CENTRO UNIVERSITÁRIO FAVENI

BIOLOGIA GERAL

GUARULHOS - SP

SUMÁRIO

1 ZOOLOGIA APLICADA - OS INVERTEBRADOS I ............................................... 3

1.1 Zoologia Aplicada - os invertebrados II .......................................................... 4

2 ZOOLOGIA APLICADA - OS VERTEBRADOS I .................................................. 7

2.1 Zoologia Aplicada - Os Vertebrados II ............................................................ 8

3 BOTÂNICA E ALGUMAS DE SUAS APLICAÇÕES ............................................. 9

3.1 lantas Medicinais I ........................................................................................ 11

3.2 Plantas Medicinais II .................................................................................... 12

4 ECOLOGIA APLICADA AO CONTROLE DE PRAGAS ...................................... 14

5 ECOLOGIA APLICADA A CONSERVAÇÃO DAS ESPÉCIES ........................... 15

6 EVOLUÇÃO E O DNA MICROSATÉLITE ........................................................... 17

7 AQUICULTURA - EXEMPLO DE CULTIVO ....................................................... 18

7.1 Aquicultura - Cultivo de algas ....................................................................... 20

7.2 Aquicultura - cultivo x impacto ...................................................................... 22

8 EDUCAÇÃO AMBIENTAL - DESENVOLVIMENTO E PRESERVAÇÃO ............ 23

8.1 Educação Ambiental - material didático e divulgação .................................. 26

8.2 Educação Ambiental – Exemplo................................................................... 28

9 LIMNOLOGIA - A FLORA ................................................................................... 30

9.1 Limnologia - O plâncton e a macrofauna ...................................................... 33

9.2 Limnologia - Poluição ambiental e ecotoxicologia ........................................ 35

10 APLICAÇÕES DA BIOLOGIA CELULAR – CITOPATOLOGIA .......................... 37

11 APLICAÇÕES DA HISTOLOGIA – BIÓPSIA ...................................................... 39

12 APLICAÇÕES DA HISTOLOGIA – NECROPSIA ............................................... 40

13 APLICAÇÕES DA MICROBIOLOGIA – COLORAÇÃO DE GRAM ..................... 42

14 APLICAÇÃO DA MICROBIOLOGIA – ANTI-BIOGRAMA ................................... 43

15 APLICAÇÕES DA EMBRIOLOGIA – FERTILIZAÇÃO IN VITRO ....................... 46

16 APLICAÇÃO DA IMUNOLOGIA – CHOQUE ANAFILÁTICO .............................. 47

17 APLICAÇÕES DA IMUNOLOGIA – VACINAS .................................................... 50

18 TESTE DE PATERNIDADE ................................................................................ 50

19 O CARIÓTIPO .................................................................................................... 52

20 CLONAGEM ....................................................................................................... 53

21 TRANSGÊNICOS ............................................................................................... 54

22 TERAPIA GÊNICA .............................................................................................. 56

23 bIBLIOGRAFIA BÁSICA ..................................................................................... 58

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1 ZOOLOGIA APLICADA - OS INVERTEBRADOS I

Desde o início da agricultura, que começou próxima aos Rios Nilo, Tigre,

Eufrates, Amarelo e Azul, quando a civilização humana era diminuta em relação ao

número atual, o ser humano vem desenvolvendo técnicas cada vez mais avançadas

para elevar a produção agrícola e, ao mesmo tempo, todos os anos, pesticidas são

lançados às toneladas nas lavouras para controlar as pragas que devastam as

plantações.

Na maioria dos casos, essas pragas que surgem nas lavouras são insetos,

mas, do ponto de vista ecológico, os insetos não podem ser considerados como

pragas, pois eles têm um importante papel na manutenção do equilíbrio ecológico

(CROCOMO, 1990). Por outro lado, a forma com que o ser humano desenvolve a

agricultura não permite que o ecossistema agrícola permaneça em equilíbrio, já que a

manutenção deste equilíbrio depende da estabilização da vegetação, o que não

ocorre devido à necessidade da retirada, ou seja, da colheita da lavora.

O estudo dos animais, neste caso os insetos, pode trazer benefício para o

manejo das lavouras, pois diminui o uso de agrotóxicos, contribuindo para a qualidade

do produto colhido. Para exemplificar a importância do conhecimento zoológico,

podemos citar a técnica baseada no controle biológico, que consiste no uso de

inimigos naturais para o controle de pragas insetívoras. A aplicação deste método está

intrinsecamente ligada ao conhecimento da ecologia trófica das espécies envolvidas.

Por exemplo:

Existe uma espécie de pulgão (Aphis gossypii Glover) que infesta as lavouras

de algodão do Distrito Federal. Em um estudo realizado pelo EMBRAPA (2005),

pôde se constatar que espécies de joaninhas podem ser utilizadas para

controlar populações desta espécie de pulgão.

A utilização do controle biológico traz muitas vantagens como diminuição do

gasto pelo baixo consumo de inseticida e baixo custo de implementação, ausências

de efeitos prejudiciais à saúde humana e o não desenvolvimento de resistência aos

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inimigos naturais como ocorre com os produtos químicos. Uma limitação do uso da

técnica de controle biológico é que os verdadeiros resultados gerados por este tipo de

ação só poderão ser visualizados após um longo período.

Algumas espécies animais, além de prejudicar as lavouras, podem trazer

doenças aos seres humanos, é o caso de Achatina fulica (Bowdich, 1822), mais

conhecido como caramujo africano. Esta espécie de molusco é uma praga introduzida

no Continente Americano que já devastou lavouras em vários países

(VASCONCELLOS & PILE, 2001). Segundo TELES et al. (1997), foi introduzido no

Brasil para criação em cativeiro, com o objetivo de comercialização para restaurantes

especializados, mas o produto não foi bem aceito no nosso país e os criadores

abandonaram o negócio, com isso, a praga se alastrou por várias partes do país,

chegando até as regiões entre marés (SANT’ANNA et al., 2005), servindo de recursos

de concha para organismos marinhos como os ermitões.

Esta espécie, além de destruir lavouras, pode transmitir doenças como a

meningite eosinofílica ou angiostrongilíase meningoencefálica (VASCONCELOS &

PILE, 2001). Apesar do perigo que esta espécie pode trazer para os seres humanos,

até o momento não foi desenvolvida uma técnica eficaz para o controle desta praga,

atualmente é feita por meio de recolhimento dos espécimes que são colocados em

sacos plásticos com sal, sendo encaminhados “mortos” para os lixões. Este é apenas

um exemplo de que são necessários mais estudos sobre esta espécie para que

possamos desenvolver técnicas mais eficientes de combate a esta praga introduzida

na fauna brasileira.

Como você pôde observar no exemplo acima, estudos zoológicos são

fundamentais para a manutenção do bem-estar humano.

1.1 Zoologia Aplicada - os invertebrados II

O conhecimento biológico pode ser utilizado em favor das necessidades do ser

humano. Além disso, muitas vezes para diminuir os prejuízos causados pelo homem,

é preciso construir leis que protejam as espécies ameaçadas pelas atividades

humanas. Na aula de hoje vamos constatar que estudos de Biologia básica podem

fornecer dados para o manejo de espécies ameaçadas ou que estão sendo

amplamente exploradas por atividades comerciais.

5

Para compreendermos como os estudos zoológicos podem ser empregados de

forma a proteger espécies que estão sendo exploradas de forma indiscriminada,

vamos utilizar exemplos ligados a espécies de interesse comercial. Na área de pesca,

é muito comum se utilizar períodos de defeso, que consiste na proibição da captura

de determinada espécie durante um certo espaço de tempo em que a espécie se

encontra mais vulnerável, seja por estar relacionada a eventos reprodutivos,

migrações ou outros motivos.

Vamos tomar como exemplo inicial o caranguejo de manguezal Ucides

cordatus (Linnaeus, 1763), figura 1. Ucides cordatus é conhecido popularmente como

caranguejouçá ou caranguejo verdadeiro, dependendo da região de ocorrência. É a

espécie de caranguejo mais explorada do Brasil, principalmente na Região Nordeste,

onde têm ocorrido problemas de mortandade da espécie por fatores ainda não

totalmente esclarecidos. (BOEGER et al. 2005).

Caranguejo de manguezal Ucides cordatus.

Imagem cedida pelo Prof. Marcelo Antônio Amaro Pinheiro.

Estudos de crescimento desta espécie evidenciaram que fêmeas atingem a

maturidade sexual (HATTORI, 2002) com, aproximadamente, 43mm de largura da

carapaça na Região de Iguape, sul do Estado de São Paulo. Com base no estudo de

HATTORI (2002) e alguns outros trabalhos, o IBAMA formulou a portaria nº 52/2003

de defeso da espécie que proíbe a captura de animais com tamanho inferior a 60mm,

o que possibilita a reprodução da espécie em pelo menos uma época reprodutiva. Da

mesma forma, essa portaria proíbe a captura, manutenção em cativeiro e o transporte

de animais durante os meses de outubro e novembro, época reprodutiva da espécie

6

(SANT’ANNA, 2006), além de não ser permitida a captura de fêmeas com ovos

durante todo o ano.

O grupo dos moluscos também desperta um grande interesse econômico,

mexilhões, ostras e polvos são os animais mais apreciados deste grupo para

alimentação humana. Semelhante ao procedimento adotado pelo IBAMA para o

caranguejo U. cordatus, foi determinado o tamanho mínimo de captura de 11cm de

comprimento do manto para as espécies de polvo do Brasil (Instrução normativa, nº3

– abril/2005), respeitando a reprodução da espécie. Além de determinar uma série de

normas para as embarcações que atuam na pesca do polvo, e de proibir a coleta e

embarque de ovas de polvo. Na figura 2, podemos observar um exemplar de polvo,

cuja legislação acima incide.

Imagem de uma espécie de polvo, cedida pelo Prof. Acácio Ribeiro Tomás.

Uma outra saída para diminuir a extração de espécimes do seu ambiente

natural é desenvolver técnicas para criação em cativeiro, que mais uma vez depende

de estudos relacionados à reprodução, como fertilidade, fecundidade,

desenvolvimento embrionário e também sobre a sua ecologia trófica. Apesar da

demanda crescente que o mercado apresenta com relação ao polvo, no Brasil ainda

não se pratica a criação em cativeiro para produção em larga escala, o que já é feito

na Espanha, mais precisamente nas águas da Galícia desde 1996. (CARVALHO-

FILHO, 2004)

Com os exemplos acima você pôde perceber que sem estudos básicos como

os de reprodução e crescimento não seria possível desenvolver o manejo efetivo de

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espécies que necessitam de políticas de defeso ou novas técnicas de criação em

cativeiro!

2 ZOOLOGIA APLICADA - OS VERTEBRADOS I

Nas aulas anteriores observamos algumas aplicações do conhecimento

zoológico dos invertebrados, hoje vamos estudar a zoologia dos vertebrados e suas

aplicações. Os vertebrados são animais que possuem coluna vertebral ou “espinha

dorsal” formada por vértebras que protegem a medula espinhal. O conhecimento

sobre os vertebrados pode ser aplicado de várias formas, uma das aplicações mais

conhecidas é a utilização de dados sobre a reprodução, crescimento, alimentação etc,

para a criação de espécies de interesse econômico. A criação de espécies aquáticas

(aquicultura) é uma área em amplo desenvolvimento que vamos estudar na unidade

II.

Espécies animais são largamente utilizadas pelos seres humanos para

alimentação, as carnes animais mais consumidas no Brasil, são as de boi, porco e

frango. Para aumentar a produção animal, os zootecnistas, todos os anos,

desenvolvem novas técnicas para incrementar o peso, a reprodução e a adaptação

das espécies ao cativeiro. O conhecimento zoológico é a base para a aplicação das

técnicas de melhoramento, por exemplo, há muitos anos estudos confirmaram a

relação da colocação de ovos pelos frangos, com o foto período. Utilizando o artifício

de “ludibriar” as aves, durante o crepúsculo, os criadores acendem fortes lâmpadas,

o que faz as aves pensarem que ainda é dia e continuarem colocando ovos, elevando

a produção total de ovos. Até mesmo o conhecimento dos hábitos alimentares e da

morfologia do bico destas aves são importantes para aplicabilidade de certas técnicas.

A debicagem, técnica que consiste no corte de parte do bico das aves, é

implementada para diminuir o desperdício de ração e a morte de aves feridas por

brigas ocasionais entre frangos de corte que convivem juntos nos galpões. Com o uso

desta técnica, diminui-se o risco de morte das aves e o custo da criação pelo baixo

desperdício de ração.

Através do conhecimento popular há muitos anos iniciou-se o estudo dos

problemas causados por venenos animais, cujas espécies mais popularmente

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associadas a estes são as serpentes. Em São Paulo, podemos encontrar o Instituto

Butantã, que produz cerca de 80% dos soros e vacinas consumidos no país; podemos

nos considerar privilegiados por possuirmos um órgão competente nesta área que é

reconhecido mundialmente. A zoologia e a pesquisa de venenos de serpentes

caminham juntas no desenvolvimento de novos medicamentos, pois entendendo-se

os hábitos e até mesmo o desenvolvimento reprodutivo das espécies de serpentes e

de suas presas, pode-se capturar o animal na natureza para a extração do veneno ou

criar espécimes em cativeiro para a produção de veneno, como é feito em todo o

mundo.

2.1 Zoologia Aplicada - Os Vertebrados II

Na aula anterior aprendemos sobre algumas aplicações do conhecimento dos

animais vertebrados, hoje vamos perceber que a economia ligada ao turismo

ecológico vem crescendo a cada ano e quem é mais beneficiado com a conservação

animal é a natureza.

Em todo o Brasil muitas espécies animais vêm sendo ameaçadas de extinção

devido a diversos fatores como a caça, poluição, extração de recursos e pesca

excessiva. A conservação de espécies de apelo popular, além de trazer benefícios

para a conservação das espécies, tem subsidiado o turismo ecológico em muitas

cidades.

O Projeto TAMAR (tartarugas marinhas) foi criado em 1980 com o intuito de

proteger as tartarugas marinhas que nesta época já faziam parte da lista de espécies

ameaçadas de extinção. O projeto obteve tanto sucesso que atualmente são mais de

18 bases espalhadas por todo o Brasil, totalizando mais de 1100 Km de praias

monitoradas durante a época da desova entre os meses de outubro a março. Em

Ubatuba, litoral norte do Estado de São Paulo, está localizada uma das bases que

recebe milhares de turistas e estudantes todos os anos, incluindo muitos alunos de

graduação. A estratégia do projeto funcionou tão bem que atualmente a renda

originada da venda de produtos associados à marca beneficia mais de 1300 famílias

e financia as ações de conservação do projeto.

A conservação do peixe-boi, grande mamífero de hábito aquático que habita os

rios, estuários e o mar das regiões intertropicais, é outro bom exemplo de associação

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de conservação e turismo. Desenvolvido na região nordeste, o projeto conta com

quatro bases, sendo uma em Pernambuco, Alagoas, Paraíba e Piauí. A base de

Itamaracá (PE) conta com três oceanários para manutenção dos espécimes, nos

quais é feita a recuperação de filhotes encalhados, estudos sobre a biologia da

espécie, comportamento, alimentação e fisiologia, além de estudos médico-

veterinários, sanguíneos e genéticos. A experiência adquirida nesta base abriu portas

para ampliação dos objetivos do projeto, criando o Centro de Mamíferos Aquáticos,

que recebe mamíferos aquáticos como os pinípedes e cetáceos. O projeto é mantido

de forma semelhante ao TAMAR, existem patrocínios como da Petrobrás, renda

originada de visitação de turistas às bases e também pela venda de produtos

associados ao peixe-boi.

Os cetáceos, mais especificamente as baleias, sofreram muito e ainda sofrem

pela prática da caça, atualmente o conhecimento dos locais e épocas reprodutivas de

várias espécies deste grupo, auxilia na fiscalização desta prática, proibida na maior

parte do mundo. Os estudos de migração reprodutiva e alimentar, também, são

empregados no monitoramento das baleias próximas a costa, para que se evite o

encalhe, para que se possam desenvolver análises populacionais e também para o

crescimento turístico da região de ocorrência. Abrolhos é um bom exemplo de

desenvolvimento turístico relacionado à ocorrência de baleias.

3 BOTÂNICA E ALGUMAS DE SUAS APLICAÇÕES

Apesar de cada um de nós possuirmos preferências alimentares, todos nós

dependemos direta ou indiretamente da agricultura. Na aula de hoje vamos perceber

que o conhecimento da Botânica foi e é fundamental para a evolução da agricultura.

A botânica aplicada é enfocada no desenvolvimento de técnicas que podem ser

empregadas na resolução de problemas práticos atrelados aos vegetais. Podemos

dividir as aplicações da botânica em várias áreas: agricultura, silvicultura, floricultura,

as plantas medicinais, virologia e bacteriologia.

Agricultura: a domesticação de plantas começou há cerca de 11.000 anos nas

terras que atualmente compõem o Líbano, Turquia, Síria, Irã, Iraque, Jordânia e Israel.

As primeiras plantas a serem cultivadas foram a cevada e o trigo, sendo seguidas pela

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ervilha e a lentilha (Raven et al., 2001). Com o crescimento da população humana foi

necessário otimizar a agricultura, que se iniciou de forma rudimentar, sem nenhuma

técnica específica. Além do desenvolvimento tecnológico, foi fundamental o

aprofundamento do conhecimento da Biologia das plantas para se proceder um

manejo de forma eficiente. Investigando-se as necessidades nutricionais das plantas

associadas ao tipo de solo e às épocas de melhor desenvolvimento das espécies

vegetais, a agricultura pôde crescer de forma a suprir a enorme necessidade de

alimento que a população humana requer. A agricultura pode ser dividida em vários

seguimentos: pomicultura, que trata do cultivo de frutas comestíveis; horticultura, que

se refere ao cultivo de hortas, dentre outros.

Silvicultura: É o cultivo ou povoamento florestal, com intuito comercial. A

silvicultura brasileira pode ser considerada uma das mais ricas em todo o planeta,

devido a sua biodiversidade, as condições dos fatores edafoclimáticos e a boa

adaptação das espécies introduzidas. Apesar das boas condições apresentadas pelo

nosso país, o mais difícil é a escolha da espécie correta a ser cultivada em

determinada região. Podemos citar como exemplo clássico, as árvores do gênero

Eucalyptus, dependendo da região brasileira é indicado o plantio de determinada

espécie que se adapta melhor ao clima frio ou quente. Na região sul é indicado o

plantio de E. dunnii e E. nitensespécies de maior tolerância ao frio, já nas regiões leste

e centro-oeste brasileiras, são cultivadas as espécies E. grandis, E. saligna e E.

urophylla, ou híbridos destas espécies.

Floricultura: é basicamente o cultivo de flores. Muitos agricultores pensam que

esta área é muito fechada pela dificuldade na aquisição de tecnologia e pela escassez

de literatura sobre o assunto. Apesar disso, a realidade é que a floricultura no Brasil é

recente, sendo o Estado de São Paulo líder em tecnologia e produção de flores. Para

o sucesso dos pequenos agricultores em todo o Brasil é fundamental a criação de

núcleos que consigam atender o mercado regional e até mesmo exportar.

Plantas Medicinais: devido à amplitude desta aplicação da botânica esta será

abordada em uma aula à parte.

Virologia e bacteriologia: a virologia e bacteriologia vegetal são áreas

destinadas à identificação de pragas e ao desenvolvimento de técnicas e soluções

aplicadas ao combate de pragas agrícolas na forma de bactérias e vírus.

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Como podemos observar, o conhecimento adquirido pelos cientistas botânicos

é de fundamental importância para o desenvolvimento da agricultura e também das

outras áreas ligadas à botânica.

3.1 lantas medicinais I

Vamos conhecer a aplicação das plantas na manutenção da saúde humana,

desde os primórdios até os dias atuais. É importante ressaltar que o Brasil é o país

que possui a maior biodiversidade do mundo, com aproximadamente 20% do número

total de espécies animais e vegetais do planeta. A maior diversidade vegetal é

representada por cerca de 55.000 espécies catalogadas de um total de

aproximadamente 350.000 a 550.000 espécies existentes no mundo.

Em virtude dessa diversidade vegetal, nosso país é alvo de muitos cientistas

mal-intencionados, que fazem biopirataria atuando principalmente na região da

Amazônia, local que abriga a maior floresta do mundo, a Floresta Amazônica. Estes

cientistas se aproveitam da dificuldade financeira da população para adquirir, a preço

de “banana”, exemplares da nossa flora que são enviados irregularmente para fora do

país.

A história da botânica se confunde com a história das plantas medicinais,

inicialmente os primeiros trabalhos dedicados ao estudo das plantas tinham o intuito

de nomear e categorizar as plantas de importância medicinal (LORENZI & MATOS,

2002). Muitas plantas foram nomeadas com base em suas propriedades medicinais,

por exemplo, Justicia pectoralis (propriedade balsâmica) e Spigelia anthelmia

(vermíuga).

No Brasil, a utilização de plantas medicinais é anterior à chegada dos europeus,

pois as comunidades indígenas já utilizavam um gama de ervas em seus rituais, e o

conhecimento era transmitido de geração para geração. Os europeus também

trouxeram a sabedoria popular das plantas medicinais utilizadas na Europa.

Finalmente, o início do emprego das ervas medicinais no Brasil é fechado com a

utilização destas em rituais religiosos que os escravos africanos trouxeram da África.

Apesar da difusão dos produtos fitoterápicos no Brasil, a maioria destes não

atende às normas vigentes de controle de qualidade, sendo vendidos sem rotulagem

que deve conter a designação de produto fitoterápico, nomenclatura botânica oficial,

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parte da planta utilizada, data de fabricação e número de registro no Ministério da

Saúde. Também deve trazer a concentração do princípio ativo, bem como o nome do

responsável técnico. A embalagem do produto também tem que ser feita de maneira

cuidadosa, pois esta não pode alterar as características do produto (STASI, 1996).

Para darmos sequência na próxima aula, é importante ressaltar que produto

fitoterápico é todo medicamento tecnicamente obtido, empregando-se,

exclusivamente matéria prima vegetal com finalidade profilática, curativa ou para fins

diagnósticos, com benefícios para o usuário. É caracterizado pelo conhecimento dos

seus riscos e eficácia, é o produto final acabado, rotulado e embalado. Não podem

estar incluídas substâncias ativas de outras origens, não sendo de fitoterápicas, ainda

que de origem vegetal isolada.

A fitoterapia brasileira com base científica tem crescido a cada ano, já são

centenas de substâncias extraídas de plantas brasileiras utilizadas em todo o mundo.

Podemos citar como exemplos a digitalina (cardiotônico), a emetina (amebicida), a

escopolamina (sedativo), a vimblastina e a vincristina (antitumorais). Pela

biodiversidade e necessidade de substâncias médicas cada vez mais específicas, não

podemos deixar de pesquisar novas substâncias fitoterápicas.

Na aula de hoje tivemos uma introdução ao estudo das plantas medicinais

conhecendo um pouco da fitoterapia. Na próxima aula vamos estudar os métodos

utilizados para descobrir novas drogas e plantas medicinais.

3.2 Plantas Medicinais II

Na aula de hoje vamos dar continuidade ao estudo das plantas medicinais

aprendendo como estas são validadas como plantas medicinais e, também, as duas

principais formas de uso destas plantas.

A validação de novas drogas e plantas medicinais

Uma planta só deve ser utilizada como medicamento após ter seu princípio

ativo determinado, para isso, a análise do princípio ativo pode ser dividida em duas

etapas. (LORENZI & MATOS, 2002)

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Na primeira etapa são desenvolvidos os estudos farmacológicos, pré-clínicos e

toxicológicos, complementados por ensaios clínicos e estudos de toxicologia

humana aguda.

Na segunda etapa promove-se o estudo químico, com objetivo de isolar o

princípio ativo, ou seja, o principal componente químico da planta que vai agir

de forma terapêutica e ou curativa.

Uso de plantas recém colhidas

O uso de plantas frescas, recém colhidas é a forma mais popular de utilização

das plantas medicinais pelos brasileiros, principalmente das regiões norte e nordeste.

Apesar disso, devemos tomar muito cuidado, averiguando a procedência das ervas e,

da mesma forma, a qualidade de produção das mesmas, principalmente informando-

se das formas mais corretas de se utilizar determinada erva.

A adoção deste tipo de fitoterapia, cientificamente orientada para produção de

plantas para uso imediato, é muito importante e pode contribuir para a melhoria do

nível de saúde pública local. Principalmente devido à atual condição financeira da

maioria da população que não tem recursos financeiros para adquirir medicamentos

em drogarias especializadas.

Uso de plantas secas

A utilização de plantas secas é feita principalmente pela indústria que requer

uma quantidade maior, não sendo viável a utilização de plantas recém colhidas. A

forma de secagem e armazenamento do material é muito importante para manter as

propriedades das plantas. O material a ser submetido à secagem pode ter várias

origens como folhas, raízes, flores, frutos, tubérculos, sementes, dentre outras.

A utilização das plantas medicinais é, conforme o caso, por ingestão na forma

de infusão, cozimento ou maceração; ou pelo uso externo com aplicações na pele,

nas mucosas e até mesmo no couro cabeludo.

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Como pudemos perceber nestas duas aulas, o Brasil é muito rico em

diversidade vegetal, mas precisamos tomar cuidado quando utilizamos algum tipo de

planta medicinal, principalmente na forma de aplicação destas.

4 ECOLOGIA APLICADA AO CONTROLE DE PRAGAS

No primeiro semestre conhecemos a ecologia, que é a área da Biologia que

estuda a relação entre os organismos e o ambiente, em conjunto com os fatores

ambientais. Na aula de hoje vamos observar algumas das aplicações da Ecologia.

É incontestável que nenhuma espécie vive isolada, de algum modo, está se

relacionará com outras espécies pertencentes ou não à mesma comunidade

(FORATINI, 1992). Quando identificamos e interpretamos estas relações podemos

intervir de forma a melhorar a qualidade de vida humana.

Para compreender melhor a importância do conhecimento das interações entre

os organismos, através de exemplos do nosso cotidiano, vamos tomar como exemplo

os cupins, que são pragas que infestam nossas casas. No Brasil, são conhecidas

cerca de 290 espécies de cupins, que vivem em sociedades com diferentes morfotipos

adaptados ao trabalho que desempenham. Nas florestas estes insetos são

importantes no processo de ciclagem de nutrientes, mas, nas cidades, são pragas e

destroem objetos e construções.

O aumento dos problemas entre o homem e os cupins vem crescendo a cada

ano, provavelmente isso se deve a alta plasticidade biológica dos cupins e aos

impactos ambientais causados pelo homem. O controle de cupins é um grande desafio

técnico enfrentado pelos profissionais do ramo do mundo inteiro.

O sucesso no controle de qualquer praga está associado ao conhecimento

sobre a Biologia da espécie e a devida interpretação das alterações comportamentais

sofridas pela espécie em diferentes condições, ou seja, uma análise ecológica da

população em questão. Não existe uma receita para o combate deste tipo de praga,

as interações das populações e o local onde elas agem podem ser muito complexos.

Isto exige um profissional com experiência na área, conhecimento da biologia e do

comportamento das espécies de cupim e também da construção civil.

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Uma outra praga urbana e agrícola que traz muitos prejuízos ao ser humano

são os ratos. Estes diminuem o rendimento e a qualidade dos produtos agrícolas, além

de danos a estruturas das instalações industriais e residenciais. Não podemos

esquecer que são importantes portadores de uma série de enfermidades como a peste

negra, peste bubônica, salmonelose, leptospirose, tifo, hantavirose, dentre outras.

O combate dessa praga é feito de forma semelhante aos cupins, é necessário

em primeiro lugar a identificação da espécie, o conhecimento dos seus hábitos de

vida, como os locais de formação de ninhos, alimentação etc, para posterior ação de

combate.

Como você pôde perceber o combate de pragas só é efetivamente realizado a

partir do momento que você conhece um pouco da ecologia da espécie em questão.

Com base na aula de hoje, reflita sobre a questão abaixo.

Fernando trabalha no depósito de alimentos de um supermercado e encontra e

mata um rato todos os dias que inspeciona as instalações. Após passar um mês,

Fernando comenta com um amigo:

- Pedro, faz três dias que não encontro nenhum rato no depósito, acho que acabei

com todos eles.

Você acha que a afirmação de Pedro está correta ou estes animais podem estar

apenas mudando de hábito?

5 ECOLOGIA APLICADA A CONSERVAÇÃO DAS ESPÉCIES

O estudo das interações entre as espécies e destas com o meio ambiente é

fundamental para implementação de futuros planos de manejo e conservação de

espécies animais que estão sob ameaça de extinção ou não.

Atualmente, os meios de comunicação divulgam principalmente as pesquisas

que tem foco em espécies de apelo popular como tubarões, golfinhos, baleias e

tartarugas, ou aquelas que estudam espécies de importância econômica como ostras,

crustáceos e peixes. Muitos outros trabalhos de igual importância ecológica são

desenvolvidos todos os anos no território brasileiro e não chegam ao conhecimento

da população.

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Espécies de fungos ou bactérias e pequenos invertebrados como os insetos e

aranhas desempenham papel importantíssimo na manutenção do ecossistema de

forma geral. A conservação de espécies ameaçadas ou mesmo a recolocação de

animais apreendidos pela fiscalização pública necessita de dados sobre a ecologia

das espécies, para aumentar a chance de sobrevivência destas no ambiente ou

mesmo espécies que não estão ameaçadas podem ser vítimas de acidentes

ambientais e os dados ecológicos disponíveis podem auxiliar a resolver possíveis

problemas.

Para exemplificar podemos citar espécies que não são conhecidas pela

população como os ermitões, que são caranguejos que protegem o seu corpo se

escondendo dentro de uma concha de caracol e utilizando está para se locomover.

Ermitões da espécie Clibanarius vittatus (Bosc, 1802) são organismos marinhos que

vivem na região entre marés de praias estuarinas ou costões rochosos e dependem

de conchas de caracóis para sobreviver, quando desprotegidos pelas conchas estes

animais ficam totalmente vulneráveis no ambiente, sendo predados por peixes e

outros caranguejos facilmente.

Suponha que houve um derramamento de petróleo no mar que não atingiu a

região entre marés, ou seja, que os ermitões não foram afetados, e que o óleo

derramado atingiu muitas espécies animais, dentre estas, a população de caracóis

que foi totalmente dizimada. Diretamente os ermitões não foram afetados e em curto

prazo não se pode diagnosticar nenhum efeito sobre estes animais, mas conhecendo

um pouco da ecologia e do comportamento e vida destes animais sabemos que a

médio e longo prazo estes animais serão afetados drasticamente, deixando de existir

neste local por extinção ou por migração para outras áreas onde existam recursos de

conchas disponíveis.

Quando se trata de uma espécie que está sob forte ameaça de extinção, o

conhecimento ecológico é mais importante ainda, pois, medidas de manejo e

proteção, com demarcação de áreas de proteção ambiental podem ser subsidiadas

por dados referentes à ecologia trófica, distribuição e ocorrência das espécies.

Como pudemos observar na aula de hoje, o estudo da interação entre as

espécies e destas com o ambiente é fundamental, independente da importância

econômica desta. Em sua casa, observe as formigas carregando um pedaço de

alimento quando estão subindo a parede e perceba que na sua casa estes organismos

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podem ser considerados como pragas, mas, na natureza elas estariam cumprindo um

importante papel dentro do ecossistema.

6 EVOLUÇÃO E O DNA MICROSATÉLITE

Na aula de hoje poderemos verificar a utilização da análise de DNA aliado a

estudos evolutivos, como a identificação de microssatélite. O DNA microssatélite é um

fragmento de DNA que normalmente não carrega informação, este é composto por

unidades de 1 a 6 nucleotídeos repetidos em sequência dentro do genoma de vários

organismos, principalmente os seres eucariontes. O microssatélite foi descoberto em

1960, através da separação do DNA em duas ou mais partes através do processo de

centrifugação. Após a centrifugação era possível visualizar uma banda principal

composta de genes e bandas secundárias compostas por sequências de DNA

repetidos que receberam o nome de bandas satélites.

A função dos microssatélites na evolução foi apresentada por BELKUN (1999).

Em seu trabalho ele descreve que em bactérias patogênicas Haemophilus

influenzae e Mycoplasma spp. as alterações no número de repetições de

microssatélite, induzem a produção de proteínas com pequena diferença da proteína

normal. Sob certas condições do ambiente essas proteínas modificadas são mais

úteis para o patógeno, no caso das bactérias acima proporcionou uma melhor

adaptação ao ambiente.

A análise da composição do microsatélite também é utilizada para fazer

exames de paternidade em cães. Para determinação da paternidade, são colhidas

células dos cães suspeitos, por exemplo, células da mucosa bucal, aplicando-se

posteriormente a técnica de PCR (Polymerase Chain Reaction, ou seja, reação em

cadeia da polimerase) para se ampliar o DNA microsatélite e determina-se a

paternidade.

Podemos entender melhor a importância do estudo de microssatélites

analisando a bactéria Haemophilus influenzae que é responsável por alguns tipos de

meningite e pneumonia. Esta bactéria possui um microsatélite com as seguintes bases

nitrogenadas: CAAT, a mudança no número de repetições desta sequência faz com

que a bactéria perca a substância colina fosfato. As bactérias sem essa substância

18

são menos eficientes na colonização das vias nasais e garganta, de outra forma, estas

são mais eficientes ao sistema imune.

Para que estudemos a evolução das espécies é importante entendermos como

funcionam os mecanismos de interação genéticos e ecológicos das mudanças

evolutivas. Apesar disso, estudando estes aspectos conseguimos apenas propor

teorias que expliquem como ocorreu o processo evolutivo de um certo organismo e

isso é diferente de determinar como foi que realmente ocorreu a evolução.

A história evolutiva pode ser melhor contada por dados paleontológicos e de

sistemática biológica, aliados a estudos ecológicos e genéticos. Portanto, o estudo da

evolução das espécies tem que ser feito de forma multidisciplinar envolvendo

cientistas de várias áreas.

Como pudemos verificar na aula de hoje, o estudo evolutivo, ou da evolução a

nível microscópico é de extrema importância, contribuindo até mesmo para o

entendimento de algumas doenças.

7 AQUICULTURA - EXEMPLO DE CULTIVO

Na aula de “Aquicultura” falamos sobre este ramo da ciência que trata do cultivo

de animais aquáticos e abordamos os aspectos positivos e negativos desta atividade.

Hoje, vamos apresentar um exemplo prático de cultivo de um organismo marinho.

Mexilhão é o termo utilizado na língua portuguesa para denominar as diversas

espécies de moluscos bivalves da família Mytilidae, sendo os gêneros mais comuns

o Perna, Mytilus e Mytella, popularmente conhecidos como mariscos (MORALES,

1983). Estes animais são marinhos e habitam a região entre marés dos costões

rochosos, de onde, muitas vezes, são frequentemente extraídos pela população para

a utilização na culinária.

O cultivo de mexilhões é denominado de mitilicultura e, em diversos países, é

uma atividade produtiva de importância econômica. De forma geral, os mexilhões

liberam os gametas na água do mar, sendo que não há dimorfismo entre sexos, mas

a coloração das gônadas das fêmeas tende a se tornar alaranjada em função do

estágio sexual e o macho pode ter uma cor esbranquiçada. As larvas se desenvolvem

na água e se alimentam por si mesmas por aproximadamente 21 dias. Na costa

19

brasileira, após 6 ou 7 meses de cultivo se encontra pronto para a venda (MARENZI

& BRANCO, 2005).

A primeira etapa para o cultivo é a obtenção das sementes, ou mexilhões

jovens, que ainda são, na maioria das vezes, extraídos dos costões rochosos, sendo

esta uma prática que pode causar impacto nas populações deste molusco no

ambiente. Ainda hoje são poucos os mitilicultores que retiram sementes fixadas nas

próprias estruturas de cultivo, sendo que muitos artefatos, tais como tubos de PVC,

redes velhas enroladas, cordas de polietileno, podem ser utilizados para a obtenção

da semente no ambiente natural, desta forma com menor impacto sobre as

populações que se desenvolvem no costão rochoso.

A segunda etapa do cultivo é chamada de engorda. Nesta etapa, as sementes

são obtidas e fixadas a estruturas especiais as quais são colocadas no mar para que

os animais possam se alimentar e se desenvolver. Os mexilhões podem ser cultivados

em longas cordas suspensos em balsas ancoradas em áreas protegidas do mar.

Cabos mestres são dispostos na superfície da água através de flutuadores e a fixação

dos cabos é feita por intermédio de poitas de concreto. Ao longo do cabo são

amarradas as cordas de produção, nas quais os mexilhões são presos e ficam imersos

na água do mar. Inicialmente são colocadas 1,5 kg/m de corda de sementes. O tempo

de cultivo é em torno de 6 a 8 meses, quando os mexilhões estarão atingindo o

tamanho comercial, ou seja, 7 a 8 cm (MARENZI & BRANCO, 2005). Pode-se

perceber que o manejo é restrito à limpeza e manutenção das cordas.

A produção de mexilhões ocorre durante o ano inteiro, com algumas

interrupções na colheita, por ocasião da desova. O ciclo reprodutivo do mexilhão

apresenta uma certa variação temporal de um ano para outro, sendo que, em pelo

menos três meses por ano, eles se encontram muito magros para serem

comercializados. A comercialização se concentra no período de verão, época em que

os moluscos estão com ótimo rendimento de carne e o fluxo dos turistas ao litoral é

intenso. Quanto à forma de comercialização, ela geralmente ocorre na concha ou

desconchado, principalmente por intermediários.

No cultivo de mexilhões, as perdas podem decorrer de más condições do mar,

ataques de predadores ou roubos. Para se ter uma ideia da viabilidade econômica do

negócio, segundo dados do Ministério da Agricultura e do Abastecimento (2006), o

investimento médio necessário para a instalação de uma unidade de cultivo no

20

sistema de longline (espinhel) com 1.000 cordas de cultivo com 2 m de comprimento

é de R$ 7.250,00. A produção proveniente deste sistema oscila entre 25 e 30

toneladas brutas de mexilhão. Se levarmos em conta que o preço do mexilhão com

casca (bruto) é de R$ 0,80, o produtor terá uma receita bruta de até R$ 24.000,00 por

ano (R$ 2.000/mês).

Após essa aula você pôde perceber como o homem pode obter recursos

alimentares causando um baixo impacto no meio ambiente.

7.1 Aquicultura - Cultivo de algas

A Aquicultura pode ser desenvolvida trazendo muitos benefícios sociais, tais

como o aumento de renda das populações ribeirinhas. Muitos cultivos que geram

menor lucro para grandes empreendedores, como o de algas, podem ser utilizados

por cooperativas e populações tradicionais aumentando sua renda e diminuindo o

impacto ambiental.

As algas são empregadas comercialmente no mundo inteiro como recurso

comestível para homens ou animais, e para a produção de ficocoloides (gels de

macroalgas), que são polissacarídeos hidrossolúveis naturalmente encontrados em

grande quantidade em algas pardas e vermelhas. As algas são usadas para extração

de substâncias como o ágarágar usado na indústria alimentícia que funciona como

espessante, gelificante e estabilizante para doces, iogurtes e sorvetes, por exemplo,

e a carregena empregada em alimentos e também na indústria de cosméticos.

Em regiões tropicais, o grupo mais importante é o das algas vermelhas, com 3

gêneros respondendo por mais de 90% da produção: Eucheuma, Hypnea e Gracilaria.

O cultivo tem sido uma saída para incrementar a produção no mundo, sendo que a

maricultura de macroalgas foi uma das que mais se expandiu na última década. Os

cultivos de macroalgas em todo o mundo, diferentemente das demais mariculturas,

são tradicionalmente conduzidos por famílias de pescadores, principalmente pelas

mulheres, apresentando um significante impacto social (OLIVEIRA, 1998).

Como exemplo, um projeto de cultivo de algas patrocinado pela

Organização de Alimentação e Agricultura (FAO) da Organização das Nações Unidas

(ONU) tem promovido um aumento da renda de comunidades litorâneas no nordeste

21

brasileiro, evitando a extração indiscriminada de algas de seu ambiente natural. Além

disso, esse projeto pode ajudar, ainda que modestamente, a balança comercial

brasileira, uma vez que o Brasil apresenta duas indústrias de fabricação de

ficocoloides, sendo a matéria prima comprada de cultivos estrangeiros e só uma

pequena parte colhida nos bancos naturais da costa nordeste, provocando impacto

ambiental negativo. Segundo dados da FAO, em 2001, o Brasil importou mais de US$

15 milhões em derivados de algas.

As algas são normalmente cultivadas por meio de cordas nas quais são fixadas

as mudas, e estas cordas colocadas próximas à costa. Depois de 3,5 meses a colheita

é feita e, antes da venda, as plantas são limpas e secas, sendo que as algas perdem

80% de seu peso neste processo. Cada quilo de alga seca é vendido entre R$ 0,50 e

R$ 1. O projeto realizado no nordeste brasileiro mostra que é possível produzir várias

toneladas de algas e já se estuda a redução do tempo de colheita para um prazo de

45 dias. Com esta venda, tem sido possível dobrar a renda mensal das famílias locais,

que era menos de um salário mínimo antes do projeto.

Além do aumento da renda, o cultivo de algas gera benefícios paralelos, como

a atração para a área de cultivo de peixes e crustáceos, que podem ser pescados e

comercializados, ou mesmo servir como alimento para as comunidades.

Paralelamente à pesca, as famílias ainda obtêm renda da agricultura e do artesanato.

O cultivo de macroalgas também pode ser realizado integrado ao cultivo de

camarões. Este processo é relativamente simples e pode aumentar o lucro do

empreendimento bem como diminuir o impacto ambiental. De modo geral, no cultivo

de algas associado aos tanques de camarões, as algas cresceriam utilizando os

nutrientes disponíveis na água de cultivo, vindos das excretas e do resto de ração dos

camarões e, sendo assim, estariam diminuindo a quantidade de nutrientes que seriam

lançados nas águas dos estuários, servindo como um filtro biológico. Ao final do

cultivo, tanto os camarões quanto as algas poderiam ser vendidos para obtenção do

lucro final.

Com este exemplo você notou como é possível realizar o desenvolvimento

sustentável, ou seja, aliar desenvolvimento econômico, social, cultural e ainda

preservar o meio ambiente.

22

7.2 Aquicultura - cultivo x impacto

A Aquicultura tradicional se desenvolveu com base no cultivo dos organismos

em tanques e viveiros escavados na terra. Atualmente, novas técnicas que visam

cultivar os organismos no ambiente natural têm sido desenvolvidas. É neste contexto

que vamos discutir nesta aula, com base no cultivo de camarões marinhos.

A carcinicultura, ou seja, o cultivo de crustáceos tem, como foco principal, a

criação de camarões. Em todo o mundo, camarões de água doce e marinhos são

cultivados e têm grande importância como fonte de alimento para as populações e

também como fonte de renda. No Brasil, a atividade vem se desenvolvendo nas

últimas décadas, sendo que o consumo interno de camarões de água doce ainda é

baixo perto da procura por camarões marinhos pelo mercado consumidor.

Tradicionalmente os cultivos de camarões marinhos ocorrem em viveiros

escavados em áreas estuarinas internas ou próximas aos manguezais. Esta atividade

é considerada impactante ao meio ambiente uma vez que os bosques de mangue são

devastados para a construção dos viveiros e, desta forma, todo o fluxo de nutrientes

é afetado. Além disso, a constante adição de ração e remédios aos tanques de cultivo

e a liberação desta água para o ambiente faz com que estes produtos vindos da ração

e dos remédios sejam levados ao ambiente alterando desta forma a dinâmica natural

das regiões costeiras.

Assim, além do impacto causado ao meio ambiente, a falta de áreas

continentais para o aumento de viveiros, aliada à elevação dos custos da terra

contribuiu com o desenvolvimento de novas técnicas de produção. Neste contexto,

surgiu a proposta de criação de camarões marinhos em estruturas flutuantes,

conhecidas como tanques-rede. A utilização de estruturas e metodologias alternativas

para o cultivo de camarões tem sido buscada por pesquisadores de diversas partes

do mundo. Isso se deve, principalmente, à diminuição da disponibilidade de áreas

continentais, à elevação do custo da terra, à redução dos custos operacionais, à

necessidade de desenvolvimento de sistemas geradores de renda para as populações

menos favorecidas das zonas litorâneas e à necessidade de minimização dos

impactos da carcinicultura sobre o meio ambiente.

Os cultivos em tanques-rede aparecem como uma alternativa para o ingresso

de pequenos produtores na carcinicultura, já que tais sistemas de produção

possibilitam a redução dos investimentos necessários para a implantação de unidades

23

de cultivo, aproveitam bem os recursos naturais dos ecossistemas costeiros, não

implicam em movimentação de terra, desmatamento ou abertura de canais, permitem

a economia de energia com a renovação de água e podem possibilitar a obtenção de

margens compensadoras de lucro.

No Brasil, o cultivo de camarões em tanques-rede se iniciou na década de

1980 e, desde então, a tecnologia de cultivo vem sendo continuamente aperfeiçoada

com o empenho de instituições de pesquisa e da iniciativa privada. Este tipo de cultivo

tem-se revelado uma opção bastante apropriada para regiões litorâneas abrigadas,

tais como baías, enseadas e estuários, em que haja restrições para a construção de

viveiros tradicionais, seja por questões topográficas ou ambientais. A produção de

camarões em tanque-rede é uma alternativa mais barata, equilibrada, mais

sustentável e também rentável, para regiões onde existem restrições para a

construção de viveiros tradicionais, tanto por questões topográficas como ambientais.

O cultivo de camarões marinhos está em constante desenvolvimento no Brasil

e no mundo, pois é uma alternativa para a estagnação da produção pesqueira, que se

encontra próxima ao seu rendimento máximo sustentável. A necessidade de produzir

alimentos para o consumo humano proporciona um incentivo para o desenvolvimento

e aprimoramento de técnicas de cultivo aquícola, visando não só expandir a

quantidade produzida, mas também o aproveitamento dos recursos naturais e

minimizando o impacto ao ambiente. Atualmente tem crescido a necessidade de

produzir organismos cultivados de maneira sustentável, evitando-se maiores impactos

ao meio ambiente.

Você pôde perceber que o papel do biólogo é mais do que cuidar dos aspectos

básicos do cultivo, ele deve também se preocupar com o impacto causado ao

ambiente e desenvolver novas técnicas que aliem o bom desenvolvimento dos

animais ao menor impacto ao ambiente e ao lucro obtido.

8 EDUCAÇÃO AMBIENTAL - DESENVOLVIMENTO E PRESERVAÇÃO

Nos dias atuais, o grande desenvolvimento científico-tecnológico tem sido

aliado ao desenvolvimento e à preservação ambiental. Apesar disso, no aspecto

prático, ainda temos muito a discutir e a realizar para que a sociedade possa se

24

desenvolver preservando os recursos naturais. Assim, falaremos um pouco sobre

estes aspectos de desenvolvimento e conservação.

Atualmente, grande parte da população brasileira vive concentrada nas cidades

e, aliada ao grande desenvolvimento tecnológico das últimas décadas, ocorre uma

grande crise ambiental. Neste contexto torna-se de grande importância uma série de

reflexões e discussões sobre Educação Ambiental. LEFF (2001) fala sobre a

impossibilidade de resolver os crescentes e complexos problemas ambientais e

reverter suas causas sem que ocorra uma mudança radical nos sistemas de

conhecimento, dos valores e dos comportamentos gerados pela dinâmica de

racionalidade existente, fundada no aspecto econômico do desenvolvimento.

A partir da Conferência Intergovernamental sobre Educação Ambiental

realizada em Tbilisi (URSS), em 1977, iniciou-se um amplo processo com objetivo de

criar condições que formem uma nova consciência sobre o valor da natureza e para

reorientar a produção de conhecimento baseada nos métodos da interdisciplinaridade

e nos princípios da complexidade. Esta nova área educacional tem se fortalecido e

possibilitado a realização de experiências concretas de educação ambiental de forma

criativa e inovadora por diversos segmentos da população e em diversos níveis de

formação. Atualmente, diversas conferências e especialistas na área chamam a

atenção para a necessidade de se articularem ações de educação ambiental

baseadas nos conceitos de ética e sustentabilidade, identidade cultural e diversidade,

mobilização e participação e práticas interdisciplinares. (SORRENTINO, 1998)

A necessidade de abordar o tema da complexidade ambiental decorre da

percepção sobre a baixa reflexão existente sobre as práticas de conservação e de

destruição dos dias atuais e das múltiplas possibilidades de pensar a realidade de

modo complexo, defini-la como uma nova racionalidade e um espaço onde se

articulam natureza, técnica e cultura. Refletir sobre a complexidade ambiental abre

uma oportunidade para compreender a formação de novos atores sociais que se

mobilizam para a apropriação da natureza, para um processo educativo articulado e

compromissado com a sustentabilidade e a participação, apoiado numa lógica que

privilegia o diálogo e a interdependência de diferentes áreas de saber. Mas também

questiona valores e premissas que norteiam as práticas sociais prevalecentes,

implicando mudança na forma de pensar e transformação no conhecimento e nas

práticas educativas. (JACOBBI, 2003)

25

Neste contexto, voltamos novamente a falar em desenvolvimento sustentável,

o que representa a possibilidade de garantir mudanças sociopolíticas que não

comprometam os sistemas ecológicos e sociais que sustentam as comunidades.

Nestes tempos em que a informação assume um papel cada vez mais relevante,

ciberespaço, multimídia, Internet, a educação para a cidadania representa a

possibilidade de motivar e sensibilizar as pessoas para transformar as diversas formas

de participação na defesa da qualidade de vida. Nesse sentido cabe destacar que a

educação ambiental assume cada vez mais uma função transformadora, na qual a

corresponsabilização dos indivíduos torna-se um objetivo essencial para promover um

novo tipo de desenvolvimento - o desenvolvimento sustentável.

Sendo assim, podemos afirmar que a educação ambiental é condição

necessária para modificar um quadro de crescente degradação socioambiental, mas

ela ainda é insuficiente, sendo mais uma ferramenta de mediação necessária entre

culturas, comportamentos diferenciados e interesses de grupos sociais para a

construção das transformações desejadas.

O desenvolvimento sustentável somente pode ser entendido como um

processo no qual, de um lado, estão as restrições mais relevantes relacionadas com

a exploração dos recursos, a orientação do desenvolvimento tecnológico e o marco

institucional; de outro, o crescimento deve enfatizar os aspectos qualitativos,

notadamente os relacionados com a equidade, o uso de recursos - em particular da

energia - e a geração de resíduos e contaminantes. Além disso, a ênfase no

desenvolvimento deve se fixar na superação dos déficits sociais, nas necessidades

básicas e na alteração de padrões de consumo, principalmente nos países

desenvolvidos, para poder manter e aumentar os recursos base, sobretudo os

agrícolas, energéticos, bióticos, minerais, ar e água. (JACOBBI, 2003)

A educação ambiental deveria ser vista como um processo de permanente

aprendizado que valoriza as diversas formas de conhecimento e forma cidadãos com

consciência local e planetária, de forma a promover o desenvolvimento sócio, político,

cultural, econômico e ambiental em conjunto. E o que tem sido feito em termos de

educação ambiental? A grande maioria das atividades são feitas dentro de uma

modalidade formal. Os temas predominantes são lixo, proteção do verde, uso e

degradação dos mananciais, ações para conscientizar a população em relação à

poluição do ar. A educação ambiental que tem sido desenvolvida no país é muito

26

diversa, e a presença dos órgãos governamentais como articuladores, coordenadores

e promotores de ações é ainda muito restrita.

Desta forma, você pôde notar que ainda existe muito a ser discutido e realizado,

sendo que a participação dos biólogos conscientes dos processos e aspectos

importantes de serem realizados é fundamental.

8.1 Educação Ambiental - material didático e divulgação

A Educação Ambiental é uma área cada vez mais importante nos dias atuais e

encontra um grande problema relacionado à falta de produção de materiais didáticos

e de divulgação, seja científica ou para a população leiga. Vamos discutir sobre a

importância destes materiais e seu efeito no desenvolvimento da Educação Ambiental.

Um objetivo fundamental da Educação Ambiental é lograr que os indivíduos e

a coletividade compreendam a natureza complexa do meio ambiente natural e do meio

ambiente criado pelo homem, resultante da integração de seus aspectos biológicos,

físicos, sociais, econômicos e culturais, e adquiram os conhecimentos, os valores, os

comportamentos e as habilidades práticas para participar responsável e eficazmente

da prevenção e solução dos problemas ambientais, e da gestão da questão da

qualidade do meio ambiente. De acordo com a Conferência de Tbilisi, o

desenvolvimento eficaz da Educação Ambiental exige o pleno aproveitamento de

todos os meios públicos e privados que a sociedade dispõe para a educação da

população: sistema de educação formal, diferentes modalidades de educação

extraescolar e os meios de comunicação de massa.

Esta utilização dos meios de comunicação públicos e privados possui uma

defasagem no que diz respeito à Educação Ambiental, assumindo conteúdos

reducionistas, generalizando questões ecológicas a todo contexto socioambiental.

Assim, torna-se importante toda a fonte de informação e sensibilização relativa ao

assunto, que possa proporcionar, a todas as pessoas, a possibilidade de adquirir os

conhecimentos, o sentido dos valores, o interesse ativo e as atitudes necessárias para

proteger e melhorar o meio ambiente, bem como incentivar novas formas de conduta

nos indivíduos, nos grupos sociais e na sociedade em seu conjunto, a respeito do

meio ambiente. Além disso, outro aspecto relevante é a conscientização a respeito da

generalidade do meio ambiente, ou seja, a Educação Ambiental não se aplica

27

somente a questões ecológicas, mas abrange também relações socioeconômicas,

culturais e éticas e atitudes políticas.

A informação ambiental através dos meios de comunicação de massa deve

fomentar a difusão, por meio da imprensa, dos conhecimentos sobre a proteção e

melhoria do meio ambiente. Nos dias atuais existe uma grande falta de material

especializado que relate as experiências e que permita um melhor desenvolvimento

dos programas de Educação Ambiental.

Sendo assim, o desenvolvimento da Educação Ambiental informal, que é de

grande importância para a sensibilização e conscientização da população, encontra-

se ainda incipiente no Brasil, fato que dificulta um maior desenvolvimento da atividade.

Além de retardar os processos de preservação ambiental e de desenvolvimento

sustentável, a falta de material didático e de divulgação dificulta o desenvolvimento

científico relacionado à Educação Ambiental, uma vez que a troca de experiências

entre os grupos de pesquisa fica falha e desta forma, limita o desenvolvimento do

processo.

Portanto a elaboração de material didático, tais como vídeos, cartilhas,

panfletos, cartazes, e a publicação dos artigos científicos resultantes dos projetos

desenvolvidos com práticas de Educação Ambiental, tornam-se de extrema

importância para dar suporte ao desenvolvimento desta área, e a atuação de

profissionais dispostos a produzir tais materiais deve ser incentivada pelos órgãos

governamentais e não governamentais relacionados à área.

Como exemplo, o conhecimento de aspectos básicos da ecologia de

ecossistemas costeiros e a conscientização da população local e dos turistas sobre a

importância da conservação marinha poderão despertar ações de modo a minimizar

o impacto sobre as comunidades costeiras (por predação, captura, lixo e poluição) e

sobre o meio ambiente de modo geral (construções, marinas, derramamento de óleos,

desmatamento) através de atividades de educação ambiental e explanações sobre

desenvolvimento sustentável.

Agora percebeu a importância de que todas as atividades

desenvolvidas tenham um bom embasamento metodológico para que, por

consequência, possam propiciar que os resultados sejam divulgados para toda a

população e para os demais profissionais interessados na área e assim ajudar no

desenvolvimento da Educação Ambiental.

28

8.2 Educação Ambiental – Exemplo

Nesta aula observaremos um exemplo prático de Educação Ambiental para ver

como uma iniciativa pode modificar a realidade das comunidades. A educação

ambiental se destaca como base para o desenvolvimento de diversas ações, onde o

respeito e o cuidado com a vida e a natureza são fundamentais, sendo todas as

pessoas os sujeitos transformadores da realidade. A natureza predatória do modo de

produção capitalista intensificado nas últimas décadas pela necessidade de

desenvolver outras fontes de energia causa, por um lado, o esgotamento dos recursos

naturais e, por outro, o agravamento da pobreza, fome e doenças.

Assim, normalmente, impõe-se como exigência à humanidade a proteção dos

recursos ambientais que em muitas regiões encontra-se com sua capacidade limite

esgotada. Os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) refletem a visão de que a

aprendizagem de valores e atitudes é pouco explorada do ponto de vista pedagógico.

Alguns estudos apontam a importância da informação como fator de transformação

de valores e atitudes. Conhecer os problemas ambientais e saber de suas

consequências desastrosas para a vida humana é importante para promover uma

atitude de cuidado e atenção a essas questões, valorizar ações preservacionistas e

aquelas que proponham a sustentabilidade como princípio para a construção de

normas que regulamentem as intervenções econômicas (MEC, 1997).

A partir destes conceitos, muitos projetos são desenvolvidos com as

populações e comunidades no intuito de promover a Educação Ambiental e

conscientizar estas pessoas da importância de preservar o meio ambiente para que o

seu próprio desenvolvimento seja melhor. Neste contexto, podemos dar exemplos

relacionados ao uso da água, à liberação de poluentes, ao desmatamento e no caso

que vamos descrever a seguir, a reciclagem de lixo.

Em muitos locais, desenvolvem-se cooperativas formadas por moradores da

região de estudo e é montada a Usina de Reciclagem de Lixo, na qual os próprios

moradores são responsáveis por todas as etapas, inclusive administrativas. Como

exemplo, a coleta de lixo pode ser realizada de porta em porta, nos bairros

participantes do projeto, sendo que para tanto, seria desejável que a cooperativa

tivesse veículos para a coleta do lixo. Neste caso, o incentivo do governo para tais

atividades torna-se fundamental, como a formação de convênios com a prefeitura, a

qual poderia pagar à cooperativa pelo serviço de coleta, sendo realizadas ainda

29

captações de lixo em outros pontos da cidade, tais como shoppings, empresas,

Universidades.

Para que o trabalho de coleta tenha resultado, são realizadas, previamente,

visitas domiciliares com o objetivo de orientar os moradores na separação do lixo,

informando sobre a coleta seletiva e a preservação dos recursos naturais,

necessidade de preservação do meio ambiente. Folhetos explicativos são utilizados

como recurso didático nas visitas com informações sobre a separação do lixo,

exemplos de lixo seco, molhado e perigoso, vantagens e desvantagens da separação

do lixo, dias de coleta e convite aos moradores para visita à usina de reciclagem.

Para um melhor funcionamento e incentivo, também é realizado o

cadastramento dos moradores possibilitando o levantamento de informações e

verificação do índice de adesão à coleta seletiva. Desta forma, é possível que seja

realizado um acompanhamento e avaliação do projeto. A equipe da Usina também

deve estar disposta para realizar visitas monitoradas nas quais as entidades e escolas

que apresentarem interesse em conhecer o projeto possam ser assistidas e

incentivadas a aderir. Assim, a usina de reciclagem torna-se um espaço de pesquisa

e troca de experiências, estimulando o pensamento crítico sobre a conduta individual

e coletiva na geração de lixo. O trabalho consiste na sensibilização para uma mudança

de hábitos, valorizando os recursos naturais e incentivando a redução de resíduos

lançados no ambiente. Atividades tais como palestras, dinâmicas, passeios,

construção de brinquedos de material reciclado para as crianças, dentre outros, são

de extrema importância para sensibilizar e alcançar os objetivos.

Os resíduos, depois de coletados pela cooperativa devem ser levados até a

usina para processamento. As usinas de reciclagem e compostagem geram emprego

e renda e podem reduzir a quantidade de resíduos que deverão ser dispostos no solo,

em aterros sanitários. A economia da energia que seria gasta na transformação da

matéria prima, já contida no reciclado, e a transformação do material orgânico do lixo

em composto orgânico adequado para nutrir o solo destinado à agricultura

representam vantagens ambientais e econômicas importantes proporcionadas pelas

usinas de reciclagem e compostagem. Na usina os resíduos passam primeiramente

pela triagem, onde é separado em papel, plástico, material orgânico e rejeito.

Educação ambiental, preservação da natureza, tratamento do lixo, consumo

responsável, são temas que aparecem na agenda da sociedade brasileira e mundial

30

com a urgência de um planeta que não suporta mais o ritmo de exploração que o

homem impôs a ele. Assim, não se trata mais de uma mera vontade de ambientalistas

ou de naturalistas, mas uma necessidade de todas as pessoas. A inserção deste tipo

de trabalho dentro da realidade da extensão universitária, articulada com as unidades

acadêmicas tanto no que diz respeito aos campos de estágio quanto à própria

dinâmica das aulas, orienta para uma formação universitária que privilegia as

necessidades proeminentes da sociedade, e é neste sentido que a pesquisa

universitária torna-se o caminho para melhorar os processos dentro da usina e no

próprio tratamento dos resíduos.

A vinculação por outro lado, da necessidade de reciclar o resíduo que não pode

ser reutilizado com a necessidade de geração de renda, atinge dois aspectos de

estrangulamento social, quais sejam, a questão do lixo urbano e do desemprego. Este

breve exemplo mostra como uma iniciativa de Educação Ambiental bem planejada é

certamente uma proposta eficiente para os mais diversos problemas do mundo atual.

Agora você notou como os projetos de Educação Ambiental são importantes,

não só para a preservação ambiental, mas para o desenvolvimento sustentável como

um todo e para a resolução de muitos problemas sociais, tais como o desemprego.

9 LIMINOLOGIA - A FLORA

Nesta aula vamos falar sobre a importância da vegetação para a água doce,

principalmente enfocando rios e riachos.

A flora e a fauna são extremamente diversas nos ambientes de riachos

litorâneos. A flora é constituída por diferentes grupos de organismos autótrofos

responsáveis pela produtividade primária deste ambiente e é composta principalmente

pela mata ciliar, pelo perifíton e pelo fitoplâncton. Já a fauna inclui todos os organismos

heterotróficos, os quais são responsáveis por dar continuidade aos elos da cadeia

trófica e compreende principalmente o zooplâncton e a macrofauna.

A Mata Atlântica no Estado de São Paulo está representada por três formações

florestais diferentes, as matas da planície litorânea, as matas de encosta e as matas

de altitude (JOLY et al, 1992). Apesar de diversos estudos realizados no levantamento

da mata ciliar, a sua composição ainda permanece pouco conhecida (SANCHEZ,

31

1999). A distinção de uma floresta ripária (ou mata ciliar) em domínio florestal pode

ser feita através da análise de sua composição florística, a qual está frequentemente

relacionada com a influência de cheias periódicas e com a flutuação do lençol freático.

O teor de água no solo é o maior condicionante da vegetação ripária e está

relacionada com o regime pluviométrico, com a topografia local, com o traçado do rio

e os tipos de solo, que podem variar com a dinâmica de deposição e retirada de

sedimentos junto às margens, nas curvas internas e externas dos rios. Estes

distúrbios podem ser responsáveis pelo aumento da heterogeneidade local

favorecendo processos de sucessão e alteração florística no tempo e no espaço.

O novo Código Florestal (Lei n.°4777/65) desde 1965 inclui as matas ciliares

na categoria de áreas de preservação permanente. Assim toda a vegetação natural

(arbórea ou não) presente ao longo das margens dos rios e ao redor de nascentes e

de reservatórios deve ser preservada. De acordo com o artigo 2° desta lei, a largura

da faixa de mata ciliar a ser preservada está relacionada com a largura do curso

d’água.

Tabela 1: Dimensões das faixas de mata ciliar em relação à largura dos rios

32

Apesar desta regulamentação, muitas vezes a mata ciliar vem sendo

fragmentada, dando espaço a áreas agrícolas, pastagens e cidades. Além do

processo de urbanização, as matas ciliares sofrem pressão antrópica por uma série

de fatores: são áreas diretamente afetadas na construção de hidrelétricas; nas regiões

com topografia acidentada, são as áreas preferenciais para a abertura de estradas,

para a implantação de culturas agrícolas e de pastagens; para os pecuaristas,

representam obstáculos de acesso do gado ao curso d’água, dentre outros.

Este processo de degradação das formações ciliares, além de desrespeitar a

legislação, resulta em vários problemas ambientais. As matas ciliares funcionam como

filtros, retendo defensivos agrícolas, poluentes e sedimentos que seriam

transportados para os cursos d’água, afetando diretamente a quantidade e a

qualidade da água e consequentemente a fauna aquática e a população humana. São

importantes também como corredores ecológicos, ligando fragmentos florestais e,

portanto, facilitando o deslocamento da fauna e o fluxo gênico entre as populações de

espécies animais e vegetais. Em regiões com topografia acidentada, exercem a

proteção do solo contra os processos erosivos. (SIMÕES, 2003)

O perifíton é um componente biótico que representa um elo físico entre o

substrato e a água circundante e, por esse motivo, se destaca nos ambientes de água

doce (SLÁDECKOVÁ, 1962, WETZEL, 1983). O perifíton pode ser categorizado como

epipélon, o qual se encontra sobre substratos não consolidados, como epifíton, sobre

plantas, e como epilíton, sobre rochas (ALLAN, 1995). Segundo GOLDSBOROUGH

& ROBINSON (1996), certos fatores são determinantes na dominância de espécies

em dada área incluindo a natureza do grupo. Outras considerações importantes são

a localização geográfica, as estações do ano, a profundidade da coluna d’água, o

hidroperíodo, os tipos de macrófitas presentes e a concentração de nutrientes.

No perifíton, as diatomáceas compõem a maioria de espécies, embora algas

verdes e cianobactérias também sejam importantes. A comunidade perifítica vem

sendo ultimamente utilizada para o monitoramento ambiental, pois, devido ao seu

modo de vida séssil e grande riqueza de espécies, apresentam diferentes preferências

e tolerâncias ambientais (RODRIGUES, et al. 2003). Apesar do grande número de

espécies registradas em águas ácidas (BROOK 1981, HUSZAR 1994), muitas

espécies são relativamente abundantes em águas alcalinas (BROOK 1981) e algumas

espécies podem sobreviver em condições de dessecação durante longos períodos

33

(BROOK & WILLIAMSON, 1988). Ainda, mudanças nas características físicas e

químicas da água, como também o desaparecimento de habitats de macrófitas,

podem afetar diretamente a diversidade e a composição das espécies. (BROOK,

1981; COESEL, 1982)

A vegetação tem grande importância em todos os estudos ecológicos e pôde

influenciar muito na qualidade da água. Assim, você pode observar a necessidade de

estudar todos os fatores associados à água.

9.1 Limnologia - O plâncton e a macrofauna

Nesta aula vamos falar sobre os organismos da fauna e do plâncton que vive

na água doce e a importância de todos estes organismos. A palavra plâncton é

originária do grego plagktón, significando errante ao sabor das ondas e foi pela

primeira vez utilizada por Victor Hensen em 1887.

O plâncton é constituído pelo fitoplâncton e pelo zooplâncton, organismos que

não possuem movimentos próprios suficientemente fortes para vencer as correntes,

que porventura, se façam sentir na massa de água onde vivem. Esses organismos

estão na base da cadeia alimentar e, graças a seu elevado metabolismo, são capazes

de influenciar processos ecológicos fundamentais como ciclagem de nutrientes e

magnitude da produção biológica.

O fitoplâncton é formado por organismos autótrofos, principalmente por

dinoflagelados e diatomáceas, cuja presença e concentração nos ambientes

aquáticos está fortemente associada ao estado trófico do manancial. As diatomáceas

constituem as formas dominantes do fitoplâncton e são predominantes na primavera

e no verão. Muitos dos seus gêneros são unicelulares (e.g. Coscinodiscus), embora

formas coloniais em cadeia (e.g. Chaetocerus) ou padrões distintos (e.g. Asterionella)

também existam. As formas coloniais constituem adaptações à vida pelágica com o

consequente aumento da flutuabilidade. Seu crescimento pode ser limitado por fatores

como a luminosidade, a temperatura e a concentração de nutrientes no meio, além da

influência de correntes, descargas, turbidez e profundidade nos riachos, as quais

podem afetar a ontogenia destes organismos. (ALLAN, 1995)

O zooplâncton é constituído por consumidores primários, os herbívoros, e por

predadores de diferentes níveis tróficos. Ao contrário dos ambientes marinhos, o

34

zooplâncton dos ambientes de água doce é composto por poucos grupos de

invertebrados aquáticos, e dentre os principais estão os protozoários, crustáceos,

moluscos, larvas de insetos e larvas de peixes. Sua distribuição é limitada por fatores

como disponibilidade de hábitat, alimento, velocidade das correntes e predação

(HARRISON et al, 2005). A ecologia do zooplâncton foi mais focada nos crustáceos,

principalmente cladóceros, que são os herbívoros predominantes de ambientes

lóticos. Como consequência, este grupo foi visto por muito tempo como o principal elo

entre a produção primária e os predadores maiores, como peixes (SOMMER &

SOMMER, 2006). Atualmente sabe-se a importância dos outros grupos na da cadeia

trófica.

A macrofauna representa uma comunidade diversificada de invertebrados e

vertebrados, que apresenta o comprimento do corpo entre 4 e 80 mm, como exemplo

moluscos, crustáceos, insetos e peixes. Influência nos processos do solo através da

escavação e/ou ingestão e transporte de material inorgânico e orgânico do solo

(LAVELLE et al, 1997), e são influenciadas pela ação antrópica que pode modificar

consideravelmente a abundância e a diversidade da comunidade, principalmente pela

perturbação do ambiente físico e pela modificação da quantidade e qualidade de

matéria orgânica (LAVELLE et al, 1993).

Apesar da relação entre diversidade e estabilidade ser objetivo de muita

discussão, entende-se que a interação entre as espécies é muito importante, na

medida em que a falta de variabilidade genética leva a uma diminuição da habilidade

de sobrevivência das populações frente às condições adversas do ambiente. Portanto,

analisar a diversidade, a riqueza e a importância de determinados grupos poderá ser

a abordagem que mais contribua para a compreensão da capacidade reguladora da

fauna nos ecossistemas aquáticos.

A diversidade de espécies envolve o número de espécies (riqueza de espécies)

e a distribuição do número de indivíduos entre as espécies (equitabilidade). Esta

definição está explicitada nos índices de diversidade, que conjugam estes dois

parâmetros (ODUM, 1988; COLINVAUX, 1986). Uma vantagem do uso da riqueza de

espécies é que ela fornece uma ampla medida da complexidade das comunidades e

talvez da sua resiliência. As desvantagens estão associadas à identificação das

espécies e de que pouco é revelado sobre as interações entre espécies (STORK &

EGGLETON, 1992).

35

Agora você pôde ter um bom entendimento da diversidade de organismos que

habitam a água doce e, além de aprofundar seus conhecimentos, estimular a

conservação da água e tudo que a ela está associado.

9.2 Limnologia - Poluição ambiental e ecotoxicologia

Após conhecer a importância dos estudos limnológicos e a composição da flora

e da fauna, vamos aprender que estes organismos podem ser utilizados como

indicadores da qualidade da água doce no ambiente natural.

A industrialização foi a base da produção mundial nos últimos dois séculos.

Como consequência da produção industrial, a disponibilidade de uma gama de

produtos químicos potencialmente tóxicos e a geração de resíduos em grande volume

se tornaram significativamente prejudiciais ao ambiente.

As atividades industriais e agrícolas distribuem-se principalmente em locais

próximos a rios e regiões litorâneas e trazem consigo um considerável aumento na

densidade populacional. Juntos, os efluentes e resíduos urbanos, agrícolas e

industriais, vêm causando grande poluição e riscos para os cursos d’água. O ambiente

aquático, entretanto, não é um compartimento de diluição infinita da poluição que nele

é despejada e como outros ambientes apresenta grande diversidade biológica, além

da importância para a própria população humana. (ZAGATTO, 2006)

Muitos dos efluentes lançados aos ambientes aquáticos são altamente

complexos físico quimicamente e geram uma variedade de agentes químicos e efeitos

biológicos. As análises tradicionais dos contaminantes não são eficientes na

caracterização de seus efeitos na biota e avaliação dos riscos ambientais, sendo que

a estratégia mais adequada é o uso integrado de análises físicas, químicas e

ecotoxicológicas. (MOZETO & ZAGATTO, 2006)

Os primeiros testes de toxicidade foram realizados ainda no século XIX, mas

somente no decorrer do século seguinte foram utilizados organismos aquáticos para

este fim. Vários dos estudos mencionam o uso de peixes como indicadores de

contaminação de ambientes aquáticos, com especial destaque para as espécies mais

sensíveis e de importância econômica. (ZAGATTO, 2006)

36

Atualmente, a toxicidade de agentes químicos no meio hídrico é avaliada por

meio de ensaios ecotoxicológicos com organismos representativos da coluna d’água

e dos sedimentos do ambiente aquático. O uso de parâmetros biológicos para estimar

a qualidade da água se baseia na resposta dos organismos em relação às condições

deste meio. (BUSS et al., 2003)

Estes procedimentos permitem o estabelecimento de limites permissíveis de

várias substâncias químicas, além de avaliar o impacto momentâneo que os poluentes

causam à biota dos corpos hídricos. Os ensaios desenvolvidos em laboratório podem

ser de toxicidade aguda ou crônica, sendo possível assim a avaliação de efeitos

severos e rápidos sobre os organismos expostos, levando-os à morte, ou de efeitos

mais sutis sobre estes organismos, gerando distúrbios fisiológicos e comportamentais.

(ARAGÃO & ARAÚJO, 2006)

Alguns fatores podem afetar os resultados dos ensaios ecotoxicológicos com

organismos aquáticos. Esses fatores podem ser bióticos, relacionados a estágio de

vida, tamanho, idade e estado nutricional dos organismos, ou abióticos, que incluem

pH, oxigênio dissolvido, temperatura e dureza da água. Estes fatores devem ser,

portanto, monitorados ao longo da execução destes testes. (ARAGÃO & ARAÚJO,

2006)

A Ecotoxicologia é a ciência que tem como base o estudo dos efeitos dos

agentes físicos, químicos e biológicos sobre os organismos vivos, particularmente

sobre populações e comunidades em seus ecossistemas, incluindo as formas de

transporte, distribuição, transformação, interações e destino final desses agentes nos

diferentes compartimentos do ambiente.

As alterações na biodiversidade são, portanto, consequências de dois fatores

principais:

Maior disponibilidade de nitrogênio e carbono

Mudança do ambiente natural dos rios de aeróbios para anaeróbios, ou seja,

menor disponibilidade de oxigênio.

Em estudos limnológicos de Ecotoxicologia, importantes como indicadores da

qualidade da água de rios, riachos, lagos e lagoas, o peixe paulistinha Danio rerio tem

sido utilizado como modelo experimental por apresentar-se como um organismo teste

37

de fácil adaptação em laboratório, por ter uma reprodução contínua e número de ovos

suficiente para os testes propostos.

Conhecer os aspectos básicos de um ambiente e os organismos que o

compõem é de grande importância para estudos de preservação e impacto ambiental.

10 APLICAÇÕES DA BIOLOGIA CELULAR – CITOPATOLOGIA

Na aula de hoje, abordaremos a importância de conhecermos a estrutura de

uma célula e sua aplicação na área médica.

Hoje em dia nós podemos obter informações importantes a respeito da saúde

de um indivíduo analisando alguns aspectos de suas células. Este exame, que tem

por finalidade a análise da morfologia de uma célula, recebe o nome de citopatologia

ou citodiagnóstico.

Este exame simples e de baixo custo para os serviços de saúde ganhou

destaque após um médico italiano, chamado Papanicolau, utilizá-lo na detecção de

um dos maiores problemas de saúde pública, o câncer do colo de útero. É importante

ressaltar que a citopatologia é empregada em várias áreas da saúde humana e animal.

A citopatologia pode ser dividida em dois tipos:

Esfoliativa, onde a célula é coletada através de raspagem;

Aspirativa, na qual é feita por punção, ou seja, aspiração das células, como

uma coleta de sangue, por exemplo. Durante a análise da célula sob o

microscópio, o observador analisará:

1) Tamanho da célula – Dependendo do órgão, as células apresentam tamanho e

forma bem definidos. Qualquer alteração neste item pode ser indicativa de alguma

doença. Mas não se preocupe em querer saber a forma das células agora! Este tópico

será abordado em outras disciplinas.

2) Proporção entre o núcleo e o citoplasma – De um modo geral, as células

apresentam uma área maior de citoplasma comparado ao núcleo. Dizemos que esta

38

proporção é de 9:1, ou seja, 9 partes de citoplasma para 1 de núcleo. Quando

observamos uma célula com um núcleo enorme, pode estar ocorrendo, por exemplo,

uma infecção viral.

3) Número de núcleos – Com exceção de algumas células do nosso corpo (como as

células do fígado e dos músculos) a maioria das células apresenta um núcleo apenas.

Portanto, quando é vista uma célula com mais de um núcleo, pode ser sugestivo de

alguma doença.

4) Coloração – Para podermos estudar as células ao microscópio, antes temos que

corá-las. Para cada situação existe um tipo de corante específico. Mas a célula normal

exibe um padrão uniforme de cor. Toda vez, que uma parte da célula estiver mais

corada do que outra algo de errado está ocorrendo.

Estes quatro itens devem ser analisados em conjunto com os sintomas que o

paciente apresenta e confrontados com outros exames, caso necessário, para o

fechamento de um diagnóstico. Observe as figuras 1 e 2 abaixo:

Figura 1 – Citologia vaginal normal. Observa-se o padrão na forma das células. A

célula (A) apresenta contornos mais retos, em comparação com a célula (B) que

apresenta contornos ovalados. A célula (C) apresenta outro padrão, não tão

facilmente encontrado, mas normalmente, em forma de “barco” e, é chamada célula

navicular. Outros aspectos a serem levados em conta é a proporção 9:1 (citoplasma:

núcleo) e a quantidade de núcleos em cada célula. (imagem cortesia Prof. Maurício

Pereira Gouvinhas)

39

Figura 2 – Citologia vaginal anormal. A célula (A) apresenta um padrão diferente de

coloração; algumas partes de seu citoplasma estão mais coradas do que outras. A

célula (B) apresenta seu núcleo aumentado de tamanho. (imagem cortesia Prof.

Maurício Pereira Gouvinhas)

Podemos concluir que a citopatologia é um instrumento importante para

assegurar que a célula se encontra em seu estado normal. E que a análise de

características básicas, como a morfologia celular, é tão eficaz quanto exames mais

modernos.

11 APLICAÇÕES DA HISTOLOGIA – BIÓPSIA

Dando continuidade à nossa unidade, vamos abordar a utilidade da histologia

para a saúde. Como visto anteriormente, histologia é uma ciência que estuda um

conjunto de células com morfologia semelhante e que desempenham basicamente a

mesma função.

Um conceito importante deve estar claro na sua mente! Assim como foi visto

na última aula, a análise da célula pode mostrar muito do que está acontecendo com

ela em um dado momento. E esse é o nosso assunto de hoje.

O exame que nos permite estudar como as células em um determinado tecido

estavam se comportando em seu microambiente é denominado biópsia (gr. Bios =

vida; psias = ver). Um exemplo clássico para entendermos a aplicação da biópsia é

para sabermos se um tumor é benigno ou maligno.

40

Uma definição simples para biópsia é a retirada de um fragmento de tecido vivo

para análise. Tem como objetivo o diagnóstico de doenças, cura e controle de cura.

Existem três tipos de biópsia: incisional, excisional e aspirativa.

Biópsia Incisional – Indicada para lesões grandes onde apenas um fragmento da

lesão é retirado para análise. Observe a figura 1.

Figura 1 – Biópsia incisio – nal da próstata evidenciando o aumento do número de

células (pontos em azul). Imagem cortesia do Prof. Maurício Pereira Gouvinhas.

Biópsia Excisional – Indicada para lesões pequenas, onde a lesão é retirada como

um todo. Um bom exemplo é a retirada de uma verruga.

Biópsia Aspirativa – Indicada para tecidos ou lesões líquidas. Se você acha que

nunca fez uma biópsia, está enganado. Quando você vai coletar sangue para fazer

um hemograma, por exemplo, você está fazendo uma biópsia, o sangue é o único

tecido líquido do organismo. A biópsia aspirativa também se aplica em abcessos, ou

seja, uma massa de tecido com conteúdo líquido ou purulento.

Como podemos perceber, através de um pequeno pedaço de uma área

afetada, podemos diagnosticar e descobrir doenças. A biópsia é uma ferramenta

fundamental de auxílio da medicina.

12 APLICAÇÕES DA HISTOLOGIA – NECROPSIA

Dando continuidade à aula sobre as aplicações da Histologia, hoje vamos

abordar um assunto de extrema importância para o diagnóstico médico. É bem

verdade que a maioria das pessoas não vê esse procedimento com bons olhos! Mas

tenho certeza de que você entenderá a necessidade de sua aplicação.

Quando o estudo do corpo humano começou com o anatomista Bichat em

meados do século XIX, era terminantemente proibido o uso de cadáveres para fins

didáticos. Então esses devotos pesquisadores tinham que realizar seus estudos

escondidos. Imaginem se o estudo sobre o corpo humano não tivesse acontecido! A

medicina ainda estaria caminhando.

Hoje em dia várias séries de televisão mostram a importância da necropsia para

a medicina e para a justiça também. Então, podemos definir a necropsia como um

procedimento de retirada de um fragmento de tecido morto, que tem por finalidade

41

descobrir a causa mortis, ou seja, por que e o que levou uma pessoa (ou animal) a

morte. A necropsia pode ser dividida em duas: a necropsia médico científico e a

necropsia médico legal. Embora o procedimento seja o mesmo em ambos os casos,

existem diferenças marcantes.

Necropsia Médico Científico – É realizada em pessoas que tiveram morte assistida,

ou seja, que sofriam de uma determinada doença e que a mesma poderia lhe tirar a

vida, ou em pessoas que se submetem a um procedimento cirúrgico e acabam

falecendo durante a operação. Neste caso, a necropsia será feita no chamado SVO

(Sistema de Verificação de Óbito), do próprio hospital e é obrigatória a autorização da

família.

Necropsia Médico Legal – Neste tipo de procedimento existe um contexto jurídico,

pois é realizada em pessoas que tiveram morte violenta (suicídio, homicídio, acidentes

automobilísticos ou de trabalho). É realizada no IML (Instituto Médico Legal) e é

compulsória, ou seja, obrigatória em todos os casos.

Procedimento – Existe toda uma metodologia para se fazer uma necropsia. Tudo o

que o examinador achar é gravado e registrado. Primeiro começa a análise externa

do corpo. Ele é medido, pesado e quaisquer alterações na pele (tatuagens, arranhões

ou fraturas) são anotadas.

O próximo passo é análise do crânio, do cérebro e por último as cavidades

torácica e abdominal. Órgãos como cérebro, coração, pulmão, fígado, rim e baço são

retirados, pesados e analisados em relação a sua cor, forma e consistência. Em caso

de suspeita, um fragmento do órgão é retirado para análise patológica (sob o

microscópio). Para finalizar, os órgãos são colocados em seus lugares anatômicos, o

corpo é suturado e o diagnóstico é feito a posteriori.

Talvez o que mais choque você é o fato de que quando temos um natimorto, a

necropsia só poderá ser realizada se o bebê pesar mais do que 500 gramas, caso

contrário ele é descartado como sendo peça anatômica e não poderá nem ser

enterrado. Essa é a nossa lei, fica aqui um tema para ser analisado!

Devemos encarar tais procedimentos com olhos científicos e não com olhos

“humanos”. Ao longo do curso você terá a oportunidade de se fascinar com o estudo

42

do corpo, seja do homem, de um inseto ou mesmo uma planta, todos têm uma

máquina perfeita para ser explorada!

13 APLICAÇÕES DA MICROBIOLOGIA – COLORAÇÃO DE GRAM

A microbiologia é a ciência que estuda as “temíveis” bactérias, organismos

simples, microscópicos, formados por apenas uma célula. Aqui eu já deixo uma

pergunta: Se as bactérias são organismos tão simples, como conseguem causar tanto

estrago em nosso organismo?

Antes, vale lembrar que já houve uma época em que nem tínhamos a noção de

que as bactérias existiam. Elas foram observadas pela primeira vez, em 1833, por

Antony van Leeuwenhoek. Através de uma técnica de coloração denominada

coloração de Gram, podemos diferenciar as bactérias em duas cores: roxas ou gram-

positivas e rosas ou gram-negativas. Ao final de 1800, Christian Gram observou que

algumas bactérias eram coradas com uma solução de iodo e que o mesmo não era

retirado quando lavado em álcool; outras bactérias perdiam a coloração com iodo e

tinham que ser contra coradas para sua visualização. Essa técnica nos permite

agrupar as bactérias como sendo patogênicas (gram-negativas) e não patogênicas

(gram-positivas).

A diferenciação na cor (roxa ou rosa) depende das propriedades físicas da

parede celular. As bactérias, sendo organismos procariotos, apresentam além da

membrana celular uma camada extra de membrana denominada parede celular.

As bactérias Gram-positivas têm parede celular grossa, densa e relativamente

não porosa, por isso retêm o corante, não permitindo que seja lavado quando aplicado

o álcool.

A figura 1, representa uma biopsia de pulmão evidenciando a presença de bactérias

Gram-negativas causadoras da tuberculose. As bactérias têm forma de bastão e são

denominadas de bacilos.

43

Figura 1 - Biopsia de pulmão evidenciando a presença de bactérias Gram-negativas.

Imagem cortesia do Prof. Maurício Pereira Gouvinhas.

Quando dizemos que uma bactéria é patogênica, significa que ela tem uma

capacidade maior de multiplicação e produz, com frequência, substâncias que

destroem os tecidos sadios, além de ter uma resistência maior aos antibióticos.

Outro detalhe que deve ser levado em conta quando se classificam as bactérias

em positivas ou negativas é que, por exemplo, se uma bactéria Gram-positiva tiver

sua estrutura danificada pelas nossas células de defesa ou se, antes da realização da

coloração de Gram, o paciente já tiver em tratamento com antibióticos, a coloração

pode ser alterada de Gram-positiva para Gram-negativa; isso pode gerar um resultado

falso-positivo e prejudicar o método de escolha do antibiótico.

Portanto, a coloração de Gram não só ajuda a diferenciar as bactérias

patogênicas das não patogênicas, mas auxilia também na escolha do antibiótico. Na

próxima aula, veremos como é feito o exame para determinar o melhor antibiótico

contra esses “inimigos invisíveis”.

14 APLICAÇÃO DA MICROBIOLOGIA – ANTI-BIOGRAMA

Como vimos na última aula sobre Coloração de Gram, a classificação das

bactérias é importante, mas o mais importante é saber como controlar uma infecção!

Nossa aula de hoje vamos abordar como é feito um teste para a escolha de um

antibiótico.

O uso sem controle de um antibiótico pode ser um ato suicida. Sem exageros,

a utilização sem prescrição e acompanhamento médico pode piorar a situação no

44

curso de uma determinada infecção. As bactérias, sendo organismos simples,

conseguem se adaptar muito mais rápido às condições do meio em que vivem.

Quando você faz uso de um antibiótico, o esperado é que este consiga quebrar

alguma defesa da bactéria para que seu organismo consiga eliminá-la. Quando o

antibiótico não é eficiente, a bactéria consegue “alterar” seu material genético, ficando

mais forte. Essa alteração vai ser passada para as próximas gerações, formando

assim, bactérias resistentes àquele determinado antibiótico. Então, como é possível

escolher um antibiótico que seja capaz de neutralizar a bactéria e que tenha menos

chances de resistência?

Para responder a esta pergunta vamos apresentar o antibiograma. Este exame

nos permite saber quais antibióticos são realmente eficazes contra uma bactéria.

Vejamos: O primeiro passo é colher uma amostra da bactéria (pode ser de

uma ferida, secreção, de algum objeto contaminado). Essa bactéria é colocada em

um meio de cultura, ou seja, um local que tenha nutrientes para que a bactéria

consiga sobreviver. Mas com tantas bactérias e antibióticos como vamos encontrar

um que seja eficiente? Boa pergunta! Quando o médico examina um paciente, ele já

tem ideia de qual bactéria ou qual família de bactérias está causando a infecção, e

com essa informação, é pedido um antibiograma com antibióticos conhecidos para

aquela família em específico. Agora nós vamos precisar de outro meio de cultura e, a

esse meio, vamos colocar pequenos discos de papel-filtro embebidos nos possíveis

antibióticos. (veja a ilustração a seguir).

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O círculo maior representa a placa de vidro com meio de cultura contendo as

bactérias. Cada círculo colorido representa o disco de papel contendo o antibiótico a

ser testado. A placa de vidro será colocada em uma estufa aquecida a 47°C para que

as bactérias possam crescer.

Após um período de 48 horas, a placa é retirada da estufa e analisada. Em um

meio de cultura sem os discos de antibiótico é esperado que as bactérias se

multipliquem por toda a placa. Neste caso, como estamos testando a ação de um

antibiótico, aquele que é mais eficaz não deixará que as bactérias se multipliquem

ao seu redor.

.

No esquema acima, podemos observar que houve um crescimento bacteriano

ao redor dos discos amarelo e azul, isso quer dizer que esses dois tipos de antibióticos

não são eficientes contra a bactéria em questão. Agora compare o resultado do

disco rosa, não houve crescimento ao redor, isto significa que este antibiótico é ideal

para combater a infecção.

Este exame deveria ser obrigatório sempre antes do médico prescrever o

antibiótico, o que não acontece na prática. Sem o antibiograma pode se deixar uma

margem para que a bactéria crie resistência, caso isso ocorra um novo antibiótico mais

forte terá que ser receitado.

Portanto, podemos evitar erros usando um exame simples e de baixo custo. O

único inconveniente são os dois dias de espera que, dependendo do caso, pode ser

um tempo precioso no combate contra esses organismos.

46

Após esta aula, reflita sobre o uso de remédios sem a devida prescrição

médica, principalmente os antibióticos.

15 APLICAÇÕES DA EMBRIOLOGIA – FERTILIZAÇÃO IN VITRO

A embriologia, é a ciência que, por definição, é o estudo do embrião, mas que

não estuda apenas o embrião. Estuda também todos os eventos que envolvem desde

a formação das células sexuais até o nascimento.

De fato, a embriologia é uma das ciências básicas que tem a maior importância

na aplicação clínica tanto do homem quanto animal. Foi graças ao estudo da

embriologia que áreas como ginecologia, neonatologia, pediatria e reprodução

humana e animal, tiveram os maiores avanços em conhecimento.

As causas de infertilidade são várias e atingem vários casais que, na maioria

das vezes, só descobrem que têm algum problema quando as tentativas para gerar

um novo ser não dão resultados. MARIANI, em 1983, apontou que 8 a 12% dos casais

são inférteis.

Frente a esse problema, em 1978, nasceu o primeiro bebê de proveta. Foi

utilizada a técnica de fertilização in vitro (FIV). Hoje em dia, não só essa técnica foi

aprimorada, mas outras também foram desenvolvidas (Transferência de Embrião, TE;

Transferência Intrafalopiana de Gameta, TIFG; Injeção Intracitoplasmática de

Espermatozoides, IICE).

No interior dos ovários, existem estruturas que abrigam os ovócitos (células

sexuais) denominadas folículos, estes, ao longo do ciclo sexual da mulher, vão

amadurecendo para dar origem ao folículo maduro, o qual 14 dias antes do término

do ciclo, deverá expelir o ovócito para que este seja fecundado pelo espermatozoide.

Depois de fecundado, o agora chamado ovo ou zigoto, percorre a tuba uterina em

direção ao útero para se fixar em sua parede e se desenvolver.

Pesquisas têm demonstrado que, aproximadamente, 30% dos casos de

infertilidade são devidos a fatores ovulatórios e 20% a fatores uterinos e/ou tubários.

Mas os homens não escapam da estatística, problemas de causa masculina chegam

a quase 50% dos casos. A seguir vamos ver as etapas para a realização da

Fertilização in vitro:

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1 – Os folículos são estimulados a se desenvolverem dentro do ovário através da

administração de um hormônio denominado FSH (Hormônio Folículo Estimulante);

2 – Por meio de uma videolaparoscopia (procedimento cirúrgico feito através da

introdução de uma câmera de fibra-óptica no abdômen da paciente), vários folículos

são coletados;

3 – Os ovócitos são retirados de dentro dos folículos e colocados em placas de vidro

ou tubos de ensaio contendo líquido nutritivo específico;

4 – Os espermatozoides são colocados logo em seguida e a fertilização e as

primeiras divisões do zigoto são monitoradas constantemente através de microscópio;

5 – Quando o zigoto chega ao estágio de 8 células, é transferido para a cavidade

uterina.

Pode até parecer um procedimento simples, de fato, teoricamente é, mas

existem restrições ao procedimento. Primeiro é um procedimento caro, devido aos

instrumentos e meios nutritivos; segundo a taxa de implantação é pequena, o que

pode ser evitado transferindo para o útero de 3 a 4 zigotos de uma vez, o que pode

aumentar o risco de uma gravidez múltipla; terceiro, a administração dos hormônios

pode aumentar o risco de ocorrer trombos (principalmente se a paciente já tem

problema de circulação); e por último, a taxa de aborto espontâneo também aumenta

em comparação a uma fecundação normal.

Mas não devemos desencorajar os casais que procuram os métodos

laboratoriais para conseguirem engravidar, na verdade, vale ressaltar que desde

1978, vários milhares de bebês nasceram por meio da fertilização in vitro ou outra

técnica de reprodução assistida!

A fertilização in vitro, como toda intervenção médica, tem seus riscos, mas, a

alegria de ter um filho não tem preço.

16 APLICAÇÃO DA IMUNOLOGIA – CHOQUE ANAFILÁTICO

Nosso sistema imunológico é o responsável por defender nosso organismo

contra agressões do meio externo, mas em determinadas situações, o próprio sistema

48

imunológico se torna o agressor. A aula de hoje aborda um tema importante o qual as

pessoas não sabem que são portadoras. Vamos falar sobre o choque anafilático.

O sistema imunológico possui células especializadas na defesa contra qualquer

agente agressor ou antígeno, que pode ser desde uma bactéria até uma partícula de

poeira. Essas células especializadas produzem proteínas denominadas anticorpos,

as quais têm a função de neutralizar o agente agressor para que outras células

possam destruí-los.

Uma grande parte da população mundial tem alergia e não é muito difícil você

descobrir que possa ser alérgico a uma variedade de substâncias. Nosso sistema

imunológico trabalha em equilíbrio, ou seja, a produção de anticorpos é proporcional

à quantidade de antígeno que entra em nosso corpo. Mas, às vezes, isso não

acontece, então podemos ter duas situações: a primeira é quando o sistema

imunológico trabalha pouco, nesse caso damos o nome de anergia, a outra situação

é o inverso, quando o sistema trabalha muito, chamamos então

de hipersensibilidade. Nesse ponto você deve estar imaginando que é melhor ter um

sistema imunológico que trabalha mais, é aí que você se engana.

O choque anafilático pode ser definido como sendo uma reação alérgica de

hipersensibilidade a um antígeno específico e, se não contida a tempo, pode levar à

morte. Vamos agora analisar como ocorre o processo.

Vamos pegar como exemplo um indivíduo que tem alergia a camarão. A

primeira vez que o camarão é ingerido, as células de defesa interpretam que as

proteínas do camarão são antígenos, e alertam o sistema imunológico para começar

a produzir anticorpos. Neste primeiro contato, a produção de anticorpos é sempre um

pouco a mais do que o necessário. Os anticorpos, então, se ligam aos antígenos e

ambos são destruídos. Aqueles anticorpos a mais que não foram usados serão

armazenados, na superfície de uma célula chamada mastócito, para formar o que nós

chamamos de memória imunológica. O resultado deste primeiro combate é percebido

através de sinais clássicos de um processo alérgico, como: vermelhidão na pele,

pequenas erupções de pele chamadas máculas, que se assemelham a picadas de

mosquito, espirros, etc.

O perigo do choque anafilático é que as pessoas não sabem que são

hipersensíveis e, de fato, não tem como saber até que o antígeno entre no organismo

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pela segunda vez. Outro fator importante é que pessoas hipersensíveis produzem

uma quantidade exagerada de anticorpos.

Lembram que os anticorpos não utilizados se fixam na superfície dos

mastócitos? Estas células possuem em seu citoplasma uma substância química que

dá início ao choque anafilático e, de modo geral, ao processo alérgico, esta substância

é a histamina.

Imagine agora nosso amigo hipersensível ingerindo camarão pela segunda vez.

Seu organismo vai produzir mais anticorpos, mas agora a diferença é que ele possui

dezenas desses mesmos anticorpos fixos na superfície dos mastócitos. O processo

se repete, ou seja, os anticorpos vão se fixar aos antígenos e ambos serão destruídos.

Logo em seguida, como os anticorpos estavam na superfície dos mastócitos, a reação

antígeno + anticorpo faz com que haja a liberação da histamina para os tecidos. A

histamina provoca o aumento dos vasos sanguíneos e a contração dos músculos

lisos.

Pelo efeito da histamina, nosso amigo começa a sentir um grande desconforto,

ele não está conseguindo respirar normalmente; isto é devido ao fato de que na região

da garganta e do pulmão existe uma grande concentração de mastócitos, logo ocorre

a liberação de histamina nesses locais, a histamina começa a aumentar o calibre dos

vasos sanguíneos provocando um inchaço. Na garganta, o inchaço começa a

bloquear a passagem de ar na traqueia, e nos pulmões a histamina provoca a

contração do músculo liso que está em volta dos bronquíolos, que são pequenos tubos

que levam o ar até os pulmões, dificultando também a passagem de ar. Toda essa

reação é conhecida como choque anafilático.

Se uma pessoa não for socorrida imediatamente, ela pode morrer por asfixia

(falta de ar). O tratamento para o choque anafilático é simples, basta a aplicação de

um anti-histamínico. Se aplicado a tempo, os sintomas desaparecem em poucos

minutos. Outro procedimento, em casos mais graves, é a realização de um corte na

traqueia para dar passagem ao ar em direção aos pulmões. Este procedimento só

poderá ser realizado por um médico capacitado dentro de um hospital, onde há todo

um suporte específico, o procedimento é chamado de traqueostomia.

A aula de hoje mostrou que existem situações em que o nosso organismo, na

tentativa de eliminar um agente agressor, pode acabar complicando ainda mais, como

é o caso das doenças autoimunes.

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17 APLICAÇÕES DA IMUNOLOGIA – VACINAS

A vacina não é um método de cura, como a maioria das pessoas pensam, ela

é um método profilático, ou seja, preventivo. O objetivo é ajudar o sistema imunológico

a produzir anticorpos contra um determinado antígeno antes que este penetre no seu

organismo.

A primeira tentativa de vacinação foi em 1796 contra a varíola, entretanto, foi

em 1885 com Pasteur, a primeira vacinação em humanos contra a raiva. Atualmente,

a tecnologia e o conhecimento acerca do sistema imunológico nos permitem produzir

vacinas contra vários agentes patológicos, um exemplo recente é a produção da

vacina contra o vírus do papiloma humano responsável pelo câncer do colo uterino.

A vacina nada mais é do que a administração do antígeno específico em uma

concentração bem pequena, mas suficiente para o sistema imunológico começar a

produção de anticorpos. Já o soro é composto pelo próprio anticorpo.

Basicamente se utiliza um animal de experimentação para produzir o soro que

será usado como matéria-prima. Normalmente utiliza-se um cavalo, não só pelo porte,

mas devido ao seu sistema imunológico ser bastante forte. Primeiro inocula-se o

antígeno que se deseja produzir a vacina contra. Após um período de duas semanas

(para que o sistema imunológico produza anticorpos), faz-se a retirada de sangue do

animal. O sangue é levado ao laboratório para que o soro, um líquido amarelado

contendo os anticorpos, seja retirado, purificado e armazenado.

Antes de serem usadas, as vacinas passam por uma série de testes de

qualidade e, só depois, são distribuídas para os serviços de saúde e usadas nas

campanhas de vacinação.

18 TESTE DE PATERNIDADE

O teste de paternidade utiliza o DNA para pesquisar quem é o pai ou a mãe de

um determinado indivíduo. O método utilizado, relativamente simples, é dividido em

duas etapas: a primeira, será feita através de uma técnica denominada PCR (Reação

em cadeia da Polimerase) que consiste em fazer cópias da molécula de DNA.

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Primeiro é retirada uma amostra de sangue do filho e dos supostos pais, por

exemplo. O sangue é colocado em um tubo de ensaio e o DNA é separado das células.

Então o tubo é colocado em um aparelho denominado termociclador, o qual através

de alterações na temperatura permite que a molécula de DNA se duplique. Após um

período de 2 horas temos 1 milhão de cópias de DNA.

A segunda etapa é realizada pela técnica de eletroforese, que consiste em

colocar o material (DNA) dentro de um gel em uma cuba de vidro, tampá-la e deixar

uma corrente elétrica passar pelo gel. A cuba de eletroforese tem dois polos, um

negativo e outro positivo; e sendo o DNA um composto orgânico, é formado por

partículas carregadas negativamente e por outras carregadas positivamente. Quando

a corrente elétrica passa pelo gel contendo o DNA, as partículas são forçadas para as

extremidades da cuba.

Este processo de migração é chamado de corrida eletroforética e as partículas

são atraídas de acordo com sua carga elétrica: (-) com (+) e vice-versa. Após um

período de 2 horas, o gel é retirado para análise, veja o exemplo a seguir na figura 1.

Figura 1 – Exemplo de um exame de paternidade, cujo pai é determinado pela técnica

de eletroforese.

No esquema acima está representado o resultado da corrida eletroforética.

Para determinar quem é o verdadeiro pai temos que comparar o padrão de bandas

brancas que migram ao longo do gel. Assim sendo, quem tiver o maior número de

bandas iguais ao filho será o progenitor. Em nosso exemplo, o pai número 2 é o

verdadeiro pai.

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O exame de DNA tem uma confiabilidade de 99,9999999%. Pode ser não só

nos casos de paternidade, mas em casos em que se queiram comparar amostras

entre indivíduos para identificação.

Vale a pena ressaltar que cada indivíduo tem um tipo particular de DNA, como

uma digital. Portanto, não tem como enganar o que o seu DNA tem a dizer.

19 O CARIÓTIPO

Uma das maiores promessas para a medicina do futuro será a capacidade de

curar doenças corrigindo defeitos na molécula de DNA. Este composto orgânico é tão

importante porque nele podemos encontrar todas as informações necessárias para

formar um outro organismo idêntico ao original, todos devem se lembrar da ovelhinha

Dolly.

Todas as nossas células possuem um número definido de cromossomos. Esse

número é o 46, ou seja, nós possuímos 46 cromossomos por célula. Mas você deve

estar se perguntando o que os cromossomos têm em comum com as moléculas de

DNA? Pois a resposta é: tudo! Quando as moléculas de DNA se enrolam

completamente (igual a uma linha em um novelo) formamos os cromossomos. Mas

isso só acontece quando a célula está para se dividir.

Para podermos reconhecer em qual cromossomo está o erro em uma

determinada doença genética, usamos um exame denominado cariótipo. Este exame

consiste em organizar os cromossomos por tamanho em ordem decrescente.

Qualquer alteração na estrutura ou número é detectada neste exame. Observe a

figura 1.

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Figura 1 - Cariótipo de um indivíduo do sexo masculino. Imagem cortesia do Prof.

Maurício Pereira Gouvinhas.

A seta indica a presença de um cromossomo X a mais, sendo que o normal,

para o sexo masculino é um cromossomo X e outro chamado Y. Este cromossomo X

extra determina uma série de anomalias físicas e funcionais tais como: ginecomastia

(desenvolvimento de mamas nos homens), retardo mental, hipogonadismo (não

desenvolvimento dos testículos), esterilidade, distribuição da massa muscular, de

gordura e de pelos como os das mulheres.

Mesmo que não possamos corrigir erros presentes nos cromossomos, o uso

de exames que nos mostram onde o erro está localizado já é um grande passo na

tentativa de entender como essas doenças se caracterizam.

20 CLONAGEM

A chamada clonagem terapêutica tem por finalidade substituir um órgão doente

por um saudável, do próprio paciente, clonado previamente a partir de células sadias.

Isto evitaria vários problemas como rejeição e a demora para conseguir doadores.

O mundo conheceu a clonagem graças a uma ovelha chamada Dolly, clonada

a partir de uma célula adulta, porém, a clonagem de humanos é expressamente

proibida.

Mas como é possível fazer um outro organismo idêntico a partir de uma célula

adulta? Para podermos entender como, antes precisamos esclarecer alguns

conceitos. Todos já ouviram falar sobre os genes, mas o que são? Genes são as

unidades formadoras dos cromossomos, os cromossomos são constituídos de

sequências aleatórias de um composto orgânico chamado nucleotídeo, logo, podemos

responder que os genes são sequências aleatórias de nucleotídeos. É no gene que

está qualquer informação pertinente ao nosso organismo, por exemplo, a cor do olho,

cor da pele, como sintetizar uma proteína.

Outro conceito é que apesar de todas as nossas células possuírem os mesmos

genes, existem genes ativos em uma célula que não estão ativos em outras. Um

exemplo para ficar mais claro: se um gene, hipoteticamente, chamado gene A está

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ativo em uma célula X, este não estará na célula Y e assim por diante. Cada célula do

nosso organismo possui uma sequência de genes ativos diferentes, permitindo assim

executar funções diferentes.

Mas se nós queremos clonar um organismo, é necessário que todos os genes

estejam funcionando e não só um conjunto específico. Para resolver este problema

os pesquisadores coletaram uma célula adulta e a colocaram em um meio de cultura

com poucos nutrientes. Podemos dizer então, que a célula está “passando fome”.

Quando isso acontece, ou seja, quando o ambiente em que a célula se encontra não

é ideal, ela entra em um estado de “dormência”, diminuindo sua atividade e ativando

todos os genes. Pronto! Problema resolvido!

O próximo passo é pegar um ovócito (célula sexual feminina) e retirar seu

núcleo, por quê? Sendo uma célula adulta, ela tem genes ativos específicos, certo!

Estamos querendo clonar outro organismo, então retiramos o núcleo do ovócito e

transferimos o núcleo da nossa célula que estava “passando fome”, lembra; ela possui

todos os genes abertos. Agora é só transferir essa nova célula sexual dentro do útero

e aguardar a gestação!!! Ao final teremos um novo ser, idêntico, ou seja, um clone do

original.

A clonagem não é super ideia, é apenas uma imitação da natureza, quando

nossas células se reproduzem, elas produzem clones naturais; quando uma bactéria

se reproduz, ela também produz um clone natural. Mas a questão mais importante

sobre a clonagem talvez resida no fator ético.

21 TRANSGÊNICOS

De uma forma bem simples, podemos definir OGM como sendo organismos

(animal, vegetal ou micro-organismos) que têm seu DNA alterado para que possam

fazer ou melhorar funções que antes não faziam.

O termo Biotecnologia foi utilizado pela primeira vez em 1919 por um

engenheiro agrícola da Hungria, porém as primeiras aplicações biotecnológicas datam

de meados de 1800 a.C., com o uso de leveduras para fermentar vinhos e pães.

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Após o término do Projeto Genoma Humano, que identificou todos os nossos

genes, os avanços tecnológicos nessa área cresceram vertiginosamente. Hoje em dia

não é difícil encontrar um alimento transgênico na prateleira do supermercado.

Os primeiros experimentos com plantas transgênicas foram conduzidos em

1986, nos EUA e na França. Entre 1986 e 1995, 56 culturas foram testadas em mais

de 35 mil experimentos realizados em mais de 15 mil locais (34 países). Em 1996 e

1997, o número de países que testaram plantas transgênicas aumentou para 45,

tendo sido conduzidos somente nestes dois anos mais de 10 mil experimentos. Neste

período, as culturas mais testadas foram a do milho, soja, tomate, batata e algodão.

Na maioria dos casos, as características genéticas introduzidas formam tolerância a

herbicidas, resistência a insetos, qualidade do produto e resistência a vírus.

Alimentos produzidos através de tecnologias de modificação genética podem

ser mais nutritivos, estáveis, quando armazenados e, em princípio, podem promover

saúde trazendo benefícios para consumidores, seja em nações industrializadas ou em

desenvolvimento.

Em animais, a utilização de uma linhagem de camundongos transgênicos é,

com frequência, uma ferramenta poderosa para o estudo in vivo de processos

biológicos. Podem-se reproduzir doenças humanas (câncer, diabetes,

imunodeficiências e outras) ou alterar vias metabólicas específicas e avaliar em

detalhes a atuação celular. Esses animais permitiriam grandes avanços em áreas

como imunologia, neurologia, biologia celular e outras.

Embora seja um grande avanço tecnológico, a geração de animais

transgênicos tem limitações. Por ser aleatória, a integração do transgene ao DNA

pode resultar na mutação de outro gene (e não do gene alvo). Também há variações

na quantidade produzida da proteína correspondente. Além disso, como o gene-alvo

continua intacto, não se sabe, a priori, como sua expressão será afetada pelo

transgene. Isso exige a geração de várias linhagens independentes de animais com o

mesmo transgene, para comparar o efeito no organismo de diferentes doses da

proteína em estudo.

Como podemos observar os alimentos transgênicos nos trazem muitos

benefícios, mas não podemos esquecer que as empresas que produzem estes

alimentos devem promover testes antes de disponibilizar este tipo de produto no

mercado!

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22 TERAPIA GÊNICA

A terapia gênica pode ser definida como a inserção de material genético em

uma célula, de modo a alterar especificamente o seu genoma com fins terapêuticos.

Inicialmente, as pesquisas em terapia gênica visavam curar doenças

hereditárias, causadas por mutação em um único gene, conhecidas como doenças

monogênicas. Nestas doenças, a mutação que gera o gene defeituoso pode ser

causada pela troca de uma ou mais bases na sequência de nucleotídeos do gene ou

pela inserção ou perda de bases no gene normal. A lógica para o uso da terapia gênica

no tratamento dessas doenças seria substituir o gene defeituoso por um normal ou

somente adicionar à célula um gene normal cuja expressão corrija o problema.

A terapia gênica também tem sido pesquisada como forma de vacinas

genéticas. Nesse caso, o intuito não é curar uma doença, mas sim imunizar a

população contra uma doença infecciosa. A lógica, portanto, seria promover no

organismo a produção de antígenos dos agentes infecciosos, evitando a infecção do

indivíduo com o agente causador.

Um quadro patológico comumente observado, principalmente em populações

de origem africana, caracteriza-se pela presença de hemácias (glóbulos vermelhos)

muito frágeis, que facilmente se rompem na circulação sanguínea (hemólise). Esta

moléstia é chamada anemia falciforme. Estudos mostram que a hemoglobina

(proteína contida na hemácia, responsável pelo transporte de oxigênio) dos indivíduos

afetados pela moléstia é diferente da presente em indivíduos sadios.

A hemoglobina falciforme tem em uma de suas cadeias polipeptídicas (cadeia

ß) o aminoácido valina no lugar de um glutamato que existe na hemoglobina normal.

Analisando o gene da hemoglobina em células precursoras das hemácias na

medula óssea, observa-se que o gene que codifica a cadeia alterada nos acometidos

pela doença tem um A no lugar em que aparece um T nos indivíduos sadios.

As pessoas acometidas pela doença têm retardo do crescimento e expectativa

e qualidade de vida reduzidas, devido a dores no corpo, lesões ósseas, fadiga crônica

etc. Caracteriza-se, portanto, um grave problema de saúde pública, já que em

algumas regiões do mundo - principalmente na África equatorial, onde a malária é

endêmica - cerca de 40% das pessoas carregam o gene que codifica a hemoglobina

defeituosa.

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Pelo exposto acima podemos concluir que aqui reside uma grande promessa

para o futuro da medicina em tratar doenças que hoje são impossíveis de serem

curadas.

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23 BIBLIOGRAFIA BÁSICA

AMABIS, José Mariano. Biologia: 1: biologia das células: origem da vida, citologia e histologia, reprodução e desenvolvimento: exemplar do professor. 3. ed. São Paulo: Moderna, 2009. 528p., il. (algumas col.), 29cm. (Moderna Plus). Bibliografia: p. 524-525. ASHCROFT, Frances. A vida no limite: a ciência da sobrevivência. Rio de Janeiro: Zahar, 2001. 315p., il., 24 cm. RUMJANEK, Franklin David. Ab initio: origem da vida e evolução. Rio de Janeiro: Vieira e Lent, 2009. 178p., il., 23 cm. Bibliografia: [177]-178. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR CHASSOT, Áttico Inácio. A ciência através dos tempos. 2. ed. reform., 16. impr. São Paulo: Moderna, 2004. 280p., il., 23cm. (Polêmica). Bibliografia: p. 278-280. CAMPBELL, Neil A. Biologia. Porto Alegre: Artmed, 2010. xlv, 1418p., il. (algumas

col.), 29 cm. SONCINI, Maria Isabel. Biologia. 2. ed. rev., 2. reimpr. São Paulo: Cortez, 1994. 179p., il., 23cm. (Magistério 2. grau. Formação geral). Bibliografia: p. 176-177. WATSON, James D. DNA: o segredo da vida. 1. reimpr. São Paulo: Companhia das Letras, 2008. 470p., il. (algumas col.), 23 cm. WILSON, Edward O. Diversidade da vida. São Paulo: Companhia de Bolso, 2012. 525p., il., 18 cm.