LABevo – Un gioco di simulazione di genetica di popolazione

Abbiamo ricevuto da Marina Pescarmona, insegnante di scienze presso il Liceo classico San Giuseppe de Merode di Roma, un gioco didattico di simulazione di genetica di popolazione. Invitiamo gli/le insegnanti a sperimentarlo con le loro classi e a mettere in comune risultati e osservazioni

POPOLAZIONI
Un gioco di simulazione di genetica di popolazione


INDICAZIONI  DIDATTICHE
 
Conoscenze preliminari: 
genoma – gene – alleli – dominante/recessivo – mimetismo- mutazioni  – genoma                  
Obiettivo didattico 
Il gioco mette in risalto il ruolo della contingenza nell’evoluzione delle popolazioni. Le tre popolazioni , alla fine del gioco, divergono per numero di individui, frequenze fenotipiche, genotipiche e alleliche,  a causa dell’assetto genico di partenza, della casualità e del tipo di eventi subiti. 
Suggerimenti
Il gioco consente di agire, al di là della proposta di base, su diverse variabili per  verificarne l’effetto sulla storia della popolazione:
–  la composizione genotipica iniziale delle diverse popolazioni, che può essere uguale o diversa, generata casualmente o decisa dai giocatori per verificare ipotesi specifiche 
–  la dimensione degli eventi: si possono aumentare o diminuire l’area d’impatto del meteorite, il tempo di azione del superpredatore 
–  il numero di coppie che si fanno riprodurre, che può essere o no proporzionale alla numerosità della popolazione
Una discussione finale può mettere in evidenza la relazione tra il risultato e le variabili.
 
REALIZZAZIONE 
    
Il gioco richiede 120 individui  di una specie il cui genoma è costituito da un unico gene (Yellow) con due alleli:  uno “dominante” e uno “recessivo”; la dominanza non è completa per cui il genotipo eterozigote manifesta il carattere in modo riconoscibilmente meno intenso rispetto all’omozigote dominante. 
Il gene è responsabile del mimetismo visivo dell’organismo rispetto  all’ambiente.
Gli individui sono rappresentati da cartoncini rettangolari divisi in due parti su cui con due tonalità di colore diverse (giallo scuro e giallo chiaro) sono rappresentati  due alleli del gene Yellow nelle 3 possibili combinazioni.
I cartoncini si possono ricavare stampando l’immagine allegata poi ritagliandola 
La composizione dell’insieme è la seguente: 
30 individui omozigoti  dominanti giallo scuro/giallo scuro
60 individui omozigoti  recessivi giallo chiaro/giallo chiaro
30 individui eterozigoti giallo scuro/giallo chiaro
Dalla dotazione iniziale si prelevano 15 omozigoti dominanti, 30 omozigoti recessivi e 15 eterozigoti che costituiscono la popolazione originaria 
A seguito di un evento ambientale la popolazione originaria viene separata da un evento ambientale: pertanto l’insieme di individui viene suddiviso a caso in tre popolazioni di 20 individui (si può sfruttare il fatto che i cartoncini degli individui hanno solo un lato colorato, girandoli dal lato bianco) 
Il resto costituisce una riserva per il prosieguo del gioco.
Prima di iniziare il gioco le composizioni delle tre popolazioni devono essere registrate (quanti eterozigoti, quanti omozigoti dominanti e quanti omozigoti recessivi in ciascuna)
Le tre popolazioni partono dall’inizio di  tre percorsi (vedi immagine).
Ogni percorso attraversa 3 tappe.  
A ogni tappa corrisponde una carta che descrive un evento
A ogni turno di gioco, per ogni popolazione, da un mazzo di 9 carte-evento ne viene pescata una (che viene eliminata dal mazzo)
La successione delle 3 carte estratte rappresenta la storia di quella popolazione
Le carte-evento sono le seguenti: 
1) Un mutamento ambientale rende più vantaggiosa la forma allelica dominante: tutti gli individui con fenotipo recessivo sono esclusi dalla successiva riproduzione
2) Un drastico mutamento ambientale rende svantaggiosa la forma allelica dominante: eliminare un terzo degli omozigoti  dominanti
3) Un mutamento ambientale rende (ancora) più svantaggiosa la forma allelica recessiva: eliminare metà degli omozigoti  recessivi
4) Un mutamento ambientale rende più vantaggiosa la forma allelica recessiva: tutti gli individui con fenotipo recessivo sono coinvolti nella successiva riproduzione 
5) Attacca un predatore risparmiando  gli individui mimetizzati: poiché il gene Yellow è responsabile del mimetismo, eliminare la metà dei fenotipi recessivi 
6) Attacca un super predatore non sensibile al mimetismo visivo delle prede: eliminare gli individui che si riescono a “pescare” con una pinza del pane a occhi bendati in 10”
7) Un’eruzione vulcanica provoca effetti distruttivi: eliminare in modo  casuale (individui volti dalla parte non colorata) un terzo della popolazione
8) Un terremoto colpisce la zona: inserire gli “individui” in una bottiglia di plastica in cui si sono ricavate due fessure di dimensione opportuna, scuotere la bottiglia per cinque secondi ed eliminare gli individui che escono
9) Un piccolo meteorite cade sulla zona: spargere gli individui su una superficie di circa 1 mq, far cadere su di loro da un’altezza di 25 cm un disco di cartone di diametro di circa 30 cm (es. quelli per le torte), che rappresenta la zona di impatto; eliminare gli individui che vengono coperti dal disco
Dopo ogni evento avviene una fase di RIPRODUZIONE
Gli individui destinati a riprodursi vengono  estratti a caso in numero di 4 tra tutti quelli sopravvissuti.
Nel caso si sia verificato l’evento 4) agli individui estratti si aggiungono, tra i non estratti, tutti quelli che abbiano fenotipo recessivo (se il numero complessivo così formato è dispari si estrae un altro individuo da aggiungere).
Tra gli individui che si riproducono si formano a caso delle coppie; ogni coppia produce 4 figli: ognuno ha una delle 4 combinazioni possibili di alleli dei genitori.
I nuovi individui vengono immessi nella popolazione prelevandoli dalla riserva.

In allegato le carte del gioco
435
435.ppt (1 MB)