Botânica

2 Afinal, o que é estudado em Botânica?

IntroduçãoOs objetivos deste capítulo são:

∙ Delimitar o escopo da ciência Botânica; ∙ Compreender, de forma introdutória, como esse corpo de conhecimento da botâ-

nica foi construído ao longo do tempo, destacando o trabalho dos pesquisadores envolvidos nessa construção.

∙ Comparar o conhecimento de referência sobre classificação botânica e aquele conhecimento abordado nos materiais didáticos de Ensino Médio.

∙ Refletir sobre as possibilidades e as dificuldades de se aproximar o conhecimento acadêmico e o escolar.

RedeFor

Botânica28

Para iniciar a nossa busca por esses objetivos, vamos primeiramente entender melhor qual o real objeto de estudo da ciência Botânica. O título deste capítulo é a seguinte pergunta:

Afinal, o que é estudado em Botânica?

Em outras palavras, podemos indagar:

Quais os organismos/processos estudados neste ramo da biologia?

Fig. 2.1 Folha de Elódea observada ao microscópio / Fonte: Suzana Ursi

O diálogo arte-botânica ocorre por meio da interpretação de uma peça teatral de autoria de um dos maiores escritores brasileiros - Machado de Assis, intitulada “Lição de Botânica”.

Você está convidado a ouvir a narração dessa peça; posteriormente, faça uma atividade de interpretação. Antes de escutar a narração, é importante que você saiba em quais aspectos da peça deve focar a atenção para depois executar a atividade:

• O estereótipo que existe em relação ao profissional botânico;• A natureza da ciência e as controvérsias entre pensamentos distintos sobre um

mesmo assunto;• Conhecimento botânico propriamente dito: grupos, processos e estruturas

abordados na peça.

Pensando nesses três aspectos acima, escute a narração da peça teatral “Lição de Botânica” acessando o link: http://midia.atp.usp.br/video/redefor/ensino-biolo-gia/Redefor-Mod4-EnsBiologia-LicaodeBotanica-Eduardo.mp3

Atividade no Ambiente Virtual de Aprendizagem - 1

Responda a estas perguntas acessando o mural da aula 2.

Você lembra?

No capítulo anterior, buscamos diversas formas contextualizadas de apresen-tar a Botânica no Ensino Médio, tendo sido uma delas a relação arte-ciência.

RedeFor

29Aula 2 Afinal, o que é estudado em Botânica?

Classificação Biológica - IntroduçãoPassemos, então, ao conhecimento científico atualmente aceito sobre o escopo da Botâ-

nica. Para iniciarmos nossa conversa, analise por um instante os organismos representa-dos nas figuras abaixo. Eles constituem uma ínfima parte da enorme biodiversidade do nosso planeta.

Fig. 2.2 Exemplos da biodiversidade do nosso planeta / Fonte: CEPA (montagem), Thinkstock (fotografias)

Tais organismos podem ser agrupados de diferentes formas. Neste capítulo, vamos apre-sentar vários tipos de classificação biológica abordando algumas “pinceladas históricas” para que você entenda como as classificações foram sendo modificadas ao longo do tempo. Faremos isso até chegar às mais recentes, construídas com base em abordagens filogenéticas, que utilizam tanto dados morfológicos quanto moleculares e bioquímicos em suas análises.

Se, por um lado, isso representa uma que aproxima mais os saberes acadêmicos dos escolares, por outro lado, gera um problema na medida em que

Atividade no Ambiente Virtual de Aprendizagem - 2

Para realizar a atividade correspondente à interpretação da peça teatral acesse o mural da aula 2.

Você lembra?

Na disciplina de Evolução já estudamos um pouco sobre essa forma bastante moderna de classificar os organismos, a Filogenética. Sendo essa forma de classificação mais aceita e utilizada no meio acadêmico, também ocorre atualmente um verdadeiro “bombardeio de cladogramas” nos mate-riais didáticos.

Reveja o material “Introdução à Filogenética para professores de Biologia” acessando o link: http://www.botanicaonline.com.br/geral/arquivos/Filogen%C3%A9tica%20para%20Professores%20de%20Biologia.MonteiroUrsi.2011.pdf

RedeFor

Botânica30

os próprios professores ainda não entendem com total clareza tais representações da evo-lução. O que dizer então das dificuldades dos estudantes?

É necessário que o professor se aproprie dos princípios mais básicos da construção de um para poder auxiliar os estudantes na tarefa de interpretá-los corretamente.

Vamos apresentar outro material que pode ajudá-lo a compreender um pouco mais sobre a filogenética. Perceba que esse material foi desenvolvido mais especificamente para a Zoologia, mas podemos utilizá-lo sem problemas, uma vez que os princípios de classifica-ção são os mesmos.

Agora vamos refletir um pouco mais sobre a classificação filogenética; voltemos às figuras:

Você diria que o cogumelo é mais próximo, em termos evolutivos, da rosa ou do ser humano? Que critérios você utilizou para formular sua resposta?

Os cientistas, assim como você fez para responder à enquete, também utilizam critérios para determinar quais as relações evolutivas entre os diversos organismos que compõem a biodiversidade. Como já vimos, atualmente, esses critérios evolutivos se refletem na classificação dos grupos. Mas a abordagem nem sempre foi essa.

Para compreender melhor a diversidade de seres estudados na Botânica, bem como a sua evolução e a classificação, é necessário fazermos um pequeno histórico da classifica-ção biológica geral ao longo do tempo.

Como surgiu a divisão dos seres vivos em cinco Reinos?

Não temos a pretensão de abordar o tema de forma exaustiva. Ao contrário, iremos apenas pincelar alguns pontos marcantes da trajetória do desenvolvimento das classifi-cações biológicas.

Aristóteles, o pai da classificação biológicaO filósofo grego Aristóteles (384-322 A.C.) já classificava os organis-

mos. Seus valiosos estudos são focados nos animais, que eram divididos primeiramente em organismos “com sangue” e “sem sangue”. Delimi-tou alguns grandes grupos como mamíferos, peixes, aves e insetos, e baleias. As baleias não eram relacionadas aos mamíferos, uma vez que a morfologia era um dos principais critérios adotados por Aristóteles. Ele acreditava que existia uma “escala natural”, na qual todos os orga-nismos poderiam ser agrupados em ordem crescente de complexidade. Essa ideia hoje superada perdurou por muito tempo.

Para ver a animação aces-se o link: http://www.ib.usp.

br/md/arquivos/evolucao.FLA.swf

Atividade no Ambiente Virtual de Aprendizagem - 3

Responda à enquete acessando a atividade pelo mural da aula 2.

Fig. 2.3 Aristóteles. / Fonte: CEPA

RedeFor

31Aula 2 Afinal, o que é estudado em Botânica?

Lineu, o pai da taxonomia modernaUma das figuras centrais na história da classificação biológica foi o

naturalista sueco Carl von Linné, conhecido popularmente em nosso país como Lineu (1707-1778). Seu sistema de classificação abrangia todos os organismos e se baseava nas semelhanças entre eles. Toda a classificação taxonômica moderna utiliza os princípios básicos postu-lados por Lineu. Foi também o pai do sistema de nomenclatura que utilizamos na atualidade (gênero seguido de espécie).

Apesar de todos os avanços propostos por Lineu, uma visão mais estática da natureza perdurou até o século XIX, quando o pensamento evolutivo se tornou foco das discussões biológicas em geral, bem como da taxonomia.

Fig. 2.5 Vista de Inverno do Jardim Botânico onde Lineu trabalhava (Uppsala, Suécia). / Fonte: cortesia de Suzana Ursi

Fig. 2.4 Representação de Lineu / Fonte: CEPA

RedeFor

Botânica32

Haeckel e a preocupação em representar a relação entre os organismos

O estudioso alemão Ernst Haeckel (1834-1919) já propôs, em 1866, a figura de uma árvore para representar a relação existente entre três grandes grupos de seres vivos: os animais, as plantas e os proptistas. Essa classificação foi acrescida de um quarto reino, cujo propositor foi o norte-americano Herbert Faulkner Copeland (1902-1968): Monera, que abrigava todos os seres procariontes.

As classificações de Haeckel e Copeland foram utilizadas como base para o clássico sistema de cinco reinos proposto por Whittaker (1969), ainda tão utilizado nos materiais didáticos (saberes escolares) para o Ensino Fundamental, mas considerado bastante ultrapassado segundo os saberes acadêmicos.

Fig. 2.7 A árvore evolutiva proposta por Haeckel em 1866. / Fonte: Domínio público

Fig. 2.6 Ernst Haeckel / Fonte: CEPA

RedeFor

33Aula 2 Afinal, o que é estudado em Botânica?

Whittaker e a famosa divisão em cinco reinosRobert Harding Whittaker (1920–1980) é norte-americano e sua

carreira científica foi dedicada principalmente à Ecologia Vegetal. No entanto, é mundialmente famoso por sua proposta de divisão dos orga-nismos vivos em cinco reinos.

Resumo do desenvolvimento da classificação Biológica segundo WhittakeR

Figura 2.9 Ilustração do resumo do desenvolvimento da classificação biológica / Fonte: CEPA

Fig. 2.8 Whittaker, postulante da divi-são em Cinco Reinos, mais utilizada em materiais didáticos para o Ensino Básico. / Fonte: CEPA

RedeFor

Botânica34

Visão atual sobre a Classificação biológica: os três grandes Domínios

A possibilidade de sequenciar e comparar o DNA dos organismos teve enorme influência na classificação biológica a partir dos anos 70. O microbiologista norte-americano Carl Richard Woese utilizou o sequenciamento de um gene presente em todos os seres vivos (codifica para o RNA da subunidade pequena do ribossomo) para construir uma árvore filogenética universal, dividindo os seres vivos em três grandes grupos denominados Domínios: dois constituídos por procariontes - Bacteria (eubactérias - “bactérias verdadeiras”) e Archaea (arque-obactérias - “bactérias primitivas”); e um agrupando todos os seres eucariontes, Eucária.

Fig. 2.11 A árvore filogenética universal da vida criada por Woese, dividindo os seres vivos em três grandes domínios. / Fonte: CEPA

A partir da classificação de Woese, diversos estudos estão sendo desenvolvidos com o objetivo de investigar a relação entre os três domínios. Os estudos mais recentes indicam que as arqueobactérias e os eucariontes tiveram um ancestral comum, sendo evolutivamen-te mais próximos do que ambos o são das eubactérias. Entretanto, a ciência tem um caráter extremamente dinâmico, e esse cenário pode ser alterado em virtude de seu avanço.

Fig. 2.10 Carl Richard Woese / Fonte: CEPA

RedeFor

35Aula 2 Afinal, o que é estudado em Botânica?

Visão atual sobre a Classificação biológica: os três grandes domínios

Um trabalho muito importante, que causou grande impacto na comunidade científica, foi publicado por Baldauf na revista Science em 2003. O autor apresenta uma hipótese, em forma de árvore filogenética, para a relação existente entre os principais grupos de eucariontes. Essa hipótese é apresentada na figura a seguir. Note que alguns grupos não estão detalhados. Optamos por essa apresentação para facilitar sua interpretação, focada em alguns grupos mais conhecidos.

Fig. 2.12 Representação esquemática de filogenia de consenso dos eucario-tos, baseada na árvore proposta por Baldauf em 2003. / Fonte: Retirado de Wanderley, A. e Ayres, L.M. Reco-nhecimento dos grandes grupos de plantas. In. SANTOS, D.Y.A.C.; CHOW, F. e FURLAN, C.M. (Orgs). A Botânica no cotidiano. 1ª Ed. São Paulo: Univer-sidade de São Paulo, 2008. 124 p.

Classificação biológica atual e os organismos estudados pela Botânica

Finalmente, podemos responder de maneira bastante embasada ao nosso questiona-mento inicial.

“Afinal, o que é estudado na Botânica?”

Resposta: São estudados os organismos fotossintetizantes que possuem clorofila e libe-ram oxigênio em seu processo de fotossíntese.

Atividade no Ambiente Virtual de Aprendizagem - 4

Analise a proposta de Baldauf e a classificação de cinco reinos de Whittaker, e responda a atividade acessando o mural da aula 2.

RedeFor

Botânica36

Os organismos que se enquadram nessa definição são: “algas” (procariontes e eucarion-tes), “briófitas”, “pteridófitas”, “gimnospermas” e angiospermas. Note que nem todos estão incluídos na linhagem das plantas verdes: por exemplo, as algas pardas (Phaeophyta). Os grupos escritos entre aspas não têm valor filogenético, mas como são denominações muito tradicionais, continuaremos utilizando-as, ressaltando, porém, sempre essa característica peculiar: não são monofiléticos (não possuem um ancestral comum e exclusivo do grupo).

Os fungos também, tradicionalmente, são abordados na Botânica, mas, como podemos perceber, são organismos bem distintos e estão muito mais próximos dos animais do que das plantas. A tendência atual é a de que eles não façam mais parte do escopo da Botânica.

A figura a seguir destaca, especialmente, os grupos da linhagem das plantas propriamente ditas (a chamada linhagem das “plantas verdes”). Todos os grupos terminados em “phyta” são monofiléticos e, portanto, válidos para a classificação biológica baseada em filogenia.

Fig. 2.13 Hipótese da filogenia da linhagem das plantas verdes. Nomes entre aspas não correspondem a cate-gorias taxonômicas, pois não são monofiléticos. / Fonte: Modificado de Wanderley, A. e Ayres, L.M. Reconhe-cimento dos grandes grupos de plantas. In. SANTOS, D.Y.A.C.; CHOW, F. e FURLAN, C.M. (Orgs.). A Botânica no cotidiano. 1ª Ed. São Paulo: Universidade de São Paulo, 2008. 124 p.

Os organismos unidos sob a denominação “algas” são muito distintos em termos filoge-néticos, como pudemos notar pelo esquema proposto por Baldauf em 2003. Dedicaremos a próxima aula, exclusivamente, ao seu estudo, pois o grupo é chave para o entendimento da evolução dos vegetais. Além disso, é quase totalmente negligenciado no Ensino Bási-co, apesar de ser importante parte do nosso cotidiano, como veremos na próxima aula.

As plantas chamadas “Briófitas” pertencem a três filos atuais: Hepatophyta (hepáticas), Anthocerophyta (antóceros) e Bryophyta (musgos). Os estudos mais recentes apontam que os musgos são o grupo mais próximo das Tracheophyta, mas ainda não existe um consenso a esse respeito.

As “briófitas” são organismos avasculares, mas, diferentemente das “algas”, possuem gametas envolvidos por uma camada de células estéreis. Esse envoltório protege os game-tas contra dessecação e representa um grande passo para a sua sobrevivência no meio terrestre, embora sobrevivam apenas em locais úmidos e pouco iluminados, e atinjam apenas poucos centímetros de comprimento. Neste grupo, o gametófito (haploide, n) é a fase dominante e o esporófito (diploide, 2n) é dependente do gametófito. Briófitas não possuem sistema radicular. Assim, a absorção de água e sais minerais é feita por rizoides localizadas na porção inferior do talo. Além da ausência de vasos condutores e de meca-nismos eficientes para a conservação da água absorvida, a distribuição do grupo é limita-da pelo fato de os gametas masculinos se moverem por flagelo, implicando a necessidade de um meio aquoso para haver a fecundação.

RedeFor

37Aula 2 Afinal, o que é estudado em Botânica?

Figura 1.14 e Figura 1.15 Exemplos de “briófitas” pertencentes ao filo Bryophyta (musgos). / Fonte: Thinkstock

As plantas chamadas “Pteridófitas” pertencem a quatro filos atuais: Psilotophyta (psilo-tum), Sphenophyta (cavalinhas), Lycophyta (licopódios, selaginelas) e Pterophyta (samam-baias, avencas).

Os organismos deste grupo são vascularizados. Portanto, pertencem ao grupo Tracheo-phyta, mas não produzem sementes como Spermatophyta. A exemplo das briófitas, pos-suem gametas envolvidos por uma camada de células estéreis e ainda são dependentes da água para sua reprodução. No entanto, são plantas maiores e apresentam o esporófito como fase dominante.

Fig. 2.16 Exemplo de “Pteridófitas” pertencente ao filo Pterophyta (avencas e samambaias), Sphenophyta (cavali-nhas) e Psilotophyta (psilotum). / Fonte: CEPA (montagem), Thinkstock (fotografias)

O grupo Spermatophyta - “gimnospermas” e angiospermas – é, certamente, o foco prin-cipal da abordagem botânica no Ensino Médio. Por esse motivo, teremos uma série de aulas especialmente dedicada a elas (mais ainda às angiospermas) durante o nosso curso.

Esperamos que seu conhecimento geral sobre a classificação biológica mais atual, prin-cipalmente em relação aos organismos estudados pela Botânica, tenha sido ampliado! Continuaremos nossos estudos na próxima semana! Até lá!

RedeFor

Botânica38

Reflexão

1. Baseando-se em nossa definição de planta, os seres popularmente chamados de plantas parasitas (aclorofiladas) são plantas?

2. A autora Simone R. Salomão desenvolveu um interessante trabalho de doutorado sobre a utilização da peça “Lição de Botânica” em sala de aula. Segundo a pesquisadora Simone, seu trabalho

procura investigar e compreender as aproximações entre ciência e literatura e entre linguagem científica e linguagem literária, suas relações com o ensino e a aprendizagem em ciências e o possível papel potencializador do texto literário na aprendizagem de conteúdos científicos no Ensino Funda-mental. Para tanto, utiliza como fio condutor da pesquisa a peça Lição de Botânica, de Machado de Assis, a partir da qual são geradas questões para a discussão teórica e caminhos para a pesquisa empírica. Tal pesquisa, implementada com turmas de sexta série de uma escola pública de Macaé – RJ, constitui-se da apresentação de uma montagem da peça aos alunos, discussão junto a eles sobre a peça, atividades escritas e montagem de um herbário. As atividades escritas, realizadas antes e após a apresentação da peça, incluíram questionários de perguntas abertas e exercícios que solicitaram dos alunos reflexão e análise sobre a peça e, em particular, sobre aspec-tos relacionados com a botânica e sua linguagem e, ainda, sobre a própria atividade científica.

Acesse o link para ver o trabalho completo: http://www.uff.br/pos_educa-cao/joomla/images/stories/Teses/simonesalomao.pdf

GlossárioCladograma: Representação gráfica que procura traduzir as relações de parentesco entre

as diferentes espécies ou grupos de espécies. Os pontos onde os ramos se ligam (ou nós) correspondem a uma ou mais características pertencentes a um ancestral comum descon-hecido, mas que estão presentes com exclusividade em todos os seus descendentes. Cladograma. In Infopédia [Em linha]. Porto: Porto Editora, 2003-2012. [Consult. 2012-01-09]. Disponível na www: <http://www.infopedia.pt/$cladograma>.