Laboratório virtual de câmara de escolha: taxia e cinese

Este laboratório virtual de câmara de escolha permite fazer a prática clássica de comportamento animal sem coletar nenhum tatuzinho. Os alunos soltam 10 tatuzinhos-de-jardim em uma câmara com uma metade seca (sílica gel) e outra úmida (água), contam os animais durante 10 minutos, trocam os lados e repetem. A velocidade média e a frequência de giros em cada lado mostram que os tatuzinhos se reúnem no ar úmido por cinese, e não por irem em direção à água. Um teste qui-quadrado com ensaios isolados e agrupados mostra por que o tamanho da amostra importa. Todos os valores abaixo vêm da simulação.

Alinhamento com o currículo

• AQA A-level Biology 7402, 3.6.1.1 (Survival and response): taxias e cineses como respostas simples que mantêm o organismo em um ambiente favorável; prática obrigatória 10, o efeito de uma variável ambiental sobre o movimento de um animal usando uma câmara de escolha ou um labirinto.
• AP Biology, tópico 8.1 (Responses to the Environment): os organismos respondem ao ambiente por meio do comportamento, como na investigação do comportamento da mosca-das-frutas.

O Simulic não é afiliado ao College Board nem à AQA, nem endossado por eles.

Antes do laboratório (5 min)

Peça aos alunos que se comprometam com uma previsão, no papel ou como pergunta 1 do link da turma:

"Dez tatuzinhos são soltos no meio de uma câmara com uma metade seca e outra úmida. Onde estará a maioria depois de 10 minutos, e por quê?"

Muitos alunos acham que os tatuzinhos percebem a água e andam até ela.

Método na simulação

1. Mantenha Aparelho em Câmara de escolha, Animal em Tatuzinhos, Montagem em Seco – úmido, Modelo em Como o animal real, Animais em 10 e Duração em 10 min. Digite 2 em Semente antes do primeiro ensaio.
2. Clique em Soltar animais – ensaio 1 e depois em Ir ao fim. Antes de devolver os animais, copie as contagens finais e a linha "Velocidade média (com paradas) e giros bruscos por minuto".
3. Clique em Devolver os animais ao hábitat, depois em Trocar os lados, e faça o ensaio 2. Devolva os animais, clique de novo em Trocar os lados e faça o ensaio 3.
4. Clique na linha Σ da tabela de ensaios para ver o cálculo do qui-quadrado dos ensaios agrupados.
5. Controle: ajuste Montagem em Iguais (controle) e faça mais um ensaio.

Ensaio	Lados	Seco (fim)	Úmido (fim)	χ²	Significativo com p = 0,05?
1	normais
2	trocados
3	normais
Agrupados

Ética: em um laboratório real, use poucos animais, mova-os com um pincel macio e devolva-os depois a folhas úmidas.

Resultados esperados

Com Semente 2 em uma página recém-aberta:

Ensaio	Lados	Seco	Úmido	χ²	p
1	normais	4	6	0,40	≈ 0,53
2	trocados	2	8	3,60	≈ 0,06
3	normais	3	7	1,60	≈ 0,21
Agrupados		9	21	4,80	≈ 0,03

• Nenhum ensaio isolado é significativo, mas o χ² agrupado = 4,80 supera o valor crítico 3,84 (1 grau de liberdade).
• Cinese no ensaio 1: no lado seco, 7,3 mm/s e 11,5 giros bruscos por minuto; no úmido, 1,9 mm/s e 2,9 giros por minuto. Os tatuzinhos se movem cerca de 3,8 vezes mais rápido no ar seco.
• Efeito do instantâneo: no ensaio 1, 9 ou 10 tatuzinhos estavam no lado úmido em cada contagem de 4:30 a 9:30, mas só 6 às 10:00.
• Controle (ensaio 4, as duas metades iguais): Lado A 4, Lado B 6, χ² = 0,40.
• Sementes 1–300: o ensaio 1 sozinho foi significativo 182 vezes; os ensaios agrupados, 299 vezes.

Perguntas para os alunos

1. (Previsão, repetida depois do laboratório) Onde a maioria dos tatuzinhos termina, e como chega lá?
2. Qual variável deve ficar igual nas duas metades?
3. Quanto vale χ² para os seus ensaios 1–3 agrupados?
4. Quantas vezes mais rápido os tatuzinhos se movem no lado seco do que no úmido?
5. Por que o resultado agrupado é significativo se o ensaio 1 não é, e por que trocar os lados?

Respostas para o professor: (1) No lado úmido, por cinese: eles se movem mais rápido e giram mais no ar seco. (2) A luz (mantenha toda a câmara no escuro). (3) 4,80 (aceite 4,75–4,85). (4) Aceite 3,4–4,7 (3,8 com Semente 2). (5) Com 10 animais, o acaso esconde facilmente uma preferência real; 30 animais são uma amostra mais confiável. Trocar os lados mostra que a preferência acompanha a umidade, e não um lado da câmara.

Erros conceituais comuns

• "Cinese é ir em direção ao estímulo." Isso é taxia. Na cinese mudam a velocidade e a frequência de giros, não a direção.
• "Não significativo quer dizer sem preferência." O ensaio 1 não foi significativo, mas os dados agrupados foram. Quer dizer que ainda não há evidência suficiente.
• "A contagem final conta toda a história." Um único instantâneo pode enganar; a média de várias contagens é melhor.

Extensão

• Ajuste Modelo em Só taxia, depois em Só cinese, e marque Mostrar trajetos: na taxia os trajetos vão direto para um lado; na cinese, vagueiam.
• Escolha Larvas de varejeira com Claro – escuro para ver uma fototaxia negativa forte.

Perguntas frequentes

A turma toda pode obter os mesmos números?

Sim. Nos valores iniciais do link, fixe Semente aleatória (a mesma semente dá os mesmos resultados) em 2 e mantenha Animais por ensaio em 10. A mesma semente e o mesmo número de ensaio dão o mesmo resultado, então os alunos começam pelo ensaio 1 em uma página recém-aberta.

Por que usar 10 animais se 10 são poucos?

É o número de uma câmara escolar típica e ajuda a discutir o tamanho da amostra: dez animais dão um valor esperado de 5, o menor que o teste admite.

Preciso de uma tabela de qui-quadrado?

Não. A simulação dá o valor crítico (3,84) e p. Peça aos alunos que calculem χ² primeiro e depois confiram com o cálculo da simulação.

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