptación de los organismos a los entornos cambiantes.

Biología celular, del desarrollo y de la reproducción Editar

La biología celular, del desarrollo y de la reproducción ha sido una parte central de los programas de MBL desde la década de 1890. Los descubrimientos importantes en estos campos en el MBL se remontan a 1899, cuando Jacques Loeb demostró partenogénesis artificial en huevos de erizo de mar hasta 1905, cuando Edwin Grant Conklin identificó por primera vez las regiones citoplasmáticas de los huevos que están programadas para formar ciertos tejidos u órganos hasta 1916, cuando Frank Rattray Lillie identificó hormonas circulantes que influyen en la diferenciación sexual (Lillie, 1944). En las dos primeras décadas de MBL, los citólogos Edmund Beecher Wilson, Nettie Stevens y otros hicieron conexiones entre los cromosomas y la herencia mendeliana, mientras que el colega de Wilson tanto en MBL como en la Universidad de Columbia, Thomas Hunt Morgan, lanzó el campo de la genética experimental (Pauly, 2000 : 158). Keith R. Porter, considerado por muchos como el fundador de la biología celular moderna debido a su trabajo pionero sobre la estructura fina de las células, incluido el descubrimiento de los microtúbulos, llevó a cabo una investigación en la MBL a partir de 1937 y dirigió el laboratorio desde 1975 hasta 77 (Barlow y col., 1993: 95-115).

El MBL también es un campo de pruebas para nuevas tecnologías en microscopía e imagen. La disponibilidad de instrumentación de imágenes de vanguardia en los cursos de investigación avanzada de MBL pone a los profesores y estudiantes a la vanguardia de la experimentación. El científico distinguido de MBL Osamu Shimomura, quien se unió a MBL en 1983, recibió el Premio Nobel de Química 2008 por su descubrimiento de la proteína verde fluorescente (GFP) a principios de la década de 1960, lo que llevó al desarrollo de técnicas revolucionarias para obtener imágenes de células vivas y su componentes. Las innovaciones del científico residente Shinya Inoué en microscopía de luz polarizada e imágenes de video desde la década de 1950 han sido fundamentales para aclarar los eventos celulares de la mitosis, incluido su descubrimiento de las fibras del huso.

El MBL ha sido durante mucho tiempo un centro para los expertos mundiales en división celular. A principios de la década de 1980, Tim Hunt, Joan Ruderman y otros en MBL identificaron la primera de una clase de proteínas que regulan el ciclo de división celular (ciclina). Hunt recibió un premio Nobel en 2001 por este trabajo (Hunt, 2004). En 1984, Ron Vale, Michael Sheetz y otros descubrieron la kinesina, una proteína motora involucrada en la mitosis y otros procesos celulares, durante una investigación de verano sobre MBL. Vale, Sheetz y James Spudich recibieron el Premio Lasker de Investigación Médica Básica 2012 por sus descubrimientos relacionados con los motores moleculares. En 1991, el científico israelí Avram Hershko comenzó a venir al MBL para estudiar el papel que juega la proteína ubiquitina en la división celular. En 2004, Hershko ganó un premio Nobel por su trabajo para establecer el mecanismo básico de degradación de proteínas mediada por ubiquitina.

Una gran parte de los principales biólogos del desarrollo en los Estados Unidos, tanto históricamente como hoy, han participado en el Curso de Embriología de MBL como directores, profesores o estudiantes. Un atractivo es la ubicación de Woods Hole y la disponibilidad de organismos marinos, particularmente el erizo de mar, que son ideales para el análisis embriológico porque arrojan huevos casi transparentes que se fertilizan y se desarrollan externamente. En las primeras décadas posteriores a la fundación del curso en 1893, su facultad fue pionera en las direcciones de investigación que siguen siendo fundamentales en la actualidad, incluido el estudio de la localización citoplasmática en óvulos, el linaje de células embrionarias (importante en la investigación moderna de células madre) y la biología del desarrollo evolutivo (hoy llamada 'evo devo '). Algunos distinguidos embriólogos que han dirigido el curso son:

    (1893–1895) (1896–1903)
  • Viktor Hamburger (1942-1945)
  • James Ebert (1962–66) (1972–74 1988–96)
  • Rudolf Raff (1980-1982) (véase Davidson, 1993) y Richard Behringer (2012-2016).

Biología y medicina regenerativa Editar

En 2010, la MBL estableció el Centro Eugene Bell de Biología Regenerativa e Ingeniería de Tejidos, donde los investigadores estudian la capacidad de los animales marinos y otros animales para regenerar espontáneamente partes del cuerpo dañadas o envejecidas. La comprensión de la regeneración de tejidos y órganos en animales inferiores es prometedora para la traducción a tratamientos para afecciones humanas, incluidas lesiones de la médula espinal, diabetes, insuficiencia orgánica y enfermedades neurales degenerativas como el Alzheimer. Una piedra angular del Bell Center es un recurso nacional para la investigación de la rana, Xenopus, que es un modelo animal importante utilizado en la investigación biomédica de EE. UU. El National Xenopus Resource en MBL está financiado por los Institutos Nacionales de Salud (MBL Facts).

Neurociencia, neurobiología y fisiología sensorial Editar

Las contribuciones de la MBL a la neurociencia y la fisiología sensorial son significativas, impulsadas hoy por más de 65 investigadores visitantes e investigadores residentes en estos campos, así como por cinco cursos de capacitación en investigación avanzada a nivel de posgrado y posgrado. El MBL ha sido un imán para la disciplina desde que L.W. Williams descubrió en 1910, y John Zachary Young redescubrió en 1936, el axón gigante de calamar, una fibra nerviosa que tiene un diámetro 20 veces mayor que el axón humano más grande. Young señaló este sistema experimental ideal localmente abundante a la atención de su colega de MBL, KS Cole, quien en 1938 lo usó para registrar los cambios de resistencia subyacentes al potencial de acción, lo que proporcionó evidencia de que los iones que fluyen a través de la membrana axonal generan este impulso eléctrico. En 1938, Alan Lloyd Hodgkin llegó al MBL para aprender sobre el axón gigante de calamar de Cole. Después de la Segunda Guerra Mundial, Hodgkin y Andrew Huxley, trabajando en Plymouth, Inglaterra y utilizando la técnica de pinza de voltaje desarrollada por Cole, sentaron las bases para la comprensión moderna de la actividad eléctrica en el sistema nervioso midiendo cuantitativamente el flujo de iones a través de la membrana axonal. . Hodgkin y Huxley recibieron el Premio Nobel en 1963 por su descripción de la base iónica de la conducción nerviosa (Barlow et al., 1993: 151-172). Siguiendo el trabajo de Hodgkin y Huxley, en las décadas de 1960 y 1970 Clay Armstrong y otros investigadores de MBL describieron una serie de propiedades de los canales iónicos que permiten que los iones sodio y potasio transporten corriente eléctrica a través de la membrana celular y Rodolfo Llinas describió las propiedades de transmisión en la sinapsis del calamar gigante (Llinas 1999). La "carrera científica" del "calamar Woods Hole", Doryteuthis (antes Loligo) pealeii, continúa en la actualidad, con estudios sobre el transporte axonal, la sinapsis del calamar gigante, la genómica del calamar y los mecanismos moleculares de la enfermedad de Alzheimer.

Otros organismos marinos atraen a neurocientíficos y neurobiólogos al MBL cada verano, donde se ha establecido una historia de investigación en fisiología sensorial y comportamiento. Haldan Keffer Hartline, un investigador de verano de MBL en la década de 1920 y principios de la de 1930, descubrió varios mecanismos básicos de la función de los fotorreceptores a través de sus estudios sobre el cangrejo herradura. Hartline compartió el Premio Nobel de 1967 con su colega de verano de MBL, George Wald, quien describió la base molecular de la fotorrecepción mostrando que las moléculas de pigmento visual sensibles a la luz consisten en una forma ligeramente modificada de vitamina A acoplada a una proteína. A otro investigador de verano a largo plazo, Stephen W. Kuffler, se le atribuye la "fundación" de la ciencia de la neurobiología a mediados de la década de 1960 en la Escuela de Medicina de Harvard y también inició la instrucción en neurobiología en la MBL (Barlow et al., 1993: 175 -234 203-234). Albert Szent-Györgyi (Premio Nobel en 1937) realizó una investigación en la MBL de 1947 a 1986, de manera más significativa sobre la naturaleza bioquímica de la contracción muscular. En las décadas de 1950 y 1960, Frederik Bang y Jack Levin del MBL descubrieron que la sangre del cangrejo herradura se coagulaba cuando se exponía a endotoxinas bacterianas incluso en cantidades extremadamente pequeñas. A partir de esta investigación básica, se desarrolló un reactivo, lisado de amebocitos de Limulus (LAL), que puede detectar cantidades diminutas de toxinas bacterianas. La prueba LAL ha dado como resultado una mejora espectacular en la calidad de los medicamentos y productos biológicos para inyección intravenosa.

Ciencia de los ecosistemas Editar

La investigación de ecosistemas se convirtió en un compromiso durante todo el año en MBL en 1962 con la fundación del programa Sistemática-Ecología, bajo la dirección de Melbourne R. Carriker. En 1975, se estableció el Centro de ecosistemas de MBL, con George Woodwell como director. La investigación se centró originalmente en el ciclo global del carbono, un énfasis que se mantiene en la actualidad. El Centro de Ecosistemas cuenta con un personal durante todo el año de más de 40 científicos que estudian una variedad de ecosistemas y sus respuestas a las actividades humanas y los cambios ambientales. El centro está ubicado en Woods Hole pero tiene un alcance global, con sitios de investigación activos en la tundra ártica en sitios forestales, costeros y marinos en Nueva Inglaterra, Suecia y Brasil. El Centro de Ecosistemas alberga dos de los 26 sitios de Investigación Ecológica a Largo Plazo (LTER) de EE. UU.: Toolik Lake, Alaska y Plum Island, Massachusetts. Los científicos del Centro de Ecosistemas estudian los efectos de la tala de bosques y el cambio de uso de la tierra en la química atmosférica, los procesos de las cuencas hidrográficas y la ecología costera, el enriquecimiento antropogénico del ciclo del nitrógeno a escala global y las respuestas de los ecosistemas al calentamiento global. La directora interina del Ecosystems Center es Anne Giblin. Los ex directores del Centro que todavía forman parte del personal científico son Jerry Melillo, que estudia la biogeoquímica de los ecosistemas terrestres, y John Hobbie, un ecólogo microbiano. El Centro de Ecosistemas se basa en una visión de instalaciones e instrumentación compartidas de laboratorio de ciencia interdisciplinaria y colaborativa y una visión a largo plazo, a gran escala y de todo el sistema de los procesos de los ecosistemas.

Genómica comparada, evolución molecular y ecología microbiana Editar

El Josephine Bay Paul Center for Comparative Molecular Biology and Evolution fue fundado en MBL en 1997 y actualmente está dirigido por David Mark Welch. Al comparar diversos genomas, los científicos del centro están dilucidando las relaciones evolutivas de los sistemas biológicos y describiendo genes y genomas de importancia biomédica y ambiental. Se estudian los microorganismos que se encuentran en una amplia gama de ecosistemas, incluido el microbioma humano. Mitchell Sogin, fundador del Bay Paul Center, también fundó dos cursos en el MBL: el Taller sobre Evolución Molecular y Estrategias y Técnicas para Analizar Estructuras de Poblaciones Microbianas. En 2003-2004, Sogin lanzó el Censo Internacional de Microbios Marinos, un esfuerzo global para describir la biodiversidad de los microorganismos marinos. Los primeros resultados de este censo en 2006 revelaron entre 10 y 100 veces más tipos de microbios marinos de lo esperado, y la gran mayoría son microorganismos previamente desconocidos y de baja abundancia que ahora se denominan "biosfera rara". Otros proyectos del Bay Paul Center se centran en microbios que viven en ambientes extremos, desde respiraderos hidrotermales hasta ecosistemas altamente ácidos, lo que puede conducir a una mejor comprensión de la vida que podría existir en otros planetas. Las actividades en el Bay Paul Center están respaldadas por secuenciación avanzada de ADN y otros equipos de genómica en la Instalación de Genética Ecológica y Evolutiva Keck del centro.

El MBL ofrece una variedad de cursos, talleres, conferencias y pasantías durante todo el año. [1] [16] En el centro de sus programas se encuentran más de 20 cursos de capacitación en investigación avanzada, cursos de posgrado en temas que van desde fisiología, embriología, neurobiología y microbiología hasta imágenes y computación integrados con la investigación biológica. [1] [16]

Además, el MBL organiza cursos para estudiantes de pregrado y posgrado de la Universidad de Chicago y otras facultades y universidades, así como talleres y conferencias, con capacidad para más de 2600 participantes en 2016. [1] [16] [17]


¡Bienvenido al laboratorio de Bradford!

¿Por qué centrarse en el carbono y los ecosistemas? Los suelos y las plantas almacenan grandes cantidades de carbono. Las perturbaciones que degradan los ecosistemas lo liberan a la atmósfera, en formas como dióxido de carbono y metano, lo que contribuye a nuestro clima cambiante. Pero los suelos y los ecosistemas son mucho más que depósitos de carbono: su salud está directamente relacionada con la purificación del agua, la prevención de inundaciones, el mantenimiento de la biodiversidad y la producción agrícola. Por lo tanto, comprender cómo y por qué las plantas, los animales, los microbios y los suelos responden al cambio ambiental nos ayudará a comprender las consecuencias para el bienestar humano y ambiental, y cómo podemos manejarlas.

Utilizamos enfoques experimentales y observacionales para investigar estos efectos del cambio global, tanto en el campo como en el laboratorio. Trabajamos principalmente en bosques, tierras agrícolas y pastizales en los Estados Unidos.

El objetivo general de nuestra investigación es proporcionar la comprensión mecanicista necesaria para una predicción confiable de los impactos del cambio global en los ecosistemas, sus probables retroalimentaciones al sistema climático y desarrollar una comprensión que informa la gestión [más] sostenible de los servicios agronómicos y ambientales.

Como revelan nuestros objetivos de investigación, estamos combinando cada vez más la ciencia básica y aplicada, y nuestro trabajo es más avanzado para el manejo de los bosques urbanos y para traducir los objetivos de salud del suelo en resultados agronómicos. Para llegar a las partes interesadas, estamos trabajando para producir artículos y resúmenes concisos de la investigación que se informa en ellos. Vea, por ejemplo, un artículo invitado reciente que produjimos sobre iniciativas de salud del suelo para el Instituto de Cambio Global de Aspen haciendo clic aquí, y uno de nuestros recientes de una página Resúmenes de publicación haciendo clic aquí, que muestra cómo un mayor contenido de carbono en el suelo ayuda a obtener rendimientos de maíz "a prueba de sequía". Para los bosques urbanos, estamos colaborando con organizaciones de políticas y prácticas como Natural Areas Conservancy para ayudar a producir informes como el que está disponible al hacer clic aquí, que destaca la importancia, las amenazas y las oportunidades para proteger los bosques en las ciudades.


La pérdida local y la homogeneización espacial de la diversidad vegetal reducen la multifuncionalidad del ecosistema

La biodiversidad está disminuyendo en muchas comunidades locales al mismo tiempo que se homogeneiza cada vez más en el espacio. Los experimentos muestran que la pérdida de especies de plantas locales reduce el funcionamiento y los servicios del ecosistema, pero el papel de la homogeneización espacial de la composición de la comunidad y la interacción potencial entre la diversidad a diferentes escalas para mantener el funcionamiento del ecosistema sigue sin estar claro, especialmente cuando se consideran muchas funciones (multifuncionalidad del ecosistema). Presentamos un análisis de ocho funciones del ecosistema medidas en 65 pastizales en todo el mundo. Encontramos que los pastizales más diversos, aquellos con comunidades locales ricas en especies (diversidad α) y grandes diferencias de composición entre localidades (diversidad β), tenían niveles más altos de multifuncionalidad. Además, la diversidad α y β afectó sinérgicamente la multifuncionalidad, con niveles más altos de diversidad en una escala que amplificaron la contribución a las funciones ecológicas en la otra escala. La identidad de las especies que influyen en el funcionamiento del ecosistema difiere entre las funciones y las comunidades locales, lo que explica por qué los pastizales más diversos mantuvieron una mayor funcionalidad cuando se consideraron más funciones y localidades. Estos resultados fueron robustos a la variación en los impulsores ambientales. Nuestros hallazgos revelan que la diversidad de plantas, tanto a escala local como paisajística, contribuye al mantenimiento de múltiples servicios ecosistémicos proporcionados por los pastizales. Por lo tanto, preservar el funcionamiento de los ecosistemas requiere la conservación de la biodiversidad tanto dentro como entre las comunidades ecológicas.


Grado 4

Ciencias de la vida: ecosistemas Introducción y narrativa del flujo conceptual

Introducción: los Unidad de Ciencias de la Vida de 4to Grado se enfoca en los ecosistemas y aborda los Estándares de Ciencias de California para Ciencias de la Vida de 4º grado. Al final de la unidad, los estudiantes sabrán: los ecosistemas son comunidades de organismos que interactúan entre sí y con su entorno físico, que los factores vivos se denominan factores bióticos y los factores no vivos se denominan factores abióticos. Los biomas tienen factores bióticos y abióticos específicos que los hacen cada uno. un único, todos los organismos tienen necesidades que son satisfechas por su entorno y las adaptaciones proporcionan una ventaja para satisfacer esas necesidades interacciones básicas en los ecosistemas son las cadenas alimentarias y las redes alimentarias en las que los ciclos de materia y la energía fluyen con el tiempo, los ecosistemas mantienen un equilibrio, pero ese equilibrio puede ser cambiado positiva o negativamente por acciones naturales y humanas. los Unidad de Ciencias de la Vida de 4 ° grado se presenta a los estudiantes a través de una serie de investigaciones, experimentos, experiencias de aprendizaje activo, preguntas y evaluaciones. Las evaluaciones incluyen: evaluaciones previas, posteriores y 3 formativas.

Narrativa de flujo conceptual: los Narrativa de flujo conceptual de cuarto grado para las ciencias de la vida: ecosistemas se basa en los conceptos presentados en el diagrama de flujo conceptual al describir los conceptos abordados en cada lección y los vínculos que conectan cada lección con la siguiente. Las lecciones están vinculadas a la lección anterior y la lección que sigue a través de una historia conceptual para permitir el desarrollo de la comprensión de los estudiantes a medida que avanzan de un concepto al siguiente.

Después de que los estudiantes hayan completado el Preevaluación, comienzan su exploración de las ciencias de la vida con Lección 1, "Paseo por la escuela". En esta lección, los estudiantes aprenden que el mundo consta de componentes bióticos (vivos) y abióticos (no vivos). Los estudiantes aprenden que estos componentes se pueden identificar en cualquier lugar, incluidos los terrenos de la escuela.

En la lección anterior, los estudiantes aprendieron las diferencias entre cosas bióticas y abióticas. En Lección 2, "Estudio de la trama" los estudiantes aprenden que estos componentes interactúan en un ecosistema. Los estudiantes estudian una pequeña parcela de los terrenos de la escuela para identificar factores abióticos y bióticos y diferentes tipos de interacciones.

En Lección 3, "Biomas" los estudiantes aplican su comprensión de la interacción de los componentes bióticos y abióticos de un ambiente a biomas específicos. Los estudiantes investigan varios biomas (por ejemplo, tundra, desierto, pastizales) y comparan y contrastan factores bióticos y abióticos. Resumen su aprendizaje en un libro plegable.

Evaluación formativa # 1 está alineado con los conceptos de las lecciones 1-3. Como evaluación formativa, las respuestas de los estudiantes brindan retroalimentación al maestro y al estudiante para cualquier ajuste en el aprendizaje. En la Evaluación formativa n. ° 1, los estudiantes demuestran su comprensión de que los ecosistemas están hechos de factores abióticos y bióticos que interactúan entre sí. Se les pide a los estudiantes que identifiquen los componentes abióticos y bióticos en un bioma del desierto y que expliquen dos tipos de interacciones específicas (por ejemplo, una serpiente que interactúa con una roca para refugiarse, un lagarto que come insectos como alimento, un cactus que usa la lluvia como agua).

La lección 3 resume el concepto de que los ecosistemas están hechos de interacciones entre componentes bióticos y abióticos. Lección 4, “Necesidades básicas, ”Presenta los conceptos de que los seres vivos tienen necesidades que se satisfacen en su entorno, y los seres vivos tienen adaptaciones que les ayudan a satisfacer mejor sus necesidades. En la Lección 4, los estudiantes comparan las necesidades de los seres humanos, las mascotas y los animales salvajes para encontrar las necesidades comunes de comida, agua, refugio y espacio.

En la lección anterior, los estudiantes aprendieron que los seres vivos tienen necesidades que se satisfacen en su entorno. En esta lección, los estudiantes aprenden cómo el equilibrio de alimentos, agua, refugio y espacio impacta a los seres vivos. En Lección 5, “¡Oh Heron! Juego del ecosistema,” los estudiantes juegan un juego de simulación para aprender cómo el equilibrio de comida, agua, refugio y espacio impacta a los seres vivos. Los estudiantes reconocen el reflujo y el flujo de recursos y la cantidad de organismos dentro de un área determinada y que si los recursos son limitados, los organismos pueden morir.

Habiendo aprendido la importancia del equilibrio para la supervivencia en la Lección 5, los estudiantes de "Lección 6, ¡Huele esto!" explorar cómo las adaptaciones proporcionan una ventaja a los seres vivos para satisfacer sus necesidades. En una simulación, los estudiantes aprenden que los receptores olfativos de Island Fox están adaptados para un agudo sentido del olfato que el zorro usa para comunicarse y obtener comida.

En Lección 7, "Guantes de grasa: todo es cuestión de aislamiento" los estudiantes continúan explorando las adaptaciones como una ventaja para un entorno particular. En esta lección, los estudiantes usan "guantes de grasa" para reconocer cómo la grasa permite que los animales funcionen en los ecosistemas marinos polares.

Habiendo experimentado ejemplos de adaptaciones de animales en la Lección 6 y la Lección 7, Lección 8, “Adaptaciones de semillas para dispersión, ”Brinda oportunidades para investigar cómo se adaptan las semillas para la dispersión. Los estudiantes observan una variedad de semillas, identificando adaptaciones para la dispersión que incluyen vuelo, flotación y transportadas por animales. Los estudiantes diseñan semillas con adaptaciones para cumplir con uno de estos modos de transporte.

Un viaje de campo a Lotusland es el ímpetu para Lección 9, "Lotusland. " En esta lección, los estudiantes aplican los conceptos de adaptación e interdependencia ecológica en un jardín botánico diverso. Si bien esta lección no es opcional, si no se puede programar una excursión, los estudiantes deben haber desarrollado una comprensión de estos conceptos en las lecciones 4-8.

Evaluación formativa # 2 se da después de la Lección 9 como un indicador de la comprensión de los estudiantes de las Lecciones 4-9 de que los seres vivos tienen necesidades satisfechas por su entorno y que las adaptaciones proporcionan una ventaja para satisfacer esas necesidades. Como evaluación formativa, las respuestas de los estudiantes brindan retroalimentación al maestro y al estudiante para cualquier ajuste en el aprendizaje. En esta evaluación, los estudiantes demuestran sus conocimientos en una simulación sobre camuflaje en la que recopilan, grafican, grafican e interpretan los datos que sustentan los conceptos de adaptación.

Lección 10, “Cadena alimentaria, introduce el tercer subconcepto de que los ciclos de materia y la energía fluyen en los ecosistemas. En la Lección 10, los estudiantes aprenden sobre la interacción de los seres vivos en una cadena alimentaria como un ejemplo de cómo la materia circula. Los estudiantes crean cadenas alimenticias para al menos 2 biomas diferentes para que puedan reconocer que todas las cadenas alimenticias usan la energía del sol para que los productores produzcan nutrientes. Los productores son consumidos por los consumidores (herbívoros), que son consumidos por otros consumidores (carnívoros u omnívoros). Los descomponedores descomponen a los productores y consumidores, devolviendo los nutrientes (materia) al suelo para que los productores los utilicen nuevamente.

En la lección anterior, el énfasis estaba en el productor y el consumidor. En Lección 11, "Compostadores de reptiles" students learn how decomposers break down matter and return it to the soil. Students build worm composters and observe how the worms help decay the garbage, converting it to rich nutrients for the soil.

En Lesson 12, “Mighty Microorganisms,” microorganisms are introduced as another kind of decomposer. Students investigate the impact of mold on bread, and view slides of other microorganisms that recycle matter. Students understand that microorganisms can be both beneficial (as in decomposers) and harmful as in those that cause disease.

In previous Lessons 10-12, students learned that food chains, with all of the parts (producer, consumer, decomposer), recycle matter. En Lesson 13, “Matter Cycles— Sum It Up,” students perform a readers’ theatre to summarize their key learning from the previous lessons.

En Lesson 14, “Energy Flow,” students conduct a simulation that represents the flow of energy through a food chain from the producer to the top consumers. This lesson serves as an introduction to this concept that students will learn more deeply in middle school.

Students build on their knowledge about food chains and apply it to food webs in Lesson 15, “Food Webs.” In this lesson, students build a food web from yarn to learn that a food web is the interaction of food chains within a specific community. Students also learn that food webs provide various pathways for matter to cycle and energy to flow, and that a change (e.g., removal of one producer or consumer) to one part of a web, impacts all of the food chains in the web.

Formative Assessment #3 is given after Lesson 15 as a indicator of student understanding from Lessons 10-15 that matter cycles and energy flows in food webs/food chains through producers, consumers and decomposers. Students are given information about a food web in the Channel Islands. They are asked to create the food chains that make up the food web, and identify and label the roles of each organism (producer, consumer, decomposer, herbivore, carnivore and omnivore). They must also indicate the flow of energy with arrows. As a formative assessment, student answers provide feedback to the teacher and student for any adjustments in the learning.

The unit concludes with two lessons that introduce the concept of ecological balance. En Lesson 5, “Oh Heron,” students participated in a simulation game in which the number of living organisms was dependent on the amount of resources available. En Lesson 16, It’s An Otter Story,” students investigate the impact of human action on ecological balance recognizing that it can have a positive or negative impact. En Lesson 17, “Island Fox Outreach,” personnel from the Channel Islands come to the classroom to solidify student understanding about human impact using examples from the Channel Islands.

Upon completion of the 17 lessons, students take a Post-Assessment to determine their overall understanding of the concepts presented in the unit.


Biocontainment Research Facilities

Map of NBL and RBL facility locations in the United States. The facilities are listed below.

Map of NBL and RBL facility locations in the United States. The facilities are listed below.

The National Biocontainment Laboratories (NBLs) and Regional Biocontainment Laboratories (RBLs) provide BSL4/3/2 and BSL3/2 biocontainment facilities, respectively, for research on biodefense and emerging infectious disease agents.

Investigators in academia, not-for-profit organizations, industry, and government studying biodefense and emerging infectious diseases may request the use of biocontainment laboratories. Please contact the NBLs and RBLs directly for further information.


Welcome to the Searle Lab website!

It was great to celebrate in person the graduation of Hector Zumbado-Ulate and Meredith Scherer! Congratulations to you both!

Hector successfully defended his Ph.D. research today! Congratulations to the newly minted Dr. Zumbado-Ulate!

Our last lab meeting of the semester was today. Here's our lab photo for 2020!

We spent a beautiful day today working hard to remove the in-ground mesocosms from Martell.

Congratulations to Spencer for being awarded the Graduate Teaching Award! Photo = Spencer training lab undergrads in methods of amphibian sampling.

Fall semester has begun and we have one new undergraduate joining the lab. Welcome Margaret!

We have two new undergraduate students joining us this summer. Lulu Davis is a Purdue student who will be joining us through the Summer Stays program. Fabiola Fontan is a student at the University of Puerto Rico Humacao, who is working remotely and supported through an NSF REU. Welcome to the lab Lulu and Fabiola!

Congratulations to Paradyse on being awarded an NSF Graduate Research Fellowship! Paradyse will be studying the effects of abiotic stressors on disease susceptibility in amphibians.

Kacie made the most amazing cookies for lab meeting today!

Spring semester has begun and we have one new undergraduate joining the lab. Welcome Allison!

Congratulations to our three graduating seniors, Brittany, Kiersten and Marin! Best of luck with everything in your future - we will miss you! 

Left to right: Brittany, Kiersten, Cat, Marin

Brittany presented the results of her honors thesis at Purdue's undergraduate research conference today. Her poster was titled "Effects of salinity on invasion in freshwater communities."

Kacie has been leading efforts to collect Daphnia for our upcoming experiments on evolutionary rescue. There have been some beautiful (and not so beautiful) days! 

Fall semester has started and we have several new people. First, Paradyse Blackwood is joining us as a new Ph.D. student. Paradyse received a B.S. from Binghamton University and is interested in studying the interactive effects of abiotic stressors on disease susceptibility in amphibians. Welcome to the lab Paradyse!

We also have four (!) new undergraduates joining the lab. Welcome to Emily, Meredith, Diego, and Maddie!

Today's the last day of the Ecological Society of America meeting where Cat, Hector, Spencer, Stephanie, Kiersten and Mariah all presented. We had a great time!

Left to right: Spencer, Kiersten, Mariah, Hector, Cat

Hector's latest paper was on the cover of Diversity. You can see the image here. 

Today we said goodbye to Isa Adarve who has been an intern in our lab for the last six months. She will be missed!

Left to right: Marin, Isa, Kacie, Stephanie, Spencer, Emily, Mariah

Hector presented the results of his most recent paper at the Interdisciplinary Programs reception today. You can find more about his work here.

Congratulations to our two seniors who are graduating this spring, David Prather and Mariah Burgmeier. We wish you the best of luck with everything in your future! 

We finally got an updated lab photo!

Hector's latest paper was just published in Ecology and Evolution. He found that Bd infection is common in tropical lowland ecosystems in Costa Rica. Check it out here. 

Gray is apparently the color of the day!

Left to right: Kiersten, Isa, David, Kacie, Spencer

We are very proud of the undergraduates in our lab who presented at the Purdue Undergraduate Research Conference!

Left to right: Brittany, Marin, Isa, Mariah, and David (misssing: Kiersten)

Congratulations to Spencer on being awarded the A.A. Lindsey Graduate Fellowship in Ecology. Spencer will be using the funds to support his field sampling at the Ross Reserve this winter.

Congratulations to Brittany for being awarded a research grant from the Office of Undergraduate Research! Brittany will be using the funds to study the effects of salinity on species invasions.

Isabel Adarve, a visiting student from EAFIT University in Colombia, just arrived and will be working in the lab through June. Isa will be studying the effects of leaf litter on Bd growth. Welcome to the lab Isa!

Abbie's first, first-authored paper just came out in Freshwater Biology! She looked at the effects of elevated salinity on host-pathogen interactions in Daphnia. Check it out here.

Laura's project investigating the interactive effects of salinity and duckweed on Daphnia is looking good!

Everyone worked hard to dig the artificial ponds today! We'll be looking at establishment of amphibians and their parasites in these containers through time.

Kacie did a great job setting up the mesocosm experiment at the Ross Reserve today. She is studying the effects of salinity on freshwater communities. 

We've had a busy summer! Here are some photos from our summer field sampling and experiments:

Mariah did a great job presenting the results of her summer research at the SURF symposium today. Her talk was titled "Effect of salts on the amphibian chytrid fungus, Batrachochhytrium dendrobatidis."

Congratulations to Hector on being awarded a Yeunkyung Woo Achieve Excellence Travel Award! Hector will be using the award to travel to the Amphibian Disease annual meeting in Arizona this October. There, he will present the results of his research on disease dynamics of two critically endangered Costa Rican frogs. 

Summer has started and we have three new undergraduates joining the lab. Jeannine and Mariah will be studying Bd dynamics in Indiana while Kiersten will be travelling to Costa Rica to study endangered frog populations. Welcome to the lab!

We have a new technician joining the lab, Kacie Jonasen, who comes to us from the University of Illinois at Urbana-Champaign. Welcome to the lab Kacie! 

Congratulations to our graduating seniors: Juliana Ilmain, Mackenzie Chapman, and Prasanna Janakiraman! Juliana will begin graduate school at NYU this fall while both Mackenzie and Prasanna will continue their education at Purdue. Best of luck to all of you!

      

Juliana, Mackenzie, and David presented the results from their honors theses at the Purdue Undergraduate Research Conference.


PAWR launches new lab for open-source 5G SA software

The Platforms for Advanced Wireless Research (PAWR) Project Office is moving to support development and testing of an open-source Standalone 5G software stack from the OpenAirInterface (OAI) Software Alliance, with the launch of OpenAirX-Labs (OAX).

The lab launch under PAWR gives a U.S.-based home to work from OAI, which has had its home in Europe, and expands the potential ecosystem of companies and partners.

OAX will be located at the Institute for the Wireless Internet of Things at Northeastern University in Boston, and PAWR says it will mirror a similar OpenAirInterface test location at Eurecom in France, which has a cloud-based Continuous Integration and Development (CI/CD) suite and provides a neutral, remotely accessible lab environment. Once the initial development and testing are complete, PAWR said, the open-source 5G software will be set up as a new software profile on PAWR’s wireless test beds it has two currently operational, one in New York City and on in Salt Lake City, with another being built in the Research Triangle area of North Carolina and a fourth, rural wireless testbed to be announced later this month.

Researchers will have access to the software profile for “ongoing exploration of 5G spectrum sharing, network automation, and other advanced wireless technologies,” PAWR said. OAX will have an end-to-end 5G implementation for development and testing across multiple metrics, according to PAWR, and it will also maintain a “crowd sourced inventory of different ecosystem solutions to encourage increased collaboration and critical interoperability testing.”

“The launch of OAX puts muscle not only behind U.S. efforts to expand the capabilities and performance of 5G networks, but also behind the technologies that will move the wireless industry beyond 5G,” said PAWR Technical Program Director Abhimanyu (Manu) Gosain. “By hosting OAX as part of the PAWR program, we are also ensuring there is a clear path from software development through to testing and prototyping of new software, hardware, and wireless applications.”

PAWR is a public-private partnership for wireless research, funded by the National Science Foundation and nearly three dozen wireless companies and associations. OAX specifically is funded by both the NSF and the U.S. Department of Defense’s Office of the Under Secretary of Defense for Research and Engineering, which is awarded under PAWR’s umbrella.

Founding industry partners for OAX include Facebook, Interdigital, NI, Qualcomm, Radisys, and Xilinx, which are also part of PAWR’s existing industry consortium.

Charles Schroeder, NI fellow, said in a statement that OAX will “expand accessibility of 5G and beyond to an entire ecosystem of innovators.” Laurent Depersin, director of InterDigital’s Home Experience Lab, said that OAX “will enable new levels of collaboration and develop a path forward for the Open RAN ecosystems integral to Beyond 5G and 6G initiatives.”

Ed Tiedemann, SVP of engineering at Qualcomm, noted that “The mission of extending the Open Air Interface 5G stack implementation with additional features and O&M capabilities that are essential for U.S. government 5G-related R&D projects is vital for maintaining and growing U.S. government and academic research leadership in 5G (and beyond) technologies.”

“As networks evolve toward more disaggregated and virtualized environments, there are significant opportunities to optimize and innovate on network operations. However, those opportunities have largely been limited to organizations with access to commercial software, making it difficult to broaden the 5G innovation ecosystem,” PAWR said in a release announcing OAX, which it said “promises to provide a vital resource for development work and interoperability testing specific to Open RAN.” PAWR noted that it is already “closely partnered” with Open RAN players its NYC and SLC testbeds hosted North American Open RAN test events last year.


APES (A.P. Environmental Science) Notes & Handouts First semester

TEXTBOOK: Friedland and Relyea. Environmental Science for AP. New York, NY: W.H. Freeman and Company, 2015.

SUPPLEMENTARY RESOURCE: Williams, Linda. 5 Steps to a 5: AP Environmental Science.. New York, NY: McGraw-Hill. (updated yearly)



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NOTE ON PAPER COPIES:
I will photocopy or print any document for any student, as long as the request is made ahead of time and not the day we are doing the activity.
Hard copies of documents will be made available to those who need them, but I am encouraging students to use the web site whenever possible.

Students may download the notes and keep them in the electronic format.


Ver el vídeo: Biología 17 Ecología Población, Comunidad (Febrero 2023).