Innovación docente mediante la creación de recursos visuales para el aprendizaje de las ciencias geológicas

En el contexto de los proyectos “Redes de investigación en docencia universitaria de la Universidad de Alicante”, se ha creado la red Banco de imágenes de minerales y rocas. El objetivo es elaborar un banco de imágenes empleando los materiales de las colecciones docentes de mineralogía y petrología, para usarlo como herramienta docente en todos los Grados que imparten alguna asignatura de Geología, así como en los cursos del Grado en Geología. En esta fase de la red, se establecen las pautas para la elaboración del material, utilizando los más altos criterios de calidad en las imágenes obtenidas. Se determina cuál es el instrumental más adecuado para la obtención de las imágenes, el cual depende de las condiciones de la muestra cuya imagen se pretende obtener. Además cada muestra presenta diferentes requisitos de iluminación, que son establecidos tras la realización de numerosos ensayos. Para la obtención de pequeños detalles, se hace uso de instrumental específico (microscopios compuestos y de polarización o lupas) que requiere de adaptadores especiales para poder obtener las imágenes. Una vez creado el banco de imágenes se elaborarán recursos didácticos específicos, como guiones de prácticas, manuales, páginas web y otros recursos que permitan el autoaprendizaje del alumno.

Evaluación de metodologías didácticas en trabajos de fin de grado en titulaciones de Ciencias Experimentales

Mediante encuestas a estudiantes que se encuentran finalizando el Trabajo de Fin de Grado (TFG) y profesores que dirigen de los seis grados de la facultad de Ciencias (Biología, Ciencias del Mar, Geología, Matemáticas, Óptica y Optometría, Química) de la Universidad de Alicante, se han identificado los puntos de menor fortaleza de los TFGs independientemente para cada grado. A continuación, hemos comparado los resultados entre grados para ver el nivel de similitud entre ellos y la singularidad de cada uno de ellos. A partir de ahí, hemos identificado los posibles factores que configuran cada TFG con el fin de intentar entender su singularidad en cada caso. Esta información es importante para ayudarnos a comprender cómo se podrían fortalecer posibles carencias en TFGs específicos. Con esta información y en base a la experiencia previa, proponemos medidas que permitan favorecer la implementación y desarrollo de los TFGs. Con estas propuestas se espera mejorar la eficiencia de los TFGs y conseguir un mayor nivel de satisfacción y el rendimiento en esta asignatura común en todos los grados.

Análisis de los Trabajos de Fin de Grado desde la visión docente

El Trabajo Fin de Grado (TFG) en los grados de la Facultad de Ciencias, constituye una asignatura con importantes competencias transversales que representa la fase final del plan de estudios, y supone la realización por parte del estudiante de un proyecto, memoria o estudio bajo la supervisión de un tutor o tutora. En este trabajo se realiza un estudio general de los TFGs y la utilización del UA-project, desde la visión del profesorado. Para poder optimizar el desarrollo de los TFGs, en este trabajo se realizó un análisis interno mediante un cuestionario. Para dar mayor amplitud y proyección a la propuesta se han enviado los cuestionarios a profesores de todos los grados de la Facultad de Ciencias: Biología, Ciencias del Mar, Química, Geología, Matemáticas y Óptica y Optometría. Estos cuestionarios reflejan la experiencia docente obtenida en los últimos años en la tutorización de los TFGs, para así poder obtener conclusiones e ideas de mejora para su posterior aplicación.

Adaptación de los TFGs de Ciencias al Espacio Europeo de Educación Superior: valoración del alumnado

Este estudio tiene el objetivo de obtener una percepción desde el punto de vista del alumnado del Trabajo de Fin de Grado (TFG). Para ello, se realizaron encuestas a estudiantes de grado que están finalizando el (TFG) en la facultad de Ciencias (Biología, Ciencias del Mar, Geología, Matemáticas, Óptica y Optometría, y Química) de la Universidad de Alicante. En un principio, se analizaron para cada grado de forma independiente con el propósito de tener una visión global de la percepción de los alumnos para cada grado. A continuación, se contrastaron los resultados obtenidos entre los grados para buscar posibles similitudes entre ellos y entender las singularidades de cada uno. Mediante este estudio podemos conocer la opinión sobre TFG desde el punto de vista del alumnado. Dichos resultados pueden sentar las bases para enriquecer y optimizar el desarrollo de los TFGs con el fin de favorecer su capacidad formativa al ser una asignatura obligatoria común en todos los grados.

Técnicas de microscopia aplicadas a las Geociencias

Uno de los problemas con los que se enfrentan los alumnos a la hora de estudiar las geociencias es la falta de imágenes de alta calidad, especialmente en muestras microscópicas. En este trabajo se examinan distintas técnicas de microscopía óptica para la obtención de fotografías digitales de alta resolución. Las técnicas se han aplicado y desarrollado en el marco de las geociencias, en particular en ámbito de la sedimentología y micropaleontología siendo los objetos geológicos fotografiados fundamentalmente arenas y microfósiles. Las técnicas abarcan las distintas opciones de microscopia óptica (utilización de microscopía simple y compuesta) que incluyen básicamente distintos tipos de luz reflejada, utilización de diferentes tipos de cámara fotográfica, elección de los aumentos y de los grados de luminosidad óptimos para cada tipo muestra. Los resultados obtenidos han permitido establecer las mejores condiciones e instrumental para la implementación de esta técnica como recurso de investigación aplicado a la didáctica de las geociencias marinas, en particular en las asignaturas de “planctología aplicada y micropaleontología marina” y “sedimentología” del grado de ciencias del mar de la universidad de Alicante.

Seguimiento del grado de Ciencias del Mar. Curso 2014-15

Una vez implantado completamente el Grado de Ciencias del Mar en la Universidad de Alicante y a punto de finalizar la segunda promoción, es el momento de revisar el funcionamiento del programa formativo. Por una parte, es necesario continuar con el intenso trabajo de coordinación horizontal y vertical para asegurar la coherencia en contenidos, metodologías, evaluación y guías docentes. Y por otra parte, hay que evaluar si los posibles errores detectados con anterioridad han sido resueltos. Como metodología de trabajo, desde la Facultad de Ciencias se han constituido ocho comisiones de semestre. Cada una de estas comisiones está integrada por un coordinador de semestre, los responsables de las asignaturas de ese semestre, el coordinador del Grado y el/la delegado/a del alumnado. Cada una de estas comisiones se reúne, por lo menos, dos veces por curso. Los resultados de este trabajo permiten la detección de problemas actuales y si las medidas adoptadas han sido útiles para solucionar incidencias pasadas.

Desarrollo de prácticas de Ciencias del Mar con alumnos de secundaria

La docencia en ciencias en la enseñanza secundaria requiere de experiencias prácticas en el laboratorio o en el campo que permitan desarrollar los contenidos de las materias. El fomento de la vocación científica es el objetivo del programa “Ven a hacer prácticas a la universidad” promovido por la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante. Esta actividad está dirigida a alumnado de niveles comprendidos entre 4º de ESO y 2º de Bachiller y consiste en la realización de prácticas de laboratorio en los Departamentos de la Facultad de Ciencias. En este trabajo se analiza la participación del Departamento de Ciencias del Mar y Biología Aplicada en dicho programa durante el desarrollo de dos prácticas de laboratorio. El análisis de las encuestas realizadas tanto para el alumnado como para el profesorado participante, permite evaluar las prácticas en los contenidos, el nivel docente, y el grado de satisfacción de ambos colectivos. El desarrollo de este tipo de experiencias permite completar la formación científica en la enseñanza secundaria, y servir de vínculo con la universidad, promoviendo la vocación de futuros científicos y facilitando una posible futura incorporación de los estudiantes a los estudios superiores.

Formando investigadores a través de las prácticas docentes

El aprendizaje de la teoría, los métodos y técnicas utilizados en el proceso de investigación, requieren una visión global que en muchos casos el alumnado percibe como información aislada y dispersa entre las diferentes materias. Con el objeto de suplir esta carencia se han diseñado trabajos de investigación dirigidos, con el fin de iniciar a los alumnos y alumnas en su formación como investigadores, desde los primeros años del grado de Ciencias del Mar. Por ello, esta red pretende iniciar y afianzar las destrezas propias del método científico a través de prácticas docentes transversales, mediante la coordinación entre asignaturas complementarias y el trabajo en equipo. Este proceso de formación de los alumnos como investigadores, esta tutelado por una evaluación continua lo que sirve de retroalimentación del aprendizaje de cada uno de los pasos del proceso de investigación: planteamiento de hipótesis y objetivos, búsqueda de información, diseño experimental, interpretación de resultados y por último difusión de los mismos mediante informes o exposiciones públicas.

Evaluación del Grado de Biología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante

Una vez implantado el Grado de Biología, es el momento de hacer una revisión profunda de los resultados obtenidos, con el fin de comprobar si éstos son adecuados para garantizar la continuidad de la impartición del mismo. Esta comunicación se presenta como resultado del trabajo que se está realizando en el seno de la Comisión del Grado en Biología, que es el grupo encargado de realizar la autoevaluación de dicho grado. La revisión se centra en comprobar la adquisición de competencias por parte de los estudiantes, en los recursos humanos y materiales que soportan el desarrollo del título y en el análisis de la evolución de los resultados del mismo. Todo ello en tres ámbitos principales: la Gestión del Título, los Recursos de los que se dispone y por último los Resultados obtenidos. Toda esta información será de gran ayuda para poder detectar las fortalezas y debilidades del grado, y de este modo poder reforzar aquellos puntos que se revelen más débiles.

Endophytic colonization of barley (Hordeum vulgare) roots by the nematophagous fungus Pochonia chlamydosporia reveals plant growth promotion and a general defense and stress transcriptomic response

Plant crop yields are negatively conditioned by a large set of biotic and abiotic factors. An alternative to mitigate these adverse effects is the use of fungal biological control agents and endophytes. The egg-parasitic fungus Pochonia chlamydosporia has been traditionally studied because of its potential as a biological control agent of plant-parasitic nematodes. This fungus can also act as an endophyte in monocot and dicot plants, and has been shown to promote plant growth in different agronomic crops. An Affymetrix 22K Barley GeneChip was used in this work to analyze the barley root transcriptomic response to P. chlamydosporia root colonization. Functional gene ontology (GO) and gene set enrichment analyses showed that genes involved in stress response were enriched in the barley transcriptome under endophytism. An 87.5 % of the probesets identified within the abiotic stress response group encoded heat shock proteins. Additionally, we found in our transcriptomic analysis an up-regulation of genes implicated in the biosynthesis of plant hormones, such as auxin, ethylene and jasmonic acid. Along with these, we detected induction of brassinosteroid insensitive 1-associated receptor kinase 1 (BR1) and other genes related to effector-triggered immunity (ETI) and pattern-triggered immunity (PTI). Our study supports at the molecular level the growth-promoting effect observed in plants endophytically colonized by P. chlamydosporia, which opens the door to further studies addressing the capacity of this fungus to mitigate the negative effects of biotic and abiotic factors on plant crops.

Carbon and nitrogen limitation increase chitosan antifungal activity in Neurospora crassa and fungal human pathogens

Chitosan permeabilizes plasma membrane and kills sensitive filamentous fungi and yeast. Membrane fluidity and cell energy determine chitosan sensitivity in fungi. A five-fold reduction of both glucose (main carbon (C) source) and nitrogen (N) increased 2-fold Neurospora crassa sensitivity to chitosan. We linked this increase with production of intracellular reactive oxygen species (ROS) and plasma membrane permeabilization. Releasing N. crassa from nutrient limitation reduced chitosan antifungal activity in spite of high ROS intracellular levels. With lactate instead of glucose, C and N limitation increased N. crassa sensitivity to chitosan further (4-fold) than what glucose did. Nutrient limitation also increased sensitivity of filamentous fungi and yeast human pathogens to chitosan. For Fusarium proliferatum, lowering 100-fold C and N content in the growth medium, increased 16-fold chitosan sensitivity. Similar results were found for Candida spp. (including fluconazole resistant strains) and Cryptococcus spp. Severe C and N limitation increased chitosan antifungal activity for all pathogens tested. Chitosan at 100 μg ml-1 was lethal for most fungal human pathogens tested but non-toxic to HEK293 and COS7 mammalian cell lines. Besides, chitosan increased 90% survival of Galleria mellonella larvae infected with C. albicans. These results are of paramount for developing chitosan as antifungal.

Some isolates of the nematophagous fungus Pochonia chlamydosporia promote root growth and reduce flowering time of tomato

The fungal parasite of nematode eggs Pochonia chlamydosporia is also a root endophyte known to promote growth of some plants. In this study, we analysed the effect of nine P. chlamydosporia isolates from worldwide origin on tomato growth. Experiments were performed at different scales (Petri dish, growth chamber and greenhouse conditions) and developmental stages (seedlings, plantlets and plants). Seven P. chlamydosporia isolates significantly (P < 0.05) increased the number of secondary roots and six of those increased total weight of tomato seedlings. Six P. chlamydosporia isolates also increased root weight of tomato plantlets. Root colonisation varied between different isolates of this fungus. Again P. chlamydosporia significantly increased root growth of tomato plants under greenhouse conditions and reduced flowering and fruiting times (up to 5 and 12 days, respectively) versus uninoculated tomato plants. P. chlamydosporia increased mature fruit weight in tomato plants. The basis of the mechanisms for growth, flowering and yield promotion in tomato by the fungus are unknown. However, we found that P. chlamydosporia can produce Indole-3-acetic acid and solubilise mineral phosphate. These results suggest that plant hormones or nutrient ability could play an important role. Our results put forward the agronomic importance of P. chlamydosporia as biocontrol agent of plant parasitic nematodes with tomato growth promoting capabilities.

Identification of Acremonium isolates from grapevines and evaluation of their antagonism towards Plasmopara viticola

Some endophytic fungal genera in Vitis vinifera, including Acremonium, have been reported as antagonists of Plasmopara viticola. Endophytic Acremonium isolates from an asymptomatic grapevine cultivar Inzolia from Italy were identified by morphological features and multigene phylogenies of ITS, 18S and 28S genes, and their intra-specific genomic diversity was analyzed by RAPD analysis. Culture filtrates (CFs) obtained from Acremonium isolates were tested in vitro for their inhibitory activity against the P. viticola sporangia germination. Among 94 isolates, 68 belonged to the Acremonium persicinum and 26 to the Acremonium sclerotigenum. RAPD analysis grouped the A. persicinum isolates into 15 clusters and defined 31 different strains. The A. sclerotigenum isolates, instead, were clustered into 22 groups and represented 25 strains. All A. persicinum CFs inhibited sporangia germination of P. viticola, while not all those of A. sclerotigenum had inhibitory effect. A different degree of inhibition was observed between strains of the same species, while some strains of different species showed identical inhibitory effect. No correlation was found between RAPD groups and inhibitory activity in both Acremonium species.

Neurospora crassa transcriptomics reveals oxidative stress and plasma membrane homeostasis biology genes as key targets in response to chitosan

Chitosan is a natural polymer with antimicrobial activity. Chitosan causes plasma membrane permeabilization and induction of intracellular reactive oxygen species (ROS) in Neurospora crassa. We have determined the transcriptional profile of N. crassa to chitosan and identified the main gene targets involved in the cellular response to this compound. Global network analyses showed membrane, transport and oxidoreductase activity as key nodes affected by chitosan. Activation of oxidative metabolism indicates the importance of ROS and cell energy together with plasma membrane homeostasis in N. crassa response to chitosan. Deletion strain analysis of chitosan susceptibility pointed NCU03639 encoding a class 3 lipase, involved in plasma membrane repair by lipid replacement, and NCU04537 a MFS monosaccharide transporter related to assimilation of simple sugars, as main gene targets of chitosan. NCU10521, a glutathione S-transferase-4 involved in the generation of reducing power for scavenging intracellular ROS is also a determinant chitosan gene target. Ca2+ increased tolerance to chitosan in N. crassa. Growth of NCU10610 (fig 1 domain) and SYT1 (a synaptotagmin) deletion strains was significantly increased by Ca2+ in the presence of chitosan. Both genes play a determinant role in N. crassa membrane homeostasis. Our results are of paramount importance for developing chitosan as an antifungal.

Omics for Investigating Chitosan as an Antifungal and Gene Modulator

Chitosan is a biopolymer with a wide range of applications. The use of chitosan in clinical medicine to control infections by fungal pathogens such as Candida spp. is one of its most promising applications in view of the reduced number of antifungals available. Chitosan increases intracellular oxidative stress, then permeabilizes the plasma membrane of sensitive filamentous fungus Neurospora crassa and yeast. Transcriptomics reveals plasma membrane homeostasis and oxidative metabolism genes as key players in the response of fungi to chitosan. A lipase and a monosaccharide transporter, both inner plasma membrane proteins, and a glutathione transferase are main chitosan targets in N. crassa. Biocontrol fungi such as Pochonia chlamydosporia have a low content of polyunsaturated free fatty acids in their plasma membranes and are resistant to chitosan. Genome sequencing of P. chlamydosporia reveals a wide gene machinery to degrade and assimilate chitosan. Chitosan increases P. chlamydosporia sporulation and enhances parasitism of plant parasitic nematodes by the fungus. Omics studies allow understanding the mode of action of chitosan and help its development as an antifungal and gene modulator.