Livro didático público de biologia, Manuais, Projetos, Pesquisas de Química

Baixe Livro didático público de biologia e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Química, somente na Docsity! Este livro é público - está autorizada a sua reprodução total ou parcial. BIOLOGIA ENSINO MÉDIO SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO Governo do Estado do Paraná Roberto Requião Secretaria de Estado da Educação Mauricio Requião de Mello e Silva Diretoria Geral Ricardo Fernandes Bezerra Superintendência da Educação Yvelise Freitas de Souza Arco-Verde Departamento de Ensino Médio Mary Lane Hutner Coordenação do Livro Didático Público Jairo Marçal Depósito legal na Fundação Biblioteca Nacional, conforme Decreto Federal n.1825/1907, de 20 de Dezembro de 1907. É permitida a reprodução total ou parcial desta obra, desde que citada a fonte. SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO Avenida Água Verde, 2140 - Telefone: (0XX) 41 3340-1500 e-mail: dem@seed.pr.gov.br 80240-900 CURITIBA - PARANÁ Catalogação no Centro de Editoração, Documentação e Informação Técnica da SEED-PR Biologia / vários autores. – Curitiba: SEED-PR, 2006. – p. 296 ISBN: 85-85380-31-4 1. Biologia. 2. Ensino médio. 3. Ensino de biologia. 4. Organização dos seres vivos. 5. Mecanismos biológicos. 6. Biodiversidade. 7. Avanços biológicos. I. Folhas. II. Material de apoio pedagógico. III. Material de apoio teórico. IV. Secretaria de Estado da Educação. Su- perintendência da Educação. V. Título. CDU 573+373.5 2ª. Edição IMPRESSO NO BRASIL DISTRIBUIÇÃO GRATUITA Aos Estudantes Agir no sentido mais geral do termo significa tomar ini- ciativa, iniciar, imprimir movimento a alguma coisa. Por constituírem um initium, por serem recém-chegados e ini- ciadores, em virtude do fato de terem nascido, os homens tomam iniciativa, são impelidos a agir. (...) O fato de que o homem é capaz de agir significa que se pode esperar de- le o inesperado, que ele é capaz de realizar o infinitamente improvável. E isto, por sua vez, só é possível porque cada homem é singular, de sorte que, a cada nascimento, vem ao mundo algo singularmente novo. Desse alguém que é singular pode-se dizer, com certeza, que antes dele não havia ninguém. Se a ação, como início, corresponde ao fa- to do nascimento, se é a efetivação da condição humana da natalidade, o discurso corresponde ao fato da distinção e é a efetivação da condição humana da pluralidade, isto é, do viver como ser distinto e singular entre iguais. Hannah Arendt A condição humana Este é o seu livro didático público. Ele participará de sua trajetória pelo Ensino Médio e deverá ser um importante recurso para a sua formação. Se fosse apenas um simples livro já seria valioso, pois, os livros re- gistram e perpetuam nossas conquistas, conhecimentos, descobertas, so- nhos. Os livros, documentam as mudanças históricas, são arquivos dos acertos e dos erros, materializam palavras em textos que exprimem, ques- tionam e projetam a própria humanidade. Mas este é um livro didático e isto o caracteriza como um livro de en- sinar e aprender. Pelo menos esta é a idéia mais comum que se tem a res- peito de um livro didático. Porém, este livro é diferente. Ele foi escrito a partir de um conceito inovador de ensinar e de aprender. Com ele, como apoio didático, seu professor e você farão muito mais do que “seguir o li- vro”. Vocês ultrapassarão o livro. Serão convidados a interagir com ele e desafiados a estudar além do que ele traz em suas páginas. Neste livro há uma preocupação em escrever textos que valorizem o conhecimento científico, filosófico e artístico, bem como a dimensão his- tórica das disciplinas de maneira contextualizada, ou seja, numa lingua- gem que aproxime esses saberes da sua realidade. É um livro diferente porque não tem a pretensão de esgotar conteúdos, mas discutir a realida- de em diferentes perspectivas de análise; não quer apresentar dogmas, mas questionar para compreender. Além disso, os conteúdos abordados são alguns recortes possíveis dos conteúdos mais amplos que estruturam e identificam as disciplinas escolares. O conjunto desses elementos que constituem o processo de escrita deste livro denomina cada um dos tex- tos que o compõem de “Folhas”. Em cada Folhas vocês, estudantes, e seus professores poderão cons- truir, reconstruir e atualizar conhecimentos das disciplinas e, nas veredas das outras disciplinas, entender melhor os conteúdos sobre os quais se debruçam em cada momento do aprendizado. Essa relação entre as dis- ciplinas, que está em aprimoramento, assim como deve ser todo o pro- cesso de conhecimento, mostra que os saberes específicos de cada uma delas se aproximam, e navegam por todas, ainda que com concepções e recortes diferentes. Outro aspecto diferenciador deste livro é a presença, ao longo do tex- to, de atividades que configuram a construção do conhecimento por meio do diálogo e da pesquisa, rompendo com a tradição de separar o espaço de aprendizado do espaço de fixação que, aliás, raramente é um espaço de discussão, pois, estando separado do discurso, desarticula o pensamento. Este livro também é diferente porque seu processo de elaboração e distribuição foi concretizado integralmente na esfera pública: os Folhas que o compõem foram escritos por professores da rede estadual de en- sino, que trabalharam em interação constante com os professores do De- partamento de Ensino Médio, que também escreveram Folhas para o li- vro, e com a consultoria dos professores da rede de ensino superior que acreditaram nesse projeto. Agora o livro está pronto. Você o tem nas mãos e ele é prova do valor e da capacidade de realização de uma política comprometida com o pú- blico. Use-o com intensidade, participe, procure respostas e arrisque-se a elaborar novas perguntas. A qualidade de sua formação começa aí, na sua sala de aula, no traba- lho coletivo que envolve você, seus colegas e seus professores. Apresentação10 Ensino Médio Prezado estudante do Ensino Médio Você está recebendo o Livro Didático de Biologia. Com este mate- rial, você terá a oportunidade de aprofundar e ampliar seus conheci- mentos nesta disciplina, além de buscar novos conhecimentos a partir das relações interdisciplinares estabelecidas em cada um dos conteú- dos específicos desenvolvidos. A Biologia, como Ciência, ao longo da história da humanidade, vem construindo modelos para tentar explicar e compreender o fenô- meno VIDA. Com isto, estuda os seres vivos quanto a: classificação; mecanismos de funcionamento; origem, evolução e distribuição das espécies; e manipulação do material genético pelo homem. A proposta deste Livro é apresentar a Biologia a partir da concep- ção de Ciência como construção humana, buscando na História e na Filosofia da Ciência a fundamentação necessária para a compreensão da construção do pensamento biológico. O Livro está organizado com base nos Conteúdos Estruturantes da disciplina, ou seja, conteúdos que se constituíram historicamente e es- truturam o Ensino da Biologia. Apresentamos, assim, os seguintes Con- teúdos Estruturantes: Organização dos seres vivos; Mecanismos biológicos; Biodiversidade, e Implicações dos avanços biológicos no fenômeno VIDA. A p r e s e n t a ç ã o 11 Biologia B I O L O G I A Para cada Conteúdo Estruturante, foram elaborados textos no for- mato Folhas. Esta nova forma de apresentação dos conteúdos propõe o estudo dos conceitos da Biologia e de suas relações interdisciplina- res, a partir da leitura textual e da resolução das atividades, bem como, do aprofundamento dos conteúdos estudados por meio das pesquisas e dos debates indicados no decorrer dos textos. Em cada Folhas, os conteúdos específicos serão desenvolvidos por professores e alunos, a partir das discussões sobre a problematização inicial, e, na seqüência, pelo aprofundamento dos conteúdos da disci- plina de Biologia e das disciplinas de relação interdisciplinar estabe- lecidas. Durante o estudo, a busca por outros referenciais da própria disciplina e das disciplinas de relações interdisciplinares envolvidas, permitirão o aprofundamento dos conteúdos e o entendimento de co- mo estes são elementos importantes para a compreensão do momen- to histórico em que vivemos. Desta forma, o que se pretende com este material de apoio pedagó- gico é despertar, no âmbito da esfera escolar, as discussões conceituais da disciplina de Biologia, independente do tempo de aula necessário para que ocorra a compreensão dos conceitos envolvidos. É importante destacar que cada Folhas não apresenta todos os con- ceitos biológicos que gostaríamos que fossem estudados no Ensino Médio, porém, a organização do tempo e do encaminhamento das dis- cussões serão determinantes para que, a partir dos recortes feitos, mui- tos outros conceitos sejam estudados e pesquisados. Bom estudo para todos! Introdução12 Ensino Médio I n t r o d u ç ã o Organização dos Seres Vivos Neste Conteúdo Estruturante, você encontrará uma proposta de es- tudo que torna possível a compreensão da organização dos seres vivos, relacionando a existência de características comuns entre os mesmos. Independente do reino a que pertençam, todos os organismos vi- vos mostram certas características: todos são compostos por células; executam determinadas funções, simples ou complexas, que garantem a sua sobrevivência de acordo com a escala evolutiva da espécie. Para classificar ou distribuir alguma coisa, alguns critérios precisam ser estabelecidos, pois nenhum sistema isolado de classificação é com- pletamente aceito por todos. Em relação a classificação e distribuição dos seres vivos, neste Li- vro utilizaremos o sistema dos cinco reinos de acordo com a proposta de Robert Whittaker (1920 – 1980), baseada no tipo de célula, no nível de organização celular, e no tipo de nutrição: Monera: procariontes unicelulares, autótrofos e heterótrofos; Protista: eucariontes unicelulares e pluricelulares, autótrofos e heterótrofos; Fungi: eucariontes unicelulares e pluricelulares; heterótrofos; Plantae: eucariontes pluricelulares, autótrofos. Animalia: eucariontes pluricelulares, heterótrofos. E quanto aos vírus? Você percebeu que eles não estão incluídos nesta classificação com a qual nos propusemos trabalhar? Por que será que eles não fizeram parte dessa classificação? Eles são ou não entidades vivas? O estudo desses organismos (vírus, bactérias, protozoários, algas, fungos, vegetais e animais), possibilita a compreensão da vida como manifestação de sistemas organizados e integrados, em constante inte- ração com o ambiente físico-químico. Estes organismos perpetuam-se por meio da reprodução e modifi- cam-se no tempo em função de fatores evolutivos, originando a diver- sidade de formas vivas e as complexas relações de dependência entre elas e o ambiente em que vivem. Dessa forma, recentes estudos sobre 15Bactérias: “um universo microscópico” Biologia 1 BACTÉRIAS: “UM UNIVERSO MICROSCÓPICO” Dione Aparecida de Souza Durães1 sando seu conhecimento so- bre Biologia, responda rápi- do: quais são os seres vivos mais abundantes da biosfera? Serão estes seres microscópicos ou macroscópicos ? Elementos que compõem a Biosfera. A Biosfera compreende parte do planeta ocupada pelos seres vivos. Geralmente, a expressão refere-se ao conjunto de to- dos os ecossistemas da Terra.  1Colégio Estadual Narciso Mendes - Santa Isabel do Ivaí - PR 16 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio Você sabia ... que até o século XVIII as idéias criacionistas explicavam a existência dos fósseis (FIGURA 1) como pedras com for- matos estranhos ou então moldes imper- feitos descartados no momento da criação? Noé solta um corvo e depois uma pomba. E sol- tou um corvo, que saiu indo e voltando até que as águas se secaram de sobre a terra. Depois, soltou uma pomba, a ver se as águas tinham minguado de sobre a terra. (...) E esperou ainda outros sete dias e enviou fora a pomba, mas não tornou mais a ele. E aconteceu que, no ano de seiscentos e um, no mês primei- ro, no primeiro dia, as águas se secaram de so- bre a terra. Então Noé tirou a cobertura da arca e olhou, e eis que a face da terra estava enxuta. E no segundo mês, aos vinte e sete dias, a terra esta- va seca. Fonte: BÍBLIA, 1995. (Adaptado do Livro do Gênesis cap. 7 e 8) Imaginem vocês que no passado, a ciência acreditou que os seres vivos criados por Deus permaneciam imutáveis ao longo de sua vida. Esta concepção ficou conhecida como Teoria Fixista. Essas idéias in- fluenciaram o pensamento científico por um longo período. A partir do final do século XVIII, com os avanços da geologia e da paleontolo- gia, as idéias fixistas começaram a ser questionadas. Na Inglaterra, com a expansão ferroviária e a extração mineral, a geologia avança e apro- funda seus conhecimentos com novos achados fósseis que surgem das escavações promovidas pela extração mineral. Esses achados fósseis trouxeram evidências sobre a diversidade e al- terações dos grupos de seres vivos, propondo novas explicações para o problema da história geológica da Terra, contrapondo-se ao fixismo. As idéias evolucionistas se fortalecem como uma nova explicação para a origem da vida. Mesmo assim, com o achado de fósseis marinhos nas rochas das montanhas, os defensores do fixis- mo lançaram a hipó- tese de que os acha- dos eram restos de criaturas mortas du- rante o Dilúvio Uni- versal, pois segundo a Bíblia, nesse período, as águas cobriram to- talmente os picos das montanhas. FIGURA 1 – Réplica do Archaeopteryx, dinossauro do Período Jurássico, sendo mais antigo a apresentar penas, mostrando o seu parentesco com as aves. Fonte: Foto cedida pelo Professor Dr. Luiz Eduardo Anelli, Museu de Geociências da Universidade de São Paulo.  O Dilúvio foi um episódio obscuro da história da humanidade e está descrito na Bíblia. Noé construiu uma arca para abrigar um casal de cada espécie de animal e sua própria família, enquanto Deus inundava toda a Terra com uma chuva que durara 40 dias e 40 noites. Fonte: “Miguel Ângelo”, MICHELANGELO DI LODOVICO BUONARROTI SIMONI (1475 - 1564), The Deluge, 1508-09, oitava cena da ordem cronológica da história bíblica do trabalho feito por Michelangelo no teto da Capela Sistina, Vaticano. 280 x 570 cm. Técnica: Afresco ou fresco. Web Gallery of Art.  17Bactérias: “um universo microscópico” Biologia Com as informações fornecidas até o momento, você já tem condições de responder: Qual a importância dos achados fósseis para o estudo dos seres vivos? ATIVIDADE A pré-história do Paraná Fósseis da era Paleozóica são coletados por acadêmicos de Biologia (Faculdade Estadual de Filosofia, Ciências e Letras de Cornélio Procópio - FAFICOP) O Paraná pode ser delimitado, de acordo com sua topografia, em cin- co grupos de paisagens naturais: o litoral, a Serra do Mar, o primeiro planalto, ou de Curitiba, o segundo planalto, ou de Ponta Grossa, e o terceiro planalto, ou de Guarapuava. A constituição litológica do segundo planalto – o Planalto de Ponta Grossa – é devido a depósitos se- dimentares, ocorridos em ambientes marinho e con- tinental, formados na era Paleozóica, com idades oscilando entre 570 e 230 milhões de anos a.C. Fonte: http://faficp.br/noticias/2004/ndxpai.html. Foto de Juliana Gomes. A idéia criacionista, entretanto, não foi aceita por todos, e pouco a pouco, a interpretação literal do livro do Gênesis, mesmo tendo uma forte influência sobre o pensamento humano, teve que dar lugar a se- de de conhecimento, buscando uma nova compreensão da história da vida na Terra. Essa idéia está fundamentada no livro do Gênesis, que explica a criação da Terra e de todos os seres vivos como obra de Deus. Leia no box abaixo alguns fragmentos da criação, segundo a visão bíblica: No princípio, criou Deus os céus e a terra.(...) E disse Deus: produza a terra alma vivente conforme a sua espécie; gado, e répteis, e bestas-feras da terra conforme a sua espécie. E assim foi. E fez Deus as bestas-feras da terra conforme a sua espécie, e o gado conforme a sua espécie, e todo o réptil da terra conforme a sua espécie. E viu Deus que era bom. E disse Deus: façamos o homem à nossa imagem, conforme a nossa semelhança; e domine so- bre os peixes do mar, sobre as aves dos céus, e sobre toda a terra, e sobre todo o réptil que se mo- ve sobre a terra. E criou Deus o homem à sua imagem; à imagem de Deus o criou; macho e fêmea os criou. (...) BÍBLIA, 1995. Adaptado do Livro do Gênesis cap.1. 20 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio humanos, a teoria afirma, por exemplo, que nós e os chimpanzés per- tencemos, hoje, a espécies obviamente diferentes, mas nossos antepas- sados, há milhões de anos, pertenceram à mesma espécie. Atualmente, estudos sobre a teoria da evolução baseiam-se na re- construção da história evolutiva, agregando as evidências fósseis aos estudos da anatomia, embriologia, fisiologia comparada e genética dos organismos, buscando relações filogenéticas: quanto maior a afi- nidade entre duas espécies, maior a probabilidade de terem um an- cestral comum. Mas onde começa a história evolutiva da vida? Com o advento da evolução, os cientistas passaram a acreditar que todos os seres vivos existentes na Terra tiveram origem comum, a partir de uma única célula, há aproximadamente, 3,5 bilhões de anos. Essa célula, segundo a teoria evolutiva, seria simples, porém, muito semelhante àquelas que conhecemos hoje e que formam os se- res procariontes e eucariontes. Somente 2,5 bilhões de anos após o surgimento dos organismos procariontes, o processo evolutivo daria origem aos primeiros seres eucariontes mais complexos quanto à or- ganização celular. Seres procariontes são aqueles que não possuem núcleo celular organizado. Seu material genético está solto no citoplasma. Seres eucariontes são aqueles que possuem núcleo celular organizado, delimitado por uma membrana. Seu ma- terial genético está dentro do núcleo. Como uma única célula pode dar origem a tamanha diversidade entre os seres vivos? É difícil responder a essa pergunta com precisão, mas sabemos que a diversidade dos seres vivos do nosso planeta se manifesta em todos os níveis de organização – da célula aos ecossistemas – e diz respeito a todas as espécies vegetais, animais e aos microrganismos. A variedade desses se- res é fundamental para que eles possam enfren- tar as modificações am- bientais. Quanto maior a diversidade, maior a op- ção de respostas da na- tureza, pois a distribui- ção dos seres vivos no planeta não é homogê- nea, nem estática. Existem sete espécies de tartaru- gas marinhas, agrupadas em duas famílias - a das Dermochelyidae e a das Cheloniidae. Dessas, cinco são encontradas no Brasil: 1. Tar- taruga-Cabeçuda (Caretta caretta); 2. Tartaruga-Gigante (Dermochely coriacea); 3. Tartaruga-de-Pente (Eretmochelys imbricata); 4. Tar- taruga-Verde (Chelonia mydas); 5. Tartaruga-Oliva (Lepidochelys olivacea). Fonte: Projeto Tamar.  21Bactérias: “um universo microscópico” Biologia É sabido que as formas de vida, inclusive a do homem, não foram sempre assim como conhecemos hoje. Desde que a vida surgiu no planeta Terra, vem sofrendo modificações, sejam elas provocadas pe- lo meio externo ou pelo meio interno (pH do citoplasma, herança ge- nética, entre outros fatores). Os biólogos avaliam que, desde o surgimento da vida, existiram de 100 a 250 milhões de espécies, 90% das quais já desapareceram por completo. Essa diversidade biológica tem sua origem na variabilidade genética e nos processos de adaptação que permitem aos seres vivos responder à enorme variedade de estímulos do ambiente. Como o ambiente e as situações que ele impõe aos seres vivos, mudam continuamente, novas adaptações aconteceram e continuam acontecendo. As espécies que não são bem sucedidas entram em ex- tinção (seleção natural). Entretanto, o caráter evolutivo não está res- trito aos seres vivos, mas ao próprio meio, que também está sujeito à ação destes seres. Atualmente, são conhecidos entre o total de organismos, como ani- mais, plantas, fungos e microrganismos, aproximadamente 1.700.000 espécies, mas os cientistas estimam que exista mais de 10 milhões de organismos ainda por descobrir e que, infelizmente, muitos deles de- saparecerão antes que o homem possa conhecê-las. Cada organismo possui es- truturas, funções e compor- tamentos que lhe permitem sobreviver, reproduzir e des- frutar dos recursos do am- biente no qual vive, ou se- ja, “resolver problemas” que o ambiente pode apresentar. Chamamos esse processo de adaptação. Foi a partir de indagações como essas que os pesquisadores pro- curaram elaborar um sistema de classificação, numa tentativa de orga- nizar a incrível abundância do mundo natural. E foi por meio da ob- servação e da reflexão, que a humanidade foi conhecendo aspectos importantes a respeito dos seres vivos, os quais serviram como critério para identificação, a base para a sua classificação. Você já parou para pensar! Por que existem tantos tipos diferentes de seres vivos? Por que alguns seres se assemelham mais do que outros? Por que existem tantos tipos de árvores? Por que uma laranjeira e um limoeiro são pa- recidos, enquanto uma macieira e um jatobá são tão diferentes? DEBATE 22 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio Analise as figuras a seguir: Com atividades como esta você pode verificar que, ao longo da his- tória, o homem aprendeu que a prática de classificar seres e objetos fa- cilita a manipulação, além de permitir que seu estudo seja compartilha- do entre pessoas, constituindo um eficiente método de comunicação. É importante que você saiba que nenhum sistema de classificação é completamente aceito por todos os biólogos. Um dos mais aceitos na comunidade científica, atualmente, é o Sistema de Classificação em Três Domínios, por possuírem um ancestral comum na evolução: Archaea e Bactéria (seres procariontes), e Eukarya (seres eucariontes). Mas, para facilitar a compreensão da distribuição dos seres vivos, utilizaremos o Sistema de Classificação em Cinco Reinos (FIGURA 1), proposto em 1969 pelo zoólogo Robert H. Whittaker (1920-1980), tendo Separe as figuras acima em 2 grupos: Tendo os 2 grupos formados, separe novamente as figuras em 4 grupos. Agora, tente separar as figurar formando mais de 4 grupos. Discuta com seus colegas: Para separar os grupos, você usou algum critério? Qual? Por quê? Foi fácil separá-los em 2 grupos? E em 4 grupos? E em mais de 4 grupos? O que é classificar? Qual a importância de um sistema de classificação? ATIVIDADE 25Bactérias: “um universo microscópico” Biologia Os organismos eucariontes superiores são colocados nos reinos: Fungi (absorvem os nutrientes, por não apresentarem pigmento fotos- sintetizante, a clorofila), Plantae (plantas verdes e algas superiores fo- tossintetizantes) e Animalia (que ingerem os alimentos e em alguns ca- sos, como dos parasitas, que obtém seus nutrientes por absorção). Neste universo tão diversificado de seres vivos, cada qual com ca- racterísticas próprias, a reprodução vem como diferencial para resol- vermos o problema inicial sobre os seres mais abundantes que existem. Em condições adequadas de alimento e temperatura, uma bactéria po- de reproduzir-se a cada 20 minutos, dando origem, 11 horas depois, a seis bilhões de células (número próximo da população humana mun- dial em 1999, segundo dados da ONU). Os Protistas não se desenvolvem a partir de um embrião, como ocorre em plantas e animais, não se desenvolvem a partir de esporos característicos como nos fungos, e nem com a rapidez das bactérias. Como exemplo, temos a ame- ba (figura 2), que em condições ideais de laboratório (24º C), necessita de alguns dias para se reproduzir. No caso dos fungos, eles têm em comum com as plan- tas a formação de esporos, por esta razão, foram por mui- to tempo classificados no reino das plantas. Porém hoje for- mam um grupo à parte. Sabe-se que não formam sementes, são desprovidos de pigmentos fotossintetizantes e respon- sáveis pelos processos decompositores. Quanto à reprodu- ção vamos usar um exemplo muito conhecido, o fermento biológico comprado no supermercado, conhecido como lê- vedo, cujo nome científico é Saccharomyces cerevisiae. Ao longo de sua vida, uma célu- la, por gemação, pode produ- zir cerca de 20 células-filhas. Temos também nesse gru- po o champignon Agaricus bisporus que leva em média 20 dias para se reproduzir. Mas existem seres que necessitam muito mais tempo para a reprodução, como a Pitangueira, uma Angiosperma que leva de sete a oito anos, em condições favoráveis de solo, clima e luminosidade, para gerar seus descendentes. Entretanto, dentro das Gimnospermas, existem outras espécies que levam muito mais tempo para alcançar a maturidade de reprodução, como é o caso da Araucaria angustifolia (Pinheiro do Paraná), com tempo estimado entre 18 a 20 anos. Fungo da espécie Agaricus bisporus. É ori- ginário da França e pertence à Divisão Ba- sidiomycota, do Reino Fungi. Fonte: GNU Free Doc. License, www.wikipedia.org  FIGURA 2 - Esquema de uma ameba (Entamoe- ba histolytica). As amebas são organismos unice- lulares e pertencem ao grupo de protozoários de- nominados de Rizópodes, filo Sarcodina e reino Protista. Nutrem-se por fagocitose e por pinocitose. Al- gumas amebas causam doenças como a Entamoeba histolytica (amebíase), enquanto outras, como a Entamoeba coli que habita o intestino humano e con- tribui com o equilíbrio do mesmo. A digestão nas ame- bas é intracelular ocorrendo no interior dos vacúolos digestivos. Podem ter até meio milímetro de diâmetro e viver livremente ou parasitando um outro ser vivo.  Araucaria angustifolia (pinheiro-do-paraná). Iniciada a produção de sementes, a árvore produz em média 40 pinhas por ano. Fonte: www.diaadiaeducacao.pr.gov.br  26 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio Tendo como base a reprodução comparativa entre os cinco reinos, você já tem condições de res- ponder quais são os seres mais abundantes, micro ou macroscópicos? Justifique. ATIVIDADE O mundo microbiano é composto por se- res que não podem ser vistos a olho nu. São seres muito abundantes no planeta, por se- rem encontradas nos mais variados ambien- tes. Seu pequeno tamanho permite um meta- bolismo elevado, crescimento incrivelmente rápido e velocidade na conversão de nutrien- tes em energia, como é o caso das bactérias. Dentre todos estes fatores envolvendo as bactérias, está aí a razão pela qual são am- plamente utilizadas em pesquisas científicas e atualmente em grande escala, na engenharia genética. A engenharia genética desenvolveu técni- cas capazes de transferir genes de um ser vi- vo para outro. Por exemplo, quando o gene responsável pela produção do hormônio in- sulina, em seres humanos, é transplantado pa- ra o interior de certas bactérias, elas passam a produzir o mesmo hormônio, seguindo a in- formação determinada pelo gene humano (FI- GURA 3). Esse é um exemplo de como os cientistas podem dirigir o “comportamento” de bactérias geneticamente modificadas para fins previa- mente definidos. As bactérias portadoras de ge- nes transplantados atuam como “fábricas” a ser- viço dos interesses humanos. No reino Animalia incluem-se os animais derivados de zigotos (uma célula formada pela união de dois gametas, tais como óvulo e esper- matozóide). O tempo aproximado de incubação é característico para cada espécie. No caso de um anfíbio muito comum, o sapo, por exem- plo, do momento da fecundação até a metamorfose completa de cada indivíduo, leva em média 3 meses. Já nos grandes mamíferos, 9 meses na espécie humana, e 20 meses no elefante. FIGURA 3 – Esquema da produção de insulina resultante de técnica de engenharia genética.  No interior da bactéria, além do citoplasma encontramos o nucleóide, região onde se lo- caliza o cromossomo bacteriano. Além desse cromossomo, a bactéria pode apresentar pe- quenos cromossomos, também circulares, lo- calizados fora do nucleóide, denominados plas- mídeos. Fonte: JUNQUEIRA e CARNEIRO (2005, p. 268). 27Bactérias: “um universo microscópico” Biologia Sem dúvida, estamos diante de um dos acontecimentos mais impor- tantes da história da humanidade, com repercussões incalculáveis em todos os setores da nossa vida. De tal forma, e em tamanha profundi- dade, podemos dividir a nossa história em pré e pós-engenharia gené- tica, pelos impactos e modificações dessa biotecnologia na medicina, na pecuária, na agricultura e na vida em sociedade. De fato, temos que concordar: as bactérias estão por toda parte, com uma função ecológica de fundamental importância para a manu- tenção de vida no planeta. Portanto, vários são os motivos que justifi- cam a importância do mundo bacteriano para a humanidade. Bombas de chocolate? Os doces estão geralmente a salvo da contaminação microbiana, pelo fato de que, sua elevada concentração de açúcar cria uma pressão osmó- tica elevada demais para que a maioria dos organismos possa sobreviver. No entanto, os amantes do chocolate podem ficar surpresos ao descobri- rem que as famosas “bombas de chocolate” podem realmente explodir! Você sabe por quê? O creme que recheia esses doces pode estar contaminado com Clostridium, um tipo de bactéria que produz um gás, o qual faz com que seus chocolates favoritos explodam! (Adaptado de BLACK, J.G. 2002, p.696). Fotomicrografia em coloração por violeta de genciana de Clostridium botulinum. Os Clostridium botulinum são grandes bacilos gram-positivos, com cerca de 8 micrômetros. Produ- zem toxinas que podem provocar o botulismo, uma forma de intoxicação alimentar rara, mas potencialmente fa- tal, presente em alimentos contamina- dos e mal conservados. Agem como neurotoxinas paralisando os músculos, e, em grande quantidade, podem pa- ralisar o diafragma e impedir a respira- ção normal, levando à morte por asfi- xia. Fonte: CDC - Centro de Controle e Prevenção de Doenças, Departa- mento de Saúde e Serviços Humanos, Governo dos Estados Unidos.  DE da EE EA Es à DR cep ES 31Vírus: “fluído venenoso” Biologia 2 VÍRUS: “FLUÍDO VENENOSO” Dione Aparecida de Souza Durães1 final, vocês são seres vivos ou não vi- vos? 1Colégio Estadual Narciso Mendes - Santa Isabel do Ivaí - PR Puxa! Que gripe! 32 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio Por volta de 1665, Robert Hooke (1635-1703), na Inglaterra, e Jan Swammerdam (1637-1680), na Holanda, construíram microscópios de pequena resolução que permitiram descobertas importantes sobre microrganismos. Você sabia que na antiga Grécia acreditava-se que doenças da hu- manidade haviam sido trazidas por Pandora, a Eva grega, guardiã de uma certa caixa cujo conteúdo ela desconhecia? Conta a história que certa vez, por curiosidade, Pandora resolveu abrir a caixa e, ao levantar a tampa, deixou escapar todos os males do mundo. Por sorte, o deus Asclépio (também chamado Esculápio, pe- los romanos) possuía um bastão com uma cobra enroscada, cujo po- der espantava as doenças. No século XVII, por volta de 1630, aconteceram muitos flagelos de doenças infecciosas, como a peste bubônica que voltou a atingir a Eu- ropa, causando 86 mil mortes. Esse fato fez com que as pessoas dei- xassem de acreditar no mito de Pandora e passassem a aceitar a expli- cação que essas epidemias eram causadas por influência dos astros. Como a astronomia estava em expansão, o físico alemão Johannes Kepler (1571 – 1630), descreveu as leis planetárias e anunciou que a peste era influenciada pelos planetas. Surge então essa nova explicação para a origem das doenças, o movimento dos planetas. É tam- bém a partir dessa explicação que surge o ter- mo “Influenza”, a influência dos astros. Na mitologia grega, Pandora (“bem-dotada”) foi a primeira mu- lher, criada por Zeus como puni- ção aos homens pela ousadia do titã Prometeu em roubar aos céus o segredo do fogo. Em sua cria- ção os vários deuses colabora- ram com partes: Hefestos moldou sua forma a partir de argila, Afro- dite deu-lhe beleza, Apolo deu-lhe talento musical, Deméter ensinou- lhe a colheita, Atena deu-lhe ha- bilidade manual, Poseidon deu-lhe um colar de pérolas e a certeza de não se afogar, e Zeus deu-lhe uma série de características pes- soais, além de uma caixa, a cai- xa de Pandora. Fonte: JULES JO- SEPH LEFEBVRE (1836 - 1911), Pandora II, 1882, França. 96,5 x 79,9 cm. Técnica: óleo sobre tela de tecido. The Art Renewal Center - Lefebvre Gallery, Port Reading, New Jersey, EUA.  Johannes Kepler (1571 – 1630). Kepler formulou as três leis funda- mentais da mecânica celeste, co- nhecidas como leis de Kepler. De- dicou-se também ao estudo da óptica. Fonte: GNU Free Doc. Li- cense, www.wikipedia.org Modelo contínuo do sistema solar de Kepler, o Mysterium Cosmographi- cum (1596). Fonte: NEGUS, Kenneth G. The astrology of Kepler. Princeton, Nueva Jersey: Eucopia Publications, 1987.  Por muitos séculos, as doenças foram associadas às crenças e su- perstições. Porém, com os estudos sobre as células e os microrganis- mos, diretamente ligados ao aperfeiçoamento do microscópio, esses fatos foram sendo esclarecidos. Robert Hooke (1635-1703) foi um dos maiores cientistas experimentais ingleses do século XVII e, portanto, uma das figuras chave da Revolução Científica. Fonte: GNU Free Doc. Licence, www.wikipedia.org  Microscópio de Robert Hooke. Af- beelding uit Hooke’s Micrographia, Londen, 1664. Fonte: Deutsches Museum (www.deutsches-museum. de) - Museu alemão dedicado às Ciências, situado em Munique, na Alemanha.  35Vírus: “fluído venenoso” Biologia A primeira referência aos vírus foi feita por Louis Pasteur (1822 – 1895) no final do século XIX. Em 1880, na tentativa sem sucesso, de cultivar o agente causador da raiva (hidrofobia), Pasteur utilizou o ter- mo vírus, que em latim significa “veneno”. Poucos anos depois, desen- volveu-se a técnica de esterilizar soluções por filtração. Os filtros eram capazes de reter as bactérias, mas deixavam passar alguns agentes pa- togênicos - microrganismos menores que as bactérias. Em 1892, o botânico Dmitry Ivanovski (1864 – 1920) caracterizou o vírus do mosaico do tabaco (doença comum nas folhas do tabaco). Mas somente em 1899, o botânico Mariunus Willen Beijerinck (1851 – 1931), investigando a mesma doença, descobriu que injetando extra- tos das folhas de tabaco doente, transmitia para plantas sadias a mes- ma doença. Acreditavam, então, tratar-se de “germe vivo solúvel”, que se proliferava em células vivas das plantas. Alguns anos mais tarde, entre 1915 e 1917, dois bacteriologistas descobrem a existência de seres que “comem bactérias”, denominando-os de bacteriófago (vírus que atacam bactérias). Então até 1917 não se conhecia a existência dos vírus? Os registros de doenças provocadas por vírus são milenares. Hieróglifos datados de 1400 a.C. des- crevem a sintomatologia da poliomielite. A perna atrofiada da figura masculina neste baixo relevo do Egito Antigo, indica a existência da poliomielite na Antigüidade. Louis Pasteur em seu laborató- rio. Pasteur foi um cientista francês cujas descobertas tiveram enorme importância na história da ciência. A ele se deve a técnica conhecida como pasteurização. Fonte: AL- BERT GUSTAF ARISTIDES EDEL- FELT (1854 - 1905), Portrait of Louis Pasteur, 1885, Fotografia exposta atualmente no Museu de Orsay, Paris, França.  O baixo relevo, em geral, é o gênero de escultura que abrange qualquer relevo aderente a um fundo. Para melhor especificação, classificam-no de: alto, médio, baixo, encavado e misto, segundo respecti- vamente, ele seja todo destacado, medianamente, apenas perceptível, cavado no fundo, ou a reunião de todos os gêneros. Além de servir na ornamentação de inúmeros objetos de uso, tais como: jóias, anéis, moedas, medalhas, etc., é o gênero de escultura preferido na decoração das grandes superfí- cies arquitetônicas, devido à sua superioridade sobre a estatuária no tocante ao melhor encadeamento de cenas e grupos por ele tratados. Constitui, às vezes, autêntica linguagem ornamental figurada com a qual diversos povos gravaram para a posteridade nos muros de seus templos, palácios, túmulos, etc., os fatos e pormenores de sua civilização. (Adaptado de www.studio41.com.br/arte/medalha.htm). Hieróglifo que representa um homem e sua família entregando oferendas à deusa Astarte (deusa do amor e fertilida- de). O homem tem a perna fina, debilitada e muitos a consideram como sendo a primeira imagem de um enfermo de poliomielite. Fonte: Museu Egípcio de Copenhagen, Dinamarca. 10cm x 15cm. Técnica egípcia: ‘estela de pedra’ em baixo relevo.  36 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio As pinturas e os hieróglifos nas paredes eram formas de inventariar a vida e as atividades diárias dos soberanos falecidos, nos mínimos de- talhes. A pintura e a escultura obedeciam a padrões rígidos de repre- sentação da figura humana. Em muitos quilômetros de desenhos e en- talhe em pedra, a forma humana é representada em visão frontal do olho e dos ombros, e em perfil de cabeça, braços e pernas. Um fato interessante é que o tamanho da figura indica a posição social que a pessoa ocupa, ou seja, os faraós são representados como gigantes, so- bressaindo-se entre criados do tamanho de pigmeus. No século V a.C., o médico Hipócrates (460-377 a.C.), registrou a ocorrência da caxumba e, possivelmente, da gripe (ou influenza) na ilha de Thasos. Descreveu a caxumba, com referências à inflamação dos testículos (orquite) que, segundo os estudos atuais, pode ocorrer em 25% dos casos, principalmente em jovens. Atribui-se a Hipócrates também, o primeiro relato de hepatite benigna. O faraó Ramsés V que morreu por volta de 1500 a.C., sobreviveu à varíola, o que é testemunhado claramente pelas marcas das lesões (pústulas) deixadas em sua pele e preservadas pela mumificação. O vírus da varíola foi pela primeira vez assim designado no ano 570 d.C., por Bishop Marius de Avenches, na Suíça. A palavra deriva do la- tim, varius ou varus, que significa bexigas. Esta doença afetou em mui- to o desenvolvimento de civilizações ocidentais e foi uma das grandes pragas ultrapassando a peste negra, a cólera e a febre amarela no seu impacto. Foi também a causadora da queda de alguns impérios. Com o crescimento da agricultura no nordeste africano - Egito e Mesopotâmia, por volta do ano 9000 a.C., houve uma aglomeração das populações humanas, o que permitiu a transmissão da doença de pes- soa para pessoa, sendo mais tarde levada por mercadores para a Índia, Ásia e Europa. Em 1350 a.C., a primeira epidemia de varíola ocorreu durante a guerra entre os Egípcios e os Hititas, causando o declínio da civilização Hitita. Também na China, por volta do ano 1122 a.C., foi descrita uma do- ença aparentada com a varíola. Em documentos chineses datados do período entre 37 e 653 d.C., há relatos sobre a varíola e também o sa- rampo e a raiva (hidrofobia). Em algumas culturas antigas, a letalida- de da doença era tão elevada entre as crianças que estas só recebiam o nome se sobrevivessem à doença. A doença até então era desconhecida no Novo Mundo e foi intro- duzida pelos Espanhóis e Portugueses, tornando-se uma espécie de ar- ma biológica que ajudou a provocar a queda dos impérios Asteca e In- ca. Estima-se que cerca de 3,5 milhões de Astecas morreram vitimados pela doença num espaço de dois anos. Este enorme declínio popula- cional foi devido ao fato de as populações indígenas nunca antes te- rem estado em contato com este agente infeccioso, sendo particular- mente suscetíveis a este. Hipócrates de Cós. Hipócrates é considerado o pai da medicina. Ele deixou um legado ético e mo- ral válido até hoje. Precursor do pensamento científico procura- va detalhes nas doenças de seus pacientes para chegar a um diag- nóstico, prescindindo de explica- ções sobrenaturais apesar da li- mitação do conhecimento da época. Hipócrates era um ascle- píade, isto é, membro de uma fa- mília que durante várias gerações praticara os cuidados em saúde. Fonte: GNU Free Doc. License, www.wikipedia.org  37Vírus: “fluído venenoso” Biologia Assim, a ciência continua a se perguntar: Como vocês são? Qual é a sua estrutura? Por conta do aperfeiçoamento do microscópio e com as contribuições da microbiologia e da medicina foi possível identificar os microorganismos como cau- sadores de grande parte das doenças. Com o desenvolvimento da pesquisa sobre os ví- rus, foi possível identificar a existência de uma per- feita relação bioquímica entre a natureza molecular de cada tipo de vírus e certos receptores específicos da superfície das células, justificando o tropismo dos vírus por determinados tipos de tecidos. Assim, o ví- rus da gripe ataca as células das vias respiratórias; o da hidrofobia (raiva) ataca as células do sistema ner- voso; o da caxumba acomete as glândulas salivares parótidas; o da Aids destrói os linfócitos T4 do siste- ma imunológico. Por isso, os vírus são comumente classificados como pneumotrópicos, neurotrópicos, adenotrópicos, dermotrópicos, ou seja, de acordo com o tipo de célula com a qual se estabelece a re- lação bioquímica. Qual a contribuição do microscópio eletrônico para o estudo desses seres? Como você já percebeu, eles são seres extremamente pequenos. Suas dimensões estão entre 10 a 300 nanômetro (nm), visíveis apenas ao microscópio eletrônico. O incrível é que ao fotografá-lo no microscópio eletrônico, reco- nheceu-se que a estrutura básica de todos os vírus (FIGURA 2) é a mesma, ou seja, não apresentavam estrutura celular. São dotados de um cerne (miolo) de ácido nucléico (DNA ou RNA), envolto por uma cápsula de proteína denominada capsídeo que, por sua vez, é formada por unidades chamadas capsômeros. Eles podem ter o material genético formado por DNA de fita dupla (DNAfd), DNA de fita única (DNAfu) ou RNA de fita única (RNAfu), mas em ne- nhum caso, ocorre a presença dos dois ácidos em um mesmo vírus. A reunião do ácido nucléico com o capsídeo forma o nucleocapsídeo do vírion, que Microfotografia do vírus HIV e do linfócito T4. O HIV reco- nhece a proteína de membrana CD4, presente nos linfócitos T4 e macrófagos, ligando-se a esta proteína. Fonte: GNU Free Doc. License, www.wikipedia.org  Linfócito T 4 Vírus HIV Figura 2 – Representação de um vírus. 40 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio FIGURA 3 – Esquema de vírus bacteriófago e seu ciclo de reprodução. Mas afinal, eles são seres vivos ou não? São muitos os requisitos necessários para um organismo ser classi- ficado como ser vivo. Destacaremos apenas alguns: presença de ácido nucléico, capacidade de deixar descendentes, suscetibilidade às muta- ções, absorção de nutrientes, digestão, excreção, respiração, armaze- namento e utilização de energia. Os vírus possuem alguns dos requisitos acima citados? Quais? Existe uma característica que faz parte de todas as formas vivas e somente delas? ATIVIDADE 41Vírus: “fluído venenoso” Biologia Embora o estudo dos vírus tenha começado há pouco tempo, a ocorrência de viroses é tão antiga quanto a própria humanidade. E apenas saber que existiam seres menores que as bactérias, pouco aju- dou no combate de doenças por eles causadas. Seria preciso conhecê- los melhor, descrever seus mecanismos de reprodução, formas de con- tágio, para assim, evitar novas vítimas. Uma das mais eficientes soluções para as doenças virais é, até agora, a vacinação. A va- cina é o mais importante mecanismo utilizado pela medicina preventiva. Existem também, drogas que tratam os sintomas das infecções virais. A vacinação consiste basicamente em estimular o organismo a produzir anticorpos, proteínas especiais capazes de impedir a ma- nifestação de determinadas doenças, ou ainda fazer com que estas apareçam de forma mais branda e menos perigosa para o paciente. Os anticorpos são altamente específicos, ou seja, cada anticorpo reage somente contra determi- nada doença. Por exemplo, o anticorpo que combate o vírus da gripe não combate o vírus do sarampo, e vice-versa. A primeira vacinação contra o vírus da varíola foi realizada por Edward Jen- ner, médico rural inglês, em sua residência, em 14 de maio de 1796. Fon- te: ROBERT ALAN THOM, Coleção “Grandes Momentos na Medicina” publi- cada por Parke Davis & Companhia, em 1966. aproximadamente 65 x 90 cm. Técnica: óleo sobre tela.  Quais as doenças virais que podem ser prevenidas por meio da vacinação? Quais as doenças virais que ainda não são prevenidas com a vacina? Quais os motivos? Quais as outras formas de prevenção contra as viroses? Quais os fatores que justificam a importância de todos nós participarmos das diferentes campanhas de vacinação? PESQUISA Para aumentar seus conhecimentos sobre VACINAS, procure no Livro Didático de Biologia, o Folhas Vacinas: como estaria a humanidade sem esses guerreiros em defesa de nosso organismo? 42 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio Por falar em virose, você já ouviu falar da gripe aviária ou gripe do frango? Os meios de comunicação informam a todo o momento a preocu- pação dos agricultores, dos consumidores e das autoridades sanitárias com a nova epidemia dessa gripe. A doença foi identificada pela primeira vez na Itália, há cerca de 100 anos. Acreditava-se que a gripe só infectava aves até que os pri- meiros casos humanos foram detectados em Hong Kong, em 1997. Na época, todas as aves - em torno de 1,5 milhão - foram mortas em três dias. Esta medida foi decisiva para conter a epidemia. A gripe do frango tem apontado uma taxa de mortalidade eleva- da em humanos. Em 97, seis das 18 pessoas infectadas morreram. Nesta nova crise, sete mortes foram comprovadamente causadas pelo vírus. Para efeito de comparação, a Síndrome Respiratória Aguda Grave (Sars) já matou 800 pes- soas em todo o mundo e infectou 8.400 desde que surgiu, em novembro de 2002. Um outro problema identificado: o vírus pode sofrer mutações rápidas e infectar outros animais. Todas as aves são suscetíveis à gripe, mas algumas espécies como patos, são mais resistentes. Os frangos e os perus são particularmente vulneráveis. Eventualmente, porcos também podem ser in- fectados. Quanto às pessoas, elas pegam a doença por meio de contato direto com aves vivas infec- tadas. O vírus está presente nas fezes das aves, que secam e são pulverizadas, e depois podem ser inaladas. O vírus consegue sobreviver por um longo período nos tecidos e nas fezes das aves mortas, particularmente sob baixas temperaturas. Os sintomas dessa doença são similares aos de outros tipos de gripe: febre, mal-estar, tosse e dor de garganta. Também já foram registrados casos de conjuntivite. Nos pacientes que morreram, a doen- ça caminhou para uma pneumonia viral. Existem 15 diferentes variações do vírus, mas é o vírus H5N1 que infecta os humanos e pode causar a morte. Dentre os vírus deste tipo, foram encontradas varia- ções. Os vírus analisados, hoje, também são diferentes dos tipos vistos no passado. (Adaptado de: Veja on-line, 27/01/04). Deu para você perceber que esse vírus não é nada fácil!?!?... Agora é o seu momento de buscar mais informações sobre a gripe aviária: Essa doença pode ser tratada? Essa gripe pode ser transmitida de pessoa para pessoa? Podemos continuar comendo carne de aves? Quais as principais medidas adotadas para evitar a propagação desse vírus? PESQUISA Fonte: http://www.sxc.hu 45 Biologia ba hidráulica, descreveu detalhadamente o sistema circulatório humano ao conceber o coração como uma bomba que impulsiona o sangue por to- do o corpo. Efetivamente, os conceitos da Biologia também são indissoci- áveis dos conceitos da Química, como, por exemplo, na determinação do tipo sangüíneo. A Ciência tem se mostrado uma poderosa ferramenta para solucionar muitos problemas que surgem, principalmente, da relação entre os seres hu- manos e o mundo em que eles vivem. Com os avanços da microscopia eletrônica, a partir da década de 1940, passou a se conhecer muito mais a estrutura celular, do que foi possível com o microscópio óptico. Esse conhecimento, particular- mente importante em termos de taxonomia, foi responsável pela clas- sificação celular em duas categorias, de acordo com a disposição do material genético dentro da célula: células eucarióticas e células pro- carióticas. Essas unidades estruturais e funcionais básicas de todos os seres vi- vos, são constituídas por uma infinidade de moléculas e átomos que se agrupam para proporcionar a elas uma individualidade, tornando-as di- ferentes em sua estrutura, mas com semelhança em suas funções. Tais funções celulares, desempenhadas pelas organelas citoplasmá- ticas, controlam cada organismo por meio da síntese de proteínas, do armazenamento e liberação de energia, da produção de substâncias que atuam no meio extracelular, entre outras funções. Um estudo muito importante que veio auxiliar na cura, na prevenção de algumas doenças e no entendimento de como acontece o desenvolvimen- to dos organismos é a embriologia. A embriologia explica a anatomia e as anormalidades que se formam nos indivíduos durante seu desenvolvimen- to. Esses conhecimentos ajudam os médicos a dar aos embriões as melho- res possibilidades de desenvolver-se normalmente. Quem não quer ter um filho saudável? Com estes estudos pretendemos ajudá-lo a compreender as relações que se estabelecem entre o conhecimento científico e o contexto de vida social de cada um, para que você possa participar, de forma crítica, do debate sobre as aplicações dos avanços científicos e tecnológicos utilizando organismos vivos. Bom estudo! B I O L O G I A 46 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio 47Célula: a unidade de construção dos seres vivos Biologia 3 CÉLULA: QUE UNIDADE É ESSA QUE CONSTITUI E MANTÉM TODOS OS SERES VIVOS? Cecília Vechiatto1, Dione Durães2, Iara Suyama Ferrari3, Joel Weçolovis4 e Marilene Mieko Yamamoto Pires5  1Colégio Estadual Marquês de Caravelas - Arapongas - PR 2Colégio Estadual Narciso Mendes - Santa Isabel do Ivaí - PR 3Colégio Estadual Getúlio Vargas - Iracema do Oeste - PR 4Colégio Estadual Eron Domingues - Marechal Cândido Rondon - PR 5Colégio Estadual Silvio Vidal - Paranavaí - PR 50 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio Muitos compostos químicos que tem o elemento carbono (C) na sua constituição, são dissolvidos pela água. Para aprofundar seus conhecimentos, faça uma pesquisa, em grupo, nos livros de Biolo- gia e/ou Citologia, sobre a importância da água para os seres vivos e em que proporção ela se encon- tra nos organismos de alguns seres, como, por exemplo: na “água viva”, no homem, no cacto, na me- lancia, no tomate, dentre outros. Expresse o resultado de sua pesquisa através de um gráfico comparativo e, em seguida, apresen- te-o aos demais grupos da sala. PESQUISA A ALFACE (Lactuca sativa) é uma es- pécie vegetal composta por apro- ximadamente 95% de água. Origi- nária da Ásia, desde a Antiguidade é utilizada na alimentação humana. Fonte: http://www2.petrobras.com. br/meio_ambiente/portugues/pos- ters/posters/verduras/alface.htm Garrafa azul (Physalia physalis), co- nhecida no Brasil como Caravela. Tem cor azul e tentáculos cheios de célu- las urticantes. Aparece nas praias de todas as regiões tropicais dos ocea- nos. A Physalia flutua à superfície das águas, empurrada pelo vento, com os seus tentáculos por baixo, sempre prontos a envolverem um peixe para a sua alimentação. Fonte: NOAA (Natio- nal Oceanic & Atmospheric Adminis- tration - Departamento de Comércio dos Estados Unidos da América). O CACTO é uma planta com modifi- cações de suas folhas em espinhos, como forma de adaptação a ambien- tes mais quentes e com restrição de água. O caule realiza uma importan- te função, a fotossíntese, que natural- mente é realizada pelas folhas. A pal- ma forrageira (Opuntia fícus-indica) é uma espécie da família Cactaceae uti- lizada no nordeste brasileiro como al- ternativa de alimentação aos animais, principalmente ruminantes. Fonte: INSA - Instituto Nacional do Semi- Árido, Ministério da Ciência e Tecno- logia, www.insa.gov.br Os ácidos nucléicos (DNA e RNA), conhecidos como moléculas da “vida”, são formados basicamente pelo elemento químico carbono (C), sendo assim, do ponto de vista biológico, o carbono passa a ter impor- tância fundamental. Tanto os átomos quanto a maioria das células são invisíveis a olho nu. Para visualizar as células, há necessidade de utilizarmos instrumen- to adequado: o microscópio. 51Célula: a unidade de construção dos seres vivos Biologia Quem já teve a oportunidade de observar algum material ao micros- cópio óptico percebeu que ele é formado por um conjunto de lentes, o qual aumenta a imagem do objeto a ser visualizado. No microscópio óp- tico, uma lente convergente que fica próxima ao objeto a ser observado, a objetiva, é associada a uma outra lente também convergente, mas com função semelhante a da lupa – a ocular. Utilizam-se as lentes convergen- tes porque quando há a incidência de raios em sua superfície, estes são refratados e convergem para o ponto focal (TIPLER, 1995). A refração se manifesta, por exemplo, com a passagem de um fei- xe luminoso através de uma lente, tendo a sua direção de propagação modificada, como mostra a figura abaixo: Na associação de lentes num microscó- pio óptico, a lente da objetiva faz a resolu- ção e o aumento da imagem, enquanto a lente da ocular, além de aumentar, projeta a imagem para a visualização. Assim, “a ima- gem final fornecida ao seu olho pela lente ocular será maior ainda e invertida em rela- ção ao objeto” (GREF, 2000, p. 276), Isto pode ser observado no esquema ao lado pelas pelas linhas que representam os feixes de luz in- cidentes nas lentes. Observe a representação esquemáti- ca do trajeto da luz para a formação de imagem em um microscópio óptico: Os microscópios, sejam eles quais forem, com seu conjunto de lentes, permitem visualizar medidas especiais como: Micrômetro (μm): equivale a um mi- lésimo do milímetro ou 10-6 m; Nanômetro (nm): equivale a um milé- simo do micrômetro (μm) ou 10-9 m; Angström (Å): equivale a um déci- mo do nanômetro (nm) ou 10-10 m. Para calcularmos qual o aumento do objeto observado, multiplica-se a medida da ocular pela da objetiva; des- sa forma, uma ocular 4X com uma ob- jetiva 100X proporcionarão um aumen- to do objeto de 400 vezes. Por falar em microscópio, vamos co- nhecer um pouco da história deste incrível instrumento que possibilitou o conhecimento da constituição e funcionamento dos seres vivos.    Resolução É a separação de de- talhes que geram ima- gens distintas. Ex.: ima- gine uma pessoa a uma distância qualquer mos- trando os dedos indica- dor e médio, em sinal de “V”. O poder de re- solução é a capacidade de perceber os dois de- dos mostrados. Esquema de uma lente convergente. Representação do trajeto da luz para formação de imagens em mi- croscopia óptica.  52 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio No século XVII, o jovem holandês Antony van Leeuwenhoek (1632 - 1723) aprendeu a polir lentes com seu pai, que depois armava em placas de prata e co- bre. Essas lentes são precursoras do que conhecemos hoje como lupa. Com es- te instrumento, ele observava fios de cabelo e pequenos insetos. Para dar continui- dade às suas observações, Leeuwenhoek aperfeiçoou o microscópio e visualizou incríveis imagens, como: “diminutos glóbulos de muco” e “animálculos”, alguns bem pequenos, outros maiores, lentos ou ziguezagueando em alta velocidade e mudando continuamente de direção, descrevendo-os de maneira magnífica. Antes de Leeuwenhoek, sábios já haviam construído um microscópio. Al- guns livros trazem o físico e astrônomo Robert Hooke (1635 - 1703) como o primeiro a construir um microscópio para observar material biológico. Para exa- minar a cortiça ou outras partes das plantas, ele fazia cortes finos para a luz poder atravessar e colocava- os entre vidros. Foi assim que Robert Hooke se tornou conhecido como o primeiro cientista a usar o termo célula para descrever os pequenos espaços vazios da cortiça. Com o aperfeiçoamento do microscópio, foi possível observar que os espaços que Hooke descreveu como vazios são preenchidos por importantes es- truturas que mantêm os seres vivos em funcionamento. O conceito de célula, tal como conhecemos ho- je, surgiria mais tarde, no início do século XIX, a partir das pesquisas desenvolvidas por Mathias Schleiden (1838), que observou células animais, e Theodor Schwann (1839), que observou células vegetais. Suas ob- servações permitiram concluir que todos os seres vivos são formados por células. Em 1946, a história da citologia registra uma revolução. Os materiais até então visualizados em micros- cópios ópticos passam a ser observados em microscópios eletrônicos. Neles, os materiais observados são atravessados por feixes de elétrons e não por feixes de luz - como ocorre nos microscópios ópticos. Desta forma, os materiais observados são aumentados ainda mais. Assim como os pesquisadores acima citados, faremos observações usando o microscópio. Com a orientação do seu professor proceda da seguinte forma: De posse de um palito de sorvete, descartável, raspe a mucosa bucal. Coloque em uma lâmina para microscopia e observe no microscópio óptico com uma ocular de 10 X e uma objetiva de 20 X. O que você visualiza? Quantas vezes o objeto visualizado aumentou de tamanho? Pegue novamente sua lâmina e pingue uma gota de lugol ou iodo, cubra com uma lamínula. E agora, o que aconteceu? Repita o mesmo procedimento com uma película de cebola. Após as observações realizadas, desenhe o que você viu. Não se esqueça de fazer a identificação das partes de sua ilustração. Você ficou satisfeito com a observação das células? Compare o que você viu com a representação de célula de um livro de Biologia. As células que vo- cê observou e a ilustrada são parecidas? ATIVIDADE Microscópio de Robert Hooke. Af- beelding uit Hooke’s Micrographia, Londen, 1664. Fonte: Deutsches Museum.  55Célula: a unidade de construção dos seres vivos Biologia Para aprofundar seus conhecimentos sobre o DNA leia, neste l ivro, o Folhas “DNA: a lon- ga cadeia da vida” e o Folhas “Que herança é essa? O núcleo celular é uma parte da célula que contém, em seu interior, um material especial – os cromossomos. Esses cromossomos são for- mados por moléculas chamadas ácidos desoxirribonucléicos (DNA). A célula, integrando as ações de todas as suas organelas, realiza em microescala todas as funções essenciais à vida, e assim como os organismos vivos, ela se inter-relaciona funcionalmente com as ou- tras. Caso essas inter-relações não sejam estabelecidas de forma har- moniosa, pode ocorrer um desequilíbrio, principalmente no processo de divisão celular, o que favorece a formação de tumores, geralmen- te malignos – o câncer. O que é o Câncer? Câncer é o nome dado a um conjunto de mais de 100 doenças que têm em comum o crescimento desordenado (maligno) de célu- las que invadem os tecidos e órgãos, poden- do espalhar-se (metástase) para outras regiões do corpo. Dividindo-se rapidamente, estas células tendem a ser muito agressivas e incontroláveis, determinando a formação de tumores (acúmu- lo de células cancerosas) ou neoplasias ma- lignas. Por outro lado, um tumor benigno sig- nifica simplesmente uma massa localizada de células que se multiplicam vagarosamente e se assemelham ao seu tecido original, raramente constituindo um risco de vida. Os diferentes tipos de câncer correspondem aos vários tipos de células do corpo. Por exemplo, existem diversos tipos de câncer de pele, porque ela é formada por mais de um tipo de célula. Se o câncer tem início em tecidos epiteliais, como pele ou mucosas, ele é denominado carcinoma. Se co- meça em tecidos conjuntivos, como osso, músculo ou cartilagem, é chamado de sarcoma. Outras características que diferenciam os diversos tipos de câncer entre si são a velocidade de mul- tiplicação das células e a capacidade de invadir tecidos e órgãos vizinhos ou distantes (metástases). Fonte: INCA (Instituto Nacional do Câncer) - Ministério da Saúde - www.inca.gov.br Reunidos em grupos, faça uma pesquisa em livros de Biologia e/ou Citologia. Observe o “modelo” das formas de apresentação das organelas celulares. A seguir, com massa de modelagem e/ou outros materiais, faça a maquete da célula. Compare a maquete de seu grupo com a dos demais grupos e discutam sobre as funções destas organelas. ATIVIDADE 56 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio Câncer Doença causada pela multi- plicação descontrolada das células. O câncer pode surgir de uma única célula que, pela ação de fa- tores diversos, sofre mutação, multiplica-se por mitose e suas des- cendentes mantêm essa mutação, desencadeando um processo que pode dar origem a células cancerosas. Estas células passam a di- vidir-se rapidamente, modificando seu mecanismo funcional. Elas tendem a ser agressivas, incontroláveis, o que determina o cresci- mento rápido de um tecido com características diferentes das quais lhe deram origem. Estas células podem invadir outros tecidos e ór- gãos espalhando-se pelo corpo. Fotomicrografia do adenocarcino- ma do reto: células com vários ta- manhos, cores e núcleos com for- mas e condensações atípicas. Fonte: Histopatologia realizada no Departamento Clínico de Morfopa- tologia e Citologia, Universidade Médica de Lodz, Polônia.  Estudos sobre o crescimento desordenado das células têm indicado que, na maioria das vezes, trata-se de um processo lento, o que pode- ria explicar a maior incidência de câncer em pessoas idosas. A biologia, para compreender melhor o ciclo mitótico das células cancerosas, desenvolveu as seguintes técnicas de cultivo: Estimulação do processo de transformação de células normais em células cancerosas pela exposição a agentes cancerígenos, tais co- mo: vírus, substâncias químicas, radiações, o que origina uma po- pulação mais homogênea, facilitando o estudo de sua biologia mo- lecular; Estimulação do crescimento de uma população celular a partir de células de tumores cancerosos. A desvantagem é que, em geral, ob- tém-se uma população heterogênea, o que dificulta o seu estudo. Atualmente, alguns tipos de câncer podem ser diagnosticados pre- cocemente, ou seja, no seu estágio pré-sintomático, através da moder- na tecnologia nuclear aplicada à medicina, como a tomografia de emis- são de pósitrons (PET). Esta tecnologia oferece nova alternativa para produzir imagens do corpo humano, utilizadas para diagnóstico e tra- tamento, além de constituir um modelo de cooperação entre os diver- sos ramos tecnológicos e terapêuticos.   Metástases É a capacidade que determi- nadas células cancerosos têm de invadir tecidos e órgãos. 57Célula: a unidade de construção dos seres vivos Biologia As aplicações da PET para diagnóstico já são utilizadas entre 40 e 50 mil vezes ao dia em todo o mundo, especialmente para detectar metástases ou doenças cardíacas. Esta técnica tem mais precisão que os métodos de diagnóstico conhecidos como raios-X ou tomografia computadorizada, uma vez que é capaz de mostrar os órgãos do cor- po humano em funcionamento. Com o avanço biotecnológico, surge nas clínicas uma nova moda- lidade de tratamento, a chamada cirurgia guiada por substâncias ra- dioativas – “radioguided surgery” (RIGS), promissora no tratamento de câncer ao permitir a aplicação de uma dose controlada de radia- ção a um tumor. O uso desses métodos permite obter diagnósticos na fase inicial de muitas doenças, o que melhora as perspectivas de tratamento e tam- bém representa economia financeira para o sistema de saúde. O câncer é uma patologia que atinge grande parte da humanida- de, seja ela do sexo feminino ou masculino. Observe a figura abaixo e compare a incidência de câncer entre os sexos: PET É um exame não invasi- vo cujo princípio fundamen- tal é a utilização de compos- tos biológicos marcados com elementos de elevada insta- bilidade atômica que sejam emissores de pósitrons - par- tículas com a mesma massa de elétrons, porém com car- ga oposta, como o carbono - 11, nitrogênio - 13, oxigênio - 15, flúor - 18. Visite o site da CEONC www.ceonc.com.br/tipos.htm e faça uma pesquisa sobre os tipos de cân- cer e em que consistem os tratamentos utilizados. PESQUISA Representação da incidência de câncer nas faixas etárias médias de ambos os sexos. 60 Organização dos Seres Vivos Ensino Médio Referências Bibliográficas GREF – Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Física 2 - Óptica. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2000. TIPLER, P. A. Física para Cientistas e Engenheiros. Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1995. Obras Consultadas ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular: uma introdução à biologia molecular da célula. Porto Alegre: Artes Médicas Sul, 1999. ATKINS, P. W.; JONES, L. I. Princípios de química. Porto Alegre: Bookman, 2001. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. RAW, I.; SANT’ANNA, O. A. Aventuras da microbiologia. São Paulo: Hacker Editores, 2002. ROBERTIS, E. M. F. de; HIB, J. Bases da biologia celular e molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. MOISÉS, H. N. & SANTOS, T. H. F. Biologia - novo manual Nova Cultural. São Paulo: Nova Cultural, 1993. ROBERTIS, E. D. P. de; ROBERTIS JÚNIOR, E. M. F. de. Bases da biologia celular e molecular. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1993. RUSSEL, J. B. Química geral. São Paulo: Makron Books, 1994. SOLOMONS, T. W. G. Química orgânica 1. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC Livros Técnicos e Científicos, 1996. STORER, T. I. et al. Zoologia geral. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 1989. YOUNG, M. Óptica e lasers. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 1998. Documentos Consultados OnlInE AGÊNCIA EFE. Novas opções de tratamento facilitam diagnóstico do câncer. Notícias - saúde, 14 nov. 2005, 21h18min.. Disponível em: <http://noticias.terra.com.br/ciencia/interna/0,,OI754819- EI298,00.html> Acesso em: 26 nov. 2005. CENTRO LUSITANO DE UNIFICAÇÃO CULTURAL. A vida química na Terra. Revista Biosofia, Disponível em: <http://biosofia.net/biosofia9/bio9_01_ olhar_ciencia2. asp> Acesso em: 27 nov. 2005. 61Célula: a unidade de construção dos seres vivos Biologia CEONC – Centro de Oncologia de Cascavel. Tipos de câncer. Disponível em: <www.ceonc.com.br/tipos.htm> Acesso em: 27 nov. 2005. FUNDAÇÃO DE DESENVOLVIMENTO DA PESQUISA. Diagnóstico precoce. Disponível em: <http://www.fundep.ufmg.br/homepage/ cases/497.asp> Acesso em: 28 nov. 2005. GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO. Instituto de Pesos e Medidas. Sistema internacional de unidades - SI. Disponível em: <www.ipem. sp.gov.br/metrologia.asp> Acesso em: 29 nov. 2005. MINISTÉRIO DA SAÚDE. INCA – Instituto Nacional do Câncer. O que é o câncer?, Disponível em: www.inca.gov.br Acesso em: 27 nov. 2005. Biologia TERRA FILHO, M. et al. Tomografia por emissão de pósitrons (PET) no tórax: resultados preliminares de uma experiência brasileira. Jornal de Pneumologia, Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia, Faculdade de Medicina de São Paulo, jul./ago 2000, vol. 26, nº 4, p. 183-188. Disponível em: <www.scielo.br> Acesso em: 26 nov. 2005. UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ. Seara da Ciência. Origem dos elementos. Disponível em: <www.seara.ufc.br/donafifi/elementos/ elementos1.htm> Acesso em: 16 nov. 2005. UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Centro de Terapia Celular, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto. Células: histórico e a invenção do microscópio. Disponível em: <http://ctc.fmrp.usp.br/education/topicosembiologia/ historico.asp> Acesso em: 15 nov. 2005. ANOTAÇÕES Mecanismos Biológicos62 Ensino Médio Osmose: o equilíbrio natural e necessário... 65 Biologia Experimente em sua casa: 1 - Coloque em um prato uma folha de alface sem tempero e em outro uma folha de alface temperada. 2 - Marque o horário que você iniciou o experimento. 3 - A cada 1 hora observe e registre o que ocorre com as folhas. 4 - Estabeleça pelo menos quatro horas para fazer as observações. 5 - Descreva o que você observou. ATIVIDADE Quanto maior o tempo de observação, mais detalhes você poderá verificar. Lembre-se que para se fazer uma boa observação é necessário ser sistemático e anotar todos os fatos que ocorrem durante o processo que você estiver observando. Elabore um quadro para registrar a hora e as ocorrências que você observar sobre o experimento acima. ATIVIDADE Exemplo de um quadro para você fazer suas anotações: HORA OCORRÊNCIA Quais foram os resultados das observações que você fez? Discuta-as com seus colegas. Agora leia com atenção o texto a seguir. Compare com suas obser- vações e elabore uma conclusão. Quando a água (solvente) está associada a partículas sólidas (solu- to) forma as soluções salinas hipertônicas, isotônicas ou hipotônicas, conforme a maior ou menor concentração de soluto por solução. SOLUÇÕES SALINAS São soluções compostas por um sal (soluto) dissolvido em um solvente, normalmente a água. Mecanismos Biológicos66 Ensino Médio Observe o quadro abaixo: HIPERTÔNICA ISOTÔNICA HIPOTÔNICA MAIOR CONCENTRAÇÃO DE SOLUTO IGUAL CONCENTRAÇÃO DE SOLUTO MENOR CONCENTRAÇÃO DE SOLUTO MENOR CONCENTRAÇÃO DE SOLVENTE IGUAL CONCENTRAÇÃO DE SOLVENTE MAIOR CONCENTRAÇÃO DE SOLVENTE EM RELAÇÃO A UMA OUTRA SOLUÇÃO Realize uma pesquisa bibliográfica em livros didáticos de biologia ou química, ou ainda na internet em sites sobre água e responda a seguinte pergunta: A água que consumimos é classificada como água pura ou solução salina? Justifique a sua resposta explicando a diferença entre elas. PESQUISA As substâncias tendem a distribuir-se de forma homogênea entre as células, fazendo com que as concentrações de solvente e de solu- to mantenham-se equilibradas garantindo, assim, o bom funcionamen- to das células. O equilíbrio entre as diferentes concentrações interna e externa da célula ocorrerá devido à presença da membrana plasmática, também chamada de membrana celular. A membrana plasmática é constituída por uma bicamada de lipí- dios com proteínas “encaixadas” entre esta camada e sobre ela. É jus- tamente esta bicamada lipídica que confere a estabilidade e flexibili- dade à membrana. Representação do modelo mosaico-fluido da membrana plasmática pro- posto, em 1972, por Singer e Nicolson, e aceito até os dias de hoje.  1. bicamada de fosfolipídios 2. lado externo da membrana 3. lado interno da membrana 4. proteína intrínseca da membrana 5. proteína canal iônico da membrana 6. glicoproteína 7. moléculas de fosfolipídeos organizadas em bicamada 8. moléculas de colesterol 9. cadeias de carboidratos 10. glicolipídeos 11. região polar hidrofílica da molécula de fosfolipídeo 12. região hidrofóbica da molécula de fosfolipídeo Osmose: o equilíbrio natural e necessário... 67 Biologia A molécula de lipídeo possui uma característica bioquímica essencial para formar uma bicamada estável, ainda que fluida. Ela possui uma re- gião hidrofílica e outra hidrofóbica. Enquanto a região hidrofílica intera- ge bem com a água, altamente abundante nos meios intra e extracelular, a região hidrofóbica busca “esconder-se” da água (DUTRA, 2004). Estas moléculas desempenham funções importantes para a célula, pois estabelecem a comunicação entre os meios intra e extracelulares, servindo como poros e canais. Além de controlar o transporte iônico, servem como transportadoras de outros nutrientes e realizam atividade enzimática. A membrana plasmática possui propriedade seletiva, o que permi- te a entrada e saída de determinadas substâncias da célula. Algumas substâncias químicas – soluto – não conseguem atravessar a membra- na devido ao tamanho da molécula. Já a água – solvente – movimenta- se livremente entre os meios intra e extracelular, conforme a concen- tração dos referidos meios. Ao movimentar-se através da membrana plasmática, o solvente re- aliza um processo conhecido por OSMOSE (do grego osmós = impul- so). Este é um processo de difusão que ocorre através de membranas semipermeáveis. As soluções devem estar com concentrações diferentes. Por conta disso, elas têm certa diferença de pressão. Esta diferença favorece o des- locamento do solvente. Você sabe por quê? Visualize o processo de estourar pipoca! O que aconteceria se a pa- nela não estivesse fechada? Evidentemente você não estoura pipoca com a panela aberta!! A menos que esteja interessado em sair catando pipo- cas pela cozinha... Normalmente, estouramos pipoca com a panela fechada, e ouvi- mos os estampidos dos grãos batendo nas paredes da panela. É como se os grãos forçassem as paredes para tentar escapar. Ao colidir com a parede da panela, cada grão está exercendo uma força sobre esta. Se você somar as forças exercidas por todos os grãos sobre as paredes, terá uma medida da pressão dos grãos de pipoca. Já pensou se a pa- nela tivesse furos do tamanho das pipocas? Em geral, quando falamos em pressão (P), associamos uma força (F) a uma certa área (A), podendo representar a pressão pela equa- ção abaixo: P = F A Outra situação semelhante, acontece no interior de um avião, o am- biente é pressurizado, ou seja, a pressão no interior é maior que no exterior. Se uma janela quebrar, os passageiros serão empurrados pa- ra fora devido à diferença de pressão. Isso, se esses passageiros passa- rem pelo buraco da janela. Transporte iônico: é o transporte de íons através da membrana plasmática po- dendo ocorrer de forma pas- siva, ou seja, por difusão, ou de forma ativa como ocorre na bomba sódio-potássio. Mecanismos Biológicos70 Ensino Médio Você deve ter ouvido falar de uma “brincadeira de criança” que consiste em jogar sal sobre lesmas para vê-las “derreter”. O que significa, então, este “derreter”? Justamente o mecanismo da osmose. Este mecanismo acontece e podemos vê-lo perfeitamente se fizermos esta brinca- deira. Mas você acha correto verificar este mecanismo desta maneira? Pense um pouquinho! Hoje a legislação ambiental está mais elaborada, então, tome cuidado. Se fosse assim tão simples, este método de lançar sal sobre animais para eliminá-los, pode- ria ser utilizado como forma de controle de desequilíbrio ambiental numa invasão de lesmas ou de caramujos, animais invertebrados pertencentes ao Filo Mollusca, Classe Gastrópoda. A invasão de caramujos em cidades brasileiras têm sido um problema muito sério desde a dé- cada de 1980, pois estes invertebrados podem transmitir doenças e causar desequilíbrio ambien- tal, além de outros transtornos. Procure em jornais e revistas reportagens que relatem estas inva- sões para discutir sobre este assunto. Discuta com seus colegas e com seu professor sobre as causas e conseqüências da prolifera- ção deste caramujo, e os métodos de controle nestes casos. DEBATE As questões abaixo se referem a fatos do nosso cotidiano, alguns bem conhecidos por nós. Com certeza você já os observou. Com base em seus conhecimentos responda: a) Por que sentimos sede quando comemos carne salgada? b) O milho verde cozido em água com sal fica, no aspecto físico, diferente do milho verde cozido na água sem sal. Por quê? c) O transporte de seiva pela raiz das plantas só é possível se houver diferença de concentrações entre os meios onde estão dissolvidas as substâncias necessárias para a nutrição do vegetal. O que explica este fenômeno? d) Na célula animal a filtração do sangue que ocorre nos rins é por osmose? e) Um peixe de água doce pode ser colocado em água salgada? f) O que faz a água do solo subir pelas raízes das plantas? g) Por que ficamos com as pontas dos dedos enrugadas depois de um bom tempo na água do mar, numa piscina ou em um banho? ATIVIDADE A carne quando exposta ao sol e ao vento, coberta por sal, desidrata, e assim pode ser con- servada. Faça uma pesquisa bibliográfica sobre a “carne seca” explicando esse processo de con- servação característico do nordeste brasileiro. DEBATE Osmose: o equilíbrio natural e necessário... 71 Biologia Você perguntaria agora: qual a importância de estudarmos este fe- nômeno? Pense mais um pouco... Partindo-se dos princípios uti- lizados no mecanismo da osmose, existe outro processo muito utiliza- do por empresas de engenharia para a extração de sal da água do mar. Pois é. Este processo tem sido usado no Nordeste brasileiro pa- ra captação de água uma vez que esta região não possui quantida- de suficiente de água doce pró- pria para o consumo daquela po- pulação. Desta forma, utiliza-se a o processo de dessalinização atra- vés da osmose reversa, também conhecida por osmose inversa. O processo de osmose reversa consiste em aplicar uma pressão em uma solução salina hipertônica, que, separada por uma membra- na semipermeável, permitirá que a água atravesse para a solução hi- potônica. O sal da solução hipertônica permanecerá no recipiente ou será deslocado para outro, sendo separado da água. As empresas que realizam este processo utilizam membranas semi- permeáveis sintéticas específicas para processos industriais, produzi- das com tecnologia de ponta. Tal sistema é utilizado em alguns países, como Arábia Saudita, Is- rael e Kuwait, além de ser usado em navios que ficam meses no mar, ou ainda em regiões desprovidas de água doce. Na Ilha de Chipre, por exemplo, a água do mar abastece a população porque os lençóis freá- ticos foram reduzidos pela exploração exagerada. Diversos governos e instituições investem em pesquisas para o de- senvolvimento de processos de dessalinização que sejam eficientes, ade- quados às características regionais, e que tenham um custo reduzido, pois esse tipo de tratamento é muito mais caro que o convencional. Representação do processo de osmose reversa. Depois de analisar todas as questões apresentadas anteriormente, pesquise os processos pas- sivo e ativo de transporte através da membrana, para aprofundar os conhecimentos sobre o trans- porte de substâncias através da membrana celular. PESQUISA Mecanismos Biológicos72 Ensino Médio Obras Consultadas CARNEIRO, A.; JUNQUEIRA, L. C. U. Biologia celular e molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan S.A., 1987. HALL, N. (org). Neoquímica. Porto Alegre: Bookman, 2004. SOUZA, M. Biofísica: teoria e prática. Curitiba: Beija-flor, 1979. STORER, T. I. et al. Zoologia geral. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 1979. Documentos Consultados OnlInE Dicionário biológico. Disponível em: <www.consulteme.com.br/biologia/ biologia.htm> Acesso em: 02 mai. 2006. DUTRA, W. O. Membrana plasmática. Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais. Disponível em: <www.icb.ufmg.br/ ~biocelch/membrana/membrana.html> Acesso em 23 set. 2004. MOURA, C. V. R. Tratamento de água. Departamento de Química, Universidade Federal do Piauí. Disponível em: <www.ufpi.br/quimica/carla/> Acesso em: 27 set. 2004. SABESP - Companhia de Saneamento Básico de São Paulo. Dessalinização. Disponível em: <www.sabesp.com.br/sabesp_ensina/intermediario/ default.htm> Acesso em: 27 set. 2004. UNIVERSIDADE DA ÁGUA - Organização não governamental. Dessalinização da água. Disponível em: <www.uniagua.org.br/website/default.asp> Acesso em: 24 abr. 2006. UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO, Centro de Divulgação Científica e Cultural. Osmose. Disponível em: <www.cdcc.sc.usp.br/quimica/experimentos/ ensinomedio.html> Acesso em: 27 set. 2004. Embriões: a fantástica obra em construção! Como acontece esse processo? 75 Biologia 5 EMBRIÕES: A FANTáSTICA OBRA EM CONSTRUÇÃO! COMO ACONTECE ESTE PROCESSO? Cecíllia Helena Vechiatto dos Santos1 ocê já parou para pensar que você foi ovo, embrião, feto, criança com dentinhos de leite, e agora é adulto cami- nhando rumo à velhice? Se você observar uma pessoa idosa, verá que ela não tem a mesma habilidade de quando era jovem ou criança e que di- ficilmente conseguirá jogar amarelinha como nos tempos atrás. Isso demonstra que os seres vivos estão em constante desenvolvimento. Mas o que é desen- volvimento? Como os seres se desenvol- vem? Existe alguma etapa na vida dos se- res vivos que eles se desenvolvem mais? 1Colégio Estadual Marquês de Caravelas - Arapongas - PR Mecanismos Biológicos76 Ensino Médio O auge do desenvolvimento pode ser o momento em que o ovócito ou o espermatócito seja capaz de questionar, tempos depois, sobre si mesmo, sobre sua origem, ou seja, o auto-reconhecimento: “Como estou aqui neste momento? Como fui originado?” Todo organismo humano é originado a partir da fecundação do óvulo (ovócito) pelo espermatozóide. Quais as diferenças e semelhan- ças existentes entre essas células? Como elas se formam? Muitas das transformações do desenvolvimento no organismo acon- tecem antes do nascimento, ou seja, na fase embrionária. É nesta fase da vida que todos os órgãos e tecidos são formados. O estudo do desenvolvimento do organismo animal, desde ovo até o nascimento, é realizado pela embriologia. Ovócito Célula que irá formar o óvulo. Embriologia comparada. Espermatócito Célula que irá formar o esper- matozóide. Embriões: a fantástica obra em construção! Como acontece esse processo? 77 Biologia Vamos contar um pouco da história da embriologia? A embriologia começa a ter seus primeiros registros a partir do século V a.C.. A escola do filósofo Hipócrates, por volta de 460-377 a.C., desenvolveu um imenso corpo de conhecimentos e teorias ana- tômico-fisiológicas, constituindo a base para o ressurgimento da ana- tomia e da fisiologia durante a Renascença. Hipócrates aconselhava os gregos a colocar 20 ou mais ovos de galinhas para serem incuba- dos e a cada dia, a partir do segundo, quebrar e analisar um ovo até o da eclosão (GARCIA, 1991). Aristóteles (384-322 a.C.) foi o primeiro a explicar histórias de vida de grande número de espécies animais. Ele procurava pelas causas, o “porquê” e não se satisfazia com um simples “o que é”. Seu interesse pelos estudos da natureza se justifica pela busca de explicações racio- nais para a existência das “coisas”. Era, portanto, uma motivação filo- sófica, saber o como e por que as coisas são e como são. Em suas pes- quisas com pintos e outras aves concluiu que o embrião é o resultado da mistura do sêmen e do sangue menstrual. Atualmente, Aristóteles é considerado o fundador da embriologia (GARCIA, 1991). Estátua de Hipócrates de Cós na Faculdade de Medicina da Bahia, em Salvador, Bahia. Hipócrates de Cós (aproximadamente 468 a.C. - 377 a.C.) nasceu na Antiga Grécia, considerado por muitos como uma das figuras mais importantes da história da saúde – é freqüentemente considerado o “Pai da Medicina” ou o “Pai das Profissões da Saúde”. Hipócrates era um asclepíade, isto é, membro de uma família que durante várias gerações praticara os cuidados em saúde. Seus escritos sobre anatomia contêm descrições claras tanto sobre instrumentos de dissecação quanto sobre procedimentos práticos. Fonte: Faculdade de Medicina da Bahia, www.medicina.ufba.br  Pintura Platão (esq.) e Aristóteles (dir.). Aristóteles (em grego ) nasceu em Estagira, na Calcídica, território Macedônico. O grego, no entanto, era o idioma falado. Era filho de Nicômaco, amigo e médico pessoal do rei macedônio Amintas II, pai de Filipe e avô de Alexandre, o Grande. É provável que o interesse de Aristóteles por Biologia e Fisiologia decorra da atividade médica exercida por seu pai. Fonte: Disponível na Universität Würzburg, na cidade de Würzburg, da região de Francónia, do Estado da Baviera, na Alemanha.  Mecanismos Biológicos80 Ensino Médio Com o surgimento do microscó- pio, um novo mundo se abre para a Ciência. Com o auxílio das len- tes microscópicas, Graaf, em 1672, observou pequenas câmaras (ho- je conhecidas como blastocistos) no útero de coelhas e concluiu que deveriam ser provenientes de ou- tro órgão – o ovário. Foi ele quem descreveu os folículos ovarianos, conhecidos hoje como folículos de Graaf, em sua homenagem. Usando um microscópio aperfeiçoado, Hamm e Leeuwenhoek, em 1677 observaram pela primeira vez espermatozóides humanos, mas eles não compreenderam a função do espermatozóide na fertilização. Eles acreditavam que dentro do espermatozóide havia um ser humano pré- formado em miniatura (homúnculo). Esse conhecimento gerou tantas preocupações aos cientistas que se estabeleceram duas correntes de pensamento: as dos ovistas, ou seja, no organismo feminino havia indi- víduos pré-formados; e os animanculistas, o homúnculo estava dentro do espermatozóide (MOORE, 2000). Influenciados pelas idéias pré-formistas, matemáticos da época fizeram cálculos do tamanho dos ovários de Eva, considerada, pela Bíblia, a primeira mulher do mundo, para saberem quantas crianças pré-formadas estavam contidas neles, quando nasceria a última criança, e quando seria o fim do mundo (GARCIA, 1991). A embriologia avançou muito com o conhecimento da teoria celular, em 1838 - 1839, por Schleiden e Schwann. A conclusão de que o organis- mo é composto de células e produtos celulares conduziu à compreensão de que o embrião é originado de uma única célula, denominada zigoto. FIGURA 2 - Representação do desenho de Leonardo da Vinci, feito no século XV, mostrando um feto den- tro do útero cortado e aberto. Fonte: Ilustração de Poliana Garbelini.  Homúnculo de Nicolas Hartso- eker, 1694. O desenho dele re- presenta um espermatozóide com uma miniatura do ser humano no seu interior. Acreditava-se que os seres humanos eram miniaturas e cresciam depois da penetra- ção do espermatozóide no óvulo. Fonte: GNU Free Doc. Licence, www.wikipedia.org  Você sabia que o zigoto (também chamado ovo) é o ponto de par- tida para a formação de um novo organismo por reprodução sexuada? E que após a fecundação do óvulo pelo espermatozóide, muitas trans- formações começam a ocorrer no ovo? Essas transformações são o produto de sucessivas divisões mitóticas que resultam em numerosas células as quais se diferenciam para a for- mação dos tecidos e órgãos do ser em desenvolvimento – embrião. Olhe para você e pense: Como de uma única célula forma-se um ser tão complexo? Vamos estu- dar para saber como seu corpo foi formado com o auxílio de livros e websites. PESQUISA Embriões: a fantástica obra em construção! Como acontece esse processo? 81 Biologia O período embrionário humano vai até o final da oitava semana de gestação. É nesse período que as principais estruturas iniciam seu desenvolvimento. Somente a circulação e o coração é que funcionam nesse momento. Após esse período (8 semanas), o ser humano é de- nominado feto (MOORE, 2000). Durante o período fetal, ocorre um processo de diferenciação celu- lar para especialização de tecidos e órgãos, possibilitando reconhecer olhos, nariz, braços e pernas. Veja como o zigoto se desenvolve! O desenvolvimento de um novo ser se inicia com a fertilização, ou seja, após o contato de um espermatozóide com um ovócito, que acon- tece, usualmente, na ampola da tuba uterina, formando o zigoto. Ao caminhar pela tuba uterina em direção ao útero, o zigoto sofre a clivagem (várias divisões celulares mitóticas), ficando constituído por células menores, os blastômeros. Por volta do 3º dia após a fertilização uma bola contendo 12 ou mais blastômeros, a mórula, entra no útero. Após a mórula ter atingido o útero, começa a receber fluídos uterinos, surgindo pequenos espaços cheios de líquido. Algumas células perma- necem num dos pólos, formando um agrupamento em forma de bo- tão. Esta fase é denominada blastocisto. Ao final da primeira semana, o blastocisto é introduzido no endométrio. Divisão mitótica Divisão que ocorre com célu- las somáticas, as quais origi- nam duas células-filhas idên- ticas às de origem. Endométrio Membrana que reveste a ca- vidade uterina. Representação dos períodos de clivagem do zigoto e formação do blastocisto. A: período de 1 célula; B: período de 2 cé- lulas; C: período de 4 células; D: período de 8 células; E: início do blastocisto; F: blastocisto. Fonte: Vanderley Calizotti .  Mecanismos Biológicos82 Ensino Médio Durante a segunda semana do desenvolvimento embrionário, as células se organizam formando os folhetos germinativos: o ectoder- ma e o endoderma. O ectoderma forma o “chão” da cavidade am- niótica, o endoderma constitui o teto do saco vitelino. Por volta do 13º dia de desenvolvimento ini- cia-se a etapa da gastrulação, le- vando à formação do terceiro fo- lheto germinativo, o mesoderma. As células dos folhetos germinativos se dividem, migram e se agru- pam para formar os diversos sistemas de órgãos. É entre a quarta e a oitava semana que os sistemas de órgãos iniciam seu desenvolvimento. Conforme os tecidos e órgãos vão se formando, a forma do embrião vai se modificando, e, a partir da oitava semana, o embrião passa a ter formato distintamente humano. Que interessante! Vamos ver o que cada folheto germinativo forma? O ectoderma forma o sistema nervoso periférico; o sistema nervo- so central (encéfalo e medula espinhal); a epiderme e anexos (pêlos e unhas); o epitélio do olho, do nariz e das orelhas; as glândulas mamá- rias e as subcutâneas; a hipófise e o esmalte dos dentes. O mesoderma forma o tecido conjuntivo, ossos, músculos estriados e lisos, cartilagens, coração, vasos linfáticos e sangüíneos, rins, testícu- los e ovários, ductos genitais, baço, córtex das supra-renais e as mem- branas serosas que revestem as cavidades do corpo. O endoderma forma o revestimento epitelial da bexiga urinária e a maior parte da uretra, o timo, o fígado e pâncreas; o revestimento epi- telial da cavidade do tímpano, do antro tímpano e da tuba auditiva; o parênquima das tonsilas, as glândulas tireóide e paratireóide; o reves- timento epitelial dos tratos gastrintestinais e respiratório. Folhetos germinativos Camadas laminares de célu- las que originam os mais di- versos tecidos do corpo do embrião. Representação dos folhetos embrionários durante a gástrula. Fonte: Leidimeri dos Santos.  Representação da ligação do blas- tocisto ao epitélio do endométrio. Fonte: Vanderley Calizotti  Embriões: a fantástica obra em construção! Como acontece esse processo? 85 Biologia A placenta e o cordão umbilical também são anexos embrionários. Faça uma pesquisa, em livros de Biologia ou em websites, identificando as funções e em quais animais são encontrados esses dois anexos. PESQUISA Que legal: a partir da nona semana somos considerados fetos! O período fetal se inicia 9 semanas após a fertilização e termina com o parto. A data esperada do parto de um feto humano é de 266 dias, ou 38 semanas. O período fetal se caracteriza pela diferenciação dos tecidos, siste- mas de órgãos, e pelo rápido crescimento do corpo do indivíduo. Há uma diminuição relativa do ritmo de crescimento da cabeça, em com- paração com o resto do corpo. Nesta época, o feto já é capaz de man- ter uma vida extra-uterina, principalmente por causa da maturidade do sistema respiratório. O que é parto? Quais os tipos? Como acontece? Faça uma pesquisa e encontre as respostas pa- ra essas questões. PESQUISA Nem sempre o embrião se desenvolve normalmente. Considera-se desenvolvimento embrionário normal quando se observam vários pro- cessos que se sucedem ordenadamente, de modo que o organismo, ao nascer, seja semelhante aos demais da sua espécie, apenas com ex- ceção dos gêmeos monozigóticos (idênticos). Durante o desenvolvi- mento embrionário podem ocorrer alterações de maior ou menor in- tensidade, e o recém-nascido apresentará diferenças significativas em comparação com os demais seres de sua espécie. São muitas as causas que provocam as anomalias no desenvolvi- mento embrionário. Verificam-se alterações em níveis moleculares e celulares até a formação anormal, ou mesmo quando não acontece a formação de um ou mais órgãos. Os fatores responsáveis pelo apareci- mento de anomalias embrionárias são de origem genética, que podem ser gênico e cromossômico; e de origem ambiental, podendo ser agen- tes infecciosos, químicos, radiativos e de nutrição. Mecanismos Biológicos86 Ensino Médio Faça uma pesquisa em revistas, livros, jornais e/ou internet sobre duas anomalias provocadas por fatores genéticos, e duas provocadas por fatores ambientais. PESQUISA Algumas vezes, pode acontecer da gravidez ser interrompida antes do seu término. Neste caso, tem-se o aborto. Ao todo são quatro as es- pécies de aborto: natural, acidental, legal ou permitido e criminoso. O aborto natural acontece espontaneamente. Estudos realizados demonstram que 50% de todos os abortos espontâneos conhecidos são resultado de anormalidades cromossômicas. Isso demonstra que a própria natureza se encarrega de eliminá-las. Por isso, o Código Penal não prevê punição para essa espécie de aborto. Quando a gravidez é interrompida em conseqüência de algum trau- matismo, como por exemplo, uma queda, tem-se o aborto acidental. Neste caso, também de acordo com as leis penais não há punição. Existem várias espécies de aborto legal ou consentido: o terapêu- tico, para salvar a vida da gestante ou quando a gravidez é anormal; o eugenésico ou eugênico, quando há a possibilidade do bebê nascer com defeitos hereditários; o social ou econômico, em casos de família numerosa para não agravar a situação social. O código penal brasileiro só permite duas formas de aborto legal: o necessário ou terapêutico que está previsto no art. 128, I, quando pra- ticado por médico, desde que não haja outra forma de salvar a vida da gestante, e o chamado aborto sentimental ou humanitário, previsto no art.128, II, quando a gravidez é resultado de estupro. O atual código penal brasileiro entrou em vigor em 1º de janeiro de 1942. (CASTRO, 2005) O teor do Decreto-lei no 2.848, de 7 de dezembro de 1940, classifi- cado no Título “Dos Crimes Contra a Pessoa” e no capítulo “Dos Cri- mes Contra a Vida”, deixa claro que a defesa gira em torno da vida do feto, não considerando a vida independente e sim o fruto da concep- ção, o que é suficiente para ser protegido. Dos direitos naturais do homem, o primeiro deles é o direito de viver. O primeiro dos deveres é proteger e defender o seu primeiro direito, que é a vida. Mas o que é ter direito à vida? O que o zigoto tem em comum com um bebê recém-nascido e com um ser humano adulto, que seria suficiente para atribuirmos a ele, igualmente, o direito à vida? Embriões: a fantástica obra em construção! Como acontece esse processo? 87 Biologia Veja algumas punições dispostas do Código Penal Brasileiro em relação ao aborto. (JESUS, 2000) a) Aborto provocado pela gestante ou com o seu consentimento: Na primeira parte do art. 124 a pena de detenção prevista para o auto-aborto ou aborto consenti- do é de 1 (um) a 3 (três) anos. O sujeito ativo é tão-somente a mulher grávida que provoca a ação por qualquer que seja o meio utilizado. Na segunda parte, a gestante é incriminada pela ação praticada, ou seja, em consentir o aborto praticado por pessoa diversa. b) Aborto provocado por terceiro: Quando o aborto acontece sem o consentimento da gestante, a pena prevista de reclusão de acor- do com o art. 125 é de 3 (três) a 10 (dez) anos. Pode haver violência física, grave ameaça, simulação ou fraude (drogas abortivas alegando serem remédios, anestésicos, etc.). A ameaça de abandono, ca- so a mulher não faça o aborto, ou promessa de casamento imediato, caso ela faça, também são hipó- teses de não consentimento. No caso da pessoa que provoca o aborto com o consentimento da gestante, de acordo com o art. 126, a pena prevista de reclusão é de 1 (um) a 4 (quatro) anos. Nesse caso vale o consentimento, ex- presso ou tácito, do início ao fim da conduta. Ainda o art. 126, contempla a violência presumida quan- do a mulher vitima do aborto é menor de 14 anos, alienada ou débil mental, nesse caso aplica-se a pe- na do artigo 125. c) Forma qualificada: Trata-se de um crime qualificado pelo resultado em que o agente responde pela conseqüência mais grave obtida, sem importar se houve consentimento ou não da vítima. Para esse caso são previstas as penas cominadas nos arts. 125 e 126 com aumento de um terço se a gestante sofrer lesão corporal de natureza grave; se a gestante morrer, as penas são duplicadas. Diante dessas indagações é possível distinguir três posicionamentos relativos ao aborto: liberais, conservadoras e moderadas (SPEBER, 2003). a) Posições liberais ou permissivas: os que se enquadram nesta posição, consideram que é no momen- to ou após o nascimento que o ser humano adquire seus direitos plenos que devem protegê-lo do homicídio. Nesta concepção, o aborto não é um “assassinato” de uma pessoa viva, e sim de um in- truso do corpo da mãe. O embrião ou feto pode ser comparado a um tumor que deve ser extraído quando achar-se necessário. Quem tem uma atitude liberal em relação ao aborto considera o corpo como propriedade, possuindo controle e autonomia sobre ele e seus atos. Portanto, a gestante pode realizar o aborto em qual- quer momento da sua gravidez, independente do motivo, pois ne- nhum ser humano tem o direito de forçar o outro a pensar e agir da mesma forma que ele. b) Posições conservadoras: quem tem uma atitude conservadora defende a idéia de que a partir da fecundação já existe uma identidade biológica de um novo ser hu- mano, pois é no momento da concepção que a vida se inicia. Aqui são analisadas a personalidade e a individualidade biológica do indi- Mecanismos Biológicos90 Ensino Médio Referências Bibliográficas GARCIA, S. M. L. et al. Embriologia. Porto Alegre: Artes Médicas, 1991. JESUS, D.E. de. Direito penal: parte especial. São Paulo: Saraiva, 2000. MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. SPERBER, M. C. Dicionário de ética e filosofia moral. São Leopoldo: Unisinos, 2003. Obras Consultadas CASTRO, J. E. O de. O aborto em fetos anencéfalos – algumas considerações em face da dignidade da pessoa humana, da legalidade e da autonomia de vontade. Apucarana, 2005. Trabalho de conclusão do curso de Direito, Faculdade de Apucarana. JUNQUEIRA, L. C. U.; ZAGO, D. Embriologia médica e comparada. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1982. STORER, T. I. et al. Zoologia geral. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 1979. STRICKLAND, C.; BOSWELL, J. Arte comentada. Rio de Janeiro: Ediouro, 1999. Documentos Consultados OnlInE Leonardo da Vinci. Disponível em: <http://www.educ.fc.ul.pt/icm/ icm2000/icm33/Leonardo2.htm> Acesso em: 16 out. 2005. Renascimento cultural. Disponível em: www.suapesquisa.com/ renascimento/ Acesso em: 16 out. 2005. Embriões: a fantástica obra em construção! Como acontece esse processo? 91 Biologia ANOTAÇÕES Introdução92 Ensino Médio I n t r o d u ç ã o Biodiversidade Desde os primórdios de nossa existência, buscamos respostas às mais variadas indagações: Como explicar a origem e evolução da vida? Que processos aconteceram para nos tornarmos o que somos hoje? Os seres vivos continuam evoluindo? Até onde irá essa evolução? Neste Conteúdo Estruturante, você encontrará uma proposta que torna possível a reflexão e indução à busca de novos conhecimentos científicos que tentam responder a estas e muitas outras inquietações. Com estes conhecimentos, você poderá compreender um pouco mais a respeito dos processos pelos quais os seres vivos sofrem modifica- ções, perpetuam variabilidade genética e estabelecem relações ecoló- gicas, garantindo a diversidade de seres vivos. A biodiversidade pode ser entendida como resultado de um con- junto de processos organizados e integrados quer no nível de uma cé- lula, de um indivíduo ou ainda de organismos no seu meio. Neste Conteúdo Estruturante, alguns Folhas retratarão as idéias do naturalista francês Jean-Baptiste Lamarck (1744 - 1829), do naturalis- ta britânico Charles R. Darwin (1809 - 1882) e do naturalista inglês Al- fred R. Wallace (1823 - 1913), identificando como estas impulsionaram as explicações a respeito das diversas transformações ocorridas com os seres vivos ao longo do tempo. Wallace e Darwin propuseram uma teoria viável a partir do momento que apresentam a seleção natural como mecanismo responsável pela dinâmica de toda a diversidade de espécies. Este mecanismo, analisado como característica presente na complexidade da natureza, não propicia para as espécies um ca- minho à perfeição, mas para o acúmulo de características hereditá- rias que foram relativamente vantajosas. Neste contexto, você verifi- cará que cada espécie apresenta uma história evolutiva. Neste contexto, você verificará que cada espécie apresenta uma história evolutiva, incluindo as possíveis espécies das quais cada uma descende, as características, e as relações com outras espécies. Com os conhecimentos no campo da Genética, novos caminhos fo- ram abertos possibilitando uma melhor compreensão acerca dos pro- cessos de modificação dos seres vivos ao longo da história da hu- manidade. Pesquisas sobre o ácido desoxirribonucléico (DNA) vem contribuindo para este entendimento, uma vez que ele é considerado a molécula da vida. Em razão dos resultados das pesquisas efetuadas, as informações genéticas representam um ponto notável no desenvolvimento do sa- ber, promovendo avanços científicos, reabrindo debates às implica- As cobras rastejam por que não têm pernas ou elas não têm pernas por que rastejam? 95 Biologia 6 AS COBRAS RASTEjAM POR QUE NÃO TêM PERNAS OU ELAS NÃO TêM PERNAS POR QUE RASTEjAM? Cecília Helena Vechiatto dos Santos1 e você observar o mundo vivo a sua volta, verifica- rá uma enorme variedade de seres vivos. Muitas curiosidades podem ser notadas quando olhamos ao nosso redor e percebemos que os animais e vegetais são pouco parecidos entre si. Olhando para cada cachorro, ou passarinho, ou gato, por exemplo, você perceberá que eles diferem uns dos outros. Isso nos conduz a pensar que não existem graus de paren- tesco entre as espécies e que, cada ser vivo pode ter surgido in- dependentemente. Além disso, as espécies possuem hábitos ade- quados aos seus habitats. As cobras, por exemplo, não possuem pernas, mas nem por isso elas deixam de se locomover. Será que um dia as cobras tiveram pernas e o ambiente influenciou para que elas perdessem essa parte do corpo por não utilizarem? Algum órgão atrofia por não ser usado? 1Colégio Estadual Marquês de Caravelas - Arapongas - PR Biodiversidade96 Ensino Médio Cobra-de-cipó (Leptophis ahaetulla). Esta serpente muito conhecida na Mata Atlântica, possui hábito arbo- rícola e alimenta-se de pequenos insetos e lagartos. Seu comporta- mento é aparentemente agressi- vo, abrindo amplamente a sua bo- ca quando intimidada, porém não é peçonhenta. Fonte: Foto cedida pelo Prof. FRANCISCO DE ASSIS DA SILVA ROBERTO, Prof. de Zoo- logia Geral da Universidade Estadu- al do Rio Grande do Norte e Coor- denador do Centro de Pesquisas do Parque Estadual Dunas do Natal.  O problema da adaptação e evolução das espécies em seu habitat foi tema de muita dis- cussão até o século XIX. Naquela época, os estudos sobre a classificação dos seres vivos, realizados por Lamarck, procuravam explicar que os seres vivos se “transformavam”, por es- forço próprio, frente às modificações do am- biente. Analisemos o exemplo clássico das gi- rafas utilizado didaticamente, por muitos anos, na tentativa de representar a evolução das es- pécies com base nas idéias de Lamarck. As girafas atuais alimentam-se de folhas das copas de árvores. Seu longo pescoço fa- cilita na coleta desse alimento, na estação das chuvas. Se as girafas não fossem “pescoçu- das”, elas hoje estariam vivas? Será que elas sempre tiveram o pescoço comprido? Tomemos por base os estudos apresentados pelo naturalista Lamar- ck, no século XIX, em sua obra Philosophie Zoologique. Sobre a con- tinuidade das características fundamentais entre os diversos tipos de animais, Lamarck afirmou que o uso freqüente de qualquer órgão o desenvolve e aumenta, ao passo que seu desuso permanente o enfra- quece até não aparecer mais em gerações futuras. Dessa forma, pe- lo uso ou desuso, uma característica pode ser transmitida, ou não, aos descendentes pela reprodução. Será que todos os órgãos dos seres vivos se desenvolvem quando usados continuamente e atrofiam ou desaparecem quando não são utilizados? DEBATE Girafas do Zoológico de Curitiba. Girafa é o nome comum dado à espécie Giraffa camelopardalis, ou camelo leopardo, co- mo eram chamadas pelos ro- manos quando elas existiam no norte da África. São un- gulados com número par de dedos. Fonte: Foto cedida por Danislei Bertoni.  Em textos, livros, revistas fornecidos pelo professor, pesquise sobre os hábitos alimentares da gira- fa e analise se o pescoço tem influência nesse processo. Texto sugerido: ROQUE, I.R. Girafas, mariposas e anacronismos didáticos. Ciência Hoje, v. 34, n. 200, p. 64- 67, dez. 2003. PESQUISA Lamarck exemplifica o surgimento da pele na base dos dedos das aves, originalmente terrestres, pelo uso con- tínuo ao nadarem em busca de alimento. A pele entre os dedos cresceria em função do aumento do fluxo de san- gue pelos movimentos musculares realizados (STORER, 1979). As cobras rastejam por que não têm pernas ou elas não têm pernas por que rastejam? 97 Biologia Voltando ao exemplo do pescoço da girafa, e estudando as idéias de Lamarck, uma possível explicação seria que várias girafas com pes- coço curto teriam se fixado num ambiente em que os melhores bro- tos e folhas estavam no alto das árvores. Com a necessidade de pegar as folhas mais altas, essas girafas esticavam constantemente seus pes- coços. Assim, com o passar do tempo, seus descendentes nasceriam com pescoços mais compridos e isso se sucedia a cada geração, até atingir uma estabilidade, ou seja, o resultado seria a girafa que conhe- cemos hoje. Será que Lamarck estava correto nas suas conclusões? Existe possibilidade de alguma carac- terística adquirida ser transmitida aos descendentes? Justifique. DEBATE A idéia do transformismo proposta por Lamarck, ainda ho- je indica que os seres vivos podem estar em constante evo- lução. Lamarck em seus estudos, foi além, concluindo que as modificações ocorridas nas espécies em resposta a uma im- posição do meio, seriam transmitidas à sua prole. Convém lembrar que até então, na época de Lamarck, o conhecimen- to produzido referente ao papel da herança genética na trans- missão de características de geração a geração era insuficiente para qualquer pesquisador prosseguir e avançar nos seus es- tudos, pois, as bases da genética só viriam a nascer em 1822, com Gregor Mendel. Portanto, Lamarck não dispunha de co- nhecimento que permitisse desenvolver suas pesquisas. E quanto às cobras, será que esse animal poderá desenvolver pernas em seu corpo em gera- ções futuras, ou elas tinham as pernas e acabaram perdendo-as? DEBATE Você sabia que ... As cobras constantemente estiram seu corpo para poderem passar por espaços estreitos em seus habitats. Ao passar por esses espaços apertados, as pernas não seriam utilizadas. Se elas tivessem per- nas longas, essas atrapalhariam sua locomoção na grama e se elas tivessem quatro pernas, não conse- guiria se movimentar. Embora os répteis tenham pernas, as cobras não as tem, entretanto, segundo as leis de Lamarck, elas em alguma época as tiveram, porém as perderam. Então ao que tudo indica, de acordo com Lamarck uma das causas da mudança evolutiva era a capacidade de reagir a condições es- peciais do meio ambiente (STORER, 1979). Jean-Baptiste Pierre Antoi- ne de Monet, Chevalier de Lamarck (Bazentin, 1744 - Paris, 1829). Naturalista francês do século XIX, foi ele quem introduziu o ter- mo Biologia e que desen- volveu a teoria dos carac- teres adquiridos, uma teoria da evolução já superada. Lamark personificou as idéias pré-darwinistas so- bre a evolução. Fonte: GNU Free Doc License, www.wikipedia.org