Biologia - Suplemento de Apoio do Professor - Manual base

Suplemento para o ProfessorSUMÁRIO Apresentação ...................................................................................................... 4 Estrutura da obra ............................................................................................... 5 • Organização .................................................................................................. 5 Avaliação .............................................................................................................. 5 Comentários sobre as unidades ................................................................... 6 • Unidade 1 - O cenário da vida .................................................................... 6 Bibliografia específica (para os professores) ............................................ 6 Leituras complementares sugeridas (para os alunos) .............................. 7 A internet na sala de aula (endereços na Web) .......................................... 7 Materiais de apoio ......................................................................................... 8 • Leituras ................................................................................................... 8 • Sugestões de atividades ...................................................................... 20 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. • Unidade 2 - A unidade da vida ................................................................. 22 Bibliografia específica (para os professores) .......................................... 22 Leituras complementares sugeridas (para os alunos) ............................ 23 A internet na sala de aula (endereços na Web) ........................................ 23 Materiais de apoio ....................................................................................... 23 • Leituras ................................................................................................. 23 • Sugestões de atividades ...................................................................... 32 • Unidade 3 - A diversidade da vida .......................................................... 38 Bibliografia específica (para os professores) .......................................... 38 Leituras complementares sugeridas (para os alunos) ............................ 39 A internet na sala de aula (endereços na Web) ........................................ 39 Materiais de apoio ....................................................................................... 40 • Leituras ................................................................................................. 40 • Sugestões de atividades ...................................................................... 53 Respostas das atividades e dos exercícios complementares de todos os capítulos ................................................... 56 3 APRESENTAÇÃO Na última década, conhecemos um mundo em contínua transformação, não só tecnológica, mas principalmente social, em que todas as mudanças têm sido muito rápidas. Cada vez mais, a sociedade opina sobre o domínio de novas tecnologias e os limites éticos que a ciência deve respeitar em suas diversas áreas. A tomada de decisões adequadas não se restringe à ética, mas interessa também ao conhecimento sobre princípios físicos, químicos e biológicos das técnicas em discussão. Em particular no Brasil, a consolidação da democracia, a mudança nas formas tradicionais de produção de bens e de serviços, a universalização do acesso à educação formal e o acentuado aumento na demanda pelo ensino médio — mais do que triplicado na última década — passaram a exigir do aluno que se capacite para uma plena inserção na comunidade e no mundo do trabalho. O domínio do conhecimento há de ser, portanto, instrumento de inclusão social, e não, como foi durante séculos, um dos meios para a manutenção da exclusão de milhões de pessoas. No ensino médio — como etapa integrante da educação básica —, mais importante que apresentar grande quantidade de conceitos é fornecer aos alunos maneiras de buscar informações, estimulá-los a questionar e a propor soluções. O mais importante é que os alunos saibam procurar respostas. Daí a necessidade de a escola rever o seu papel, deixando de ser meramente informativa, para atender às reais necessidades dos indivíduos, preparando-os para a vida, o trabalho e a cidadania. Esse contexto faz crescer a importância do livro didático como instrumento pedagógico. Para cumprir plenamente seu papel, o livro deve, além da indispensável e rigorosa atualização e da exatidão dos conceitos, desenvolver o potencial de análise crítica e o posicionamento consciente dos alunos diante de situações cotidianas. Cabe, igualmente, ao livro didático conduzir o aluno a reconhecer o conhecimento como resultado do fazer humano, não fragmentado nem atemporal, pois todo saber reflete um determinado contexto histórico. Esta obra foi concebida com essas múltiplas intenções. Cuidamos para que os assuntos fossem tratados de forma crítica e interdisciplinar, trazendo dados de nossa realidade e apresentando questionamentos que permitam a reflexão. As dimensões da obra e a quantidade de atividades propostas levaram em conta a quantidade de aulas semanais habitualmente dedicada à Biologia na maioria das escolas públicas do país. Mesmo condensado, o conteúdo não perdeu informações significativas. Houve uma rigorosa seleção de pontos básicos que atendessem às necessidades dos alunos, procurando, sempre que possível, relacionar a informação à aplicação, trazendo situações do cotidiano, alertando para problemas existentes e incitando à responsabilidade. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 4 Estrutura da obra A obra foi desenvolvida em linguagem clara e acessível ao aluno do ensino médio. Dedicamos atenção especial não apenas ao domínio da linguagem escrita, mas também da visual, sobretudo a artística e a cartográfica, mediante criteriosa seleção de gráficos, esquemas, diagramas, fotos e ilustrações didaticamente relevantes. Ao longo da obra, são encontrados pequenos textos, graficamente destacados com fundo verde (por exemplo, na página 3, coluna da esquerda). São definições, etimologias, glossários ou informações complementares. Além deles, destacam-se outras seções: • O que você pode fazer? (por exemplo, na página 56): seu objetivo geral é mostrar formas de atuação consciente na vida em comunidade. Quando relacionada à saúde, apresenta medidas de profilaxia e prevenção de doenças, ou de tomadas de decisões em situações de risco. Têm o objetivo de estender o tratamento dos temas de saúde além de sua dimensão estritamente biológica, mostrando que, muitas vezes, o processo saúde/doença é parte integrante e resultante da própria organização social. • O que deve ser feito (por exemplo, na página 223): estimula o posicionamento sociopolítico do aluno, propondo que ele se mantenha informado e atuante. O conteúdo programático das obras foi dividido em unidades, que estão subdivididas em capítulos, nos quais se buscou o equilíbrio em relação aos conceitos apresentados. Em todos os capítulos, há atividades em quantidade adequada, plenamente integradas aos conteúdos apresentados. Perguntas calcadas na simples memorização deram espaço ao raciocínio, ao desenvolvimento da consciência e da cidadania, bem como ao estabelecimento de uma postura crítica de julgamento e de intervenção na realidade. Tomamos como prioridade aquelas que permitem explorar a compreensão de fenômenos, a solução de situações-problema, o levantamento de hipóteses, a elaboração de propostas de intervenção na realidade e a construção de argumentação consistente. Ao escreverem esta obra, os autores incorporaram à concepção do livro uma ampla experiência didática pessoal. O livro — com o conteúdo habitualmente trabalhado no ensino médio — foi dividido em 36 capítulos, cada um destinado a aproximadamente duas semanas de trabalho. Longe de ser uma “camisa-de-força”, a seqüência na qual foram dispostos os conteúdos e a correspondência temporal entre capítulos e semanas têm caráter de sugestão, e buscam facilitar o trabalho em classe, deixando a critério do professor os ajustes porventura necessários, de acordo com seus interesses, a carga horária, as realidades regional e local, o trabalho com temas de oportunidade etc. É importante compartilhar com toda a comunidade escolar — principalmente com os alunos — a idéia de que essa obra didática é um “ponto de partida”, e não de “chegada”. Sua versatilidade permite que seja utilizada em diversas perspectivas e nas distintas realidades que compõem o universo educacional do ensino médio no país. Assim, é importante destacar: • Não se trata de uma obra completa, pelo simples fato de que nenhuma obra o é ou pode ter essa pretensão. A Biologia é uma ciência e, como tal, não é sinônimo de “conhecimento”. Teorias são contestadas, novamente testadas e podem cair em descrédito; a descoberta de novos fatos pode exigir modificações ou o abandono de uma teoria. A cada década, a espécie humana vem adquirindo a mesma quantidade de novas informações que havia demorado um século para conquistar. Essa acumulação de informações, por exemplo, fará com que, muito em breve, este livro esteja obsoleto e deva ser revisto. A ciência não aceita nada como imutável, fixo ou infalível, mas constantemente procura evidências adicionais para verificar e explicar seus princípios básicos. • O recorte programático efetuado por nós, autores, não é a única maneira de trilharmos o imenso universo da Ciência, e sequer se arvora a se considerar o melhor ou mais adequado. O recorte é arbitrário. Os 36 capítulos da obra podem ser percorridos em diferentes ordenamentos. Portanto, diversas seqüências são possíveis, cabendo ao professor optar pela mais adequada, atendendo às suas disponibilidades de tempo, às realidades locais, ao aproveitamento de temas de oportunidade etc. • Não há correspondência absoluta entre unidades, capítulos, semanas e anos letivos; isto é, não há necessidade de que todo o conteúdo programático previsto para determinado período seja completado, para Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. que o processo de aprendizagem possa ter alcançado seus objetivos! Um livro didático apresenta como sugestão algumas referências temporais, mas está longe de ser um “planejamento aula-a-aula”! Organização As propostas de atividades foram dosadas para trabalho em classe. Na maioria dos capítulos, encontram-se duas propostas de atividades; portanto, cada uma correspondente a, aproximadamente, uma semana de trabalho letivo. A título de sugestão, após cada proposta de atividades encontra-se uma remissão aos exercícios complementares, permitindo que o aluno e o professor se orientem com mais facilidade ao planejarem o estudo dos diversos assuntos apresentados. Os exercícios complementares podem ser propostos tanto durante as aulas (dependendo do tempo disponível) quanto como tarefa para aprofundar o estudo em casa. As discussões referentes aos textos complementares ficam a critério do professor, mas sugerimos que sejam apresentadas como propostas de discussão em grupo. Tais questões não apresentam respostas únicas e servem exatamente para fomentar o debate, cabendo ao professor o papel de mediador da discussão. Os textos complementares, apresentados ao longo da obra, estão relacionados a grandes temas. Esses textos — graficamente identificados — podem ser usados pelo professor para motivar e estimular discussões em grupo. Os temas destacados são: Ambiente e preservação (ver, por exemplo, página 15); Ciência e tecnologia (por exemplo, página 99); Ética e cidadania (por exemplo, página 46); Orientação sexual (por exemplo, página 313); Pluralidade cultural (por exemplo, página 341); Qualidade de vida (por exemplo, página 108) e Trabalho e consumo (por exemplo, página 331). A seleção desses temas — arbitrária — levou em conta a percepção da necessidade de a educação: • voltar-se à compreensão crítica da realidade social, científica, cultural e política; • permitir ao aluno usufruir eticamente o conhecimento, a tecnologia e os recursos naturais; • estimular o aluno a se perceber como capaz de transformar solidariamente a realidade. Avaliação A avaliação está ganhando cada vez mais espaço nos debates educacionais. É considerada um elemento indispensável da prática pedagógica, podendo assumir um caráter de medição, seletivo, diagnóstico, uniformizador, formativo ou regulador, para citar os mais comuns. É evidente, para todos os educadores, que devemos avaliar; no entanto, os aspectos geradores de polêmicas e desencontros focalizam-se nos objetivos (para quê), nos sujeitos (quem) e nos procedimentos (como) das ações avaliativas. São, portanto, muitos os conceitos e as funções da avaliação; todavia, são os educadores os responsáveis pela opção de determinados métodos e técnicas que definem sua concepção e função no processo pedagógico, já que, na prática, ninguém avalia por avaliar, mas para definir uma ação a partir dos indicadores dela advindos. Quando a questão central se localiza nos objetivos da avaliação, várias abordagens podem ser consideradas. De acordo com uma finalidade verificadora, o que interessa são os resultados. Quando estes se caracterizam como o ponto fundamental do processo, a avaliação tende a se configurar como um julgamento que implica considerar o grau de satisfatoriedade dos resultados obtidos em relação aos esperados, e a análise do mérito do produto apresentado. Nesse sentido, a avaliação é compreendida como uma técnica de análise do progresso dos alunos em pertinência a objetivos educacionais preestabelecidos e usada apenas como verificação de um produto finalizado; limita-se em uma tentativa de quantificar a produção, descrevendo e discriminando o que os alunos aprendem na escola. A ação de avaliar figura, então, apenas como coadjuvante do ato pedagógico, concebida como a etapa final do processo de ensino e de aprendizagem. Uma função diagnóstica, formativa ou reguladora visa caracterizar a avaliação como um instrumento capaz de indicar aos docentes os interesses, necessidades, conhecimentos ou habilidades dos alunos com a finalidade de mapear quais objetivos foram alcançados ou não e, principalmente, localizar as dificuldades dos alunos para auxiliá-los na descoberta de outros caminhos que lhes permitam progredir. Uma estratégia 5 de avaliação formativa busca: 1) recolher informações sobre o conhecimento dos alunos, com base nos objetivos propostos, 2) interpretar as informações colhidas e, 3) planejar atividades de recuperação para os alunos que não conseguiram atingir as metas de aprendizagem, por meio de construção de estratégias didáticas mais adequadas. O propósito desse tipo de avaliação, portanto, é orientar todo o processo pedagógico, por meio de um instrumento educativo que informe e estabeleça uma valoração do processo de aprendizagem do aluno para lhe oportunizar, em momentos certos, as propostas pedagógicas apropriadas. Nesse sentido, a avaliação se transforma no principal instrumento de trabalho do educador. A avaliação final, somativa ou integradora é compreendida como um olhar final que, a partir de um diagnóstico inicial, evidencia o percurso do aluno, as ações específicas que foram realizadas, o resultado final do processo e, fundamentalmente, a partir desse saber, o planejamento didático com as previsões do que é necessário continuar fazendo, o que é preciso refazer, para quem e de que modo. Desse ponto de vista, a avaliação não é compreendida como fim em si mesma, mas como meio para a realização da adequação e readequação constante do currículo. Quando o foco de ação se fixa no objeto da avaliação, podemos encontrar tendências que focalizam o aluno, a classe, o professor, os resultados obtidos, o processo de aprendizagem ou a intervenção pedagógica. Entretanto, nossa tradição escolar tem se centrado, quase que exclusivamente, no aluno como sujeito, e o resultado de sua aprendizagem como objeto da prática avaliativa. O aluno é o elemento avaliado e deve apresentar determinados rendimentos de acordo com as expectativas definidas pelo educador. Todavia, tais expectativas, que foram previamente estabelecidas, não consideram o aluno concreto, mas um modelo de aluno ideal, que, via de regra, possui determinados requisitos para alcançar os resultados esperados. A avaliação do desempenho dos alunos, em contrapartida, tem como sujeito a turma e como objeto as atividades coletivas de aprendizado, realizadas em sala de aula. As atividades são planejadas para fornecer critérios e objetivos que possam funcionar como base para uma ação avaliativa, na qual se analisam capacidades e conhecimentos, mas também a interação com os outros, a expressão oral, a apresentação e organização das tarefas, a participação e liderança do grupo. Os portfólios e registros pessoais são usados para coletar e selecionar os trabalhos dos alunos, demonstrando seus progressos em relação a eles próprios. Chamada de auto-avaliação, esse tipo de coletânea ou álbum tende a focalizar o desempenho particular de cada aluno. Tais registros, geralmente, são propriedade dos alunos, mas podem ser socializados com vistas a compartilhar as experiências, os sucessos e as dificuldades com o professor ou com todo o grupo, objetivando auxiliar ou ser auxiliado em algum aspecto da aprendizagem. As notas, geralmente usadas nos processos de avaliação, também trazem opiniões conflitantes entre os educadores. Para alguns é entendida como o instrumento de classificação dos alunos, com sua ênfase na comparação de desempenho e não nos objetivos educacionais que se pretende atingir. Há uma soma e divisão de notas para se chegar a uma média reveladora do rendimento escolar, revestindo a avaliação de um perfil exclusivamente quantitativo e contabilístico que desconsidera os princípios educativos. Outros compreendem que é preciso que se perceba o real significado e que se esclareça a função e a representação das notas, que não são determinadas apenas pelo resultado do produto apresentado, mas pela experiência e aquisição do aprendizado. Se a nota representar um mero símbolo, por meio do qual se demonstra o resultado do conhecimento do aluno, o problema não se localiza em emitir ou não uma nota, um símbolo quantitativo a um trabalho realizado; a contradição está na atitude docente que, via de regra, avalia o resultado de um produto demonstrativo da aprendizagem. Nessa direção, a nota não dependerá do educador, mas, sobretudo, do interesse do aluno em conquistar e consolidar novos saberes. Para tal, a ação pedagógica não será tarefa fácil, já que exigirá dos alunos maturidade para que saibam discernir sobre os meios e fins educativos, e dos educadores, o empenho para formação de pessoas livres e autônomas. Podemos observar, então, que os educadores vivenciam, freqüentemente, em sua ação pedagógica, um dilema fundamental: que tipo de avaliação aplicar. Obviamente a escolha não é simples, já que a complexidade e a multirreferencialidade do fato educacional impossibilitam respostas lineares e definitivas; não basta optar por um ou outro tipo de avaliação, mesmo porque nenhuma é completa ou perfeita, todas guardam especificidades que lhes são próprias. Diante da grande variedade de procedimentos disponíveis para avaliar, é necessário selecionar os mais indicados, de acordo com os objetivos que se tem ao avaliar. Devese ter claro que, ao decidir por um modelo de avaliação formativa, o educador está optando por uma ação pedagógica não-tradicional, que privilegie o caminhar de cada aluno, objetivando ajudá-lo a progredir em suas aprendizagens. Por sua vez, a avaliação normativa e verificadora impede práticas pedagógicas diferenciadas, já que os alunos são considerados iguais, tendo as mesmas capacidades de aprender ao mesmo tempo os conteúdos propostos, portanto, com as mesmas chances de atingirem os objetivos estabelecidos. Finalizando esta reflexão, é importante evidenciarmos que o mais importante é o repensar das práticas avaliativas a partir da principal função da avaliação, que para o professor Celso Vasconcelos “é ajudar a garantir a formação integral do sujeito pela mediação da efetiva construção do conhecimento e a aprendizagem de todos os alunos”. Comentários sobre as unidades Unidade I - O cenário da vida A opção pela Ecologia como Unidade introdutória do estudo da Biologia deu-se em decorrência de dois aspectos: • a preocupação de desenvolver no aluno uma visão abrangente das interações que os seres vivos mantêm entre si e com o ambiente, sustentando a vida; • explorar aspectos do mundo macroscópico pertinentes ao dia-a-dia dos alunos e mais próximos de sua realidade. Dominando esta Unidade, a Ecologia assume uma feição diferente. De hábito, a Ecologia é apresentada nos moldes tradicionais de uma “Biologia de campo”, distante da visão que nós, autores, pretendemos neste livro. De 1950 até hoje, a população mundial passou de 2,5 bilhões para mais de seis bilhões de pessoas, um grupo bastante heterogêneo, cada vez mais dividido entre “os que têm” e “os que nada têm”. Para muitos países, às voltas com necessidades prementes — como alimentar, abrigar e prover saúde para seu povo —, priorizar as questões ambientais parece utopia ou ficção. Entretanto, é chegada a hora de decidirmos qual modelo de desenvolvimento adotaremos, como iremos explorar os recursos ambientais e qual destino daremos para os resíduos que produzimos em escala crescente. A Ecologia não está restrita às páginas deste livro: está na lata de refrigerante lançada pela janela dos carros, no demorado banho de chuveiro e nos aerossóis que usamos em nossas casas. Não somos apenas espectadores; somos protagonistas no grande “cenário da vida”. Mais do que transmitir conceitos, desejamos convocar os alunos a uma tomada de posição; queremos estimular a consciência de que somos todos responsáveis pelo planeta em que vivemos e que deixaremos para nossos filhos. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Bibliografia específica (para os professores) BOTKIN, Daniel B.; KELLER, E. Environmental science. New York: John Wiley & Sons, 1998. BREWER, Richard. The science of Ecology. Michigan: Western Michigan University, 1994. CARRON, Wilson; GUIMARÃES, José O. S. As faces da Física. São Paulo: Moderna, 1997. CHIRAS, Daniel D. Environmental science. Belmont: Wadsworth Publishing, 1998. CORSON, Walter H. (Org.). Manual global de Ecologia. São Paulo: Augustus, 1996. EMBRAPA. Atlas do meio ambiente do Brasil. Brasília: Terra Viva, 1996. FELTRE, Ricardo. Fundamentos da Química. São Paulo: Moderna, 2001. FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION. Dimensions of need — An atlas of food and agriculture. London: Banson, 1995. ––––––––––––. The state of food and agriculture. New York: J. Wiley, 1995. ––––––––––––. World agriculture: towards 2010 — An FAO study. New York: J. Wiley, 1995. 6 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. GARSCHAGEN, Donaldson M. (ed.). Ciência e futuro 1993. Rio de Janeiro: Encyclopaedia Britannica do Brasil. MAGNOLI, Demétrio. O mundo contemporâneo. São Paulo: Atual, 2004. MELO, Itamar S.; AZEVEDO, J. Controle biológico (Volume 1). Brasília: Embrapa, 1998. MILLER, G. Tiller. Environmental science. Belmont: Wadsworth Publishing, 1997. NEBEL, Bernard J.; WRIGHT, Richard T. Environmental Science. The Way the World Works. New Jersey: Prentice-Hall, 1996. PERUZO, Tito M.; CANTO, E. L. Química na abordagem do cotidiano. 3v. São Paulo: Moderna, 2003. PRIMAVESI, Ana. Manejo ecológico do solo. São Paulo: Nobel, 1990. RAMAGE, Janet. Energy — A guidebook. Oxford: Oxford University Press, 1997. RAVEN, Peter H. et al. Environment. Orlando: Saunders College Publishing, 1995. SMITH, Robert Leo. Ecology and field biology. New York: Harper Collins College Publishing, 1996. TARBUCK, Edward J.; LUTGENS, Frederick K. Earth science. New Jersey: Prentice Hall, 1997. THURMAN, Harold V. Introductory Oceanography. New York: MacMillan Publishing, 1994. TURK, Jonathan; THOMPSON, Grahan R. Environmental Geoscience. Orlando: Saunders College Publishing, 1995. WILSON, Edward O.; PETER, F. Biodiversidade. Rio de Janeiro: Nova Fronteira, 1997. Leituras complementares sugeridas (para os alunos) ALBERTS, Carlos C. Perigo de vida. São Paulo: Atual. BRANCO, Samuel Murgel. Água — Origem, uso e preservação. São Paulo: Moderna. ––––––––––––. Energia e meio ambiente. São Paulo: Moderna. ––––––––––––. Natureza e agroquímicos. São Paulo: Moderna. ––––––––––––. O desafio amazônico. São Paulo: Moderna. BRANCO, Samuel Murgel; BRANCO, Eduardo. Poluição do ar. São Paulo: Moderna. CANTO, Eduardo Leite. Plásticos — Bem supérfluo ou mal necessário? São Paulo: Moderna. CAVINATTO, Vilma Maria. Saneamento Básico — Fonte de saúde e bem-estar. São Paulo: Moderna. CHASSOT, Attico. A ciência através dos tempos. São Paulo: Moderna. CHIAVENATO, Julio José. O massacre da natureza. São Paulo: Moderna. CONTI, José Bueno. Clima e meio ambiente. São Paulo: Atual. FURLAN, Sueli A.; NUCCI, João Carlos. A conservação das florestas tropicais. São Paulo: Atual. FUTUNA, Edson. O ecossistema marinho. São Paulo: Ática. GIANSANTI, Roberto. O desafio do desenvolvimento sustentável. São Paulo: Atual. MAGOSSI, Luiz Roberto; BONACELLA, Paulo Henrique. Poluição das águas. São Paulo: Moderna. MINC, Carlos. Ecologia e cidadania. São Paulo: Moderna. NEIMAN, Zysman. Era verde? São Paulo: Atual. RIBEIRO, José Hamilton. Pantanal, amor baguá. São Paulo: Moderna. RODRIGUES, Sérgio de Almeida. Destruição e desequilíbrio. São Paulo: Atual. ROSA, Antonio Vitor. Agricultura e meio ambiente. São Paulo: Atual. SNEDDEN, Robert. Energia. São Paulo: Moderna. ––––––––––––. Vida. São Paulo: Moderna. SCARLATO, Francisco C.; PONTIN, Joel Arnaldo. Do nicho ao lixo. São Paulo: Atual. ––––––––––––. O ambiente urbano. São Paulo: Atual. SOUZA, Herbert (Betinho); RODRIGUES, Carla. Ética e cidadania. São Paulo: Moderna. TOKITAKA, Sônia; GEBARA, Heloísa. O verde e a vida. São Paulo: Ática. TOLENTINO, Mario e outros. A atmosfera terrestre. São Paulo: Moderna. TUNDISI, Helena da Silva F. Usos da energia. São Paulo: Atual. A internet na sala de aula (endereços na Web) ARS (Agricultural Research Service) — Faz parte do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos; é um setor de pesquisas em várias áreas como irrigação, melhoramento genético, produção animal, re- cursos naturais, uso de pesticidas e agricultura sustentável. www.ars.usda.gov Associação Amazônia — Página da Associação Amazônia, dedicada ao estudo e à divulgação de informações sobre desenvolvimento sustentável, conservação, saúde, biodiversidade e temas gerais de Ecologia, particularmente no que se refere à Amazônia brasileira. www.amazonia.org Base de Dados Tropical — A BDT tem como meta e estratégia a disseminação de informação eletrônica, como ferramenta na organização da comunidade científica e tecnológica do país. Atua na área de informação biológica, de interesse industrial e ambiental, e pretende contribuir diretamente para a conservação e utilização racional da biodiversidade no Brasil. www.bdt.org.br/ Biodiversity and Biological Collections — Apresenta informações diversificadas e relevantes na área de Biologia, úteis para estudantes e professores. Possibilita acesso a numerosos outros endereços na Web. www.biodiversity.uno.edu Cetesb — A Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental faz parte da Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo. Fornece informações sobre o controle da poluição, pesquisas na área de tecnologia ambiental, legislação ambiental e recursos hídricos. www.cetesb.sp.gov.br Department of Atmospheric Sciences (University of Illinois) — Trata de aspectos referentes à atmosfera terrestre (meteorologia, poluição atmosférica etc.). www.atmos.uiuc.edu Discovery Channel na escola — Uma página do Canal Discovery que contém os mais variados assuntos, dando ênfase à área de ciências e tecnologia, além de mostrar a natureza e seus ecossistemas. www.discoveryportugues.com Ecoambiental — Uma página voltada ao estudo do meio ambiente; trata de vários aspectos, como biodiversidade, atmosfera, poluição, efeito estufa etc. www.ecoambiental.com.br/ Ecologia de Paisagem — Laboratório de Pesquisa da Universidade Federal do Rio Grande do Sul que realiza pesquisas na área de ecologia de paisagem, geoprocessamento, zoneamento de áreas ecologicamente importantes. www.ecologia.ufrgs.br/paisagem/land5.htm Ecologia e Desenvolvimento — Ampla informação sobre a temática ligada à natureza e sua preservação, levando-se em conta o desenvolvimento econômico e industrial. www2.uol.com.br/ecologia/ Ecologia web site — Um site que traz informações sobre Ecologia, como por exemplo, parques nacionais, ecossistemas, problemas ecológicos e fauna. www.geocities.com/RainForest/Jungle/3434/ Embrapa — Site da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, com informações sobre ambiente, melhoramento genético, produção de alimentos, irrigação, plantio e controle biológico. Tem dados sobre zoneamento agrícola, links relacionados com agricultura e ferramenta de busca (“Guia de Fontes”), facilitando pesquisas. www.embrapa.br Guia de Ecologia — Seleção comentada de sites sobre Ecologia, incluindo links de instituições, projetos, parques e reservas nacionais, dicas de reciclagem, cursos e outros. www.sobresites.com/ecologia/ Meio ambiente para todos — Este é o site da ECOM — Ecologia & Comunicação, traz informações relacionadas à área de Ecologia, como profissões, universidades, trabalhos, ecoturismo, além de notícias e biblioteca. www.meioambiente.org.br/ NRDC on-line — Site do Natural Resources Defense Council, que apresenta numerosas e interessantes seções, incluindo um dicionário de Ecologia, temas atuais relativos às questões ambientais e muito mais. www.nrdc.org O Estado de S. Paulo — Contém cadernos e artigos dos jornais O Estado de S. Paulo e Jornal da Tarde. Há vários assuntos ligados à Biologia, incluindo ambiente, poluição, novas descobertas, demografia, ética, agronomia etc. Dispõe de item “Pesquisa” para busca através de palavra-chave, carregando artigos relacionados ao assunto. www.estado.com.br 7 Materiais de apoio Leituras ABORDAGEM INTERDISCIPLINAR DA BIOLOGIA A biologia, considerada ciência básica, isto é, um ramo puro do conhecimento humano dito científico, contribui para várias outras, assim como recebe de outras fundamentais contribuições. A questão da interdisciplinaridade, entretanto, torna-se meramente “convencional” na medida em que fazemos, de uma ciência básica, uma abordagem mais ou menos ampla de seu campo de operações. Isso porque, em termos de abrangência, as ciências possuem, em geral, limites meramente convencionais. O conhecimento científico – ou seja, aquele que pode ser submetido a provas e contraprovas, não derivando somente de argumentos, opiniões, preferências e “gostos” – não possui barreiras internas, pois isso seria contrário à sua própria definição, pois limitaria o gênero de provas e objeções que lhe poderiam ser impostas. Na época de Aristóteles, a proposição de interdisciplinaridade não teria sentido. Sua ciência – ou seja, os aspectos de sua contribuição para o conhecimento que foram derivados da observação, da comparação e da experimentação – incluía os “ramos” mais diversos, como a meteorologia, hidrologia, astronomia, física, biologia... Seria ele um “multicientista”, um profissional que dominava vários ramos do saber indistintamente? Ou era a própria ciência que não reconhecia a necessidade de subdivisões em “ramos” distintos do saber? Na Idade Média, o conhecimento dos alquimistas era também multiforme, tendo dado origem a descobertas básicas nos campos da química, da mineralogia, da farmácia, da medicina. Foi, pois, a ampliação dos conhecimentos adquiridos pela ciência que exigiu, por assim dizer, as suas subdivisões em diversas “ciências” (como se a palavra ciência admitisse o plural), e estas em várias disciplinas, de acordo com a sua metodologia de trabalho, ou seja, com os tipos de métodos mais familiares e mais objetivamente utilizados na obtenção das provas necessárias à sua certificação. O reconhecimento elementar de diferenças de categoria e metodologia entre a filosofia, as artes e a ciência parecer ser, até certo ponto, intuitivo (embora não o fossem numa época em que os “argumentos”, quer de origem autoritária, revelada, intuída, deduzida ou induzida, observada ou experimentada, tinham igual valor). Dentro desse panorama extenso da ciência, os que a ela se dedicavam começaram a manifestar “preferências”, em consonância, certamente, com seus respectivos temperamentos pessoais. É muito instrutivo, a esse respeito, notar, na trajetória de vida de Charles Darwin,1 como ele foi submetido a diversas alternativas de profissão, até “encontrar” a sua As “Ciências Afins” da Biologia De um ponto de vista formal, há dois níveis de complementaridade entre a biologia e outras ciências. Existem as ciências para as quais a biologia contribui e existem as ciências das quais depende a biologia. Entre as ciências para as quais a biologia contribui decisivamente, a ponto de ser impossível a sua abordagem sem ser a partir mesmo da biologia, estão a medicina e a agronomia, com suas múltiplas ramificações. Em menor grau, dentro da geologia, a estratigrafia, ou mais especificamentte a bioestratigrafia, recebe o concurso da biologia, por meio da paleontologia, considerada esta legítima disciplina da biologia, que trata da morfologia (e até da ecologia, ou pelo menos da biogeografia) dos animais e vegetais extintos. Os fósseis, considerados como elementos es- 1 A. Desmond & J. Moore, Darwin. A vida de um evolucionista atormentado (São Paulo: Geração, 1995). 8 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Odyssey expeditions — Um site em inglês que trata de expedições relacionadas à Biologia, principalmente assuntos relacionados à Biologia marinha e Ecologia. www.odysseyexpeditions.org/ Revista Ecologia e Desenvolvimento — Um site do Uol que traz informações e curiosidades sobre assuntos relacionados à Ecologia, como revistas, livraria, links. www.uol.com.br/ecologia/ The Envirolink Network — Organização ecológica dedicada a divulgar informações referentes à Ecologia, discutindo problemas ambientais associados às atividades humanas. www.envirolink.org U. S. Fish and Wildlife Service — Site elaborado pelo órgão do governo norte-americano encarregado da conservação e proteção da vida selvagem nos Estados Unidos. Oferece links com endereços afins. www.fws.gov U. S. Geological Survey — Mantido por esse órgão do governo norteamericano, este site apresenta informações sobre meio ambiente, incluindo riscos ambientais, recursos naturais e gerenciamento ambiental. www.info.er.usgs.gov/network/science/biology/index.html World Wild Found for Nature — Site dessa organização não-governamental dedicada ao estudo de questões ambientais, apresenta diversas seções que abordam temas atuais relativos aos problemas ambientais. www.panda.org WWF — A WWF é uma instituição não-governamental que tem como principal função a conservação do meio e das espécies existentes nele. No site você encontra dados e trabalhos realizados por essa organização. www.wwf.org.br verdadeira vocação de naturalista. Primeiramente, foi encaminhado à medicina, quer por uma tradição de família, quer, possivelmente, por haver demonstrado na infância a tendência pouco comum de dissecar animais para examinar o conteúdo. Tendo, entretanto, nas aulas da universidade (que era, na época, eminentemente “multidisciplinar” e eqüipotencial, em termos de formação profissional), revelado nítida e incontrolável repugnância pela contemplação da doença e da dor, encaminhou-se para a profissão teológica, clerical, com a qual também manifestava incompatibilidades, mais inclinado que era aos fatos do que às crenças. Finalmente, por uma circunstância fortuita, que todos conhecem, do convite para engajar-se como “naturalista de bordo” em uma excursão científica de circunavegação e detalhamento geográfico da costa sul-americana, com cinco anos de duração, foi encaminhado à história natural, em que manifestou sempre igual interesse – e competência – pela geologia, pela botânica e pela zoologia. Essas tendências e preferências pessoais manifestam-se, possivelmente, em função já de um vislumbre metodológico: é muito nítido o desgosto, por exemplo, que um estudante mostra pelas matemáticas, quando suas preferências se dirigem a matérias descritivas, como a biologia ou a história; ao contrário, a vocação para a engenharia se caracteriza por uma forte preferência pelas demonstrações da física e da matemática, não percebendo, em geral, qualquer sentido na observação dos hábitos de bichos e plantas. Há, também, a índole do colecionador, uma tendência sistemática – quase artística – que tanto pode ser aplicada à mineralogia quanto à classificação de insetos, conchas, plantas ou selos do correio... Mas são sempre opções metodológicas. Assim, o sistemata, em biologia, dificilmente se interessa pela fisiologia. Preferências metodológias e acúmulo de conhecimentos constituíram, afinal, as razões básicas para a subdivisão da ciência. O princípio cartesiano só se aplica a coisas que, pela sua extensão, se mostram divisíveis. São divisões de conveniência, e não de essência. Descartes propõe subdividir o problema a ser esclarecido em tantas partes quanto possam ser resolvidas separadamente, e não ad infinitum... Entretanto, a divisão do conhecimento em subdivisões infinitas, segundo uma hierarquia, constitui objetivo atual dos bibliotecários, e Dewey, com seu famoso “método decimal de catalogação”, conseguiu esse intento, facilitando sobremaneira a classificação de livros e a sua busca, “por assunto” nas bibliotecas! Por outtro lado, as tendências modernas à unificação, à globalização, à visão sistêmica são visceralmente contrárias a essa “atomização” do conhecimento. Primeiro, pela própria essência das ciências. As leis que explicam o movimento dos astros, a composição íntima da matéria, a origem e a natureza física da vida são as mesmas em todo o universo. “Verás que a natureza, em todo semelhantte, é a mesma em toda parte”, dizia Pitágoras em seus versos áureos. Assim sendo, as divisões entre química, física, biologia e astronomia são apenas formais e não essenciais. Além disso, a constatação “holística” de que a associação de elementos em um sistema é mais do que uma simples justaposição, pois dela resultam propriedades novas, condena a separação dos elementos, aconselhando, ao contrário, a síntese, a integração que permite a interação. Por conseguinte, só podemos tratar formalmente da interdisciplinaridade como tentativa de juntar o que “estava separado”. O sódio (um metal prateado, brilhante, altamente reativo) e o cloro (gás incolor, tóxico, oxidante poderoso) são completamente diferentes do cloreto de sódio (sal de cozinha) que se forma pela sua associação. Dizer que são “elementos complementares” nessa síntese é inteiramente supérfluo e impróprio. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. truturais de rochas, são, em relação a estas, elementos secundários e têm origem biológica, interessantes apenas como elementos de datação e de reconhecimento das condições da formação de rochas sedimentares, cabendo, pois, a denominação bioestratigrafia ao seu estudo especializado. Quanto às ciências ou disciplinas que contribuem metodológica ou essencialmente para a biologia, incluem praticamente todas as ciências básicas, uma vez que a “substância” biológica é a sua natureza química, as suas propriedades são físicas e a sua morfologia é geométrica. D’Arcy Thompson (1860-1948) foi um zoólogo escocês de saber imenso. Faz parte do seu currículo o fato espantoso de ter sido convidado na mesma ocasião a ocupar, em três universidades britânicas distintas, respectivamente as cátedras de: zoologia, matemática e... letras clássicas, tendo optado pela primeira, que o manteve durante cinqüenta anos na Universidade de St. Andrews, sua terra natal. Thompson dedicou-se, em sua brilhante carreira, a elucidar as leis que dão origem às formas orgânicas, principalmente animais.2, 3 Suas pesquisas abordam a questão tanto do ponto de vista biológico quanto geométrico e físico-químico, procurando identificar as “razões” de ser de cada forma, na economia de materiais, nas leis da gravidade e das tensões superficiais, demonstrando, por exemplo, o porquê de encontrarmos as formas espiraladas que caracterizam uma concha de gastrópode, a teca de um foraminífero, o chifre de um antílope ou o dente de uma paca... A fisiologia introduziu, desde a sua origem, a necessidade do recurso aos conhecimentos de eletricidade e de química. As decobertas de algumas propriedades importantes da eletricidade e da pilha elétrica e, por outro lado, da contração muscular e condução nervosa estão associadas aos trabalhos de Volta, que era físico, e de Galvani, que era médico. Muito mais tarde, a descoberta da contratibilidade das moléculas de actomiosina introduziu, na fisiologia, um estreito relacionamento com a química fina, isto é, com a química ao nível de estrutura da molécula. Mas todo o conhecimento das enzimas, seu papel na digestão e outras funções biológicas, assim como dos hormônios e neurossecreções, como veículos de informações indispensáveis à integração orgânica, tornam a biologia estreitamente dependente dos conhecimentos de química. O mesmo papel é reconhecido com relação a funções básicas, como a fotossíntese das plantas, a quimiossíntese dos microrganismos e muitos outros. Finalmente, os estudos de genética têm avançado rápida e inexoravelmente em direção ao esmiuçamento das propriedades das moléculas de ADN, originando a chamada “biologia molecular”. Teorias sofisticadas de física, de informática e outras têm se associado na compreensão da mecânica da transmissão de caracteres hereditários e nas possibilidades de intervenção e alteração. Tudo isso faz da biologia, não uma colcha de retalhos, mas o maior centro integrador de conhecimentos de toda a ciência. Fonte: BRANCO, Samuel M. Meio Ambiente e Biologia. São Paulo: Editora Senac, 2001, p. 115 a 122. Podemos tabular alguns dos fenômenos específicos aos seres vivos: • Programas evoluídos. Os organismos são produtos de 3,8 bilhões de anos de evolução, e suas características refletem essa história. Desenvolvimento, comportamento e todas as outras atividades dos seres vivos são em parte controladas por programas, que são o resultado de informações genéticas acumuladas durante a história da vida. Desde a origem dos procariontes mais simples até árvores gigantescas, elefantes e baleias, desenrola-se uma sucessão evolutiva ininterrupta. • Propriedades químicas. A química orgânica e a bioquímica têm demonstrado que todas as substâncias encontradas nos seres vivos — proteínas, lipídios, ácidos nucléicos e outras — podem ser decompostas em moléculas inorgânicas simples e, pelo menos em princípio, podem ser sintetizadas em laboratório. • Mecanismos reguladores. Em todos os seres vivos existem múltiplos mecanismos reguladores e de controle — como as respostas de feedback — que mantêm o organismo estável. Estes mecanismos nunca foram encontrados na matéria inanimada. • Organização. Seres vivos são sistemas complexos e organizados, e isso explica sua capacidade de auto-regulação. • Sistemas teleonômicos. Seres vivos são sistemas adaptados, resultantes de incontáveis gerações sucessivas, submetidas à seleção natural. Nesses sistemas, todas as atividades — tanto as que regem o desenvolvimento embrionário como as atividades fisiológicas e comportamentais dos adultos — são teleonomicamente programadas. • Ordem de grandeza limitada. O tamanho dos seres vivos ocupa uma limitada faixa, desde os menores vírus (frações de micrometros) até as maiores árvores e os maiores mamíferos (algumas dezenas de metros). As unidades básicas de organização biológica — as células com seus componentes — são muito pequenas, o que confere aos organismos grande flexibilidade. • Ciclo da vida. Seres vivos — ao menos os que se reproduzem sexuadamente — passam por um ciclo de vida definido, que se inicia com um zigoto (ovo fecundado) e passa por vários estágios embrionários ou larvais, até alcançarem a idade adulta. A complexidade do ciclo da vida varia de espécie para espécie, incluindo diversas modalidades de alternância de gerações sexuadas e assexuadas. • Sistemas abertos. Os seres vivos obtêm continuamente energia e matéria do ambiente, no qual eliminam os produtos finais do metabolismo. Sendo sistemas abertos, não estão sujeitos às limitações ditadas pela segunda lei da termodinâmica. A percepção das peculiaridades que caracterizam os seres vivos resultou no desenvolvimento de uma ciência autônoma — a biologia. Essas peculiaridades são: • capacidade para evoluir; • capacidade de autoduplicação; • capacidade de crescimento e diferenciação, obedecendo a um programa genético; • metabolismo (obtenção e consumo de energia); • capacidade de auto-regulação, mantendo um sistema complexo em equilíbrio (o que se chama homeostase); • capacidade de responder a estímulos ambientais; • capacidade de alterar-se tanto em nível genotípico (por mutações) como em nível fenotípico. Fonte: MAYR, Ernst. This is Biology. Cambridge: Harvard University Press, 1997, p. 20 a 23. O QUE CARACTERIZA A VIDA Atualmente, se consultarmos biólogos e outros cientistas, encontraremos consenso sobre a natureza dos organismos vivos. Em nível molecular, as suas funções todas — e em nível celular, a maioria delas — obedecem às leis da física e da química. Fundamentalmente diferentes das substâncias inertes, os seres vivos são sistemas hierarquicamente ordenados, com propriedades nunca encontradas na matéria inanimada; mais importante, suas atividades são controladas por “programas” genéticos que contêm informações acumuladas ao longo do tempo, algo também ausente na matéria inanimada. Como resultado, os seres vivos apresentam uma notável forma de dualismo, mas não um dualismo de corpo e mente, isto é, um dualismo entre o físico e o metafísico. O dualismo da biologia moderna é físicoquímico, e resulta de os organismos possuírem um genótipo e um fenótipo. Para o entendimento do genótipo, que é escrito em ácidos nucléicos, são requeridas explicações evolucionárias. O fenótipo, construído a partir das informações contidas no genótipo, é escrito em proteínas, lipídios e outras macromoléculas, e requer explicações funcionais. Tal dualidade é desconhecida no mundo inanimado. […] BASE SOBRE MEIO AMBIENTE URBANO Cleon Ricardo dos Santos, Unilivre Clóvis Ultramari, Unilivre Cláudia Martins Dutra, CIDS-EBAPE-FGV Introdução 2 3 D. Thompson, Forme et croissance (Paris: Seuil, 1994). S. M. Branco, O castor e a motosserra (em preparação). O termo sustentabilidade é mais amplamente utilizado com referência à sustentabilidade ambiental. Todavia, a Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento (Rio-92) ampliou 9 este conceito, incluindo a sustentabilidade social, econômica, financeira e institucional, dentre outros aspectos, o que levou a considerações a respeito de sua aplicação no espaço urbano. Apesar de as cidades apresentarem limitações conceituais, relativamente à obtenção de um verdadeiro desenvolvimento sustentável, as áreas urbanas tornaram-se um tema de maior debate e participação. A ampliação do conceito de sustentabilidade consolidou-se com a realização da Conferência das Nações Unidas sobre os Assentamentos Humanos (Habitat II), em 1996, que aprovou a Agenda Habitat, documento que explicita não só os princípios, mas também os compromissos e ações estratégicas a serem adotadas, tanto pelos governos como pela sociedade civil e iniciativa privada, visando à obtenção de um desenvolvimento sustentável nas áreas urbanas. O próprio conceito de cidade ampliou-se, abrangendo os assentamentos humanos, de forma mais ampla, incluindo as formas mais variadas de ocupação do território pela população. A sustentabilidade urbana passa a incluir, ao lado das questões essencialmente ambientais, o desenvolvimento econômico local, a promoção da eqüidade e a justiça social, a gestão urbana democrática e participativa, a moradia adequada para todos, além, entre outras, das questões essencialmente urbanísticas e das ligadas ao ordenamento territorial local e regional. As cidades são, por definição, sistemas abertos, com uma dependência profunda e complexa de recursos externos. Isso, sem dúvida, dificulta a obtenção da sustentabilidade urbana, profundamente relacionada com a auto-suficiência em consumo e com a disposição de resíduos sólidos e líquidos, incluindo a disponibilidade de moradia adequada e de transportes públicos eficientes. A busca do desenvolvimento sustentável nas cidades sofre, assim, a contradição imposta por aspectos intrínsecos a esses espaços. Estas dificuldades são mais acentuadas no Brasil, onde o processo de urbanização, extremamente rápido e desigual, leva as populações de baixa renda a ocupar terras periféricas, em geral desprovidas de qualquer tipo de infra-estrutura, ou a se instalar em áreas ambientalmente frágeis, que só poderiam ser urbanizadas sob condições rigorosas e mediante soluções dispendiosas. O desrespeito à legislação urbanística e um acentuado processo de especulação imobiliária têm provocado conseqüências semelhantes. A inexistência de uma clara política urbana nacional (não obstante esta omissão poder ser considerada como uma forma velada, porém deliberada, de política) dificulta a adequada articulação dos necessários investimentos em infra-estrutura e, conseqüentemente, a otimização dos recursos, sempre inferiores às reais necessidades. Inexistindo instrumentos de referência nacionais, são valorizados os acordos internacionais, que passam a substituir práticas anteriormente adotadas pelos governos brasileiros. “Nesse sentido, a Agenda 21 constitui verdadeiro plano de ação mundial para orientar a transformação de nossas sociedades, pois identifica, em 40 capítulos, 115 áreas de ação prioritária” (Guimarães 1999, p.1). No Brasil, a valorização da Agenda 21 é também recorrente, seja por parte das autoridades locais, que se lançam na tentativa de implementar seus princípios1, seja pelo governo federal que, muitas vezes, parece substituir, oficialmente, sua competência precípua de formular a política urbana nacional pela simples adoção de documentos aprovados internacionalmente. “Tornadas realidade, as Agendas 21 poderão fertilizar toda a vida econômica, social e política do País com o novo conceito de desenvolvimento fundamental na qualidade ambiental e na justiça social”, afirmou o ministro de Meio Ambiente, José Sarney Filho, nos trabalhos de discussão da Agenda 21 Brasileira (Novaes 2000, p. IV). Concomitantemente à adoção dos princípios, objetivos e estratégias de ação preconizados nas Agendas internacionais, está se consolidando uma base constitucional e legal adequada para o trato das questões urbanas. Mencione-se, em especial, as normas constitucionais que tratam do meio ambiente, da autonomia municipal, da competência estadual para instituir regiões metropolitanas e aglomerações urbanas e no Capítulo específico sobre a Política Urbana, que passa a ser uma política institucionalizada, a exemplo de outras políticas públicas. Avanço expressivo foi conquistado com a aprovação do Estatuto da Cidade – Lei Federal 10.257, de 10 de julho de 2001, regulamentando a política urbana. O Estatuto da Cidade estabelece as diretrizes gerias a serem necessariamente observadas pelos municípios na implementação da política urbana, dentre as quais mencione-se. a garantia do direito a cidades sustentáveis, entendido como o direito à terra urbana, à moradia, ao saneamento ambiental, à infra-estrutura urbana, ao transporte e aos serviços públicos, ao trabalho e ao lazer, para as presentes e futuras gerações (artigo 2º I). A cidade sustentável, portanto, passa a ser considerada como um direito, definindo-se claramente o que se compreende por sustentabilidade urbana no Brasil, ao menos para efeitos legais. Outros aspectos são dignos de menção, como: a garantia da gestão democrática da cidade; o cumprimento da função social da propriedade urbana, a ser determinada pelo Plano Diretor, obrigatório para cidades com mais de 20 mil habitantes; a caracterização das cidades como dotadas de uma função social; o estabelecimento de novos instrumentos de intervenção no espaço urbano, para que se assegure uma melhor ordenação físico-territorial do município; o controle da especulação imobiliária e a regularização fundiária, entre outros importantes aspectos. As relações entre o meio ambiente e o desenvolvimento urbano são igualmente consideradas como diretrizes a serem necessariamente observadas. Além da edição de importantes diplomas legais, onde se inclui a Lei de Responsabilidade Fiscal e uma relevante regulamentação dos aspectos urbano-ambientais, observa-se um nítido processo de descentralização que passa a valorizar a instância local, em detrimento de políticas urbanas formuladas no plano nacional, ao lado do repasse para os municípios de competências setoriais, como a educação e a saúde, bem como o trato de questões urbano-ambientais. Além da marcante influência dos documentos internacionais sobre a estrutura legal e institucional, mencione-se a resultante das ações de agências externas de financiamento: ... além da importante função meramente financeira, os Bancos têm atuado como “inteligência” auxiliar do Governo na elaboração de programas e projetos, como, por exemplo, os programas responsáveis por políticas de ajuste estrutural, os projetos setoriais de desenvolvimento, os de combate à pobreza... Desse modo, parte das novidades em políticas públicas e projetos de governo brasileiro é, muitas vezes, o resultado de um trabalho de cooperação internacional em que o Banco Mundial e o Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID) têm um relevante papel. (Vianna Jr. 1998, p. 82). É neste cenário, em que diretrizes internacionais e características locais se mesclam, que a busca do desenvolvimento sustentável para as cidades brasileiras tem sido realizada, ora com avanços, ora com retrocessos. Urbanização e sustentabilidade A existência de um arcabouço legal capaz de propiciar aos municípios instrumentos adequados para a gestão urbana é particularmente importante na medida em que o Brasil se urbaniza aceleradamente. Com efeito, a taxa de urbanização brasileira, em 1970, era de 30,5%; em 1980, de 38,6%; em 1990, de 49,0%; e em 2000, passa a 81,2%. Analisandose o quadro a seguir, verifica-se, além do fenômeno da urbanização, uma lenta porém persistente concentração da população nas regiões metropolitanas.2 A importância crescente do fenômeno urbano no Brasil é um fato notório, ocorrido a partir de uma ocupação concentradora sobre o território e a partir de diferenças, cada vez mais marcantes, entre a ocupação rural e a urbana. A despeito desses fatos, recente pesquisa realizada pelo Instituto Social de Estudos da Religião (Iser), “O que o brasileiro pensa sobre o meio ambiente e o consumo sustentável” mostra, por exemplo, que o desmatamento — fato não necessariamente integrante de políticas urbanas — ainda é o problema ambiental mais presente entre a população. Confirma isso o fato de 46% dos entrevistados entenderem ser esta 1 A informação de quantos municípios brasileiros estariam desenvolvendo ou que já desenvolveram processos de Agenda 21 local é de difícil apreensão. A experiência empírica dos autores revela que esse número não poderia ser desprezado se considerada a demonstração de interesse, formal ou não, em elaborar Agendas 21 por parte de gestores e técnicos municipais. 2 Para completar este raciocínio, poder-se-ia inserir a população de municípios que compõem aglomerados urbanos ou fenômenos metropolitanos ainda não constituídos formalmente em regiões metropolitanas. 10 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. TABELA 1 – BRASIL. POPULAÇÃO METROPOLITANA, URBANA, RURAL E TOTAL 1970-1996 (MILHÕES) 1970 1980 1991 1996 bs. bs. bs. bs. Metropolitana Urbana Rural TOTAL 23,7 28,4 41,1 93 25,5 30,5 44,1 100 34,4 45,6 38,0 118 29,2 38,6 32,2 100 42,9 68,1 35,8 146,8 29,4 46,4 24,4 100 46,1 77,0 34,0 157,1 29,4 49,0 21,6 100 2000 bs. 50,7 137,7 31,8 169,5 29,9 81,2 18,8 100,0 Fonte: IBGE, Censos Demográficos 1970, 1980, 1991. Contagem Populacional 1996 e Censo Demográfico 2000. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. a questão ambiental mais urgente no Brasil (Iser & Ministério do Meio Ambiente 2001)3. É evidente que um processo de urbanização concentrada e acelerada indica sérios problemas de ordem ambiental. Analisando-se os aspectos intra-urbanos desse processo, observam-se condições ainda mais impróprias para o meio ambiente e para a qualidade de vida da população urbana. Mencione-se a grande dificuldade de impor regulamentos urbanísticos a uma cidade cada vez mais ilegal e a existência de pressões crescentes para a utilização de áreas ambientalmente sensíveis. Nesse sentido, “O ilegal do solo e as edificações em meio urbano atingem mais de 50% das construções nas cidades brasileiras, não considerando as legislações de uso e ocupação do solo, zoneamento, parcelamento do solo e edificação.” (Maricato 1996, p. 21)4. Nas cidades brasileiras são inúmeros os exemplos de ocupação de áreas ambientalmente frágeis, repetindo-se, tanto nas metrópoles como nas cidades médias e pequenas, os conflitos entre vetores de ocupação e áreas a preservar. A região metropolitana de Curitiba, um exemplo que pode ser generalizado para o País, tem apresentado forte tendência de crescimento urbano em direção às áreas de mananciais, onde se combinam baixos padrões de habitabilidade (solos hidromórficos e risco de enchentes) e perda da principal fonte de recursos hídricos para a população metropolitana. Principais problemas ambientais urbanos A existência, a persistência e o contínuo crescimento dos problemas ambientais urbanos, decorrentes da urbanização acelerada e desigual, levam à necessidade de políticas específicas para enfrentar o problema. A sociedade brasileira não pode prescindir de uma política de desenvolvimento vinculada e coordenada a uma política ambiental em que a água, o esgoto sanitário e os resíduos domésticos e industriais tenham origem e destino transparentes, e o transporte público tenha prioridade sobre a auto-estrada, os viadutos e as cirurgias urbanas. (Gastal 1995, p. 15). Os dados básicos sobre água e esgoto, poluição hídrica, poluição atmosférica e gestão de resíduos sólidos, nos últimos dez anos, revelam um quadro dramático que, não obstante a evolução positiva de alguns setores, parece se distanciar de qualquer cenário de uma sustentabilidade desejada. Água e esgoto Um dos problemas ambientais urbanos mais graves é a falta de tratamento dos esgotos sanitários que são, em sua maioria, lançados, in natura, no solo ou em corpos d’água, causando danos irreparáveis às reservas de água potável, rios e águas costeiras e comprometendo seu uso para abastecimento, irrigação, recreação e turismo. Comparando-se os dados da Pesquisa Nacional de Saneamento Básico de 2000, realizada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), com a mesma pesquisa realizada em 1989, verifica-se que, no período considerado, houve um aumento de 24% no número de municípios brasileiros, que passaram de 4.425 para 5.507. No entanto, o serviço de esgotamento sanitário cresceu, no mesmo período, apenas 10,5%, cobrindo, atualmente, 2.874 municípios. 3 4 Em segundo lugar, a pesquisa aponta 38% para a poluição de rios, lagoas e praias, e 18% para problemas de saneamento, estes sim problemas fundamentalmente urbanos. A mesma pesquisa realizada nos anos de 2001 e 1997 mostra resultados semelhantes, porém, com incremento para esses dois últimos problemas. Informação obtida a partir do conhecimento empírico junto à administração municipal de São Paulo, da arquiteta e ex-secretária municipal de habitação Ermínia Maricato. Apenas 33,5% dos domicílios são atendidos por rede de esgoto e, dos domicílios servidos, 64,7% do esgoto coletado não tem nenhum tipo de tratamento. Nas áreas onde não há tratamento, 84,6% dos esgotos coletados são despejados diretamente nos rios. É interessante observar, analisando os dados no plano regional, que a região Sudeste, embora tenha o maior percentual de municípios com serviços de esgoto (92% do total) apresenta o menor volume (27,2%) de esgoto coletado tratado. Na região Nordeste, com 42% dos municípios atendidos, trata-se 78,2% do volume de esgoto coletado. No mesmo período (1989/2000), o volume de água distribuído à população aumentou em 57,5%. Vale salientar que o volume de água tratada que chega aos domicílios atendidos cresceu 52,5%, enquanto o volume distribuído sem tratamento teve um crescimento de 191,3%. Com isso, a porcentagem de água distribuída sem tratamento no Brasil cresceu de 3,9% para 7,2% do total. Quanto aos municípios atendidos com serviços de abastecimento de água, o País atingiu, em 2000, o expressivo índice de 97,4%. O Sudeste, com 100%, apresenta o melhor índice regional, enquanto no Norte são atendidos 94% dos municípios. Quanto ao total de domicílios atendidos, o índice, para todo o Brasil, não passa de 63,9%. Mais uma vez o Sudeste apresenta o melhor índice de atendimento (70,5%) e o Norte o pior, com apenas 44,3%. Segundo dados da Secretaria Especial de Desenvolvimento Urbano (SEDU), seriam necessários R$ 44 bilhões, até 2015, para que a população tenha acesso aos serviços de saneamento básico. As principais fontes de financiamento são o Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID) e o Banco Mundial, já que entidades nacionais como o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), por exemplo, não têm concedido recursos e só recentemente a Caixa Econômica Federal (CEF) voltou a financiar o setor público. Assim, é evidente que o País ainda está longe de atingir a meta da universalização dos serviços de saneamento. Caso o ritmo dos investimentos públicos (União, estados e municípios) for mantido, este ideal será alcançado apenas em 2018. A previsão, em 1998, era de se atingir a universalização em 2010, mantendo-se constantes investimentos de R$ 44 bilhões, mas a crise cambial e outras dificuldades obrigaram o setor público a diminuir a perspectiva dessa transformação. Hoje, os investimentos em saneamento não representam mais de 0,25% do Produto Interno Bruto (PIB), muito abaixo dos índices atingidos nos anos 1980, quando os investimentos chegaram a 0,38% deste índice. A indisponibilidade de abastecimento de água e esgotamento sanitário representa, também, um grande problema de saúde pública. Doenças infecciosas ligadas à falta de saneamento básico foram responsáveis por 77% da mortalidade infantil até um ano de idade, registrada em hospitais públicos, em 2000, e estima-se que esta seja igualmente a causa de cerca de 8.500 casos anuais de mortalidade prematura e morbidade adicional. De forma geral, pode-se dizer que os serviços de saneamento concentram-se nos centros urbanos maiores e praticamente inexistem nos pequenos municípios. Além disso, é ostensivo o fato de que a distribuição dos serviços de saneamento no Brasil é desigual, já que as cidades maiores e mais ricas têm mais acesso aos centros de decisão do que as cidades menores, mais pobres e distantes. No caso da rede de esgoto, esse fato é evidente: os municípios com mais de 300 mil habitantes têm quase três vezes mais domicílios ligados às redes de esgotos do que as cidades com até 20 mil habitantes, onde apenas 17,8% contam com esgotos tratados. Na região Norte, o serviço é quase inexistente nas cidades desta faixa: 0,4% da população. Nos municípios entre 20 e 45 mil habitantes, a proporção é de 18,3%. As metrópoles, que contam com mais de 300 mil habitantes, registram 48% da população atendida. No Sudeste, tem-se 58,7% do total. 11 Deve-se, todavia, observar que há diferenças de acordo com o nível de desenvolvimento regional, pois, mesmo com menos de 20 mil habitantes, os municípios do Sudeste fogem à regra, sendo bem melhor assistidos, com 44% de domicílios com rede de esgotos, do que as cidades com mais de 300 mil habitantes. Chama a atenção, também, o fato de que 116 municípios não têm nenhum domicílio com água potável – destes, 79% se concentram nas regiões Norte e Nordeste, sendo o Maranhão e o Piauí os estados que apresentam os piores índices. A Pesquisa Nacional de Saneamento Básico 2000, estudando pela primeira vez o problema da drenagem urbana, indicou que 78,6% dos municípios possuem sistema de drenagem de águas pluviais, infra-estrutura importante para prevenir inundações e alagamentos. Não obstante, o problema das enchentes é extremamente grave e atinge um em cada quatro municípios brasileiros. As principais causas deste problema estão relacionadas à má gestão e/ou operação dos sistemas urbanos: obstrução de bueiros (51%); obras inadequadas (27,9%) e dimensionamento inadequado do projeto (27,4%). Completa o quadro, com 31% das ocorrências, o adensamento populacional em áreas inadequadas. Rio de Janeiro, Santa Catarina, São Paulo, nesta ordem, são os estados que mais sofrem com o problema. Poluição hídrica A contaminação das águas tem contribuído de maneira significativa para agravar o problema da escassez de água nas cidades brasileiras. Nos grandes centros, o comprometimento da qualidade é causado principalmente por despejo de esgotos domésticos, sem qualquer tipo de tratamento, nos rios e corpos d’água que são utilizados para o abastecimento. A contaminação por pesticidas e fertilizantes (que ocorre quando estes rios atravessam zonas agrícolas) contribui ainda mais para agravar o problema. Casos paradigmáticos do problema de contaminação das águas são, por exemplo, o rio Guaíba, em Porto Alegre, fortemente comprometido pelo lançamento de resíduos tóxicos e industriais, além de fertilizantes e agrotóxicos, e o rio Paraíba do Sul, que, além de constituir a principal fonte de abastecimento da região metropolitana do Rio de Janeiro, abastece outras importantes cidades de Minas Gerais e de São Paulo. Neste caso, são importantes fatores de comprometimento do rio, além do lançamento de esgotos, o desmatamento, os garimpos ilegais e a erosão decorrente do mau uso do solo. Problemas semelhantes ocorrem em Curitiba, onde a ocupação de áreas de mananciais nas nascentes do rio Iguaçu tem se constituído no maior desafio para o planejamento metropolitano. O lago Paranoá, em Brasília, e a lagoa Rodrigo de Freitas, no Rio de Janeiro, também enfrentam problemas de poluição, enquanto a baía de Guanabara sofre com o lançamento de esgotos residenciais e industriais, além de vazamento de óleo e produtos químicos lançados por navios. Poluição atmosférica Os problemas de poluição do ar, no Brasil, são causados, em grande parte, pelas emissões provenientes dos meios de transporte5. De acordo com relatório do Banco Mundial (Brasil: gestão dos problemas da poluição – relatório de política) “essas emissões são mais importantes do que sugerem os inventários de emissões, visto estarem mais próximas da superfície e consistirem em particulados mais finos do que as emissões industriais típicas”. Como resultado desta situação, segundo o mesmo relatório, calcula-se que os custos para a saúde, em São Paulo e no Rio de Janeiro, incluam cerca de 4 mil casos anuais de mortalidade prematura e cerca de 38 milhões de dias de atividades restritas. Controles rígidos sobre emissões industriais e de veículos, em São Paulo e no Rio, teriam um custo anual da ordem de US$ 75 milhões, que deveriam ser pagos pela indústria e pelos proprietários de veículos. A importância dos meios de transporte como fator de contaminação do ar é confirmada por um estudo realizado pelo Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (IPEA), em parceria com a Associação Nacional de Transportes Públicos (ANTP): Redução das Deseconomias Urbanas com a Melhoria do Transporte Público 19886. Segundo esse estudo, apenas os congestionamentos severos, não incluindo, portanto, os níveis de 5 congestionamento leve e moderado, levam ao consumo excessivo de 190 mil litros de gasolina nas horas de pico da tarde, “valores que, por ano, atingem as cifras estimadas de 200 milhões de litros de gasolina e 4 milhões de litros de diesel” (op. cit.). Além disso, esses congestionamentos são responsáveis pela emissão de 112 mil toneladas por ano de CO, apenas nas dez cidades analisadas pela pesquisa. Resíduos sólidos Tradicionalmente no Brasil é de competência dos municípios a gestão dos resíduos sólidos produzidos em seu território, com exceção dos resíduos de natureza industrial. A geração de resíduos sólidos domiciliares varia de acordo com o tamanho das cidades: nos municípios com até 200 mil habitantes são recolhidos de 450 a 700 gramas por habitante/dia; naqueles com mais de 200 mil habitantes esta quantidade aumenta para a faixa entre 800 e 1.200 gramas por habitante/dia. É importante notar, entretanto, e esse é um desafio para a sustentabilidade, que o volume per capita de lixo gerado tem crescido nos últimos anos. Assim, à preocupação com a gerência de estruturas para coleta e disposição desse lixo, deve-se agregar uma preocupação com a urgente mudança nos padrões de consumo observados. Com o crescimento das cidades, o desafio da limpeza urbana consiste não apenas em remover o lixo, mas, sobretudo, em dar um destino final aos resíduos coletados. Todavia, o que se observa é que, face às limitações orçamentárias, relega-se a disposição final a segundo plano, dando-se prioridade à coleta e à limpeza pública. Daí resultam, sobretudo em municípios de menor porte, os “lixões”, locais onde o lixo coletado é lançado sem qualquer controle, poluindo não apenas o solo, mas o ar e as águas subterrâneas e superficiais da área e de seu entorno. Dos 5.507 municípios brasileiros, 4.026, ou seja, 73,1%, têm população de até 20 mil habitantes, e nestes, 68,5% dos resíduos gerados são vazados em lixões ou alagados. Deve-se considerar, no entanto, que estes municípios recolhem apenas 12,8% do total do lixo coletado no País — menos do que os resíduos gerados pelas 13 cidades brasileiras com mais de um milhão de habitantes, que conjuntamente recolhem 31,9% de todo o lixo urbano brasileiro e têm seus locais de disposição final em melhor situação: apenas 1,8% é destinado a lixões, sendo o restante depositado em aterros sanitários ou em aterros controlados. Ainda de acordo com a Pesquisa Nacional de Saneamento Básico 2000, há uma acentuada melhora na destinação final do lixo coletado no País nos últimos anos. Em 2000, o lixo produzido diariamente no Brasil chegava a pouco mais de 125 mil toneladas, das quais 47,1% destinavam-se a aterros sanitários, 22,3% seriam encaminhados a aterros controlados e apenas 30,5% seriam depositados em lixões. Com isso, mais de 69% de todo o lixo coletado no Brasil estariam tendo um destino final adequado, em aterros sanitários e/ou controlados. Mudanças e retrocessos no caminho da sustentabilidade Projetar o futuro, a partir de uma análise genérica da situação urbano-ambiental, obriga a constituição de perspectivas de difícil sustentabilidade, a longo prazo, para as cidades brasileiras. Entretanto, ao se analisar alguns setores e algumas iniciativas de sucesso, este exercício pode se caracterizar, a um tempo, com otimismo e pessimismo. No setor de resíduos sólidos, por exemplo, houve importantes mudanças de atitude por parte de todas as instâncias governamentais: os governos federal e estadual têm aplicado mais recursos e criado programas e linhas de crédito, beneficiando os municípios que, por sua vez, têm tratado com prioridade os problemas de limpeza urbana, criado condições para expandir o provimento desses serviços e manter sua qualidade. A população tem acompanhado, com mais rigor, estas questões, assim como os órgãos de controle ambiental, o Ministério Público e as organizações não-governamentais de defesa do meio ambiente. De forma geral, cidades de médio e grande porte vêm adotando, cada vez mais, a privatização dos serviços como forma de gerenciamento, o que significa, na realidade, uma terceirização dos serviços até então executados pelo Poder Público: empresas privadas têm sido contratadas para realizar a coleta, a limpeza de logradouros, o tratamento e a disposição final dos resíduos. Outra tendência marcante é a contratação de cooperativas ou microempresas, o que tem estimulado a geração de renda para pessoas de baixo poder aquisitivo. Por outro lado, soluções consorciadas para a realização desses serviços não são ainda comuns no Brasil, a não ser quando se trata de destinação final em aterros, quando o município hospedeiro negocia algumas vantagens financeiras com os demais municípios a fim de instalar o aterro em seu território. 6 O Brasil dispunha, em 2000, de uma frota de cerca de 19 milhões de veículos, dos quais quase 60% encontravam-se em São Paulo, Minas Gerais e Rio de Janeiro. Fazem parte da pesquisa: Belo Horizonte, Brasília, Campinas, Curitiba, João Pessoa, Juiz de Fora, Porto Alegre, Recife, Rio de Janeiro e São Paulo. 12 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Também na área de esgotamento sanitário houve grandes transformações, principalmente nos últimos três anos, com a participação de empresas privadas na prestação de serviços de abastecimento de água e coleta e tratamento de esgoto. O processo teve início com o veto do Poder Executivo ao projeto de lei, aprovado pelo Congresso Nacional, que estabelecia as bases do Sistema Nacional de Política de Saneamento, ao mesmo tempo em que o governo anunciava a inclusão da área do saneamento como uma das prioritárias a serem privatizadas. Surgiram, então, as primeiras licitações para a concessão dos serviços em municípios que detinham a operação do sistema. Atualmente, existem 50 sistemas privatizados, parcial ou totalmente. A Companhia de Saneamento de Mato Grosso, por exemplo, foi inteiramente municipalizada e várias outras estão abrindo seu capital. Trata-se de um número relativamente pequeno, se comparado ao universo dos municípios brasileiros, mas é uma tendência que se avoluma, estimada pelo crônico déficit orçamentário do setor público. O tema, no entanto, é bastante polêmico, e encontra forte reação em alguns setores. “A adoção do conceito privativista contribuiu para o desmonte da estrutura estatal existente para o saneamento”, afirma, por exemplo, a deputada Laura Carneiro, receosa de que o conceito de lucro, embutido no processo de privatização, deixe de beneficiar, com tarifas subsidiadas, as populações mais pobres, além de tornar mais fracos os mecanismos de controle. As discussões continuam, dentro da perspectiva de que, aliada à inquestionável necessidade de aumento de oferta desses serviços à população, pode-se assegurar, além da participação da comunidade na definição das metas a serem atingidas, o controle dos serviços prestados e a democratização dos benefícios. Durante muitos anos, toda a ênfase, na maioria das companhias estaduais de saneamento, foi concedida às questões de abastecimento de água, ficando o esgotamento sanitário relegado a segundo plano. Esta atitude é considerada hoje como politicamente errônea, e consideráveis esforços estão sendo feitos pelas companhias no sentido de minorar o déficit acumulado pelo setor. Analisando-se a questão do transporte urbano no Brasil, observa-se que este passa por uma profunda crise. As deseconomias urbanas, identificadas pelo estudo do IPEA mencionado anteriormente, tendem a se agravar, com o aumento dos congestionamentos e da poluição do ar que deles deriva. Se, por um lado, registram-se iniciativas no sentido de ampliar a oferta de transporte público — o aumento da oferta de transporte sobre trilhos, com a construção do metrô de Brasília e a ampliação dos metrôs do Rio e de São Paulo, do Trensurb em Porto Alegre e do trem metropolitano em Recife, por exemplo7 — verifica-se, em muitas cidades, o crescimento de sistemas informais –– lotações, perueiros e mesmo de ônibus —, que trafegam sem licença, atestando a incapacidade dos sistemas formais de atender à demanda da população. A realidade é que, talvez devido à sua ineficiência, o transporte público por ônibus está perdendo passageiros para o automóvel. E, o que é pior, está perdendo os passageiros pagantes, o que significa o aumento proporcional do número de passageiros não-pagantes – pessoas de mais de 65 anos, estudantes etc. – usuários do sistema. Um estudo publicado no Anuário 2000 da Associação Nacional de Empresas de Transportes Urbanos/NTU apresenta diversas circunstâncias urbanas e sociais que estão provocando a mudança do transporte coletivo no País, e em particular em São Paulo8. Dentro deste quadro, não muito animador, experiências como as que foram implantadas em Curitiba e as que estão se desenvolvendo em Porto Alegre e Goiânia, onde o Poder Público e a iniciativa privada estão desenhando novas formas de atuação conjunta, podem representar uma melhora para o sistema, a médio e longo prazos. Isso não exclui a necessidade, cada vez mais evidente, de que as autoridades municipais atribuam Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. prioridade máxima ao transporte coletivo, em detrimento do transporte individual por automóvel, e adotem programas alternativos, do tipo drive and park, ou a cobrança de pedágio, por exemplo, que possam contribuir para o descongestionamento das áreas centrais. No que se refere à habitação, dados atualizados da Fundação João Pinheiro indicam um déficit habitacional de 6,6 milhões de domicílios, abrangendo mais de 20 milhões de pessoas, 84,2% das quais com renda igual ou inferior a 3 salários mínimos (FJP 2001). Para fazer frente a esse déficit, o governo federal estabeleceu políticas9 que têm como princípios básicos: a prioridade de atendimento às populações de baixa renda; o reconhecimento da necessidade de estabelecer parcerias governo/sociedade; a descentralização do controle social sobre a gestão dos seus programas; e a necessidade de reconhecer a parcela de população de baixa renda que trabalha no setor informal e/ou habita moradias informais. Se o discurso do governo federal parece responder corretamente ao problema habitacional, seu enfrentamento, com maior eficácia, tem sido observado a partir de iniciativas dos governos locais. Surgem algumas iniciativas que, apesar de se constituírem em exemplos pontuais, têm servido de modelo de como enfrentar o problema. É o caso, por exemplo, de Guarapiranga, em São Paulo, que objetiva a reabilitação de áreas urbanas e gestão ambiental por meio da construção de infra-estrutura básica para mais de 20 mil pessoas, localizadas em 190 favelas, melhorando a qualidade de vida de 580 mil pessoas. O programa de Regularização das Zonas Especiais de Interesse Social, em Recife, o Programa Favela Bairro, no Rio de Janeiro, com recursos do Banco Interamericano de Desenvolvimento e o Programa Integrado de Inclusão Social, em Santo André (SP), são outros exemplos de boas práticas nessa área. A partir desses exemplos, é possível detectar uma tendência no sentido de que o problema habitacional continue a ser enfrentado pelo poder local, sugerindo que a replicabilidade intensiva de exemplos pontuais pode conduzir a uma solução possível para um setor que ainda se ressente de falta de mecanismos adequados para seu financiamento. Política urbana e gestão ambiental urbana a partir de 1992 Na tentativa de apresentar uma retrospectiva a respeito de como foram enfrentados os problemas setorias acima analisados, a partir de 1992, quando se iniciou uma discussão das cidades e de sua sustentabilidade, resumem-se aqui as mudanças observadas com relação à gestão urbana. O primeiro fato a considerar é que perde força a noção de que as cidades são, necessariamente, espaços insustentáveis, incapazes de produzir o que consomem e eliminar adequadamente o que rejeitam. A urbanização passa a ser considerada como um fato irreversível, mas administrável, e a cidade deixa de ser um espaço ambientalmente insustentável para transformar-se em um espaço social e ambiental com grande potencial de soluções criativas. Assim, perdem validade as propostas, comumente aceitas em passado recente, de que dever-se-ia reduzir o processo migratório para as cidades e mesmo promover o retorno ao campo. A análise das políticas e ações observadas na análise setorial não evidencia a presença desses objetivos. Em segundo lugar, observa-se que o governo local ganha força entre as instâncias de governo, sobretudo a partir da Constituição de 1988, que atribui novas responsabilidades aos municípios, exigindo ações concretas em prol da sustentabilidade urbana e de avanços sociais. Esta ação é rejeitada por novos instrumentos legais e/ou institucionais como, por exemplo, a Lei de Responsabilidade Fiscal (Lei Complementar 101 de 4/5/2000) e, em especial, o Estatuto da Cidade. À valorização da instância local devem ser creditados muitos dos esforços e experiências bem-sucedidas em cidades brasileiras e que servem de exemplo, num processo de constante replicabilidade. Tais experiências podem ser constatadas em diversos bancos de Boas Práticas, instituídos a partir da valorização, sobretudo consagrada pela Agenda Hábitat, da difusão de exemplos como forma de multiplicar resultados. Em nível nacional, tem sido grande o interesse pela capacitação em gestão urbana, a partir desses exemplos: se, antes, aprendia-se sobre a gestão de cidades por meio de idéias e conceitos, agora valoriza-se a experiência concreta capaz de, ao ser adaptada, ser reproduzida com sucesso. Como instrumentos de difusão e capacitação sobre essas experiências, ressaltam-se: a ação do Centro de Referência e Gestão Ambiental para Assentamento Humano, mantido pela Universidade Livre do Meio Ambiente, de Curitiba, com o apoio do Ministério do Meio Ambiente, o 9 7 8 Cabe notar que estas medidas, embora importantes, são estatisticamente insignificantes em relação ao problema como um todo. Em São Paulo, segundo esse estudo, está se vivendo uma queda acentuada da demanda de transportes coletivos e o esvaziamento do município-sede. São pouco mais de 10 milhões de habitantes estabilizados no município da Capital, enquanto mais de 8 milhões nos demais municípios tendem a aumentar constantemente. Há três décadas que cai a mobilidade da população: 1,5; 1,3; 1,2 viagens per capita. A divisão modal é meio a meio, e se aumenta a parte da demanda atendida pelos transportes sobre trilhos, diminui a parte dos transportes coletivos por pneus. “Política Nacional de Habitação” (1996); “Política de Habitação: Ações do Governo Federal de jan/95 a jun/98” (1998). 13 qual, há cinco anos, vem coletando e difundindo experiências bem-sucedidas em gestão ambiental no Brasil e na América Latina; o Programa Caixa – Melhores Práticas, que, com base em uma parceria entre o Instituto de Administração Municipal (Ibam) e a Caixa Econômica Federal, incentiva e premia experiências de gestão urbano-ambiental; o Programa de Gestão Ambiental Urbana (GAU), parceria entre Ministério do Meio Ambiente, Cooperação Técnica Alemã (GTZ) e o Ibam, que incentiva e difunde a implementação de experiências inovadoras na área de gestão urbana. Dentre outros exemplos, estes demonstram a valorização da transformação imediata de determinados espaços da cidade, a partir de idéias criativas, de baixo custo e que propiciam a obtenção imediata de resultados. Outro aspecto a ser observado é que parece ter perdido importância a aparente disputa entre priorização de problemas sociais e problemas ambientais, adotando-se a noção ampliada da sustentabilidade, que concilia estes dois aspectos. Esta tendência foi reforçada pelas discussões da Agenda 21 Brasileira e pelas inúmeras iniciativas de formulação das Agendas 21 locais. Finalmente, grande relevância foi dada à participação comunitária na gestão urbana, tendo o Estatuto da Cidade institucionalizado esta orientação ao estabelecer mecanismos e instrumentos de gestão democrática da cidade. Perspectivas para o desenvolvimento sustentável no Brasil Não há dúvida quanto aos desafios que se apresentam para a sustentabilidade das cidades brasileiras. Todavia, também devem ser mencionados os grandes esforços e importantes resultados obtidos. De fato, o cenário que mais caracteriza as cidades brasileiras referente ao meio ambiente e às questões sociais é, de um lado, a crise generalizada e, de outro, a existência de esforços pontuais, mas com excelentes resultados. O Brasil demonstrou-se singular entre os países que enviaram contribuições de cases para a Conferência Hábitat II e aquelas que lhe seguiram, tanto em relação ao número como à qualidade das experiências. O que tem dificultado a ampliação desses sucessos é um processo cumulativo de crise econômica, legislações ultrapassadas e crescimento urbano acelerado e desordenado. O desafio para a sustentabilidade das cidades brasileiras é, justamente, a necessidade de se conciliar inovação com o esforço cotidiano para recuperar o tempo perdido. Em cada setor analisado, observa-se a necessidade de enfrentamentos específicos na busca de soluções. Alguns exigirão mudanças gerais no tocante à gestão urbana. Primeiramente, vale citar a importância de se dar continuidade ao processo de descentralização que está na origem de algumas das experiências mais inovadoras em termos de gestão urbanoambiental. O poder local está sendo valorizado e buscando melhor capacitação técnica. Em segundo lugar, as cidades, sobretudo as de porte médio e grande, terão de redirecionar os investimentos na área do transporte, priorizando o transporte público. Impossível pensar em uma cidade sustentável sem políticas que reduzam o consumo de combustíveis fósseis, diminuam os níveis de poluição atmosférica e reduzam as deseconomias causadas pelos congestionamentos. Talvez o mais urgente, em termos de prioridade, seja a necessária rediscussão dos processos de acesso à terra urbana: por um lado, procurando diminuir a especulação imobiliária que impossibilita o acesso das classes mais carentes à moradia, e por outro, garantindo que esse acesso se dê de forma ordenada, com respeito à legislação urbanística. Outro desafio para a sustentabilidade das cidades brasileiras é a discussão democrática sobre as conseqüências e formas de implementação da privatização dos serviços públicos, ora em curso. O setor de saneamento, elemento importante na construção da sustentabilidade ambiental urbana, será um dos mais sensíveis a essas mudanças. Privatizar este setor, o que parece inevitável, garantindo o atendimento universal à população das cidades é, sem dúvida, um desafio de difícil enfrentamento. Por último, vale citar a necessária revisão do modelo de consumo observado na sociedade urbana brasileira. É sabida a dificuldade em se manter padrões mínimos na prestação de determinados serviços, pelo poder local, como a coleta e disposição final do lixo, se não forem revistos padrões de fabricação e de consumo de mercadorias, por exemplo. Mais importante do que a alteração do comportamento de consumo é a mudança em relação à imagem que se deve ter da cidade. Esse é, talvez, o maior desafio para a sustentabilidade urbana – o entendimento da cidade, por parte de sua população, como capital coletivo. Pergunta para o debate Como tornar nossas cidades mais sustentáveis? Síntese dos debates setoriais A exclusão e desigualdade social são as raízes dos problemas socioambientais enfrentados pelas cidades brasileiras. Apesar de existirem investimentos sociais e ações que mostram que é possível reduzir estes aspectos pontualmente, uma melhora geral ainda é difícil de ser verificada. A seguir, os autores dos diferentes setores reconhecem avanços e buscam alternativas para um futuro melhor ao nosso meio ambiente urbano. Aspectos positivos Apesar da visão não muito otimista de três (ONG, Academia e movimento social) dos quatro autores sobre a evolução das condições do meio ambiente urbano no Brasil, foram mencionados alguns aspectos positivos que podem começar a reverter essa situação. Há consenso de que o Brasil avançou com respeito a uma maior democratização do processo decisório para elaboração de políticas públicas urbanas e também que se criaram alguns instrumentos legais e institucionais para implementação destas políticas. O artigo da Academia reconheceu a crescente preocupação urbano-ambiental nas últimas décadas no Brasil, apesar de que isto ainda não se transformou em ação. O artigo do representante das empresas enfatizou a busca de uma agenda positiva para melhoramento das condições de vida no meio urbano. Mencionou várias “boas práticas” urbanas no Brasil. O grande desafio seria disseminar estas boas práticas pelo País para catalisar seus resultados positivos. Entre as boas práticas, cita projetos como o sistema de transporte coletivo de Curitiba e o Projeto Favela Bairro do Rio de Janeiro, que fornece infra-estrutura para as favelas e as integra à malha urbana do resto da cidade. Além disso, apresenta vários projetos que são avanços institucionais e do processo decisório sobre as cidades, como o orçamento participativo de Porto Alegre, as discussões sobre a Agenda 21 e a aprovação do Estatuto da Cidade. O Estatuto da Cidade e seus instrumentos também foram mencionados no artigo da representante dos movimentos sociais como um dos aspectos positivos da agenda socioambiental urbana do Brasil nos últimos anos, fruto da vitória dos movimentos sociais na confecção do capítulo urbano da Constituição de 1988. O debatedor das ONGs afirma que o grande avanço foi a criação de uma série de mecanismos consultivos e decisórios de participação em nível local/municipal, como os conselhos municipais de gestão de políticas públicas, que já são mais de 3.500 no País. Problemas Todos os debatedores concordam que os problemas socioambientais no Brasil são críticos e estão se agravando, especialmente a exclusão social e a degradação da qualidade ambiental das cidades. Nos grandes centros a situação é crítica em vários setores importantes. Faltam ofertas de saúde e educação pública de qualidade, condições dignas de moradia para boa parte da população, saneamento básico e controle da degradação ambiental. O debatedor das ONGs menciona que dois terços da população não têm acesso a redes coletoras de esgotos. Há uma desigualdade enorme dos investimentos, agravando as diferenças sociais e a exclusão ao mínimo de serviço público, como ressalta a representante dos movimentos sociais. Além disso, as populações mais pobres são as que mais sofrem com as conseqüências de degradação da qualidade ambiental, resultado dos problemas socioambientais urbanos. Para a Academia, a questão está na falta de um maior esforço na reflexão e busca de soluções para os problemas do meio ambiente urbano. Afirma que as ciências ambientais têm uma certa resistência para integrar o urbanismo. Existe uma separação conceitual entre o mundo físico-biótico e o antrópico. Causas dos problemas As principais causas dos problemas do meio ambiente urbano estão relacionadas à implementação das políticas públicas. Muitas vezes os instrumentos legais e institucionais estão disponíveis para atacar determinados tipos de problema, mas eles não são utilizados, segundo os autores. A debatedora das ONGs pondera que, por exemplo, os instrumentos do Estatuto da Cidade existem, mas não são postos em prática por vontade política. O artigo empresarial aponta a dificuldade para replicar as boas práticas com mais freqüência. O representante das ONGs argumenta que não é a falta de recursos o problema, e sim a priorização dos 14 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. investimentos. No saneamento, por exemplo, o investimento no setor no País caiu de 0,34% do PIB nos anos 1970 para menos de 0,13% na década de 1990. Este representante também apontou que os municípios são responsáveis por boa parte das políticas públicas urbanas (saneamento, saúde, educação e moradia). Tem havido uma descentralização, mas não houve repasse dos recursos suficientes para sua implementação. Outra causa importante dos problemas socioambientais das cidades é a exclusão e desigualdade no acesso ao espaço urbano, informação e poder. A representante dos movimentos sociais aponta a crescente privatização do espaço na mão de poucos, o que impede o acesso à grande parte da população. O artigo empresarial aponta alguns interesses elitistas como entrave à implementação de políticas para melhora da qualidade de vida da maioria dos habitantes. As ONGs vêem com apreensão a despolitização dos movimentos sociais devido à municipalização. Na Academia, o principal problema destacado é conceitual. Para os acadêmicos, as cidades foram relegadas na definição de meio ambiente. Propostas para resolver os problemas As propostas de resolução dos problemas apontam para soluções que valorizem o meio ambiente, a democracia e os menos favorecidos. De um lado, incluem uma melhoria no processo de decisão e implementação das políticas urbanas, com um aprofundamento da democracia. Os autores reivindicam maior envolvimento da população nas decisões e mais transparência no uso dos recursos para que haja um maior controle social dos gastos públicos. Para o representante das ONGs, a sociedade civil nos fóruns de decisão participativa deve orientar os governos no sentido de priorizar políticas de saneamento, saúde, educação, meio ambiente e moradia. Os movimentos sociais pedem a implementação do Estatuto da Cidade nos diversos níveis de governo. Todos reivindicam propostas relacionadas a tipos de ação. Isto inclui a utilização de boas práticas já testadas, o uso de tecnologias de baixo custo e a valorização do meio ambiente nos projetos públicos. Fonte: CAMARGO, Aspásia; CAPOBIANCO, João Paulo; OLIVEIRA, José Antônio Puppim. Meio Ambiente – Brasil. São Paulo: Editora Estação Liberdade, 2002, p. 338 a 360. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. ECOLOGIA E ESPIRITUALIDADE Leonardo Boff A Carta da Terra, um dos documentos éticos mais consistentes dos últimos anos e já assumido pela Unesco, representa a nova consciência ecológica da Humanidade. O texto abre com estas palavras dramáticas: Estamos diante de um momento crítico na história da Terra, numa época em que a Humanidade deve escolher o seu futuro... ou formar uma aliança global para cuidar da Terra e uns dos outros, ou arriscar a nossa destruição e a da diversidade da vida. Esse alarme não é infundado, pois nas últimas décadas temos construído o princípio da autodestruição. A máquina de morte das armas nucleares, químicas e biológicas é de tal destrutividade que somente com uma porcentagem delas podemos danificar substancialmente a biosfera e abortar o projeto humano. Como espécie – Homo sapiens et demens —, temos ocupado já 83% do planeta, explorando para nosso proveito quase todos os recursos naturais. A voracidade é tal, que temos depredado os ecossistemas a ponto de a Terra ter superado já em 20% sua capacidade de suporte e regeneração. Mais ainda, fizemo-nos reféns de um modelo civilizatório depredador e consumista que, se universalizado, demandaria três planetas semelhantes ao nosso. Evidentemente isso é impossível, o que comprova a falta completa de sustentabilidade de nosso modo de produção, distribuição e consumo de bens e serviços. Não são poucos os analistas do estado da Terra que advertem: ou mudamos de padrão de relacionamento com a Terra ou vamos ao encontro do pior. A urgência da espiritualidade na crise atual É nesse contexto dramático que surge a urgência da espiritualidade. Ela possui um valor em si, independentemente das conjunturas históricas, como essa descrita acima. Mas, atualmente, em situação de alto risco, parcamente conscientizado pela maioria dos seres humanos, ela é invocada urgentemente, pois representa uma das fontes secretas de um novo modo de ser que nos poderá salvar. Por que, exatamente, a espiritualidade? Porque em seu seio, normalmente, irrompem os grandes sonhos para cima e para a frente, sonhos que podem inspirar práticas salvacionistas. Notáveis antropólogos, como Claude Lévi-Strauss e C. Geertz, têm afirmado que quando um paradigma civilizatório entra em crise, quando as estrelas-guias se obnubilam e o horizonte de esperança de um povo perde sua capacidade de gerar sentido, emerge, irreprimivelmente, a espiritualidade. É o que ocorre hoje, praticamente, em todas as culturas e no mundo inteiro. Que significa aqui a espiritualidade? Sem detalharmos a resposta que surgirá logo a seguir, espiritualidade é uma nova experiência do ser, o irromper de um novo sonho, o vislumbrar de uma outra ordem, capaz de ordenar o caos que se instalou. Trata-se aqui de uma experiência de sentido novo, e não de um saber codificado. Tudo o que tem a ver com a experiência profunda do ser humano, com seu mergulhar nas raízes últimas da realidade, antes que esta se organize em ordem e sistema, em saber e instituição, constitui o campo da experiência do espírito, donde vem espiritualidade. Espírito representa a força criadora e ordenadora presente no ser humano, a capacidade de rasgar sentidos novos a partir das virtualidades presentes na própria realidade. Desta experiência espiritual nascem os paradigmas civilizacionais, capazes de fazer outra história e suscitar esperança às comunidades humanas e às pessoas. Normalmente a espiritualidade encontra seu nicho natural no seio das religiões. Elas nascem da experiência espiritual do fundador, do profeta e do carismático. No seio delas se elaboram as grandes utopias da Humanidade, visões de um sentido que transcende a fugacidade dos tempos e alcança a transcendência e a eternidade. Em épocas de crise, constituem elas o húmus fértil de novas perspectivas. São elas que permitem a passagem de um paradigma a outro, mantendo o continuum da história humana. Mas a espiritualidade não configura monopólio das religiões, embora sejam o campo privilegiado de sua emergência e expressão. A espiritualidade representa uma dimensão do profundo humano. Ela pertence estruturalmente ao ser humano com o mesmo direito de cidadania como o poder, a sexualidade, a racionalidade e o enternecimento. Por isso ela emerge nas pessoas mesmo que estas não tenham nenhuma inscrição religiosa definida. Esta espiritualidade antropológica deverá ser evocada quando abordarmos o tema da espiritualidade e da ecologia. Por fim, há de se superar o antropocentrismo, tão visceral em nossa cultura. A espiritualidade se dá nas religiões e em cada ser humano, mas ela vai além, se encontra também na própria estrutura do universo. O espírito está em nós porque, anteriormente, está no universo, do qual somos parte e parcela. A Carta da Terra alude a isso quando se refere ao nosso “parentesco com toda a vida” e ao “mistério da existência”, em face do qual cabe nossa “reverência, humildade e gratidão”. Fonte: TRIGUEIRO, André (Coord.). Meio ambiente no século 21. Rio de Janeiro: Sextante, 2003, p. 35 a 37 HÁ UM EQUILÍBRIO EM TUDO O QUE NOS CERCA A natureza viva se caracteriza por um perfeito e constante equilíbrio entre suas funções de produção e consumo, dispondo inclusive de recurso para eliminar o excesso de populações (mediante a ação de predadores) quando estas ameaçam a disponibilidade de alimento ou outros fatores essenciais à vida de todo o sistema. A ação do homem tende, entretanto, a destruir esse equilíbrio. A importância dos predadores Dissemos anteriormente que animais predadores como o tamanduá, o tatu e muitos pássaros são parte obrigatória do meio ambiente natural das formigas. Da mesma forma, serpentes, aranhas e escorpiões, assim como gaviões, morcegos e onças — temidos pela sua capacidade predatória ou aparentemente destruidora — são animais tão úteis ao equilíbrio da natureza quanto o beija-flor, a lebre ou a gaivota. A içá — rainha de um formigueiro de saúvas — põe alguns milhares de ovos por dia, durante os quinze anos de sua existência. Já houve caso, numa grande revoada de içás no interior do Estado de São Paulo, de se retirar de uma lagoa mais de um caminhão desses insetos, que, após o vôo nupcial, caíram e apodreceram. Normalmente, cada içá, depois de fecundada em pleno ar, cai ao solo, cava um orifício e inicia aí um novo formigueiro de saúvas, onde passa o resto de sua vida pondo ovos. Imagine, então, se não houvesse animais que se alimentassem de formigas! Imagine se a maioria das içás não fosse devorada por pássaros 15 Port Moresby Darwin 12 A U S T R Á L I A 24 Brisbane Perth Adelaide Melbourne Sydney Canberra 36 OC EA IC O Hobart 120 132 144 156 A Austrália, pelo seu isolamento e conseqüente pecualiaridade de sua fauna nativa, tem sido vítima de introduções bem-intencionadas, porém malsucedidas, de espécies estrangeiras... Uma delas foi o coelho, importado para mero divertimento de seus colonizadores ingleses. durante o vôo nupcial! Imagine se todas aquelas içás que caíram na lagoa — cada uma carregando mais de 100 mil ovos no abdômen — caíssem em solo propício e construíssem novos formigueiros! Faça um cálculo e veja que, com uma revoada de içás por ano, em menos de cinco anos o volume existente de saúvas seria maior que o da própria Terra. Existem muitos exemplos de superpopulação de um ambiente por falta de predadores. Um caso muito conhecido é o dos coelhos na Austrália. Durante a colonização desse país, os ingleses, sentindo falta de um animal rápido e esperto que substituísse a raposa européia na prática de seu esporte predileto — a caça à raposa —, levaram para lá o coelho da América do Sul. Acontece, porém, que na Austrália não havia animais capazes de caçar o coelho, isto é, animais carnívoros, espertos e traiçoeiros como a nossa onça, o cachorro-do-mato, a jibóia etc. Ora, todos sabem que o coelho é um animal que se reproduz muito, gerando inúmeros filhotes por ano. Resultado: em poucos anos os coelhos formaram uma população tão grande que não havia plantação que resistisse a eles. Tornaram-se um verdadeiro flagelo! Até hoje, muitas tentativas têm sido feitas para controlar a população de coelhos ou mesmo erradicar, isto é, eliminar completamente o coelho da Austrália, sem resultado satisfatório. Uma das tentativas consistiu numa verdadeira e desumana guerra biológica. Disseminou-se no continente um tipo de peste de coelho, causada por um vírus altamente destruidor, que provocava morte por hemorragia interna, bastante dolorosa. Milhões de coelhos morreram dessa forma, mas, algum tempo depois, eles começaram a desenvolver anticorpos e se tornaram imunes à ação do vírus. Hoje esse método já não produz efeito, e os coelhos continuam a proliferar e a destruir plantações na Austrália. Aqui no Brasil também há muitos exemplos desse tipo de fenômeno. O episódio com as içás é um deles e vem ocorrendo com freqüência cada vez maior porque a vegetação natural da região, o cerrado, vem sendo substituída por imensos bosques de eucaliptos. Ora, todos nós sabemos que os pássaros, tamanduás e outros habitantes do cerrado não se adaptam à floresta de eucaliptos. Mas a saúva sim. Dessa forma, os formigueiros ficam livres de seus agressores, e as saúvas reproduzemse à vontade. Seria necessário conservar espécies de árvores e arbustos nativos em meio aos eucaliptos, para favorecer a manutenção dos predadores naturais. Temos outro exemplo interessante. Há vários anos surgiu nos Estados Unidos uma dessas modas esquisitas: sapatos e bolsas de pele de sapo! É claro que o Brasil, país que abriga diversas espécies desse animal, logo iniciou a matança de sapos e a exportação de suas peles. Em alguns lugares, principalmente no Nordeste, o sapo tornou-se uma verdadeira raridade, tal a intensidade de seu extermínio. O resultado, na forma de desequilíbrio ecológico, não se fez esperar. Várias regiões começaram a ser invadidas por milhões e milhões de besouros ou de mariposas. Isso não apenas incomodou terrivelmente seus habitantes — porque esses insetos entravam nas casas ou se acumulavam nas ruas, principalmente em volta dos postes de iluminação —, como também causou enorme prejuízo às plantações, pois as larvas dos besouros são brocas de árvore, e as lagartas das mariposas devoram folhas. Por causa disso, foi decretada a proibição da matança e exportação de peles de sapos no Brasil. Outros fatores de equilíbrio das populações Naturalmente, existem vários fatores que impedem a superpopulação do mundo — ou de qualquer tipo de ambiente — por uma determinada espécie de animal ou vegetal. Além dos predadores, controladores ativos, há os fatores limitantes, passivos, que são os alimentos disponíveis. É claro que uma espécie de formiga jamais poderia chegar a ter uma população do tamanho da massa da Terra, pois não haveria alimento suficiente para mantê-la. Em geral, a espécie que melhor consegue sobreviver em um determinado ambiente é aquela que dispõe de maior capacidade para aproveitar as formas de alimento nele disponíveis. A disponibilidade de alimento em um ecossistema — ambiente povoado por várias espécies em equilíbrio — é geralmente garantida pela atividade dos seres denominados produtores, ou seja, pelos organismos vegetais capazes de produzir ou sintetizar compostos orgânicos. Como todos os seres vivos de um ecossistema dependem de compostos orgânicos para sua própria constituição, podemos dividi-los em dois grupos distintos: os que produzem (produtores) e os que consomem (consumidores) matéria orgânica. Se não houver produtores, todo o ecossistema perecerá ou terá de receber alimento “de fora”. Muitas regiões no fundo de mares e lagos, assim como cavernas profundas, possuem ecossistemas que são alimentados 16 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. NO ÍN D Alessandro Passos da Costa por detritos orgânicos que provêm de outros ecossistemas da superfície. É que a principal forma de produção de alimentos baseia-se na fotossíntese, que depende da presença de luz no ambiente. Assim, peixes e outros animais que habitam cavernas profundas (como, por exemplo, a Caverna do Diabo, na região de Apiaí, Estado de São Paulo) alimentam-se de microrganismos e detritos vindos de fora, trazidos pelos rios que atravessam essas cavernas. No fundo escuro dos oceanos também há uma verdadeira “chuva” de partículas orgânicas precipitando-se continuamente das regiões iluminadas da superfície. Mas há outras formas de produção de matéria orgânica que não dependem de luz: são os processos de quimiossíntese. Embora a produção de bactérias a partir de reações quimiossintéticas seja conhecida há quase um século, somente a partir de 1976 têm sido descobertos grandes ecossistemas que dependem exclusivamente desse processo como fonte de alimento orgânico. Os ecossistemas quimiotróficos existem em todos os oceanos, onde já não há luz (a mais de 2.000 metros de profundidade), e estão sempre associados a nascentes de águas sulfurosas de alta temperatura. Uma fauna muito abundante e variada, constituída de vermes gigantes, moluscos, caranguejos e até peixes, vive direta ou indiretamente de uma incrível multidão de bactérias que oxidam o enxofre das águas sulfurosas e daí extraem a energia com que sintetizam a matéria orgânica. As populações humanas — o princípio de Malthus No fim do século XVIII, um sociólogo inglês, reverendo Thomas Robert Malthus, escreveu um livro muito interessante, que despertou enorme polêmica. Como era costume naquela época, tinha um título colossal: Um ensaio sobre o princípio da população; como ele afeta o êxito futuro da sociedade. Com observações sobre as especulações do Sr. Godwin, Sr. Condorcet e outros escritores. Nesse livro, Malthus alerta os governos para um fenômeno curioso que ele havia observado: as populações humanas tendem a crescer em proporções geométricas, enquanto a produção de alimentos cresce apenas em proporção aritmética. Isso significa que, se as populações humanas crescerem livremente, elas acabarão morrendo de fome. Isso só não acontece, segundo ele, porque existem alguns fatores que concorrem para que a mortalidade humana seja muito alta: doenças infantis, epidemias, guerras etc. Malthus, compulsando dados demográficos da época, de todas as partes do mundo, pôde verificar — principalmente nos países mais novos, na América — a tendência geral de as populações duplicarem a cada 25 anos, aproximadamente. Ele afirma que, mesmo com a evolução dos métodos de cultivo e a derrubada de matas para a formação de novas áreas para plantio, era impossível admitir um aumento da produção de trigo e outros alimentos nessa mesma proporção indefinidamente. De acordo com o princípio de Malthus existem, entretanto, dois tipos de bloqueio ao crescimento indefinido das populações: os positivos (que na verdade poderiam ser chamados “efetivos”, ou de “efeito imediato”) e os preventivos. Os bloqueios positivos são aqueles de que já falamos, isto é, todas as causas que tendem, de algum modo, a encurtar a duração da vida humana, tais como ocupações insalubres e perigosas, pobreza e subalimentação, vestuário insuficiente, ausência de cuidados com as crianças, todos os tipos de excesso, vida em grandes cidades, doenças e epidemias, guerras, pragas e fome. Os bloqueios preventivos são o celibato temporário ou permanente — isto é, não se casar ou se casar tarde, tendo, portanto, menor número de filhos — e os métodos que hoje chamamos anticoncepcionais. Naquela época esses eram severamente condenados como imorais, uma vez que a união conjugal deveria ser feita única e exclusivamente com a finalidade de ter filhos — qualquer outro tipo de relação entre homem e mulher era considerado vício. A explosão demográfica do século XX Atualmente, o problema do crescimento demográfico — isto é, do aumento das populações — tem se agravado muito, uma vez que inúmeros bloqueios positivos são atenuados pelos progressos da medicina e dos conhecimentos científicos em geral. A descoberta de vitaminas, antibióticos e vacinas e a introdução de uma série de medidas de caráter social e de assistência aos recém-nascidos e à velhice vêm reduzindo muito a mortalidade infantil e prolongando a vida dos idosos. Isso faz com que as populações cresçam muito depressa, a não ser que sejam adotadas medidas de bloqueio preventivo: limitação da reprodução e da natalidade. Por outro lado, muitos avanços têm sido alcançados na agricultura e na pecuária, permitindo maior produção de cereais, frutas, carne e leite Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. por área de terra. Os inseticidas e outros agrotóxicos — que, como veremos mais adiante, podem tornar-se nocivos ao ambiente e aos seres vivos, inclusive ao homem — foram, em grande parte, responsáveis por esse aumento da produção de alimentos, reduzindo o ataque de pragas à lavoura e protegendo cereais armazenados contra carunchos e outros seres nocivos. Mas o crescimento constante das populações continua sendo maior que o aumento da produção de alimentos. Por isso, mais de dois terços da população mundial vive em condições de subnutrição ou de quase inanição. Além disso, as grandes concentrações populacionais — principalmente nas cidades — vêm criando problemas crescentes de poluição dos rios, dos solos e do ar, congestionamento do trânsito, problemas habitacionais, desmatamento de grandes áreas para a formação de novos pastos, campos de cultivo, represas para o abastecimento de água potável ou para a geração de energia elétrica. Há também o esgotamento das reservas de petróleo e outros minerais, como ferro, alumínio, chumbo etc., a necessidade de construção de novas indústrias e de utilização de novos processos de geração de energia, como a nuclear. O livro de Malthus foi muito discutido ao longo do século XIX. Deu origem a polêmicas intermináveis. A maioria dos sociólogos e economistas da época colocou-se contra sua teoria. Darwin, pelo contrário, descobriu nela a explicação que faltava para formular sua teoria da seleção natural sobre o fenômeno da evolução dos seres vivos. Várias centenas de livros e artigos foram escritos a respeito do princípio da população. Depois ele ficou quase esquecido. Voltou, porém, a ser lembrado, já em meados do século XX, quando os problemas de superpopulação, poluição, industrialização, uso de agroquímicos etc. começaram a se avolumar. Hoje novamente se discute — e agora com muito mais vigor — a questão da limitação da natalidade, do uso de anticoncepcionais e até da legitimação do aborto. O que você pensa de tudo isso? Fonte: BRANCO, Samuel Murgel. O meio ambiente em debate. Coleção Polêmica. São Paulo: Moderna, 2004. AUTO-SUSTENTAÇÃO Ilhas de ordem num oceano de caos, os organismos são muito superiores às máquinas construídas pelo homem. Ao contrário da máquina a vapor de James Watt, por exemplo, o corpo concentra a ordem. Ele se refaz continuamente. A cada cinco dias, temos um novo revestimento interno do estômago. Ganhamos um novo fígado a cada dois meses. Nossa pele se repõe a cada seis semanas. A cada ano, 98% dos átomos de nosso corpo são substituídos. Essa substituição química ininterrupta, o metabolismo, é sinal seguro de vida. E a “máquina” requer uma entrada contínua de energia e de substâncias químicas (alimentos). Os biólogos chilenos Humberto Maturana e Francisco Varela vêem no metabolismo a essência de algo realmente fundamental para a vida. Dão-lhe o nome de “autopoese”. Proveniente de raízes gregas que significam “si mesmo” (auto) e “fazer” (poiein, como em “poesia”), a autopoese refere-se à produção contínua de si mesma pela vida. Sem o comportamento autopoético, os seres orgânicos não se sustentariam – não permaneceriam vivos. Uma entidade autopoética efetua continuamente o metabolismo; perpetua-se através da atividade química, da movimentação das moléculas. A autopoese acarreta um gasto de energia e a produção de alimentos. Na verdade, ela é detectável pela incessante química biológica e fluxo energético que é o metabolismo. Somente as células, os organismos feitos de células e as biosferas feitas de organismo são autopoéticos e podem efetuar o metabolismo. O DNA é uma molécula de importância incontestável para a vida na Terra, mas a molécula em si não tem vida. As moléculas de DNA se replicam, mas não metabolizam nada e não são autopoéticas. A replicação não é, nem de longe, uma característica tão fundamental da vida quanto a autopoese. Consideremos: a mula, resultante do cruzamento de jumento com égua, não pode “replicar-se”. Ela é estéril, mas seu metabolismo funciona com o mesmo vigor que o de seus pais; sendo autopoética, ela tem vida. Falando de algo que nos é mais próximo, os seres humanos que já não podem, ou que nunca puderam, ou que simplesmente optam por não se reproduzir não podem ser relegados, por uma exatidão forçada da definição biológica, ao campo dos não-vivos. É claro que também eles vivem. Em nossa opinião, os vírus não têm vida. Não são autopoéticos. Pequenos demais para se sustentar, não metabolizam nada. Os vírus não fazem coisa alguma até entrarem numa entidade autopoética: uma célula 17 bacteriana, a célula de um animal ou a de um outro organismo vivo. Os vírus biológicos reproduzem-se no interior de seus hospedeiros, do mesmo modo que os vírus digitais se reproduzem nos computadores. Sem um ser orgânico autopoético, o vírus biológico é uma simples mistura de elementos químicos; sem um computador, o vírus digital é um mero programa. Sendo os vírus menores do que as células, faltam-lhes genes e proteínas suficientes para eles se manterem. As menores dentre as células, pertencentes às mais minúsculas bactérias (com diâmetro de aproximadamente um décimo de milionésimo de metro), são hoje as mais ínfimas unidades autopoéticas de que se tem conhecimento. Tal como a linguagem, as moléculas nuas de DNA ou os programas de computador, os vírus sofrem mutações e evoluem, mas, em si mesmos, são zumbis químicos, na melhor das hipóteses. A célula é a menor unidade da vida. Quando uma molécula de DNA produz outra que lhe é exatamente idêntica, falamos em replicação. Quando a matéria viva, como uma célula ou um corpo composto de células, dá origem a outro ser semelhante (com diferenças atribuíveis à mutação, à recombinação genética, à aquisição simbiótica, à variação do desenvolvimento ou a outros fatores), falamos em reprodução. Quando a matéria viva reproduz formas alteradas que, por sua vez, geram uma prole alterada, falamos em evolução, que é a mudança de populações de formas biológicas ao longo do tempo. Como enfatizam Darwin e seu legado, mais células e corpos reprodutores são produzidos por gemação, divisão celular, incubação, parto, formação de esporos ou outros processos similares do que o número capaz de sobreviver. Os que resistem por tempo suficiente para se reproduzir são “naturalmente selecionados”. Dito em termos mais diretos, não é propriamente que os sobreviventes sejam selecionados por seu sucesso, mais sim que os seres que não conseguem reproduzir-se antes de morrer são excluídos pela seleção. A identidade e a auto-sustentação requerem o metabolismo. A química metabólica (comumente chamada de fisiologia) precede a reprodução e a evolução. Para que uma população evolua, seus membros têm que se reproduzir. No entanto, para que um ser orgânico possa reproduzir-se, primeiro ele precisa se sustentar. Durante a vida de uma célula, cada uma das aproximadamente cinco mil proteínas diferentes faz um intercâmbio completo com o meio circundante, milhares de vezes. As células bacterianas produzem DNA e RNA (ácidos nucléicos), proteínas de enzimas, gorduras, carboidratos e outras substâncias químicas complexas de carbono. Os corpos de protoctistas, fungos, animais e plantas também produzem, todos eles, essas e outras substâncias. Contudo, o mais importante e espantoso é que qualquer corpo vivo produz a si mesmo. Essa manutenção energética da unidade, enquanto os componentes, em caráter contínuo ou intermitente, são rearranjados, destruídos e reconstruídos, partidos e consertados, é o metabolismo, que precisa de energia. De acordo com a segunda lei da termonidâmica, a autosustentação autopoética só preserva ou aumenta a ordem interna mediante uma contribuição para a “desordem” do mundo externo, conforme os restos metabólicos vão sendo excretados e há uma emissão de calor. Todos os seres vivos têm que realizar o metabolismo e, por conseguinte, todos precisam criar uma desordem local: calor inútil, ruído e incerteza. Assim é o comportamento autopoético, que reflete o imperativo autopoético necessário a qualquer ser orgânico que viva, que continue com suas funções. A visão autopoética da vida difere dos ensinamentos padronizados da biologia. A maioria dos autores de textos dessa área deixa implícito que o organismo existe independentemente de seu meio, e que o meio é sobretudo um pano de fundo estático e sem vida. Entretanto, os seres orgânicos e o meio ambiente acham-se entrelaçados. O solo, por exemplo, não é isento de vida. É uma mistura de fragmentos de rochas, pólen, filamentos de fungos, cistos de ciliados, esporos bacterianos, nematódeos e outros animais microscópicos e suas partes. “A natureza”, observou Aristóteles, “avança paulatinamente das coisas sem vida para a vida animal, de tal maneira que é impossível determinar a linha de demarcação exata”. Independência é um termo político, não científico. Desde a origem da vida, todos os seres vivos têm estado ligados, direta ou indiretamente, conforme seus corpos e populações vão crescendo. As interações ocorrem conforme os organismos se ligam pela água e pelo ar. Darwin, em Origem das espécies, comparou a complexidade dessas interações a “um banco em dificuldade” – complexo demais para nós, seres humanos, sequer comecemos a decifrá-lo: “Se jogarmos um punhado de penas para o alto, todas cairão no chão de acordo com leis definidas – mas como é simples o problema de onde cairá cada uma, comparado ao da ação e reação de inúmeras plantas e animais!” No entanto, é a soma dessas interações incontáveis que produz o mais amplo nível da vida: a biosfera azul, com toda a coerência holárquica e a misteriosa grandeza de sua evolução a partir do cosmo sombrio. Fonte: MARGULIS, Lynn; SAGAN, Dorion. O que é vida? Rio de Janeiro: Jorge Zahar Editor, 2002. p. 31 a 33 ESCASSEZ DE ÁGUA CRIA NOVA INJUSTIÇA: A EXCLUSÃO HÍDRICA Estoques de água doce estão sendo diminuídos pelo despejo diário de 2 milhões de toneladas de poluentes, alertam especialistas do PNUD. Carlos Ferreira de Abreu Castro* e Aldicir Scariot**, do PNUD A crise silenciosa A água é vida para as pessoas e para o planeta. A água doce é, por si só, o elemento mais precioso da vida na Terra. É essencial para a satisfação das necessidades humanas básicas, a saúde, a produção de alimentos, a energia e a manutenção dos ecossistemas regionais e mundiais. “Embora se observe pelos países mundo afora tanta negligência e tanta falta de visão com relação a este recurso, é de se esperar que os seres humanos tenham pela água grande respeito, que procurem manter seus reservatórios naturais e salvaguardar sua pureza. De fato, o futuro da espécie humana e de muitas outras espécies pode ficar comprometido a menos que haja uma melhora significativa na administração dos recursos hídricos terrestres”.1 O acesso à água já é um dos mais limitantes fatores para o desenvolvimento socioeconômico de muitas regiões. “A sua ausência, ou contaminação, leva à redução dos espaços de vida, e ocasiona, além de imensos custos humanos, uma perda global de produtividade social.2 A competição de usos pela agricultura, geração de energia, indústria e o abastecimento humano tem gerado conflitos geopolíticos e socioambientais e afetado diretamente grande parte da população da Terra. Mais de 2,6 bilhões de pessoas carecem de saneamento básico e mais de um bilhão continuam a utilizar fontes de água impróprias para o consumo. Por falta de água limpa, metade dos leitos hospitalares disponíveis no mundo é ocupada e cerca de 5 milhões de pessoas3, na sua maioria crianças, morrem anualmente. Apesar destes dados assustadores, a crise da água é uma crise silenciosa. A qualidade e quantidade de água têm impactos diretos nos meios de vida das populações mais pobres, na sua saúde e na sua vulnerabilidade a crises de todos os tipos. Também afetam grandemente o estado do meio ambiente, a capacidade dos ecossistemas de fornecer serviços ambientais e a probabilidade de desastres ambientais. Em todo o mundo, a falta de medidas sanitárias e de tratamento de esgotos polui rios e lagos; lençóis freáticos são rapidamente exauridos e contaminados por métodos de exploração inadequados; águas superf iciais são superexploradas pela irrigação e poluídas por agrotóxicos; populações de peixes são sobre-exploradas, áreas úmidas, rios e outros ecossistemas reguladores de águas são drenados, canalizados, represados e desviados sem planejamento4. Os estoques de água doce estão sendo intensamente diminuídos pelo despejo diário de 2 milhões de toneladas de poluentes (dejetos humanos, lixo, venenos e muitos outros efluentes agrícolas e industriais) nos rios e lagos. A salinidade, assim como a contaminação por arsênico, fluoretos e outras toxinas, ameaçam o fornecimento de água potável em muitas regiões do mundo. Uma das conseqüências mais perversas deste mau uso é a exclusão hídrica. Hoje, apenas metade da população das nações em desenvolvimento tem acesso seguro à água potável. A escassez de água aumentará significativamente nos próximos anos, devido ao aumento do impacto combinado resultante do aumento do uso per capita de água e dos efeitos das mudanças climáticas. O aumento da população e da renda reflete diretamente no aumento do consumo de água e na produção de resíduos poluentes. A população urbana dos países em desenvolvimento aumentará dramaticamente, gerando demanda muito além da capacidade, já inadequada, de infra-estrutura para fornecimento de água e saneamento. * Doutor em Meio Ambiente e Desenvolvimento, Coordenador da Unidade de Meio Ambiente, Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento — PNUD/Brasil ** Doutor em Ecologia, Analista de Projetos, Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento — PNUD/Brasil 18 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Em 2050, pelo menos uma em cada quatro pessoas provavelmente viverá em um país afetado por escassez crônica ou recorrente de água potável. Isto poderá restringir seriamente a disponibilidade de água para todas as finalidades, particularmente para a agricultura, que atualmente responde por 70% de toda a água consumida.5 A falta de conciliação entre todos esses usos e funções da água, o aumento da demanda aliado aos conflitos já existentes e a assimetria de poder entre os interesses envolvidos criaram uma nova categoria de injustiça social, a exclusão hídrica, os “povos sem água”. O cenário de escassez provocado pela degradação e pela distribuição irregular gera conflitos, seja dentro dos próprios países ou entre nações. Historicamente, dominar o uso da água dos rios fez com que algumas civilizações se utilizassem disso como forma de exercer poder sobre outros povos e regiões geográficas. Um exemplo de conflito moderno pelo uso da água é vivenciado por israelenses e palestinos. Israel depende das águas subterrâneas que estão no território palestino ocupado e retira cerca de 30% da disponibilidade do aqüífero, comprometendo a capacidade de recarga desse reservatório.6 O estoque de água já é grandemente desigual. A Ásia, com 60% da população mundial, detém apenas 36% da água doce mundial. As disparidades continuarão a crescer. Hoje, vinte países enfrentam uma dramática falta de água. Em 2050, se mudanças profundas não ocorrerem, a escassez de água afetará 7 bilhões de pessoas em 60 países7. É uma crise silenciosa, é uma crise dos que não têm voz. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. para o alcance de vários Objetivos de Desenvolvimento do Milênio, visto que a água está intrinsecamente ligada a eles. É difícil imaginar como pode haver avanços significativos sem primeiro assegurar que as pessoas tenham um fornecimento duradouro e confiável de água e instalações sanitárias adequadas. A crise da água no Brasil O Brasil detém 12% das reservas de água doce do mundo, sendo que cerca de 70% desse total estão na Bacia Amazônica, onde a densidade populacional é a menor do país. Por outro lado, a região mais árida e pobre do Brasil, o Nordeste, onde vivem cerca de 28% da população, possui somente 5% da água doce. A alta densidade populacional, a poluição e a agricultura, aliadas à visão de que a água é um recurso infinito, já provocam o aumento na escassez de água de qualidade nas regiões Sul e Sudeste do país, onde vivem 60% da população. Os índices de abastecimento de água mostram que há enormes desigualdades entre regiões e entre ricos e pobres. Os mais prejudicados são aqueles que vivem nas favelas, periferias e pequenas cidades. Somente um terço dos 40% mais pobres dispõe de serviços de água e saneamento, enquanto que para os 10% mais ricos esse valor sobe para 80%. O saneamento básico atinge somente 56% dos domicílios urbanos e meramente 13% dos domicílios rurais. As classes mais altas, com rendimentos acima de 10 salários mínimos, têm cobertura 25% maior em água e acima de 40% em esgoto que a população com renda inferior a 2 salários mínimos, cujos índices de cobertura desses serviços estão abaixo da média nacional.8 A Meta 11 dos ODM estabelece que, até 2020, deve haver melhora significativa na qualidade de vida de 100 milhões de habitantes de moradias inadequadas em todo o mundo, incluindo-se acesso a esgotamento sanitário (indicador 31). A análise dos dados demonstra que diminuiu, em termos relativos, a proporção da população sem acesso a esgotamento sanitário — apesar de, em números absolutos, ter havido aumento da população brasileira e da população sem acesso a esses serviços. De fato, em 1991, havia 75,1 milhões de pessoas (61,6%) sem acesso à rede de esgoto e, em 2000, esse número subiu para 93,7 milhões, o equivalente a 55,6% dos habitantes. Se o ritmo de queda percentual continuar o mesmo, em 2015 ainda haverá 45,5% da população sem acesso a esgotamento sanitário. A projeção desses dados indica que pouco menos da metade da população do Brasil (42,3%) continuaria sem acesso à rede de esgoto em 2020.9 Essas disparidades demonstram o quanto o Brasil ainda tem de avançar nessa questão. O acesso à água e saneamento é uma questão ética A crise da água vem aumentando, mesmo com alguns avanços obtidos para atingir os objetivos estabelecidos em 2000. O Projeto do Milênio das Nações Unidas foi estabelecido em 2002 para desenvolver um plano de ação que habilite os países em desenvolvimento a alcançar os Objetivos de Desenvolvimento do Milênio e a reverter o massacre da pobreza, da fome e das doenças que atinge bilhões de pessoas. As equipes das dez forças-tarefas do Projeto Milênio, congregando 265 especialistas de todo o mundo, foram desafiadas a diagnosticar os principais impedimentos ao alcance dos Objetivos de Desenvolvimento do Milênio e a apresentar recomendações de como superar os obstáculos, colocando as nações no caminho certo para atingir as metas até 2015. No início de 2005, a força-tarefa sobre Água e Saneamento recomendou ações críticas para minorar a crise global de água e saneamento e promover a gestão adequada dos recursos aquáticos. Entre essas ações estão: 1. Governos nacionais e outras partes envolvidas devem assumir o compromisso de definir a crise do saneamento como prioridade máxima em suas agendas. 2. Investimentos em água e saneamento devem ser ampliados e devem focalizar a provisão sustentável de serviços, em vez de apenas construir instalações. 3. Governos e agências doadoras devem fortalecer as comunidades locais com a autoridade, recursos e capacidade profissional necessários para a gestão do fornecimento de água e a provisão de serviços de saneamento. 4. Dentro do contexto das estratégias nacionais de redução da pobreza, os países devem elaborar planos coerentes de desenvolvimento e gestão dos recursos hídricos. 5. A inovação deve ser incentivada para acelerar o progresso, e assim alcançar diversos Objetivos de Desenvolvimento simultaneamente. A água e os Objetivos de Desenvolvimento do Milênio Como afirmou Nitin Desai, secretário-geral da Cúpula Mundial sobre Desenvolvimento Sustentável, não é possível melhorar a difícil situação dos pobres do mundo sem fazer alguma coisa em relação à qualidade da base de recursos de que dependem: as terras e os recursos hídricos. Melhorar a utilização dos recursos hídricos é decisivo para todas as outras dimensões do desenvolvimento sustentável. Para o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD), a água é um ponto de partida catalítico nos esforços para ajudar os países em desenvolvimento na luta contra a fome e a pobreza, na salvaguarda da saúde humana, na redução da mortalidade infantil e na gestão e proteção dos recursos naturais. Durante a Conferência do Milênio, promovida pela Organização das Nações Unidas em setembro de 2000, 191 países — a maioria dos quais representados na conferência por seus chefes de estado ou governo — subscreveram a Declaração do Milênio, que estabeleceu um conjunto de objetivos para o desenvolvimento e a erradicação da pobreza no mundo, os chamados Objetivos de Desenvolvimento do Milênio (ODM). Os oitos objetivos fixados pela Conferência do Milênio são: • A erradicação da pobreza e da fome • A universalização do acesso à educação primária • A promoção da igualdade entre os gêneros • A redução da mortalidade infantil • A melhoria da saúde materna • O combate à AIDS, malária e outras doenças • A promoção da sustentabilidade ambiental • O desenvolvimento de parcerias para o desenvolvimento Dada esta lista de oito objetivos internacionais comuns, 18 metas e mais de 40 indicadores foram definidos, tendo em vista possibilitar entendimento e avaliações uniformes dos ODM, nos níveis global, regional e nacional. A Meta 10 visa reduzir pela metade, até 2015, a parcela da população sem acesso seguro e duradouro a água potável. “Nenhuma medida poderia contribuir mais para reduzir a incidência de doenças e salvar vidas no mundo em desenvolvimento do que fornecer água potável e saneamento adequado a todos.” Essa afirmação do secretário-geral da ONU, Kofi Annan, define de forma categórica o papel fundamental que a água e o saneamento desempenham na erradicação da pobreza e para assegurar o desenvolvimento humano sustentável. No contexto dos ODM, a água desempenha um papel central devido à sua importância para promover o crescimento econômico e reduzir a pobreza, propiciar segurança alimentar, melhorar as condições da saúde ambiental e proteger os ecossistemas. A expansão do acesso ao fornecimento doméstico de água e aos serviços de saneamento contribuirá 19 I – Objetivo 1. Identificar os componentes do hábitat essenciais à sobrevivência da maioria dos animais aquáticos. 2. Reconhecer e apreciar a complexidade da vida aquática. 3. Escolher um hábitat adequado à vida aquática. II – Material • cartões 3 cm x 5 cm • canetas • papel machê • argila • barbante • papelão • caixas de papelão • galão III – Procedimento 1. Prepare os cartões com o nome de um dos seguintes animais: truta, tubarão, dourado, tilápia, cavalo-marinho, gaivota, lontra, tartaruga marinha, jacaré, sapo, atobá, baleia. 2. Divida a classe em grupos de 2 a 4 alunos. Cada grupo retira um cartão da caixa. 3. Peça a cada grupo que seja responsável por desenhar um hábitat artificial, no qual seu animal possa viver com sucesso. Instrua-os para pesquisarem em bibliotecas, por exemplo, sobre a necessidade de cada animal e as características do seu hábitat natural. 4. Quando o estudo se completar, cada grupo estará apto a construir um modelo ou pequena réplica de um zôo ou aquário, que poderia ser importante para a sobrevivência e conforto desse animal, em cativeiro. 5. Uma vez completo o modelo, peça ao grupo que o apresente ao resto da classe. Cada exposição deverá incluir uma descrição das necessidades básicas do animal, assim como uma descrição das características de seu hábitat natural. 6. Peça aos estudantes que sumarizem os componentes do hábitat que lhes pareçam essenciais à sobrevivência do animal pesquisado: alimento, água, refúgio, espaço etc. 1. J.W.Maurits la Rivière – “Threats to the World’s Water” – Scientific American, special issue – Managing Planet Earth, 1989. 2. Ladislaw Dobor. In “A Reprodução Social” Volume 2 Política Econômica e Social: os desafio do Brasil. 2001. 3. Dados do relatório da Força-tarefa da ONU. Água e Saneamento do Projeto do Milênio. 2005. Na literatura especializada, estes dados variam muito, com números até cinco vezes maiores. 4. WWF-Brasil “Programa Água para a Vida – Conservação e Gestão de Água Doce”. 5. UN/WWAP (United Nations/World Water Assessment Programme). 2003. UN World Water Development Report: Water for People, Water for Life. Paris, New York and Oxford: United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization and Berghahn Books. 6. Instituto Socioambiental – ISA. Almanaque Brasil Socio-ambiental, 2004. Relatos de diferentes conflitos entre, intra e inter nações, bem como resultantes do crescente processo de privatização dos serviços de águas e saneamento pode ser visto em Evaristo Miranda. Água na natureza e na vida dos homens. Idéias e Letras. 2004 e em Mohamed Bouguerra. As Batalhas da Água: por um bem comum da humanidade. Editora Vozes, 2004. 7. The United Nations World Water Development Report 2003, UNESCO-WWAP. 8. Ministério das Cidades 2004. Saneamento Ambiental. Cadernos MCidades, vol. 5. 9. Centro de Pesquisa de Opinião Pública – DATAUnB. Relatório Nacional ODM 7 “Garantir a sustentabilidade ambiental”. UnB, 2004. 10. Estima-se que sejam necessários apenas 4% dos gastos militares com armamentos no Mundo para prover água potável e saneamento adequado para toda a humanidade. 11. Mohamed Bouguerra. As Batalhas da Água: por um bem comum da humanidade. Editora Vozes, 2004. 238p. 12. Ex-secretário-geral da Conferência das Nações Unidas sobre Habitações Humanas (Hábitat II). Fonte: Disponível em: http://www.pnud.org.br/noticias impressao.php?id01=1067. Acesso em 05 maio 2005. Sugestões de atividades DESENHANDO UM HÁBITAT As condições básicas de alimento, ar, água e espaço desejáveis aos animais parecem óbvias, quando se consideram os zôos. Todavia, 20 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Por exemplo, o desenvolvimento de novas formas de reutilização da água recuperada na agricultura poderia aumentar o rendimento das colheitas e reduzir a fome, melhorando também o saneamento. 6. Mecanismos de coordenação devem ser implementados para melhorar e avaliar o impacto das atividades financiadas por agências internacionais no âmbito nacional. Estas recomendações mostram claramente que, após cinco anos, a ONU continua conclamando os países a assumir o acesso seguro à água potável como prioridade máxima em suas agendas. O mais grave é o fato de que as metas estabelecidas para 2015 não visam a eliminar, e sim reduzir, a tremenda injustiça social da falta de acesso seguro à água e ao saneamento básico para todos os habitantes da Terra. De acordo com a força-tarefa, expandir a cobertura de água e saneamento não requer somas colossais de dinheiro (10), nem descobertas científicas inovadoras. Quatro em cada dez pessoas no mundo não têm acesso nem a uma simples latrina de fossa não-asséptica e são obrigadas a defecar a céu aberto. Obviamente, o conhecimento, as ferramentas e os recursos financeiros estão disponíveis para pôr fim a esta infâmia. Como afirma Mohamed Bouguerra (11), o fornecimento de água para a humanidade articula-se estreitamente às prioridades estabelecidas pelos homens. Os usos que damos à água refletem, no fim das contas, os nossos valores mais profundos. “A água é, primeiramente, uma questão política e ética. Nenhuma outra questão merece mais atenção por parte da humanidade. Ela determina a paz universal e o futuro de todos os seres vivos.” A posição de Wally N’Dow (12) , para quem grande parte dos conflitos políticos e sociais no futuro deixarão de ter como causa o petróleo e serão provocados pelas disputas em torno da água, é hoje praticamente um consenso. O alerta feito por Bouguerra não pode ser ignorado. Necessitamos, hoje, da formulação de uma política global para a água, fundada sobre o plano da ética, e que sirva de guia para definir uma partilha equilibrada dos recursos. “Dessa maneira se poria fim aos embates indignos que os detentores do poder e alguns grupos de pressão exercem sobre este recurso. Se a política da água precisa ser integrada à viabilidade econômica, não é menos indispensável que ela englobe também a solidariedade social, a cooperação com os países mais desprovidos, a responsabilidade ecológica e a utilização racional desse recurso, para não comprometer as necessidades das gerações atuais e futuras e dos demais seres vivos que partilham conosco a água do globo.” nos aquários, a água é a parte mais sensível do hábitat, e pode servir como estabilizadora do ambiente. A “capa d’água” pode suprir exigências para diferentes formas de vida aquática. Variações na luz, salinidade, pH, oxigênio dissolvido e a presença de um grande espectro de poluentes podem causar um desastre a certos organismos aquáticos. Para o sucesso de uma vida em zôos e aquários, há a necessidade de atenção a uma série de exigências dos organismos presentes (nível de tolerância). Há também certas exigências físicas em termos de forma e dinâmica do display (exibição), que possam ser compatíveis com a criatura. Por exemplo, alguns peixes preferem água corrente, outros preferem condições quase estáticas. Alguns preferem águas profundas, e outros, superficiais. As variações são notáveis quando se consideram hábitats de microorganismos em tanques (reservatórios) e hábitats gigantescos para baleias, por exemplo. Deve ser dada especial atenção à qualidade da água e ao controle de doenças, que podem ser fonte de problemas nesse meio. Considerando-se que as necessidades físicas dos animais vão muito além do mínimo necessário encontrado, deve-se dar mais atenção ao conforto, criando-se condições tão similares às encontradas no hábitat natural quanto for possível. Nas práticas de cultivo em aqüicultura e maricultura, muitos estudos se preocupam com as necessidades dos hábitats. Freqüentemente, os rios, lagos e todo o oceano são usados nesses estudos. Considerações éticas podem ser feitas acerca da apropriação ou desapropriação da vida aquática em aquários e zôos. Todavia, esta atividade é usada simplesmente para conhecer uma complexa necessidade do organismo aquático de forma a torná-lo capaz de sobreviver sob determinadas condições de cativeiro. A maior proposta para esta atividade é os estudantes reconhecerem e apreciarem a complexidade da vida aquática, usando como enfoque as condições de vida em zôos ou aquário. IV – Questões 1. Liste os componentes de um hábitat adequado, que são necessários à sobrevivência da maioria dos animais aquáticos. 2. Separe um mamífero aquático, peixe, anfíbio ou outro animal aquático. 3. Descreva as características biológicas de um animal e classifique-o quanto às necessidades para sua sobrevivência. 4. Compare similaridades e diferenças entre esse animal aquático e outro. O que ambos precisam, e cada um deles, para sobreviver? O que poderia ser diferente no hábitat de cada um, e de ambos, de forma a continuar garantindo sua sobrevivência? Fonte: Título original em Inglês: Designing a habitat. In: WREEC (1987). Aquatic: project Wild, USA: 19-20. Traduzido pela Dra Sônia Lúcia Modesto Zampieron – Bolsista DTI/CNPq. Disponível em: http://educar.sc.usp.br/biologia/atividades/m_a_atv3.html, acesso em 23 maio 2005. 7. Após o arranjo das plantas, coloque mais uma camada de terra de, aproximadamente, 5 cm e compacte levemente, para que as plantas fiquem firmes no lugar. 8. Regue as plantas de tal forma que não encharque o substrato preparado. Depois de regar, utilize um pedaço de pano ou algodão para limpar o interior do vidro, com o auxílio da pinça. 9. Após todo esse procedimento, feche o vidro. Você terá feito, então, o seu próprio ecossistema. (Obs.: Nos primeiros dias, o interior do vidro pode ficar embaçado, devido à transpiração de todos os componentes vivos. Caso esse embaçamento dure por muitos dias, abra o vidro, limpe o seu interior e volte a fechá-lo.) Fonte consultada: http://educar.sc.usp.br/ciencias/ecologia/ativida.ht. Acesso em 07 abr. 2005. DRAMATIZAÇÃO Tema: Presa e Predador Esta atividade deve ser realizada com um grupo de no mínimo 20 alunos, em ambiente que tenha espaço físico suficiente para a movimentação de todos, tal como uma quadra de futebol, ou o próprio pátio da escola. A atividade consiste na representação de uma possível cadeia alimentar, envolvendo 3 componentes: A – plantas (produtores), B – preás (consumidores primários) e C – jaguatiricas (consumidores secundários). I – Objetivo 1. Analisar a relação produtor / consumidor. 2. Analisar a relação presa / predador. 3. Entender como se processa a transferência de matéria e energia nas cadeias alimentares. II – Material • fitas de três cores diferentes (o número de fitas de cada cor deve ser superior ao número de integrantes do jogo) • apito, que poderá ser substituído por assobio, dependendo de quem comandar a atividade • tabela para acompanhar o desenvolvimento do jogo, conforme modelo CONSTRUINDO UM ECOSSISTEMA I – Objetivo 1. Construir um ecossistema artificial. 2. Demonstrar que o ecossistema é um sistema auto-sustentável. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. II – Material • vidro de boca larga, com tampa e transparente (vidro de conservas, por exemplo) • pinça de fabricação caseira (pode ser de bambu) • pedrinhas • terra e areia • plantas de pequeno porte (dar preferência para plantas que necessitem de pouca luz direta) III – Procedimento 1. Observe a figura durante a execução da atividade. PAULO MANZI Figura: Modelo de um ecossistema artificial em recipiente de vidro. Representação esquemática (sem escala). Modelo da tabela GERAÇÕES 1· 2· 3· 4· 5· 6· 7· 8· PLANTAS PREÁS JAGUATIRICAS 2. Lave bem o vidro que será utilizado para evitar fungos e outros microorganismos indesejáveis; utilize detergente (biodegradável), preferencialmente, e deixe secar ao Sol. 3. Separe uma quantidade de terra que corresponda aproximadamente a 1/4 do vidro. Peneire a terra e deixe-a secar, se estiver úmida. O ideal é que seja terra seca. 4. Lave também as pedras e a areia. 5. Despeje dentro do vidro uma camada de pedrinhas com, aproximadamente, 2 cm de altura. Em seguida, cubra as pedras com uma camada de areia da mesma espessura. Coloque, então, 3 cm da terra peneirada. 6. Uma vez feita essa preparação, está na hora de fixar as plantas nesse substrato, com o auxílio da pinça de bambu. Aqui, não existem muitas regras em relação ao arranjo das plantas dentro do vidro. É importante apenas não se esquecer de que as plantas irão crescer e se desenvolver dentro do vidro, embora lentamente. 9· 10· III – Procedimento 1. A classe deverá ser dividida em 3 grupos, deixando-se, porém, o grupo das plantas com um número ligeiramente maior que os demais. Da mesma forma, o grupo dos preás deve ser maior que o das jaguatiricas. Por exemplo, caso a classe possua 30 alunos, o melhor seria dividi-la da seguinte forma: 14 plantas, 10 preás e 6 jaguatiricas. 2. As fitas devem ser amarradas na cabeça ou no pulso de cada um dos integrantes. Cada cor representa um elo da cadeia. 3. As plantas ficarão espalhadas pelo pátio, os preás deverão ser dispostos em círculo, ficando distantes 5 a 6 metros das jaguatiricas, que também estarão dispostas em círculo, envolvendo o círculo dos preás, conforme mostra a figura. 21 PAULO MANZI Plantas Preás Jaguatiricas Figura: Representação esquemática da disposição inicial dos componentes do jogo. 4. O jogo terá 10 rodadas. Para iniciar uma rodada, o professor deverá apitar 1 vez, e para terminá-la, 2 vezes. Regras do jogo 1. Plantas As plantas deverão ficar espalhadas pelo pátio ou no lugar escolhido para o jogo, e permanecer nos seus lugares. Quando apanhadas pelos preás, deverão permanecer no local onde foram apanhadas até a próxima rodada, e depois ir para o grupo dos preás. 2. Preás Cada preá deve procurar apanhar uma planta e evitar ser capturado por uma jaguatirica. A única defesa possível dos preás é abaixar-se. Abaixando-se, estarão escondidos das jaguatiricas. Quando apanhados por uma jaguatirica, os preás deverão permanecer no local onde foram capturados até o término da rodada. Na rodada seguinte, estes preás passarão a ser jaguatiricas. 3. Jaguatiricas As jaguatiricas deverão tentar capturar um preá. Os preás e as jaguatiricas que não conseguirem alimento voltarão na rodada seguinte, como plantas. Explicação: os animais que não conseguem alimento morrem de fome. Seus corpos são decompostos e deles só restam os sais minerais que as plantas incorporam. Por isso voltam como plantas. Os preás e as jaguatiricas que conseguirem alimento continuarão como tais. Explicação: preás e jaguatiricas que conseguem alimentos são bem-sucedidos. Isso permite que se mantenham saudáveis e se reproduzam, garantindo novos indivíduos para a geração seguinte. As plantas que foram capturadas voltam como preás. Os preás capturados voltam como jaguatiricas. Explicação: quando um ser vivo serve de alimento para outro, as substâncias que formam seu corpo passam a fazer parte desse outro ser. Por isso, as plantas capturadas pelos preás, voltam como preás e estes, quando capturados, voltam como jaguatiricas. Fonte consultada: http://educar.sc.usp.br/ciencias/ecologia/ativida.html. Acesso em 18 abr. 2005. Dessa forma, não poderíamos deixar de lado uma abordagem evolutiva do estudo das células. Ainda nesta Unidade, tratamos da Genética. O nascimento do primeiro filho é uma das situações mais gratificantes da vida de uma pessoa, mas também uma das que mais geram ansiedade. É menino ou menina? Tudo vai correr bem? Será uma criança normal? Algumas dessas questões podem ser respondidas antes do nascimento, por meio da realização de exames ultra-sonográficos, que fornecem muitas informações sobre a saúde do feto. Sabendo ou não, ao fazermos essas perguntas, estamos lidando com informações do campo da Genética. Além da Genética Clássica, abordamos nesta Unidade questões atuais, como a “impressão digital” do DNA, o Projeto Genoma Humano e os princípios da terapia gênica. Essas novas tecnologias, além de surpreendentes quanto aos métodos que envolvem – inimagináveis há apenas alguns anos – suscitam polêmicas de natureza ética, social e moral. Iremos, sim, apresentar as leis de Mendel e outras modalidades clássicas de herança de características. Entretanto, não podemos passar ao largo da discussão de aspectos éticos, cuidando para que nossos alunos se engajem nessa discussão e comecem a formar opinião própria a respeito. Bibliografia específica (para os professores) ALBERTS, Bruce; WATSON, James D. et al. Molecular Biology of the cell. New York: Garland Publishing, 1994. BAINS, Willian. Biotechnology — From A to Z. Oxford: Oxford University Press, 1998. BECKER, Wayne M. et al. The world of cell. Menlo Park: The Benjamin/Cummings Publishing, 1996. BEIGUELMAN, Bernardo. Citogenética humana. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1982. BERKALOFF, André et al. Biologia e Fisiologia celular. São Paulo: Edgard Blücher, 1975. BRITISH MEDICAL ASSOCIATION. Our genetics future. Oxford: Oxford University Press, 1992. BURNS, George W. & BOTTINO, Paul J. Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1989. CAIRNS-SMITH, A. G. Seven clues to the origin of life. Cambridge: Cambridge University Press, 1985. CONN, Eric E.; STUMPF, P. K. Introdução à Bioquímica. São Paulo: Edgard Blücher, 1975. DAWKINS, Richard. A escalada do monte improvável. São Paulo: Companhia das Letras, 1998. ––––––––––––. O rio que saía do Éden. Rio de Janeiro: Rocco, 1996. DE ROBERTIS, E. D. P.; DE ROBERTIS. Jr., E. M. F. Bases da Biologia celular e molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1989. FARRINGTON, Benjamin. What Darwin really said. New York: Scocken, 1982. FOX, Sidney W. et al. The origin of life and evolutionary biochemistry. New York: Plenum, 1974. FROTA-PESSOA, Oswaldo et al. Genética clínica. Rio de Janeiro: Francisco Alves, 1984. –––––—-––––. Genética Humana. Rio de Janeiro: Francisco Alves, 1984. GARDNER, Eldon J.; PETER, Snustad D. Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1986. GOULD, Stephan Jay. O polegar do panda. São Paulo: Martins Fontes, 1989. HARTL, Daniel L. Essential Genetics. Sudbury: Jones and Barlett Publishers, 1996. JUNQUEIRA, Luis C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1991. __________. Histologia básica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1974. KLUG, William S.; CUMMINGS, Michael R. Concepts of Genetics. New Jersey: Prentice Hall, 1997. KROUGH, David. Biology — A guide to the natural world. New Jersey: Prentice Hall, 2000. LEHNINGER, Albert L. et al. Principles of Biochemistry. New York: Worth Publishers, 1993. LIMA, Celso P. Genética humana. São Paulo: Harbra, 1984. MONOD, Jacob. O acaso e a necessidade. Petrópolis: Vozes, 1971. NOVIKOFF, Alex B.; HOLTZMAN, Eric. Células e estrutura celular. São Paulo: Interamericana, 1977. PASSARGE, Eberhard. Color Atlas of Genetics. New York: Tieme Medical Publishers, 1995. Unidade II – A unidade da vida Dentro do vasto conhecimento biológico, duas áreas têm a propriedade de aglutinar informações sobre quase todos os seres vivos. Uma é a Ecologia, que trata das relações entre os seres vivos e entre eles e o ambiente; outra é a Citologia, que lida com as células, unidades que constituem a maioria dos organismos. O estudo das células é uma das “portas de entrada” no mundo da Biologia. Nesta obra, nossa proposta é ver a célula como uma estrutura dinâmica: um labirinto ocupado por água, onde as reações acontecem de forma organizada, eficiente e econômica. A célula é a menor estrutura capaz de executar as atividades que caracterizam os seres vivos, razão pela qual o estudo da célula é fundamental para compreendermos a Biologia. A vida não pode ser encarada como algo imutável e pronto. Ela está em permanente e intensa mudança, embora assim não pareça aos nossos olhos apressados. Tudo evolui e se modifica com o transcorrer do tempo. 22 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. RAMALHO, Magno et al. Genética na agropecuária. São Paulo: Globo, 1989. RIDLEY, Mark. Evolution. Cambridge: Blackwell, 1996. SCIENTIFIC AMERICAN. A base molecular da vida. São Paulo: USP/ Polígono, 1968. __________. A célula viva. Polígono, 1969. SMITH, John E. Biotechnology. Cambridge: Cambridge University Press, 1996. TOBIN, Allan J.; MOREL, Richard E. Asking about cells. Orlando: Saunders College Publishing, 1997. WHITFIELD, Philip. From so simple a beginning — The book of evolution. New York: Macmillan, 1993. WILMUT, Ian; CAMPBELL, Keith. Dolly, a segunda criação. Rio de Janeiro: Objetiva, 2000. Leituras complementares sugeridas (para os alunos) BIZZO, Nelio. Evolução dos seres vivos. São Paulo: Ática. BUENO, Maria Aparecida da Silva. Cidadania em preto e branco – Discutindo as relações raciais. São Paulo: Ática. OLIVEIRA, Fátima. Bioética – Uma face da cidadania. São Paulo: Moderna. ––––––––––––. Engenharia Genética – O sétimo dia da criação. São Paulo: Moderna. A internet na sala de aula (endereços na Web) Academia de Ciências da Califórnia — Uma das melhores páginas de Biologia da Web! Riquíssima em informações atuais e em links para diversos outros sites de interesse. www.calacademy.org/ Biological Sciences and Science education — Apresenta um acesso fácil a vários sites educativos relacionados às Ciências Biológicas. http://nersp.nerdc.ufl.edu/~biolab/biosci.html Biology Hypertextbook Chapters — Faz parte do site do MIT (Massachusetts Institute of Technology). É um texto preciso e ilustrado sobre algumas áreas da Biologia, como respiração celular, fotossíntese, material genético, Genética mendeliana, membrana celular, atividade enzimática e imunologia. http://esg-www.mit.edu:8001/esgbio/chapters.html Cell & Molecular Biology Online — Um site em inglês que trata de assuntos na área de Citologia, contém textos, imagens, publicações; enfim, uma série de informações ligadas à área. www.cellbio.com Cientic — Explicitar as diferenças entre as perspectivas lamarckista e darwinista relativamente à intervenção do ambiente na evolução dos seres vivos. É o que este site traz a seus leitores. www.cientic.com/cn_obj_bio12.html Cold Spring Harbor Laboratory — Instituição de pesquisa e ensino. Apresenta programas dedicados ao estudo de câncer, neurobiologia, genética de vegetais e páginas dedicadas à Biologia Geral. www.cshl.org/ Evolução do homem — Este site traz informações relacionadas à evolução do homem. Processo de desenvolvimento de espécies de hominídeos, seres pré-históricos e ancestrais do ser humano atual. http://evohom.cjb.net/ Gateway to Biotechnology — Organização que divulga a emergente indústria da Biotecnologia dos Estados Unidos. Apresenta os benefícios da Biotecnologia e formas de acesso às empresas envolvidas com seu desenvolvimento. www.bio.org/aboutbio/welcome.dgw Jb.usp.br — O estudo da evolução dos seres vivos. O homem sempre busca uma explicação razoável para os fenômenos à sua volta. É o que esta página procura trazer para seus leitores. www.ib.usp.br/evolucao/inic/text2.htm Leis de Mendel — Esta página carrega em seu conteúdo a história do pai da Genética, Mendel, o qual lançou as principais teorias genéticas, que são usadas até os dias de hoje, apesar da modernização atual. www.geocities.com/%7Eesabio/Mendel.htm Museum of Paleontology — Página da Universidade da Califórnia dedicada ao estudo das relações evolutivas entre os diversos grupos de seres vivos, incluindo primatas e, particularmente, seres humanos. www.ucmp.berkeley.edu/mammal/mammal.html NetBiochem — Site mantido pela Universidade Bem Gurion, de Israel, contém informações sobre o DNA (estrutura molecular, papel metabólico etc.). http://medic.bgu.ac.il/mirrors/netbiochem/nucacids.htm O DNA vai à escola — Site do projeto educacional “O DNA vai à escola”, contém textos, sugestões de atividades para o professor, informações, entre outras. www.odnavaiaescola.com/ Open Computing Facility at the University of California at Berkeley — A OCF é uma homepage dedicada a estudantes e professores, elaborada e mantida pela Universidade da Califórnia (Berkeley, EUA). www.ocf.berkeley.edu/ Paleontologia — Homepage dedicada ao estudo dos dinossauros. Conteúdo voltado também para a evolução do homem, animais, vegetais e seres unicelulares primitivos. www.biologo.com.br/paleo.html Primeiras etapas da evolução biológica — Como diz o nome, esta página contém informações sobre a evolução dos seres, focando os primeiros estágios dessa evolução. www.dbio.uevora.pt/biologia1/genese3.htm Processo Evolutivo — Esta homepage mostra processos evolutivos e genética de populações. Contém diversos links onde podem se buscar informações de várias áreas ligadas à genética e evolução. http://dreyfus.ib.usp.br/bio212/ Roslin Institute — Centro de pesquisa escocês que se tornou internacionalmente conhecido como o “berço de Dolly”. www.ri.bbsrc.ac.uk/ Sociedade Brasileira de Citologia Clínica — Da Sociedade de Citologia Brasileira, aborda vários temas ligados à área, além de trazer links e eventos sobre Citologia. www.citologiaclinica.org.br/ Sociedade Brasileira de Genética — Da Sociedade Brasileira de Genética, este site contém informações e novidades no campo da Genética brasileira e mundial, além de datas de congressos e buscas. www.sbg.org.br/ Sociedade Portuguesa de Citologia — Site da Sociedade Portuguesa de Citologia, traz informações em vários campos de Biologia celular e molecular. www.spcitologia.org/ The Dictionary of Cell Biology — É um dicionário (em Inglês) de termos ligados à Biologia celular, apresentando grande utilidade para consultas rápidas. www.mblab.gla.ac.uk/~julian/Dict.html The Virtual Library — Uma biblioteca para pesquisa em várias áreas do conhecimento, como Medicina, Agricultura, Biotecnologia, Entomologia etc. Dispõe de links para imagens, artigos e universidades. http://mcb.harvard.edu/biolinks.html U. S. Human Genome Project — Iniciado em 1990, o U. S. Human Genome Project é um trabalho coordenado pelo Instituto Nacional de Saúde (EUA), dedicado a identificar e localizar aproximadamente 80.000 genes do genótipo humano. www.ornl.gov/TechResources/Human_Genome/home.html Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Materiais de apoio Leituras TRANSGÊNICOS NA AGRICULTURA Apesar de que, há alguns milhares de anos, os agricultores vêm paciente e continuamente melhorando as espécies vegetais úteis e realizando, de algum modo, um trabalho “de genética sem o saber” — segundo um importante informe da Academia de Ciências da França —, os melhoramentos e as variedades obtidas tinham caráter local, desenvolvendo-se em áreas geográficas restritas, por causa do clima e das características do solo. Além do que, as plantas “domesticadas” eram altamente susceptíveis ao ataque de uma infinidade de pragas da lavoura. Somente a partir do século XX, com o desenvolvimento das técnicas de combate aos insetos, aos fungos e a outros parasitas e, posteriormente, com o desenvolvimento da biotecnologia, é que os melhoramentos reais e a produtividade agrícola se tornaram sensíveis. Basta dizer que, na época de Júlio César, o plantio de cada grão de trigo produzia não mais que três grãos na colheita. Esse número elevou-se ao dobro, em conseqüência do emprego de esterco nas plantações e da aplicação das primeiras técnicas de manejo do solo, durante a Idade Média. Atualmente, 23 o rendimento é da ordem de cinqüenta grãos (ou cinqüenta sacos) colhidos para cada grão (ou saco) plantado. Em conseqüência dos melhoramentos alcançados pelas técnicas agrícolas durante o século XX é que se vem conseguindo fazer face ao vertiginoso aumento da população mundial ocorrido nessa mesma época. Assim, por exemplo, entre 1961 e 2000, nos países em desenvolvimento da Ásia, a produção de arroz somada à de trigo elevou-se de 127 para 762 milhões de toneladas anuais, enquanto a população cresceu, no mesmo período, de 1,6 bilhão para 3,5 bilhões de habitantes. No caso do trigo, isso só foi possível graças à seleção de uma variedade mutante, isto é, de mutações gênicas que surgiram ao acaso e que foram isoladas pelos cientistas japoneses, no final do século XIX, e utilizadas na agricultura, com evidentes resultados econômico e social. Porém, desde os anos de 1970, os biólogos começaram a perceber que o emprego das técnicas usuais de melhoramento das plantas, baseadas simplesmente em cruzamentos e aproveitamentos de mutações casuais, sofria grandes limitações. A lentidão desses processos e a impossibilidade de realizar modificações segundo as necessidades exigiam o desenvolvimento de novas tecnologias, de modo a permitir atender às necessidades crescentes de produção mundial de alimentos. Grandes investimentos começaram a ser realizados no desenvolvimento da engenharia genética, inicialmente no melhoramento da resistência às pragas das plantas cultivadas; na melhor utilização da água na irrigação e dos fertilizantes nitrogenados; na maior eficiência da fotossíntese; e na qualidade nutricional ou industrial de alguns produtos vegetais. No Brasil, grandes avanços foram conseguidos, sobretudo pela Empresa Brasileira de Pesquisas Agronômicas (Embrapa), por exemplo, nas modificações introduzidas na soja, adaptando essa planta exótica ao nosso clima e ao nosso solo, o que permitiu que nos tornássemos um dos maiores produtores e exportadores dessa leguminosa em todo o mundo. Mas além da Embrapa, as universidades brasileiras contribuíram significativamente para o progresso das técnicas mais avançadas de engenharia genética. Foi somente a partir do início dos anos de 1980, no entanto, que surgiram os primeiros resultados de transgênese em plantas. Com o apoio financeiro, finalmente, de grandes empresas produtoras de sementes e agroquímicos, assim como de laboratórios de produtos farmacêuticos, essas pesquisas foram intensificadas ao longo daquela década, dando seus primeiros resultados em dez anos, isto é, em meados dos anos de 1990. Em 1994, a sociedade Calgene, dos Estados Unidos, coloca no mercado uma variedade de tomate transgênico com amadurecimento controlável, evitando, assim, que o amadurecimento rápido da fruta prejudicasse o seu transporte e armazenamento, deteriorando-se antes de chegar ao consumidor. Logo em seguida, porém, começam a aparecer transgênicos voltados a aspectos ambientais, como os resistentes aos herbicidas, aos insetos daninhos, aos vírus, assim como também ao melhoramento das qualidades nutricionais dos produtos, como é o caso do anunciado “arroz dourado”, rico em vitamina A, destinado a populações carentes com alta incidência de cegueira em virtude da avitaminose. Um dos primeiros objetivos dessas transgêneses consistiu no desenvolvimento de resistência das plantas cultivadas aos chamados herbicidas totais, como o glifosato, o glufosinato e a fosfinotricina. Os herbicidas totais são produtos que destroem indiferentemente quaisquer tipos de plantas, ao contrário dos herbicidas seletivos, que matam apenas certos tipos de vegetais, considerados “ervas daninhas”, e poupam as plantas cultivadas. Estes últimos, porém, não são muito eficazes, obrigando o agricultor a empregá-los em altas dosagens, em misturas de vários tipos de herbicidas, geralmente muito tóxicos. Este procedimento faz com que tais herbicidas permaneçam nas plantas e acabem sendo ingeridos pelas pessoas ou por animais. Além disso, para alguns tipos de lavoura, não existem herbicidas seletivos, e uma remoção insuficiente de ervas daninhas leva a um baixo rendimento e a uma diminuição da qualidade do produto agrícola. Quanto aos herbicidas totais, estes são altamente eficazes na destruição das ervas daninhas, mesmo em baixas dosagens, porém matam também a planta cultivada, a não ser que esta seja semeada após a destruição daquelas. Alguns produtos possuem um bom efeito herbicida, ao mesmo tempo que são de pouca permanência no solo — graças a uma rápida biodegradabilidade —, permitindo que o cultivo se inicie após algumas semanas. Os glifosatos são herbicidas totais cuja ação sobre as plantas se dá por meio de reações exclusivas dos vegetais, não afetando, pois, a vida animal. Assim sendo, a transferência para as espécies cultivadas de um gene que lhes conferisse resistência à ação desse herbicida teria duas vantagens principais: uma alta eficácia na destruição das espécies nocivas e uma baixa nocividade ao ambiente, seja pela ausência de efeitos sobre animais, seja pela sua curta persistência no solo. Além disso, a menor necessidade de manejo para remoção das ervas daninhas durante o crescimento das plantas permite um menor uso de combustíveis (para o funcionamento das máquinas agrícolas) e evita a erosão e a perda de nutrientes. A Associação Americana da Soja calculou, em seu relatório de 2001, uma diminuição de perdas de solos da ordem de 250 milhões de toneladas durante o ano 2000. Essas vantagens apontadas pelos especialistas permitem considerar a transgênese, nesses casos, como altamente positiva do ponto de vista de uma agricultura sustentável — isto é, uma agricultura que ajuda a proteger o meio ambiente. Com respeito à proteção contra insetos, as atenções dos pesquisadores foram dirigidas especialmente para as possibilidades de transferência de genes da bactéria Bacillus thuringiensis, descoberta no Japão no início do século XX. Essa bactéria é uma terrível praga dos cultivos de bicho-da-seda, dizimando as populações de lagartas. Por isso, passou a ser largamente utilizada, desde 1960, como meio de controle biológico de larvas de borboletas nocivas, pelo lançamento de esporos reprodutivos da bactéria sobre plantações e até florestas. O estudo genético dessas bactérias revelou, além disso, a existência de diferentes raças genéticas com ações mais ou menos específicas sobre diferentes espécies de larvas de borboletas, o que permitia utilizar somente as raças que atacassem determinadas espécies de lagartas nocivas, e não todas as larvas de borboletas. A partir dos anos de 1980, genes de Bacillus thuringiensis foram transferidos para diferentes plantas cultivadas, originando espécies transgênicas de milho, arroz, algodão e batatinha, resistentes à ação de lagartas. A principal vantagem no emprego desses transgênicos, sobretudo do ponto de vista ambiental, está na diminuição da necessidade do uso de inseticidas, principalmente para o controle das lagartas que se abrigam no interior das folhas e dos ramos da planta. Isso permite o aumento natural das populações de insetos não-nocivos, favoráveis ao controle biológico, bem como a diminuição dos inseticidas residuais nos alimentos, nocivos à saúde. Uma das primeiras plantas transgênicas desenvolvidas pela engenharia genética foi um tomate resistente aos vírus do mosaico, em 1988. Depois, várias plantas cultivadas foram objeto dessas transferências gênicas, impedindo a multiplicação dos vírus no interior de suas células: tabaco, abobrinha, melão, pepino, alfafa, batatinha, melancia, mamão, mandioca etc. A maior parte desses transgênicos, porém, continua a ser objeto de pesquisas aprofundadas sobre a sua persistência, sobre a disseminação indesejável dos genes transferidos por meio dos vírus resistentes, bem como sobre a sua difícil aceitação pública, em se tratando de legumes. O tomate e o melão foram as primeiras plantas em que se realizaram experiências de transgênese visando ao amadurecimento controlado e, assim, ao melhoramento da qualidade nutricional dos seus frutos. Os frutos obtidos amadurecem mais lentamente, o que permite a sua colheita mais tardia, e isso dá lugar à obtenção de produtos com melhor qualidade gustativa e nutricional nas condições de transporte e armazenamento atuais. Nos Estados Unidos, foi desenvolvida uma batatinha transgênica com teor modificado de amido, permitindo menor absorção de gorduras durante a fritura, o que representa vantagens sob o aspecto dietético. Também na colza (variedade de couve comestível e da qual se extrai óleo) e na soja foram introduzidas modificações visando ao aumento do teor de ácido oléico e à redução do ácido linoléico, importante no controle de doenças causadas pelo excesso de colesterol. Há pouco tempo, diante da constatação da Organização Mundial da Saúde (OMS) de que a carência de vitamina A afeta entre 100 milhões e 200 milhões de crianças nos países subdesenvolvidos, provocando graves deficiências de visão (cerca de 500 mil casos de cegueira infantil constatados, além da morte de mais de 1 milhão de crianças em idade pré-escolar por ano, por avitaminose A), um grupo de cientistas da Suíça e da Alemanha conseguiu desenvolver uma variedade transgênica de arroz rica em betacaroteno, formador dessa vitamina. Por causa dessa substância, esse arroz possui uma coloração amarela, tendo sido apelidado de “arroz dourado”. Considerando que o arroz é um dos alimentos mais utilizados — e baratos — do mundo, essa constituirá, sem dúvida, uma forma de fazer chegar a esses povos carentes as quantidades necessárias da vitamina A, a fim de permitir um desenvolvimento normal das crianças. No Brasil, a Embrapa realiza experiências de engenharia genética desde 1980. Um importante trabalho já concluído foi o de produzir bananas transgênicas resistentes ao mal de sigatoka, uma doença que ameaça extinguir as bananeiras de todo o mundo. Muitos outros projetos, entretanto, estão em andamento, como o feijão resistente ao caruncho, 24 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. ou o milho com maior teor de metionina, importante componente das rações para animais, reduzindo assim o custo da alimentação da criação. Fonte: BRANCO, Samuel M. Transgênicos – Inventando seres vivos. São Paulo: Moderna, 2004, p. 29 a 37 LINGUAGEM E VIDA John Maynard Smith* Eörs Szathmáry** Todos os seres vivos podem transmitir informação de uma geração a outra. A propriedade da hereditariedade — de que a vida gera a vida — depende dessa transmissão de informação, e por sua vez, garante que populações irão evoluir por meio da seleção natural. Se alguma vez encontrarmos, em qualquer outro lugar da galáxia, seres vivos com uma origem distinta da nossa, poderemos ter certeza de que eles também possuirão hereditariedade e uma linguagem que transmite a informação hereditária. A necessidade de tal linguagem foi central para o argumento de Schrödinger em O que é vida?: ele descreveu-a como a “seqüência de símbolos de um código”. Podemos arriscar alguns palpites sobre a sua natureza. Ela deve ser digital, porque uma mensagem codificada por símbolos que variam continuamente logo degenera em ruído enquanto é transmitida de indivíduo para indivíduo. Ela também precisa ser capaz de codificar um número infinitamente grande de mensagens. Essas mensagens precisam ser copiadas, ou replicadas, com um alto grau de precisão. Finalmente, as mensagens precisam ter algum “sentido”, em termos de influenciar suas próprias chances de sobrevivência e replicação: de outra forma a seleção natural não poderá agir. Os seres vivos possuem não uma, mas duas linguagens desse tipo. Existe a familiar linguagem genética baseada na replicação dos ácidos nucléicos, DNA e RNA, e existe a linguagem mais familiar ainda, restrita aos humanos, que estamos utilizando neste momento. A primeira é a base da evolução biológica e a segunda, da mudança cultural. Neste ensaio iremos discutir a origem de ambas. Na verdade, não discutiremos a origem da replicação dos ácidos nucléicos, embora esse fosse um passo crucial — talvez o passo crucial — da origem da vida. Em vez disso, vamos tratar da origem do código genético. Nos seres vivos existe uma divisão de trabalho entre ácidos nucléicos e proteínas. Os ácidos nucléicos contêm a informação genética, que é transmitida por meio da replicação. As proteínas determinam o fenótipo do organismo. A conexão entre as duas se dá pelo código genético, onde a seqüência de bases de um ácido nucléico corresponde à seqüência de aminoácidos de uma proteína. É nesse processo de tradução que os ácidos nucléicos adquirem o que chamamos de seu sentido: ao especificar proteínas, eles influenciam suas chances de sobrevivência — sua “aptidão”. O mecanismo de tradução é ao mesmo tempo tão complexo e universal que fica difícil pensar como ele se originou, ou como a vida poderia ter existido sem ele. O segundo desses problemas, a existência da vida sem o código, que parecia um mistério quase impenetrável há 10 anos, não é mais tão misterioso. A descoberta crucial é que, mesmo nos organismos existentes, algumas enzimas são feitas de RNA e não de proteína (Zaug & Cech, 1986). Isto levou à idéia de um “mundo de RNA” onde as mesmas moléculas de RNA eram fenótipo e genótipo, simultaneamente enzimas e armazenadoras da informação genética. Dado este quadro, que aceitamos, é possível ter vida sem proteínas, e portanto sem o código. Também fica mais fácil imaginar como o código poderia ter se originado. A característica essencial do código é que cada seqüência de três nucleotídeos ou triplet — cada “códon” — corresponde a um de vinte aminoácidos. Essa designação é ocasionada pela ligação de determinados aminoácidos e determinadas moléculas de RNAt, cada qual integrando o códon relevante. A ligação é realizada por enzimas específicas que podemos chamar “enzimas designadoras”. A especificidade do código depende da especificidade dessas enzimas. Nosso problema é explicar como tal especificidade surgiu. Antes de abordar essa questão, entretanto, vamos revisar brevemente o que pode ser deduzido da natureza do código existente. Há algumas variações: por exemplo, nas leveduras e na maioria das mitocôndrias de animais, o códon AUA codifica a metionina em vez da isoleucina. Outras diferenças como esta são conhecidas e outras mais serão provavelmente descobertas. A variabilidade é limitada, no entanto, e é compatível com a * Department of Biology, Biology Building, The University of Sussex, Falmer, Brighton, Sussex BNI 9QC, UK. ** Department of Plant Taxonomy and Ecology, Eötvos University, Budapest, Hungary. idéia de que existiu um único código ancestral e que têm ocorrido alguns desvios pouco importantes deste. A existência de variações levanta um problema: como o código pode evoluir? Se, por exemplo, AUA codifica a isoleucina, como é o caso no código “universal”, de que maneira poderia a designação mudar? A dificuldade é que existem, tipicamente, códons AUA em muitos sítios do genoma de um organismo. Mesmo se fosse seletivamente vantajoso mudar a isoleucina para metionina em um desses sítios, com certeza seria desvantajoso fazer essa modificação em todos eles. Possíveis mecanismos de mudança foram revisados por Osawa et al. (1992). Essencialmente eles sugerem que a pressão direcional das mutações, a qual altera a razão entre pares de base adenina-timina e pares de base guanina-citosina, leva ao desuso de determinados códons: um códon não utilizado pode então ser redesignado. O ponto importante é que o código pode evoluir, embora raramente e com dificuldades. Durante o início da evolução, quando os organismos eram mais simples e tinham poucos genes, a mudança evolucionária provavelmente era mais fácil. A importância disso é a seguinte. Segundo mostraremos em breve, o código possui algumas características adaptativas. Em geral, os biólogos que estudam a evolução explicam a adaptação pela seleção natural. Um código que não pudesse mudar não poderia tornar-se adaptativo por essa via. Mas se, como parece ser o caso, o código é capaz de evoluir, essas características adaptativas ficam mais fáceis de explicar. O exemplo mais claro de uma característica adaptativa é este: aminoácidos quimicamente parecidos tendem a ser codificados por códons parecidos. Por exemplo, o ácido aspártico e o ácido glutâmico são quimicamente semelhantes: o ácido aspártico é codificado pelos códons GAU e GAC e o ácido glutâmico pelos códons GAA e GAG. Uma análise mais geral confirma que, a esse respeito, o código está longe de ser aleatório. Por que deveria ser adaptativo que aminoácidos parecidos sejam codificados por códons parecidos? Duas razões plausíveis têm sido sugeridas. Primeiro, se um erro é cometido durante a síntese protéica, o efeito na função da proteína provavelmente será bastante pequeno. Segundo, é menos provável que as mutações sejam deletérias. Uma segunda característica não-aleatória do código diz respeito à sua redundância. Aminoácidos podem ser codificados por um, dois, três, quatro ou seis códons diferentes. Em geral, os aminoácidos que são comuns entre proteínas tendem a ser especificados por mais códons: por exemplo, leucina e serina (ambas com seis códons) são mais freqüentes em proteínas do que o triptofano (um códon). Mas provavelmente seria errado interpretar isso como uma característica adaptativa do código. É mais provável que seja uma conseqüência não selecionada do código ser como ele é. Portanto, haverá mais mutações para serina e leucina do que para triptofano. Se pelo menos algumas modificações de aminoácidos forem seletivamente neutras, a observada associação entre abundância de proteínas e redundância será previsível. Há também evidências nítidas de que a seleção impediu que a abundância de proteínas correspondesse precisamente à redundância. Por exemplo, as freqüências dos aminoácidos ácidos (ácido aspártico e ácido glutâmico) e básicos (arginina e lisina) são aproximadamente iguais, como seria previsto, na medida em que o pH intracelular é neutro. Mas, considerando a redundância de códons, esperaríamos que os aminoácidos básicos fossem duas vezes mais freqüentes que os ácidos. Permanece a questão sobre a existência ou não de alguma razão química para determinados códons terem se associado com determinados aminoácidos. A alternativa é que as designações foram quimicamente arbitrárias, assim como a atribuição de sentidos às palavras na linguagem humana é essencialmente arbitrária. Segundo este pressuposto, pode haver uma razão para o fato de os dois primeiros nucleotídeos nos códons do ácido glutâmico e do ácido aspártico serem os mesmos, mas é apenas por mero acidente que eles são GA e não, por exemplo, AU. A questão permanece em aberto, mas é claro que qualquer especificidade química que possa ter existido não foi, por si mesma, suficiente para determinar o código: a evolução de enzimas designadoras permanece um passo crucial a ser explicado. A idéia básica (Szathmáry, 1993) é que o primeiro envolvimento dos aminoácidos com processos da vida foi como co-fatores de ribozimas. Ao recrutar co-fatores de aminoácidos, o alcance catalítico e a eficiência das ribozimas puderam ser muito ampliados. Cada co-fator correspondia a um aminoácido ligado a um oligonucleotídeo — provavelmente um trinucleotídeo, em cujo caso o código visto de fora era organizado em triplets. A função do oligonucleotídeo era ligar o co-fator à ribozima por pareamento de bases. Cada tipo de co-fator poderia ter agido em conjunção com muitas ribozimas diferentes. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 25 Fonte: MURPHY, Michael; O’NEILL, Luke (Org.). O que é a vida? 50 anos depois. São Paulo: Editora Unesp, 1997. p. 83 a 88. TRÊS ASPECTOS DA EVOLUÇÃO Stephen Jay Gould O que a evolução não é De todos os conceitos fundamentais nas ciências da vida, a evolução é o mais importante e também o mais mal compreendido. Mas como podemos entender um assunto melhor ao reconhecer aquilo que ele não é, e o que não pode ser, devemos começar com algumas refutações, reconhecendo para a ciência aquilo que G. K. Chersterton considerou tão importante para as humanidades: “Arte é limitação; a essência de cada pintura é a moldura”. Primeiramente, a evolução, assim como qualquer área de ciência, não é capaz de sondar a questão das origens fundamentais ou significados éticos. (A ciência, como um empreendimento, busca explicar fenômenos e regularidades do universo empírico, sob o pressuposto de que leis naturais são uniformes no espaço e no tempo. Essa restrição delimita um infindável e fascinante mundo dentro do “quadro”; a maioria das questões relegadas à “moldura” são impossíveis de responder, de qualquer forma.) Assim, a evolução não é o estudo da origem primordial da vida no universo ou do significado intrínseco da vida entre os objetos da natureza; essas questões são filosóficas (ou teológicas) e não fazem parte do domínio da ciência. (Também desconfio que não possuam respostas universalmente satisfatórias, mas isso é assunto para outro momento.) Esse aspecto é relevante pois fundamentalistas fervorosos, disfarçados de “criacionistas científicos”, afirmam que a criação deve ser equiparada à evolução e receber tempo proporcional nas escolas, uma vez que ambas são igualmente “religiosas” ao lidar com mistérios primordiais. Entretanto, a evolução não trata desses assuntos de modo algum, e portanto permanece plenamente científica. Em segundo lugar, à evolução foi acrescentado um conjunto de conceitos e significados que representam mais antigos preconceitos sociais e crenças psicológicas da cultura ocidental do que uma descrição da realidade natural. Tal “bagagem” pode ser inevitável em qualquer campo que se relacione de modo tão íntimo com preocupações humanas profundas, mas esse forte viés social impediu-nos de levar a termo a revolução de Darwin. O mais pernicioso e limitante desses preconceitos é a idéia de progresso, a noção de que a evolução possui uma motivação ou manifesta uma poderosa tendência de caminhar em direção à maior complexidade, ao projeto biomecânico mais eficiente, a cerébros maiores ou alguma outra definição paroquial de progresso. Esse preconceito baseia-se num antigo desejo que os seres humanos têm de se colocar no ápice do mundo natural – e dessa forma afirmar um direito natural de dominar e explorar nosso planeta. Evolução, na formulação de Darwin, é adaptação a ambientes que mudam, não “progresso” universal. Elefantes que evoluem para uma Que diferença isso faz para nós? A resposta mais profunda e visceral para essa questão encontra-se na psique humana, e por razões que mal consigo começar a compreender. Somos fascinados por elos físicos de ancestralidade; sentimos que nos entenderemos melhor, saberemos quem somos de um modo fundamental, quando descobrirmos nossa origem. Rondamos cemitérios e registros de paróquias, mergulhamos nas bíblias familiares e procuramos parentes idosos, tudo isso para preencher lacunas de nossa árvore genealógica. A evolução é o mesmo fenômeno numa escala muito mais ampla – nossas raízes muito além da família. A evolução é a árvore 26 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Neste roteiro, a origem da atribuição específica de aminoácidos a nucleotídeos, que é a base do código, nada teve a ver com síntese de proteínas no início. Essas designações poderiam ter surgido uma a uma, cada qual aumentando o número de co-fatores disponíveis e portanto a versatilidade bioquímica. A próxima etapa teria sido a ligação de uma única ribozima a vários aminoácidos. A ligação destes para formar peptídeos seria então o primeiro passo em direção à síntese protéica. Por fim, a ribozima inicial teria evoluído para RNAm; a alça de oligonucleotídeo do co-fator teria evoluído pra RNAt; a enzima designadora R2, ligando um determinado aminoácido a um determinado oligonucleotídeo, teria evoluído para uma aminoacil-RNAt-sintetase; e, finalmente, a ribozima R3, relacionando aminoácidos a peptídeos, teria evoluído para um ribossomo. O modelo deixa muitas questões sem resposta. Por exemplo, as proteínas são muito maiores, comparadas aos pequenos polipeptídeos que podiam ser formados utilizando uma ribozima como “mensagem”. Mas ele tem a vantagem de sugerir estágios intermediários entre não ter um código e ter um código, cada estágio podendo ser selecionado a favor: por exemplo, ter um único tipo de co-fator seria melhor que não ter nenhum, ter dois co-fatores seria melhor que ter um, e assim sucessivamente. A esse respeito, o modelo assemelha-se a outras sugestões sobre as origens de órgãos complexos que pareciam inúteis até completamente formados: exemplificando, as penas foram úteis para manter seus donos aquecidos muito antes de estarem suficientemente formados para ajudar no vôo. pelagem mais pesada à medida que as placas de gelo se aproximam, até que se tornem mamutes peludos, não são necessariamente superiores, apenas animais adaptados às condições locais de um frio cada vez mais intenso. Para cada espécie que se torna mais complexa ao adaptar-se a seu ambiente, você encontrará parasitas (às vezes muitas espécies deles) dentro de seu corpo. Parasitas geralmente possuem uma anatomia muito simplificada, em comparação à de seus ancestrais de vida livre. E no entanto esses parasitas são tão bem adaptados ao ambiente interno de seu hospedeiro quanto o próprio hospedeiro que evoluiu para enfrentar os desafios de seu ambiente externo. O que a evolução é Em sua formação minimalista, nua e crua, a evolução é uma idéia simples com uma surprendente gama de implicações. A asserção básica inclui um par de afirmações inter-relacionadas que fundamentam as duas disciplinas centrais da história natural: a taxonomia (ou a ordenação das relações entre organismos) e a paleontologia (ou a história da vida). Evolução significa (1) que todos organismos partilham ancestrais comuns e portanto possuem elos de genealogia e descendência nas ramificações da árvore da vida e (2) que as linhagens mudam sua forma e diversidade ao longo do tempo por intermédio de um processo natural de mudança – “descendência com modificação”, nas palavras de Darwin. Esse insight, simples porém profundo, responde de imediato à grande questão biológica de nossa época: qual a base para o “sistema natural” de relações entre organismos (gatos mais próximos de cachorros do que de largatixas; todos os vertebrados mais próximos uns dos outros do que de um inseto – um fato amplamente reconhecido, considerado ao mesmo tempo belo e misterioso, muito antes de a evolução oferecer uma resposta). As explicações anteriores eram insatisfatórias porque não podiam ser testadas (o toque criativo de Deus originando cada espécie por decreto, com as relações taxonômicas representando a ordem do pensamento divino) ou eram obscuras (as espécies como unidades naturais, como os elementos da tabela periódica, ordenando a matéria orgânica). A explicação evolutiva para o sistema natural é maravilhosamente simples: a relação é a genealogia; os seres humanos são parecidos com macacos pois partilhamos um ancestral comum recente. A ordem taxonômica é um registro histórico. Mas a existência de genealogia e mudança – descendência com modificação – não basta para caracterizar a evolução como uma ciência. A ciência possui duas missões: (1) registrar e descobrir os aspectos factuais do mundo empírico e (2) propor e testar explicações sobre por que o mundo funciona de uma forma particular. A genealogia e a descendência atendem à primeira meta – uma descrição do fato da evolução. Precisamos também conhecer os mecanismos pelos quais a mudança evolutiva ocorre – explicar as causas da descendência com modificação, que é a segunda meta. Darwin propôs o mecanismo mais famoso e documentado para a mudança na forma do princípio que chamou de “seleção natural”. O fato da evolução é tão bem documentado quanto qualquer coisa que conhecemos na ciência – tão seguro quanto nossa convicção de que a Terra gira ao redor do Sol, e não o contrário. Porém, o mecanismo da evolução permanece o centro de empolgantes controvérsias – e a ciência é mais animada e frutífera quando há importantes debates sobre as causas de fatos bem documentados. A seleção natural de Darwin foi confirmada por copiosos e elegantes estudos como um mecanismo poderoso, especialmente na evolução de características que tornam os organismos adaptados ao seu ambiente – aquilo que Darwim chamou de “o aperfeiçoamento de estruturas e a co-adaptação que merecidamente incitam nossa admiração”. Mas a história da vida numa escala maior inclui fenômenos que talvez necessitem de outros mecanismos (efeitos aleatórios, por exemplo, são fundamentais na definição da história da vida – quais grupos sobrevivem e quais morrem, em episódios de extinção catastrófica). Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. genealógica de nossas raças, espécies e linhagens – não apenas do nosso sobrenome, restrito e local. A evolução responde, na medida em que a ciência pode solucionar tais questões, às perturbadoras e fascinantes perguntas sobre “quem somos?”, “a quais outras criaturas somos aparentados, e como?”, “qual a história de nossa interdependência com o mundo natural?” e “por que estamos aqui?”. Indo além, creio que a importância da evolução no pensamento humano é melhor captada num famoso comentário de Sigmund Freud, que observou, com sua ironia ácida e certeira, que todas as grandes revoluções científicas têm algo em comum: a derrubada da arrogância humana de seu pedestal anterior, afastando convicções sobre nossa posição central e dominadora no universo. Freud menciona três dessas revoluções: a copernicana, que removeu nosso planeta do centro das atenções de um reduzido universo e o deslocou à condição de um pequeno e periférico pedaço de rocha, numa inconcebível vastidão; a darwiniana, por “nos relegar, humanos, à descendência do mundo animal”; e (numa das afirmações menos modestas da história intelectual) a sua própria, por descobrir o inconsciente e ilustrar a não-racionalidade da mente humana. Nada melhor para abalar nossa vaidade e nos libertar do que a mudança entre nos vermos como “apenas um pouco abaixo dos anjos”, criados como mestres da natureza, feitos à semelhança de Deus para moldar e dominar a natureza, para o conhecimento de que somos não apenas produtos naturais de um processo universal de descendência com modificação (e portanto parentes de todas as demais criaturas), como também um ramo pequeno e em última instância transitório, que desabrochou tardiamente na frondosa árvore da vida, e não o ápice predestinado da escada do progresso. Afaste a certeza complacente e desperte as chamas do intelecto. Fonte: BROCKMAN, John; MATSON, Katinka (Org.) As coisas são assim. São Paulo: Companhia das Letras, 1997, p. 95 a 100. é totalmente diferente e não é necessariamente parte da teoria do equilíbrio pontuado. Além do mais, as mudanças morfológicas que se acreditam ocorrer durante as pontuações são preferencialmente modestas e não foram concebidas para explicar a origem dos táxons superiores. Um dos exemplos originais da teoria do equilíbrio pontuado era um decréscimo, de 18 para 15, no número de fileiras de facetas oculares do Phacops, gênero de trilobita (Eldredge, 1971). O descendente não era suficientemente diferente para ser colocado num novo gênero. A teoria exposta por Eldredge e Gould (1972) e por Stanley (1975, 1979) e as observações nas quais está baseada são muito controvertidas. Elas levantam uma série de questões importantes: se a estase é real, como podemos explicá-la? Existe evidência de que a especiação é necessária para a mudança evolutiva substancial? Se for assim, por quê? A macroevolução é realmente desligada da microevolução? Equilíbrio pontuado: prós e contras Como uma explicação teórica de por que a especiação deveria ser necessária para a mudança evolutiva, Eldredge e Gould (1972) seguiram Mayr (1963) na argumentação de que conjuntos gênicos coadaptados resistem a mudança genética e que uma mudança de um pico adaptativo para outro é facilitada pelo efeito desestabilizador do pequeno tamanho populacional (efeito do fundador). Stanley (1979), ao contrário, argüiu que populações locais de espécies amplamente distribuídas estão sujeitas a pressões de seleção conflitantes, de forma que o fluxo gênico entre tais populações impede a seleção a partir da mudança substancial das freqüências alélicas. Estes argumentos sofreram forte oposição de geneticistas de populações, que argumentam que o efeito do fundador, usualmente, não é eficiente para mudar populações em direção a novos picos adaptativos (Lande 1980; Barton e Charlesworth 1984) e que o fluxo gênico é raramente suficiente para se contrapor à seleção forte (Charlesworth et al. 1982). Variação geográfica substancial dentro da espécie, muitas vezes através de curtas distâncias, demonstra que a evolução pode ocorrer sem especiação. Enquanto os que advogam o equilíbrio pontuado propõem que a evolução é mais rápida em populações individuais, pequenas e localizadas, a teoria de Wright (1977), do balanço instável, sustenta que a evolução adaptativa progressiva é mais provável em espécies de distribuição ampla, compostas de muitas populações locais, entre as quais existe um baixo nível de fluxo gênico. Wright (1982) acredita que a evolução está concentrada em eventos ocasionais rápidos que não correspondem à especiação, mas sim às mudanças nas condições ecológicas (especialmente, disponibilidade de novos nichos ecológicos). Deve-se concluir que a teoria e os dados da genética de populações não sustentam a noção de que a evolução dos caracteres requer especiação. Além disso, para mostrar no registro dos fósseis que mudança rápida é acompanhada por especiação, seria necessário mostrar que uma forma ancestral não alterada persiste simpatricamente com seu descendente modificado. Poucos, se algum, de tais exemplos têm sido documentados. Entretanto, a especiação pode ter um papel no avanço anagenético. Populações locais de uma espécie de distribuição ampla desenvolvem adaptações diversas aos seus respectivos ambientes, mas a espécie como um todo irá se tornar fixa somente para alelos que são uniformemente vantajosos em toda sua distribuição e que são espalhados pelo fluxo gênico. Mas, provavelmente, tais traços “geralmente adaptativos” (Brown 1959) raramente aparecem; é provável que eles sejam uniformemente vantajosos apenas se alterações nas condições ecológicas forem extensas. Mais ainda, avanços adaptativos em populações locais podem ser efêmeros ao longo do tempo geológico, já que populações locais se extinguem e mudanças na distribuição geográfica de hábitats podem permitir cruzamento entre populações anteriormente isoladas e diferenciadas. Atingir o isolamento reprodutivo permite a uma população com caracteres divergentes se tornar simpátrica com a espécie parental sem perder sua identidade por meio de intercruzamento; portanto, a especiação, apesar de não necessária para a evolução de novos caracteres, pode permitir sua retenção (Futuyma 1986). Os dados do registro dos fósseis permitem várias interpretações. Existe algum debate, antes de tudo, sobre se algumas seqüências mostram gradualismo ou estase com pontuação. [...] Isto é, a distinção entre mudança gradual e pontuada não está bem definida. O problema mais geral é que se as seqüências dos fósseis parecem mostrar rápidas mudanças de uma morfologia estável para outra, a especiação pode ter ocorrido ou então pode ter existido apenas um avanço anagenético, através de uma série de passos, em uma única linhagem, sem especiação. Eventos geologicamente “instantâneos”, aos olhos de um paleontólogo, EQUILÍBRIO PONTUADO Os depósitos nos quais são encontrados sucessivos fósseis, de uma linhagem em evolução, são muitas vezes separados por interrupções de pelo menos 50000-100000 anos, de forma que as flutuações de curto período nas características de uma espécie raramente são evidentes. Linhagens com registro dos fósseis irregular freqüentemente mostram pouca mudança substancial por milhões de anos. Além disso, não é raro, que seus descendentes morfologicamente distintos (com diferentes nomes específicos) apareçam subitamente, virtualmente sem nenhuma evidência de formas de transição intermediárias, depois de longos períodos de pouca mudança. Exceto em seqüências de fósseis raramente completas, a impressão é de aparente ESTASE por longos períodos, “pontuadas” por períodos de mudança muito rápida para uma nova morfologia estável. Eldredge e Gould (1972) chamaram este padrão de EQUILÍBRIO PONTUADO em oposição ao GRADUALISMO FILÉTICO: mudança anagenética constante. Para explicar o padrão, invocaram a teoria de Mayr (1954) de especiação parapátrica e propuseram que a maioria das mudanças evolutivas se propaga rapidamente em populações pequenas e localizadas, em uníssono com a aquisição do isolamento reprodutivo (i.é., especiação verdadeira) — uma idéia que o próprio Mayr (1954, 1963) havia prenunciado. Tendo atingido isolamento reprodutivo, a nova forma se expande do seu lugar de origem para o território da espécie parental que não sofreu mudança e torna-se suficientemente abundante e amplamente distribuída para ser documentada no registro dos fósseis. Nesta teoria, portanto, a maior parte da mudança evolutiva está associada e é contingente com a especiação (i.é., bifurcação de linhagens). Eldredge e Gould (1972) e Stanley (1975) chegaram a argüir que devido às espécies individuais serem estáticas, tendências de longa duração na morfologia são conseqüências não da mudança anagenética dentro de linhagens individuais, mas de seleção entre espécies. Caracteres associados com baixas taxas de extinção ou altas taxas de especiação irão se tornar predominantes dentro de um clado e estabelecerão uma tendência de longa duração, mesmo se a direção da mudança morfológica durante o processo de especiação varie ao acaso com respeito à tendência. Stanley (1975) concluiu corajosamente que “a macroevolução está desligada da microevolução” e Gould e Eldredge (1977) argüíram que “a anagênese é apenas cladogênese acumulada e filtrada pela força direcionadora de seleção de espécies”. A teoria do equilíbrio pontuado inclui os processos neodarwinistas tradicionais de evolução gradual: dentro de populações que estão se especiando, os caracteres se alteram de forma gradual, ainda que rapidamente, sob a influência da deriva genética e seleção individual. A proposta de que caracteres mudam por saltos macromutacionais descontínuos 27 podem exigir milhares de anos — durante os quais mudanças consideráveis podem ocorrer de forma lenta e gradual aos olhos de um geneticista de populações (Stebbins e Ayala 1981). Turner (1986) diz que uma alteração moderada em um caráter sob seleção natural irá, quase que inevitavelmente, exigir menos que 50000 gerações, que é o que a análise das seqüências fósseis feita por Lande (1976) mostra; uma mudança em um caráter, que consuma um período de tempo muito maior deverá requerer seleção tão fraca, que esta será superada pela deriva genética. Evolução por seleção natural irá ocorrer usualmente de forma mais rápida, de modo que um registro fóssil comum não possa documentar. Portanto, diz Turner, “a genética de populações prediz que a evolução por seleção natural será pontual!”. Estase Talvez o problema mais interessante apresentado pelo registro dos fósseis seja a estase. Assumindo que muitos caracteres flutuam pouco, mas rapidamente, e não são na realidade estáticos, a constância relativa da morfologia por milhões de anos parece, todavia, surpreendente em vista da extrema inconstância do ambiente. Não apenas fósseis, mas formas sobreviventes também fornecem prova de estase. Por exemplo, diferenças nas proteínas entre algumas espécies de salamandras do gênero Plethodon sugerem (assumindo-se uma relativa constância da evolução molecular que as espécies mais distantemente aparentadas divergiram pelo menos há 60 milhões de anos atrás. Ainda, as numerosas espécies do gênero são quase indistintas morfologicamente, exceto em tamanho, cor e pequenas diferenças nas dimensões esqueléticas (Wake et al. 1983). Ocorreu especiação abundante, apesar da divergência morfológica substancial ter ocorrido apenas em uma linhagem, a qual se tornou adaptada a uma zona adaptativa arbórea e que é reconhecida como um gênero distinto (Aneides). Estase em Plethodon seguramente não é atribuível ao fluxo gênico, que é extremamente baixo nestas salamandras. Do ponto de vista da genética de populações, a explicação mais plausível para a estase é a seleção estabilizadora, mas como pode a seleção favorecer a mesma morfologia face à mudança ambiental? É precisamente neste contexto que devemos reconhecer que os organismos não são meramente objetos passivos das influências ambientais, mas que eles definem e criam seus ambientes (Lewontin 1983). Tendo evoluído para usar um certo microhábitat, ou determinados tipos de alimento, uma linhagem pode estar tamponada em relação a mudanças macroscópicas adicionais, das quais está, assim dizendo, felizmente desavisada. Drosophila, dentro de uma garrafa, não pode escapar à seleção artificial para tolerância a altas temperaturas, mas Drosophila, numa floresta, pode escapar encontrando microhábitats frescos. Salamandras Plethodon, habitantes da úmida serapilheira das florestas e empregando um mecanismo de alimentação muito generalizado para capturar pequenos invertebrados, podem ter experimentado poucas pressões de seleção novas desde que as florestas úmidas e os artrópodes do húmus apareceram (Wake et al. 1983). O ambiente de qualquer localidade em particular muda continuamente no decorrer do tempo geológico, mas hábitats persistem; eles mudam de lugar e as espécies associadas mudam junto com eles, enquanto as populações que colonizaram os hábitats modificados simplesmente se extinguem. Por exemplo, a distribuição de espécies norte-americanas como o abeto (Picea) mudou em conjunto com o seu hábitat: através do Pleistoceno. Populações do norte se extinguiram durante períodos glaciais e populações do sul se extinguiram durante os períodos interglaciais quentes; não existem abetos adaptados ao calor ao longo do Golfo do México, onde eles já existiram. Seleção a nível de espécies e a natureza hierárquica da evolução A especiação não parece necessária para a mudança anagenética, mas pode, entretanto, ter um importante papel na evolução de longa duração. A variação entre um grupo de espécies, em um ou mais caracteres, pode ser muito maior que dentro de uma única unidade panmítica, porque a recombinação dentro da população restringe a variância dentro de limites bastante estreitos. O isolamento reprodutivo permite o aumento da variância, de forma que um grupo de espécies pode ocupar muitos picos adaptativos, enquanto uma única população pode ocupar apenas um (Hutchinson 1967). Portanto, a especiação é um pré-requisito para a radiação adaptativa dentro de diferentes nichos simpátricos. Se um novo fenótipo é favorecido por mudanças nas condições ecológicas, um ou outro membro de um grupo de espécies terá mais probabilidade de evoluir em direção à condição mais favorável do que uma única espécie, já que a variância genética do grupo como um todo é maior do que a de qualquer espécie (Arnold e Fristrup 1982). Portanto a especiação pode Fonte: FUTUYMA, Douglas J. Biologia evolutiva. Ribeirão Preto: FUNPEC, 2002, p. 422 a 429. MITO, RAZÃO E CIÊNCIA Fundada na razão e na experimentação, a análise científica dos fenômenos naturais, inclusive os biológicos, vem fornecendo incontestáveis evidências que contrariam visões de mundo baseadas em mitos, como as religiosas. A comprovada evolução da vida na Terra, por exemplo, é contestada pelo chamado criacionismo, que defende a veracidade da versão estática do mundo, pregada pela religião católica. A inclusão das teses criacionistas no currículo de escolas públicas, como vem ocorrendo no Brasil, viola o princípio constitucional da separação entre Estado e Igreja no país, é danosa à mente de jovens em formação e abre espaço para o fanatismo e a intolerância. “Para o outro lado saem os jovens-homens, correndo em fila, calados, diretamente para o rancho do oxim. Arrombam a palhoça ao mesmo tempo, por todos os lados. Agarram, levantam e estraçalham o oxim ali mesmo. Só com as mãos.” Esse trecho do romance Maíra, do antropólogo, educador e escritor Darcy Ribeiro (1922-1997), ilustra bem o pensamento mágico que prevalece em populações de estruturas pré-científicas. No romance, ambientado entre indígenas brasileiros e baseado em sua considerável experiência entre eles, a menina Cori morre, mordida por uma cascavel, e seu pai Epecuí tenta ressuscitá-la com o auxílio do curandeiro — o oxim. A incapacidade de curá-la é fatal a este. 28 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. facilitar a anagênese: multiplicando a variedade dos conjuntos gênicos dentro dos quais a seleção pode agir. Além de facilitar a anagênese, a especiação pode contribuir para tendências de longa duração se a seleção a nível de espécies, no senso estrito proposto por Eldredge, Gould e Stanley, for uma realidade. Isto é, a duração ou taxa de especiação de uma linhagem pode estar correlacionada a um ou mais caracteres que, devido a esta correlação, aumentam de freqüência ente as espécies de um clado. A evidência mais fortemente sugestiva de que a especiação aumenta as taxas evolutivas de longa duração (Stanley 1979) consiste em que muitos dos “fósseis vivos” representam clados que tiveram baixa diversidade de espécies através da maior parte de suas longas histórias; nos peixes pulmonados, por exemplo, a morfologia mudou rapidamente no início da história do clado quando ele era diversificado, mas muito lentamente depois que sua diversidade declinou. Entretanto, Douglas e Avise (1982) não encontraram diferença na quantidade total de divergência morfológica entre as numerosas espécies de Notropis (carpas) e entre as poucas espécies de Lepomis (peixes-lua) — dois gêneros com aproximadamente a mesma idade. Isto sugere que a especiação não facilita, necessariamente, a evolução morfológica. […] Na filogenia dos cavalos, nenhum caráter mostrou uma tendência estável; a maioria das características mostrou reversões em uma ou mais linhagens, algumas se fixaram sem mudança posterior até a extinção e a taxa de evolução de cada caráter variou grandemente (Simpson 1953). Tendências, por exemplo, em números de artelhos, podem ser acompanhadas desde os Hyracotherium até aos Equus, mas Equus é o único gênero que não se extinguiu. Nossa noção de tendências na evolução dos cavalos seria muito diferente se, digamos, Anchitherium ou Stylohipparion tivessem sobrevivido. Não sabemos por que apenas Equus sobreviveu: se por causa de aspectos estruturais que o distinguia de outros gêneros ou se teve a “sorte” de seu hábitat ter persistido. Todas as mudanças morfológicas na história dos Equidae podem ser explicadas pela teoria neodarwinista de microevolução: variação genética, seleção natural, deriva genética e especiação. Apesar disso, esta teoria, por não incluir a extinção, não explica por que os cavalos atuais têm apenas um artelho em cada pé. A compleição atual dos Equidae é, na sua totalidade, uma conseqüência da extinção versus sobrevivência de linhagens, assim como de mudança adaptativa dentro da população. Neste sentido, a macroevolução não é mesmo ligada à microevolução, já que eventos microevolutivos não têm conseqüências a longo prazo se forem obliterados por extinção. Para se entender a evolução em um período longo, é necessário tanto se estudar a história dos eventos de especiação e extinção quanto se estudar os processos da microevolução. Uma visão abrangente da evolução deve ser, portanto, hierárquica na sua estrutura (Gould 1982), englobando a dinâmica das espécies e dos táxons superiores, assim como a dos genótipos e genes que eles incluem. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. No início da história humana nossos ancestrais, incapazes de compreender o mundo que os cercava, apelaram para o pensamento mágico. As relações estabelecidas entre os fenômenos eram finalísticas ou utilitárias, não se relacionando necessariamente de maneira coerente com os fatos. Haveria um poder onipotente espiritual e invisível, nem sempre coerente, que seria próprio das divindades. Criou-se assim o mito, ou seja, um conceito ou uma afirmação que não tem relação com uma causalidade empírica conseqüente. E para associar o divino com o natural surgiram inicialmente os feiticeiros ou curandeiros. A função do mago era persuadir os espíritos contidos no ambiente em geral a cooperar com a sociedade. As pessoas que se consideravam aptas a tal tarefa receberam então um status especial, que lhes assegurava vantagens mas também riscos, como no caso apresentado no romance de Darcy Ribeiro. Com a evolução das sociedades humanas possibilitada pelas revoluções agrária e urbana há todo um desenvolvimento dessas crenças, surgindo então as religiões, com suas revelações, mistérios, tradições e textos sagrados, e montando-se suas rígidas estruturas hierárquicas de controle. Embora o adepto de uma religião considere que a sua é a única, a humanidade — segundo o antropólogo canadense (naturalizado norte-americano) Anthony F. C. Wallace — já criou cerca de 100 mil religiões, e a verificação de que isso pode proporcionar lucro tem resultado (inclusive no Brasil de hoje) em uma proliferação cada vez maior. Em termos históricos, o auge do idealismo e da fé sem razão ocorreu na Idade Média, com a noção de que existiria apenas uma verdade. Seu personagem paradigmático é Santo Agostinho (354-430), bispo de Hipona, na atual Argélia, que adotou a doutrina do persa Mani ou Maniqueu (216274?), segundo a qual o universo foi criado e é dominado por dois princípios antagônicos e irredutíveis: Deus, ou o bem absoluto, e o Diabo, ou o mal absoluto (esta, aliás, é a origem da palavra maniqueísta). Para se ter uma idéia do clima que reinava na Idade Média, pode-se recorrer novamente à literatura, através do romance O nome da rosa, do filósofo e escritor italiano Umberto Eco. Ele retrata de maneira excelente as intermináveis discussões sobre detalhes, às vezes ínfimos, da doutrina, que podiam resultar em acusações de heresia e julgamento pela Inquisição, o temível tribunal eclesiástico criado pelo Papa Gregório IX em 1231. Segundo o médico Carlos Antonio Mascia Gottschall, no livro Do mito ao pensamento científico, a Inquisição representou, por cerca de sete séculos, a maior mordaça ao conhecimento racional organizado no mundo ocidental. O surgimento da razão e da ciência Obviamente, tal estado de coisas não poderia se eternizar. Definese razão como a faculdade que tem o ser humano de avaliar e julgar idéias universais e de estabelecer relações lógicas entre os eventos relacionados com o seu dia-a-dia e o mundo exterior. Essa faculdade foi inicialmente cultivada pelos gregos da Antigüidade clássica, exemplificados por Aristóteles (384-322 a.C.). Mas razão só não basta. Ernst Mayr (1904-2005), biólogo evolucionista alemão (naturalizado norte-americano) e uma das figuras mais importantes do século em que viveu, expressou em livro publicado no ano passado: “O que não compreendo é por que a maioria dos filósofos da ciência acredita que os problemas da filosofia da ciência possam ser resolvidos pela lógica.” E concluiu: “Um enfoque empírico parece um melhor caminho.” O que faltava para compreender razoavelmente o mundo era a ciência, que pode ser definida como um conjunto de registros sistematizados que visam ao conhecimento de uma parcela da realidade através de método próprio, a metodologia científica. Esta desenvolveu-se através de esforços de uma tríade exemplar: o inglês Francis Bacon (1561-1626), o italiano Galileu Galilei (1564-1642) e o francês René Descartes (1596-1650). Estabilidade ou mudança? Na interpretação de nossa existência podem-se distinguir duas filosofias, uma que dá ênfase à estabilidade, à manutenção do status quo, e outra que coloca como importante a mudança. De acordo com a visão de religiosos ortodoxos, o mundo está prefixado através da criação divina. No que se refere ao mundo biológico, deve-se acreditar literalmente na versão da Bíblia, documento que registrou histórias orais apresentadas há mais de dois mil anos. Nessa versão, as espécies são as mesmas desde a sua criação por Deus; nada se modificou desde então. Nem todos os religiosos, no entanto, estão de acordo com essas idéias. O padre jesuíta francês Pierre Teilhard de Chardin (1881-1955) notabilizou-se por procurar conciliar o evolucionismo (que enfatiza a mudança) com o cristianismo. Preocupado com problemas de evolução humana, devido a suas pesquisas arqueológicas, ele publicou em 1939 um livro (O fenômeno humano) em que visualiza um processo de hominização da biosfera. Ele propôs que todas as coisas — vivas ou inanimadas — tenderiam desde a criação do mundo a ser mais complexas e mais perfeitamente unificadas, como revelaria a ciência, e que tal processo levaria, em última análise, para a emergência da consciência humana e sua união eventual com Omega, termo classificado pelo evolucionista inglês Julian Huxley (1887-1975) como “um Cristo cósmico”. No Brasil, em livro publicado em 1986, o geneticista Newton Freire-Maia (1918-2003), católico bem conhecido e um dos fundadores do Instituto Ciência e Fé de Curitiba, considerou a controvérsia evolução versus criação um “falso dilema”. Qual é, atualmente, a visão científica do universo? Contrariando a monotonia de um todo estático, as evidências indicam a ocorrência de um estado dinâmico. Cosmicamente, estamos em um processo de expansão permanente, e a história dos seres vivos é apenas uma parte desse processo global. A palavra evolução deriva do termo latino evolutio e seu significado literal é desenrolar. Ela pode ser usada nesse sentido ou em outros que envolvam a idéia de mudança. Mas nem toda mudança é evolucionária: o deslocamento das folhas de uma árvore com o vento, por exemplo, não é um processo evolucionário. O postulado básico do conceito de evolução biológica é de que todas as fornias orgânicas atualmente existentes em nosso planeta derivaram de um ancestral comum, universal. Esse ancestral não deve ser concebido necessariamente como uma entidade discreta definida: o microbiólogo norte-americano Carl Woese tem apresentado evidências de que, no início, teria existido uma comunidade de células, isto é, um agregado supramolecular. A teoria da evolução só tomou foros estritamente científicos após a obra seminal do naturalista inglês Charles Darwin (1809-1882), denominada Sobre a origem dos espécies por meio da seleção natural ou a preservação das raças favorecidas na luta pela vida e publicada em 1859. Diz-se que o mundo nunca mais foi o mesmo após a sua divulgação. A reação ao livro de Darwin, especialmente por parte de elementos conservadores, foi imediata. Entretanto, um a um, todos os argumentos contrários à teoria foram sendo descartados. Pela relação de Fritz Müller (1822-1897) com o Brasil — ele radicou-se em Santa Catarina — deve ser lembrado o livro que esse naturalista alemão publicou em 1863, Für Darwin, do qual existe uma edição em português (Fatos e argumentos a favor de Darwin), editada em 1990 por Hitoshi Nomura, com uma série de anotações adicionais. Os eventos posteriores mais importantes ocorreram dos anos 30 aos anos 50 do século passado, com a síntese entre os conhecimentos genéticos e os evolutivos. Um dos líderes desse trabalho esteve também intimamente vinculado ao Brasil — esteve aqui por vários períodos, a partir dos anos 40, sendo fundamental na formação de uma geração de cientistas. Trata-se do geneticista russo (naturalizado norte-americano) Theodosius Dobzhansky (1900-1975) cuja obra magistral A genética e a origem das espécies, publicada em 1937, é considerada um marco decisivo no processo que levou a essa síntese. A segunda metade do século 20 é caracterizada pelo que se denominou ‘revolução molecular’. A descoberta da estrutura física do material genético (o DNA ou ácido desoxirribonucléico), o esclarecimento de como funciona e de como poderia ser manipulado, abriu amplos horizontes para os estudos evolucionários. Alcança-se assim a era da genômica, com o estudo comparativo da totalidade do DNA (genoma) de diferentes espécies. Se há alguma lição que a moderna genética evolutiva forneceu, esta seria a de que somos todos irmãos. Nada menos do que 50 genes de uma levedura, que nos auxilia a fabricar pão e cerveja, têm similaridade significativa com genes causadores de doenças em humanos. Existem 300 genes mapeados na galinha que têm contrapartida humana, e a diferença genômica média entre humanos e chimpanzés é de apenas 1%. O conceito de fraternidade universal deixou de ser, portanto, uma idéia abstrata, para tornar-se uma fria realidade científica. Sobre fanatismo, tolerância e ética Devido à sua universalidade, é provável que o comportamento religioso seja um produto secundário dos processos que moldaram a mente humana. Tentativas de erradicá-lo não tiveram êxito. Na União Soviética, as igrejas foram transformadas em museus e os religiosos eram considerados com desconfiança pelos poderosos dirigentes do partido comunista, que comandava o país. Em vão. Após a queda do regime, voltou tudo ao que era antes. 29 Tem-se procurado investigar o papel social das religiões, e o porquê do crescimento do número de fiéis, embora em muitas o celibato de seus sacerdotes seja obrigatório. Em termos de evolução cultural, elas constituem um fenômeno interessante de evolução grupal. Enfatiza-se ao máximo o papel do amor ao próximo, da caridade e da ajuda mútua ‘entre os fiéis’. Já em relação aos ‘outros’, existe intolerância, discriminação e propósitos de eliminação, que geraram e geram as chamadas guerras santas — como, por exemplo, as Cruzadas. Muito do que foi apresentado até agora pode parecer o óbvio ululante para uma parcela dos leitores de Ciência Hoje. Por que retomar esses assuntos nesse momento? A razão é a existência, por toda parte, paralelamente ao fantástico desenvolvimento da ciência, de movimentos fundamentalistas e anticientíficos. Um dos aspectos mais preocupantes desses movimentos é a campanha contra os princípios da evolução biológica. O criacionismo, movimento que prega uma aderência estrita ao texto bíblico, negando as avassaladoras evidências científicas relacionadas à evolução, sempre foi forte — paradoxalmente — na nação líder da área científica, os Estados Unidos. E o bioquímico Bruce Alberts, presidente da mais prestigiosa associação científica daquele país, a Academia Nacional de Ciências, recentemente manifestou-se alarmado com as proporções que esse movimento está alcançando no território norteamericano. Em nada menos que 40 estados ou distritos escolares locais há questionamentos sobre o ensino da evolução. Outras táticas dos criacionistas envolvem: (a) a colocação de adesivos nos livros didáticos de biologia da escola secundária, exigindo ou recomendando a inclusão da doutrina do Desígnio Inteligente (uma das denominações do criacionismo) nos cursos dessas escolas; (b) planos de encorajamento aos estudantes, para que examinem as ‘fraquezas’ da teoria da evolução; (c) reexame dos padrões do ensino de ciências que tratam da evolução; e (d) clara intimidação aos professores que lecionam essas matérias. Ora, o Brasil está sendo cada vez mais influenciado, em todos os aspectos de sua vida econômica, social e cultural, pelos Estados Unidos, Nada mais natural, portanto, que esse movimento também chegasse ao Brasil. Senão, vejamos: (a) a Sociedade Criacionista Brasileira já tem 33 anos (foi fundada em 1972), realiza encontros nacionais periódicos (está no quinto) e edita uma revista; (b) no Centro Universitário Adventista de São Paulo existe um Núcleo de Estudo das Origens de tendência semelhante: (c) uma lei estadual do Rio de Janeiro criou cargos de professores de religião, e os dirigentes de sua Secretaria de Educação preconizaram o estudo do criacionismo em toda a rede escolar estadual, em oposição ao evolucionismo; e (d) aparentemente medidas equivalentes estão sendo adotadas no estado da Bahia. Ninguém é contra que sejam ministradas aulas de uma determinada religião em instituições financiadas por instituições religiosas. Entretanto, desde a Proclamação da República, há 116 anos, vigora no Brasil o princípio de separação entre Estado e Igreja. Se cultores de determinada fé desejam propagá-la no âmbito da rede pública de ensino, poderão ser reservados espaços para esse fim, desde que não haja favorecimento de qualquer religião no procedimento. Usar dinheiro público para contratar professores de religião, porém, é claramente inconstitucional, e propagar doutrinas contrárias a conceitos científicos firmemente estabelecidos é danoso, especialmente para a mente de jovens em formação. Tem-se enfatizado muito os direitos éticos individuais e coletivos no que se refere às suas relações com a ciência. Um dos menos lembrados, no entanto, é o direito das pessoas, independentemente de seu estrato social, condição biológica ou país, de usufruírem não apenas os benefícios gerados pela ciência através do desenvolvimento tecnológico, mas também a visão do mundo proporcionada pela ciência. É dentro desse contexto que a ética dita uma posição frontalmente contrária a qualquer tipo de fanatismo ou intolerância. Considerando a moda atual, é possível que já se esteja articulando um movimento para pleitear cotas de ingresso nas universidades para os ateus ou racionalistas científicos. O que ilustraria o princípio dialético da contradição (racional/irracional) tão característico da personalidade humana. Fonte: SALZANO, Francisco M. Departamento de Genética, Instituto de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Revista Ciência Hoje. Rio de Janeiro: SBPC, 2005, vol. 36, nº 215. GIRAFAS, MARIPOSAS E ANACRONISMOS DIDÁTICOS Ao tratar da evolução das espécies, os livros didáticos raramente deixam de usar dois exemplos clássicos: o da explicação de Lamarck para o tamanho do pescoço das girafas (e seu contraponto darwinista) e o da seleção natural em mariposas dos bosques da Inglaterra durante a Revolução Industrial. Nos últimos anos, as duas histórias geraram calorosas polêmicas na mídia científica internacional, mas nada foi dito a respeito no Brasil. Tais exemplos permitem uma complexa discussão que envolve interesses e responsabilidades da comunidade científica sobre o modo como divulga – ou deixa de divulgar – seus estudos e conclusões. O naturalista e evolucionista francês Jean-Baptiste Lamarck (17441829) lançou seu livro Philosophie zoologique em 1809, ano do nascimento de Charles Darwin (1809-1882). Para explicar a evolução dos seres vivos, Lamarck considerou duas hipóteses: a do uso e desuso e a da transmissão dos caracteres adquiridos. Segundo essas idéias, os seres vivos seriam capazes de se adaptar a pressões impostas pelo ambiente, usando para isso algumas partes do corpo mais do que outras. As mais usadas se desenvolveriam mais; as menos usadas tenderiam a se atrofiar ou até desaparecer. Daí o nome “uso e desuso”. Ele afirmava ainda que tais modificações seriam transmitidas à descendência. Até então nada se sabia sobre o papel da herança genética na transmissão de caracteres entre gerações: Gregor Mendel (1822-1884), que lançou as bases da genética, nem havia nascido. O exemplo clássico utilizado para explicar a teoria lamarckista é o do pescoço das girafas. Costumamos ler nos livros didáticos que, segundo Lamarck, os ancestrais das girafas teriam pescoço curto. A necessidade de alcançar a copa das árvores, em especial em épocas de escassez, quando só restariam as folhas mais altas, teria provocado o constante exercício de esticar o pescoço, e essa característica – “pescoço alongado” – seria transmitida à descendência. O resultado, após milhares de anos, teria sido o que vemos hoje: girafas com pescoço longo e musculoso. Em geral, os mesmos livros apresentam o contraponto darwinista: indivíduos nasceriam com pescoços de tamanhos ligeiramente diferentes. Os “privilegiados” teriam vantagem na hora de alcançar as folhas mais altas, o que, em épocas de escassez, seria decisivo para a sobrevivência. Assim, girafas nascidas com pescoço mais longo teriam maior chance de sobreviver e de transmitir a característica à prole. Belo e didático exemplo, não fossem alguns senões. O primeiro deles é que Lamarck jamais deu a esse exemplo o destaque que tem recebido há quase 200 anos. Tentando achar o fio da meada O estranho caminho seguido pelo exemplo do pescoço da girafa, de mero parágrafo a “carro-chefe” da teoria lamarckista, foi detalhado pelo paleontólogo e divulgador da ciência Stephen Jay Gould (1941-2002) no ensaio “The tallest tale” (alusão à expressão tall tale, história cujos detalhes são difíceis de engolir), publicado originalmente na Natural History Magazine (p. 18, maio de 1996). Nele, Gould tenta retomar o fio da meada. Observa que, na Philosophie zoologique, o parágrafo sobre as girafas aparece em um capítulo em que estão muitos outros exemplos a que Lamarck possivelmente atribuiu maior importância. Quanto a Darwin, a primeira edição do seu A origem das espécies (1859) não faz qualquer menção ao pescoço da girafa, mas à sua cauda! Gould especula que o pescoço da girafa teria assumido importância graças ao naturalista inglês Saint George Mivart (1827-1900), que, em crítica ao darwinismo publicada em 1871 (The genesis of species), usou esse exemplo em sua argumentação. Em reação ao ataque de Mivart, Darwin acrescentou à sexta e última edição de A origem das espécies (1872) um capítulo em que discorre sobre o assunto. Assim a história ganhou os livros escolares – e em muitos deles ainda é mantida. Outros dados, resultantes da observação de girafas em seu hábitat (as savanas africanas), ajudam a derrubar o “conto” das folhinhas mais altas em tempos de escassez. Na verdade, a importância do tamanho e da robustez do pescoço desses animais reside em outras áreas. Entre os machos, o pescoço é uma “arma” de dominação e uma garantia da preferência das fêmeas, sendo usado em duelos às vezes fatais. As girafas também usam o pescoço como “torre de observação”, para vigiar a aproximação de predadores, por exemplo. Esses dois usos já representam, segundo os cientistas, fatores relevantes para a importância do comprimento do pescoço. Darwin, aliás, os cita no capítulo mencionado, ao afirmar que “a preservação de cada espécie raramente é determinada por apenas uma vantagem, mas pela associação de todas elas, grandes e pequenas”. Gould fecha seu ensaio explicando que a velha história do Nota dos autores: O texto a seguir põe em discussão o uso didático que se faz de exemplos consagrados no ensino de Biologia. Em nossa obra, optamos por citar alguns deles, ainda que com ressalvas, e o fizemos não apenas por sua utilidade pedagógica, mas também como testemunho do aspecto temporal e histórico da Ciência, ou seja, de como o conhecimento em qualquer área pode ser modificado e aperfeiçoado. 30 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. pescoço esticado perpetuou-se talvez porque adoremos uma linda história, ainda que falsa, e talvez porque não estejamos habituados a questionar pretensas autoridades – no caso, a dos livros. Ainda em 1996, os zoólogos Robert Simmons e Lue Scheepers publicaram o artigo “Winning by a neck: sexual selection in the evolution of giraffe” (“Vencendo por um pescoço: seleção sexual na evolução da girafa”) na American Naturalist (148, p. 771). Segundo eles, as girafas, na estação seca, alimentam-se dos arbustos. É na estação das chuvas, quando não se espera competição, que se voltam para o alto das acácias. Observaram ainda que as fêmeas passam metade de seu tempo alimentando-se com o pescoço em posição horizontal (comportamento tão típico que permite identificar o sexo do animal a distância). Além disso, ambos os sexos alimentam-se com maior freqüência mantendo o pescoço curvado para baixo. Tudo isso, afirmam, sugere que o tamanho do pescoço não teria evoluído especificamente devido à busca de alimento em pontos mais elevados. Para refutar a objeção de que a competição entre machos não explicaria por que as fêmeas têm pescoços longos, Simmons e Scheepers argumentam que isso resultaria da correlação genética entre os sexos, e que outras espécies exibem correlações similares. Ou seja, o pescoço longo das fêmeas teria vindo como uma espécie de “brinde”. Muito barulho por nada? Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Afinal, qual é a importância de tudo isso? O lamarckismo já não foi derrubado? Sim, é um fato. Acontece que não se trata apenas de preservar a memória de um cientista. Quando falamos em atualizar as informações em materiais de divulgação científica, cursos e livros didáticos, falamos em pôr em evidência um problema maior: o da “cristalização” de conceitos, em ciência e em outros campos. Falamos, ainda, do problema crônico da não-ventilação das informações a que professores e autores de material didático têm acesso – ambos têm formação superior, mas em geral não são cientistas. Falamos do risco de apresentar a ciência como instância sagrada e fechada, que permanece imutável, a salvo de reavaliações e, ao mesmo tempo (como revela) a ponto de cair em “armadilhas”, pela perda da perspectiva histórica. Falamos, ainda, do comodismo excelentes, não fossem eles inconsistentes como modelos. À luz dos conhecimentos genéticos atuais, contrapor, em um livro, a explicação de Darwin para o pescoço da girafa à de Lamarck significa ridicularizar o segundo, também evolucionista, sem levar em conta o momento histórico em que viveu. Ou seja, conduz o leitor à adesão imediata ao darwinismo, sem lhe dar chance para reflexão, por falta de maiores subsídios. É, em outras palavras, manipulação. No Brasil, isso se torna mais grave pela morosidade da divulgação, aqui, das vozes dissonantes publicadas lá fora. As “ex-mariposas”: outro exemplo clássico A jornalista Judith Hooper lançou, em 2002, na Inglaterra (e depois nos Estados Unidos), o livro Of moths and men (Sobre mariposas e homens). A obra utiliza outro exemplo clássico de evolução para lançar luz sobre um tema antes restrito ao círculo dos que defendem as idéias criacionistas – mais modernamente, os teóricos do “design inteligente”. Nas aulas de ciências e biologia, aprendemos que o chamado “melanismo industrial” teria alterado o padrão de cor de populações de mariposas do gênero Biston, encontradas na região de Manchester (Inglaterra). Antes da Revolução Industrial, grande quantidade de liquens (associação entre algas e fungos) cobria as árvores das florestas habitadas por tais mariposas, conferindo aos seus troncos uma cor esbranquiçada. O padrão de cor predominante nessas mariposas, na época, era claro, e elas facilmente se confundiriam com a cor dos liquens, ao repousar sobre os troncos. Com o advento das indústrias, a partir de 1850, o ar carregado de fuligem e outros poluentes provocou a morte dos liquens e o escurecimento dos troncos. Como resultado, a vantagem proporcionada pela cor clara teria se invertido: ao repousar sobre troncos escurecidos, as mariposas seriam avistadas facilmente por predadores (no caso, alguns pássaros). Com isso, a variedade de cor escura, em menor proporção, teria passado a predominar, graças ao fato de se camuflar nos troncos escuros e passar despercebida aos predadores. A partir de 1950, a adoção de leis de controle da emissão de poluentes inverteu novamente o padrão: troncos com novas populações de liquens, portanto mais claros, passaram a esconder melhor mariposas de cor clara. Nos livros didáticos, esse exemplo costuma vir acompanhado da descrição de uma série de experimentos do biólogo Bernard Kettlewell, da Universidade de Oxford, na década de 1950. Muitas vezes, os livros trazem fotografias que registram os experimentos (ou que reproduzem os registros originais), mostrando mariposas Biston claras e escuras em repouso sobre troncos de árvores. Os livros relatam que Kettlewell, nos experimentos, coletou mariposas com os dois padrões de cor e os liberou em ambientes controlados onde havia troncos também com diferentes colorações. Ao recapturar as sobreviventes, ele teria constatado o que já se esperava: o índice de sobrevivência era diretamente relacionado ao padrão de cor dos troncos. Tudo estaria perfeito, não fossem, como no caso das girafas, alguns senões. O primeiro foi a descoberta de que os experimentos não transcorreram exatamente como foram descritos. Houve um “empurrãozinho”, pois as mariposas não estavam vivas: foram coladas aos troncos. O segundo é que o comportamento das mariposas Biston na natureza não se encaixa tão perfeitamente no modelo descrito. O terceiro é que a relação predomínio de uma cor/grau de poluição do ar não se manteve como o esperado. O livro de Hooper não é o primeiro a “devassar” o caso Kettlewell. Há cinco anos, por exemplo, Michael Majerus fez o mesmo em Melanism: evolution in action (Melanismo: evolução em ação). Em resenha sobre esse livro, publicada na revista Nature (396, p. 35, 1998), Jerry Coyne, do Departamento de Ecologia e Evolução da Universidade de Chicago, compara a decepção diante da verdade sobre os experimentos de Kettlewell ao que sentiu quando criança ao saber que Papai Noel não existia. Segundo Coyne, o livro de Majerus é o primeiro a reunir os pontos criticáveis no trabalho de Kettlewell. O mais grave é que as mariposas Biston, em condições naturais, provavelmente não repousam sobre troncos – em mais de 40 anos de estudos sobre seus hábitos, apenas duas foram vistas fazendo isso. O local preferido continua um mistério, mas acredita-se que seja o alto das copas das árvores. Só isso, afirma Coyne, invalidaria os experimentos, já que colocar as mariposas sobre os troncos as tornaria altamente visíveis, o que aumentaria artificialmente a predação. Além disso, Kettlewell expôs as mariposas durante o dia, quando em geral elas escolhem locais de repouso à noite. Mas outro fator compromete a história: na verdade, o novo aumento na proporção da variedade clara ocorreu bem antes da recolonização dos troncos pelos liquens (que supostamente favoreceriam a camuflagem das mariposas claras). E mais: o aumento e depois a redução de mariposas escuras também ocorreram em áreas industriais dos Estados Unidos, onde, porém, não houve alteração na incidência de liquens – é o que relativiza bastante o papel destes na história toda. Em resenha sobre o livro de Hooper no The New York Times (18 de junho de 2002), o editor de ciência Nicholas Wade compara o “empurrão” de Kettlewell a uma “piada” do grupo inglês Monty Python: as mariposas, mortas, não passavam de ex-mariposas. E agora: descartar ou não o exemplo? Majerus, em seu livro, admite as inúmeras falhas do modelo, mas ainda assim o considera didaticamente útil. Jerry Coyne, entretanto, pondera que esse não é o melhor exemplo a ser usado em sala de aula, devido a seus pontos fracos. Essa posição fez de Coyne, à sua revelia, uma “arma” dos criacionistas contra a teoria da evolução. Ele sugere como mais apropriado o trabalho mais recente dos ecólogos Peter e Rosemary Grant sobre a evolução do bico dos tentilhões das ilhas Galápagos – tema de um livro de leitura fácil e agradável, já traduzido para o português: O bico do tentilhão: uma história da evolução no nosso tempo (Rocco, 1995), do jornalista Jonathan Weiner. O debate sobre usar ou não o exemplo das mariposas para fins didáticos está longe de uma solução fácil. O biólogo evolucionário David Rudge, da Universidade Western Michigan, escreveu que manter a história no espaço escolar teria inúmeras vantagens. Enquanto Coyne diz que suas contradições inviabilizam o uso pedagógico, Rudge acredita que ela constitui excelente veículo para apresentar a estudantes o conceito de seleção natural. Para ele, expor as discrepâncias envolvidas no assunto permitiria mostrar a natureza da ciência como processo. Novamente, trata-se de uma questão delicada, na qual estão em jogo aspectos como corporativismo da comunidade científica, necessidade de controle, manipulação, de um lado, e desinformação, de outro. Como no exemplo da girafa – perfeito, didático, mas falso –, recorrer às mariposas de Manchester é tentador: permite trabalhar, de modo simples, conceitos complexos como evolução e seleção natural. Mas insistir neles é falsear informações e, de quebra, passar a alunos e professores uma 31 idéia dogmática e nem um pouco ética da ciência. A ciência não tem de ser ensinada como a arte do “jeitinho”, mas como um campo do conhecimento sujeito a falhas, aperfeiçoamentos e inesperadas complexidades diante do que parecia simples e ‘didático’. Fonte: ROQUE, Isabel Rebelo. Revista Ciência Hoje. “Girafas, mariposas e anacronismos didáticos”. Rio de Janeiro: SBPC, vol. 34, nº 200, dez, 2003. Sugestões de atividades PAPEL DO CITOESQUELETO NA DEFINIÇÃO DA FORMA CELULAR O citoesqueleto é formado por uma rede de proteínas citoplasmáticas que vão dar forma às células, assim como dotá-las de capacidade de produzir os movimentos celulares. A rede citoplasmática de proteínas que constituem o citoesqueleto é organizada em: microtúbulos, microfilamentos e filamentos intermediários. Os microtúbulos partem do centro celular, geralmente perto do núcleo, e têm uma distribuição radial em direção à membrana. São como “vigas de sustentação”, responsáveis pelo formato primário das células. Se eles são mais longos em uma direção, a célula será mais alongada nessa direção; já os microfilamentos têm uma distribuição principal na forma de uma rede paralela à membrana, dando sustentação direta a essa estrutura. Fonte: Revista Brasileira de ensino de Bioquímica e Biologia molecular www.sbbq.org.br/revista/artigo 5. Espere a secagem das colas para utilizar o modelo. 6. Mergulhe o modelo em um recipiente contendo água e detergente. Tenha o cuidado de verificar se não há bolhas na superfície da água. Retire lentamente o modelo da água. Note que, como em uma célula: a) há uma fina membrana revestindo todo o modelo; b) essa membrana é fluida; c) o formato que a membrana toma é dependente da rede de fios que formam o modelo, da mesma maneira que a forma da célula é ditada pela arquitetura do citoesqueleto. VARIAÇÕES DO MODELO Usando o mesmo princípio de revestimento por membrana bilipídica, podemos fazer um modelo um pouco mais sofisticado, que represente melhor os diferentes componentes do citoesqueleto e sua distribuição no interior da célula. I – Material • bola de isopor de 2 a 3 cm de diâmetro • canudinhos de refrigerante (ou outro canudo plástico mais resistente) • palito de dente • fio de náilon fino (linha de pescar) • cola instantânea • cola do tipo epóxi • alicate II – Procedimento 1. Fure a bola de isopor com o palito de dente e fixe os canudinhos de refrigerante, usando cola epóxi. Os canudos devem partir radialmente, todos ligados ao isopor central. 2. Corte um feixe de canudinhos com 3 cm e cole próximo ao isopor para simbolizar o centríolo. 3. Corte os canudinhos fixados na bola de isopor de tal maneira a dar uma forma ao modelo. 4. Faça uma rede externa de fios de náilon, como foi feito no modelo anterior, só que agora o fio de náilon é colado nas extremidades dos canudinhos ou em outro fio de náilon. 5. O modelo está pronto e pode ir direto para a água com detergente. Veja Figura 2. (Obs.: Se ficarem espaços muito grandes entre os fios de náilon, a membrana terá dificuldades de se formar; quando isso acontecer, acrescente mais fios de náilon.) Arame servindo de suporte PAULO MANZI Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. I – Objetivo 1. Construir um modelo de citoesqueleto revestido por “membranas” de sabão. Neste modelo, a bolha de sabão representa a membrana, a estrutura de arame e o fio de náilon representam o citoesqueleto; a forma da bolha representa a forma da célula. 2. Facilitar a percepção da forma celular como uma característica dependente do citoesqueleto. II – Material • fio metálico rígido (por exemplo, fio de cobre com 1,5 mm de diâmetro, ou um arame fácil de dobrar) • fio de náilon fino (linha de pescar) • cola instantânea • cola do tipo epóxi (como durepoxi) • alicate • recipiente com água e detergente III – Procedimento 1. Com um alicate, dobre um fio de cobre, conforme a Figura 1A, para formar um cubo. As dimensões das laterais dependem apenas do tamanho desejado para o modelo. Um modelo de 15 cm funciona muito bem por ser fácil de manusear. 2. Corte mais 3 fios metálicos para formar os 3 lados que faltam para completar o cubo; esses fios devem ser um pouco maiores que o tamanho do modelo, para poder dobrar e fixar as pontas, como a Figura 1B. 3. Cole com cola epóxi todas as emendas dos fios. 4. Amarre o fio de náilon em uma das arestas do cubo e enrole-o no cubo, colocando um pingo de cola instantânea em todos os pontos de contato do fio de náilon com o fio de cobre. A colagem do fio de náilon vai formar uma “tela” ao redor do modelo, conforme a Figura 1C. A Cabo B Cabo C Cabo PAULO MANZI Canudinhos partindo do isopor ao centro (microtúbulos) Rede de fios de náilon (microfilamentos) 1 5 2 4 6 9 3 Figura 2: Esquema do modelo em que os canudinhos de refrigerante representam os microtúbulos, com distribuição radial na célula, e os fios de náilon representam os microfilamentos de actina, com distribuição paralela e logo abaixo da membrana plasmática. Fonte: Lenira Maria Nunes Sepel e Elgion Lúcio da Silva Loreto. Departamento de Biologia, CCNE; Universidade Federal de Santa Maria – Revista Brasileira de ensino de Bioquímica e Biologia molecular Disponível em: http://www.sbbq.org.br/revista/artigo . Acesso em 14 abr. 2005. 7 8 Figura 1: Montagem de um modelo simples para demonstrar a relação entre citoesqueleto, membrana plasmática e forma celular. 32 CÉLULA VEGETAL I – Objetivo 1. Reconhecer que as células vegetais vivas caracterizam-se pela presença de parede celular e de um grande vacúolo. 2. Descrever núcleo e vacúolo das células vegetais. 3. Representar células vegetais em esquema. II – Material • lâmina • lamínula • pinça • pincel III – Procedimento 1. Pegue uma cebola e corte-a no sentido longitudinal, separando uma das camadas. 2. Retire sua epiderme, colocando-a sobre a lâmina com uma gota d’água, e cubra-a com uma lamínula. Cuide para que a epiderme fique bem esticada e sem rugosidades, e que não se formem bolhas de ar. 3. Observe a preparação ao microscópio com objetiva de aumento médio. 4. Multiplique os números indicados na ocular e na objetiva para calcular quantas vezes está ampliada a imagem observada. 5. Substitua a água da preparação por lugol e observe novamente ao microscópio. IV – Questões 1. As células têm contorno bem definido? 2. O que se observa no interior das células? 3. Que estrutura se observa nas células coradas? 4. O que se nota na região que fica entre a parede celular e o núcleo? 5. Esquematize a célula vegetal observada ao microscópio. [Comentários/Respostas das questões do item IV: 1. O contorno bem definido deve-se à presença da parede celular, facilmente visualizada. 2. É possível que algum aluno visualize o núcleo. (Obs.: Apesar da ampliação não se observa muita coisa da estrutura celular. Uma técnica que permite observar melhor a célula consiste em corá-la com substâncias especiais. Oriente seus alunos para substituírem a água da preparação por lugol.) 3. O núcleo. 4. Provavelmente os alunos observarão granulações circundando espaços aparentemente vazios. • Informe que as zonas que apresentam granulações constituem o citoplasma e que os espaços aparentemente vagos são, na realidade, o vacúolo. • Explique que nas células vegetais há geralmente um grande vacúolo, que ocupa grande parte da célula. 5 (a seguir)] • estilete I – Objetivo 1. Identificar, ao microscópio óptico, uma organela citoplasmática – o cloroplasto. 2. Identificar, ao microscópio óptico, o citoplasma. 3. Reconhecer que o movimento dos cloroplastos na célula é resultante da ciclose. 4. Reconhecer que as células vegetais caracterizam-se pela presença de parede celular. 5. Representar em esquema uma célula vegetal. II – Material • microscópio • cebola • lugol • lâminas • lamínulas • pinça • pincel • folha de elódea (Anacharis sp.) III – Procedimento 1. Retire uma folha de elódea e coloque-a em uma lâmina com uma gota de água. 2. Cubra-a com a lamínula. Cuide para que não fiquem bolhas de ar entre a lâmina e a lamínula, que dificultam a visualização. 3. Observe a preparação ao microscópio, inicialmente em objetiva de menor aumento. Como a folha é muito fina, permite que se veja o seu interior. (Veja item IV questões 1 e 2). , 4. Em seguida, com a objetiva de aumento médio, observe as células: seu contorno regular e os cloroplastos dentro delas. 5. Veja como eles se movimentam no interior da célula. Varie as condições de luz e a temperatura e observe se os movimentos se alteram. IV – Questões 1. Desenhe o que você vê. Indique quantas vezes está ampliada a imagem em observação. 2. O que justifica o contorno bem definido e a regularidade das formas das células observadas? 3. Desenhe uma célula indicando as partes observadas. Indique quantas vezes está ampliada a imagem que você observou. 4. Os cloroplastos não apresentam movimento próprio. Apresente uma justificativa que explique a causa desse movimento. (Comentários/Respostas das questões do item IV: 1. O aluno deverá representar um conjunto de células com contorno regular e bem definido. A ampliação do que está sendo observado será obtida multiplicandose os números encontrados na ocular e na objetiva usadas. 2. O contorno bem definido e a regularidade da forma das células observadas se deve à presença da parede celular. 3. Os alunos devem representar uma célula de contorno regular e identificar as presenças da parede celular, do cloroplasto e do citoplasma. É possível que um dos alunos possa identificar a presença do núcleo junto à parede de uma das células observadas. O vacúolo também pode ser indiretamente observado, pois constitui a zona sem granulação e que parece ser vazio. Oriente os alunos para que indiquem no esquema, com legendas, o que foi observado. 4. A causa desse movimento é a ciclose. Os cloroplastos são arrastados pela corrente citoplasmática.) FOTOSSÍNTESE I – Objetivo 1. Identificar que no processo da fotossíntese há desprendimento de um gás. 2. Determinar, em função do volume de gás oxigênio desprendido, a relação entre taxa de fotossíntese e intensidade luminosa. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. PAULO MANZI Parede celular Suco vacuolar (solução) Citoplasma Núcleo Membrana vacuolar Vacúolo Fonte: Secretaria da Educação do Estado de São Paulo. Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas. Subsídios para a implementação de proposta curricular de Biologia para o segundo grau. SE/CENP/CECISP/1980. II – Material • tubo de ensaio ou tubo de pequeno diâmetro de vidro ou plástico • rolha perfurada OBSERVAÇÃO DE CLOROPLASTOS EM ANACHARIS SP. (Obs.: Anacharis sp. – planta de água doce comumente usada em aquários e conhecida vulgarmente por elódea.) • retângulo de madeira coberto com papel milimetrado • cola 33 • fita adesiva • água colorida (com qualquer tipo de corante) • tubo de vidro fino em forma de L • copo ou béquer • fonte de luz • ramo de Anacharis sp. (elódea – planta comum em aquários) • solução de bicarbonato de sódio a 1% III – Procedimento 1. Coloque uma gota do líquido colorido no interior do tubo fino (em L) e prenda-o ao retângulo de madeira recoberto por papel milimetrado. 2. Inserir uma das extremidades desse tubo no orifício da rolha, como indica a Figura. PAULO MANZI FERMENTAÇÃO – DESPRENDIMENTO DE ENERGIA I – Objetivo 1. Reconhecer que a fermentação é um processo exotérmico. 2. Identificar a produção de gás no processo fermentativo. II – Material • 2 garrafas térmicas • 2 rolhas com dois orifícios • 2 tubinhos de vidro ou plástico • 2 copos • 2 termômetros • 2 tubos de plástico • suco de uva puro • fermento de padaria III – Procedimento Suporte Escala graduada Termômetro Béquer Elódea Tubo de ensaio 3. Coloque ramos de Anacharis sp. (elódea) em um tubo de ensaio, quase cheio com uma solução de bicarbonato de sódio a 1%. 4. Tampe esse tubo com a rolha e prenda-o em um suporte. 5. Coloque-o dentro de um copo ou béquer com água, e um termômetro (temperatura da água deve ser constante). 6. Ilumine a preparação com uma lâmpada de 40 watts, situada a 30 cm de distância do tubo de ensaio (o manuseio da lâmpada deve ser realizado exclusivamente pelo professor). Observe se há variações no manômetro. Marque o tempo de início e fim de suas observações. Registre sua observação. Modifique a distância da fonte para 45 cm. Faça as mesmas observações anteriores no mesmo período de tempo. Faça outras modificações de distância, sempre anotando o que foi observado. IV – Questões 1. Após um certo tempo, o que você observou? 2. Pesquise em seu livro de Biologia e responda que processo deve estar ocorrendo no vegetal? 3. Considerando o resultado de sua pesquisa justifique: a) O papel do bicarbonato de sódio nesta atividade sobre fotossíntese. b) Que gás está sendo eliminado? 4. Crie uma forma de evidenciar que gás está se desprendendo da planta nesse processo. 5. Qual a relação observada (ver procedimento 6) entre intensidade luminosa e taxa de fotossíntese? (Deve-se cuidar para que durante o desenvolvimento da atividade a temperatura da água do béquer, onde está o tubo de ensaio, se mantenha constante.) [Comentários/Respostas das questões do item IV: 1. A presença de bolhas de gás no interior da solução. E a gota colorida do manômetro se movimentou. 2. Fotossíntese. 3. a) O bicarbonato de sódio aumenta a concentração de gás carbônico da água e, conseqüentemente, a intensidade da fotossíntese; b) Oxigênio. 4. Para identificá-lo, deveríamos deixar um fósforo em brasa, abrir o tubo e, rapidamente, colocar esse fósforo em brasa em contato com o gás do tubo. Como o oxigênio é comburente, deve surgir uma chama, o que demonstra que o gás desprendido é o oxigênio. (Obs.: Esta atividade deve ser realizada com a ajuda do professor. Não deve haver materiais inflamáveis nas proximidades.). 5. Os alunos devem observar que há uma proporção direta entre a quantidade de oxigênio que as plantas eliminam e a intensidade luminosa] Termômetro Tubo de vidro Nível do suco de uva Água Garrafa térmica Figura: Representação esquemática dos elementos utilizados nesta atividade. IV – Questões 1. O que se formou na água do copo? 2. Por que foram usadas duas garrafas térmicas nessa experiência? 3. Analise o gráfico construído e explique o que foi observado. Qual sua conclusão? [Comentários/Respostas das questões do item IV: 1. Bolhas de gás; 2. Porque a garrafa sem fermento constitui a garrafa controle. 3. Na garrafa térmica onde há o fermento a temperatura é mais elevada que na garrafa controle. No processo da fermentação ocorre desprendimento de energia. (Obs.: As observações de temperatura devem ser freqüentes, 34 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 1. Encha as garrafas com o suco de uva e em uma delas coloque, também, uma colher de café de fermento de padaria. 2. Tampe as garrafas com as rolhas perfuradas e coloque em um dos orifícios um dos tubos de vidro e, em outro, um termômetro, cuja ponta deverá ficar mergulhada no suco de uva. 3. Encaixe uma das extremidades do tubo de plástico no tubo de vidro e a outra em um copo cheio de água. Rotule as duas garrafas indicando o que existe em seu interior. Construa um gráfico colocando tempo no eixo horizontal e temperatura no vertical. Anote a temperatura no início da experiência e faça outras observações, anotando sempre a temperatura encontrada. PAULO MANZI pois assim que o levedo usar todo o açúcar existente no suco de uva a fermentação pára e a temperatura irá diminuir. O uso da garrafa térmica é importante, pois um frasco de vidro poderia estourar com a pressão dos gases.)] COMO AGEM OS RNAt Será usado um modelo como estratégia para entender a relação entre RNAt e os aminoácidos. I – Objetivo 1. Concluir que nem todos os tipos de aminoácidos entram na formação das proteínas. 2. Perceber que um mesmo aminoácido pode combinar-se com diferentes tipos de RNAt. II – Material • cartolina • fita adesiva • clipes • xerox com figuras de RNAt • cola III – Procedimento Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Qual dessas hipóteses você acha que é plausível? Justifique sua resposta. (Obs.: O aluno deve lembrar-se de que apenas 20 tipos de aminoácidos entram na composição das proteínas. Portanto, a primeira hipótese é a correta.) Fonte consultada: Série: A prática pedagógica (2º grau) – Química e Biologia. Secretaria da Educação do Estado de São Paulo – CENP, 1992. DIVISÃO CELULAR – MEIOSE Modelo de divisão celular – Meiose I – Objetivo 1. Reconhecer que os gametas só têm um cromossomo de cada par de homólogos. 2. Reconhecer que os gametas originam-se da meiose. 3. Reconhecer que a meiose compreende duas divisões sucessivas do núcleo celular, durante as quais há duplicação dos cromossomos e redistribuição dos homólogos nas células-filhas. 4. Caracterizar os principais eventos de cada divisão da meiose. 5. Reconhecer que os núcleos resultantes da meiose são iguais dois a dois, quanto aos cromossomos e alelos que apresentam. 6. Concluir que os alelos de um mesmo par se separam na meiose. 7. Identificar os principais eventos da meiose por meio de um modelo. II – Material • 1 ou 2 folhas de papel • 4 fios de lã (cerca de 5 cm de comprimento) • massa de modelar de duas cores • fita adesiva • tesoura III – Procedimento 1. Recorte 24 cartões de 1 cm x 3 cm e numere-os de 1 a 24, para representar diferentes tipos de aminoácidos. 2. Prenda, no verso de cada cartão, com fita adesiva, dois clipes, como mostra a Figura 1. PAULO MANZI Figura 1 3. Cole a Figura 2 (página seguinte) numa cartolina e recorte as representações de moléculas de RNAt, identificados por 3 letras, que representam a seqüência de três bases nitrogenadas. 4. Distribua os cartões retangulares, que representam os aminoácidos, sobre a mesa. Ela representará o citoplasma de uma célula, com vários tipos de aminoácidos. Distribua também os cartões que representam as moléculas do RNAt. 5. Ligue com clipe o aminoácido 1 do RNAt; o aminoácido 2 ao RNAt 2, e assim por diante, como mostra a Figura 3. PAULO MANZI (Obs.: No modelo, apenas as transformações dos cromossomos são consideradas.) 1. Pegue dois fios de lã para representar dois cromossomos. Ponha, em cada um deles, um pedaço de massa de modelar, de cores diferentes, para representar os alelos A e a. 2. Trace um retângulo ou um círculo em uma folha de papel, para representar o contorno da célula, e coloque os modelos no interior dessa figura. • Antes de a célula entrar em divisão, o que acontece com os cromossomos e genes? 3. Usando dois outros fios de lã e massa de modelar, duplique seus “cromossomos”, unindo as “cromátides-irmãs” com fita adesiva, que representará o centrômero. Coloque os modelos sobre o papel. Na meiose, os cromossomos homólogos ficam estreitamente pareados. Este pareamento é feito ponto por ponto, ou seja, entre genes correspondentes. A Figura 1 mostra como isso acontece. PAULO MANZI 1 A A a a A B C d a 1 Figura 3 A A A B C B C d d B c D B c D B c D IV – Questões 1. No modelo, quantos tipos de aminoácidos estão ligados a RNAt? 2. Quantos RNAt não se ligam a aminoácidos? 3. Que números eles têm e com que aminoácidos poderiam ter-se ligado? 4. Esse resultado mostra que um aminoácido: a) só pode ligar-se a um único RNAt; b) pode ligar-se a pelo menos dois RNAt. 5. No modelo apresentado, os aminoácidos 21, 22, 23 e 24 não se ligaram a nenhum RNAt. Para explicar esse acontecimento, há duas hipóteses possíveis: a) nem todos os aminoácidos entram na composição de proteínas. b) no modelo não foram incluídos todos os tipos de RNAt; entre estes estariam os que poderiam se unir aos aminoácidos 21 a 24. A B C d a B c D A a B C d B c D Figura 1: Esses cromossomos, fortemente pareados, vão para o equador do fuso. 35 Figura 2 A A A A G A G A A G G A A C A 1 2 3 4 5 A U A G C G G U C C A A C G G Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 6 7 8 9 10 G A U U G A C C G C U G U U A 11 12 13 14 15 U U G A C C G U C G U U C U C 15 16 17 17 18 C C U U U U U U C C A U 18 19 19 36 PAULO MANZI PAULO MANZI A A a a Figura 4a R r Figura 2: Os cromossomos homólogos agora se afastam, dirigindo-se para pólos opostos do fuso. Em seguida, este desaparece e formam-se novas membranas nucleares e novos nucléolos. Termina, assim, a primeira divisão da meiose (meiose I). 5. Represente esses acontecimentos no seu modelo. a) Quantos núcleos a célula tem agora? b) Quantos cromossomos havia na célula-mãe? Que alelos ela apresentava? Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. R Figura 4b R • Quantos cromossomos têm os novos núcleos? Que alelos apresentam? • O que aconteceu com os cromossomos homólogos durante a primeira divisão da meiose? • O que aconteceu aos alelos A e a nesta divisão? Portanto, na primeira divisão da meiose: • os cromossomos homólogos, duplicados, se separam, indo para núcleos diferentes. • os alelos, também duplicados, se separam, indo para núcleos diferentes. • o centrômero não se divide. No fim da primeira divisão da meiose, o citoplasma pode dividir-se ou não. Quando ele se divide, formam-se duas novas células. Quando não se divide, a célula fica com dois núcleos. Em seguida, começa a segunda divisão da meiose. Novamente desaparecem membranas nucleares e nucléolos e forma-se o fuso. Os cromossomos vão para o equador do fuso. 6. Apague os desenhos feitos no papel que representa a célula, deixando só o contorno (ou trace novo contorno em outra folha de papel). Desenhe dois novos fusos e coloque seus “cromossomos” no equador dessas estruturas (Figura 3). PAULO MANZI R r r r a) Em que as células-filhas diferem da célula-mãe? b) Em que diferem as células resultantes da meiose? As duas divisões da meiose compreendem as mesmas etapas que vimos para a mitose. A primeira divisão compreende: prófase I, metáfase I, anáfase I, telófase I. A segunda divisão compreende: prófase II, metáfase II, anáfase II, telófase II. 10. Reveja o exercício que fez e, baseando-se no que aprendeu sobre mitose, descreva as etapas da meiose. A A a a Figura 3: Agora o centrômero se divide e os cromossomos se afastam para pólos opostos do fuso. 7. Represente esses acontecimentos no modelo. Em seguida, os fusos desaparecem, formam-se novamente as membranas nucleares e os nucléolos. Termina, assim, a segunda divisão da meiose. Portanto, na segunda divisão da meiose: • os centrômeros se dividem, separando os cromossomos. • os cromossomos que se separam vão para células diferentes. 8. Desenhe os quatro núcleos resultantes da meiose, representando seus cromossomos e alelos. No final da meiose, o citoplasma pode se dividir ou não. No primeiro caso, formam-se quatro células. No segundo, forma-se uma célula com quatro núcleos. (Comentários/Respostas das questões do item III: 2. Duplicam-se e os novos cromossomos ficam unidos pelo centrômero. 5. a) Dois; b) Dois, um portador do alelo A e outro portador do alelo a; c) Cada novo núcleo tem dois cromossomos unidos pelo centrômero. Um deles tem os alelos A e A; o outro tem os alelos a e a; d) Foram para núcleos diferentes; e) Separaram-se indo para núcleos diferentes. 9. a) As células-filhas têm um cromossomo e a célula-mãe tem dois. A célula-mãe tem um par de alelos e as células-filhas têm um único alelo; b) Duas delas têm alelo R e as outras duas, o alelo r.) Fonte: Secretaria da Educação do Estado de São Paulo. Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas. Subsídios para a implementação de proposta curricular de Biologia para o 2º grau, vol. 3, Genética, 1979. OSCILAÇÃO GENÉTICA — GENÉTICA DE POPULAÇÕES Nesta atividade, vamos verificar o que acontece com as freqüências de um par de alelos, quando as populações são muito pequenas. Para isso, cada equipe irá trabalhar com um modelo que representa uma população de 12 indivíduos. Inicialmente há, na população, os seguintes indivíduos: 3 AA, 6 Aa, 3 aa. Os alelos serão representados por “pinos 37 PAULO MANZI 4. Desenhe a lápis, com traços leves, o fuso na sua folha de papel. Em seguida, coloque, no equador dessa estrutura, seus cromossomos pareados (Figura 2). 9. Suponha que a célula da figura 4 sofra meiose e origine quatro células. Desenhe os cromossomos e alelos das células resultantes. mágicos” de cores diferentes. Dois pinos ligados pelas extremidade representarão um indivíduo.) I – Objetivo 1. Calcular as freqüências dos alelos em sucessivas gerações. 2. Construir um gráfico para representar alterações nas freqüências gênicas. 3. Conceituar oscilação genética. 4. Discriminar os fatores que alteram as freqüências dos alelos das populações. 5. Verificar, por meio de um modelo, a oscilação genética em pequenas populações. II – Material • 48 pinos mágicos (jogo plástico de armar, encontrado em lojas de brinquedos e supermercados) de duas cores (24 de cada cor) • 1 caixa ou saco de papel • 1,5 folha de papel almaço quadriculado III – Procedimento 1. Observe a tabela. Gerações Freqüência do alelo A Freqüência do alelo a Nº de genótipos dos descendentes AA Aa aa AA Aa aa 1 2 3 AA Aa aa 1ª 2ª 20ª IV – Questões 1. Construa um gráfico representando as freqüências dos alelos A e a nas sucessivas gerações. Represente, na abscissa, o número de gerações e, na ordenada, as freqüências dos alelos (0 → 1.0). 2. Na sua população, a freqüência dos alelos A e a: a) oscilou? b) permaneceu constante, de geração em geração? 3. Na sua população: a) desapareceu o alelo A? b) desapareceu o alelo a? c) não desapareceu nenhum alelo. 4. Reúna os dados das equipes, colocando no quadro-de-giz as respostas às seguintes perguntas: a) Em quantas equipes a freqüência dos alelos oscilou? b) Em quantas equipes o alelo A desapareceu? c) Em quantas equipes o alelo a desapareceu? d) Em quantas equipes não desapareceu nenhum alelo? (Obs.: Quando as populações são muito pequenas, a freqüência dos alelos oscila, nas sucessivas gerações. Essa oscilação deve-se ao acaso e recebe o nome de oscilação genética. Algumas vezes um dos alelos pode desaparecer. Isso acontece, por exemplo, quando uma população se subdivide, originando várias pequenas, que ficam isoladas por uma barreira geográfica: populações de ilhas, por exemplo. Com o tempo é possível que as freqüências dos alelos se tornem diferentes nas diversas populações. Pode também acontecer que, por mutações, as freqüências gênicas dessas populações se tornem tão diferentes que elas passem a constituir variedades de uma espécie ou mesmo espécies diferentes.) Fonte consultada: Série: A prática pedagógica (2º grau) – Química e Biologia. Secretaria da Educação do Estado de São Paulo. CENP, 1992. Unidade III – A diversidade da vida 12 TOTAIS 2. Usando seis pinos da mesma cor, represente os três indivíduos AA. Com seis pinos (3 de cada cor), represente os indivíduos aa. Unindo pinos das duas cores, represente os seis indivíduos Aa. Coloque esses “indivíduos” na caixa ou no saco de papel. 3. Anote, na tabela, as freqüências iniciais dos alelos A e a (0,5). 4. Tire, simultaneamente, dois “indivíduos” da caixa, ao acaso, para representar o primeiro cruzamento. Ao retirar os pinos, segure-os por uma das extremidades e considere as cores dos pinos que está segurando, como indicadores dos alelos que formarão o descendente. Por exemplo, se pinos vermelhos representam o alelo A, e pinos brancos, o alelo a, e se obtém um dos pares segurando um pino vermelho e outro branco, o descendente será Aa (Figura 1). PAULO MANZI Figura 1 5. Cada cruzamento dará origem a um único descendente. Marque o genótipo desse indivíduo na tabela e recoloque os pinos na caixa. 6. Repita esse procedimento 12 vezes, representando 12 cruzamentos dessa geração. 7. Anote, na última linha da tabela, o total de genótipos dessa geração. Essa será a proporção entre os genótipos da geração seguinte. 8. Rearranje os pinos de modo a representar os indivíduos da geração seguinte e coloque-os na caixa. 9. Calcule e anote na tabela a freqüência dos alelos A e a nessa nova geração. 10. Repita o procedimento até obter 20 gerações ou até um dos alelos desaparecer. Por décadas, o estudo dos seres vivos resumiu-se quase exclusivamente a aspectos sistemáticos, como se todas as categorias taxonômicas fossem “gavetas” de um enorme armário. Atualmente, porém, tais gavetas encontram-se entrelaçadas por um importante elo: a ancestralidade comum. Como os ramos de uma grande árvore, os seres vivos evoluem continuamente, adaptando-se às exigências ambientais e adquirindo características anatômicas e funcionais peculiares. A diversidade das formas de vida, na Terra, é enorme e os critérios de classificação sempre arbitrários. Optamos, por exemplo, pela classificação em cinco reinos, proposta por Robert Whittaker, embora alguns autores apresentem classificações em seis, sete ou até oito reinos. Futuramente, essa nossa opção deverá ser revista. Quanto à classificação dos primatas, utilizamos a proposta do Museu de Zoologia da Universidade de Michigan (1999), que poderá provocar alguma estranheza. Sabemos que escolhas sempre têm um lado pessoal, embora tenhamos nos escudado na mais recente bibliografia a respeito. A classificação de protistas (ou protoctistas), e entre eles das algas, baseou-se em extensa revisão bibliográfica, apoiada principalmente por Lynn Margulis e Karlene Schwartz (Cinco reinos – Um guia ilustrado dos filos da vida). Procuramos enfatizar a biologia do ser humano, embora não sejamos partidários de uma visão excessivamente antropocêntrica da ciência. Pareceu-nos pertinente, numa obra com esse propósito, estabelecer a Biologia Humana como o trilho sobre o qual deveriam caminhar os estudos de anatomia, fisiologia e reprodução, principalmente. Na abordagem de alguns aspectos da Biologia Humana, tivemos a intenção de, ao lado de informações de caráter científico, formularmos questões de natureza moral, ética e social. Quando os temas são as drogas , a gravidez na adolescência, as doenças sexualmente transmissíveis (como a Aids) e os acidentes, a discussão pode ser aprofundada, e deve ser encorajada a participação de outros profissionais — como professores de outras disciplinas, médicos, psicólogos e assistentes sociais. Bibliografia específica (para os professores) BATES, Martson. The Forest and the sea. New York: Random House, 1960. BERG, Linda R. Introductory Botany. Orlando: Saunders College Publishing, 1997. BROWDER, Leon W. et al. Developmental Biology. Orlando: Saunders College Publishing, 1991. COATES, Verônica et al. Medicina do adolescente. São Paulo: Sarvier, 1993. 38 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. DORIT, Robert L. et al. Zoology. Orlando: Saunders College Publishing, 1991. GANONG, William F. Fisiologia médica. Rio de Janeiro: Prentice-Hall do Brasil, 1991. GUYTON, Arthur C. Fisiologia Humana. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988. JOLY, Aylthon Brandão. Botânica: introdução à taxonomia vegetal. São Paulo: Companhia Editora Nacional/EDUSP, 1975. KRUGMAN, Saul. Doenças infecciosas em Pediatria. Rio de Janeiro: Atheneu, 1979. MARGULIS, Lynn; SCHWARTZ, Karlene. Cinco reinos – Um guia ilustrado dos filos da vida. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. MARTINI, Frederic H. Fundamentals of Anatomy and Physiology. New Jersey: Prentice-Hall, 1995. MAUSETH, James D. Botany. Orlando: Saunders College Publishing, 1995. NEVES, David P. Parasitologia humana. São Paulo: Atheneu, 1995. PESSÔA, S. Parasitologia Médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1982. POUGH, F. Harvey et al. A vida dos vertebrados. São Paulo: Atheneu, 1993. RAVEN, Peter H. et al. Biology of plants. New York: Worth Publishers, 1992. RAWITSCHER, Felix. Elementos básicos de Botânica. São Paulo: Compahia Editora Nacional, 1968. ROST, Thomas L. et al. Plant Biology. Belmont: Wadsworth, 1998. RUPERT, Edward; BARNES, Robert D. Invertebrate Zoology. Orlando: Saunders College Publishing, 1994. SCHMIDT-NIELSEN, Knut. Animal Physiology: Adaptation and Environment. Cambridge: Cambridge University Press, 1994. SINNOTT, Edmund W.; Katherine S. Botany: principles and problems. New York: McGraw-Hill, 1955. STERN, Kingsley R. Introductory Plant Biology. Boston: McGraw-Hill, 1997. STEWART, Michael. Animal Physiology. Hodder & Stoughton The Open University, 1991. STORER, Tracy I. et al. Zoologia geral. São Paulo: Nacional, 1991. VERONESI, Ricardo; FOCACCIA, Roberto. Tratado de Infectologia. São Paulo: Atheneu, 1996. VERONESI, Ricardo. Doenças infecciosas e parasitárias. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1991. VILLEE, Claude A. et al. Zoologia geral. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988. WITHERS, Philip C. Comparative animal Physiology. Orlando: Saunders College Publishing, 1992. MARCONDES, Lucila. O sangue. São Paulo: Ática. MARTHO, Gilberto. Pequenos seres vivos. São Paulo: Ática. NIGRO, Rogério C. Pelos caminhos do sangue. São Paulo: Atual. OLIVEIRA, Malu. Homem e mulher a caminho do século XXI. São Paulo: Ática. ROSSI, Telma Lúcia Ferreira. Audição e fala. São Paulo: Ática. STERN, Iris. Sobrevivendo à grande extinção — Dinossauros. São Paulo: Saraiva. VIEIRA, Isabel. E agora, mãe? São Paulo: Moderna. WROBEL, Vera; OLIVEIRA, Clélia Ehlers de. Os desafios na adolescência. São Paulo: Moderna. A internet na sala de aula (endereços na Web) Basic Embriology Review Program – Aborda os aspectos mais importantes da Embriologia Animal Comparada, com esquemas didáticos, ilustrações e fotos. www.med.upenn.edu/meded/public/berp/ Biodiversity and Biological Collections — Apresenta informações diversificadas e relevantes na área de Biologia, úteis para estudantes e professores. Possibilita numerosos outros links com endereços na Web. http://biodiversity.uno.edu/ BIOL 121 Human Biology — Faz parte do site da Universidade da Virgínia e é uma fonte generosa de consulta que oferece textos de qualidade em muitos campos da Biologia e da Medicina. www.people.virginia.edu/~rjh9u/humbiol.html Biólogo — Esta página oferece uma grande variedade de assuntos. Possui um “buscador” dentro da área de Biologia. Além de fornecer uma listagem de assuntos a serem consultados, também possui links com diversas instituições e centros de pesquisa. www.biologo.com.br Bioterium — Neste site podemos encontrar informações e técnicas de criação de animais exóticos em cativeiro, legislação, divulgações científicas, entre outras informações. www.bioterium.com.br Carnegie Museum of Natural History — O Museu de História Natural de Pittsburgh, um dos maiores do mundo, apresenta textos explicativos, coleções, pesquisas, desenhos e fotos, além de programas educacionais relacionados com o conhecimento sobre a Terra, os seres vivos, os povos e as culturas. www.clpgh.org/cmnh/main.html Embrapa — Site da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, com informações sobre ambiente, melhoramento genético, produção de alimentos, irrigação, plantio e controle biológico. Tem dados sobre zoneamento agrícola, links relacionados com a área de agricultura, e tópico para busca (“Guia de Fontes”), facilitando pesquisas. www.embrapa.br/ Fundação Parque Zoológico de São Paulo — Este site traz informações e curiosidades de como funciona um zoológico, além de fotos, textos e informações sobre a Fundação Parque Zoológico de São Paulo. www.zoologico.sp.gov.br/ Informações sobre peixes e répteis — Banco de informações e de imagens da Universidade do Texas (Austin). Bastante atualizado, incluindo aspectos importantes da taxonomia e da biologia desses animais, incluindo dados interessantes sobre serpentes. www.utexas.edu/ Instituto de Botânica — Do Instituto de Botânica da Secretaria de Estado do Meio Ambiente, este site contém informações e materiais sobre Botânica, seu projeto ganhou o prêmio Super Ecologia 2002. www.ibot.sp.gov.br/ Internet Directory for Botany: Vascular Plants Families — Contém uma descrição das plantas vasculares, sua classificação, características principais e importância. Conta com imagens e links relacionados com novidades e pesquisas na área. www.helsinki.fi/kmus/botvasc.html Introduction to Clinical Microbiology — Faz parte do site da Universidade do Texas e trata de fundamentos da Microbiologia Clínica, mostrando textos e ilustrações referentes às bactérias: organização, classificação e descrição dos grupos, com sua aplicação clínica. http://medic.med.uth.tmc.edu/path/00001450.htm Introduction to the Metazoa — Página do Laboratório de Biologia Marinha de Woods Hole, Massachusetts. Muito didática, com informações diversificadas a respeito de metazoários (classificação, aspectos evolutivos e ecológicos etc.). www.ucmp.berkeley.edu/phyla/phyla.html Leituras complementares sugeridas (para os alunos) ADAS, Melhem. Fome — Crise ou escândalo? São Paulo: Moderna. ARBEX JR., José. Narcotráfico — Um jogo de poder nas Américas. São Paulo: Moderna. BARONE, Antônio. Aids. São Paulo: Ática. BONASSI, Fernando. Tá louco! São Paulo: Moderna. BURGESS, Melvin; BOCCANERA, Silio (tradução). Herô. São Paulo: Moderna. CASTRO, Maria da Glória C. Menina mãe. São Paulo: Moderna. CAVALERI, Ana Lúcia Ferreira; EGYPTO, Antonio Carlos. Drogas e prevenção — A cena e a reflexão. São Paulo: Saraiva. COTRIM, Beatriz Carlini. Drogas: verdades e mitos. São Paulo: Ática. CUNHA, Paulo. Por dentro do sistema imunológico. São Paulo: Atual. DUARTE, Albertina. Gravidez na adolescência. São Paulo: Rosa dos Ventos, 1998. DUARTE, Ruth de Gouvêa. Sexo, sexualidade e doenças sexualmente transmissíveis. São Paulo: Moderna. GEWANDSZNAJDER, Fernando. Dinossauros. São Paulo: Ática. ––––––––––––. Nutrição. São Paulo: Ática. ––––––––––––. Origem e história da vida. São Paulo: Ática. ––––––––––––. Sexo e reprodução. São Paulo: Ática. GIKOVATE, Flávio. Drogas — Opção de perdedor. São Paulo: Moderna. JAF, Ivan. Primeira vez. São Paulo: Moderna. LEONARDI, Teresa Grassi; LEONARDI, Cristina. A dinâmica do corpo humano. São Paulo: Atual. LIMA, Celso Piedemonte. Genética. São Paulo: Ática. MACHADO, Osni Telles Marcondes. Começo de conversa. São Paulo: Saraiva. 39 Microbe Zoo — Site muito interessante sobre microorganismos: modos de vida, hábitats, importância ecológica e econômica, doenças causadas etc. http://commtechlab.msu.edu/sites/dlc-me/zoo/ National Institute of Health — Site mantido pelo Instituto Nacional de Saúde do governo norte-americano, apresenta grande quantidade de informações valiosas a respeito de doenças humanas e epidemiologia. www.nih.gov Nomenclatura e Classificação dos Seres Vivos — Nomenclatura e classificação dos seres vivos. É o que se encontra neste site. A tentativa é de se universalizarem os nomes científicos de animais e plantas, para que se possam facilitar os estudos das mais variadas espécies. http://members.tripod.com/~netopedia/biolog/nomenc.htm Open Computing Facility at the University of California at Berkeley — A OCF é uma homepage dedicada a estudantes e professores, elaborada e mantida pelo staff da Universidade da Califórnia (Berkeley, EUA). www.ocf.berkeley.edu Os seres vivos — Esta página traz tópicos como: reconhecendo um ser vivo, características dos seres vivos, origem da vida, as eras e a evolução da vida. www.portalbrasil.eti.br/educacao_seresvivos.htm Protist Image Data — Informações e ilustrações (inclusive fotos coloridas) de protistas, como algas e protozoários, tratando, ainda, de questões relacionadas com a ecologia desses organismos, como o modo de vida e a associação com seres humanos. http://megasun.bch.umontreal.ca/protists/protists.htm Seres Vivos — Classificação Geral dos Seres Vivos. É do que trata esta página, evolução, vírus, nomenclatura, além de outras informações. www.logic.com.br/prof.cynara/news.htm Sociedade Botânica do Brasil — Da Sociedade Brasileira de Botânica, esta página possui uma série de elementos dentro da Botânica, como eventos, cursos, textos, entre outros. www.botanica.org.br The Eletronic Zoo — Outra página do Laboratório de Biologia Marinha de Woods Hole, Massachusetts. Muito didática, com informações diversificadas a respeito de metazoários (classificação, aspectos ecológicos etc.). http://netvet.wustl.edu/e-zoo.htm The Tree of Life — A “Árvore da Vida”, projeto da Universidade do Arizona (EUA), contém informações sobre relações filogenéticas e características de organismos, ilustrando a diversidade e, ao mesmo tempo, a unidade da vida. Fundamental para o desenvolvimento dos conceitos iniciais sobre filogenia e taxonomia. http://phylogeny.arizona.edu/tree/life.html The University of Michigan (Museum of Zoology) — Coleção de fotos e informações a respeito de animais. Inclui dados sobre hábitats, história natural, conservação e importância econômica. São apresentadas sinopses de alguns grupos taxonômicos de maior importância. www.oit.itd.umich.edu/projects/ADW The Virtual Library — Uma biblioteca para pesquisa em várias áreas do conhecimento, como Medicina, Agricultura, Biotecnologia, Entomologia, etc. Dispõe de links para imagens, artigos, universidades e conferências. http://golgi.harvard.edu/biopages.html U. S. Food and Drug Administration — Site da FDA, organismo norteamericano de proteção ao consumidor, relacionado com o controle da qualidade de alimentos, drogas e medicamentos. http://www.fda.gov Visible Man Project — Mostra fotos e ilustrações precisas referentes à anatomia humana. www.nlm.nih.gov/research/visible Zoo Barcelona — Pertencente ao Zoológico de Barcelona (Espanha), esta página traz informações e funcionamento desse zoológico, possui passeios virtuais e câmeras vinte e quatro horas por dia em determinados recintos, como o do Copito de Nieve, que é o único gorila albino do mundo. www.zoobarcelona.com Materiais de apoio Leituras OS REINOS DA VIDA Do tempo de Aristóteles até meados do século vinte, praticamente todos classificaram os membros do mundo vivo em dois reinos, plantas ou animais. Desde a metade do século dezenove, contudo, muitos cientistas notaram que certos organismos, tais como as bactérias e os mofos-de-lodo (slime molds), diferiam das plantas e dos animais mais do que plantas e animais diferiam ente si. O terceiro e quarto reinos para acomodar estes organismos anômalos foram propostos diversas vezes. Ernest Haeckel (1834-1919), o proponente alemão e popularizador da teoria da evolução de Darwin, por exemplo, fez várias propostas para um terceiro reino de organismos. As fronteiras do novo reino de Haeckel, o reino Protista, variaram durante o curso de sua longa carreira, mas seu persistente objetivo era colocar os organismos mais primitivos e ambíguos separados das plantas e dos animais, com a implicação de que os organismos maiores se desenvolveram a partir de ancestrais protistas. Haeckel reconheceu as bactérias e as algas azuisesverdeadas como um grande grupo — o Monera, diferenciado pela ausência de um grupo celular — dentro do reino protista. Contudo, a maioria dos biólogos ignorou as propostas para reinos adicionais além das plantas e animais ou as considerou curiosidades desimportantes, um pleito especial de excêntricos. As opiniões em relação aos reinos da vida começaram a mudar na década de 1960, principalmente devido ao conhecimento obtido pelas novas técnicas bioquímicas e da microscopia eletrônica. Estas técnicas revelaram afinidades e diferenças fundamentais no nível subcelular, que encorajaram uma enxurrada de novas propostas para sistemas de múltiplos reinos. Entre estas propostas, um sistema de cinco reinos (plantas, animais, fungos, protoctistas e bactérias), primeiramente propostos por Robert Whittaker em 1959, e grandemente baseado no trabalho anterior e altamente original de Herbert Copeland de quatro reinos (plantas, animais, protoctistas e bactérias), tem consistentemente se sustentado por mais de três décadas. Com algumas modificações provocadas por dados mais recentes, o sistema de Whittaker é o usado neste livro. Resumidamente, nossos cinco reinos são Bacteria (com seus dois sub-reinos, Archaea e Eubacteria), Protoctista (algas, protozoários, mofos-de-lodo e outros organismos aquáticos menos conhecidos e parasíticos), Animalia (animais com ou sem espinhas dorsais), Fungi (cogumelos, fungos e leveduras) e Plantae (musgos, fetos e outras plantas portadoras de esporos ou sementes). Em relação ao reino das plantas, para distribuir os 12 filos entre dois grandes grupos, usamos Bryata, para todas as plantas avasculares (musgos, hepatófitas e antocerófitas) e Tracheata, para todas as outras — isto é, as plantas vasculares, seguindo a sugestão de James Walker (Universidade de Massachusetts, Amherst; comunicação pessoal). Embora Walker use “Anthocerophyta” para o grupo de plantas avasculares, chamamos somente as antocerófitas de Anthocerophyta, mantendo a política deste livro de simplificação dos nomes quando possível. Agrupamos nossos cinco reinos em dois super-reinos: (1) Prokarya, contendo somente o reino procariota, as bactérias, e (2) Eukarya, contendo os outros quatro reinos, que englobam todos os eucariotas. Reconhecemos que os termos sócio-políticos como reino, classe, ordem e família são anacronismos que eventualmente serão substituídos. Contudo, o seu uso atualmente generalizado torna conveniente para nós continuar a usá-lo na nossa classificação de toda a vida na Terra. A única ameaça séria para qualquer dos esquemas de cinco reinos é o sistema de três domínios dos microbiologistas, liderado por Carl Woese da Universidade de Illinois. Usando critérios moleculares, especialmente seqüências nucleotídicas de RNA ribossômico, esses microbiologistas, advogam por três grandes grupos: dois domínios (Archaea e Bacteria) consistindo em células procarióticas e um domínio (Eukarya) contendo todos os outros organismos. Os fungos, as plantas e os animais são três dos reinos do domínio Eukarya, da mesma forma como eles estão no nosso esquema de cinco reinos. Contudo, dentro de cada um dos três domínios há numerosos reinos adicionais — muitos correspondentes aos filos no esquema de cinco reinos. Embora sejamos profundamente devedores a Carl Woese (Universidade de Illinois), Mitchell Sogin (Laboratório Biológico Marinho em Woods Hole) e outros analistas de seqüências moleculares por suas contribuições inigualáveis à reorganização do mundo vivo, rejeitamos o esquema de três domínios bacteriocêntricos em bases biológicas e pedagógicas. Biologicamente, esta trifurcação falha em reconhecer a simbiogênese 40 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. da célula (fusão de bactérias anteriores) como a principal fonte de inovação na evolução dos eucariotas. Além disso, os seus três domínios e múltiplos reinos são estabelecidos somente pelo critério das comparações de seqüências moleculares, enquanto cada reino no nosso esquema de cinco reinos só pode ser definido usando todas as características do organismo — moleculares, morfológicas e de desenvolvimento. Didaticamente, a existência de tantos reinos no sistema de três domínios destrói o propósito de uma classificação gerenciável da biodiversidade terrestre, na forma de uma informação que possa ser obtida pelos professores, naturalistas e outros não especialistas. Por estas razões, embora tenhamos feito extensivo uso dos dados de seqüência molecular na nossa classificação, rejeitamos o esquema que tem nestes dados o seu critério único. Fonte: MARGULIS, Lynn et al. Cinco reinos — Um guia ilustrado dos filos da vida na Terra. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. PROTOCTISTA (Do grego protos, primeiro; ktistos, estabelecer) (Microorganismos nucleados e seus descendentes, excluindo fungos, animais e plantas; evoluídos a partir da integração de simbiontes microbianos anteriores. Meióticos ou não-meióticos, com variações no círculo de fertilização da meiose. Os registros fósseis se estendem desde a era Proterozóica Média Inferior — cerca de 1,2 bilhão de anos atrás — até o presente.) O Reino Protoctista compreende os micoorganismos eucarióticos e seus descendentes imediatos: todas as algas, incluindo as ervas-domar (seaweeds), mofos-de-água undulipodiados (flagelados), os mofos-de-lodo (slime molds) e os slime nets, os tradicionais protozoários e outros organismos aquáticos ainda mais obscuros. Seus membros não são animais (que se desenvolvem de uma blástula), nem plantas (que se desenvolvem de um embrião), nem fungos (que não possuem undulipódios e se desenvolvem de esporos). Nem são protoctistas procariotas. Todas as células protoctistas têm núcleos e outros atributos caracteristicamente eucarióticos. Muitos fotossintetizam (têm plastídios), muitos são aeróbios (têm mitocôndrias) e muitos têm undulipódios, com a base no cinetossomo, em algum estágio de seu ciclo de vida. Todos os protoctistas se desenvolveram por simbiose entre pelo menos dois tipos diferentes de bactérias — em alguns casos, entre muito mais do que dois. À medida que os simbiontes se integraram, um novo nível de individualidade surgiu. Muitas combinações diferentes de bactérias primitivas em consórcios simbióticos não passaram pelo teste da seleção natural. Mas aquelas que sobreviveram deram origem às linhagens modernas e atuais dos protoctistas, que podem ser classificadas de acordo com a estrutura de suas organelas. Na mitocôndria, por exemplo, as estruturas membranosas mais essenciais (e por isso de evolução lenta) são as cristas. Estas estruturas podem ser achatadas [como nas estramenópilas (quitrídios) e zoomastigotas]; tubulares [como nos alveolados]; discóides [como nas amebas, mofos-de-lodo e discomitocondriados]; ou totalmente ausentes [como nos arqueoprotistas e micrósporos]. Os perfis dos pigmentos fotossintetizantes, essenciais à função do cloroplasto, são critérios importantes, também empregados pelos taxonomistas para resolver a desconcertante diversidade do Reino Protoctista. Os undulipódios e suas inserções, os cinetossomos sempre embutidos nos cinetídios, são cruciais para uma compreensão dos protoctistas. Os undulipódios estavam presentes nos ancestrais comuns de todos os filos, mesmo antes das mitocôndrias, dado que os arqueoprotistas anaeróbicos os carregavam. Seu comportamento durante a mobilidade e a reprodução está relacionado com a divisão celular mitótica. Em alguns filos, todos os membros contêm undulipódios; em outros filos, eles estão ausentes; mas a maioria dos protoctistas os produzem e os eliminam em função de suas histórias da vida. Embora a importância dos undulipódios que se desenvolvem dos cinetossomos seja enfatizada por todos que estudam protoctistas — algólogos, zoólogos de invertebrados, microbiológos, micólogos, parasitólogos, protozoólogos e outros — alguns sentem que o uso do termo “flagelo” deve ser mantido. Mas “flagelos” não têm relação alguma com estruturas rotatórias de bactérias, e assim a palavra, quando aplicada aos cílios, caudas de espermatozóide e outros undulipódios, é confusa. Por que “protoctista” em vez de “protista”? Desde o século dezenove, a palavra protista, usada formal ou informalmente, surgiu para denotar organismos unicelulares. Nas últimas duas décadas, contudo, a base para a classif icação dos organismos unicelulares separadamente dos multicelulares se enfraqueceu.A multicelularidade se desenvolveu muitas vezes em organismos unicelulares — muitos seres multicelulares são parentes muito mais próximos de certos unicelulares do que o são de outros organismos multicelulares. Por exemplo, os ciliados (Filo Ciliophora), a maioria dos quais são micróbios unicelulares, incluem pelo menos uma espécie que forma um sorocarpo, uma estrutura multicelular contendo um cisto. Os euglenídeos, os crisomonadinos e as diatomáceas também desenvolveram descendentes multicelulares. Aqui adotamos o conceito de protoctista proposto em 1956 pelo botânico americano Herbert F. Copeland. A palavra foi introduzida pelo naturalista inglês John Hogg em 1861 para designar “todas as criaturas inferiores, ou seres orgânicos primários; — ambos Protophyta,... tendo mais a natureza de plantas; e Protozoa... tendo mais a natureza de animais”. Copeland reconheceu, assim como vários acadêmicos do século dezenove, o absurdo de se referir à alga gigante pela palavra “protista”, um termo que implica unicelularidade e, assim, pequenez. Ele propôs uma definição mais ampla do Reino Protoctista para acomodar certos organismos multicelulares, assim como os unicelulares, que podem assemelhar-se aos seus ancestrais — por exemplo, kelp (algas marinhas), assim como as pequeninas algas marrons criptomônadas Nephroselmis. O Reino Protoctista assim definido também resolveu o problema de fronteiras nebulosas que surgem se os organismos unicelulares são incorporados aos reinos intrinsecamente multicelulares. Numa tentativa de reconciliar a informação genética e ultra-estrutural com dados moleculares recentemente adquiridos, propomos aqui 30 filos protoctistas. Esse número é mais uma questão de gosto do que de tradição, porque não há regras para definir os filos protoctistas. Nossa classificação é questionável; por exemplo, alguns questionam que os mofos-de-lodo celulares e plasmodiais (Filo Paramyxa e Myxomycota, respectivamente) deveriam ser unificados. Alguns acreditam que os oomicetos, hifoquitrídeos e quitrídeos são realmente fungos, e que as clorófitas são plantas. Alguns insistem que Chaetopholares e Prasintophytes, que aqui estão dentro do Chlorophyta, devem ser elevados ao status de filo. A maioria reuniria as algas verdes de conjugação (Filo Gamophyta) com as outras no Chlorophyta. Existem argumentos contra e a favor dessas visões. Nosso sistema tem a vantagem de limitar o número de táxons mais altos e definir de forma precisa os três reinos dos grandes organismos. Embora tenha a desvantagem de que estes eucariotas têm pouco em comum uns com os outros, agrupar juntos as xenofióforas, as cercomônadas, os mofos-de-água e os outros como um único reino protoctista é melhor do que ignorá-los inteiramente. Os protoctistas são aquáticos: alguns marinhos, alguns de água doce, alguns terrrestres em solos úmidos e alguns parasitas ou simbióticos em tecidos úmidos de outros. Aproximadamente todos os animais, fungos e plantas — talvez todos — têm protoctistas associados. Os filos, tais como Microspora e Apicomplexa, incluem milhares de espécies, todas as quais vivem em tecidos de outros. Ninguém sabe o número de espécies de protoctistas. Embora somente 40.000 foraminíferos extintos estejam documentados na literatura paleontológica, e mais de 10.000 protoctistas vivos estejam descritos na literatura biológica, Georges Merinfeld (Universidade de Dalhousie, Halifax, Nova Escócia) estima que haja mais de 65.000 espécies sobreviventes, e John Corliss (Universidade de Maryland) sugere que haja mais do que 250.000. Mofos-de-água e parasitas de plantas são descritos na literatura de fungos, de protozoários parasitas na literatura médica, de algas por botânicos e de protozoários de vida livre pelos zoólogos. Práticas contraditórias na descrição e denominação de espécies têm conduzido a confusões que este livro tenta dirimir. Um outro problema é que muito da diversidade dos protoctistas está nas regiões tropicais, onde os cientistas são escassos. Ainda mais, a documentação de novas espécies freqüentemente exige uma dedicação muito grande e um estudo ultra-estrutural. A maioria dos fungos está limitada aos protoctistas de zonas temperadas, que são fontes de alimento, produtos industriais ou doenças. Uma variação marcante na organização celular, nos padrões da divisão celular e no ciclo de vida é evidente neste grupo diverso de micróbios eucariotas e seus parentes. Enquanto as algas são fotótrofos oxigênicos, os outros são heterótrofos que ingerem ou absorvem sem alimento. Em muitos, o tipo de nutrição varia com as condições: eles fotossintetizam quando a luz é abundante e se alimentam no escuro. Embora os protoctistas sejam mais diversos no estilo de vida e nutrição do que os animais, os fungos ou as plantas, metabolicamente eles são muito menos diversos do que as bactérias. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 41 O conhecimento crescente sobre a ultra-estrutura, a genética, o ciclo de vida, o desenvolvimento dos padrões, a organização cromossomial, a fisiologia, o metabolismo, a história fóssil e especialmente a sistemática molecular de protoctistas têm revelado muitas diferenças entre eles e os animais, os fungos e as plantas. Os grandes grupos de protoctistas, descritos aqui como filos ou grupos de filos, são tão distintos a ponto de merecerem o status de reino nas mentes de alguns autores, como explicado no Handbook of Protoctista (“Manual de Protoctistas”) (Margulis, Corliss, Melkonian e Chapman, editores) e o Illustrated Glossary of Protoctista (“Glossário Ilustrado de Protoctistas”) (Margulis, McKhann e Olendzenski, editores). O Glossário contém sete tabelas taxonômicas, incluindo as classes, nomes comuns e sumários de critérios técnicos para distinguir estes grupos. Novos dados sobre a biologia molecular relativos nos táxons protoctistas são descritos por Mitchell Sogin, e o livro contém um glossário de organismos (após o glossário geral), onde centenas de categorias e nomes taxonômicos em uso corrente são definidos e esboçados. Já que nenhuma pessoa ou grupo sozinho pode dominar todos os detalhes biológicos dos protoctistas, esperamos anos de discussão animada pela frente sobre sua melhor taxonomia. Com uma reverência à diversidade protoctista, um reconhecimento da sua herança eucariótica comum e um senso de humildade tanto em relação à sua complexidade quanto à nossa ignorância, apresentamos nossos 30 filos protoctistas. Fonte: MARGULIS, Lynn et al. Cinco reinos – Um guia ilustrado dos filos da vida na Terra. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. ANIMALIA (Do latim anima, respiração, alma) [Organismos diplóides que se desenvolvem de embriões (blástulas) e que se formam por fusão (fertilização: citogamia e cariogamia) de óvulos e espermatozóides haplóides (anisogametas). A meiose de gametas produz anisogametas.] Na classificação de dois reinos (animais e plantas) — mais antiga e não usada neste livro — os animais compostos de muitas células (multicelulares) eram referidos como Metazoa para distingui-los dos Protozoa (animais unicelulares). No nosso sistema, não há animais unicelulares; os protozoários tradicionais estão colocados no Reino Protoctista. Definimos animais como organismos heterotróficos, diplóides, multicelulares, que normalmente (exceto as esponjas) se desenvolvem a partir de uma blástula. A blástula, um embrião multicelular que se desenvolve do zigoto diplóide, produzido pela fertilização de um grande óvulo haplóide por um pequeno espermatozóide haplóide, é exclusiva dos animais. Devido aos gametas animais — o óvulo e o espermatozóide — diferirem em tamanho, eles são chamados anisogametas. O zigoto diplóide produzido por fertilização se divide por divisões celulares mitóticas, resultando numa massa sólida de células, que normalmente se torna oca para se transformar numa blástula. Em muitos animais, a blástula desenvolve uma abertura chamada de blastóporo, que é a abertura para o desenvolvimento do trato digestivo, e será o local da boca em animais pertencentes a alguns filos, ou o ânus em animais pertencentes a alguns outros filos. Certos animais em alguns filos não apresentam nenhum destes padrões; em vez disso, estes animais com segmentação espiralada produzem um blástula (estereoblástula) que é uma massa sólida de células — suas afinidades permanecem obscuras até que se descubra mais acerca de sua biologia. Os moluscos cefalópodes, que têm muita gema no seu ovo, não possuem blastoceles (cavidades embrionárias). A diferenciação e as migrações celulares transformam a blástula numa gástrula, um embrião com uma invaginação fechada, que é o trato digestivo embrionário na maioria dos animais. Os detalhes de desenvolvimento embrionário posterior diferem largamente de filo para filo. Contudo, padrões de desenvolvimento comuns proporcionam pistas para as relações entre os filos. Em muitos filos, os detalhes do desenvolvimento são conhecidos para muito poucas espécies até o momento; em alguns filos, para nenhuma das espécies. Como o desenvolvimento é intricado e complexo, não podemos resumi-lo em poucas palavras. Por razões semelhantes, definições concisas e precisas dos filos nem sempre poderão ser dadas. Nossas descrições são mais informais. A multicelularidade não é privilégio dos animais; organismos multicelulares são abundantes em todos os reinos. Exemplos incluem a maioria das Cyanobacteria e Actinobacteria no Reino Bacteria; Phaeophyta, Oomycota e Rhodophyta no Reino Protoctista; a maioria dos membros do Reino Fungi; e todos os membros do Reino Plantae. Contudo, a multicelularidade é mais diversa nos animais; isto é, muitas células com funções altamente especializadas são agrupadas em tecidos, e os tecidos em órgãos. Conexões complexas ligam as células em tecidos na maioria dos filos; dois tipos de conexões exclusivas de animais são os desmossomos e as junções em hiato, que regulam a comunicação e o fluxo de materiais entre as células. As conexões de célula para célula podem ser vistas com um microscópio eletrônico. A maioria dos animais ingere os nutrientes. Muitos animais levam o alimento para dentro de seus corpos através de uma abertura oral ou engolfam partículas sólidas em células digestivas por fagocitose (“comer células”), ou gotas de líquido por pinocitose (“beber”), ou absorvem as moléculas de alimento através de membranas celulares. Os parasitas, tais como as tênias, freqüentemente não possuem sistemas digestivos. Animais dependentes da luz solar, tais como Convoluta paradoxa (um platelminto) e Elysia (um molusco), adquirem simbiontes fotossintetizadores, como os protoctistas que se tornaram plantas. Os animais que habitam chaminés pretas do fundo do oceano profundo (aberturas hidrotérmicas) e fontes frias (água fria surgindo do fundo do mar) não dependem diretamente da luz do Sol para energia. Em vez disso, a energia que alimenta seus simbiontes vem de compostos inorgânicos como os sulfetos e o metano, que são produzidos por essas chaminés do fundo do mar. Os vermes de tubo, os mariscos e outros animais de fontes frias são nutridos por simbiose com bactérias quimiolitoautotróficas. Um quimiolitoautótrofo é uma bactéria autoalimentadora que usa energia liberada por oxidações químicas inorgânicas como fonte de energia para seus processos vitais, incluindo a síntese de moléculas orgânicas a partir de CO2. Os animais de fontes e de chaminés ou digerem as bactérias diretamente ou absorvem as moléculas orgânicas sintetizadas por seus parceiros simbióticos. Essas comunidades de chaminés são raras hoje mas foram típicas do ambiente terrestre de 3 bilhões de anos atrás. Os animais exibem diversos padrões comportamentais, tais como atração à luz, repulsão a produtos químicos nocivos e detecção de gases dissolvidos e temperatura. Tais comportamentos são encontrados em membros de todos os cinco reinos, mas os animais têm este tema mais elaborado. No início da história do reino animal, mas de meio bilhão de anos atrás, os sistemas nervosos, incluindo os cérebros, evoluíram em diversos ramos. Os organismos de nenhum outro reino têm sistemas nervosos ou cérebros. Quanto à forma, os animais são os mais diversos de todos os organismos. Os menores animais ainda são chamados de micróbios. Menores do que muitos protoctistas, estes animais exigem um microscópio para poderem ser vistos. Muitas destas espécies de animais diminutos formam a fração heterotrófica do plâncton (do grego planktos, nadando); animais planctônicos — junto com as espécies planctônicas fotossintetizadoras — constituem a base das teias alimentares marinhas e de água doce. Os maiores animais atualmente são as baleias, mamíferos na nossa própria classe (Mammalia) e filo (Craniata). Os membros da maioria dos filos animais habitam águas rasas. As formas de hábito verdadeiramente terrestre são encontradas em somente quatro filos: os quelicerados, como as aranhas; os mandibulados (unirremes), como os insetos; os crustáceos, como os tatuís; e craniatos, como os répteis, aves e mamíferos. As espécies que vivem no solo (por exemplo, os vermes terrestres) pertencem a diversos filos, mas, como exigem umidade constante, não se livraram propriamente do ambiente líquido. De fato, os animais da maioria dos filos são vermes aquáticos de um tipo ou outro, exceto insetos e outros do Filo Mandibulata. Provavelmente, mais de 99,9% de todas as espécies de animais que já viveram estão extintas, e são estudadas na Paleontologia e não na Zoologia. De todos os organismos, somente os animais foram bem-sucedidos em invadir ativamente a atmosfera. Representantes de todos os cinco reinos (por exemplo, esporos de bactérias, fungos e plantas) gastam frações significantes de seus ciclos de vida suspensos na atmosfera, mas nenhum em qualquer reino para a sua vida no ar. O vôo ativo evoluiu somente nos animais. A locomoção dos animais através do ar evoluiu de forma independente diversas vezes, mas em somente dois filos: Mandibulata, Classe Insecta, e Craniata, Classes Aves (aves), Mammalia (morcegos) e Reptilia (diversos dinossauros voadores extintos). Por muitos anos, e mesmo agora, alguns biólogos associam animais a um de dois grandes grupos: os invertebrados — animais sem espinhas dorsais, e os vertebrados — animais com espinha dorsal. To- 42 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. dos os animais, exceto os membros do nosso próprio filo, Craniata, invertebrados. Hoje em dia, cerca de 98% de todos os animais vivos são invertebrados. Essa dicotomia invertebrado-vertebrado considera de forma significativa a nossa perspectiva distorcida. Nossos animais de estimação, bestas de cargas e fontes de alimento, couro e ossos — isto é, animais terrestres mais próximos do nosso tamanho e mais familiares — são membros do nosso próprio filo. De um ponto de vista menos antropocêntrico, os atributos que não a ausência de uma espinha dorsal são melhores indicadores da divergência evolutiva primitiva. Preferimos descrever estes animais, na maioria marinhos, por seus atributos únicos a diferenciá-los coletivamente como invertebrados. [...] Fonte: MARGULIS, Lynn et al. Cinco reinos – Um guia ilustrado dos filos da vida na Terra. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. OS PRIMATAS O homem é classificado na ordem Primatas: Subordem Superfamília Espécie Prossimili Anthropodea ceboideia Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. lêmur (Madagáscar) macacos das Américas platirrinos (narizes chatos) ceropithecidae babuínos e macacos da África hominoidea pongidae: gorila, orangotango, chimpanzé, gibão hominidae: homens e seus fósseis Os primatas surgiram no início do cenozóico, há 60 milhões de anos. Quinze anos depois de Darwin ter publicado seu famoso livro A Descendência do Homem (1871), foram descobertos em Neanderthal, na Alemanha, fragmentos ósseos que um professor identificou como um homem de pequena estatura. Esse fóssil foi investigado e apresentado como um precursor do homem. Todavia, um dos mais famosos professores de patologia, Virchow, contestou que se tratava de um indivíduo com doença deformante. Só em 1880 o “homem de Neanderthal” foi aceito como um precursor do homem. Outros crânios e esqueletos semelhantes foram descobertos mais tarde em outros pontos da Europa. As origens Fósseis Época em que viveram 21 000 000 a 10 000 000 Características Ereto, é o ancestral dos chimpanzés e gorilas. Dente canino grande. Provavelmente não fazia artefatos para se defender. Vivia na África. É provavelmente o mais antigo primata semelhante ao homem. Arco dental curvado. Provavelmente vivia em árvores. Volume encefálico 450 ml. Ereto. Usava o fogo. Volume encefálico 1 000 ml. Vida comunal, usava o fogo e fazia ferramentas primitivas de pedra. Crânio espesso com sobrancelhas salientes e testa inclinada. Volume encefálico maior do que 1 500 ml. Fabricava ferramentas avançadas. Enterrava os mortos e aparentemente tinha uma religião. Pintava cavernas e esculpia figuras; inventou a agulha de costura. Do Proconsul surgiram o gibão, o chimpanzé e o gorila. Do Ramapithecus surgiram o Australopithecus e o Homo. Sempre que se descobria um novo grupo de fósseis, a tendência era classificá-lo como gênero e espécie novos. Todavia não existe consenso racional para tal. Alguns desses fósseis coexistiram, como o homem de Neanderthal e o Cro-Magnon, ou o Cro-Magnon e o homem moderno, não sendo excluída a possibilidade de que pudessem cruzar, produzindo descendentes férteis. Um Cro-Magnon vestido como um homem moderno, apesar de suas diferenças, não chamaria a atenção. É extraordinário conceber como cada uma dessas raças migrou, atravessando continentes, colonizando-os para depois ser substituída pela raça mais evoluída. Além do contínuo aumento de volume do cérebro, o desenvolvimento mais importante durante a evolução foi a alteração da forma da faringe e da língua, permitindo que os sons produzidos na laringe fossem modulados pela língua, pela alteração do espaço acima da faringe. Isso permitiu ao Homo sapiens desenvolver a linguagem, falar e com isso criar uma transmissão de informação instantânea e contínua (em contraste com a informação genética, que é transmitida de uma só vez de uma geração para outra), permitindo a transferência de suas descobertas, como é o caso da produção de ferramentas. Com a descoberta da escrita, a informação cultural passou a ser mais importante do que a genética, mantendo o homem como uma espécie única. Recentemente, comparando-se seqüências dos cromossomos Y e mitocondriais e recuperando-se em alguns casos o DNA de ossos e outros fósseis, tem sido possível analisar a história das populações humanas. Essas pesquisas indicam a existência de apenas quatro linhagens de DNA entre os ameríndios, que devem ter resultado de migrações da Ásia Oriental (Mongólia), através do estreito de Bering, cerca de 20 mil anos atrás, num período glacial que permitiu a passagem a pé, chegando até a Patagônia. Não se confirmam as idéias de que a América do Sul teria recebido migrações da África ou de vikings e de que o Brasil teria sido ocupado há mais de 12 mil anos. As mais antigas populações brasileiras são os fósseis da Lagoa Santa, que viveram há 10 mil anos e desapareceram. A América do Sul foi o último continente a ser povoado pelo homem. Fonte: RAW, Isaias; MENNUCCI, Leila; KRASILCHIK, Myriam. A biologia e o homem. São Paulo: Edusp, 2001, p. 328 a 333 Proconsul CONSCIÊNCIA E DOGMA – A ORIGEM DO HOMO SAPIENS A história do surgimento do homem – a partir da evolução gradual de um antigo ancestral, que também deu origem aos grandes macacos – está bem documentada por evidências científicas acumuladas desde que Darwin e Wallace ousaram defender uma versão diferente da registrada no texto bíblico. O confronto entre o conhecimento e o mito, porém, permanece vivo, como mostra o crescimento, inclusive no Brasil, do movimento criacionista. Os textos religiosos são belos em sua força simbólica e valiosos para a cultura, mas sua interpretação dogmática representa um sério obstáculo à compreensão do mundo e, portanto, à própria compreensão da espécie humana. Olhando em volta nos vemos diferentes dos outros animais. Muitas vezes, até, nos achamos tão afastados deles que falamos como se eles pertencessem à natureza e nós, os Homo sapiens, não. Falamos com freqüência na dicotomia ‘o homem e a natureza’, embora esta seja apenas aparente. O que acontece é que, como humanos, vemos o mundo através de nossa ótica. O que nos aponta alguma semelhança são as nossas necessidades básicas, metabólicas. Na verdade, o que nos distinguiu dos demais seres vivos foi a nossa capacidade de desenvolver uma linguagem articulada, que permite combinar palavras seguindo uma gramática e assim construir frases que adquirem um sentido mais amplo que a simples adição dessas palavras. É uma linguagem de dupla articulação, já que se utiliza das palavras e dos sentidos. Essa linguagem, surgida não se sabe quando, deu-nos uma nova capacidade que não parece ser encontrada em nenhum outro ser vivo: a consciência. Somos animais que temos consciência da morte, que vivemos as aflições do futuro, que encontramos a nossa identidade no passado. Olhamos o mundo com um olhar próprio e podemos enxergar além do horizonte. Ramapithecus 14 000 000 a 12 000 000 Australopithecus Homo erectus Homem de Pequim Homo sapiens Java Homo sapiens Neanderthal 4 000 000 a 900 000 800 000 a 400 000 300 000 a 50 000 200 000 a 40 000 Homo sapiens Cro-Magnon 40 000 a 10 000 43 O mito e a matemática Os mitos têm duas funções essenciais para a preservação da cultura. Em primeiro lugar, eles respondem às nossas perguntas existenciais mais primárias — Como surgiu o mundo? Como, e quando, ele acabará? Quem foi o primeiro homem? O que ocorre depois da morte? A outra função é a de justificar um sistema social existente e dar sentido a costumes e ritos tradicionais, criando, assim, um sentido de pertencimento ao grupo. A linguagem simbólica dos mitos exige uma permanente interpretação e uma adequação aos acontecimentos que caracterizam a história da cultura. Grande parte dos mitos inicia sua narrativa afirmando que no início era o ‘caos’, ou o ‘nada’, e que em dado momento alguma entidade sobrenatural criou tudo o que viria depois. Esse elemento comum pode estar relacionado ao fato dos mitos de origem serem, em última instância, mitos fundadores de culturas. Eles nos dizem quando se começa a ter consciência do mundo, ou seja, quando a linguagem de dupla articulação permitiu ordenar e classificar o mundo sensível, dando a este um significado. Interpretar um mito sem levar em conta sua linguagem simbólica nos leva a uma posição delicada, que desfaz a força do próprio mito. Um exemplo marcante dessa apropriação do mito, retirando dele seu valor simbólico, ocorreu no século 17. A ciência moderna mal iniciava sua trajetória. O físico e astrônomo italiano Galileu Galilei (1564-1642) havia publicado os seus diálogos e mostrado que a matemática era a linguagem que se podia usar para compreender os fenômenos naturais, anunciando uma revolução de maiores conseqüências que iria transformar por completo a maneira ocidental de se olhar o mundo. Nesse Espécies em transformação A evolução por seleção natural, proposta por Darwin e Alfred Russel Wallace (1823-1913) em 1858, tem como elemento essencial o tempo. Wallace realizou uma expedição à Amazônia no período de 1848 a 1852, quando manteve contato com outro naturalista inglês, Henry Walter Bates (1825-1892), que esteve na mesma região de 1848 a 1859. É provável, como aponta o bioquímico Ricardo Ferreira, da Universidade Federal de Pernambuco, que a semente da teoria da evolução por seleção natural tenha nascido ainda em 1850, quando do último encontro de Wallace e Bates em uma região próxima a Manaus (ver ‘A natureza brasileira e a teoria da evolução’, em CH nº 127). Quando de seu retorno à Inglaterra, em 1852, Wallace sofreu um naufrágio e perdeu todas as suas anotações e coleções. Sem poder apresentar seu trabalho, ele seguiu para a Indonésia em 1854, onde permaneceu até 1862. Lá, Wallace escreveu dois artigos sobre a idéia de evolução por seleção natural. O primeiro, On the law which has 44 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Nossa capacidade de deduzir levou-nos a concluir que a Terra é redonda somente observando a sombra projetada por uma haste em dois pontos distantes. Ao observar um eclipse lunar, concluímos que a região escura formada na Lua era a sombra da Terra projetada no espaço, e foi possível estimar o tamanho relativo de nosso satélite. Ao observarmos o ciclo lunar ou a seqüência das estações do ano, pudemos criar um calendário e medir o tempo. Desenvolvemos a capacidade de inferir o futuro. E foi possível — uma necessidade mesmo de sobrevivência — construir uma interpretação do mundo que pudesse fazer sentido e nos dar sentido. Nossos ancestrais diretos, os primeiros H. sapiens, surgiram possivelmente entre 150 mil e 100 mil anos atrás. Antes desse momento, no extenso período que vai de 1,5 milhão a 500 mil anos atrás, sabemos que os Homo erectus migraram da África e ocuparam diversas regiões do mundo. Estes não parecem ser substancialmente diferentes de nós, e alguns pesquisadores acreditam que tanto um quanto o outro pertencem a uma só espécie derivada de um ancestral mais antigo, um hominídeo extinto muito tempo antes. Registros arqueológicos mostram que os H. erectus já desenvolviam complexos rituais de morte, o que indica terem sido capazes de desenvolver uma linguagem articulada e já possuírem alguma espécie de cultura. Mas os registros mostram também que, após esse período de migração para lugares distantes, eles desapareceram sem que saibamos as razões. Um pequeno núcleo de H. erectus, isolados dos demais em uma região possivelmente a nordeste da África ou no Oriente Próximo pode ter dado origem ao H. sapiens. A capacidade de articular uma linguagem e de desenvolver a consciência permitiu ao H. sapiens procurar soluções para a sua adaptação a lugares inóspitos e a condições climáticas adversas. O homem é capaz de sobreviver ao calor dos desertos e ao frio gélido das regiões polares. Podemos viver em regiões áridas ou em áreas de umidade elevada. A sobrevivência é possível adaptando-se ou criando-se novos hábitos alimentares adequados aos recursos disponíveis. Essa capacidade está diretamente relacionada à possibilidade de transmitir informações e experiências de uma geração para a outra. Vivemos na natureza, dela dependemos, mas, em diversas épocas, consideramo-nos além dela. E de fato estamos além dela, no sentido de que podemos pensar sobre ela, buscar interpretações e significados. De início coletores-caçadores, os H. sapiens começaram a criar assentamentos maiores e, por volta de 3 mil a.C., as primeiras cidades apareceram na Mesopotâmia, região que corresponde aproximadamente ao atual Iraque. A capacidade de articular uma linguagem permitiu o desenvolvimento de uma consciência e o surgimento de ritos que garantiam a manutenção da identidade dos indivíduos no seu grupo. Com o surgimento das primeiras cidades nasceu uma nova ordem política. momento de transformação, tentou-se estudar a Bíblia usando a matemática. Isso tornou possível fazer uma contagem regressiva do Velho Testamento e chegar ao dia em que Deus teria criado Adão. O dia e a hora aproximada, como afirmava o teólogo inglês John Lightfoot (16021675), vice-chanceler da Universidade de Cambridge. Ele havia refeito os cálculos do arcebispo irlandês James Ussher (1581-1656) e obtido o que julgava ser uma precisão maior. Para Lightfoot, Adão teria surgido no mundo por criação divina no dia 23 de outubro de 4004 a.C., por volta das nove horas da manhã. A cronologia da criação passou a ser adotada como dogma e publicada nas Bíblias inglesas até o século 19. Foi nelas que Charles Darwin (1809-1882) aprendeu a religião. Durante sua viagem ao redor do mundo no Beagle, Darwin ainda era um ortodoxo. Acreditava que o mundo não tinha mais que seis mil anos. E suas observações como naturalista foram influenciadas por essa crença. Antes do início da viagem de Darwin já existia a noção de que as espécies haviam evoluído e muitas delas desaparecido. A interpretação dos fósseis como registros do passado levou o paleontólogo francês Georges Cuvier (1769-1832) a afirmar que os ossos fossilizados que analisava não eram de espécies atuais (“l’homme fossile n’existe pas”, dizia ele: “o homem fóssil não existe mais”). Decorrência dessa afirmação é o fato de que espécies do passado não estão mais presentes, ou seja, o ser vivo passou por mudanças. As idéias de evolução remontam a essa época. Jean-Baptiste Monet, cavaleiro de Lamarck (1744-1829), não admitia que as diferentes espécies presentes tivessem surgido na criação, como afirma a Bíblia, e se mantido estáticas desde então, pois se isso tivesse ocorrido elas não poderiam sobreviver às alterações ambientais. Sua conclusão foi a de que as espécies se transformavam continuamente para poder sobreviver a um ambiente que se altera o tempo todo. Uma das mais importantes descobertas no campo da geologia foi feita pelo inglês William Smith (1769-1839) no início do século 19. Smith descobriu que as camadas de sedimentos são registros de tempos antigos, e isso o levou a concluir que a Terra não foi, no passado, semelhante ao que é hoje. Ou seja, a própria Terra tem uma história. A interpretação das camadas sedimentares mostrou que o planeta é muito mais antigo do que se poderia supor. Sua história ultrapassa muito a marca de alguns milhares de anos. De fato, pelas observações atuais, a Terra surgiu a partir da aglomeração de átomos e moléculas, quando o sistema solar se formou, há uns 4,5 bilhões de anos. A vida, por sua vez, parece ter surgido apenas uns 500 milhões de anos após a formação do planeta. Nessa nova percepção do tempo de existência da Terra, existe tempo para que os mecanismos que atuam sobre a transformação do ser vivo possam ocorrer. Trata-se, portanto, de uma visão radicalmente diversa daquela vivida por Darwin em sua viagem, quando ele tinha como dogma a cronologia de Ussher. De fato, em seis mil anos seria impossível pensar em mudanças dos seres vivos. Mas nesse período tão curto também seria impossível pensar nas transformações geológicas observadas, como havia mostrado outro geólogo, o escocês Charles Lyell (1797-1875), amigo de Darwin. Para Darwin, era fundamental reformular sua idéia do tempo de origem da Terra e do surgimento do homem no planeta. E, sem dúvida, esse foi um dos obstáculos que ele teve que ultrapassar para poder formular uma teoria de evolução por seleção natural. Em sua autobiografia, Darwin deixa claro que teve muita dificuldade em abandonar sua visão ortodoxa da religião. regulated the introduction of new species (‘Sobre a lei que tem regulado a introdução de novas espécies’), escrito em 1855, foi encaminhado para publicação. Uma cópia do artigo de 1858, intitulado On the tendency of varieties to depart indefinitely from the original type (‘Sobre a tendência das variedades de se afastar indefinidamente do tipo original’), foi encaminhada para Darwin para comentários. Menos de um mês depois que este recebeu o manuscrito, ainda em 1858, os trabalhos de Wallace e de Darwin sobre a evolução foram apresentados na Linnean Society. No ano seguinte foi publicado o livro de Darwin, A origem dos espécies, onde se pode notar a influência das idéias de Wallace sobre o processo de seleção. A idéia-mestra do processo de evolução por seleção natural é, em linhas gerais, a de que uma parcela de uma população, ao sair de um ambiente inicial, se mantém isolada da população de origem. Com o tempo, no novo ambiente, alguns caracteres presentes nesse grupo que permitem uma melhor adaptação ao novo ambiente serão ‘selecionados’ (já que seus portadores terão vantagens para sobreviver e deixar descendentes) e irão dominar na população. Os caracteres selecionados, diferentes dos que dominavam na população antes do isolamento, dão origem a novos estados. Nem todas as mudanças sobreviverão, pois a seleção natural age no sentido de eliminar aquilo que não se adapta ao meio. Com o tempo e o isolamento, uma nova espécie, derivada da primeira, irá surgir no novo ambiente. Essa trajetória explica, entre outras coisas, a tendência a uma maior diversidade das espécies e não, como se poderia pensar, a um estrangulamento que levaria à sobrevivência de apenas uma espécie. Nem Darwin nem Wallace poderiam dizer como os caracteres alteravam-se, pois nenhum dos dois tinha conhecimento dos princípios da genética — segundo a qual as mutações ocorridas nos genes são responsáveis por essas alterações. A genética, em particular a genética molecular, só iria aparecer muitos anos depois da publicação dos trabalhos iniciais sobre a evolução por seleção natural. Hoje, com o desenvolvimento de técnicas extremamente precisas, é possível comparar a informação genética de diferentes espécies e estabelecer seu grau de parentesco. A teoria da evolução por seleção natural teve de imediato uma enorme resistência, pois via-se nela uma negação frontal ao caráter particular e divino do homem. As maiores críticas vieram dos setores mais conservadores. Como, estes perguntavam, podia-se afirmar que o homem, feito à imagem e semelhança de Deus, vinha do macaco? Essa questão, uma entre as muitas que perduram há mais de um século, revela uma leitura superficial e equivocada das idéias que aparecem na teoria da evolução por seleção natural. O Homo sapiens é apenas um parente de gorilas e chimpanzés. Os estudos em genética e em paleontologia mostram que essas três espécies devem ter se originado a partir de um ancestral que viveu há mais de 10 milhões de anos, muito antes do surgimento de qualquer cultura. Essa espécie, extinta há milhões de anos, deu origem a espécies diferentes que, por sua vez, acabaram originando as três atuais. Gorilas, chimpanzés ou homens não conseguiriam sobreviver às condições ambientais em que viveu o seu ancestral comum, nem este se adaptaria ao mundo de hoje. A vida vem mudando permanentemente, embora muito lentamente. Mas nem gorilas nem chimpanzés foram capazes de desenvolver uma linguagem articulada. Já foi demonstrado, por exemplo, que os grandes macacos podem aprender quase mil palavras, mas são incapazes de formar uma frase. Os macacos podem, sem dúvida, construir instrumentos rudimentares e, como muitos outros animais, conseguem se comunicar com eficiência. Mas a gramática só foi desenvolvida pelo homem. E isso é o que nos diferencia dos demais animais. Razão, simbolismo e dogma A extrapolação das idéias evolucionistas para o campo social mostrou-se, como era de se esperar, um desastre. Não se pode pensar em evolução em tempos históricos. A evolução é um processo que precisa de tempo — de muito tempo — para agir. Um fato importante que devemos ter em mente é o de que a compreensão da teoria da evolução por seleção natural, uma teoria elaborada, exige um grande conhecimento de suas bases. Uma leitura superficial leva à não compreensão das idéias que formam a base dessa teoria. Como entender, sem essa compreensão, que as espécies têm caracteres, que existem variedades ou estados, que os genes atuam no processo de seleção? Como compreender que a informação da vida está contida em quase todas as células do corpo humano em uma molécula Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. microscópica, o DNA, que, estendido, teria mais de 1 m de comprimento? São conceitos muito distantes do senso comum, embora, muitas vezes, possam com este se confundir. Aqui ingressamos em um dos aspectos que desafiam todos os que se dedicam à divulgação da ciência. Como falar de teorias elaboradas para um público que não tem conhecimento de conceitos básicos? A leitura sem orientação leva o leitor a um emaranhado de idéias confusas, que não fazem sentido. Como salienta o antropólogo francês Claude Lévi-Strauss no prefácio de seu livro História de lince (Companhia das Letras, 1993): “Para o homem, volta a existir, portanto, um mundo sobrenatural. (…) Aos olhos dos leigos (ou seja, de quase toda a humanidade), esse mundo sobrenatural apresenta as mesmas propriedades que as do mito: tudo acontece de um modo diferente do que no mundo comum e, freqüentemente, ao inverso. Para o homem comum — todos nós — esse mundo permanece inatingível, exceto pelo viés de velhos modos de pensar que o especialista consente em restaurar para o nosso uso. (…) Do modo mais inesperado, é o diálogo com a ciência que torna o pensamento mítico novamente atual.” É nesse cenário que as idéias criacionistas ressurgem com força na sociedade tecnológica. Idéias que oferecem um forte obstáculo para a compreensão do mundo atual, pois baseiam-se em leituras dogmáticas de textos que são belos por sua força simbólica e que não podem, de forma alguma, ser abandonados, pois constituem nosso mito de origem e contribuem para a construção de nossa cultura. Mas são textos que devem ser lidos com a mente aberta para que se entenda o simbolismo, uma das mais fortes características de nossa linguagem articulada. Não devemos errar como o reverendo Ussher ou o vice-chanceler de Cambridge e racionalizar o simbólico. Seria uma perda irreparável. Fonte: BARROS, Henrique Lins. Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas. Revista Ciências Hoje. Rio de Janeiro: SBPC, vol. 36, nº 215. A SAÚDE GLOBAL Por que global? É possível que o adjetivo global venha a ser equivocadamente entendido como saúde perfeita e total, como ausência de qualquer doença, defeito ou imperfeição. Essa utopia encontrou algum respaldo na definição cunhada pela Organização Mundial da Saúde (OMS), segundo a qual a saúde é “um estado de completo bem-estar físico, mental e social”, que contribuiu para ampliar (até demais, às vezes) o horizonte muitas vezes puramente organicista da biomedicina. Nos corredores da OMS em Genebra, porém, às vezes ouviu-se sussurrar: “Se alguém vier aqui e afirmar que se encontra num estado de completo bem-estar etc., etc., etc., vamos interná-lo no manicômio”. Na verdade, a saúde não é um estado e não é perfeição. É uma condição em equilíbrio variável, que diferentemente do passado pode-se hoje mudar notavelmente para melhor. Parece-me também pouco provável que se possa atingir a perfeição humana por meio da higiene e da medicina; às vezes, essa tentativa induz as pessoas a realizar excessos, os médicos a tratar o supérfluo e os Estados a perpetrar abusos. Assim, entendo por saúde global aquela de todos os sujeitos humanos, e penso que existam motivos válidos para pôr esse conceito no centro da reflexão bioética sobre a relação entre saúde e doença. O motivo principal é que a saúde, a qual é ao mesmo tempo um dos processos mais íntimos da pessoa e um dos fenômenos mais ligados à vida coletiva, tem um caráter duplo no plano moral: intrínseco, como presença, limitação ou ausência de capacidades vitais (no limite, como antítese entre vida e morte), e instrumental, como condição essencial para viver em liberdade. De fato, a liberdade substancial fica reduzida quando a doença predomina: a) porque o indivíduo normalmente fica impedido em uma ou mais das suas faculdades de decidir e de agir; b) porque a sua sorte é confiada a poderes estranhos, sobretudo se ele não é mais considerado, enquanto doente, um cidadão detentor de direitos; c) porque a doença, quando é grave e persistente, freqüentemente lança o indivíduo (assim como as nações) para baixo, para um círculo vicioso de uma regressão que pode se tornar irreversível. Isso foi o que ocorreu muitas vezes no passado, e que está acontecendo agora. Para muitos camponeses chineses, por exemplo, desde que foi reduzida ou eliminada a assistência pública, adoecer tornou-se a causa principal da sua precipitação na pobreza, como acontecia nos campos há um ou dois séculos. Em 45 Prólogo: a “unificação microbiana” do mundo A globalização das doenças, ou seja, a difusão dos mesmos quadros mórbidos por todas as partes do mundo, começa em 1492, com a descoberta (ou conquista) da América, que assinalou a passagem dos povos e, portanto, das suas doenças, da separação à comunicação global. Mesmo antes, na história, as doenças epidêmicas já se haviam difundido de um continente a outro, seguindo os deslocamentos das populações e a troca de mercadorias, como a peste e o cólera que viajaram diversas vezes entre a Ásia e a Europa. Porém, antes de 1492, as muitas condições diferentes determinadas pelo ambiente, pela nutrição, pela organização social e cultural e sobretudo pela presença ou ausência de germes, de vetores biológicos e de doenças infecciosas, que em todos os lugares eram a principal causa de mortalidade, tinham criado quadros epidemiológicos notavelmente diferentes entre o Velho e o Novo Mundo. Nas Américas, por exemplo, não existiam a varíola, o sarampo, a febre amarela, a malária perniciosa e provavelmente a difteria, a coqueluche, a varicela, a febre tifóide, a escarlatina e a gripe. Na Eurásia e na África não havia a sífilis. Também por isso, após 1492, o impacto das novas doenças foi devastador, principalmente no continente americano, cujas populações não apresentavam nenhuma defesa imunológica contra elas. Essas resistências imunitárias desenvolveram-se sempre como resultado de longa seleção, convivência, lutas e adaptações entre os microorganismos e o hóspede; apenas em épocas recentes a resistência humana também foi criada como produto da ciência. Alguns outros aspectos daquilo que ocorre no Novo Mundo impõem reflexões morais. Estas nascem da simultaneidade e da sinergia entre as doenças, então incontroláveis, e a perda da identidade, da segurança e do poder das populações americanas, tudo isso causado pelo extermínio deliberado, pelo trabalho escravo e letal nas minas, pela quebra dos equilíbrios alimentares, pelo colapso psicológico e cultural que contribuiu para reduzir a resistência às doenças e provocou até mesmo epidemias de suicídios. A primeira denúncia da “história mais longa de massacres e devastações que poderia e deveria ser redigida” foi escrita pelo bispo Bartolomé de Las Casas em 1552. As análises mais aprofundadas são aquelas realizadas nas últimas décadas do século XX, como efeito de uma radical revisão historiográfica sobre o “equívoco de Colombo”. Ao longo dos séculos, que separam essas duas datas, o julgamento que prevaleceu foi aquele correspondente à tradição da “história escrita pelos vencedores”, pelo menos quanto a dois aspectos. Um deles está na ênfase quase exclusiva sobre as doenças, verificada em todos livros, manifestando a tendência a encobrir as outras causas de extermínio, provocadas e em razão das culpas humanas. O outro consiste em subestimar as perdas demográficas ocorridas no continente americano. A cifra global da queda Primeiro ato: a saúde torna-se internacional Depois da unificação microbiana do mundo transcorreram quase três séculos antes que a humanidade (povos, governos, cultura e ciência) tomasse consciência dos riscos comuns e começasse a encará-los com um empenho que ultrapassasse as fronteiras. Porém, não foram séculos obscuros, mesmo porque desde o século XVII já começara a afirmar-se o valor do conhecimento científico e da experimentação. No século XVIII, reconheceu-se que “salvar as almas não é mais o único dever das famílias e das autoridades civis e religiosas. Salvar os corpos é um compromisso igualmente importante”, e foram feitos grandes avanços no 46 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. alguns países africanos, a combinação entre AIDS, pobreza e a indiferença do mundo significa cair numa crise dificilmente reversível. Saúde global, também, porque a saúde é um bem indivisível. Nesse campo, e vou insistir nisso, o gênero humano está ligado por um destino comum. Por isso é paradoxal que enquanto são globalizadas as finanças, a informação simultânea, a migração dos povos e a transferência de mercadorias, a criminalidade organizada, os conhecimentos científicos e as tecnologias, os sistemas de poder, a produção, o consumo e o trabalho humano, um bem essencial como a saúde seja negligenciado ou deteriorado por uma globalização tão proeminente e invasiva. Exatamente porque a globalização representa a fase atual e futura do desenvolvimento e porque pode responder a muitas exigências do gênero humano, a saúde deve ser encarada hoje como uma finalidade global, como um bem que em toda parte seja tratado de forma explícita e programada. A dimensão global da saúde e das escolhas morais ligadas a tal dimensão, que agora é predominante, na verdade, não é totalmente nova. Apresentou-se, muitas vezes, nos séculos que constituem a época moderna, de formas diferentes daquelas que se está vivendo. Por isso, tratarei esse tema sob uma perspectiva diacrônica, correspondente aos eventos e às orientações que efetivamente estiveram em cena na história do mundo. Assim, tentarei descrever as várias fases na forma de um prólogo e mais três atos: cada um deles com características próprias e suas próprias coordenadas morais. Nas partes conclusivas, farei então referência à questão crucial da eqüidade na saúde, às tendências atuais da globalização e as escolhas morais que seguem a isso. populacional entre o início e o fim do século XVI havia sido avaliada em “apenas” 5-10 milhões de vidas perdidas. Pesquisas sucessivas demonstraram que as Américas em 1492 eram tão populadas como a Europa (50-80 milhões), ao passo que, no final do século XVI, não restavam ali mais que 10 milhões de habitantes. Mesmo que não se possa definir estritamente como genocídio, dado que o extermínio foi provocado por uma conjunção de fenômenos naturais e decisões humanas, essa foi certamente a maior tragédia demográfica já vivida pela espécie humana. Ao se analisar os aspectos antropológicos e morais dessa experiência, deparar-se-ão com dois mitos, que durante muitos séculos conspiraram, por ignorância das causas e dos percursos das doenças, contra o avanço das ações humanas para preveni-las e curá-las. O primeiro deles trata-se da origem divina das doenças: para alguns por desprezo, para outros por preferência. “Quando os cristãos encontraram-se exauridos pela guerra — contou Francisco de Aguilar, sequaz de Cortés — Deus achou por bem mandar a varíola aos índios e a cidade foi colhida por uma grande pestilência (…)”. Em 22 de maio de 1634, John Winthrop, primeiro governador da Massachusetts Bay Colony, assinalou: “Quanto aos indígenas, quase todos morreram de varíola; desse modo, o Senhor quis estabelecer o nosso direito àquilo que possuímos”. Deve-se acrescentar que os próprios ameríndios atribuíram ao privilégio divino a incolumidade dos espanhóis diante do mal que exterminava os nativos, o que contribuiu para o seu abalo psicológico e sua posterior derrota. Toda a medicina científica afirmou-se refutando esse mito, de Hipócrates em diante, graças à sua negação em reconhecer a presença direta e pessoal do divino na natureza, e também da crença de que a epilepsia, por exemplo, fosse um male sacro: “Acerca do mal sacro, essa é a realidade. Por nada é mais divino ou mais sacro do que as outras doenças, mas tem estrutura natural e causas racionais”. Entretanto, mesmo quando as muitas causas foram reconhecidas, o mito se perpetuou. O outro mito consiste em atribuir a origem das doenças ao “inimigo” ou ao estranho diferente, hostil e, portanto, suspeito, e se manifestou claramente na outra margem do Atlântico quando apareceu a sífilis. Proveniente do Novo Mundo, a doença explodiu na Europa pela primeira vez em 1495, de forma epidêmica, durante o assédio e a conquista de Nápoles pelos exércitos franceses de Carlos VIII. Atingiu de modo igual os dois exércitos, mas os italianos logo a denominaram mal franzes (ou em linguagem mais douta morbus gallicus), enquanto os franceses a chamaram mal napolitain. Quando chegou ao Oriente, os japoneses a definiram como mal português, e assim por diante, a cada vez culpando outras nacionalidades. Foram registradas mais 12 diferentes “denominações de origem” da sífilis, todas estigmatizantes, provenientes de outros tantos povos e países. Quando se começou a intuir que a doença proviesse da América, obviamente não faltou a tendência a atribuir a culpa aos índios vitimados pela doença, porque “não tinham conhecido a palavra de Cristo”, e aos transmissores dela, porque tinham “hábitos particularmente libidinosos”. Antes e também depois da sífilis, aliás, a tendência a inculpar “os outros” pelas epidemias foi uma componente constante da história das doenças. Os judeus foram acusados como transmissores da peste negra na Europa, os irlandeses pelo cólera em Nova York, os italianos pela poliomielite no Brooklyn. Enfim, deve-se recordar que a primeira definição da AIDS, formulada pelo Centro de Controle de Doenças (CDC) de Atlanta, quando identificou a doença, foi “imunodeficiência adquirida relacionada aos homossexuais” (Gay-related immune deficiency), porque os primeiros focos epidêmicos tinham sido observados entre a comunidade gay; posteriormente, a doença foi associada aos haitianos. É óbvio acrescentar que as investigações epidemiológicas não podem negligenciar locais, focos epidêmicos, ambientes e comportamentos que possam contribuir para a difusão das doenças; mas são justamente os mitos que descrevi que dificultam essas pesquisas. sentido de reconhecer que “a competência sobrenatural do juiz das almas, teólogo e confessor, pai espiritual e exorcista” deveria ser “substituída pelo juízo natural sobre os influxos mórbidos da alma sobre o corpo e pela competência do médico”. Porém, apenas no século XIX, foram verificados os três pressupostos indispensáveis a qualquer ação eficaz contra as doenças: a) o conhecimento das suas causas; b) a individuação de recursos preventivos e terapêuticos; c) a vontade de agir contra as doenças no âmbito internacional. Essa possibilidade tivera uma primeira confirmação já no final do século XVIII, com o início da difusão mundial da inoculação preventiva da varíola contra as suas formas mais violentas. Essa era praticada já há tempos na Ásia, com o uso da serosidade extraída de pústulas variólicas já curadas. A prática veio ao conhecimento da Europa pela Turquia, onde as curandeiras empíricas conseguiam provocar a doença nas crianças de forma atenuada, criando nelas uma imunidade permanente. Também para a América, o mesmo conhecimento empírico fora trazido pelos escravos, que o haviam conhecido na África. Entretanto, a vacinação apenas se difundiu pela Europa, e depois para o mundo, quando Jenner, tendo também aproveitado a experiência popular feminina, a reinventou e a aperfeiçoou; e quando, após ter promovido a experimentação com presidiários e crianças órfãs, a família real inglesa aceitou ser inoculada e divulgar a prática. Dentre as razões pelas quais a vacinação empírica difundira-se tão tardia e lentamente na Europa, duas merecem uma reflexão. Uma consiste na “cegueira epistemológica” e na arrogância profissional dos médicos europeus, que julgavam não ter nada a aprender com pessoas que os seus preconceitos induziam a considerar como três vezes subdesenvolvidas intelectualmente: porque mulheres, porque curandeiras e porque turcas. A outra está no debate teológico sobre o próprio princípio da vacinação: de um lado, aqueles que se opunham a ela porque contrariava os desígnios da providência divina, único árbitro da vida, da doença e da morte. A isso acrescentava-se um duplo “agravante específico”: o fato de que o remédio era uma invenção dos turcos infiéis, aperfeiçoada e difundida na Europa pelos médicos da Inglaterra protestante. Do outro lado, aqueles que a justificavam, também em nome de Deus. Na Itália, teve muita repercussão o parecer de três conhecidos teólogos toscanos, os quais sustentavam que quem desafiava Deus eram aqueles que rejeitavam a vacinação, pondo em risco a vida dos homens; e afirmavam que o Senhor ensina a aceitar serenamente da sua mão as doenças, mas não proíbe de acautelar-se contra elas. A batalha desenrolou-se usando também a arma das citações bíblicas: “Non tentatibis Dominum Deum vostrum” contra “Honora medicum propter necessitatem, etenim illum creavit Altissimus”; e a medicina, felizmente, venceu a partida. Posteriormente, na encruzilhada entre a afirmação de que doenças e sofrimento são um dom do Senhor e a vontade de utilizar a ciência médica para socorrer os aflitos, depois de muita discussão, a Igreja Católica freqüentemente elegeu a via mais humanitária, baseando-se na tradição de beneficência e contribuindo para difundir sentimentos e práticas de solidariedade. A época de maior progresso na luta contra as doenças epidêmicas foram as décadas entre os séculos XIX e XX. Descobriram-se muitos micróbios, os agentes de infecções letais como a tuberculose, a peste e o cólera, assim como foram comprovados os canais da sua transmissão por meio de artrópodes vetores ou alimentos e água contaminados. Foram introduzidos soros e vacinas. Muitas cidades foram saneadas. Votaram-se leis para reduzir a jornada de trabalho de 12/14 horas para 8, dar garantias às mulheres grávidas, impor limitações aos trabalhos dos menores. Formou-se a idéia de que, mesmo sendo o livre mercado um fator decisivo para o progresso econômico, algumas coisas não poderiam sujeitar-se inteiramente a ele: os seres humanos, antes de mais nada, pois de outro modo a segurança e a dignidade de todos seriam comprometidas. Nessa base, foram formuladas as regras universais contra a escravidão e, posteriormente, as leis nacionais sobre o trabalho. Proliferaram os seguros sociais e outras formas coletivas de proteção à saúde, promovidas ou garantidas pela ação dos Estados. Enfim, firmaram-se acordos entre nações contra a transmissão de doenças de uma parte do mundo a outra. A primeira tentativa nessa direção foi feita com a Conferência Sanitária Internacional de 1851, à qual estiveram presentes onze países europeus mais a Turquia, quando ainda conheciam-se apenas a distribuição geográfica e a alta capacidade letal das epidemias mais graves (cólera, peste e febre amarela), ao passo que a etiologia e a transmissão permaneciam ignoradas. A vontade de agir precedeu assim a certeza científica. Todavia, apenas depois de quarenta anos e muitas conferências conseguiu-se atingir (VII Conferência, Veneza, 1892) um limitado acordo para impor a quarentena aos navios que chegavam à Europa vindos do Oriente. Uma das razões dessa lentidão foi a oposição, principalmente inglesa, a qualquer regra que pudesse obstaculizar o comércio. O tema do conflito entre o livre mercado e o controle sanitário, isto é, da prioridade entre o valor do lucro e o valor da saúde, já havia sido tratado na Toscana renascentista e estava destinado a reapresentar-se de maneiras sempre novas, resolvendo-se com o prevalecimento de um ou outro interesse ou então com acordos mais ou menos razoáveis. A outra razão do atraso em adotar medidas antiepidêmicas internacionais foi a contenda científica entre a teoria dos miasmas e a teoria do contágio, as duas hipóteses científicas sobre a origem e a disseminação das epidemias que disputaram terreno até os últimos anos do século XIX. Quando foi formado o Office International d’Hygiène Publique, com sede em Paris (1907, com a concordância de 23 nações européias), a descoberta dos microorganismos como agentes infecciosos já havia solucionado essa contenda. Quando a tese do contágio (que já havia sido sustentada por Girolamo Fracastoro em 1546, com o seu livro De contagione et contagiosis morbis e a sua hipótese dos germes, definidos como seminaria prima) triunfou graças a Pasteur, Koch e outros cientistas, o debate científico entrelaçou-se quase que imediatamente com as escolhas a serem feitas na política sanitária, e essas com as diversas orientações morais. Um dos temas mais controversos (e ao se substituir a palavra micróbio pela palavra gene reporta-se à atualidade) foi a influência relativa dos micróbios, do meio ambiente, da natureza e da cultura na origem e na disseminação das doenças. Houve na Itália, por exemplo, ásperas polêmicas entre dois grandes estudiosos da malária, Giovanni Battista Grassi e Angelo Celli: o primeiro tendia a reduzir o ciclo patogênico da doença à equação homem doente + anófeles = malária, enquanto o segundo acrescentava a esta equação outros fatores que são determinantes na epidemiologia da malária, como as condições de vida e de trabalho, a água, a nutrição, a instrução; e afirmava que para combater a doença era necessária a participação de pelo menos três pessoas: o médico, o encanador e o professor. Como observou Bernardino Fantini, a equação de Grassi era válida quanto à causalidade específica da malária, mas em relação ao sucesso contra a endemia não podiam ser ignoradas as indicações de Celli. Outro tema controvertido, que nos reporta diretamente à saúde global, nasce dos resultados insatisfatórios da decisão de criar barreiras de controle, destinadas a conter a chegada de epidemias exóticas na Europa. Identificou-se, como escreveu Fantini, a exigência de “repensar o conjunto das estratégias defensivas contra as doenças epidêmicas. Já não bastava proteger as fronteiras dos países ocidentais ou os assentamentos dos colonos brancos contra os riscos de invasão”. Em 1896, Robert Koch falou à Sociedade Alemã para a Saúde Pública, criticamente, sobre as orientações destinadas a impedir a difusão do cólera mediante os cordões sanitários: “Sou da opinião que esses esforços internacionais sejam totalmente supérfluos, dado que a melhor proteção internacional seria que cada Estado fizesse aquilo que nós fazemos, ou seja, pegar o cólera pelo pescoço e aniquilá-lo para sempre”. Poucos anos depois, Angelo Celli observava, nas suas Lições de higiene, que desde os tempos da primeira Conferência Sanitária Internacional a intenção limitava-se “a impedir a importação da peste bubônica e do cólera”, doenças causadas por germes que não eram normalmente presentes nos nossos territórios: “Os conceitos predominantes na epidemiologia do cólera eram muitos, diferentes dos atuais: tinha-se uma grande confiança em poder manter o cólera distante fechando as fronteiras dos Estados, levantando em terra e no mar barreiras de quarentena que alguns países, tomando ao pé da letra, prolongavam por quarenta dias. Depois, viu-se que isso é perfeitamente inútil”. É interessante recordar, como exemplo de interesses contrastantes que podem convergir a favor da saúde, que entre o final do século XIX e o início do século XX, em vários continentes, muitas descobertas de agentes biológicos e de vetores de doenças epidêmicas foram feitas por médicos coloniais ou por comissões científicas militares que trabalhavam após as ocupações realizadas pelos exércitos: no norte da África, o plasmódio da malária (Laveran, 1880); na China, o micróbio da peste (Yersin, 1894); na Índia, o papel das pulgas e dos ratos na transmissão dessa doença; na América Central, o papel do mosquito Aedes aegypti (já assinalado pelo cubano Carlos Finley em 1891) como vetor da febre amarela, na época da abertura do canal do Panamá. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 47 Tais pesquisas caracterizam o nascimento da medicina colonial (que depois foi renomeada tropical), cuja entrada na Inglaterra foi promovida por Patrick Manson, que na Índia demonstrara (1878) o papel do mosquito Culex pipiens na transmissão da elefantíase: a primeira certeza (seguida depois por muitas outras) da função dos insetos na transmissão dos microorganismos. Esse capítulo da história da medicina, como escreve David Arnold, também foi analisado de acordo com a tendência a ver a história apenas do ponto de vista dos colonizadores e a ignorar a experiência dos colonizados (…) como uma história dos sucessos das raças brancas contra um cenário não apenas de graves doenças e ambientes hostis, mas também de ignorância, superstições e inércia dos nativos. Porém, não há dúvidas de que, além do desejo de conhecer, as pesquisas sobre doenças tropicais foram incentivadas pelo fato de que as doenças atingiam os exércitos e os colonos e não apenas as populações locais, e novos conhecimentos eram indispensáveis para estabilizar a exploração e estendê-la às zonas internas dos continentes, após a ocupação das áreas costeiras. De fato, Arnold mostra que ao início da ocupação procurou-se criar para as tropas e os colonos, com a mesma idéia do “cordão sanitário”, nichos residenciais que estivessem resguardados das epidemias; e Milton Roemer acrescenta, no que se refere à assistência, que na África “os serviços médicos eram considerados necessários apenas para proteger os europeus (…) [os serviços] não foram estendidos à população africana a não ser depois da Primeira Guerra Mundial”. Certamente, contudo, durante o longo período, muitos outros e, às vezes, populações inteiras, foram beneficiados tanto pelas descobertas científicas como pelas medidas preventivas e pelas redes assistenciais, mais ou menos rapidamente e de maneiras mais ou menos universais. A proteção à saúde humana começou assim a ser considerada, desde as primeiras décadas do século XX, uma tarefa da política e um objetivo da comunidade internacional. Segundo ato: afirma-se o direito à saúde A saúde começou também a ser considerada como um direito. Isso ocorreu, como proclama e freqüentemente como realidade, no clima de esperança e de fervor que se seguiu à conclusão da Segunda Guerra Mundial. Esse direito foi sancionado em muitas constituições e, na Itália, com a incisiva formulação “direito fundamental do indivíduo e interesse da coletividade” (artigo 32). E esteve na base do ato constitutivo da OMS, assinado em 7 de abril de 1948. Discute-se, do ponto de vista histórico, se tal direito nasceu já no século XIX como uma extensão dos direitos de primeira geração, isto é, dos direitos “negativos” do cidadão tendentes a limitar o arbítrio do poder, como uma espécie de “cidadania sanitária” protegida do ataque das doenças epidêmicas; ou então se pertence aos direitos de segunda geração, os direitos sociais, para cuja aplicação o poder deve agir intervindo com ações positivas em vez de simplesmente furtar-se a realizar ações coercitivas. Na verdade, foram muitas as motivações e os argumentos que contribuíram para o seu reconhecimento, antes mesmo que juristas e filósofos o interpretassem e o legitimassem. Segundo Roy Porter, nas nações industriais afloraram duas idéias. Uma era que o funcionamento harmonioso e eficiente de complicadas economias de produtores e consumidores exigisse uma população que fosse saudável e capaz de ler e escrever, qualificada e respeitadora das leis; e nas democracias em que os trabalhadores eram também eleitores, o amplo desenvolvimento dos serviços de saúde tornou-se um dos meios para arrebatar os descontentes, impedindo-os de escolher rumos arriscados. A outra idéia era a de que “prevenir fosse melhor que corrigir; muito melhor determinar antes o que tornava as pessoas doentes e depois — guiados pela estatística, pela sociologia e pela epidemiologia — tomar medidas capazes de construir uma saúde positiva”. Deve-se acrescentar que essas idéias freqüentemente foram uma segunda escolha, uma reconsideração, após uma revolução industrial que fora acompanhada por formas selvagens de exploração e após as tendências eugênicas hostis ao progresso da saúde pública e da saúde para todos, pela idéia de que “a medicina preventiva estava salvando os fracos ao mesmo tempo em que os robustos, conduzindo assim ao suicídio racial”. Deve-se, também, ter consciência da influência que exerceram, no sentido de obrigar a conversão a essa segunda opção, os movimentos sindicais e políticos dos trabalhadores, que produziram um efeito duplo: promover diretamente uma maior salubridade do trabalho e um amplo acesso aos serviços de saúde, e estimular, pelo medo de reações revolucionárias, a orientação dos governos para a criação de sistemas de segurança social. Também nesse caso, agiram beneficamente motivações e interesses divergentes. O resultado não foi apenas um tênue compromisso, mas sim um estímulo forte para o melhoramento da vida humana e a criação de um senso moral comum em torno do valor intrínseco e do valor nobremente instrumental da saúde. É dentro desse quadro que nasce a Organização Mundial da Saúde. As instituições que a precederam tinham surgido essencialmente para defender o norte rico do mundo das doenças importadas dos países pobres do leste e do sul. Por outro lado, a proposta de criar não mais uma agência, mas uma organização mundial, não veio dos países desenvolvidos e sim do Brasil e da China, com a finalidade de solicitar uma ação global e com o argumento que as armas da ciência não podem ser patrimônio apenas dos países desenvolvidos. A isso soma-se a idéiaforça, comum naquela época, de que a saúde é uma condição prévia para a paz, imperiosa dadas as conseqüências da guerra em termos de doenças, fome e sofrimento das populações arruinadas e, mais ainda, sustentada pela consciência de que existiam novas possibilidades de transformar a necessidade de saúde em direito. A organização foi denominada mundial em vez de internacional como uma forma de mostrar que não era apenas o resultado de um acordo entre Estados, mas principalmente uma exigência dos povos; e estabeleceu como finalidade a saúde e, não apenas as atividades sanitárias em sentido estrito. Assim, acentuou-se o empenho global e ressaltou-se que o melhoramento da saúde não depende apenas da medicina, e que é preciso pôr em jogo “todos os fatores de melhoramento físico e psíquico dos indivíduos e dos povos”, como afirma o estatuto da OMS. As suas tarefas foram notavelmente ampliadas e passaram a compreender a luta contra velhas e novas doenças, a nutrição, a infância, as vacinas e os fármacos, a saúde pública. Os pontos mais altos da atividade da OMS, nos quais essa adquiriu prestígio como “sujeito moral” e como patrocinador autorizado da saúde global, foram provavelmente dois: a campanha contra a varíola, uma doença que em 1967 ainda era endêmica em trinta e um países e afligia de 10 a 15 milhões de pessoas, e que foi, pela primeira vez na história das infecções humanas, completamente erradicada; e a Conferência de Alta Ata (1978), que numa polêmica contra o predomínio das altas tecnologias médicas lançou com argumentos convincentes e com uma forte motivação moral a centralização dos cuidados primários com a saúde (primary health care), a ser estendidos por todo o mundo, como síntese entre prevenção, nutrição adequada, disponibilidade hídrica, assistência à infância, vacinações, controle das doenças localmente endêmicas, tratamentos adequados, fármacos essenciais. Como resultado de fatores múltiplos, do clima político e moral que prevaleceu sobretudo depois de 1945 e da independência conquistada por muitas nações, no século XX, houve, pela primeira vez, uma regressão estável dos flagelos “eternos” da humanidade e um melhoramento muito profundo dos níveis de saúde, e acelerou-se a jornada para um notável aumento da expectativa de vida da espécie humana. Esse fato, mesmo tendo ocorrido de maneira bastante diferenciada no tempo histórico e no espaço geográfico do globo, mantendo iniqüidades substanciais entre os povos, os gêneros e as classes, representa indubitavelmente um extraordinário progresso social e biológico do século XX. Todos sabem que tal século comportou duas guerras mundiais, inumeráveis guerras locais, genocídios e violências. Mas também é válido o julgamento de Toynbee: O século XX não será lembrado apenas como uma época de conflitos políticos e de inovações técnicas, mas principalmente como o período no qual a sociedade humana ousou pensar na saúde de toda a espécie humana como num objetivo prático atingível. Terceiro ato: a globalização dos riscos Mesmo assim, não estou seguro de que as últimas décadas serão lembradas do mesmo modo. Essa sensação deriva, antes de mais nada, dos fatos: do fim de muitas esperanças, da retração do progresso sanitário, do crescimento das diferenças e da iniqüidade na área da saúde e no 48 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. grau de segurança, tanto entre as nações como no interior de grande parte delas. Os indicadores globais da saúde ainda registram alguns progressos, mas poder-se-ia dizer que o problema bioético mais premente consiste agora na contradição entre dois fenômenos: nunca houve tanta saúde no mundo, tantos conhecimentos seguros e soluções possíveis, tantas doenças e mortes preveníveis, evitáveis e curáveis. Ao mesmo tempo, existe uma escassa intenção de usar conhecimentos e soluções no interesse de todos. Isso contribui para explicar por que, enquanto o final do século XIX vivenciou uma onda até mesmo exagerada de otimismo graças às grandes descobertas médicas e aos primeiros resultados na luta contra as epidemias, o final do século XX foi caracterizado por perplexidade e até mesmo por pessimismo, sobretudo após a falência do incauto slogan lançado pela OMS nos anos 1980: “Saúde para todos em 2000”. Certamente, não contribuiu para sua credibilidade e nem para elevar os ânimos a decisão da OMS, chegado o ano 2000, de relançar o slogan prorrogando o prazo para 2020 e prometendo “Até o século XXI!”; salvo em caso de novo adiamento após essa data. Uma razão igualmente forte para essa inversão de ânimos sobre as perspectivas da saúde no mundo está provavelmente numa percepção de que se vive numa época de crescente globalização de riscos; essa percepção é bastante disseminada, mas vaga porque está ofuscada pela insensibilidade, a desinformação ou a espera quase miraculosa dos sucessos da medicina (todos os DNAs serão restaurados com a terapia genética, todos os órgãos lesados serão substituídos por uma peça de reposição, e promessas em diante). Tal ramo da globalização parece hoje cada vez mais claro. Embora outros pudessem ser acrescentados, enquadrei em quatro campos os principais riscos potenciais e danos atuais à saúde e à integridade individual e coletiva; trata-se de doenças ou “patologias sociais” que produzem conseqüências nocivas ao ser humano: a recrudescência de antigas infecções e o aparecimento de novas; as implicações da degradação ambiental para a saúde; a universalização das drogas; as violências destrutivas e autodestrutivas. Antigas e novas infecções A extraordinária redução da mortalidade por doenças infecciosas em todos os países e em todas as idades alimentara, nas últimas décadas, a esperança de um mundo sem epidemias. Infelizmente, a persistente vulnerabilidade das populações diante dos micróbios e dos vírus foi demonstrada, nos anos 1970 e 1980, pelo aparecimento e identificação do vírus da AIDS, que se disseminou rapidamente por quase toda parte. Foi então que, como escreveu Laurie Garrett num livro que fala dos riscos de futuras pestes, “os limites e os imperativos da globalização da saúde tornaram-se evidentes, num contexto mais amplo que o das vacinações e do controle das diarréias da infância”; foi então que se fizeram evidentes “as hipocrisias, as crueldades, as falências e inadequações das sacras instituições da humanidade, incluídos o establishment médico, a ciência, as religiões organizadas, os sistemas da Justiça, as Nações Unidas e os governos de todas as orientações políticas.” Depois da AIDS, foram identificados outros 29 vírus e bactérias capazes de disseminar-se globalmente, mas que, até agora, permanecem felizmente circunscritos a algumas áreas. Foi constatada a transmissão intercontinental de doenças que eram consideradas persistentes apenas em alguns países, como o cólera, que reapareceu depois de quase um século na América Latina. Acirrou-se a endemização da malária, que a cada ano faz milhões de vítimas na África e em outras áreas do hemisfério sul, e que se estendeu até o estado da Virgínia, nos EUA. Verificaram-se uma recrudescência e uma maior virulência de micróbios como Mycobacterium tuberculosis, com um aumento dos casos também na Europa e nos Estados Unidos. A explicação mais freqüente desses fenômenos refere-se ao aumento exponencial e à rapidez dos deslocamentos de homens e mulheres em todas as partes do mundo. É uma verdade que príons, vírus, micróbios e parasitas viajam sem passaporte e sem visto pelas fronteiras, uma verdade que já fora enunciada pelo historiógrafo Henry Sigerist em 1943, já então acompanhada de uma advertência: “Desde quando o mundo tornou-se menor como conseqüência dos atuais meios de comunicação (…) a solidariedade humana na área da saúde não pode ser negligenciada impunemente”. Mas existem outras razões, sem as quais não se explicaria o surgimento ou o recrudescimento atual de muitas doenças. A Encefalopatia Espongiforme Bovina (BSE, a doença da vaca louca) difundiu-se na população humana da Grã-Bretanha e depois se espalhou para outros lugares, simplesmente porque os criadores alimentaram as vacas com carne, vísceras e miolos de ovinos, transformando por ganância nobres herbívoros em carnívoros e abrindo a via de transmissão interespecífica dos príons, que assim realizaram um “duplo salto de espécie”: dos ovinos para os bovinos e desses para o homem. Além disso, os interesses comerciais levaram a esconder o risco e a obstar a prevenção. A tuberculose aumenta não apenas porque é uma infecção oportunista que atinge os doentes de AIDS, mas, também, porque crescem a pobreza e a marginalidade urbana, as carências alimentares, o trabalho infantil, o uso impróprio e indiscriminado de fármacos antibióticos que provocam a seleção e a disseminação mundial de bactérias resistentes aos medicamentos. A persistência de doenças microbianas e parasitárias, como a malária, deve-se também à carência de investimentos na pesquisa de vacinas. As somas à disposição dos pesquisadores estão na proporção de um para cem, se confrontadas as despesas com a malária e com a AIDS: a única explicação para essa diferença é que a AIDS pode matar ricos e pobres, enquanto a malária ataca quase somente os pobres. E as viagens internacionais? Não acontecem apenas por turismo, cultura ou necessidade de trabalho. Nos últimos dez anos, 50 milhões de homens, mulheres e crianças precisaram deslocar-se de um país a outro como resultado da fome, de desordens civis, golpes de estado e guerras: tragédias que sempre foram, na história, preliminares de doenças. No quadro evolutivo da espécie, assim como os seres humanos sempre tenderam a colonizar novos territórios, os germes que podem causar doenças (sejam bactérias, vírus, príons, protozoários ou metazoários) têm um irrefreável impulso endógeno de colonizar novos hóspedes. Hans Zinsser, num livro curioso e precursor intitulado Ratos, piolhos e história, publicado em 1934, escreveu: Por mais que a vida civilizada possa tornar-se segura e bem controlada, bactérias, protozoários, vírus, pulgas infectadas, piolhos, carrapatos, mosquitos e percevejos estarão sempre emboscados na sombra para saltar sobre as presas quando negligência, pobreza, fome ou guerra reduzem as defesas. E mesmo em tempos normais eles atacam os pobres, os mais jovens e os mais velhos, vivendo ao nosso lado numa obscuridade misteriosa, esperando a sua oportunidade. O fato de que por um longo tempo os comportamentos, conhecimentos científicos, medidas preventivas e políticas sociais tenham obstado a sua tendência invasiva (mostrando assim que as leis da natureza ou a punição divina não eram subjacentes às doenças causadas ou veiculadas por eles), e que agora, contrariamente, a realidade biossocial e as ações e omissões humanas levem ao crescimento das suas oportunidades de agredir o ser humano, traz inquietantes interrogativas morais sobre a responsabilidade de cada um. Fonte: BERLINGUER, Giovanni. Bioética cotidiana. Brasília: Editora Universidade de Brasília, 2004. SEXUALIDADE Sexualidade é o conjunto de caracteres próprios de cada sexo, que se expressa e é visível de acordo com a construção cultural e as possibilidades de orientação sexual. A sexualidade existe e se realiza no corpo humano, logo está relacionada a todos os aspectos da vida humana. Quase todas as sociedades ditas civilizadas têm encarado a sexualidade como um aspecto muito importante da vida social, a ponto de o exercício da sexualidade ser cercado de “ritos de passagem”, de tabus e ser alvo de regulamentações. A sexualidade feminina através dos tempos recebeu duas formas de tratamento, ambas discriminatórias e reforçadoras da inferioridade da mulher: • reafirmação da sexualidade masculina (mulher como parte ou instrumento da satisfação masculina); • negação da sexualidade feminina como fonte de prazer e sua afirmação como prática necessária apenas à procriação/“reprodução” da espécie. Tais maneiras de tornar pública a sexualidade evidenciam a forma diferenciada como historicamente mulheres e homens vêm sendo tratados: 49 utilizou-se uma diferença biológica para construir uma desigualdade social que perdura até nossos dias. A heterossexualidade tem sido apresentada como a “face normal” das relações sexuais, e o menino é estimulado a exercitá-la desde a mais tenra idade. Quando adulto, espera-se que ele seja “um macho que goste de fêmeas”. O exercício da sexualidade feminina é reprimido em todas as idades e em quase todas as culturas. Talvez seja essa a origem do medo que as mulheres em geral têm de falar sobre “sexo” e das dificuldades em buscar e em sentir prazer. Parece que essas têm sido as “regras” da “civilização”. Embora esteja comprovado que a homossexualidade feminina e a masculina não são doenças, elas ainda são vistas com reservas. Existe até uma “pontinha” de esperança de que haja um “tratamento”, ou pelo menos a “redescoberta” de que a homossexualidade seja mesmo uma doença. Desde a descoberta de que o ato sexual gera prole, a sexualidade feminina e a procriação passaram a ser consideradas fenômeno único e indissociável. Essa visão foi reforçada pelas religiões, sobretudo as cristãs, e a católica em especial. A vinculação entre sexualidade e a obrigatoriedade de sempre gerar prole concorre para manter a opressão da mulher, impedindo-a de decidir sobre o seu corpo, de exercitar sua sexualidade em plenitude e de ter direito ao prazer (relação sexual com fins lúdicos). Da década de 1960 para cá, chegou-se realmente à possibilidade de SEPARAR sexualidade de procriação/“reprodução”, via métodos contraceptivos modernos, “eficazes”. Essa possibilidade colocou para as mulheres situações novas e conflituosas, em particular na área de saúde (os métodos são inócuos?) e sobre “o que fazer com essa tal liberdade”. É importante destacar que existe o desejo das mulheres de controlar a fecundidade. A prova disso é que hoje são raras as que “aceitam” passivamente parir “até quando Deus quiser”, isto é, até que seus óvulos acabem. Há uma demanda real por um “jeito” que permita à mulher não engravidar quando não quer! Em face de tudo isso, urge que compreendamos que há uma convergência de desejos: a aspiração das mulheres (de controlar a sua fecundidade) e a imposição da sociedade (de controlar a natalidade) para determinados agrupamentos humanos. O que é ético é questionar até que ponto hoje em dia o conteúdo das aspirações das mulheres é influenciado e/ou determinado pelo aumento da consciência do direito à autodeterminação e até onde as pressões da sociedade capitalista induzem ou anulam as aspirações libertárias. A verdade é que, por outros motivos que não os desejos das mulheres, o capitalismo respondeu a uma demanda delas. Essa é a razão pela qual o mercado de contraceptivos sempre será muito rentável e terá consumidoras(es) fiéis, mesmo arriscando-se a saúde e até a própria vida. A procriação humana Procriar é gerar um ser semelhante. Historicamente a procriação humana apresenta duas dimensões de desejos contraditórios: a vontade de ter e a de não ter uma prole, em dado momento da vida. Para contemplar as faces diferentes dessa aspiração, a humanidade viabilizou a concepção e a contracepção artificiais. Ambas possuem histórias interessantes e reveladoras do quanto são insondáveis os conflitos do agir humano. Não conceber quando não se desejar fazê-lo é um sonho muito antigo das mulheres. Talvez por essa razão o aborto seja uma prática milenar em todas as sociedades estudadas até hoje. • Contraceptivos contemporâneos Os contraceptivos estão agrupados em três métodos principais: de barreira, naturais e hormonais. a) Métodos de barreira Consistem em artefatos que impedem fisicamente a passagem do esperma para o útero e em produtos químicos que objetivam destruir os espermatozóides, associados a uma base de substância espessa que diminui a motilidade dos espermatozóides e assim impede sua passagem. Esses métodos existem na forma de espumas, geléias, cremes e supositórios. São comercializados sob a forma de espermicidas ou espermaticidas, esponja contraceptiva vaginal, diafragma, capuz cervical, camisa-de-vênus ou condom, e DIU (dispositivo intra-uterino). b) Métodos naturais São aqueles que se baseiam no conhecimento da fisiologia do organismo feminino (maturação de óvulos) e do masculino (produção de espermatozóides), ou seja, no conhecimento do “ritmo” do organismo humano. Consistem sobretudo em saber como e quando ocorre a ovulação e impedir que aconteça a fecundação. Os métodos naturais estão agrupados em dois tipos: 1. Teoria/Método do ritmo. Consiste na abstinência sexual nos dias do ciclo menstrual nos quais a probabilidade de fecundação é maior, ou seja, no período da ovulação. Subdivide-se em: método da tabela, método da temperatura basal do corpo e método do muco cervical. 2. Outros métodos “naturais”: • Coito interrompido. Interrupção da relação sexual antes da ejaculação. • Aquecedor dos testículos. O calor atua como contraceptivo masculino, pois afeta a produção de espermatozóides. A temperatura do saco escrotal é sempre mais baixa que a do restante do corpo, a ponto de, naturalmente em temperaturas elevadas, os testículos se afastarem e, no frio, se aproximarem do corpo. Por dificultarem esse movimento de defesa natural, vestimentas que apertem ou comprimam essa região são contra-indicadas. • Amamentação. O ato de amamentar funciona como um método contraceptivo, pois enquanto a mulher está aleitando em geral há supressão do estímulo da hipófise para o ovário, e em tais condições a ovulação não acontece. c) Métodos hormonais Consistem na utilização de hormônios sexuais sintéticos para impedir a ovulação e, por decorrência, a concepção. Em outras palavras, são um mecanismo que “tapeia” o organismo feminino para suprimir a ovulação. A elaboração desse mecanismo foi simples para os cientistas. Conhecedores da fisiologia do organismo feminino, imaginaram uma maneira que impedisse a hipófise de estimular os ovários a desencadear a ovulação mensal, para que assim se evitasse a gravidez. É isso que a pílula hormonal faz, pois utiliza hormônios similares aos que os ovários secretam normalmente. Assim, o setor da hipófise que secreta os estimulantes dos ovários fica desativado. A mulher não se ressente dessa inatividade de parte da hipófise e dos ovários, pois os hormônios sintéticos suprem a “cota hormonal”, mas… e depois? Hipófise e ovários, após longos períodos de repouso forçado, readquirem a capacidade de funcionar? Os contraceptivos hormonais possuem ainda a capacidade de engrossar o muco cervical (para dificultar a motilidade do espermatozóide) e afinar o revestimento do útero para que, mesmo ocorrendo a fertilização, o ovo não consiga se implantar e se desenvolver. No caso do organismo masculino, os contraceptivos hormonais atuam impedindo a produção de espermatozóides ou destruindo-os. Atualmente, os métodos hormonais existem nas seguintes apresentações: • contracepção oral: pílulas; • injeções de progesterona; • implantes subcutâneos; • anéis vaginais; • DIU hormonal; • vacina antifertilidade, cujo objetivo geral é produzir a infertilidade temporária mediante a “reorientação” do sistema imunológico, para atuar contra a produção de espermatozóides (vacina masculina) e/ou a maturação dos óvulos, ou de hormônios da gravidez (vacina feminina). Não podemos deixar de assinalar que a vacina antifertilidade é uma abordagem distorcida da gravidez, como se ela fosse uma doença contra a qual as mulheres precisassem ser imunizadas; • RU-486, molécula antiprogesterona que possibilita a interrupção da gravidez a partir do oitavo dia. Trata-se de uma substância química abortiva, logo, conceitualmente não é um método contraceptivo, pois não impede a concepção; atua após a concepção. Sua ação acontece via bloqueio da taxa normal de progesterona uterina secretada e por aumento das prostaglandinas naturais — substâncias que agem naturalmente na estimulação das contrações uterinas durante o trabalho de parto; e 50 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. • pílula do homem, que inibe a produção de espermatozóides ou os incapacita para a fecundação (por exemplo, diminuindo sua motilidade). • Algumas palavras sobre a esterilização cirúrgica A esterilização é um procedimento que torna as pessoas estéreis (incapazes de procriar), por meio de métodos químicos ou cirúrgicos. A esterilização cirúrgica masculina chama-se vasectomia, e a feminina é conhecida como laqueadura, ligadura ou ligação das trompas. A vasectomia consiste no bloqueio dos canais deferentes (que carregam o sêmen). A laqueadura é uma operação realizada nas trompas com a finalidade de evitar o encontro do espermatozóide com o óvulo. Outras cirurgias podem produzir efeito esterilizador, como a prostatectomia (extração da próstata) e a histerectomia (extração do útero), embora, usualmente, não seja a esterilização a principal indicação dessas cirurgias. Muitas pessoas, incluindo juristas, consideram a laqueadura e a vasectomia como lesões corporais, porque elas encerram a função reprodutiva definitivamente. Atualmente existem técnicas para recanalizar os canais deferentes e as trompas; isso, porém, não é possível em todos os casos, pois a reversão depende muito do grau de lesão causado pela técnica usada para a esterilização. Além disso, são procedimentos ainda muito caros, não acessíveis a todas as pessoas que, arrependidas, desejam voltar a procriar naturalmente. São muitos os fatores que levam uma mulher a se esterilizar, desde a opção livre e consciente até a necessidade econômica ou os problemas de saúde. De acordo com esses fatores, a esterilização feminina pode ser classificada em: • voluntária — quando a mulher opta por encerrar definitivamente a sua vida reprodutiva, apesar de conhecer outros métodos contraceptivos e de ter acesso a eles; • induzida — quando a mulher é levada a se esterilizar por causas que exercem pressão direta ou indireta sobre a sua vontade. Essas causas, que podem atuar isoladamente ou em conjunto, são: o discurso de que “pobre não deve nem precisa ter filhos”; a imposição patronal, que exige atestado de laqueadura para obtenção de emprego (no Brasil é crime, mas os patrões pedem); desconhecimento ou dificuldade de obter métodos contraceptivos reversíveis; pressão social na área da maternidade (falta de creches e outros equipamentos sociais que diminuam a dupla jornada de trabalho feminino); • involuntária ou compulsória — quando a mulher é levada a se esterilizar por problemas de saúde, independentemente de sua vontade, ainda que esteja de acordo com isso. Ou quando pessoas ou governos obrigam uma mulher a se esterilizar independentemente de sua vontade e até sem o seu consentimento, por problemas de saúde ou não. Ao contrário do que muitos dizem, essa cirurgia apresenta riscos, como os da anestesia e da infecção hospitalar. Os efeitos físicos da esterilização na mulher, dependendo do grau de mutilação causado pela técnica utilizada e da habilidade de quem a realiza, podem ser: alterações menstruais, menopausa precoce, aumento de peso, aderências dos órgãos internos do abdome e dores freqüentes no “baixo-ventre” (pé da barriga). Também poderão surgir efeitos emocionais, tais como: frigidez, complexo de castração, sentimento de culpa e perda ou aumento do prazer sexual. Não poderíamos encerrar este capítulo sem dar voz à feminista e demógrafa Elza Berquó, especialista em demografia da população negra brasileira, que há anos tem sido no Brasil o esteio da discussão que empreendemos aqui. Vejamos o que ela disse ao jornal O Estado de S. Paulo, no artigo “Evitar filhos é prática comum a mulheres de todas as classes sociais”. Os elementos colhidos na pesquisa do Cebrap (Centro Brasileiro de Análise e Planejamento) levam a pensar em uma rede familiar e social envolvida no processo de difusão da esterilização, e igualmente presente entre negras e brancas. (…) Há uma cultura da regulação da capacidade reprodutiva através de uma prática: 52% das já esterilizadas são filhas ou irmãs de esterilizadas, e quase 2/3 delas aconselhariam outras mulheres a recorrerem ao método. (…) A razão mais evocada para esta prática é o fato de elas não quererem ter mais filhos. (…) A falta de programas públicos de saúde sexual e reprodutiva que ofereçam um repertório de métodos anticoncepcionais e as dificuldades para adquirir pílulas, preservativos ou outros métodos reversíveis acabam por colocar as mulheres frente a uma encruzilhada: ou fazer a laqueadura, ou provocar o aborto, ou prosseguir com uma gravidez indesejada. Daí a opção pela anticoncepção cirúrgica. Mesmo sabendo da irreversibilidade de tal prática, 50% destas mulheres foram esterilizadas antes dos 30 anos de idade. Entre a satisfação, o desejo, e a satisfação de um desejo, no campo dos direitos reprodutivos, há sempre um longo caminho a percorrer. Recursos disponíveis, livres de discriminação, permitirão que escolhas informadas dêem às mulheres — negras e brancas — possibilidades de satisfazer seus desejos. Fonte: OLIVEIRA, Fátima. Bioética – Uma face da cidadania. Coleção Polêmica. São Paulo: Moderna, 2004. POR QUE CLONAR SERES HUMANOS? Clonar humanos é possível? Em 1993 dois médicos americanos, especialistas em reprodução assistida, anunciaram a bipartição de um embrião humano — a geração de gêmeos idênticos pela “força bruta”, como feito em gado desde a década de 1980. Apesar de ter sido somente um teste e os embriões humanos bipartidos não terem sido implantados no útero de uma mulher, essa experiência causou uma enorme comoção nos Estados Unidos. Pela primeira vez falou-se seriamente sobre clonagem humana e a fantasiosa geração de exércitos de indivíduos idênticos, reacendendo o medo da eugenia, que andava esquecida desde o final da Segunda Guerra. O impacto social negativo dessa experiência fez com que a bipartição de embriões humanos fosse temporariamente abandonada, e durante alguns anos o assunto de clonagem de seres humanos ficou esquecido. Isso até 1997, com o anúncio da Dolly… Logo em seguida, um grupo americano declarou ter clonado macacos a partir de células embrionárias, gerando dois animais geneticamente idênticos. Apesar de o interesse de clonar macacos ser exclusivamente o da pesquisa, as imagens daqueles seres-quase-humanos clonados ressuscitou imediatamente a idéia da clonagem de seres humanos na população em geral. Para que clonar humanos? Pois bem, se a clonagem é possível em diversas espécies e está chegando tão perto do homem, eu pergunto: Para que clonar humanos? As razões apresentadas até hoje são as mais variadas. Algumas delas — por exemplo, “Para produzir doadores de órgãos” ou “Para produzir exércitos de indivíduos superiores” — são bizarras e reminiscentes do nazismo e da sociedade descrita no clássico Admirável Mundo Novo, de Aldous Huxley. Teoricamente, se por um acidente ou doença você viesse a necessitar de um transplante de algum órgão, um clone seu seria de fato o melhor doador — os órgãos do clone seriam perfeitamente imuno-compatíveis com você, uma vez que esse indivíduo seria uma cópia genética sua. Mas seria moral e eticamente aceitável gerar um ser humano com o intuito de ser repositório de órgãos-estepe? Quando um desses órgãos fosse necessário, estaríamos preparados para retirá-lo do clone em detrimento de sua vida? Acredito (pelo menos espero) que essa proposta seja consensualmente inaceitável. Quanto à criação de exércitos de indivíduos superiores, a clonagem tem na verdade produzido exércitos de animais malformados e uns poucos animais normais — tanto que na prática a idéia de gerar rebanhos de animais comercialmente interessantes parece não ser comercialmente viável… No entanto, pode ser que daqui a alguns anos as técnicas de clonagem tenham se aprimorado o suficiente para gerar esses exércitos de indivíduos superiores. Vamos então começar a pensar o que é um indivíduo superior — para alguns Mozart, para outros Hitler — e se devemos começar a tratar a raça humana como gado, programando cruzamentos e produzindo “rebanhos” geneticamente selecionados. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 51 Outra razão absolutamente fantasiosa para a clonagem de seres humanos está refletida na vaidosa frase “Eu quero viver para sempre”. Há quem acredite que quando morrer — seja por acidente, doença ou velhice —, se for gerado um clone seu, estará recomeçando sua vida toda de novo! Que se fizer isso sucessivamente poderá até atingir a vida eterna! Vejamos o que acontece com os clones naturais que conhecemos, os gêmeos univitelinos. Cada indivíduo de um par de gêmeos univitelinos possui identidade e consciência próprias, e apesar de serem geneticamente idênticos são pessoas diferentes. Da mesma forma, o clone possuirá também identidade e consciência diferentes das de sua matriz. Ele não herdará os conhecimentos adquiridos pela matriz ao longo de sua vida — estes não estão escritos no nosso genoma, mas estão escritos em todas as conexões nervosas que desenvolvemos durante a vida. Assim, não espere que o seu clone nasça com a sua consciência… Ele será um recém-nascido começando uma nova vida que, fora as informações contidas em seu genoma, terá pouca relação com a sua. Finalmente, algumas pessoas vêem na clonagem a possibilidade de reaver um ente querido falecido. A partir de umas poucas células desta pessoa, a geração do seu clone seria quase uma forma de ressurreição. Pode parecer absurdo, mas imagine o desespero de um casal que acaba de perder seu filho querido — é quase irresistível a idéia de driblar a terrível irreversibilidade da morte recomeçando a vida do filho por meio da clonagem. Mas você verá que a coisa não é tão simples assim. é relativamente fácil agora, com a clonagem… Mas como reproduzir essa rede tão complexa de relações e experiências de vida que, junto com seus genes, deram origem a quem você é hoje? Voltando à idéia de utilizar a clonagem como forma de ressuscitar um ente querido: admito que, teoricamente, o clone seria o ser mais próximo a esse indivíduo. Porém, sinto informar que, mesmo assim, não seria a mesma pessoa. O DNA não-nuclear: mitocôndrias Os leitores com maior conhecimento de biologia básica devem estar pensando: “Espera aí, a autora está simplificando demais essa história — o clone nunca será geneticamente idêntico à sua matriz por causa das mitocôndrias”. As mitocôndrias são estruturas importantíssimas presentes em todas as nossas células: elas são basicamente as usinas de energia das células. E daí? O que é que elas têm a ver com a clonagem? Eu mencionei antes que o nosso genoma, a nossa receita, está dentro do núcleo das células. Porém, as mitocôndrias, que se encontram fora do núcleo, também têm um genoma. Comparado com o genoma nuclear, de 3,2 bilhões de letras, o genoma da mitocôndria é mínimo — somente 16 mil letras. No entanto, este pequeno pedaço da receita é fundamental para a nossa existência — mutações em genes da mitocôndria levam a doenças gravíssimas, que afetam principalmente o sistema nervoso e os músculos, decorrentes da deficiência de produção de energia nas células dos pacientes. Mas a maior peculiaridade dessa pequena fração do nosso genoma contida nas mitocôndrias é sua herança. Como falei no início do livro, nosso genoma é formado pela união de meio genoma materno e meio genoma paterno, vindos do óvulo e do espermatozóide, respectivamente. Já a fração do genoma contida nas mitocôndrias é herdada exclusivamente da mãe! Por quê? Quando um espermatozóide fecunda um óvulo, ele introduz nesse óvulo o seu núcleo, contendo a metade paterna do genoma. Porém, não introduz nenhuma mitocôndria no óvulo. Assim, o embrião formado possui somente as mitocôndrias que estavam no óvulo, ou seja, as mitocôndrias maternas. Estas vão se multiplicar e dar origem a todas as mitocôndrias presentes no indivíduo adulto — exclusivamente maternas! Como o clone é gerado a partir do núcleo de uma célula da matriz inserido em um óvulo qualquer, suas mitocôndrias serão derivadas das mitocôndrias daquele óvulo. Por isso, se formos analisar rigorosamente a genética do clone, apesar de seu genoma nuclear ser idêntico ao da matriz, o DNA de suas mitocôndrias não será. Mas qual será o impacto dessa diferença genética entre o clone e a matriz? Não sabemos ainda, mas, dado o pequeno número de genes nas mitocôndrias (37 dos aproximadamente 30 mil genes humanos), imaginamos que essas diferenças serão sutis. Nossa melhor chance de descobrir será estudando clones de modelos animais mais simples, como os camundongos. [...] Fonte: PEREIRA, Lygia da Veiga Pereira. Clonagem – Fatos & Mitos. Coleção Polêmica. São Paulo: Moderna, 2004. O clone será um clone? Ser vivo = genética + meio ambiente O clone será mesmo idêntico à sua matriz? Eles terão o mesmo físico, o mesmo tipo de cabelo, cor de olhos, temperamento, inteligência, gostos, aptidões? Sim, não, não sei… Recapitulando: o clone possui exatamente os mesmos genes que sua matriz. Se os genes determinam todas as nossas características físicas e quem sabe até psíquicas, o clone será sim idêntico à matriz, certo? Não. Estamos esquecendo de uns temperos muito importantes, que não estão escritos nos genes mas dão uma graça toda especial a cada um de nós: o meio ambiente, nossas experiências de vida. Alimentação, quantidade de exercício, tempo de exposição ao sol, quantidade de ingestão de álcool e de nicotina são exemplos de fatores ambientais que influenciam diversas características nossas, desde a altura e a cor da pele até a suscetibilidade a doenças e o QI. Junto com nossos genes, esses fatores moldam cada um de nós. Se você não está muito convencido do efeito do meio ambiente nas características de cada um de nós, vamos pensar nos clones naturais que conhecemos: os gêmeos idênticos, ou univitelinos. Gêmeos univitelinos possuem genomas absolutamente idênticos, certo? Logo, possuem os mesmos genes que determinam a altura e a quantidade de músculos no corpo. No entanto, se um deles se alimentar melhor durante a infância e fizer mais exercícios que o outro, será mais alto e forte que seu irmão, mesmo possuindo os mesmos genes que ele. Sim, mas e se reproduzirmos para o clone as mesmas condições de vida de sua matriz, eles não serão idênticos? Teoricamente sim. Porém, vamos voltar ao exemplo dos gêmeos univitelinos: mesmo sendo criados pelos mesmos pais, no mesmo lar, ao mesmo tempo, esses clones naturais possuem sua individualidade. Apesar de terem muito em comum, podem ter gostos, aptidões físicas e intelectuais, características físicas e de personalidade diferentes. Ainda é difícil estimar quanto a genética e quanto o meio ambiente influenciam cada uma das nossas características, mas sabemos que mesmo diferenças sutis de experiências de vida são suficientes para imprimir características individuais em pessoas com genomas idênticos. Em resumo, somos um produto da nossa genética e do nosso meio ambiente; inúmeras características são mais ou menos influenciadas por esses dois fatores. Assim, apesar de o clone ser uma cópia, geneticamente idêntica, da matriz, suas experiências de vida particulares influenciarão uma série de características de uma forma que não podemos prever. Pense só em todos os parentes, amigos, professores, enfim todas as pessoas que passaram por sua vida. Em tudo o que aconteceu perto de você e no mundo durante a sua vida. Eles deixaram diversas marcas, influenciando muito quem você é hoje em dia. Reproduzir sua genética PLANTAE (do latim planta, planta) [Organismos haplóides de sexos complementares crescem de esporos produzidos pela meiose (meiose esporogênica) que ocorre no adulto diplóide. Estes haplóides produzem gametas por meiose. A fertilização por espermatozóides (citogamia e cariogamia) ou núcleos do pólen (cariogamia) conduz a embriões diplóides retidos pelo organismo haplóide feminino durante o desenvolvimento inicial. Os registros fósseis se estendem desde a Era Paleozóica Inferior (450 milhões de anos atrás) até o presente.] Os membros do reino das plantas se desenvolvem de embriões — estruturas multicelulares envolvidas em tecido materno. Devido a todas as plantas formarem embriões, elas são todas multicelulares. Além disso, devido aos embriões serem os produtos da fusão sexual de células, todas as plantas potencialmente têm um estágio sexual em seus ciclos de vida (embora isso nem sempre ocorra). No estágio sexual, o gameta masculino (núcleo espermático, haplóide) fertiliza o gameta feminino (oosfera, ou núcleo do saco embrionário, haplóide). Muitas 52 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. plantas crescem e se reproduzem de modos que sobrepassam a fusão sexual binária – todas devem ter evoluído de ancestrais que formavam embriões por fusão celular sexuada. Um exemplo de reprodução assexuada é a planta do morango; as plântulas se formam em extensões chamadas de brotos, que se estendem da planta matriz. Um segundo exemplo é a reprodução assexuada de pequenas bolas verdes de células, chamadas de gemas, por um musgo ou hepática matriz. A evolução do embrião, protegido da dessecação e de outros perigos ambientais por tecido materno, foi um fator importante na dispersão das plantas dos oceanos para a terra seca. O desenvolvimento dos ancestrais das algas verdes (clorófitas), de simbiose íntima com os fungos, pode ter sido um outro fator na transição da vida aquática para a vida terrestre, facilitando a assimilação de minerais e água pelas plantas. Todas as plantas são compostas de células eucariotas, muitas com plastídios verdes. Distinguimos as plantas de todos os outros organismos mais por seus ciclos de vida do que por sua capacidade de fotossíntese, porque algumas plantas (“gotas-de-faia”, Epifagus, por exemplo) não executam a fotossíntese. A fotossíntese pelas plantas demanda enzimas dentro dos plastídios envolvidos por membrana. Todas as plantas que fotossintetizam produzem oxigênio (em comparação, nas espécies procariotas fotossintéticas as enzimas são ligadas como cromatóforos às membranas unicelulares, e não empacotadas separadamente; os padrões procariotas da fotossíntese anaeróbica e aeróbica incluem a formação de produtos finais como o enxofre, os sulfatos e o oxigênio). As plantas são adaptadas primordialmente para a vida na terra, embora muitas habitem a água durante parte da sua vida. As plantas são os principais responsáveis, na terra e em ambientes marinhos rasos, pela transformação da energia solar, da água e do dióxido de carbono em produtos primários: alimentos, fibras, carvão, óleo, madeira e outras formas de armazenamento de energia (no oceano aberto, os protoctistas planctônicos são os produtores primários). As plantas caseiras, árvores e variedades agrícolas são membros do reino das plantas. Embora a maioria das plantas sejam organismos multicelulares, verdes, fotossintetizadores, uns poucos gêneros, como o cipó-chumbo (Cuscuta) e o “cachimbo-indiano” (Monotropa), perderam o pigmento verde no curso de sua evolução e se tornaram parasitas. Muitos organismos fotossintéticos, que já foram classificados como membros do reino vegetal com base na cor e nos hábitos sedentários não são mais considerados plantas, porque não possuem embriões e outros critérios mínimos para sua classificação como tal. As cianobactérias (bactérias azul-esverdeadas, as algas verdes, todas as outras algas e os liquens (fungos com bactérias ou simbiontes protoctistas) são agora colocados juntos com seus parentes nos reinos das bactérias, dos protoctistas ou dos fungos. A fotossíntese das plantas sustenta o resto da biota, não apenas convertendo energia solar em alimento, mas também absorvendo dióxido de carbono e produzindo oxigênio. Cerca de meio milhão de espécies de plantas estão descritas. Devido a novas espécies serem encontradas todos os anos, especialmente nos trópicos, provavelmente um outro meio milhão espera ser descoberto. Além disso, esta estimativa provavelmente está subestimada; muitas plantas se parecem umas com as outras na forma, e serão distinguidas como espécies separadas apenas mediante uma análise química. Fonte: MARGULIS, Lynn et al. Cinco reinos – Um guia ilustrado dos filos da vida na Terra. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. I – Objetivo 1. Criar uma cultura de microorganismos. 2. Identificar organismos microscópicos. 3. Reconhecer que as populações dos organismos microscópios estão constantemente variando. 4. Reconhecer que fatores como espaço, alimento e predatismo limitam o tamanho e determinam os tipos de populações. II – Material • folhas de alface • microscópio • lâmina • lamínula • conta-gotas • frasco de boca larga • água de lago ou charco III – Procedimento 1. Lave e enxágüe muito bem o frasco. 2. Coloque no seu interior as folhas de alface e encha-o com água de lago ou charco. 3. Etiquete o frasco, colocando a data em que a infusão foi preparada. 4. Observe ao microscópio uma gota dessa infusão. Nessa cultura você, provavelmente, poderá observar seres microscópicos, como bactérias, algas (diatomáceas e clorofíceas), rotíferos, amebas e outros. Talvez nas primeiras observações possam ser vistos alguns paramécios. Porém, na segunda semana o número de paramécios aumentará, facilitando sua visualização. Depois da terceira semana seu número diminuirá. 5. Os paramécios locomovem-se com extrema rapidez, o que torna difícil a sua visualização. Para dificultar seus movimentos, coloque na água da lâmina uns fios de algodão esparsos e entrecruzados. IV – Questões 1. Represente em esquemas cada um dos organismos encontrados nessa infusão. Procure identificá-los com o auxílio de seu professor e das figuras encontradas no capítulo 20. 2. Observe o paramécio e com o auxílio da figura 8 da página 190, procure determinar as partes que o constitui. 3. Elabore uma hipótese que justifique a causa da diminuição dos paramécios a partir da terceira semana em que essa infusão foi formada. (Comentários/Respostas das questões do item IV: 1. As respostas irão variar de acordo com as observações feitas. 2. Figura de um paramécio indicando partes. 3. A diminuição de paramécios pode ser causada pelo desenvolvimento de populações de outros organismos que competem pelo mesmo alimento. A causa provável desse desaparecimento é o aumento de rotíferos e a diminuição de bactérias que lhe servem de alimento.) Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. COMO OCORRE A ENTRADA E SAÍDA DE AR DO SISTEMA RESPIRATÓRIO - MODELO FÍSICO QUE DEMONSTRA A MECÂNICA VENTILATÓRIA I – Objetivo Sugestões de atividades OBSERVAÇÃO DE CULTURA DE PARAMECIUM E OUTROS ORGANISMOS MICROSCÓPICOS As populações das culturas de organismos microscópicos apresentam variações. O alimento, o espaço e o predatismo determinam os tipos de populações, assim como limitam o seu tamanho. A atividade poderá ser realizada na Unidade II, no estudo das células, ou na Unidade III, onde será desenvolvido conteúdo relativo às bactérias. às algas e aos protozoários, seres estes comumente encontrados na infusão proposta. 1. Construir um modelo de sistema respiratório humano. 2. Relacionar o modelo construído com a biomecânica do sistema respiratório dos mamíferos. 3. Reconhecer a importância do diafragma no mecanismo da inspiração e expiração. II – Material • garrafa plástica transparente • rolha perfurada • tubo de vidro ou plástico • 2 bexigas (como as de aniversário) • barbante ou linha grossa • fita crepe 53 III – Procedimento 1. Retire o fundo da garrafa e feche-a com a rolha perfurada. 2. Pegue o tubo de vidro ou plástico e coloque em uma das extremidades uma das bexigas, prendendo-a firmemente com um cordão ou linha grossa. 3. Enfie outra extremidade do tubo na rolha perfurada, deixando uns 2 cm acima do gargalo da garrafa. 4. Corte a parte mais estreita da outra bexiga, eliminando-a, e feche o fundo da garrafa com a outra parte, prendendo-a com fita crepe. É necessário que a garrafa fique perfeitamente fechada. 5. Vede a parte superior da rolha, junto ao tubo, com cera derretida de uma vela. (Obs.: Neste modelo, a garrafa representa o tórax. O tubo e a bexiga presa a ele representam a traquéia e os pulmões, respectivamente. A membrana que fecha a garrafa representa o diafragma, e o orifício do tubo, as cavidades nasais.) IV – Questões 1. Puxe a membrana que representa o diafragma para baixo e para cima. O que acontece? 2. Relacione o que foi observado na realização dessa atividade com a biomecânica do sistema respiratório dos mamíferos. [Comentários/Respostas das questões do item IV : 1. Quando a membrana é puxada para baixo, a bexiga que representa os pulmões enche-se de ar. Quando empurrada para cima, a bexiga elimina o ar. 2. Somente os mamíferos possuem diafragma, músculo que separa a cavidade torácica da abdominal. Ao se contrair, o diafragma desloca-se em direção ao abdome, aumentando o volume da caixa torácica. Ao mesmo tempo, entre as costelas existem os músculos intercostais, que, ao se contraírem, tracionam as costelas para a frente, aumentando ainda mais o volume da caixa torácica. Com o aumento de volume, a pressão interna torna-se menor que a pressão atmosférica, forçando a entrada de ar nas vias aéreas (inspiração). Com o relaxamento dos músculos intercostais e do diafragma, há diminuição do volume da caixa torácica, forçando a saída de ar pelas vias aéreas.] DETERMINANDO O CICLO MENSTRUAL E O PERÍODO FÉRTIL I – Objetivo Levar o aluno a: 1. Conhecer o próprio corpo. 2. Determinar as diferentes etapas do ciclo menstrual e do período fértil em que se pode engravidar. 3. Diminuir o número de gravidez indesejável. II – Procedimento 1. Coloque nos círculos do diagrama as letras correspondentes às fases do ciclo menstrual, de acordo com o quadro. PAULO MANZI A B C D E F = = = = = = O óvulo amadurece e é aspirado Ovulação O óvulo se dirige ao útero 1º dia do ciclo Menstruação O óvulo se desenvolve no ovário A tabela tem por finalidade levar a entender as fases do ciclo menstrual e determinar a sua periocidade. 2. Se você for do sexo feminino, marque num calendário os dias de sua menstruação a cada mês. Determine seu ciclo menstrual e seu período fértil. Se você for do sexo masculino, determine os períodos férteis de uma pessoa que possui ciclo menstrual de 28 dias e que teve sua menstruação do mês de abril nos dias 2, 3, 4 e 5. 3. Apresente a ocorrência de um ciclo menstrual e o período fértil ao longo de um semestre. Para isso, recorra a um calendário. DRAMATIZAÇÃO Tema: Deve-se limitar a natalidade? I – Objetivo Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Levar o aluno a analisar o problema da limitação da natalidade. II – Procedimento: 1. Divida a classe em grupos. Cada um representará uma das personagens citadas abaixo. Todos os alunos dos grupos defenderão o posicionamento da personagem designada para o grupo. Os dados referentes a essas personagens devem estar impressos e entregues aos participantes de cada um dos grupos na aula que preceder a atividade. É importante recomendar aos alunos que preparem em casa sua argumentação. No dia destinado a essa atividade, cada grupo formará um semicírculo voltado para o centro da sala. Antes de iniciar a discussão, um representante de cada grupo falará, expondo rapidamente o ponto de vista do seu personagem. A discussão terá início quando o médico anunciar que, no Posto de Saúde onde trabalha, começará a ser distribuído anticoncepcional gratuitamente. Personagem 1 – Médico Você é médico e atende a mães solteiras pobres. Muitas dessas mães não têm condições de criar seus filhos e estes são encaminhados a orfanatos e instituições. Você é a favor de campanhas de esclarecimento junto ao público, bem como à distribuição de anticoncepcionais nos Postos de Saúde. Acha que um país com assistência médica tão precária como o Brasil não deve ter uma população muito grande. Personagem 2 – Operário Você é um operário e ganha menos que dois salários mínimos. É casado, têm três filhos pequenos e luta com grande dificuldade para manter a família. Você e sua esposa não querem ter mais filhos (ela já fez dois abortos), pois a vida foi sempre difícil nesses oito anos de casados. Personagem 3 – Economista Você é economista e trabalha como assessor do governo. Tem apenas dois filhos e não pretende ter mais nenhum. Porém, é contra as campanhas de controle da natalidade pela população. Você acha que a população do país deve crescer bastante, pois quanto maior o número de pessoas maior o mercado consumidor. Isso significará mais fábricas e empregos. Acha que o aumento da população é uma forma de estimular o progresso. 8 9 2 1 28 27 3 4 5 6 7 26 25 24 10 Personagem 4 – Militar Você é militar sediado há muitos anos na Amazônia. É contra o controle da natalidade, pois há vastas regiões desocupadas no Brasil, que são um atrativo para as potências estrangeiras. Personagem 5 – Padre Você é padre e acredita que qualquer tipo de interferência no controle da natalidade, como a doação de anticoncepcionais, é contra a natureza humana. Na sua opinião, deve-se cuidar das crianças, dando escolas, assistência médica, trabalho para os pais etc., pois a vida é um dom divino e não cabe a nós decidir quantos devem nascer e viver. (Obs.: Professor, não deixe que sua opinião pessoal influencie a dos alunos. A coordenação é do professor, mas a opinião dos alunos deve ser respeitada.) 23 11 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 Figura: Representação esquemática (sem escala) do ciclo menstrual. 54 CULTURA DE PRÓTALOS I – Objetivo 1. Identificar os soros, os esporângios e os esporos. 2. Identificar o prótalo. 3. Analisar as etapas do ciclo de reprodução das pteridófitas. II – Material • pires • copo • pincel • folha de samambaia com soros • lâmina • lamínula • microscópio (Obs.: Caso a escola não tenha microscópio, pode-se fazer a cultura e observar sua germinação.) III – Procedimento 1. Ponha uma folha ou pedaço de folha de samambaia com soros dentro de um saco plástico. 2. Agite o saco vagarosamente e observe se os esporos estão se soltando. 3. Coloque um pouco de água em um pires e dentro dele um pedaço de telha ou tijolo. O pires deve ser mantido sempre com água para que a telha ou o tijolo se mantenham úmidos. 4. Coloque sobre a telha ou o tijolo os esporos retirados dos soros. 5. Para evitar a evaporação da água, cubra o pires com um copo de vidro. Após alguns dias, a superfície do tijolo ou da telha começará a ficar verde. 6. Retire com o pincel alguns esporos que estão germinando e coloque-os na lâmina com uma gota d’água. Cubra com a lamínula e observe ao microscópio. 7. Desenhe sua estrutura. 8. Continue observando periodicamente até o prótalo tornar-se adulto. IV – Questões 1. Relacione folíolos, soros, esporângios e esporos. 2. Reveja o ciclo de vida das pteridófitas. (Comentários das questões do item IV: 1. As folhas das pteridófitas são subdivididas em folíolos. Na parte inferior dos folíolos estão os soros, que contêm os esporângios, e estes, os esporos.) ESTUDO DA ANATOMIA DE UMA FLOR (Obs.: Nesta atividade será desenvolvido o estudo de uma flor dicotiledônea. A escolha da azaléia deve-se ao fato de seus verticilos serem facilmente detectados. A representação esquemática da flor encontrada na página 327 poderá ser usada como norteadora para a determinação dos elementos da flor em estudo. No caso de não poder trabalhar com essa flor, procure iniciar esse trabalho com uma outra, que também tenha todos os verticilos.) I – Objetivo 1. Identificar as partes de uma flor completa. 2. Classificar um vegetal a partir dos seus elementos florais. II – Material • flor de azaléia • estilete • lápis e papel III – Procedimento 1. Analise inicialmente a flor sem abri-la, anotando os dados em seu caderno. Veja se é uma flor completa (tem pedúnculo e os quatro verticilos florais: cálice, corola, androceu e gineceu) ou incompleta (falta uma ou mais de uma de suas partes). 2. Observe e descreva o cálice. Qual sua cor? Conte o número de suas sépalas. 3. Observe e descreva a corola . Verifique sua cor, o número de pétalas e se as pétalas estão unidas ou separadas. Abra cuidadosamente a flor. Retire o cálice e a corola para poder observar seus órgãos reprodutores. 4. Observe o androceu e conte o número de seus estames. 5. Desenhe um dos estames indicando, com legendas, as partes que o constitui. 6. Abra uma das anteras para observar os grãos de pólen. Retire todos os estames isolando o gineceu. 7. Observe e desenhe o gineceu, indicando com legendas as partes observadas. 8. Corte o ovário da flor no sentido transversal. Veja os óvulos em seu interior. Procure determinar quantas folhas se modificaram para dar origem a este ovário. (Obs: O corte transversal do ovário deve ser feito com uma lâmina fina e bem cortante para não amassar o ovário, e para permitir a visualização do local da implantação dos óvulos e o número de lóculos. Pelo número de lóculos, pode-se saber o número de carpelos que deu origem ao verticilo.) ATIVIDADE DE CAMPO Uma atividade de campo é um estudo realizado em um ambiente natural. Esse tipo de atividade permite contextualizar o conteúdo conceitual que estamos desenvolvendo; vivenciar valores saudáveis que colaboram na aquisição de atitudes de respeito, como também melhorar as relações interpessoais aluno — aluno e aluno — professor. A atividade de campo presta-se à realização de trabalho interdisciplinar, o que permite uma visão mais abrangente do conteúdo desenvolvido. Pode também ser desenvolvida como parte de um projeto maior onde um tema é escolhido e desenvolvido pelas diferentes disciplinas dentro do enfoque específico de cada uma das áreas. Por exemplo: a realização de um projeto de educação ambiental na escola objetiva instrumentalizar o aluno, a fim de que possa intervir nos problemas ambientais de sua comunidade, visando uma melhoria da qualidade de vida. Para que esse projeto, assim como outros, atinja essa meta, torna-se necessário: ter um caráter multidisciplinar, e, sempre que possível, que haja uma vinculação do conhecimento científico com a realidade cotidiana do aluno, e que este esteja mais perto do objeto de estudo por meio de uma metodologia mais dinâmica, como, por exemplo, o trabalho de campo e as entrevistas. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Organização da atividade proposta Para que o estudo de campo atinja sua finalidade didática, o papel do professor é fundamental, pois o planejamento e a organização desta atividade são essenciais para a eficiência do trabalho proposto. A atividade deve ser organizada com bastante antecedência, prevendo períodos em que haja provas e eventos importantes na escola. O professor, antecipadamente, deve conhecer o local onde a excursão vai ser realizada. O conhecimento permite um melhor planejamento da atividade e também um aproveitamento maior dos recursos do local escolhido. Como sabemos que nem sempre isso é possível, o professor deve pelo menos pesquisar em fontes idôneas as características do local e os recursos disponíveis que possam enriquecer a atividade proposta. Outro dado, que deve ser avaliado, refere-se ao número de integrantes que participarão da atividade. Este número deve ser limitado segundo o local escolhido relacionando número de alunos ao espaço físico de onde se deseja ir ou a possibilidade de atendimento de cada um dos alunos participantes. Chamar a atenção para a importância do horário da atividade prevista, pedindo que cheguem sempre com relativa antecedência. O professor deve sempre fazer uma listagem dos alunos que irão participar da atividade e passar uma lista de presença para que assinem. Os alunos deverão também ser orientados em relação às roupas e ao tipo de calçado mais conveniente, repelente e alimentos, caso sejam necessários. O ideal é que a atividade prática sempre esteja intimamente relacionada ao conteúdo conceitual que está sendo desenvolvido. Os conteúdos, conceitual, procedimental e atitudinal que se espera desenvolver nesta atividade, devem ser trabalhados com os alunos antecipadamente, de tal modo que saibam o que devem observar, como anotar e como se portar. É interessante que o professor crie um roteiro do que deve ser visto e analisado. Conforme o local da excursão, pode ser realizada coleta de material para um posterior estudo em sala de aula. Neste caso, os alunos devem ser orientados para que recolham o material que realmente será analisado. Uma excursão em uma região de mata pode visar o estudo do solo, da vida animal e dos vegetais existentes. Nesta atividade, a máquina fotográfica é uma ferramenta importante, pois permitirá analisar posteriormente parte do que foi observado. Os alunos devem ser conscientizados que o trabalho de campo é uma aula diferente das de costume, mas que deve ser levada a sério tanto quanto as outras aulas. 55 Observação de seres vivos em seu meio Esta atividade pode ser realizada em um trecho de mata natural ou em um parque de sua cidade. Se sua escolha recair para a visita de um trecho de mata natural, este espaço deve ser muito bem conhecido por você e não deve dar possibilidade a que algum aluno se perca. Peça a seus alunos que sigam as orientações que se seguem, anotando o resultado de suas observações. Andando lentamente, tente distinguir as plantas umas das outras. Observe se há plantas epífitas presas ao seu caule e observe suas características. De modo geral, analise as partes de cada tipo de planta. Examine a forma, dimensão e a nervura de suas folhas. Relacione tamanho, forma e tipo de folha ao ambiente em que você se encontra. Examine suas flores, se existirem. Por meio das características de suas folhas e flores, procure classificar as plantas examinadas. Observe se há árvore cujas raízes saem acima da superfície da terra — como as tabulares — e relacione a existência desse tipo de raiz ao tamanho do vegetal. Observe a altura dos vegetais. Eles competem pela luz? Ao mesmo tempo que essas observações sobre os vegetais estão sendo feitas, deve-se também estar atento para os animais existentes no local. Para que as observações de animais sejam realizadas, é necessário que você se movimente de forma lenta e sem ruído. Procure ouvir os sons para localizar e identificar o animal. Observe o solo. Há vegetação rasteira ou o solo está somente coberto com folhas? Relacione a existência dessas folhas à fertilidade da mata. Observe se há presença de fungos — pela presença de cogumelos — e analise onde crescem. Justifique onde são encontrados e por quê? As fezes dos animais, se existirem, também constituem uma forma de detectar os tipos de animais existentes, seu tamanho e muitas vezes sua alimentação. Essas são algumas das observações que podem ser feitas, porém, muitas outras acontecerão durante o percurso, que devem ser anotadas por você ou debatidas com seus colegas e o professor, se necessário. Todas as anotações realizadas serão usadas para a confecção final do relatório do seu grupo, em sala de aula. Posteriormente, os grupos relatarão o que observaram e será construído um texto coletivo da atividade desenvolvida. Observação para o professor: Todos os conceitos relativos às possíveis observações existentes neste roteiro devem ter sido desenvolvidos no período anterior à sua realização em sala de aula. 8. Uma das possíveis respostas poderia incluir algumas características gerais dos seres vivos, observadas nessa foto: I. a execução de movimentos; II. a reação a estímulos ambientais; III. a associação entre forma e função (percebida, por exemplo, na forma dos membros). 9. I. Trata-se de aves da mesma espécie, mas do mesmo sexo. II. São aves de espécies diferentes, apesar de muito semelhantes. 10. e 11. a) Como há identidade genética entre todas as plantas da lavoura — pois são resultado de reprodução assexuada —, características vantajosas, como a elevada produtividade, estarão presentes em todas as plantas. b) A identidade genética, por outro lado, faz com que todas as plantas da lavoura sejam susceptíveis à praga, e toda a plantação pode ser dizimada. 12. a) A diversidade é decorrente de mutações, que ocorreram e foram selecionadas ao longo do tempo, incorporando-se ao patrimônio genético do grupo. b) A aplicação de inseticidas pode ter eliminado os insetos, principal alimento das aves de bico delicado. Com isso, as aves adaptadas a outro tipo de alimentação passaram a predominar. Capítulo 2 1. 2. 3. 5. 7. 8. j, h, b, i, f, g, a, d, e, c b e 4. c d 6. d c, b, e, a, d a) O gavião, que, ao mesmo tempo, é consumidor secundário e terciário. b) As plantas são os produtores e fornecem energia para todos os demais componentes da teia. b a) A quantidade total de energia química acumulada nos membros daquele nível trófico. b) Porque os componentes de cada nível trófico gastam grande parte da energia na respiração celular aeróbia, enquanto uma outra parcela é perdida na forma de calor. c a Não. Em uma floresta em equilíbrio, a quantidade de oxigênio liberada pela fotossíntese é praticamente igual à consumida na respiração celular aeróbia. A maior produção líquida de oxigênio ocorre nos oceanos, pela atuação do fitoplâncton (algas marinhas). a) Folhas → insetos → rãs → jararaca → gavião. b) Folhas (produtor); insetos (consumidor primário); rãs (consumidor secundário); jararaca (consumidor terciário); gavião (consumidor quaternário). c) O sabiá, que atua como consumidor primário (ao se alimentar de folhas e sementes) e consumidor secundário (ao se alimentar de insetos). Planta (produtor) → camundongo (consumidor primário) → cobra (consumidor secundário) → perdiz (consumidor terciário) → raposa (consumidor quaternário). c Porque, à medida que os níveis tróficos se afastam do nível trófico dos produtores, a quantidade de energia disponível para o nível trófico seguinte diminui, perdendo-se na forma de calor. e c Maior população humana seria suportada na ilha em que as pessoas se alimentam de vegetais, pois, no nível dos produtores, a quantidade total de energia e a oferta de energia para o nível trófico imediatamente superior são maiores. Havendo menos níveis tróficos entre os produtores (plantas) e os consumidores (população humana), a quantidade de energia disponível é maior. a) Porque a fotossíntese — principal processo responsável pela produção de matéria orgânica — libera oxigênio. A quantidade liberada desse gás deve ser proporcional à taxa de fotossíntese e, portanto, à produtividade primária. b) Nas garrafas escuras, as algas não realizam a fotossíntese, mas apenas a respiração celular aeróbia, que consome oxigênio. A quantidade de oxigênio consumida pelas algas que estão na garrafa escura deve ser igual àquela consumida pelas algas da garrafa clara. Portanto, se na garrafa escura foi consumido um volume V1 de oxigênio e na garrafa clara foi liberado um volume V2, esse volume V2 corresponde apenas ao saldo liberado. O verdadeiro volume produzido na fotossíntese pelas algas da garrafa clara corresponde a (V1 + V2). c) São principalmente as algas, organismos microscópicos fotossintetizantes, componentes do fitoplâncton. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Avaliação A avaliação de uma atividade de campo não pode ser restringida ao relatório apresentado pelo aluno ou grupo. A avaliação deve iniciar no momento em que a atividade começa e terminar após a construção do texto coletivo. A postura, a responsabilidade, o compromisso na realização da atividade são dados que não podem ser desprezados e que devem ser considerados. 15. 16. 17. Respostas das atividades e dos exercícios complementares de todos os capítulos Capítulo 1 1. c, a, b 2. Biodiversidade significa o número de espécies em certo ambiente (diversidade de espécies). Em certos contextos, pode significar a diversidade genética dentro de uma espécie (diversidade genética) ou o número de diferentes ecossistemas em determinada região geográfica (diversidade ecológica). 3. c 4. Um dos ratinhos reage a estímulos ambientais (percebe, por exemplo, a borda da mesa), alimenta-se, gera filhotes, apresenta processos metabólicos (defeca e urina) etc. 5. c, g, a, f, e, h, d, b 6. d 7. Uma possível explicação seria que, no solo das florestas, os caramujos de concha escura podiam escapar mais facilmente dos predadores (as aves). Da mesma forma, caramujos de concha clara, vivendo nos campos, podiam se confundir com o ambiente, “enganando” a visão dos tordos canoros. 18. 19. 20. 21. Capítulo 3 1. d, e, a, c, f, b 2. e 56 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 3. a) Fungos e bactérias podem atuar como decompositores, convertendo a matéria orgânica morta em nutrientes inorgânicos, que podem ser reaproveitados por produtores (por exemplo, algas e plantas). b) Certos fungos produzem antibióticos, substâncias que impedem ou dificultam o desenvolvimento de bactérias e/ou outros fungos. 4. b 5. Trata-se de protocooperação. Embora paguro e anêmona-do-mar sejam beneficiados pela associação, não dependem dela para se manter, podendo sobreviver independentemente um do outro. 6. a) Na sociedade das formigas há uma nítida divisão de trabalho, e a sobrevivência do formigueiro — considerado por alguns biólogos um “hiperorganismo” — depende de cada casta executar suas atribuições. Se ocorrer a “rebelião” proposta por Calvin, a sociedade se desestrutura, acarretando a morte de seus componentes. b) Cupins e abelhas. 7. Soma = 27 (01 + 02 + 08 + 16) 8. a) É o estágio X. b) No estágio X, em que há maior diversidade de nichos ecológicos. c) Estágio X (comunidade clímax): equilíbrio entre a incorporação e a liberação de carbono (fotossíntese = respiração celular aeróbia). Estágio Y (comunidade pioneira, aumentando a biomassa): predomínio da incorporação sobre a liberação de carbono (fotossíntese > respiração celular aeróbia). 9. f, e, d, b, a, c 10. b 11. a) Ano Tamanho inicial da população Tamanho final da população 1984 1985 1986 1987 1988 — 600 700 850 1.270 600 700 850 1.270 1.540 competidores, predadores e parasitas que auxiliarão no combate às pragas agrícolas (insetos, fungos, plantas invasoras etc.), além de aves e insetos que atuam como polinizadores das plantações. 20. a 21. a) A biomassa aumenta progressivamente, até se estabilizar. b) A comunidade atingirá o estágio clímax quando ocorrer a estabilização da biomassa e da biodiversidade (que também aumentará durante a sucessão). 22. a) 1.000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 84 85 86 87 88 89 90 91 b) No final de 1986, 850 indivíduos estarão vivendo numa área de 100 hectares. Portanto, a densidade populacional será de 8,5 indivíduos por hectare. c) O aumento da densidade populacional pode ter provocado aumento da competição intra-específica (por abrigo ou alimento), resultando em aumento da mortalidade e da emigração. Outras hipóteses poderiam ser a introdução, na área, de espécies competidoras, parasitas ou predadoras, ou a liberação da área para a atividade de caça. d) A tendência é de redução no ritmo de crescimento populacional, até que o tamanho da população finalmente se estabilize. 12. a) O valor A indica a capacidade de carga do ambiente, ou seja, o número máximo de indivíduos dessa espécie que ele pode tolerar. b) A oferta de alimentos e a disponibilidade de locais para abrigo, acasalamento e cuidados com filhotes. 13. e 14. b 15. Entre joaninhas e cochonilhas: predatismo. Entre cochonilhas e bois: competição. 16. Capim Bois Seres humanos b) A população atingiu a capacidade de carga. 23. b 24. b 25. c 26. Embora não tenhamos discutido a curva de Nelson Moraes (taxa diferencial de mortalidade por faixa etária), a análise dos gráficos permite responder às questões propostas. a) Nota-se redução das taxas de mortalidade nas primeiras etapas da vida, particularmente do índice de mortalidade infantil (mortalidade no primeiro ano de vida). Como a expectativa de vida também deve ter se elevado no período, há um aumento na taxa de mortalidade nas faixas etárias mais elevadas. Estes indicadores apontam para provável melhoria das condições de vida (renda per capita, condições de moradia e de saneamento, acesso aos serviços de saúde etc.). b) Percebe-se que a Região Norte apresenta taxas de mortalidade na infância mais elevadas que as da Região Sul, indicando piores condições de vida da população. Por outro lado, as taxas de mortalidade em idades mais elevadas são maiores na Região Sul, denotando provável maior expectativa de vida. Capítulo 4 1. c, b, a, d 2. Em relação às monoculturas, os ecossistemas naturais apresentam maior diversidade de espécies (maior biodiversidade) e, portanto, menor susceptibilidade a pragas, em virtude da presença de inimigos naturais dos eventuais invasores. 3. b 4. 1) O peixe exótico pode atuar como predador de espécies nativas, reduzindo suas populações. 2) No novo ambiente, o peixe exótico pode não encontrar predadores, parasitas e outros inimigos naturais. Aumentando rapidamente a população, a espécie introduzida pode esgotar recursos naturais que eram compartilhados com outras espécies. 5. f, b, g, c, h, a, e, d 6. D, A e F, respectivamente. 7. d 8. c 9. e 10. Soma = 21 (01 + 04 + 16) 11. b 12. b 13. Na floresta tropical, a preservação de todas as espécies só é possível com a manutenção da área integral (portanto, 500 hectares). Na floresta temperada, a manutenção de aproximadamente 100 hectares seria suficiente para preservar toda a biodiversidade da região. 14. 1) As abelhas exógenas (ou exóticas) poderiam competir por alimento ou abrigo com as espécies nativas, que seriam eliminadas. 2) As abelhas exógenas poderiam atuar como agentes polinizadores de plantas invasoras, provocando a explosão populacional dessas pragas agrícolas. (Além dessas, outras hipóteses podem ser propostas.) Palmas Decompositores Cochonilhas Joaninhas 17. Joaninhas Cochonilhas Palmas 18. Os coelhos e os preás irão estabelecer uma relação de competição, pois estarão disputando um mesmo recurso ambiental (no caso, o alimento representado pelos vegetais). 19. Naquela em que 40% da mata foram preservados. Essa área funciona como uma reserva de biodiversidade, onde pode haver 57 15. e 16. Entre outros fatores, poderíamos citar a grande disponibilidade de água, a abundante exposição à luz solar, o grande potencial biótico das populações de algas, a elevada capacidade de carga dos ecossistemas marinhos etc. 17. Região oceânica abissal: escassez de luz. Deserto: escassez de água. Tundra: baixas temperaturas. Floresta tropical pluvial: temperaturas elevadas e abundante oferta de água e de luz. Estuários: grande disponibilidade de nutrientes trazidos pelos rios. 18. a) 4 (Caatinga) e 2 (Cerrado), respectivamente. b) É a área 7 (Pampa gaúcho), que, assim como as pradarias norte-americanas, são classificados como formação herbácea e se caracterizam pelo predomínio de gramíneas e outras plantas de pequeno porte. 19. Soma = 11 (01 + 02 + 08) 14. Capítulo 5 1. g, h, f, j, i, a, b, c, d, e 2. Tipo de poluente Material particulado Óxidos de nitrogênio Óxidos de enxofre Óxidos de carbono Chumbo Efeitos sobre a vida humana Tosse, crises de asma e facilita o aparecimento de pneumonias. Pode prejudicar a visibilidade, determinando o fechamento de aeroportos. Irritação das vias aéreas e dos olhos, asfixia e morte (em alta concentração). Irritação das vias aéreas, dos olhos e da boca. O monóxido de carbono dificulta o transporte de oxigênio pelo sangue. Saturnismo (lesões do sistema nervoso, dos rins e anemia). 15. 16. 17. 3. a) Inversão térmica. b) No inverno, o ar fica mais frio e mais denso, acumulando-se sobre as cidades como um “manto de partículas de poluentes”. A entrada de luz solar é dificultada, retardando o aquecimento do solo e, conseqüentemente, do ar. Diminuindo a movimentação ascendente do ar, a camada de poluentes permanece mais tempo sobre as cidades. 4. b 5. a) É a capacidade que determinados gases atmosféricos têm de aprisionar calor, mantendo a atmosfera e a superfície do planeta relativamente aquecidas. b) É o gás carbônico (CO2 ou dióxido de carbono). c) Ocorreria elevação do nível médio dos oceanos graças ao derretimento de geleiras (de calotas polares e cordilheiras) e à dilatação da água (pelo aumento da temperatura). Quanto à produção agrícola, apesar do aumento da concentração atmosférica de CO2 (que é matéria-prima da fotossíntese), a elevação da temperatura comprometeria o funcionamento das células, afetando a produtividade. Além disso, a elevação dos oceanos poderia alagar áreas costeiras atualmente utilizadas pela agricultura. 6. d 7. d, a, e, b, c 8. a) É a eutrofização (ou eutroficação). b) III → V → IV → II → I. c) Reduzir a liberação de produtos fosfatados (detergentes, por exemplo) nas águas coletadas; adotar formas alternativas de destinação dos dejetos humanos (por meio de fossas sépticas) nos locais não servidos por rede de esgoto; exigir que os governos, em diferentes níveis da administração pública, estendam as redes de saneamento (água tratada e esgoto) a toda a população. 9. a 10. a 11. São plausíveis apenas as explicações I e II. I. A queda matinal da concentração de NO é acompanhada de elevação da concentração de NO2, sugerindo a conversão de um gás em outro. II. A alta da concentração de CO ocorre nos “horários de pico”, quando o movimento de veículos é maior (início da manhã e final da tarde). III. Apesar de haver elevação da concentração de NO2 acompanhando a queda da concentração de NO (sugerindo a conversão), nota-se alguma concentração daquele gás ao longo de todo o dia. IV Se houvesse deslo. camento de O3 da estratosfera para camadas mais baixas, sua concentração total na atmosfera permaneceria constante. 12. c 13. a) Os gases que, ao se combinarem com a água, são os responsáveis pela formação de ácidos (óxidos de nitrogênio e óxidos de enxofre) são lançados na atmosfera e levados a longas distâncias pelos 18. 20. 21. 22. ventos, podendo acarretar chuvas ácidas em locais afastados de onde são emitidos. b) Formação sucessiva de comunidades pioneiras (que toleram as condições adversas do local), comunidades intermediárias (que apresentam produtividade primária elevada, com aumento da biomassa e da biodiversidade) e comunidade clímax (em equilíbrio com o ambiente). a) Principalmente, a intensificação da queima de combustíveis fósseis. b) Uma provável conseqüência é o aquecimento global, pois o CO2 (bem como outros gases-estufa) aprisiona calor, provocando o aumento da temperatura da atmosfera. c) Se levarmos em conta apenas a energia de origem hidroelétrica, o impacto seria mínimo. Porém, em nível planetário, a redução do consumo de eletricidade provocaria redução nas emissões de gás carbônico, pois uma importante fonte de eletricidade são as centrais termoelétricas, movidas a carvão ou derivados de petróleo, cuja queima libera CO 2 e outros gases. d a) São os que se originam da transformação que a matéria orgânica, submetida a temperaturas e pressões elevadíssimas ao longo de milhões de anos, sofre no subsolo. Exemplos: petróleo, gás natural e carvão. b) Porque o CO2 liberado na queima da madeira seria reincorporado à biosfera por meio da fotossíntese, nas áreas de reflorestamento. O aquecimento global alteraria os hábitats dos transmissores de doenças tropicais, que vivem e se reproduzem em ambientes quentes. Com a expansão das áreas de clima tropical, esses transmissores (insetos, moluscos e roedores, entre outros) ocupariam lugares que antes não ocupavam, levando consigo agentes infecciosos (como os causadores de encefalite viral, dengue, malária, febre amarela ou da esquistossomose) para regiões onde eles não existem atualmente, difundindo essas moléstias em populações que hoje se encontram fora das áreas de risco. d 19. a a) O significado será a redução da quantidade de oxigênio dissolvido na água, que poderá acarretar a morte de peixes, moluscos, crustáceos e outros organismos aeróbios. b) O aumento da temperatura reduz o coeficiente de solubilidade dos gases em líquidos. (O professor de Química poderia explicar superficialmente o conceito de coeficiente de solubilidade.) e a) Quanto maior é a porcentagem da população com acesso a água potável de boa qualidade, menor é a taxa de mortalidade infantil. b) Acesso a água potável de boa qualidade reduz a chance de contato com agentes infecciosos veiculados por água e alimentos contaminados, como vírus, bactérias e outros organismos causadores de diarréia (uma das principais causas de mortalidade infantil em países pobres). Além disso, acesso a água potável de boa qualidade sugere que a população seja servida por saneamento básico, tenha condições satisfatórias de nutrição e moradia, acesso a serviços de saúde, recebimento de medicamentos ou condições financeiras para adquiri-los etc. Esses mesmos fatores contribuem para que as crianças tenham boas condições de vida, reduzindo a taxa de mortalidade infantil. Capítulo 6 1. e, b, a, d, f, c 2. c 3. a) Compostos inorgânicos nitrogenados (nitrogênio também pode ser aceito como resposta). b) Pela denitrificação (graças à ação de bactérias denitrificantes), na forma de N2 (nitrogênio gasoso). c) A associação com bactérias ocorre em nódulos que se formam nas raízes das leguminosas. 4. Copépodes → manjubas → pescadas → atobás. O DDT tende a se concentrar nos níveis superiores das cadeias alimentares, fenômeno chamado magnificação trófica. 5. d 6. c, e, b, a, d 7. b 8. b 9. c 10. a) X: bactérias denitrificantes, pois liberam nitrogênio gasoso para a atmosfera. Y: decompositores, que são praticamente os únicos organismos que digerem a quitina da carapaça de artrópodes. Z: produtores (autótrofos), porque realizam a fotossíntese e liberam oxigênio. W: consumidores de primeira ordem, pois digerem o amido e, portanto, devem alimentar-se de algas ou plantas. b) Os organismos Z, que são os produtores e estão na base da pirâmide de energia e, em geral, na de biomassa. 11. d 58 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 12. O ecossistema agrícola é o indicado pela letra a, que dispõe de energia em grande quantidade para crescer e se reproduzir; dessa forma, deve gerar um “saldo” de matéria orgânica, que é o produto da prática agrícola. O ecossistema b deve corresponder à floresta pluvial tropical, em estado de equilíbrio e, portanto, com menor “saldo” de energia e de matéria orgânica. 13. d 14. As queimadas destroem plantas invasoras e incorporam no solo os materiais oriundos da incineração dos restos vegetais. Entretanto, a elevação da temperatura elimina a comunidade de seres vivos (como bactérias, fungos, insetos e anelídeos) que participam da reciclagem da matéria. Isso acaba por empobrecer o solo. Como remove a cobertura vegetal, aumenta a exposição direta do solo à ação das chuvas e dos ventos, intensificando a erosão e a lixiviação. 15. a 16. Sendo biodegradáveis, irão se decompor ao longo do tempo, reduzindo a quantidade total de resíduos gerados e evitando o esgotamento dos aterros sanitários. 17. d 4. 5. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Capítulo 7 1. 2. 3. 4. c, g, e, a, f, b, h, d c c a) Polissacarídio de reserva animal: glicogênio (encontrado no fígado e nos músculos). Polissacarídio de reserva vegetal: amido (encontrado em raízes e caules). b) Os animais alternam períodos de alimentação com intervalos relativamente longos durante os quais eles dependem dos estoques de glicose, armazenada na forma de glicogênio. a b, e, f, d, c, a, g b a a Soma = 53 (01 + 04 + 16 + 32) No tubo 1 nada ocorrerá; no tubo 2 ocorrerá formação de bolhas (correspondentes ao oxigênio liberado na degradação enzimática da água oxigenada); no tubo 3 ocorrerá formação de bolhas; no tubo 4 ocorrerá intensa formação de bolhas, pois a trituração aumenta a superfície de contato da água oxigenada com as enzimas presentes no fígado; no tubo 5 não haverá formação de bolhas, pois a fervura prévia desnaturou irreversivelmente as enzimas do fígado. c a e Há uma associação direta entre a porcentagem de gorduras saturadas na dieta e a incidência de doenças cardíacas em seres humanos. a) A presença de glicina (ou de valina) na dieta é essencial para o desenvolvimento normal de larvas de moscas do gênero Heliothis. b) Servir como grupo-controle (ou referência) para comparação com os grupos experimentais (sem glicina e sem valina). F, V F. É importante destacar que apenas a afirmativa II é demons, trada pelo experimento, independentemente de as afirmativas I e III serem ou não verdadeiras. V, V V, F , No tubo I, há substrato (gorduras do leite) e a enzima correspondente; ocorre a hidrólise e a formação de ácidos graxos e, portanto, o meio se torna ácido, mudando a cor do indicador que se torna azul. No tubo II, há substrato, mas não há enzima; conseqüentemente, não se formam ácidos graxos e o indicador permanece rosa. No tubo III, está presente a enzima, mas não o substrato; então, o indicador permanece rosa, pois não se formam ácidos graxos. d 13. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 14. 15. 16. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 17. 18. 19. 20. A – 1; B – 2; C – 4; D – 6; E – 3; F – 5 c 6. c d, a, c, b, e a) 1 – Procariontes possuem membrana plasmática. 2 – Células animais possuem complexo golgiense. 3 – A maioria das células de vegetais com flores não possui centríolos. 4 – Células de vegetais com flores possuem mitocôndrias. b) Membrana plasmática e centríolos, respectivamente. a) A solução do recipiente I era hipertônica em relação ao conteúdo intracelular; a do recipiente II era isotônica. b) Significa que as células perderam água, por osmose, para o meio extracelular e diminuíram de volume, a ponto de a membrana plasmática afastar-se da parede celular. Trata-se de uma célula vegetal. 1 – cloroplasto (fotossíntese); 2 – parede celular (proteção); 3 – vacúolo central (equilíbrio osmótico). a) I – retículo endoplasmático granuloso (ou rugoso); II – complexo golgiense. b) III (mitocôndria) – respiração celular aeróbia; IV (centríolos) – participam da divisão celular e, em alguns tipos celulares, da organização de cílios e de flagelos. Colocados em ambiente hipertônico, os alimentos perdem água por osmose. Isso também acontece com os microorganismos (bactérias e fungos, por exemplo) que, porventura, neles existirem. Dessa forma, tais microorganismos não conseguem sobreviver. A fagocitose está associada ao englobamento de partículas alimentares (por exemplo, nos protozoários) e ao combate a agentes infecciosos, como bactérias (em animais). Com o rompimento da membrana lisossomal, as enzimas hidrolíticas destroem os macrófagos, extravasam e acabam por destruir o tecido pulmonar. b Durante as quarenta semanas da gestação humana, o útero aumenta consideravelmente, passando de 7,5 cm de comprimento e 50 g de massa para 30 cm de comprimento e 1.100 g de massa. É pela atuação das enzimas digestivas (hidrolases) presentes em lisossomos que ele diminui após o parto, readquirindo seu tamanho normal em cerca de dez dias. d a) São eucarióticas as células A e B, que possuem envoltório nuclear; a célula C, que não o possui, é procariótica. b) Bactérias: célula C (não possui envoltório nuclear nem organóides citoplasmáticos, a não ser ribossomos). Animal: célula A (eucariótica, sem parede celular nem cloroplasto). Vegetal: célula B (eucariótica, dotada de parede celular e cloroplastos). c e 12. 13. 14. 15. 16. Capítulo 9 1. g, d, e, f, c, a, b, h 2. Os pigmentos fotossintetizantes estão em organóides chamados cloroplastos (estruturas microscópicas), no interior dos tilacóides (estruturas submicroscópicas). No vegetal, a maior quantidade se encontra nas células das folhas (órgãos), no parênquima clorofiliano (tecido). Esta localização é particularmente vantajosa porque as folhas, com pequena massa de tecido, conseguem grande área de exposição à luz solar. 3. a) Fotossíntese e respiração celular aeróbia. b) As substâncias produzidas em cada um desses processos são consumidas no outro (glicose e O2 são produzidos na fotossíntese e consumidos na respiração celular aeróbia; gás carbônico e água são produzidos na respiração celular aeróbia e consumidos na fotossíntese). 4. a 5. c 6. a) Deve permanecer parado, pois a quantidade de gases liberados é igual à quantidade de gases absorvidos. b) É o gás oxigênio, produzido na fotossíntese. 7. d, b, c, h, f, a, e, g 8. d 9. d 10. e 11. c 12. a) A substância é o gás carbônico. A seqüência é: fitoplâncton, moluscos filtradores, peixes carnívoros e decompositores. A substância liberada será o gás carbônico. b) Os processos de captação e liberação são, respectivamente, a fotossíntese e a respiração. Somente o fitoplâncton faz os dois processos. 17. 18. 19. 20. Capítulo 8 1. c, h, g, e, i, a, f, d, j, b 2. a) É procariótica, pois não possui envoltório nuclear nem organóides citoplasmáticos membranosos. b) 1. membrana plasmática; 2. nucleóide (ou cromossomo circular); 3. ribossomo; 4. parede celular. 3. a 59 Capítulo 10 1. 2. 3. 4. b, e, g, d, h, i, f, a, c b d Podem ser UGAGGCGAAUCC ou ACUCCGCUUAGG. Os dois filamentos que compõem essa molécula de DNA transcrevem cadeias diferentes de nucleotídios em moléculas de RNA mensageiro. O HIV possui RNA como material genético, sendo chamado retrovírus por determinar a síntese de DNA, tendo o RNA como modelo. d, a, b, c, e Trata-se de um organismo procarionte, pois há contato direto entre o DNA e os ribossomos, indicando que estão no mesmo compartimento celular (no citoplasma) e que não há carioteca. d Não obrigatoriamente. Como o código genético é redundante (ou degenerado), dois ou mais códons diferentes podem codificar o mesmo aminoácido. c a A: 19,6%; B: 29% a) CAUCGGAUC. b) Não, pois o RNA mensageiro formado a partir do filamento complementar a este não teria a mesma seqüência de nucleotídios. Proteínas (A); RNA mensageiro (D); RNA ribossômico (F); ATP (G). a 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Foi a valina, pois a décima base nitrogenada pertence ao quarto códon (agrupamento de três em três nucleotídios). Portanto, haverá alteração no quarto aminoácido. 15. a) É a anáfase II, pois mostra a separação das cromátides-irmãs. b) O número haplóide é igual a 6, pois são quantos cromossomos terão cada célula resultante da meiose representada na figura. 16. d 17. e 18. a 19. Soma = 11 (01 + 02 + 08) 20. V, F, V. 21. e 22. Soma = 22 (02 + 04 + 16) 23. e 24. a) Podemos destacar, como condições propícias à elevada ocorrência de doenças infecciosas no país em desenvolvimento, a falta de saneamento básico adequado, as más condições de nutrição e a pequena cobertura da população pelos esquemas de vacinação. b) A menor porcentagem de casos de morte por câncer no país em desenvolvimento deve-se ao fato de que os habitantes morrem em grande número por outras causas (como as doenças infecciosas), e um menor número atinge as faixas etárias mais avançadas, nas quais a ocorrência de câncer seria maior. 25. a) Reprodução assexuada. b) Vantagens: maior número de descendentes gerados e menor tempo entre duas gerações consecutivas. Desvantagens: menor variabilidade genética e maior risco de desaparecimento da espécie em face de novos desafios da seleção natural. 60 PAULO MANZI Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 13. Estimulando-se com o ferro a proliferação do fitoplâncton (algas oceânicas), a taxa de fotossíntese executada por estes autótrofos aumentaria, elevando a quantidade de CO2 recolhido da atmosfera. Dessa forma, poderia ser compensada, ao menos em parte, a grande quantidade do gás que é liberada pela queima de combustíveis fósseis. O aumento da biomassa de algas pode alterar todas as cadeias alimentares marinhas e, eventualmente, provocar eutrofização. 14. a) Porque o camundongo, gradativamente, consumia todo o oxigênio contido no interior do recipiente de vidro, acabando por morrer por anóxia (falta de oxigênio). b) A fotossíntese executada pela planta gerava uma quantidade de oxigênio suficiente para manter a respiração celular aeróbia da própria planta, liberando no recipiente um excedente capaz de manter vivo o camundongo. c) Fotossíntese: cloroplastos; respiração celular aeróbia: mitocôndrias. 15. a) Porque elas migram em busca do O2, liberado pelo filamento de alga durante a fotossíntese. A luz vermelha é absorvida pela alga com maior intensidade que a verde, quase totalmente refletida. Conseqüentemente, iluminada com luz vermelha, a alga realiza fotossíntese com maior intensidade e libera mais O2. b) É a água, decomposta na fotólise (por ação da luz), durante fotofosforilação acíclica da etapa fotoquímica da fotossíntese. 16. c 17. e 18. Por dois motivos, principalmente: a escassez de luz (retida pela espessa camada de folhas das copas das árvores maiores) e a tonalidade esverdeada da luz que atinge o solo, depois de atravessar as folhas (que se comportam como um “filtro” verde), lembrando que a luz verde é mal absorvida pela clorofila. 19. O ponto x corresponde ao ponto de compensação luminosa, intensidade luminosa em que a taxa da fotossíntese se equivale à da respiração celular aeróbia, e as trocas gasosas globais entre a planta e o ambiente são nulas. Na área A, a respiração celular aeróbia predomina sobre a fotossíntese; a planta consome matéria orgânica, libera gás carbônico e absorve oxigênio. Na área B, ocorre o inverso: a taxa de fotossíntese supera a da respiração celular aeróbia, a planta incorpora matéria orgânica, consome gás carbônico e libera oxigênio. 20. a) Ácido láctico. b) Havendo déficit de oxigênio, as células musculares degradam moléculas orgânicas por meio da fermentação láctica, que origina ácido láctico. É o acúmulo dessa substância que acarreta dores musculares, fadiga e, eventualmente, câimbras. 21. F, F, V, V F , 22. Soma = 45 (01 + 04 + 08 + 32) 23. b 24. a 18. O código genético é redundante (ou degenerado), ou seja, há aminoácidos que podem ser codificados por dois ou mais códons diferentes. Por exemplo, quando o RNAm tem o códon UUU, o aminoácido incorporado à proteína é a fenilalanina. Entretanto, diante de uma proteína com o aminoácido fenilalanina, não podemos afirmar com certeza se o segmento correspondente no RNAm é o códon UUU ou o códon UUC, já que ambos codificam o mesmo aminoácido. Capítulo 11 1. d, c, e, a, b 2. a) Concluímos que a estrutura (ou arquitetura) celular é determinada pelas informações contidas no núcleo. b) Não. A célula resultante, depois de se regenerar, apresentaria características morfológicas de A. crenulata. 3. Não; apenas em glóbulos brancos, porque os glóbulos vermelhos maduros são anucleados e não possuem cromossomos. 4. a 5. F, F, V, F 6. d, b, a, e, c 7. a) 1 – Intérfase, período G1 (filamentos de cromatina descondensados e ainda não duplicados). 2 – Intérfase, após o período S (filamentos de cromatina descondensados e já duplicados). 3 – Prófase (filamentos de cromatina duplicados e condensando-se). 4 – Metáfase (cromátides-irmãs muito condensadas e ainda unidas pelo centrômero). 5 – Anáfase (cromossomos-filhos já separados, sendo tracionados). b) Condensados durante a divisão celular, os cromossomos podem ser tracionados, com menor probabilidade de sofrer fraturas e perdas de fragmentos. Descondensados na intérfase, permitem a transcrição e, assim, comandam a síntese de proteínas. 8. a 9. A figura mostra a duplicação do material genético (DNA). Vemos um filamento de cromatina que, em determinado segmento, encontra-se duplicado. No gráfico, a duplicação do DNA está indicada pela letra S (período S da intérfase). Nota-se a passagem da quantidade de DNA de 2C para 4C. 10. a 11. Resposta pessoal. 12. c, e, a, f, d, b 13. a) Meiose, pois há emparelhamento e posterior separação de cromossomos homólogos. b) As etapas ocorrem na seqüência 3, 4, 1, 2 e 5. 14. 26. 1: prófase; 2: metáfase; 3: anáfase; 4: telófase. 27. d, c, b, a. 28. b 29. d 30. d 31. a) A separação de cromossomos homólogos é observada apenas na meiose (anáfase I). b) A separação de cromátides-irmãs verifica-se tanto na mitose (anáfase) como na meiose (anáfase II). 32. F, V, F, V 33. e Capítulo 12 1. d, c, a, f, e, b, g 2. a) Fortaleceram a hipótese da biogênese, porque reforçavam a idéia segundo a qual a vida só poderia surgir a partir de outra preexistente. b) Os frascos mantidos abertos serviram de controle para comparação, demonstrando que as larvas surgiam a partir de ovos depositados pelas moscas. Essas larvas, ao se desenvolver, originavam moscas da mesma espécie daquelas que Redi observava voando ao redor dos frascos. 3. V, V, F, F, V, V 4. a) Metano, amônia e hidrogênio. b) Elevadas temperaturas e grande incidência de radiações e descargas elétricas. c) Substâncias orgânicas, como aminoácidos, carboidratos e bases nitrogenadas. d) No próprio ambiente, onde as substâncias orgânicas teriam se formado em decorrência das condições da Terra primitiva. e) Teria sido a fermentação de substâncias orgânicas obtidas no ambiente. 5. b 6. Pertence à hipótese da abiogênese (ou geração espontânea). É falha porque não impede que ratos previamente existentes alcancem o material (camisa suja e grãos de trigo) e depositem nele seus filhotes. 7. d 8. A primeira equação resume a fotossíntese e relaciona-se com a hipótese autotrófica, que afirma terem sido autótrofos os primeiros seres vivos. A segunda equação resume a fermentação e relacionase com a hipótese heterotrófica, que afirma terem sido heterótrofos fermentadores os primeiros seres vivos. 9. e 10. b 11. b 12. e 13. a Capítulo 13 1. 2. 3. 4. d, f, e, b, a, g, c, h e e a) A escolha da calça e da camisa são eventos independentes, cuja probabilidade de ocorrência é dada pelo produto das probabilidades de ocorrência de cada evento: P = P (calça jeans) · P (camisa azul) ⇒ ⇒ P = 3/5 · 5/20 ⇒ P = 15/100 = 0,15 (15%). Conclui-se que a probabilidade de você escolher calça jeans e camisa branca é de 15%. b) A escolha da camisa bege ou verde são eventos mutuamente exclusivos, cuja probabilidade de ocorrência é dada pela soma das probabilidades de ocorrência de cada evento: P = P (camisa bege) + P (camisa verde) ⇒ P = 5/20 + 6/20 ⇒ P = 11/20 = 0,55 (55%). Portanto, a probabilidade de você escolher camisa bege ou camisa verde é de 55%. a) A probabilidade de que a primeira criança seja um menino é de 50%, independentemente de quantos filhos o casal pretende ter. b) A probabilidade de nascimento de uma menina é igual a 50%. Como 3 nascimentos são eventos independentes, temos: P = 0,125 (12,5%). A probabilidade de nascimento de 3 meninas é igual a 12,5%. b, f, a, d, c, g, e a) O ovário retirado da cobaia preta produzia óvulos com o alelo que condicionava a pelagem preta, mesmo depois de implantado na cobaia albina. b) Fêmea preta: genótipo AA; descendentes: genótipo Aa. c) O resultado não seria o mesmo, pois o ovário da fêmea albina continuaria produzindo apenas óvulos portadores do alelo para pelagem albina. a b. Cuidado com seus cálculos! Como o carneirinho é branco, a probabilidade de que tenha genótipo Pp é de 2/3, pois exclui-se a possibilidade de ter o genótipo pp. Retrocruzado com a fêmea heterozigota Pp, a probabilidade de nascimento de filhote preto (genótipo pp) é igual a 25%. Por se tratar de eventos independentes, a probabilidade de ocorrência de ambos é determinada pelo produto de suas probabilidades: P = 2/3 · 1/4 = 2/12 = 1/6 10. A doença é determinada pelo alelo recessivo, o que se conclui pela observação da prole do casal 7 8, ambos normais e com uma filha doente. 11. d 12. P = 1/6 (16,66%) 13. O gene determinante da síntese da albumina está presente em todas as células do corpo (rins e cérebro, inclusive), e não apenas nas células do fígado. Todas as células do corpo humano possuem os mesmos 46 cromossomos e, portanto, os mesmos genes. Entretanto, cada grupo de genes em geral se expressa em apenas alguns tipos de células, fazendo com que elas produzam proteínas específicas. Assim, por exemplo, os plasmócitos produzem anticorpos, as células precursoras dos glóbulos vermelhos produzem hemoglobina, as células musculares produzem grande quantidade de actina e miosina etc. 14. a 15. a) 50%. b) Como os três primeiros são meninos, restam dois nascimentos, que são eventos independentes. Portanto: P = 25%. 16. a) É importante que os alunos tirem suas conclusões a partir da análise dos heredogramas que construíram. Sabe-se, entretanto, que a capacidade de dobrar a língua em “U” é condicionada por alelo dominante. b) A resposta deverá ser analisada caso a caso. 17. a) A forma das folhas do tomateiro pode ser determinada por um par de alelos, sendo a variedade normal condicionada por alelo dominante (B) e a “batata” pelo alelo recessivo (b). b) I. BB bb; II. Bb Bb; III. bb bb; IV Bb bb; V. BB B_ . 18. A mulher albina tem genótipo aa e seu marido tem genótipo Aa, pois já tiveram uma criança albina (genótipo aa). Portanto, a probabilidade de nascimento de outra criança albina é igual a 50%. 19. a) 100% inflorescência mista (genótipos NN ou Nn). b) 75% inflorescência mista (genótipos NN ou Nn) e 25% inflorescência pistilada (genótipo nn). 20. Basta cruzar o animal preto (genótipo BB ou Bb) com uma fêmea branca (genótipo bb). Sendo ele homozigoto BB, todos os descendentes serão pretos (genótipo Bb); sendo heterozigoto Bb, seus descendentes poderão ser pretos (genótipo Bb) ou brancos (genótipo bb). 21. b 22. a) 99 brancos e 33 amarelos. b) 66 heterozigotos. 23. a) Alelo recessivo (veja o casal II-1 II-2). b) A mulher III-1, sendo normal e filha de heterozigotos, pode ser homozigota dominante ou heterozigota. 24. a) Recessivo (veja o casal 3 4). b) I-1: AA; I-2: Aa. c) P = 1/64. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Capítulo 14 1. a, e, f, d, b, c 2. a 3. a) 50% azuladas e 50% brancas. b) 50% pretas e 50% azuladas. c) 100% azuladas. 4. Soma = 01 (01) 5. a) Polialelia ou alelos múltiplos. b) CC, Ccch, Cch e Cca. c) Aguti (50%), himalaia (25%) e albino (25%). d) Cch (25%), Cca (25%), chca (25%) e caca (25%). 6. a) AA, Aan e Aa. b) 50% ana (flor normal) e 50% aa (flor rainha). 7. e, f, b, a, g, d, c 8. e 9. a 10. d 11. a) O casal Lucchesi — B (genótipo IB_) e AB (genótipo IAIB) – não poderia ter um filho como o bebê nº 1, do grupo O (genótipo ii), mas poderia ter um filho do grupo A (genótipo IA_), desde que a Sra. Lucchesi fosse heterozigota (genótipo IBi). Analogamente, o casal Hart — B (genótipo IB_) e B (genótipo IB_) — não poderia ter um filho como o bebê nº 2, do grupo A (genótipo IA_), mas poderia ter um filho do grupo O (genótipo ii), desde que ambos fossem heterozigotos (genótipo IBi). b) Considerando que, de fato, ocorreu a troca de bebês, e que o bebê nº 2 é filho do casal Lucchesi, a probabilidade de que este casal (genótipos IBi e IAIB) tenha outra criança do grupo A é igual a 0,25 ou 25%. 5. 6. 7. 8. 9. 61 ab 45% AB 45% ab 5% Ab 5% aB 45% Aa Bb 45% aa bb 5% Aa bb 5% aa Bb Capítulo 15 1. d, b, c, a 2. e 3. a) Não há uma resposta única; todavia, devem ser aceitas como válidas somente as respostas que colocarem cada par de alelos em um par diferente de cromossomos homólogos. b) O quinto par de alelos (Ee) está obrigatoriamente no mesmo par de cromossomos ocupado por um dos outros quatro pares (qualquer um deles). 4. c 5. a) Macho: Dd Mm; fêmea: dd Mm. b) Filho preto e branco (Dd mm) e fêmea de genótipo igual ao da mãe (dd Mm). Probabilidade de nascimento de um filhote igual a ele (preto e branco) = 25%. 6. a) Macho: pelagem preta. Fêmea: pelagem amarela. Geração F1: 100% pelagem preta (genótipo Bb Ee). b) No cruzamento entre machos Bb Ee e fêmeas Bb Ee, encontraremos, na geração F2, as seguintes proporções genotípicas (com os fenótipos correspondentes): 9/16 B_ E_ (pelagem preta); 3/16 bb E_ (pelagem chocolate); 3/16 B_ ee (pelagem amarela); 1/16 bb ee (pelagem amarela). c) É o cruzamento amarelo amarelo. Animais de pelagem amarela (genótipo ee), cruzados entre si, sempre originam descendentes amarelos (genótipo ee). 7. a) Dd EE x dd Ee dE DE dE Dd EE dd EE De Dd Ee dd Ee Surdos A probabilidade é igual a _ (ou 50%). b) P(sexo feminino e normal) = P(sexo feminino) · P(normal) = 0,25 ou 25%. 13. A possível seqüência é a –– c –– b –– d. 14. c 15. a) Não. Eles estão em pares diferentes de cromossomos, pois segregam-se independentemente. Isto se verifica pela observação da proporção fenotípica de 9:3:3:1, característica do diibridismo. b) Primeiro cruzamento: Aa Bb Aa Bb. Segundo cruzamento: aa Bb AA Bb. 16. a) 1/16 (6,25%). b) Pai: IAi Dd. Mãe: IAIB Dd. Filho: IBi D_. Filha: IA_ dd. 17. P(lóbulo solto e redemoinho horário) = 3/4 · 3/4 = 9/16. P(lóbulo preso e redemoinho anti-horário) = 1/4 · 1/4 = 1/16. Como não importa a ordem de nascimento dos filhos citados, temos 3 possibilidades de ocorrência dos nascimentos considerados. Portanto: P = 9/16 · 9/16 · 1/16 · 3 = 243/4.096 ( 5,93%). 18. c 19. A presença de quatro alelos aditivos contribui com um acréscimo de 20 g no fenótipo residual. Logo, cada alelo aditivo acrescenta 5 g ao fenótipo residual, que é de 20 g. Uma planta com genótipo AA Bb, por possuir três alelos aditivos, terá frutos com 35 g. 20. Em (a), nota-se que a geração F1 expressa o mesmo fenótipo de uma das classes fenotípicas da geração parental P; na geração F2, os indivíduos agrupam-se nitidamente em duas classes fenotípicas, cujos fenótipos repetem aqueles verificados na geração P, na proporção aproximada de 3:1. Deve-se tratar de um caso de monoibridismo com dominância completa. Em (b), a geração F1 apresenta fenótipo intermediário entre os encontrados na geração P; já a geração F2 apresenta-se distribuída em curva de Gauss, em fenótipos que variam entre os dois encontrados na geração P. Se estivéssemos diante de um caso de monoibridismo sem dominância completa, a geração F2 exibiria 3 classes fenotípicas, com proporção de 1:2:1. Concluímos, então, que se trata de um caso de herança quantitativa. 21. x –– y –– z (ou z — y — x) 22. a 23. 42% AB; 42% ab; 8% Ab; 8% aB 24. a) Ab/aB (ou heterozigoto “trans”). b) TR = 20%. 25. d 26. e 27. o –– n –– m –– q –– p (ou p — q — m — n — o). 62 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 12. Mulher: Rh negativo; homem: Rh positivo; primeira criança: Rh positivo (sensibilizou a mãe); segunda criança: Rh negativo (não teve DHRN, mesmo sendo a mãe previamente sensibilizada); terceira criança: Rh positivo (teve DHRN). 13. a) ii dd LMLN. b) Apenas sangue do grupo O Rh negativo. 14. Soma = 29 (01 + 04 + 08 + 16) 15. a) Um filho com atividade de 0 unidade/m, dois com atividade de 50 unidades/m e um com atividade de 100 unidades/m. b) A diferença entre a proporção esperada e a encontrada pode ser explicada pelo pequeno tamanho da amostra (apenas quatro indivíduos). 16. a) Trata-se de um caso de pleiotropia. Alguns exemplos humanos são a anemia falciforme, a fenilcetonúria, a fibrose cística do pâncreas (ou mucoviscidose), a síndrome de Marfan etc. b) As penas são um importante mecanismo de isolamento térmico, dificultando a dissipação de calor do corpo para o ambiente externo. Penas anormalmente arrepiadas não retêm calor, provocando excessivo gasto de energia na manutenção da temperatura corporal da ave. Com isso, há uma hipertrofia de órgãos relacionados com a digestão (particularmente da moela, órgão de trituração mecânica dos alimentos). Com o excessivo consumo de energia na regulação da temperatura corporal, ocorre déficit energético em outras funções, particularmente na reprodução, o que explica a pequena produtividade de ovos. 17. c 18. V, F, V 19. a) 15 combinações. b) Apenas dois, pois são dois locos gênicos a serem ocupados no par de cromossomos homólogos. 20. 50% 21. c 22. a) Porque uma mulher do grupo A pode ter filho do grupo O, sendo o pai dos grupos A (genótipo IAi), B (genótipo IBi) ou O (genótipo ii). b) Se o homem fosse do grupo AB (genótipo IAIB), seguramente ele não seria o pai dessa criança. c) Porque o teste de DNA determina seqüências de nucleotídeos de DNA e permite determinar se a seqüência encontrada na criança é proveniente daquele homem. 23. AB Rh positivo. 24. Os indivíduos II - 1 e II - 3. 25. b 8. a) O genótipo é vv bb. b) vv bb VV bb — 100% Vv bb (fruto alaranjado). c) Vv bb (fruto alaranjado) vv Bb (fruto amarelo) Vv bb (fruto alaranjado) x vvBb (fruto amarelo) vB Vb vb Vv Bb vv Bb vb Vv bb vv bb Proporções: (ou 25%) vv Bb (fruto amarelo) (ou 25%) vv Bb (fruto amarelo) (ou 25%) Vv bb (fruto alaranjado) (ou 25%) vv bb (fruto verde-escuro) 9. b, a, e, d, c 10. d 11. b 12. a) Chama-se ligação gênica, ligação fatorial ou linkage. b) AB/ab ab/ab AB/ab x ab/ab Capítulo 16 g, b, f, d, e, a, c c Soma = 18 (02 + 16) a) Como o principal interesse comercial desses criadores é a produção de leite, não lhes interessa o nascimento de um grande número de bezerros machos, que devem representar apenas consumo adicional de pastagem e de silagem. b) Porque a presença do cromossomo Y indica certamente que o embrião pertence ao sexo masculino. Se fosse pesquisado o cromossomo X, os resultados obtidos seriam inconclusivos, pois machos (cariótipo XY) e fêmeas (cariótipo XX) o possuem. 5. b, a, d, c 6. a 7. c 8. a) 1. 2. 3. 4. Homem III-4 (X Y) x Mulher III-5 (X X ) A A a X X Y Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. A A A A X A a a X X X Y A X X X Y a 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. A probabilidade de nascimento de uma criança afetada é igual a 1/4 (0,25 ou 25%). b) XAY, XAXa, XAXa e XaY. b O DNA mitocondrial passa, através do gameta feminino, da avó para os pais, e da mãe para os filhos. Na ausência dos pais, o DNA do neto pode ser comparado com o da avó. As fêmeas possuem constituição cromossômica XX, sendo que um desses cromossomos X é inativo. Como o cromossomo inativo pode ser o de origem materna ou o de origem paterna, as fêmeas heterozigotas manifestarão o fenótipo malhado em três cores (branco, amarelo e preto, o que se denomina fenótipo calicó ou “casco de tartaruga”). Já os machos só apresentam um cromossomo X, sendo, portanto, branco e preto ou branco e amarelo, e nunca apresentando as três cores. c 25% 100% das fêmeas cinza; 100% dos machos amarelos. Não, porque o alelo determinante da hemofilia é transmitido da mãe para os descendentes do sexo masculino, os quais receberam, do pai, o cromossomo Y. a) (25%). b) 1/2 (50%). a Entre os machos, seriam todos carijós (50% com genótipo ZBZB e 50% com genótipo ZBZb). Entre as fêmeas, seriam 50% carijós (genótipo ZBW) e 50% brancas (genótipo ZbW). a b Capítulo 17 1. f, g, a, c, e, d, b 2. a) O texto conceitua a mutação gênica. b) A mutação gênica pode determinar o surgimento de novas características, sendo um dos mecanismos responsáveis pelo aumento da variabilidade genética intraespecífica. A diversidade, submetida aos critérios da seleção natural, promove modificações graduais no conjunto de características da espécie. Variedades adaptativas tendem a ser selecionadas e a se manter, enquanto as variedades não adaptativas tendem a desaparecer. 3. a 4. a 5. c 6. a 7. a 8. Freqüência do alelo dominante = 0,4 (40%). Freqüência do alelo recessivo = 0,6 (60%). Freqüência do heterozigoto = 0,48 (48%). 9. b 10. a) São os casais [Sarah Josiah de Etrúria] e [Emma Charles Robert Darwin]. b) Casamentos consangüíneos aumentam a probabilidade de que alelos recessivos deletérios e raros ocorram em homozigose, manifestando-se. c) Chamemos Dd o genótipo de Josiah de Maer e de Susannah. Pela raridade do alelo d, Elizabeth e Robert Darwin deveriam ser homozigotos DD. Assim, a probabilidade de que Emma e Charles Darwin fossem heterozigotos Dd era de 1/2. Se ambos fossem heterozigotos, a probabilidade de que tivessem uma criança doente seria igual a 1/4. Como estes eventos não são mutuamente exclusivos, a probabilidade de ocorrência de todos eles é dada pelo produto de cada uma das probabilidades. Logo, P = 1/2 · 1/2 · 1/4 = 1/16, ou seja, a probabilidade de que Charles Darwin e Emma tivessem uma criança doente era de 0,0625 (6,25%). 11. d, e, c, f, i, g, a, b, h 12. a) As mutações. b) A recombinação gênica decorre da segregação independente dos pares de cromossomos homólogos (durante a formação dos gametas) e da troca de fragmentos entre suas cromátides (crossing-over ou permutação). c) É a seleção natural. 13. a) Segundo a proposta lamarckista, as bactérias, em resposta a uma imposição ambiental (presença do antibiótico), desenvolveram formas de resistência, que foram transmitidas para as gerações seguintes. b) Em meio à diversidade existente na população de bactérias, havia indivíduos resistentes e outros sensíveis ao antibiótico. A presença da droga selecionou bactérias resistentes, que passaram a predominar, e eliminou as sensíveis. 14. a) Não. b) O ambiente não é capaz de determinar o aparecimento de características específicas; ele apenas seleciona variedades adaptativas, tendendo a eliminar as demais. 15. a) Chama-se convergência adaptativa. b) Um exemplo seria o desenvolvimento de estruturas análogas adaptadas ao deslocamento na água (nadadeiras de peixes, asas de pingüins, nadadeiras de baleias, focas e golfinhos). 16. Não. O alongamento do pescoço decorre de um fator ambiental (colocação dos aros de metal) e não de alteração do material genético (mutação). Assim sendo, não é transmitida para as gerações seguintes. 17. b 18. e 19. c 20. e 21. Soma = 46 (02 + 04 + 08 + 32) 22. e 23. a) A razão é a deriva dos continentes, que vem deslocando grandes massas continentais, ao longo de milhões de anos. Como os seres ancestrais existiam em massas de terras antes unidas (África e América do Sul, por exemplo), os grupos atuais que deles descenderam são encontrados em continentes afastados. b) A ocorrência de mutações e a atuação de pressões diferentes de seleção natural. 24. a) A pelagem branca atua como eficiente camuflagem no ambiente coberto de neve, permitindo aos animais escapar de predadores (no caso dos coelhos, por exemplo). Na primavera, com o derretimento da neve, a coloração escura passa a desempenhar o mesmo papel de “disfarce”. b) Esta adaptação é encontrada, geralmente, em animais venenosos ou peçonhentos. A coloração destacada funciona como um alerta aos eventuais agressores sobre o risco que eles correm caso resolvam atacar o animal. 25. A frase adequada é a I. A frase II expressa o pensamento lamarckista, de que os indivíduos se modificam atendendo a uma exigência ambiental. A frase III é inadequada porque os organismos que vencem a “luta pela sobrevivência” só ditam o rumo da evolução caso gerarem descendentes, para os quais transmitirão as suas características. 26. A mudança foi decorrente da alteração no critério de seleção natural. Com os troncos das árvores claros e cobertos de liquens, sobreviviam em maior proporção (e podiam gerar mais descendentes) as mariposas claras, que escapavam da visão dos predadores. Com o desaparecimento dos liquens e o escurecimento dos caules pela fuligem, passaram a ser beneficiadas as mariposas escuras. 27. Entre as bactérias, existem aquelas geneticamente resistentes e as sensíveis ao antibiótico. O uso da droga atua como agente de seleção: as bactérias resistentes sobrevivem à sua presença, podem se reproduzir e transmitir suas características às gerações futuras, que poderão se constituir predominantemente de bactérias resistentes. 28. a) Estaremos nos referindo ao lamarckismo. b) O lamarckismo afirma ser o ambiente o fator determinante do aparecimento de características adaptativas e que tais características (adquiridas em decorrência da exigência ambiental) são transmitidas aos descendentes. 29. O ataque intenso dos insetos selecionou um maior número de plantas que se defendiam com a produção de alcalóides, na região tropical, eliminando as que não produziam essas substâncias. 63 30. a) O que ocorreu foi a progressiva seleção de coelhos naturalmente resistentes ao vírus. b) Os mosquitos agiram como disseminadores de vírus de coelhos infectados para outro (infectado ou não). 31. d 32. a) III – I – II. b) A acumulação de mutações adaptativas (favoráveis) que ocorrem em um grupo e não no outro e que são selecionadas pelo ambiente. c) O isolamento reprodutivo impede o fluxo gênico entre os dois grupos, que se tornam progressivamente mais diferentes. 33. a) O isolamento geográfico. b) O tipo de alimento disponível. 34. a) Após a seca, diminuiu a quantidade de alimento disponível (grãos) para as aves de bico mais curto, que foram eliminadas na competição com as de bico maior. As aves de bico longo passaram a se alimentar de insetos e sua população aumentou. b) O comprimento do bico é uma característica determinada geneticamente. Assim, aves de bico maior transmitem essa variação aos descendentes. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Capítulo 18 1. b, g, a, f, h, d, c, e 2. b 3. d 4. a) Atendendo aos interesses dos criadores, desde há muitos séculos, as diversas raças de cães foram se mantendo isoladas, restringindose o fluxo gênico entre os seus membros. Os cães selvagens, ao contrário, cruzam-se livremente na natureza, permitindo um intenso intercâmbio genético entre os animais, cujos grupos se mantêm mais homogêneos. b) É o nível de raça (ou subespécie), pois não há isolamento reprodutivo entre seus membros. Ainda que mediante raças intermediárias que atuam como “pontes genéticas”, pode haver fluxo gênico entre os membros de todas as raças de cães. c) Ao longo de milênios, foram sendo selecionadas linhagens de cães resistentes aos mais diversos agravos ambientais (agentes infecciosos, intempéries, escassez de alimentos etc.). 5. a) Anêmonas e orelha-de-pau são eucariontes, pluricelulares e heterótrofos (embora existam cogumelos unicelulares). b) As anêmonas (reino Metazoa) são digestores (incorporam os alimentos e os digerem no interior do corpo); reproduzem-se geralmente por brotamento ou por meio de gametas. As orelhas-de-pau (reino Fungi) são absorvedores (lançam no meio as enzimas digestivas e absorvem os nutrientes previamente digeridos); reproduzem-se geralmente por meio de esporos. 6. Soma = 99 (01 + 02 + 32 + 64) 7. Soma = 13 (01 + 04 + 08) 8. e 9. d 10. b 11. d (Cuidado! O enunciado diz “podem possuir”. A alternativa b é falsa, pois elas certamente pertencem à mesma classe.) 12. e 13. e 14. a) Os espermatozóides do jumento têm 31 cromossomos; os gametas femininos da égua, 32 cromossomos. Portanto, os zigotos resultantes da fecundação têm 63 cromossomos. b) Não, pois o descendente (o burro) é geralmente estéril, ou seja, entre égua e jumento há isolamento reprodutivo. 14. 15. 16. 19. 20. Capítulo 20 1. b, a, d, c 2. b 3. A produção líquida de gás oxigênio é elevada apenas nas florestas jovens em rápida expansão, o que não é o caso da maior parte da Floresta Amazônica, um bioma em equilíbrio e que consome quase tudo o que produz. A maior produção líquida de gás oxigênio, na Terra, ocorre nos oceanos, graças à atividade fotossintética das algas e cianobactérias que compõem o fitoplâncton. 4. e 5. Episódios de maré vermelha decorrem da proliferação excessiva de dinoflagelados, variedade de algas que possui algumas espécies capazes de liberar na água uma potente toxina. Animais aquáticos (moluscos e crustáceos, por exemplo) podem absorver e concentrar essa toxina, que afeta o sistema nervoso de outros animais (como peixes ou seres humanos) que deles se alimentam. 6. a, d, b, c 7. Soma = 15 (01 + 02 + 04 + 08) 8. F, F, V, V 9. a) Iriam romper-se por causa da entrada excessiva de água, por osmose. b) Porque a solução salina do frasco 5 deve ser isotônica ou hipertônica em relação ao meio intracelular das amebas. Em soluções isotônicas, há equilíbrio hídrico entre os meios intra e extracelular; em soluções hipertônicas, as amebas não absorvem, mas perdem água, por osmose, para o meio extracelular. c) Ao rim. 10. Cissiparidade, uma forma de reprodução assexuada. 11. a 12. a) É um caso de mutualismo, pois há benefício mútuo e interdependência obrigatória. b) Os animais são beneficiados porque aproveitam parte da matéria orgânica produzida pelas algas, por meio da fotossíntese. Elas, por sua vez, recebem proteção e exposição adequada à luz solar. 13. V, V, F. 14. b 15. F, F, V Capítulo 19 1. d, e, c, b, a 2. Porque os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios, ou seja, a sua existência pressupõe haver células que eles possam invadir e parasitar e nas quais se reproduzem. 3. c 4. F, V, V F, V , 5. a) É uma célula procariótica, pois o material genético (cromossomo) encontra-se disperso no citoplasma, e não envolvido pela carioteca. Além disso, não se observam outras estruturas citoplasmáticas membranosas. b) 1. membrana plasmática; 2. nucleóide (ou cromossomo circular); 3. citoplasma; 4. parede celular. c) Benéficas: fixação do nitrogênio atmosférico; reciclagem da matéria; controle biológico de pragas agrícolas; produção de alimentos (p. ex. iogurtes); produção de alguns antibióticos (p. ex. a polimixina B). Prejudiciais: doenças em seres humanos (p. ex. difteria, sífilis e tétano); doenças em animais (p. ex. brucelose) e plantações (p. ex. amarelinho) de interesse econômico; contaminação de alimentos (p. ex. botulismo) e de reservas de água para uso da população (p. ex. contaminação de mananciais com cianobactérias que produzem toxinas). Capítulo 21 1. g, b, d, c, f, i, a, e, h 2. a) São cnidários (filo Cnidaria). b) Em seus tentáculos, esses animais possuem cnidócitos, que são elementos de defesa e captura de alimentos. Quando um cnidócito é mecânica ou quimicamente estimulado, o opérculo do nematocisto abre-se e o filamento urticante desenrola-se para fora, eliminando em sua extremidade uma substância tóxica. 64 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 17. 18. e c, e, d, b, a d b a d Capa protéica e RNA da linhagem A, porque, ao assumir o controle metabólico das células infectadas, o material genético do vírus determina a produção de capas protéicas específicas, além de replicar e originar cópias de si mesmo. A curva A corresponde à epidemia de cólera. Como as bactérias contaminavam a única fonte de água da população, a epidemia deve ter se espalhado rapidamente, atingindo simultaneamente um grande número de pessoas. Já a curva B deve corresponder à epidemia de gripe. Como a transmissão ocorre de uma pessoa para outra, a disseminação provavelmente é mais lenta. b a) Fermentação (que é um processo anaeróbio, ou seja, independe do gás oxigênio). b) O estufamento da tampa da lata deveu-se, principalmente, ao acúmulo de gás carbônico, que é liberado na fermentação por microorganismos contaminantes. c) A afirmação I, embora verdadeira, não deve ser considerada válida nesse contexto, pois a água líquida também está presente no leite mantido em geladeira. a a) Formam-se pela associação entre fungos e algas ou entre fungos e cianobactérias. b) Trata-se de um caso de mutualismo (benefício mútuo com interdependência obrigatória). d V, V, V, V 3. Os organismos são os corais (filo Cnidaria, classe Anthozoa). Os recifes formam-se pela deposição lenta e gradual de grande número de esqueletos calcários de corais. 4. a) O tubo digestório dos nematódeos é completo (ou seja, tem boca e ânus); o dos cnidários é incompleto (tem apenas um orifício). b) Os nematódeos apresentam sistema nervoso ganglionar; os cnidários, sistema nervoso difuso. 5. Estrutura Coanócitos Cnidoblastos Protonefrídio (ou células-flama) Nefrídios Função Circulação de água e captura de alimento Defesa e captura de alimento Excreção Excreção Ocorrência Poríferos Cnidários Platelmintos Anelídeos 23. a) Reino Metazoa, filo Arthropoda, classe Insecta. b) Apresentam corpo com três segmentos, três pares de patas e um par de antenas. c) Borboletas, besouros, formigas, abelhas e traças-dos-livros também são insetos. 24. d 25. c 26. a) Hemimetábolo. b) Grilo, gafanhoto, louva-a-deus, percevejo e libélula. 27. b 28. B, C, F 29. a 30. a) Filo Echinodermata. Exemplo: ouriço-do-mar. b) 1. boca; 2. intestino; 3. ânus. Capítulo 22 1. f, c, b, a, d, e 2. I. Equinodermos (estrela-do-mar); II. platelmintos (planária); III. protocordados (anfioxo); IV. moluscos (polvo); V. aracnídeos (aranhas). 3. e 4. b 5. a) Os equinodermos são invertebrados possuidores de um endoesqueleto calcário, cuja principal função é a proteção. Os artrópodes têm exoesqueleto com quitina, que, além de proteção, funciona como estrutura de fixação dos músculos. b) São os peixes cartilaginosos ou condrictes (classe Chondrichthyes). 6. d, c, e, a, b 7. e 8. Respiração pulmonar: adequada às trocas gasosas entre o sangue e o ar atmosférico; revestimento espesso e queratinizado: impermeável, restringe a perda de água pela superfície corporal; excreção de resíduos metabólicos pouco tóxicos (como o ácido úrico), cuja eliminação é menos dependente de diluição em grandes volumes de água; fecundação interna: prescinde de ambiente líquido no deslocamento dos gametas masculinos em busca dos gametas femininos. 9. a) Músculos peitorais desenvolvidos, ossos pneumáticos, formato aerodinâmico, ausência de reto e de bexiga urinária. b) Proteção térmica. c) Os pêlos. 10. a) Aves. b) Répteis. c) Peixes. d) Mamíferos. 11. a) B (anfíbios), E (mamíferos), C (répteis), D (aves) e A (peixes). b) Respiração branquial na fase adulta (A); excreção de ácido úrico (C e D); ectotermia (A, B e C). c) Tegumento espesso e impermeável, pulmões desenvolvidos, excreção de ácido úrico, fecundação interna, embrião no interior de um ovo com casca e outros revestimentos. d) Durante a vida embrionária, presença de um tubo nervoso dorsal, notocorda e fendas branquiais na faringe. 12. Soma = 45 (01 + 04 + 08 + 32) 13. e 14. Soma = 15 (01 + 02 + 04 + 08) 15. a) Fase larvária: respiração branquial; fase adulta: respiração pulmonar e respiração cutânea. b) Durante a fase larvária, os anfíbios apresentam respiração branquial, adaptada à vida aquática. Com a metamorfose e a transição para a vida terrestre, passam a apresentar respiração pulmonar e respiração cutânea, formas mais adequadas à ocorrência de trocas gasosas entre o sangue e o ar atmosférico. 16. Soma = 47 (01 + 02 + 04 + 08 + 32) 17. c 18. a) O acidente deve ter sido causado por cascavel. b) A peçonha crotálica tem ação hemorrágica (causa sangramento) e miotóxica (provoca lesão muscular e, em conseqüência da liberação de mioglobina do tecido muscular, deixa a urina escura). 19. 1) Presença de envoltório nuclear (são eucariontes). 2) Ausência de parede celular. 3) Incapacidade de sintetizar substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas (são heterótrofos); 4) Pluricelularidade. 5) Organização corporal com tecidos diferenciados e sistemas de órgãos. 6) Presença de celoma (são celomados). 7) Presença de sistema cardiovascular . 8) Presença de sistema nervoso. 9) Presença de esqueleto (exoesqueleto em insetos; endoesqueleto em equinodermos, anfíbios e aves). 20. a) Mamíferos (classe Mammalia); b) produção de leite e presença de pêlos; c) répteis (classe Reptilia), desenvolvimento embrionário externo no interior de ovos. 6. a) Ao filo‘Annelida. b) Corpo segmentado, sistema cardiovascular fechado, respiração branquial e parápodes com muitas cerdas. c) São a classe dos oligoquetas (Oligochaeta), como as minhocas, e a dos hirudíneos (Hirudinea), como as sanguessugas. Os oligoquetas possuem poucas cerdas, não têm brânquias nem parápodes. Os hirudíneos não têm cerdas, brânquias ou parápodes. 7. a, e, c, d, b 8. a) Ao filo Arthropoda (artrópodes), animais que se caracterizam pela presença de apêndices articulados e exoesqueleto com quitina. b) Em florestas pluviais tropicais: insetos (classe Insecta), que possuem respiração traqueal e excretam resíduos nitrogenados insolúveis (ácido úrico), ambas características adaptativas à vida em ambiente terrestre. Em ambientes oceânicos: crustáceos (subfilo Crustacea), que têm brânquias e nadadeiras, adaptações à vida aquática. 9. a) Ambos possuem celoma e corpo segmentado. b) De anelídeos: corpo vermiforme, sistema cardiovascular fechado e nefrídios. De artrópodes: revestimento com quitina, sistema cardiovascular aberto e traquéias. 10. a) Insecta: corpo com três segmentos (cabeça, tórax e abdome), três pares de patas, um par de antenas, asas (em muitas espécies). Arachnida: corpo com dois segmentos (cefalotórax e abdome), quatro pares de patas, ausência de antenas e de asas. b) Proteção contra o dessecamento e traumas mecânicos; fixação da musculatura e, conseqüentemente, potencialização da ação muscular. 11. a) Cnidários: animais 1 e 2; crustáceos: animais 5 e 6; moluscos: animais 3 e 4. b) Animais 1 e 2: diblásticos; animais 3, 4, 5 e 6: triblásticos. 12. a) Esponjas (filo Porifera); cracas e caranguejos (filo Arthropoda); gastrópodes e mexilhões (filo Mollusca); ouriços-do-mar e estrelas-do-mar (filo Echinodermata). b) Esponjas e cracas (sésseis ou fixos); gastrópodes, mexilhões, ouriços-do-mar, caranguejos e estrelas-do-mar (móveis). Esponjas, cracas e mexilhões (filtradores); gastrópodes (herbívoros); ouriços-do-mar, caranguejos e estrelasdo-mar (predadores). c) Poderiam ter sido encontradas algas verdes macroscópicas, pertencentes ao filo Chlorophyta (lembramos que não se recomenda o uso de “divisão”, em lugar de “filo”). 13. d, c, a, b, e, f 14. Fase III. 15. Soma = 22 (02 + 04 + 16) 16. a) Pólipo e medusa, respectivamente. b) Forma I: hidra; forma II: água-viva. 17. d 18. a 19. A: faringe (funciona como uma “bomba de sucção” de alimentos). B: papo (armazenamento temporário dos alimentos). C: moela (tri turação dos alimentos). D: intestino (absorção dos nutrientes). 20. d, e, c, b, a 21. a) Anelídeos. b) Metameria, sistema cardiovascular fechado, respiração cutânea. 22. a) Trata-se de um invertebrado. Os vertebrados apresentam crescimento relativamente regular, enquanto os invertebrados dotados de exoesqueleto (artrópodes) passam por períodos de parada de crescimento, o qual só acontece na época da substituição do exoesqueleto (muda ou ecdise). b) Nos períodos 1 e 5 (épocas de muda), quando o animal se encontra pouco protegido por um exoesqueleto ainda mole e pouco resistente. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 65 Capítulo 23 1. a, b, i, e, c, g, d, j, f, h 2. e 3. a) No sangue do paciente I, notam-se plasmódios (parasitas do gênero Plasmodium) no interior das hemácias. No sangue do paciente II, vêem-se formas flageladas do tripanossomo (Trypanosoma cruzi), agente etiológico da doença de Chagas. b) As vias naturais de infecção dos seres humanos pelo tripanossomo e pelo plasmódio são, respectivamente, as fezes de barbeiros e a picada do mosquito-prego (gênero Anopheles). 4. b 5. Soma = 23 (01 + 02 + 04 + 16) 6. a 7. d, a, c, f, g, b, e, i, h 8. a) Não. Pessoas infectadas por tênias eliminam proglotes, que são segmentos que se desprendem do corpo do parasita, o qual permanece no intestino. Alguns são proglotes grávidos, pois contêm ovos. b) O parasita é uma tênia (gênero Taenia), que pertence ao filo dos platelmintos (Platyhelminthes). 9. a) É a seta 3, pois o porco não elimina ovos com as fezes. b) O hospedeiro intermediário da T. solium é o porco, e o parasita geralmente se instala no tecido muscular. c) Somente o sistema genital. Embora seja um platelminto, a adaptação à vida parasitária resultou na ausência do sistema digestório. 10. a 11. a) Sim. Pessoas parasitadas eliminam ovos de esquistossomo com as fezes. b) Sim. Pessoas parasitadas eliminam ovos de áscaris com as fezes. c) Não. Pessoas parasitadas não eliminam ovos, cistos ou formas infectantes do parasita pelas fezes. 12. e 13. a) É a ascaridíase. b) Porque, em seu ciclo evolutivo, o parasita realiza o chamado ciclo pulmonar. As larvas, presentes no sangue, rompem os capilares e a parede dos alvéolos pulmonares e caem nas vias aéreas, causando inflamação e tosse. c) Educação sanitária, saneamento básico, com ênfase para o destino adequado das fezes humanas, tratamento da água usada para consumo humano, cuidado no preparo dos alimentos (particularmente de verduras), higiene pessoal, combate aos insetos domésticos, pois moscas e baratas podem veicular os ovos, tratamento das pessoas parasitadas. 14. a) São nematódeos (filo Nematoda) das espécies Ancylostoma duodenale e o Necator americanus. b) Educação sanitária (cuidados com as fezes e como evitar sua eliminação no solo), saneamento básico (rede de esgotos, construção de fossas etc.), uso de calçados (é através da pele dos pés que as larvas em geral penetram), práticas de alimentação que melhorem o estado nutricional das pessoas, tratamento das pessoas parasitadas (pois são a fonte de parasitas para o ambiente). 15. e 16. Soma = 58 (02 + 08 + 16 + 32) 17. Podem ser citadas a malária e a febre amarela; a primeira é causada por plasmódios (protozoários do gênero Plasmodium); a segunda, por vírus. Os dois agentes etiológicos são transmitidos para os seres humanos pela picada de mosquitos (respectivamente, do gênero Anopheles e Aedes). Os mosquitos proliferam em coleções de água, como a que se acumula em bromélias, e podem penetrar com facilidade em casas de pau-a-pique. 18. a) Porque no ser humano (hospedeiro intermediário) ocorre a fase assexuada da reprodução do parasita, cuja reprodução sexuada acontece no sistema digestório do mosquito (parasita definitivo). b) O desmatamento altera o hábitat dos mosquitos transmissores da malária (gênero Anopheles), que passam a encontrar nas moradias uma fonte alternativa de alimento. 19. d 20. d 21. b 22. T. vaginalis: contato sexual; P. falciparum: picada de mosquito do gênero Anopheles; S. mansoni: penetração ativa de cercárias através da pele. 23. Sim, um único miracídio pode originar centenas de cercárias. 24. a) Porque muitos caramujos predados pertencem ao gênero Biomphalaria, nos quais os miracídios do S. mansoni se desenvolvem e originam cercárias (formas infestantes do parasita). b) Aquelas cujos mosquitos têm larvas que se desenvolvem em reservatórios de água. É o caso da malária e da leishmaniose. 25. b 26. a) Lombriga e sanguessuga. b) Lombriga e sanguessuga. c) Solitária, lombriga e sanguessuga. 27. c 28. e 29. e Capítulo 24 1. e, b, f, c, d, a 2. d 3. Nutrientes energéticos: são os carboidratos e os lipídios, que fornecem energia para as atividades metabólicas. Nutrientes plásticos (ou construtores) são as proteínas, usadas como “blocos de construção” de componentes do corpo. Nutrientes reguladores são as vitaminas, das quais muitas atuam como co-enzimas. 4. d 5. 1, 4, 2, 3, 5 6. c 7. g, e, b, d, f, c, a, h 8. a 9. Enzima Ptialina Pepsina Tripsina pH ótimo Neutro Ácido Substrato Amido Proteínas Síntese Glândula salivar Mucosa do estômago Pâncreas Ação Boca Estômago Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Básico Proteínas (ou alcalino) Intestino delgado 10. a) A secreção foi extraída do estômago. b) Foi a pepsina, enzima que hidrolisa proteínas em meio ácido. 11. b 12. e 13. a) O rúmen está indicado pelo nº 2. Nele estão os microorganismos (bactérias e protozoários ciliados) que digerem a celulose, produzindo substâncias que são absorvidas e utilizadas também pelos ruminantes. b) A moela está indicada pelo nº 3. Corresponde ao estômago mecânico, responsável pela trituração dos alimentos. 14. Soma = 21 (01 + 04 + 16) 15. a 16. Respostas pessoais. 17. Com o nascimento do segundo filho de um casal pobre, o primeiro bebê, até então saudável graças à amamentação, perde seu lugar no seio da mãe e, conseqüentemente, sua cota de leite materno, principal fonte de aminoácidos, e passa para uma dieta pobre, baseada em carboidratos (principalmente o amido). 18. a) Não. O soro caseiro — preparado com 1 litro de água fervida, 1 colher de chá de sal (NaCl) e 8 colheres de chá de açúcar — é pobre em potássio e tem excesso de carboidrato; o chá de funcho é pobre em sódio e em cloretos; o chá de goiabeira é pobre em sódio, potássio, cloretos e carboidratos; a água-de-coco é pobre em sódio e em cloretos e apresenta excesso de potássio e carboidratos. b) O chá de funcho, que pode ter ajustadas as concentrações de sódio e cloretos (pela adição de sal de cozinha) e a de carboidratos (pela adição de açúcar). 19. a) IMC = 64/(1,6)2 = 64/2,56 = 25. De acordo com a tabela, a mulher é classificada como levemente obesa. b) Para não ser considerado obeso, o homem deve ter IMC < 30. m/(1,80)2 < 30 ⇒ m < 30 · (1,80)2 ⇒ m < 30 · 3,24 ⇒ m < 97,2. O homem deve ter massa de, no máximo, 97,2 kg. 20. É importante que o total calórico e a distribuição sejam compatíveis com as atividades diárias de um jovem. Uma das respostas possíveis pode ser a seguinte: Total calórico: 3.200 kcal. Distribuição: 480 g de carboidratos (1.920 kcal, ou seja, 60% do total), 105 g de lipídios (cerca de 950 kcal, ou seja, 30% do total) e 160 g de proteínas (640 kcal, ou seja, 20% do total). 21. a) A mastigação tritura os alimentos; com isso, facilita a deglutição e aumenta a área de contato dos alimentos com as enzimas digestivas. b) É o amido, cuja hidrólise se completa no intestino delgado. 22. a) Animais que possuem tubo digestório completo não precisam aguardar a eliminação dos restos de uma refeição para se alimentarem novamente. b) Quando os alimentos se deslocam em um único sentido pelo tubo digestório, formam-se regiões especializadas, cada uma com características anatômicas e fisiológicas peculiares, que facilitam o processamento dos alimentos, a secreção de substâncias e a absorção de nutrientes. 23. e 66 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 24. a) Podem ser encontrados aminoácidos resultantes da digestão das proteínas da clara do ovo e do leite, já que o suco gástrico contém pepsina, enzima proteolítica que atua em pH ácido. Além deles, podem ser encontrados íons minerais e vitaminas, presentes no leite e capazes de cruzar a membrana, independentemente de hidrólise prévia, uma vez que são partículas pequenas. b) O glicerol resulta da digestão de triacilgliceróis (triglicerídios), encontrados entre os lipídios presentes no leite. Para que os lipídios sejam digeridos, poderia ser substituído o suco gástrico por suco pancreático (que contém lípase pancreática), e o meio deveria ser mantido em pH básico (entre 8,5 e 9,0), ideal para a atuação dessas enzimas. 25. b 26. d 27. Antibióticos usados sem necessidade podem afetar a flora bacteriana normal do intestino, dificultando a síntese de certas vitaminas e facilitando a colonização do intestino por bactérias causadoras de doenças e resistentes aos antibióticos. 28. b 29. Os microorganismos que colonizam o estômago dos herbívoros ruminantes produzem celulase, enzima que digere a celulose. Dessa forma, os herbívoros têm à disposição uma rica fonte de matéria orgânica. Em tempo: a celulose é a substância orgânica que existe em maior quantidade na biosfera. A digestão mutualística da celulose também se verifica nos chamados herbívoros monogástricos (como o cavalo, o jumento e a zebra), em coelhos e em térmitas (cupins). 30. A dieta da tilápia é rica em fibras, que dificultam a digestão. O intestino mais longo permite que os alimentos sejam submetidos a maior tempo de digestão. A digestão da carne é mais rápida, o que explica o intestino curto da traíra. 13. d 14. Aves têm desenvolvimento embrionário no interior de um ovo com casca calcária. Durante esse desenvolvimento, o ácido úrico (seu principal resíduo nitrogenado) armazena-se no interior do ovo na forma de cristais, o que só é possível por ser insolúvel e praticamente atóxico. Os mamíferos têm desenvolvimento embrionário interno e as fêmeas realizam trocas de substâncias com os embriões através da placenta. Sendo solúvel em água e menos tóxica que a amônia, a uréia pode atravessar a placenta e ser eliminada pela mãe. Capítulo 26 1. 2. 3. 4. d, f, b, g, h, e, a, c 3, 1, 4, 2, 2 d a) A formação de hemácias ocorre no tecido hematopoético localizado na medula óssea vermelha (principalmente na medula dos ossos achatados). b) É a hemoglobina, cuja produção depende, entre outros nutrientes, do elemento ferro. c b, h, d, a, g, c, e, f, i d Macrófagos e linfócitos são células fundamentais na defesa do organismo contra agentes infecciosos. Os macrófagos são células capazes de fagocitar e destruir partículas estranhas, como bactérias, e de apresentar os antígenos (fragmentos desses agentes infecciosos) para os linfócitos T. Por isso, são chamadas células apresentadoras de antígenos. Os linfócitos T comandam a resposta imune, enquanto os linfócitos B estão associados à produção de anticorpos. a) Trata-se de imunidade ativa artificial (vacinas). b) A primeira aplicação do antígeno estimula a produção de anticorpos e o desenvolvimento de células de memória imunológica. Em uma segunda aplicação, a produção de anticorpos é mais rápida e mais intensa devido à presença dessas células. a) Síndrome da imunodeficiência adquirida. b) Geralmente os linfócitos T, embora outras células também possam ser parasitadas. c) Porque o HIV parasita células importantes do sistema imunológico (de defesa), como os linfócitos T. d) Micoses, tuberculose e infecções por Pneumocystis carinii. e) Uso de preservativos, testes adequados de amostras de sangue usadas em transfusões, não compartilhar agulhas ou seringas. É o tecido conjuntivo, que se caracteriza por diversidade de tipos celulares, abundância de material intercelular, com presença de fibras protéicas e rica vascularização. a) A medida IV por elevar a ingestão de ferro. b) Cáries dentárias, , osteoporose e hemorragias podem se associar à deficiência de cálcio, evitada pela medida I, pois no leite e em derivados esse mineral se encontra em grande quantidade. Cáries dentárias também podem ser evitadas pela medida II (fluoretação da água). Hemorragias podem ser previnidas pela medida V, pois frutas e verduras contêm vitamina K. b d a) HIV: linfócitos; plasmódio: hemácias. b) HIV: transfusão de sangue, agulha ou seringa contaminada, relações sexuais sem proteção, outras formas de contato com fluidos humanos etc. Plasmódio: picada do mosquito-vetor. b 5. 6. 7. 8. 9. Capítulo 25 1. g, f, d, e, a, h, c, b 2. A respiração celular aeróbia é a degradação intracelular de moléculas orgânicas, que disponibiliza a energia química dessas substâncias para a realização de atividades metabólicas. Esse processo consome gás oxigênio e elimina gás carbônico, cujas concentrações no meio interno se mantêm relativamente estáveis, graças às trocas gasosas ocorridas entre o sangue e o ar que penetra nos pulmões. Portanto, a respiração pulmonar viabiliza a respiração celular aeróbia. 3. a) Na água: I e IV; no ar: II, III e IV b) Minhoca: IV; barata: III; . crocodilo: II; camarão: I; porífero: IV c) É a respiração cutânea, . que acontece através da superfície do corpo (sistema IV). 4. d – 5. a) Íons bicarbonato (HCO 3) e íons H+ formam ácido carbônico (H2CO3) que, por ação da enzima anidrase carbônica, origina água e gás carbônico, eliminado pelos pulmões. b) A respiração forçada remove mais gás carbônico do plasma sangüíneo para o ar. A redução da concentração desse gás eleva o pH do plasma, tornando-o mais básico (elevando o valor do pH para acima de 7,44). c) A elevação do pH (denominada alcalose) inibe o centro respiratório e, conseqüentemente, reduz a freqüência e a amplitude dos movimentos respiratórios. 6. e, a, c, d, b 7. a) Urina. b) Porque a glicose é reabsorvida à medida que o filtrado glomerular percorre o túbulo do néfron. 8. b 9. Figura 1: ultrafiltração glomerular e secreção tubular. Figura 2: ultrafiltração glomerular e reabsorção tubular. Figura 3: ultrafiltração glomerular e reabsorção tubular. Figura 4: ultrafiltração glomerular. b) Água: figura 2; glicose: figura 3; ácido úrico: figura 1. 10. O aquecimento da água pode provocar a morte de moluscos, crustáceos, peixes e outros organismos aeróbios. A tabela mostra que a solubilidade do oxigênio diminui com o aumento da temperatura da água. 11. a 12. a) No período de 1920 a 1960, houve um nítido aumento do uso de cigarros (avaliado pelo número de cigarros consumidos per capita), que foi acompanhado por evidente elevação do número de mortes provocadas por câncer de pulmões. b) Já no período de 1960 a 1980, nota-se a estabilização tanto do consumo de cigarros quanto do número de mortes provocadas por câncer de pulmão. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Capítulo 27 1. h, c, e, f, d, a, g, b 2. b 3. A seqüência correta é: 3 → 1 → 2. Com a separação completa do ventrículo, não há mistura de sangue arterial e sangue venoso, aumentando a oxigenação dos tecidos. 4. b 5. a) Sístole (pressão máxima) e diástole (pressão mínima). b) Pressão de 12 por 8 indica que, na sístole, a pressão arterial equivale a uma coluna de mercúrio com 12 cm de altura (pressão sistólica ou máxima) e, na diástole, a uma coluna de mercúrio com 8 cm (pressão diastólica ou mínima). 67 6. e, b, c, d, a 7. Reação 1: ocorre nos capilares dos alvéolos pulmonares e permite à hemoglobina ligar-se ao gás oxigênio do ar alveolar. Reação 2: ocorre nos capilares sistêmicos, liberando o gás oxigênio para os tecidos. Reação 3: ocorre nos capilares dos tecidos, onde é recolhido o gás carbônico, que é convertido em íons bicarbonato, forma na qual ele será transportado aos pulmões. 8. Se uma pessoa se desloca de uma cidade ao nível do mar para outra, de grande altitude (com menor pressão atmosférica e ar rarefeito), há um estímulo para que o tecido hematopoético produza hemácias e aumente a concentração de hemoglobina. Tal adaptação ocorre em um período de duas a três semanas e aumenta a capacidade de captação e de transporte do gás oxigênio, compensando a menor oferta de gás oxigênio do ar. 9. O monóxido de carbono liga-se às moléculas de hemoglobina, dificultando o transporte do gás oxigênio dos pulmões para os tecidos. A conseqüência é a diminuição da oferta de oxigênio às células. 10. a) As plaquetas e os fatores da coagulação (proteínas plasmáticas). b) Inicialmente, ocorre adesão de plaquetas às bordas da lesão vascular e agregação das plaquetas umas às outras. A seguir, proteínas plasmáticas chamadas fatores de coagulação reagem em cascata, culminando com a formação de uma rede de fibrina (uma proteína insolúvel). A rede de fibrina e os elementos figurados nela retidos — principalmente as hemácias — formam o coágulo sangüíneo. 11. A inibição do desenvolvimento de vasos sangüíneos diminui a nutrição e a oxigenação do tumor, cujas células morrem. 12. Soma = 1 (01) 13. a) Dos peixes: duas cavidades (um átrio e um ventrículo); dos mamíferos: quatro cavidades (dois átrios e dois ventrículos). b) Porque, nos peixes, o sangue completa a passagem pelo sistema cardiovascular com apenas uma passagem pelo coração, ao passo que, nos mamíferos, o sangue passa duas vezes pelo coração. Em outras palavras, nas circulações dos peixes há apenas um circuito (coração → brânquias → tecidos do corpo → coração), enquanto nos mamíferos há dois circuitos (coração → pulmões → coração e coração → tecidos do corpo → coração). 14. Não. As artérias pulmonares conduzem sangue venoso (pobre em oxigênio), enquanto as veias pulmonares conduzem sangue arterial (rico em gás oxigênio). 15. a) Porque a parede muscular do coração é espessa, impedindo a difusão de gases e nutrientes do sangue às células. b) A irrigação sangüínea do coração ocorre a partir dos ramos das artérias coronárias, que se originam da aorta e, portanto, conduzem sangue ricamente oxigenado. 16. Quando os seres humanos estão em pé, a gravidade dificulta o retorno do sangue dos membros inferiores para o coração, pelas veias. Com o fluxo mais lento, o sangue acumula-se e as veias dilatamse, afetando a função das válvulas. Com o tempo, as veias tornamse dilatadas e deformadas, constituindo as varizes. Pessoas que permanecem muito tempo em pé, como dentistas e professores, sofrem de varizes com freqüência maior que a população em geral. Nas mulheres, a gestação representa um outro fator desencadeante, pois o útero aumentado comprime a veia cava inferior, dificultando o retorno venoso. 17. a) Sangue venoso: ponto 1 (sangue com pressão parcial de gás oxigênio baixa). Sangue arterial: ponto 2 (sangue com pressão parcial de gás oxigênio alta). b) A hemoglobina fetal tem maior afinidade pelo gás oxigênio que a hemoglobina do adulto. Essa diferença é necessária, pois o sangue fetal retira gás oxigênio do sangue materno. c) Após o nascimento, o sangue da criança passa a recolher o gás oxigênio do ar atmosférico e não mais do sangue materno. 18. a) O paciente III, cuja contagem de plaquetas é inferior ao padrão normal. b) O paciente III, cuja contagem de eritrócitos (ou hemácias) está abaixo do normal. Capítulo 29 1. e, d, j, h, i, b, c, f, a, g 2. a) O sistema nervoso da hidra é difuso, ou seja, não apresenta nenhum grau de centralização (ou cefalização). b) No animal C, aumenta o grau de cefalização. c) A existência de centros nervosos bem definidos e centralizados aumenta o grau de controle sobre as diversas funções, principalmente a contração muscular e a produção de determinadas secreções. Além disso, a cefalização associase à concentração, na região anterior do corpo, de estruturas sensoriais, que permitem a melhor exploração dos ambientes. 3. d 4. d 5. a 6. c 7. e 8. f, d, h, i, b, c, e, a, g 9. e 10. b 11. A glândula é a tireóide, e a substância é o iodo. 12. a) O hormônio é a insulina; a glândula é o pâncreas. b) A insulina diminui a concentração de glicose no sangue porque estimula a captação desse monossacarídio pelas células, principalmente musculares e do fígado. 13. I – C; II – B; III – A; IV – D. 14. e 15. a 16. b 17. a 18. c 19. e 20. a) Risco de seção da medula espinhal, que provoca perda da sensibilidade e dos movimentos voluntários nas regiões do corpo abaixo do nível da lesão. b) Deitado e imobilizado sobre uma superfície plana e rígida. 21. e 22. e Capítulo 28 1. 2. 3. 4. 5. c, a, g, b, e, f, d I, II, III e IV . c c, a, g, h, b, f, d, e e 68 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 6. d 7. a) São a coagulação do sangue e a contração muscular, respectivamente. b) Ambos dependem do cálcio. 8. a) É o ácido láctico. b) Quando o ATP gerado na respiração celular aeróbia não é suficiente para suprir a demanda gerada na contração muscular, as células musculares passam a executar, simultaneamente, a fermentação láctica, que produz ácido láctico. 9. b 10. São os gráficos II e I, respectivamente. 11. Sustentação do corpo: tecido conjuntivo (mais especificamente, o tecido ósseo e o tecido cartilaginoso). Produção de suor: tecido epitelial (lembrando que as glândulas sudoríparas têm origem epitelial). 12. a) Tecido epitelial (epiderme). b) Ambiente terrestre úmido ou ambiente aquático. c) Pêlos, glândulas sudoríparas, vasos sangüíneos na derme. d) As camadas de quitina limitam o crescimento do animal aos períodos de substituição do exoesqueleto (muda ou ecdise). 13. b 14. Para o pâncreas, função endócrina é a produção de hormônios (insulina, por exemplo), secretados na corrente sangüínea, que os transporta para os tecidos; função exócrina é a produção do suco pancreático, lançado através de um canal na cavidade do duodeno (primeira porção do intestino delgado). 15. C, A, D, B 16. Só ocorre contração muscular no recipiente 2, em que existe ATP (fonte de energia) e cálcio (que permite o fracionamento do ATP, a liberação de energia e o deslizamento das fibras de actina e miosina). 17. O aumento da capacidade de utilização do oxigênio (chamada “capacidade aeróbia”) ocorre por aumento do volume-minuto respiratório e do volume-minuto cardíaco. 18. O exercício físico redistribui o fluxo de sangue, desviando-o dos órgãos da digestão para os músculos. Com isso, a digestão e a absorção ficam prejudicadas. 23. a) Curva A. b) Essa curva mostra concentração basal de glicose mais elevada, que aumenta ainda mais com a ingestão de glicose. Capítulo 30 1. b, d, c, a, g, f, h, i, e 2. F, V, V V , 3. e 4. Testículos Quatro Longa Curta Não Sim Ovários Um Curta Longa Sim Não 5. As fêmeas de animais com fecundação interna e desenvolvimento embrionário interno (mamíferos) geralmente produzem poucos gametas femininos e, conseqüentemente, geram poucos filhotes a cada ninhada. Como a prole é reduzida, despendem mais tempo no cuidado dos filhotes, que passam junto às mães um tempo relativamente longo de suas vidas. 6. c, d, b, a, e 7. a 8. b 9. a) nº 6 – testículo; b) nº 2 – bexiga. 10. a) nº 1 – tuba uterina; b) nº 4 – canal vaginal; c) nº 2 – ovário; d) nº 3 – útero. 11. A resposta deve ser desenvolvida durante trabalho em grupo. 12. Neurônio: célula longa e ramificada, que transmite impulsos nervosos. Célula muscular: célula longa e provida de proteínas contráteis (actina e miosina); executa movimentos de contração. Espermatozóide: célula flagelada, que se desloca no sentido do gameta feminino. Célula epitelial: geralmente achatada, encontrada no revestimento interno ou externo de outras estruturas. 13. d 14. c 15. a) É a fase de maturação, durante a qual ocorre a meiose. b) Trata-se da espermiogênese, cujos principais eventos são a formação do acrossomo (pela confluência de vesículas do complexo golgiense) e do flagelo (a partir de um centríolo) e a perda de citoplasma. 16. a 17. a) Célula 1: 23 cromossomos; célula 4: 46 cromossomos. b) Tratase de um epiteliócito sustentador, célula responsável pela sustentação e pela nutrição das células da linhagem reprodutiva. c) Sofrem a ação do hormônio folículo-estimulante as células 4; sofrem a ação do hormônio luteinizante as células 5. d) Fundamentalmente, as células 4. 18. a) A fecundação externa é dependente de meio líquido para o deslocamento dos espermatozóides; portanto, restringe-se quase sempre aos ambientes aquáticos. Já a fecundação interna acontece no interior do sistema genital feminino, onde há secreções que permitem o deslocamento dos gametas masculinos. b) Nas espécies com fecundação interna, geralmente as fêmeas produzem menor quantidade de gametas femininos, que são maiores que os das espécies com fecundação externa. Além disso, os filhotes são gerados também em menor número e recebem cuidados mais intensivos e prolongados de seus genitores. 19. Soma = 14 (02 + 04 + 08) 20. As respostas devem ser desenvolvidas durante trabalho em grupo. Capítulo 31 1. a, b, h, g, c, f, d, e 2. a) O folículo ovariano maduro e o corpo albicans. b) A estrutura 2 é o corpo lúteo, que permanece ativo durante o primeiro trimestre da gestação, graças à ação da gonadotrofica coriônica. 3. a) A fecundação pode até ter ocorrido. Entretanto, não ocorreu a nidação, uma vez que se nota a redução da concentração de progesterona e de estrógenos a partir do 21º dia do ciclo. Tivesse havido fecundação e nidação, o hCG teria mantido o corpo lúteo funcionante, fazendo com que não se reduzissem as concentrações destes hormônios. b) O hormônio folículo-estimulante (FSH) e o hormônio luteinizante (LH) são secretados pela adenoipófise (ou lobo anterior da hipófise). Os estrógenos e a progesterona são secretados pelos ovários. 4. a) Gametogênese: nas gônadas (testículos e ovários); fecundação: nas tubas uterinas; desenvolvimento embrionário: no útero. b) A meiose reduz à metade a quantidade de cromossomos das células, originando gametas haplóides. Com a fecundação (fusão dos gametas masculino e feminino), reconstitui-se a quantidade diplóide característica da espécie. Na espécie humana, por exemplo, os gametas masculinos e femininos possuem 23 cromossomos, resultando a sua fusão em um zigoto com 46 cromossomos. c) Hormônio que atua na gametogênese: hormônio folículo-estimulante (FSH); hormônio que influencia na implantação do embrião: progesterona. 5. a) I: ovulação (liberação do gameta feminino pelo ovário). II: fecundação. b) Mitose. 6. e 7. Devem estar elevados, por falta do mecanismo normal de retroindução negativa (ou feedback negativo) exercido pelos hormônios ovarianos sobre a adenoipófise. 8. b, g, e, h, d, f, a, c 9. a) Porque exige um período relativamente longo de abstinência sexual e só é aplicável para mulheres que apresentam ciclos menstruais regulares. b) Dos métodos apresentados na tabela, a pílula anticoncepcional é o único que impede a produção do gameta feminino. 10. a) Vasectomia: impede a saída de espermatozóides na ejaculação. b) Ligação das tubas uterinas: impede a propagação dos espermatozóides até a porção distal das tubas, local onde normalmente ocorre a fecundação. c) Diafragma: bloqueia a passagem dos espermatozóides da vagina (onde são depositados na relação sexual) para o interior do útero. 11. a) Atuando sobre a hipófise (por feedback negativo), a pílula anticoncepcional inibe a secreção de hormônios gonadotróficos (FSH e LH), impedindo a ocorrência da ovulação. b) Quando a mulher utiliza a pílula anticoncepcional durante certo tempo e interrompe o uso por alguns dias, a concentração de estrógenos e progesterona diminui e ocorre a menstruação. No caso do uso continuado da pílula, as concentrações desses hormônios permanecem praticamente constantes durante todo o período, não ocorrendo a menstruação. 12. De 13 a 19 de julho. 13. e 14. a) Do nascimento aos 10 anos de idade. b) A partir dos 14 ou 15 anos de idade. c) A desnutrição é um desses fatores, podendo retardar o desenvolvimento geral e afetar de forma até irreversível o desenvolvimento neurológico. Outros fatores que podem ser citados são os distúrbios hormonais (por exemplo, o hipotireoidismo) e as anomalias genéticas (como as síndromes de Down e de Turner). 15. No instante 1: ovulação; no instante 2: menstruação. 16. a 17. a) A elevação dos níveis de progesterona sugere que o corpo lúteo (ou corpo amarelo) permaneceu ativo, indicando a ocorrência de fecundação e nidação. b) Pode indicar a ocorrência de um abortamento espontâneo. 18. A anovulação decorrente da concentração elevada de prolactina evita que a mulher engravide novamente enquanto estiver amamentando. A vantagem adaptativa é que se evita a sobrecarga fisiológica da mulher, que seria duplamente espoliada (pela própria amamentação e pela nova gravidez). Além disso, o espaçamento entre nascimentos consecutivos favorece o cuidado dedicado aos filhos. 19. Soma = 22 (02 + 04 + 16) 20. A resposta deve ser desenvolvida durante trabalho em grupo. 21. c 22. b 23. Quanto maior for a renda per capita, tanto menor será a taxa de fertilidade. A resposta deve ser desenvolvida durante trabalho em grupo. Todas as hipóteses apresentadas devem ser discutidas. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 69 24. a) O trabalho dos alunos consiste na construção do gráfico. b) A resposta deve ser desenvolvida durante trabalho em grupo. Todas as hipóteses apresentadas devem ser discutidas. 25. a 26. As respostas devem ser desenvolvidas durante trabalho em grupo. 27. As respostas devem ser desenvolvidas durante trabalho em grupo. Capítulo 32 1. c, a, b, h, j, f, d, e, i, g 2. a) Não, pois resultam da fecundação de seus óvulos. b) O animal obtido é geneticamente igual ao animal Y, doador do núcleo (onde está o material genético). 3. a) A: zigoto, B: mórula; C: blástula: D: gástrula; E: nêurula. b) De B em relação a A: por mitose, o zigoto origina as numerosas células que compõem a mórula. De C em relação a B: acumula-se líquido no embrião, cujas células delimitam uma cavidade interna (a blastocele). De D em relação a C: uma invaginação da blastoderme forma o arquêntero (intestino primitivo), diferenciando-se duas camadas de células (ou folhetos embrionários), a endoderme e a ectoderme. De E em relação a D: surgem a notocorda, o tubo neural e o terceiro folheto embrionário (a mesoderme). 4. 2, 1, 2, 3, 1, 3, 1, 3, 2, 3 5. a) a: saco vitelínico; b: cório; c: âmnio; d: embrião; e: alantóide. As estruturas que aparecem só a partir desse tipo de ovo são o cório (letra b), o âmnio (letra c) e a alantóide (letra e). b) A ocorrência de fecundação interna. 6. a) A placenta. b) A placenta realiza com mais eficiência atividades desempenhadas por outros anexos embrionários presentes no ovo de aves e répteis, como as trocas gasosas, a nutrição e a excreção. 7. a) É a placenta. b) O líquido amniótico evita o dessecamento do embrião, além de oferecer proteção contra choques mecânicos e auxiliar na manutenção da temperatura. 8. Sapo: fecundação externa; saco vitelínico; uréia. Jacaré: fecundação interna; saco vitelínico, âmnio, cório e alantóide; ácido úrico. Coelho: fecundação interna; saco vitelínico, âmnio, cório, alantóide e placenta; uréia. 9. Porque o embrião da vaca (animal mamífero) depende nutricionalmente das reservas do gameta feminino apenas durante os primeiros dias de seu desenvolvimento. Após concluída a implantação do embrião no útero, a placenta permite a passagem de nutrientes da circulação materna para o embrião. Já o embrião de galinha é nutrido durante todo o seu desenvolvimento a partir das reservas alimentares recebidas do gameta feminino. 10. a 11. a) São, respectivamente, o sistema nervoso central e a coluna vertebral. b) A gástrula. 12. VI, I, IV, V, III, II 13. a 14. c 15. 1 – âmnio; 2 – alantóide; 3 – saco vitelínico. 16. a) Anfíbios: 3 câmaras cardíacas (2 átrios e um ventrículo); aves: 4 câmaras cardíacas (2 átrios e 2 ventrículos). b) Anfíbios: somente o saco vitelínico; aves: saco vitelínico, âmnio, cório e alantóide. 17. c 18. a) O âmnio evita o dessecamento do embrião, além de oferecer proteção contra choques mecânicos e oscilações intensas de temperatura. b) Está presente em répteis, aves e mamíferos. 19. a 20. F, F, V Capítulo 33 1. d, e, c, j, b, i, f, a, g, h 2. I – Presença de vasos condutores de seiva. II – Presença de cloroplastos. III – Presença de tecidos verdadeiros. IV – Presença de sementes. V – Presença de frutos. 3. c 4. Os vasos condutores de seiva, que permitiriam uma rápida e eficiente distribuição de materiais (principalmente água) por toda a planta. 5. a) X – zigoto; Y – esporo; Z – gameta. b) I: gametófito; II: esporófito. 6. a) Os pontos escuros na face inferior das folhas são estruturas normais em samambaias, denominadas soros. b) Porque se trata de uma pteridófita, planta que não desenvolve flores nem sementes. c) Plantas com flores são chamadas fanerógamas (gimnospermas ou angiospermas). 7. e, d, g, a, b, h, c, f 8. d 9. a) A flor A pertence a uma angiosperma dicotiledônea, pois se notam peças florais em número múltiplo de 5. A flor B pertence a uma angiosperma monocotiledônea, porque tem peças florais em número múltiplo de 3. b) Estão apontados o filete (1) e a antera (2). c) 1 – pétala; 2 – sépala; 3 – antera. 10. a) A principal semelhança é a presença, em ambos, de flores e sementes. A mais significativa diferença é que, nas angiospermas, as sementes encontram-se no interior de frutos, ausentes nas gimnospermas. b) O sucesso evolutivo das angiospermas relacionase aos seus eficientes mecanismos de dispersão de pólen e, principalmente, de sementes, que se afastam da planta-mãe, reduzindo a competição intra-específica. 11. Na escuridão da noite, o papel da visão é pequeno; portanto, os animais polinizadores (principalmente insetos e aves) são atraídos por plantas com artifícios que independem da visão, como é o caso de flores bastante perfumadas, detectadas pelo olfato. Já a atração diurna, sob iluminação, acontece principalmente pela visão. Nesta circunstância, é vantajosa a presença de flores vistosas, que se destacam do ambiente. 12. Porque frutos suculentos, ricos em matéria orgânica e geralmente doces, atraem animais, que deles se alimentam e dispersam as sementes. As plantas resultantes tendem a se estabelecer afastadas umas das outras e da planta-mãe. 13. O corpo ramificado dos vegetais associa-se à disposição das folhas, que, assim expostas, aumentam a área de captação da luz solar. Já os animais, que são heterótrofos e em geral se deslocam em busca de alimentos, são beneficiados pela forma mais compacta, que facilita a movimentação. 14. a) Há pelo menos 400 milhões de anos. b) Devem ser as plantas vasculares sem sementes, como as pteridófitas. c) Foram os frutos, presentes apenas nas angiospermas. 15. a) São as briófitas. b) Porque não possuem sistemas eficientes de transporte e distribuição de água. c) É a ausência de vasos condutores de seiva, presentes em pteridófitas. 16. c 17. a) Esporo e zigoto, respectivamente. b) A geração esporofítica (ou esporófito) da samambaia tem raízes, caule e folhas, em cuja face inferior encontram-se os soros, que são agrupamentos de esporângios (estruturas produtoras de esporos). A geração gametofítica (ou gametófito) é o prótalo, pequena plântula clorofilada, com poucos milímetros, com gametângios (estruturas produtoras de gametas). 18. a) Na Região Sul (mais especificamente, na paisagem fitogeográfica denominada Mata de Araucária). b) A gralha-azul alimenta-se de sementes (pinhões) do pinheiro-do-paraná. c) A gralha-azul é o principal agente de dispersão das sementes de araucárias. 19. a) No ciclo de vida das plantas, gametófitos são os indivíduos responsáveis pela produção de gametas. b) Não. Gametófitos serão formados apenas nos procedimentos I (que dá origem a prótalos) e II (que formará tubos polínicos, que são os gametófitos masculinos maduros). O procedimento III formará uma planta duradoura, que nas angiospermas (como é o caso do feijoeiro) é o esporófito. 20. Porque o crescimento do tubo polínico coloca o gameta masculino (núcleo gamético) diretamente em contato com o gameta feminino (oosfera), diferentemente do que ocorre em plantas criptógamas (briófitas e pteridófitas), nas quais o gameta masculino (o anterozóide) nada até alcançar o gameta feminino (oosfera). 21. a Capítulo 34 1. g, d, f, b, c, a, i, e, h 2. b, d, e, a, c 3. Esclerênquima e tecido ósseo são tecidos responsáveis pela sustentação dos organismos (plantas e vertebrados, respectivamente). Por sua vez, pele e súber são estruturas de revestimento, com importante papel na proteção dos organismos. 70 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 4. a) No felogênio e no câmbio, porque são tecidos meristemáticos. b) Seiva rica em substâncias orgânicas (seiva elaborada) deve ser encontrada no floema, cujos vasos a conduzem. 5. a) Deverá estar na mesma altura, ou seja, a 40 cm do solo. b) O crescimento longitudinal do caule ocorre a partir do meristema apical localizado em sua extremidade superior (na gema apical). 6. c, a, d, e, b 7. b, d, c, e, f, a 8. b 9. a) Trata-se de uma dicotiledônea, pois apresenta sistema radicular axial ou pivotante (com uma raiz principal) e folhas reticulinérveas (isto é, com nervuras ramificadas). b) De um ramo caulinar com gemas, nas quais há tecidos meristemáticos. 10. As palmeiras são monocotiledôneas e apresentam sistema radicular fasciculado (ou em cabeleira). Sendo mais superficial, torna-se mais fácil a remoção. As dicotiledôneas apresentam sistema radicular pivotante (ou axial), que penetra mais profundamente no solo, sendo de remoção mais difícil. 11. a) Em I, uma dicotiledônea; em II, uma monocotiledônea. b) É uma leguminosa, o que se verifica pela presença de vagens, um tipo de fruto. Sua importância econômica reside no fato de muitas de suas espécies fazerem parte da alimentação humana. A importância ecológica está na capacidade de fixação do nitrogênio atmosférico, exibida por bactérias (gênero Rhizobium) que vivem em nódulos de suas raízes. 12. a) Assexuadamente, por meio de estaquia (ou seja, pelo plantio de mudas). b) As plantas resultantes são cópias genéticas da plantamãe e apresentam as características favoráveis que se quer preservar (por exemplo, o sabor dos frutos, a produtividade etc.). 13. a) Na área B, as plantas foram obtidas por meio de propagação assexuada. Portanto, eram cópias genéticas da variedade original e apresentavam elevada produtividade, exatamente a característica genética que se queria preservar. Na área A, as plantas exibiam variabilidade genética (devido à reprodução sexuada), com produtividade variando de planta para planta. b) Na área A, as plantas originaram-se por reprodução sexuada; logo, havia variabilidade genética, que permitiu a sobrevivência de plantas geneticamente resistentes ao ataque da praga recém-surgida. Trata-se de um exemplo de seleção natural. 14. a 15. a) São os tecidos meristemáticos, responsáveis pelo crescimento e pelo desenvolvimento das plantas. b) Os meristemas são encontrados nas extremidades do caule e da raiz (meristemas apicais) e nas gemas laterais. O câmbio e o felogênio também são tecidos meristemáticos. 16. a) Ambos são tecidos de sustentação. O colênquima é formado por células vivas; o esclerênquima, por células mortas. b) Ambos são tecidos indiferenciados, com grande capacidade de divisão celular. Os meristemas primários surgem diretamente dos tecidos embrionários; os meristemas secundários surgem por desdiferenciação de tecidos previamente diferenciados. 17. a 18. O coração entalhado permanece a um metro do solo, porque o crescimento longitudinal do caule ocorre por ação do meristema da gema apical, que se encontrava acima do coração entalhado. 19. a) No caule, os vasos do xilema e do floema agrupam-se em feixes liberolenhosos, enquanto na raiz os vasos do xilema e do floema estão separados, com disposição alternada, no cilindro central. b) Em um corte transversal de caule de monocotiledôneas, vêem-se os feixes liberolenhosos dispersos por toda a extensão do corte; em um corte transversal de caule de dicotiledôneas, os feixes liberolenhosos arranjam-se em um anel. 20. Ampla área de exposição à luz solar e grandes espaços aéreos internos que permitem a circulação de gás carbônico. 21. a) Trata-se de uma angiosperma monocotiledônea, que tem folhas paralelinérveas, sistema radicular fasciculado e flores trímeras. b) É um feixe de vasos condutores. 22. a) Fixação da planta ao solo e absorção de água e sais minerais. b) Do caule: presença de gemas, feixes vasculares contendo xilema e floema, juntos. Da raiz: presença de pêlos absorventes, vasos do xilema e vasos do floema dispostos alternadamente, ramificações endógenas (originadas do periciclo). 23. F, V, F, V F , 24. a) 1, 3, 6. b) Flores trímeras (1), folhas paralelinérveas (3) e sistema radicular fasciculado (6) são características típicas de monocotiledôneas, ao passo que flores pentâmeras (2), folhas reticulinérveas (4) e sistema radicular pivotante (5) são características de dicotiledôneas. 25. a Capítulo 35 1. f, a, d, b, c, e 2. a) É o parênquima clorofiliano paliçádico. b) Seta 2. c) O CO2 é utilizado na fotossíntese, responsável pela produção da matéria orgânica consumida pelas plantas e que, direta ou indiretamente, serve de alimento para os demais seres vivos dos ecossistemas. 3. V, F, V, V, F, F 4. a) A transpiração foliar ocorre pelos estômatos e, em menor escala, através da própria cutícula que recobre as folhas. A absorção de água pelas raízes acontece através dos pêlos absorventes. b) Pela presença, revestindo a epiderme, de uma cutícula pouco permeável à água e pelo fechamento dos estômatos. c) Porque, em certas circunstâncias (escassez hídrica no solo, por exemplo), é importante que a planta economize água. 5. d 6. c 7. c, b, d, f, g, j, a, i, h, e 8. a) A – pêlo absorvente; B – epiderme; C – floema; D – xilema. b) Xilema: transporte de seiva bruta; floema: transporte de seiva elaborada; epiderme: revestimento e proteção; pêlo absorvente: absorção de água e sais minerais. c) No floema: elementos de tubos crivados; no xilema: traqueídes e elementos de vaso lenhoso. 9. A água com o corante foi absorvida pela planta e atingiu as pétalas através dos vasos condutores do xilema. 10. d 11. a) A árvore deve morrer, pois a retirada de um anel completo da casca interrompe o floema, bloqueando o fluxo de seiva elaborada (substâncias orgânicas) das folhas para as raízes. O bloqueio do fluxo provocará espessamento do tronco por acúmulo de seiva acima da região de onde se retirou o anel da casca. b) Neste caso, não ocorrerá a morte da árvore, cujas raízes continuarão recebendo a seiva elaborada proveniente de outros ramos. Os frutos do ramo do qual foi retirado o anel da casca deverão se desenvolver mais, devido ao acúmulo de matéria orgânica conseqüente à interrupção do fluxo de seiva elaborada para fora do ramo. c) A produção de matéria orgânica se reduz por diminuição da taxa de fotossíntese, em razão da queda das folhas e da menor disponibilidade de luz. 12. a) Folha. b) O tecido 1 é a epiderme, tecido de revestimento que protege a folha de agressões ambientais e, graças a um revestimento pouco permeável à água, restringe a perda de vapor d’água da folha para o ambiente. c) A estrutura 2 é um estômato. 13. a 14. b 15. b 16. O revestimento das folhas com vaselina obstrui os ostíolos (abertura dos estômatos), reduzindo a entrada de gás carbônico no mesofilo. Com isso, pode ocorrer redução da taxa de fotossíntese do parênquima clorofiliano, que se tornará menor que a das plantas do grupo controle. Também limita-se a transpiração e, conseqüentemente, interfere-se no fluxo de água pela planta. 17. a) Os pulgões atingem o floema, de onde sugam seiva elaborada, rica em matéria orgânica (alimento). b) Os pulgões são parasitas das plantas, das quais retiram alimento. Portanto, trata-se de um caso de parasitismo. 18. a) Porque a falta da clorofila impede a ocorrência da fotossíntese, que produz matéria orgânica (alimento). b) As plantas sobrevivem à custa da matéria orgânica que recebem dos tecidos de reserva das sementes. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Capítulo 36 1. f, d, b, e, c, a 2. V, F, F, F 71 72 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 3. a) Devem exibir intenso desenvolvimento das gemas laterais, com a formação de novos ramos caulinares. b) A eliminação da gema apical, que secreta auxinas, interrompe o fenômeno da dominância apical, que mantinha inibidas as gemas laterais. 4. b 5. a) Devia ser de aproximadamente 0,1 µg/mL. b) Comparando a altura alcançada pela planta com as demais plantas apresentadas no gráfico. c) Provavelmente, a planta alcançará 20 cm. 6. A queima da serragem libera etileno, que acelera o amadurecimento de frutos. 7. f, g, h, e, c, d, a, b 8. A raiz apresenta geotropismo positivo, pois o acúmulo de auxinas no lado inferior inibe o crescimento. O lado superior cresce mais, curvando a raiz para baixo. O caule tem geotropismo negativo, porque o acúmulo de auxinas no lado inferior estimula o crescimento, curvando o caule para cima. 9. O contínuo movimento de rotação ao qual a planta está submetida faz com que as auxinas se distribuam igualmente por todos os lados do caule, tornando uniforme o crescimento dessa estrutura vegetal. 10. a) Apenas na condição I. b) Uma planta de dia curto depende de noite longa e ininterrupta para florescer. Ocorrendo interrupção do período de escuridão (indicada na situação II), a planta não florescerá. 11. d 12. a 13. e 14. a) Entre outros efeitos, as giberelinas estimulam a distensão e a divisão celular, a floração, o desenvolvimento do fruto (inclusive a partenocarpia) e quebram a dormência de gemas e de sementes. b) A massa fresca das plantas do lote B deve ser maior, uma vez que a maior quantidade de tecidos retém maior quantidade de água. 15. Notam-se algumas características importantes, tais como a associação entre forma e função, a resposta a estímulos ambientais e a execução de movimentos. 16. A figura 3. A raiz apresenta geotropismo positivo, que acarretará sua curvatura no sentido do solo. 17. Porque a luz provoca o deslocamento das auxinas para o lado não iluminado, que passa a crescer mais rapidamente que o lado iluminado, determinando a curvatura da planta no sentido da fonte de luz (fototropismo positivo). 18. Região I (raiz): baixa concentração de auxinas (região a, do gráfico) estimula o crescimento, provocando curvatura no sentido do lado oposto. Região II (raiz): alta concentração de auxinas (região b, do gráfico) inibe o crescimento. Região III (caule): alta concentração de auxinas (região b, do gráfico) estimula o crescimento, provocando curvatura no sentido do lado oposto. 19. Iluminação lateral: crescimento do caule no sentido da luz (fototropismo positivo); temperatura: dormência de sementes; gravidade: crescimento da raiz no sentido do solo (geotropismo positivo); disponibilidade de água (abertura e fechamento de estômatos). 20. V, V F ,