La aplicación imita los procesos evolutivos que se dan en poblaciones de organismos unicelulares, que podemos examinar según los colores de éstos. Como es de esperar, los organismos que se beneficien de las distintas mutaciones, con el paso del tiempo dominarán el mundo o ecosistema.

Ya tenemos la aplicación en pantalla, ahora simplemente con que pulses en el botón Continuar con el proceso empezará el ecosistema a crear organismos y éstos a interactuar.

Si deseamos configurar nuestro laboratorio a medida, tenderemos que hacer uso del menú Mundo, opción Parámetros… veamos cuales son las posibilidades:

La pestaña General presenta las siguientes opciones:

• Idioma. Disponemos de tres posibilidades: Español, Catalán e Inglés.

• Tiempo por imagen. Para controlar la velocidad de la simulación.

• Aceleración por hardware. Podemos especificar si deseamos utilizar las librerías OpenGL, opción muy recomendable, a la vez que marcamos la casilla Deshabilitar fbobject, tal como nos muestra la ilustración.

En la pestaña Mundo podemos especificar las dimensiones del mismo mediante los parámetros Anchura y Altura.

También podemos especificar la cantidad de Oxigeno y de Dióxido de carbono inicial que disponemos al crear el mundo.

Además contamos con los parámetros Coeficiente de rozamiento y Coeficiente de elasticidad, entendiendo como tales la cantidad de movimiento de los organismos en cada imagen y después de las colisiones.

Una vez definido los aspectos más generales del mundo, podemos mediante la pestaña Organismos especificar atributos más concretos del mismo, así disponemos:

• Número inicial de organismos en el mundo.

• Energía inicial de que disponen los organismos.

• Tiempo de vida de éstos.

• % de mutación o coeficiente de mutación, es decir, probabilidad de que se produzca en un descendiente.

• Divisor para el coste de mantenimiento de los segmentos. Número que divide la longitud de los segmentos (un organismo está formado por un conjunto de segmentos que representan su código genético) para establecer la cantidad de energía que se consume por imagen.

• Divisor al drenaje de sustancias. Número que divide la cantidad de dióxido de carbono presente en el ambiente para así determinar cuánto pueden drenar los organismos en una sola imagen.

En la pestaña Metabolismo nos encontramos con dos áreas:

• Metabolismo fotosintético. Con la opción Divisor de la energía obtenida, es decir, especificamos la cantidad de energía solar que puede captar un organismo, en base a sus segmentos verdes.

• Metabolismo quimioorganotrófico. Dos opciones encontramos en esta área: Energía obtenida o energía que un organismo roba de otro cuando choca y Proporción de energía desprendida o liberada en forma de dióxido de carbono en vez de pasar al organismo.

En la pestaña Genes, podemos especificar la Probabilidad de que determinado gen aparezca cuando se produzca una mutación o en un organismo aleatorio. Además de especificar el Coste, expresado en energía que supone utilizar este gen o segmento de este color.

Color

Funcionalidad

Rojo

Obtención de energía de la materia orgánica (colisiones).

Verde

Obtención de energía del sol y dióxido de carbono.

Azul

Invulnerabilidad, si a un organismo se le activa un segmento azul no reaccionará en las colisiones contra los segmentos rojos, blancos y grises.

Cian

Movilidad del organismo, permite al organismo moverse en el mundo.

Blanco

Infección, es decir, infectan a los organismos con los que colisionan, inyectando sus propios genes.

Gris

Organismo nocivo, cuando un organismo está gris, debido a que se haya activado este segmento, si toca a otro morirá inmediatamente.

Amarillo

Fertilidad del organismo, a más segmentos amarillos más posibilidades de producir descendientes.

Marrón

Nos indica que el organismo está muerto.

El proceso para interactuar con otros mundos, otras instancias de la aplicación, en un mismo ordenador o en diferente es el siguiente:

1.-Mediante el menú Red, opción Configurar red, especificamos que Permitimos conexiones de otros usuarios, así como el Número máximo de conexiones y el Puerto por el que se van a conectar.

2.-Posteriormente, hemos de conectar con el mundo que deseamos, para ello tenemos que indicar la IP y el Puerto del la máquina a la que deseamos conectarnos.

Pulsa el botón Nueva conexión.

Aparecerán en tu mundo dos recuadros, uno azul y otro rojo. Los organismos que entren en el recuadro azul caerán al otro lado de la conexión y los que vengan del otro mundo aparecerán en el recuadro rojo.

Seleccionando un organismo, haz clic con el ratón, podemos observar las propiedades del mismo. En primera instancia aparece la ventana de estado que te mostramos en la ilustración. En ella podemos distinguir los siguientes atributos: identificador, identificador del padre, edad, energía, hijos, etc.

Si pulsas sobre el botón Examinar los genes, obtendrás una lista detallada de los mismos, así como los atributos de reproducción. En la siguiente ilustración te mostramos un ejemplo.

Quizás nuestro objetivo final sea el estudio de cómo ha evolucionado nuestro mundo, para ello disponemos de la opción Estadísticas del menú Mundo que te mostramos en la imagen.

Como se puede apreciar, disponemos de abundantes datos agrupados en las siguientes categorías:

• Estado actual.

• Seres notables.

• Historia del mundo.

• Atmosfera.

1.- Pulsa sobre la opción Laboratorio genético del menú Mundo

2.- En esta pantalla puedes crear el nuevo organismo, para ello dispones de los atributos siguientes:

• Número de segmentos de los que está formado el organismo, en principio cero e irá incrementándose a la vez que añadamos genes.

• Simetría, nos indica cuantas veces repetirá el patrón de segmento que añadas.

• Espejo, posibilidad de definir el organismo simétrico.

• Dispersa de hijos, opción que configuramos para decidir si sus descendientes dispondrán de la misma velocidad y dirección.

• Energía para reproducirse.

• Tiempo de vida del organismo.

Pulsa sobre el botón Añadir y empieza a incluir segmentos en el organismo.

Para cada gen puedes elegir el Color y las coordenadas X e Y. Repite este proceso con los genes que desees. Fíjate en el organismo que hemos creado.

3.-Una vez creado el organismo haz clic en Copiar al portapapeles y en la pantalla principal del mundo, en un sitio vacío, haz clic con el botón derecho del ratón, elige la opción Pegar y tendrás al nuevo organismo en el mundo.

Si lo que deseas es modificar un organismo, primero has de seleccionarlo en el mundo y con el botón derecho pulsar sobre la opción Copiar. Ahora si abres el laboratorio genético, Mundo, Laboratorio genético, aparecerá toda su información genética para que la modifiques.

La primera opción que hemos de elegir al arrancar la aplicación, es seleccionar entre las opciones Básico y Configurable.

La opción configurable, permite definir los siguientes aspectos:

• Número de mitozoos.

• Numero de comidas.

• Frecuencia de comidas.

• Probabilidad de mutación.

Ya dispones de tu mundo en acción. Si te fijas, en la parte superior de la aplicación, se encuentran las distintas pestañas, que te permiten visualizar distintos tipos de información.

Por ejemplo, en la pestaña Convenciones, puedes observar la leyenda genérica de un mitozoo.

La siguiente pestaña Bitácora, ofrece un resumen de cómo ha ido evolucionando el mundo. Fíjate que te indica cuando ocurrió, que ocurrió y cuál es código genético afectado.

La pestaña Dinámica de poblaciones¸ presenta un diagrama con las fluctuaciones de los mitozoos y la comida existente a lo largo de la vida del mundo.

Paisaje genético, nos muestra como han ido evolucionando y mutando los distintos genes a lo largo de la simulación.

Una actividad de laboratorio interesante es intentar descifrar cual va a ser la apariencia física y el comportamiento de nuestros mitizoos, en función de los genes de que disponga. Es un buen ejercicio de observación y predicción para los alumnos que han de seguir una metodología científica para concretar sus resultados.

1.-Pulsa sobre la pestaña Codificador de mitozoos, situada en la parte superior derecha de la aplicación.

2.-Haz clic en la figura Codifica un mitozoo

3.- Ahora tienes que construir el código genético de tu mitozoo. Para ello, ve seleccionado los distintos genes que desees con el ratón.

4.-Una vez completada la secuencia, haz clic en la parte superior izquierda en la flechita negra y tu mitozoo saldrá del codificador y se unirá al mundo.

En la página Web de la aplicación, dispones de un completo manual del profesor en formato PDF. En él podrás encontrar actividades para desarrollar en clase.

La siguiente aplicación que te proponemos es Atomix. Con ella podrás construir moléculas a la vez que te diviertes. Para su instalación en Linux necesitas los paquetes atomix y atomix-data. En Windows basta con que utilices tu buscador favorito con la siguiente secuencia de búsqueda: “atomix + química + Windows”. En la siguiente dirección, que hemos obtenido como resultado de la búsqueda, puedes descargártela: http://www.victorlopezjuan.com/blog/categorias/ciencia/fisicaquimica/

El objetivo de la aplicación es construir las moléculas que nos piden, observa en la parte derecha de la aplicación la molécula H₂O (agua).

Para ello, tendremos que ir moviendo los distintos átomos de la misma, con el ratón.

Recuerda que en el capítulo 4 “Instalación de programas” te contamos detenidamente como instalar las aplicaciones en Linux.

La pantalla principal de la aplicación muestra la tabla periódica en el centro. En la parte izquierda de la aplicación encontramos el conjunto de herramientas y utilidades. Para visualizar detalladamente un elemento realiza doble clic sobre él y aparecerá la ventana de propiedades del mismo. En ella, puedes obtener información sobre las siguientes áreas:

• Resumen.

• Imagen.

• Modelo atómico.

• Información química.

• Energías.

• Varios.

• Espectro.

Observémoslas en detalle:

En el área Resumen “Overview”, podemos obtener la siguiente información:

• Nombre del elemento.

• Símbolo.

• Número atómico.

• Estados de oxidación más importantes

• Masa atómica.

La siguiente área Imagen “Picture”, nos muestra una imagen del elemento seleccionado, aspecto bastante útil para hacernos una idea tangible del mismo.

En el área Modelo Atómico, observamos la representación de las capas electrónicas del elemento. En la figura, los electrones estas representados mediante un círculo amarillo.

Para observar la información química del elemento, haz clic en el icono Información química “Chemical Data”.

Obtendrás información sobre la estructura orbital, densidad, radios e incluso información sobre sus isótopos.

El área de Energías presenta la información disponible sobre las distintas energías del elemento, energía de ionización, electronegatividad, etc.

Varios, muestra datos curiosos sobre el elemento, como por ejemplo, cuando fue descubierto, la abundancia del material en la tierra, origen del nombre, etc.

La última área que dispone la aplicación Espectro, nos enseña el espectro de emisión del elemento.

Fíjate que si deseas exportar este espectro a un fichero, sólo tienes que pulsar en el botón Export Spectrum as Image.

Los botones Next y Previous te permiten navegar por los distintos elementos de la tabla periódica, sin necesidad de pasar a la pantalla principal.

Las operaciones se realizan desde la pestaña Calculate o Cálculos en la parte izquierda de la aplicación.

Veamos un ejemplo sencillo, el cálculo de la masa del alcohol etílico H₃CH₂OH.

1.-Teclea la formula en mayúsculas en el cuadro de texto, tal como muestra la ilustración y haz clic en Calc o Calcular.

2.-Verás que automáticamente se calcula el resultado.

Se trata de realizar un recorrido por el tiempo y observar que elementos hemos ido conociendo a lo largo de éste. Para ello sigue los siguientes pasos:

1.-Selecciona en la parte izquierda de la aplicación la opción TimeLine o Línea Temporal.

2.-Introduce el año deseado, en el ejemplo 1851, o mueve el cursor con el ratón a la fecha deseada.

3.-Fíjate como los elementos que aún no conocíamos se han oscurecido.

Si deseas observar cómo se comportan los distintos elementos a diferentes temperaturas, realiza las siguientes acciones:

1.-Selecciona en la parte izquierda de la aplicación State of Matter “Estado de la matería”

2.-Teclea en el cuadro de texto la temperatura deseada o bien desplázala con el ratón mediante la barra de desplazamiento.

3.-Observa como los elementos cambian de estado: sólido, líquido o gaseoso.

Para visualizar el glosario tienes que elegir la opción Glosary, Glosario del menú Tools, Herramientas.

El glosario se encuentra dividido en dos secciones, conocimiento o conceptos y herramientas, cada una de ellas a su vez está organizada alfabéticamente.

Si lo deseas, puedes directamente realizar una búsqueda en ambas secciones mediante la opción Search, Buscar.

La herramienta gráficos, menú Tools, Herramientas opción Plot Data, Gráficos de datos permite realizar diversos diagramas sobre los elementos. Veamos un ejemplo, vamos a obtener un diagrama de la densidad de los primeros veinte elementos de la tabla periódica.

1.-Haz clic en Tools, Herramientas opción Plot Data, Gráficos de datos.

2.-Selecciona en el recuadro Y-axis la opción Density, Densidad.

3.-Marca las opciones conectar puntos “Connect points” y mostrar nombres de elementos “Show element names”

4.-Selecciona en el recuadro primer elemento “First element” 1.

5.-Selecciona en el recuadro último elemento “Last element” 20.

6.-Haz clic en el botón Plot, Dibujar.

En la siguiente ilustración te mostramos el resultado.

En la figura superior puedes observar la pantalla principal de la aplicación.

Pulsado sobre cualquier elemento se muestran las propiedades del mismo: nombre, símbolo, número atómico, etc. Fíjate en detalle en la ilustración de la izquierda.

Esta aplicación de visualización de gráficos moleculares te sumergirá en el mundo de las moléculas, pudiendo observarlas y estudiarlas detalladamente. En este epígrafe, aprenderás a interactuar con los distintos gráficos, proteínas, ácidos nucléicos y moléculas pequeñas, así como crear las tuyas propias e incluso películas.

Una vez arrancada la aplicación, aparece la pantalla de visualización. En ésta hemos de cargar las moléculas a visualizar. Normalmente por defecto el propio programa viene con un conjunto de archivos de prueba.

Para cargar un archivo de moléculas haz clic en el menú Archivo opción Abrir y localiza el fichero deseado.

Si no dispones de ejemplos, en estas páginas podrás descargarte infinidad de ellos:

http://www.rcsb.org/,

ftp://ftp.wwpdb.org/pub/pdb/data/.

En la ilustración hemos cargado el ácido carbónico.

Ya puedes interactuar con la aplicación, para ello puedes utilizar el ratón girando el gráfico 360º, o bien desde la barra de menú puedes cambiar el tipo de representación (Mostrar) o sus colores (Colores), exportar a archivo (Exportar), etc. Todas estas opciones están también disponibles desde la línea de comandos.

Para mostrar la línea de comandos haz clic en el menú Mostrar opción Línea de comando.

Existen una amplia variedad de comandos: zoom, load, save, zap, etc., los cuáles puedes consultar detenidamente en la ayuda de la aplicación y en las páginas Web que te hemos indicado.

Vamos a ejemplificar la creación de un script, que utilizaremos posteriormente para crear una película. Ésta no es más que la visualización consecutiva de una secuencia de scripts.

1.-Haz clic en el menú Archivo opción Abrir y elige el gráfico con el que deseas interactuar. En la figura te mostramos la molécula del ADN.

2.-Selecciona el menú Mostrar opción Bastones.

3.- Haz clic sobre el menú Opciones, opción Estéreo. Ya dispones del gráfico como te mostramos en la ilustración.

4.- Abre la línea de comandos mediante la opción Línea de comandos del menú Mostrar.

5.-Teclea la siguiente instrucción:

save script dna1.spt.

6.-Ya tienes el script creado y el nombre que le has asignado es dan1.spt.

7.-Si quieres probar el script ejecuta las siguientes instrucciones en la línea de comandos.

zap

script dna1.spt

Fíjate, la primera instrucción borra la pantalla y en la segunda ejecutamos propiamente el script. El resultado obtenido es lo que teníamos en pantalla previamente.

Haz de tener sumo cuidado con los acentos en las rutas de los archivos ya que RasMol puede no procesarlos bien. En el ejemplo que mostramos a continuación, en el fichero dn7.spt tuvimos que cambiar en la instrucción load la palabra “moléculas” por “moleculas” para que surtiera efecto el script.

Las simulaciones están bajo ShareWare y pasados cinco minutos terminan las mismas.

Para más información sobre ShareWare y otros tipos de licencias véase el capítulo 2, panorámica actual del software.

1.-Dirígete con tu navegador favorito hacia la página Web.

2.-En la pantalla principal, haz clic en Browse Gizmos, y busca la sección Grade 3-5, Scientific Method.

4.-Pulsa el botón Go.

5.-Haz clic en el enlace Scientific Method Gizmos.

6.-Ahora en la categoría Growing Plants pulsa el enlace Launch Gizmo.

Cuando cargue la página tendrás tu laboratorio agrícola.

La filosofía es simple, sólo tienes que manejar el ratón.

Arrastra las semillas que desees a los tiestos, añade fertilizante y compost, configura el nivel de agua y la luz que recibirán. Pulsa en el botón play para ver la animación.

Fíjate como van creciendo las semillas. En la parte derecha de la simulación puedes, en cualquier momento, realizar una instantánea, establecer flechas indicadoras, configurar los consejos y el sonido y por último ver una demostración del uso de la simulación.

Dispones también de la pestaña Data que muestra los resultados obtenidos.

Si deseas obtener más información sobre la simulación puedes pulsar sobre el siguiente botón:

situado justo encima de la simulación. Además, encontrarás al final de la página, un cuestionario de preguntas sobre la actividad.

Seguidamente te mostramos dos ejemplos más, el primero sobre las placas tectónicas y el segundo muestra la composición de las células.