segunda-feira, 26 de agosto de 2013

domingo, 25 de agosto de 2013

A Química a serviço do bem ou do mal!

Por Elizabeth Cristine Marucci Lemos

A vida em si já é um fantástico processo químico, no qual as transformações das substâncias nos permitem andar, pensar, sentir. As diversas sensações biológicas (dor, cãibra e apetite), assim como as reações psicológicas (medo, alegria e felicidade), estão associadas a substâncias presentes em nosso organismo. O corpo humano é um verdadeiro laboratório de transformações químicas.

A Química tem garantido ao ser humano uma vida mais longa e confortável. O seu desenvolvimento permitiu a busca de soluções para problemas ambientais, o tratamento de doenças antes incuráveis, o aumento da produção agrícola, a construção de prédios mais resistentes e a produção de materiais que deram origem a novos equipamentos.

Mas, associados ao progresso, temos uma infinidade de desequilíbrios ambientais. Vazamento de gases tóxicos, contaminação de rios e do solo e envenenamento por ingestão de alimentos contaminados são problemas mostrados todos os dias pelos meios de comunicação. Diariamente, lemos notícias mostrando o paradoxo do desenvolvimento científico e tecnológico, que tanto traz benefícios para a sociedade como também riscos para a própria sobrevivência humana.

Esperamos que com o estudo da Química, consigamos entender um pouco mais sobre as tecnologias que estão cada vez mais presentes em nosso cotidiano e possamos participar das decisões a elas relacionadas, levando em conta seus verdadeiros riscos e benefícios. 

Para os interessados em aprofundar um pouco mais sobre esse assunto polêmico e atual, sugiro algumas referências que utilizei para formular esse texto.

Bianch, Albrecht e Daltamir - Universo da Química - Vol. único
Sardella- Antônio - Química - Vol. único
Widson Santos e Gerson Mól - Química Cidadã - Vol. 03

Vem aí o cometa do século! Ou talvez não...

Por Anisio Lasievicz

Os fenômenos celestes foram motivo de espanto e fascinação para o ser humano desde épocas remotas. Eclipses, “estrelas cadentes”, astros cujo movimento contrariava a aparente ordem natural, “aparecimento de novas estrelas” e outros acontecimentos foram registrados em diversas formas por todas as civilizações conhecidas. 

Dentre esses fenômenos, certamente um dos mais encantadores é a passagem de um cometa, o qual, até meados do século XVI, era considerado como a alma de reis maldosos, sinais de mau presságio e, até mesmo, ataques de gigantes contra a Terra.

A palavra cometa deriva do grego antigo κομήτης, que significa “estrela de cabelo comprido”, em referência a cauda que apresentam. Sua origem remonta os restos da formação do Sistema Solar, que se concentram em uma região chamada Nuvem de Oort (em homenagem ao astrônomo holandês Jan Oort, que previu a existência desta estrutura e que ainda não foi observada diretamente), distante cerca de 50.000 U.A do Sol (1U.A. = 150 milhões de km). 

Concepção artística da Nuvem de Oort.

A Nuvem de Oort abriga bilhões corpos que foram expulsos para regiões mais afastadas do Sol devido às interações gravitacionais dos gigantes gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) na época da formação do Sistema Solar. Diante da elevada distância em relação ao Sol, este não têm uma ação gravitacional intensa sobre estes objetos, cuja órbita pode ser perturbada por interações gravitacionais de outras estrelas e até da Via Láctea, a qual atira alguns deles em direção ao Sol.

Os cometas são formados, majoritariamente, por água congelada e outras substâncias como amônia, rochas, gás carbônico, metano e alguns compostos orgânicos em menor proporção. Devido a esta composição são chamados de “bolas de gelo sujas” e apresentam diâmetros variados, até dezenas de quilômetros.

Tamanhos comparados.


Suas órbitas são elipses com grande excentricidade, chegando às proximidades do Sol e, posteriormente, afastando-se significativamente, sendo classificados, nesse quesito, em cometas de pequeno período (até 200 anos) e de longo período (de 200 a milhares ou milhões de anos). Alguns pesquisadores colocam o termo periódico para designar cometas que são vistos várias vezes (mesmo ao longo de milhares de ano, como o cometa Halley) e não periódicos, para os que são registrados uma única vez, devido, principalmente, ao fato de que seu período é de milhões de anos.

Estrutura de um cometa.
À medida que estes corpos aproximam-se do Sol, eles são aquecidos e os compostos mais voláteis se vaporizam, sendo ejetados do núcleo (o qual perde massa) e formando uma região chamada de coma, a qual, por sua vez, é deformada pelo vento solar, produzindo a famosa cauda ou cabeleira. Quando a luz solar incide nas partículas de poeira e cristais de gelo presentes na cauda, produz ionização e, consequentemente, a faz brilhar. Enquanto o núcleo de um cometa tem um tamanho da ordem de quilômetros, sua cauda pode atingir milhões de quilômetros!

Um dos cometas mais famosos é, sem dúvida, o cometa Halley, em homenagem ao astrônomo inglês Edmond Halley. Ao estudar 33 aparições de objetos registradas entre 1300 e 1700, concluiu que três delas trataram-se, na verdade do mesmo astro, prevendo seu retorno para 1759. Quando o cometa retornou de acordo com os cálculos, passou a ser designado de cometa Halley. 

Cometa Halley em 1986.
Halley possui cerca de 11km de diâmetro e o período de sua órbita é 76 anos (a cada 76 anos ele retorna), sendo a última ocorrida em 1986 e a próxima, prevista para 2061!

Em novembro de 2013 temos a previsão da chegada do cometa C/2012 S1 ISON, cujas características e os cálculos apontam que seu brilho será maior que o da Lua cheia! Mas, diante do exposto anteriormente, poderá ser extremamente frustrante...

Cometa ISON em agosto de 2013.

Como temos muitas variáveis envolvidas, uma série de situações podem ocorrer, tais como a fragmentação de seu núcleo devido ao aquecimento ou interações gravitacionais, desvios em sua órbita (fazendo-o inclusive, mergulhar em direção ao Sol), perda de muita massa por vaporização, entre outros. 

Órbita prevista.
Mas, se tudo ocorrer como nas previsões, este cometa será uma das grandes atrações do final do ano, podendo ser contemplado, inclusive, no Brasil, poucas horas antes do nascer do Sol. 

Vamos continuar acompanhando e, quando nos aproximarmos da data, fique atento ao Blog do Parque da Ciência para mais informações!


Saiba mais:



REFERÊNCIAS

http://www.cdcc.usp.br/cda/eventos/2013/COMETA-ISON/index.html

PICAZZIO, E (org.). O céu que nos envolve. Uma introdução à astronomia para educadores e iniciantes. Editora Odysseus, São Paulo, 2011.

sábado, 24 de agosto de 2013

Pilhas e baterias: reaproveitá-las ou não?

Pro Marcos Diego Lopes

Durante muitos e muitos anos nunca se pensou que um dispositivo pequeno e aparentemente inofensivo poderia ocasionar tantas preocupações. Com o avanço da tecnologia, seus benefícios e facilidades, as consequências da utilização cada vez maior de pilhas e baterias cresceram exponencialmente. Porém, devido à presença de metais pesados e outras substâncias tóxicas, como podemos descartá-las?

Buscando a solução deste problema grave para o meio ambiente, uma das alternativas é o processo de reciclagem.

A reciclagem de pilhas e baterias é a neutralização dos metais pesados (zinco, cádmio, chumbo, mercúrio e manganês) além de outros elementos químicos que as constituem, podendo ser reaproveitados no processo industrial.

Entretanto, tal procedimento é considerado caro, pois se estima um custo de R$1.000,00 reais a cada 10 toneladas, cabendo uma avaliação de custo∕benefício para executá-lo.

Deveríamos pensar muito nessa relação, pois quando esse material é descartado em lixões ou aterro sanitários ocorre a liberação de componentes tóxicos que contaminam o solo, cursos d’agua, lençóis freáticos, a flora, a fauna e a até mesmo o homem pela cadeia alimentar. 

A ingestão desses elementos ocasiona problemas no sistema nervoso central, rins, fígado e pulmões, pois são elementos bioacumulativos (poluentes que se acumulam em alto índice no organismo).

Apesar de ser um assunto complexo e de discussão recente, algumas ações já estão sendo feitas no Brasil como, por exemplo, a campanha de coleta de uma rede bancária. Eles se responsabilizam e encaminham para a única empresa autorizada no país, que se localiza em Suzano (SP), para realizar o processo de reciclagem do material coletado.


REFERÊNCIAS:

www.mundosustentavel.com.br/2008/03/reciclagem-de-pilhas-e-baterias

www.infoescola.com/ecologia/reciclagem-de-pilhas-e-baterias

www.revistameioambiente.com.br/.../promovendo-a-reciclagem-de  pilha

http://meioambientetulio.blogspot.com.br/2012/11/descarte-correto-de-pilhas-e-baterias.html

Combustão, poluição e automóveis!

Por Rafael Vitorino de Oliveira


As fontes de energia que sustentam nossa sociedade são reações químicas. Por exemplo, 76% da energia para movimentar veículos e manter indústrias em funcionamento nasce da queima de combustíveis: Etanol, carvão, gás natural, gasolina, querosene, óleo diesel e GLP.

Existem vários problemas ambientais associados ao uso de tais produtos, sendo um deles diretamente relacionado à reação de combustão: a poluição atmosférica. Entretanto, é inegável a utilidade e a contribuição da combustão em nossa vida e no desenvolvimento de nossa sociedade.

Quem são os grandes vilões dessa história? Os principais culpados são os derivados do petróleo, substâncias chamadas de hidrocarbonetos formadas por “amigos” bem conhecidos: átomos de Carbono e Hidrogênio.

A combustão de hidrocarbonetos produz, principalmente, água e dióxido de carbono, podendo gerar, também, fuligem e/ou monóxido de carbono. Quando temos a reação de combustão ocorrendo de forma completa, acontece a produção de dióxido de carbono e água.

Exemplo de uma combustão completa:

CH4(g) + 2 O2 (g) ==> CO2 (g) + 2 H2O (g)

Metano + Oxigênio ==> Dióxido de Carbono + Água


O dióxido de carbono produzido na combustão de hidrocarbonetos é um gás incolor, inodoro e 50% mais denso que o ar. A concentração média de CO2 na atmosfera é 0,035% (0,035 g em 100 g de ar). Concentrações acima de 5% são consideradas perigosas e acima de 10% podem levar à morte por asfixia.

A combustão de hidrocarbonetos também pode ser incompleta, onde são produzidos água (H2O), monóxido de carbono (CO) e simplesmente carbono (C), também chamado de fuligem. Para que a combustão se realize de forma completa ou incompleta, um dos fatores determinantes é a quantidade de oxigênio.

Exemplo de uma combustão incompleta.

C4H10 (g) + 5/2 O2 (g) ==> 4 C (s) + 5 H2O (g)
Butano + oxigênio ==> Fuligem + Água

Podemos facilmente identificar uma queima inadequada, basta observarmos nosso fogão. Quando a coloração da chama apresentar um aspecto amarelado, que deixa preto o fundo das panelas, isto é resultante da fuligem da queima incompleta. Podemos também, observar isso em veículos: a fumaça preta que sai do escapamento de automóveis nada mais é que fuligem derivada da queima incompleta.

Veículos com combustão interna que usam como combustível etanol e gasolina não produzem fuligem, a menos que estejam desregulados. No entanto, eles geram monóxido de carbono, o que praticamente não ocorre em veículos à diesel.

Pensando em nosso cotidiano, usamos diariamente veículos com motores de combustão interna. Falaremos sobre motores que utilizam como combustível a gasolina (C7H10) e o etanol (C2H5OH).

Antes, vamos compreender como funciona um motor de combustão interna e, no próximo texto, analisaremos as características dos combustíveis citados acima. O vídeo abaixo explica o funcionamento de um motor:


Estágios do motor 4 tempos.

Funcionamento do motor.


REFERÊNCIAS:

http://ltc.nutes.ufrj.br/toxicologia/mIX.gas.htm

http://quimicaemaula.blogspot.com.br/2012/01/monoxido-de-carbono-um-gas-toxico.html

QUIMICA E SOCIEDADE. Vol. Único, ensino médio/ Wildson Luiz Pereira dos Santos, Gerson de Souza Mol.-São Paulo: Nova geração, 2005

Senhores do Mesozóico: Antarctosauros!

Por Marcelo Domingos Leal


Antarctosaurus brasiliensis, do grego anti, “oposto”, arktos, “norte”, e saurus “lagarto”. Seu significado então é “lagarto do sul”, e a terminação brasiliensis, refere-se a sua “nacionalidade”. O Antarctosaurus foi um dinossauro saurópode, quadrúpede e herbívoro. Foi descoberto e descrito cientificamente em 1971 pela equipe do paleontólogo Farid Arid, da Universidade Estadual Paulista (UNESP), da cidade de São José do Rio Preto. O local onde o fóssil foi encontrado também é a cidade de São José do Rio Preto, no interior paulista, em uma bacia sedimentar chamada de Bauru, porém de formação desconhecida até hoje. Este animal também é encontrado na Argentina, no Chile e no Uruguai. Seu esqueleto está exposto na Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Universidade Estadual Paulista, em São José do Rio Preto e, para a identificação do animal, os cientistas contaram apenas com uma vértebra e ossos das patas dianteiras e traseiras. Como todos os outros dinossauros, o Antarctosaurus viveu na Era Mesozóica, mas em um período chamado de cretáceo superior, entre 83 e 65 milhões de anos atrás.

Foi um dinossauro de grandes proporções e, segundo os paleontólogos brasileiros, poderia chegar a absurdos 40 m de comprimento, 6 m de altura e ter cerca de 60 toneladas de massa. É um dinossauro da família dos saurópodes, possuindo então, algumas características comuns a este grupo de animais: Cabeça pequena, um longo pescoço, corpo em forma de barril, pernas fortes e não tão longas e um cauda tão grande quanto seu pescoço. Seus hábitos alimentares incluiam a ingestão de muitos quilos de folhas por dia, sendo que estes migravam constantemente em manadas procurando pelo alimento mais saboroso. Durante esta este processo, os filhotes ficavam ao centro, protegidos pelos membros da manada (comportamento também observado em outros saurópodes).

REFERÊNCIAS

http://animal.discovery.com/dinosaurs/antarctosaurus.htm
       
http://www.prehistoric-wildlife.com/species/a/antarctosaurus.html

http://www.unesp.br/aci_ses/revista_unespciencia/acervo/05/perfil

Livro: O Guia Completo dos Dinossauros do Brasil

SIDA (AIDS) e a Busca por uma Vacina!

Por Anelissa Carinne dos Santos Silva


BREVE HISTÓRICO MUNDIAL


A AIDS provavelmente resulta de pelo menos duas epidemias distintas causadas pelo HIV-1 e HIV-2, esta última tendo ocorrido na África oriental. “As descrições clínicas e os testes sobre soros congelados permitem demonstrar a existência de casos esporádicos de AIDS, já no meio deste século [passado], tanto nos Estados Unidos quanto na África subsaariana e na Europa”, conta Mirko Drazen Grmek em seu artigo “O enigma do aparecimento da Aids”.

É provável que alguns desses vírus tenham origem comum aos existentes em certas espécies de símios. “O parentesco entre os HIV’s e os SIV’s sugere a hipótese de uma infecção interespecífica recente, com adaptação das cepas símias ao homem. Tal hipótese explica, de modo bastante satisfatório, a maioria dos fatos conhecidos que diz respeito ao HIV-2 e seus laços genéticos com o vírus dos mangábeis africanos”, completa Mirko Grmek.

Existem duas hipóteses mais aceitáveis para explicar a repentina pandemia, de acordo com o professor:

  1. O vírus tenha passado dos macacos para os seres humanos devido aos hábitos de vida de certos povos africanos;
  2. A atual epidemia resultaria da aliança entre os vírus africano humano e o americano, “selecionados pelo uso de antibióticos”.

Os primeiros casos de AIDS são observados na América do Norte em 1977 porém, a nova síndrome é classificada somente em 1982. Em 1995, o número de infectados chegou a 20 milhões de pessoas.


BREVE HISTÓRICO NO BRASIL


O primeiro caso da doença é observado no Brasil em 1980 e, em 1983, é registrado o primeiro caso em pessoa do sexo feminino. No ano seguinte, instala-se um programa de controle da doença no Brasil.

Em 1985 é criada a Fundação do Grupo de Apoio à Prevenção à AIDS (GAPA), primeira ONG do Brasil e da América Latina na luta contra esta doença. Neste ano também é criado um programa federal de controle da síndrome.

Em 1987 os casos notificados chegam a 2775 e, curiosamente no ano seguinte, é diagnosticado o primeiro caso de contaminação em pessoa de etnia indígena. Em 1989, são 6295 casos notificados, dois anos depois, 11805 casos, e desde o início da epidemia até 2010, são notificados 592.914 casos de AIDS no país.

A BUSCA PELA VACINA


Em 2011 a Espanha anunciou 90% de resposta imunológica positiva em voluntários que usaram a vacina MVA-B contra o vírus da AIDS. Após testes eficientes em outras espécies animais, a nova vacina francesa contra a AIDS começou este ano a ser testada em um grupo de 48 voluntários em um hospital de Marselha.

Em terras tupiniquins, pretende-se que os testes de outra vacina em macacos durem 2 anos. De acordo com a Agência FAPESP, os primeiros resultados da vacina brasileira mostram uma diminuição de 50 vezes a quantidade de animais infectados após a vacina inicial. Espera-se, com o avanço da pesquisa, uma vacina que impeça a transmissão do vírus.

ATENÇÃO!


Apesar de inúmeros testes em busca de uma vacina eficaz contra a síndrome, a Agência Francesa de Pesquisa contra a AIDS lembra que, na melhor das hipóteses, os soropositivos poderão “controlar o vírus, mas não ficar livre dele”.

E, de acordo com Dirceu Greco, “a existência de uma vacina não é sinônimo de disponibilidade mundial para todos que dela necessitem. O que pode ocorrer é que esta hipotética vacina contra AIDS não seja distribuída de maneira equânime e não esteja disponível em áreas de alto risco: populações da África, América Latina, Ásia, além das minorias em países industrializados”.

SAIBA MAIS


REFERÊNCIAS

http://www.aids.gov.br/pagina/historia-da-aids 

http://www.fiocruz.br/ccs/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=4868&sid=9 

http://books.scielo.org/id/p5z3b/pdf/veras-9788575412633-05.pdf 

http://www.scielo.br/pdf/ea/v9n24/v9n24a11.pdf 

http://cib.org.br/em-dia-com-a-ciencia/noticias/vacina-anti-hiv-geneticamente-modificada-tem-90-de-sucesso/

sexta-feira, 23 de agosto de 2013

Os Sete Saberes Necessários à Educação do Futuro: uma visão sobre necessidade de transformação da educação para responder as demandas do terceiro milênio.

Por Eduardo Cordeiro Uhlmann

O psicanalista e educador Rubem Alves compara a memória a um escorredor de macarrão. No escorredor, a água que foi usada para cozinhar o macarrão é dispensada por não possuir mais utilidade e fica apenas o macarrão. Com a memória também é assim, o que aprendemos passa pelo escorredor de macarrão e a memória ”se livra do que não tem serventia por meio do esquecimento”. Para Rubem Alves, a memória retém apenas duas coisas, “primeiro, coisas que são úteis, conhecimentos-ferramentas, conhecimentos que nos ajudam a entender e a fazer coisas (…) a outra coisa que tem serventia são os prazeres.” Para o autor, o conhecimento desconexo, ensinado mecanicamente, não é retido pela memória, não passa pelo teste do escorredor de macarrão, serve para usar no vestibular, e é logo esquecido.

“A memória é uma função da vida, do corpo. E o corpo não é bobo. Aquilo que não é instrumental para a vida é logo esquecido.” (Rubem Alves)

Para a professora Silvia Helena Mousinho, da UERJ, “trabalhar visando à transdisciplinaridade é uma oportunidade ímpar de melhorar as formas de ensinar e de aprender, tornando-as muito mais prazerosas e eficientes. Quando tomamos consciência desse fato, a percepção e a sensibilidade nos conduzem à necessidade de transcender a especificidade disciplinar e enveredar por diferentes campos de conhecimento sem a identificação com apenas um deles.”

Buscando aprofundar a noção transdisciplinar da educação, a UNESCO solicitou a Edgar Morin um texto sobre as necessidades da educação do amanhã, daí surgiu o livro Os Sete Saberes Necessários à Educação do Futuro.

Estes sete saberes — As cegueiras do conhecimento: o erro e a ilusão; Os princípios do conhecimento pertinente; Ensinar a condição humana; Ensinar a identidade terrena; Enfrentar as incertezas; Ensinar a compreensão; e A ética do gênero humano — são aquilo que Morin considera imprescindível para uma educação apta a lidar com as complexas questões que o terceiro milênio impõe à humanidade.

Uma vez que a educação visa transmitir conhecimentos, é fundamental que estudemos o próprio conhecimento humano, “seus dispositivos, enfermidades, dificuldades, tendências ao erro e à ilusão”. O conhecimento, enquanto produto da sociedade, acompanha os caminhos e desvios da própria sociedade, é passível de erro e de ilusão. O estudo do conhecimento deve estar relacionado também com o estudo nossa capacidade cerebral e sensorial de perceber o mundo, assim como a influência da cultura. O conhecimento não pode ser visto como algo pronto que pode ser simplesmente acessado. 

Além disso, é preciso promover um conhecimento “capaz de apreender problemas globais e fundamentais para neles inserir os conhecimentos parciais e locais”, transcendendo a fragmentação causada pelas disciplinas para apreender os objetos em seu contexto.

“O ser humano é a um só tempo físico, biológico, psíquico, cultural, social, histórico. Esta unidade complexa da natureza humana é totalmente desintegrada na educação por meio das disciplinas, tendo-se tornado impossível aprender o que significa ser humano”. É preciso reunir os conhecimentos que estão espalhados pelas disciplinas para tentar apreender a condição humana.

A identidade terrena precisa ser reconhecida, o nosso destino e o da Terra devem ser estudados. A era planetária, com início quando a comunicação foi estabelecida entre os continentes, deve ser estudada pelo o que une e também pelos processos de opressão e desigualdade que definem relações entre as diferentes partes do mundo.

A educação deve abordar as “incertezas que surgiram nas ciências físicas”, deve ensinar princípios de estratégia que permitiriam enfrentar os imprevistos, o inesperado e a incerteza “é preciso aprender a navegar em um oceano de incertezas em meio a arquipélagos de certeza.”

É preciso estudar a compreensão entre os povos e estudar também as bases da incompreensão.

“A educação deve conduzir à ‘antropo-ética’ (...) todo desenvolvimento verdadeiramente humano deve compreender o desenvolvimento conjunto das autonomias individuais, das participações comunitárias e da consciência de pertencer à espécie humana.”

REFERÊNCIAS

http://www1.folha.uol.com.br/folha/sinapse/ult1063u525.shtml

http://www.educacaopublica.rj.gov.br/biblioteca/educacao/0288.html

Morin, Edgar, 1921- Os sete saberes necessários à educação do futuro; tradução de Catarina Eleonora F. da Silva e Jeanne Sawaya ; revisão técnica de Edgard de Assis Carvalho. – 2. ed. – São Paulo : Cortez ; Brasília, DF : UNESCO, 2000.

Breve análise do Projeto de Fomento do Turismo em Parques e Entorno!

Por Ararê de Azambuja Vilanova Junior



Este projeto objetiva o desenvolvimento de ações de integração dos Parques com a cadeia produtiva do turismo do entorno dos mesmos e a qualificação e estruturação desta para o desenvolvimento e fortalecimento da atividade turística nos destinos priorizados. Também objetiva desenvolver ações que envolvam conjuntamente a cadeia produtiva do turismo e os parques, promovendo a cultura da sustentabilidade e estabelecendo ferramentas que auxiliem no planejamento e promoção dos destinos, através da disponibilização de estudos e informações sobre turismo e referenciais e boas práticas empresariais, além de fortalecer os relacionamentos e geração de negócios no setor. A iniciativa desta proposta é resultado da parceria firmada entre Ministério do Turismo, SEBRAE Nacional, Instituto Chico Mendes da Biodiversidade - ICMBIO, Associação Brasileira das Empresas de Ecoturismo e Turismo de Aventura - ABETA e os SEBRAE Estaduais. 

Os resultados esperados

  • Integração e cooperação entre a cadeia produtiva do turismo e desta com o Parque Nacional; 
  • Estabelecimento de uma instância de governança e dialogo perene (por ex.: associação); 
  • Geração de recursos para ações de visitação e conservação no Parque Nacional e ações de marketing cooperador do destino (por ex.: taxa de turismo administrada por associação local); 
  • Aprimoramento de produto com a incorporação dos valores e identidade do parque; 
  • Fortalecimento da identidade regional; 
  • Destinos turísticos mais competitivos.


A cadeia produtiva do turismo “se refere ao encadeamento de atividades econômicas, que se articulam em elos e integram o processo produtivo do turismo. (...) Os agentes da cadeia produtiva atuam com foco no consumidor final –o turista – para impulsionar o desenvolvimento integrado do setor” (BRASIL, MTur, 2010). O turismo resulta da combinação de diversas atividades econômicas que se relacionam e interagem em uma rede de negócios formando a cadeia produtiva: são agências de turismo, guias de turismo, transportadoras turísticas, meios de hospedagem, serviços de alimentos e bebidas, organizadoras de eventos, centros de convenções, entre outros atores econômicos. Abaixo estão descritos alguns presentes no entorno de Parques Nacionais:

a) Atrativos turísticos organizados;
b) Bares e restaurantes (serviços de alimentos e bebidas);
c) Guias e condutores;
d) Lojas de artesanato e produtos orgânicos e produção associada;
e) Meios de hospedagem;
f) Operadores e receptivos turísticos;
g) Parques;
h) Transportadoras.

O turismo, ao mesmo tempo em que fortalece a apropriação das unidades pela sociedade, dinamiza as economias locais e incrementa os recursos financeiros para a manutenção destas áreas. O desafio consiste, no entanto, em desenvolver atividades turísticas responsáveis e integradas à diversidade sociocultural, aos conhecimentos tradicionais e à conservação da biodiversidade. Desse modo, o Programa de Turismo nos Parques deve contribuir para o desenvolvimento local e regional, valorizando o patrimônio natural e cultural e promovendo a aproximação entre sociedade e natureza.

Em contrapartida a este programa, se encontra a realidade do Parque Newton Freire Maia que trabalha com o atendimento de público escolar e tem a intenção de trabalhar com a recepção de turistas e comunidade, mas alguns fatores reduzem a presença destes visitantes. Por se tratar de tema similar, este projeto se enquadra com as realidades do Parque que, por estar dentro de uma área de proteção ambiental, é disciplinado por necessidades de conservação e uso de suas dependências de maneira sustentável.  Sendo assim, este projeto um indutor de novos métodos de trabalho, conciliando o Parque, a comunidade, os turistas e todos os elos da cadeia produtiva do turismo, instigando possíveis alternativas de um desenvolvimento da atividade turística nas dependências do Parque.

REFERÊNCIAS

Manual de Orientações Fomento ao Turismo em Parques e Entorno
www.turismo.gov.br/turismo, acesso em: 16/08/2013.

Programa de Turismo nos Parques - ICMBio
 www.icmbio.gov.br ,acesso em: 16/08/2013.

Sons e o Efeito Doppler!

Por Elisiane Campos de Oliveira Albrecht

Você já teve ter percebido que a sirene de uma ambulância varia à medida que esta se aproxima ou se afasta. Isto ocorre devido ao chamado efeito Doppler. Mas o que é este fenômeno físico?


O efeito Doppler é a alteração da frequência de uma onda percebida por um observador em virtude do movimento relativo de aproximação ou afastamento da fonte emissora. Vale ressaltar que tanto o observador quanto a fonte podem estar em movimento.

Analisando o caso da ambulância, percebemos que à medida que ela se aproxima de um observador (parado ou não), a frequência por ele percebida é maior que a real (som mais agudo). Porém, quando ela esta se afastando, a frequência percebida é menor (som mais grave). Essa relação também vale para ondas eletromagnéticas porém, no caso do espectro visível, a percepção está relacionada com a cor observada. O vermelho corresponde ao afastamento e o azul, à aproximação. O efeito Doppler da luz é um dos fatores que contribuíram para fortalecer a Teoria do Big Bang, uma vez que os cientistas constataram, através do desvio da radiação emitida pelas galáxias, que elas estão se afastando.

Existe uma relação matemática geral para o efeito Doppler que é dado por:

, onde: 

f´ = frequência percebida pelo observador (chamada frequência aparente);
f = frequência emitida pela fonte (chamada frequência real);
v = velocidade da onda;
vo = velocidade do observador;
vs  = velocidade da fonte.

Esta equação é a mais geral logo, devemos analisar os casos de aproximação ou afastamento entre a fonte e o observador para utilizar os sinais adequadamente.


Além de ajudar a comprovar a Teoria do Big Bang e nos avisar se uma ambulância está se aproximando ou se afastando, o efeito Doppler tem outras aplicações, tais como: medida da velocidade de objetos através da reflexão de ondas emitidas pelo próprio equipamento de medição baseados em radiofrequência (radares) ou lasers (frequências luminosas). Na medicina, um eco-cardiograma utiliza este efeito para medir a direção e velocidade do fluxo sanguíneo ou do tecido cardíaco. Na Astronomia, como já foi citado, permite a medição da velocidade relativa de objetos celestes luminosos em relação à Terra.

REFERÊNCIAS

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Acustica/doppler.php

http://www.infoescola.com/fisica/efeito-doppler/

quinta-feira, 22 de agosto de 2013

A piezoeletricidade no cotidiano!

Por Rafael Gama Vieira

Em nosso cotidiano utilizamos diversos equipamentos eletrônicos, tais como televisão, carregador de celular, computador, lâmpadas elétricas, entre outros. Para que eles funcionem, precisamos de energia elétrica, que pode ser “gerada” nas hidroelétricas. Porém, a construção destas estruturas gera impactos consideráveis, não apenas ambientais, mas também sociais. Devido a estes problemas, surgiu a necessidade de encontrar outras formas de gerar energia elétrica, dentre as quais podemos citar as termoelétricas, a energia nuclear, eólica, solar, entre outras.

Porém, cada uma destas modalidades apresentam problemas, seja referente a poluição, aos impactos ambientais e sociais (termoelétrica, hidroelétrica, nuclear) ou por não funcionarem em qualquer ocasião (solar e eólica).

Neste texto mostramos uma alternativa para a geração de energia elétrica de forma “limpa”, a chamada Piezoeletricidade.

A palavra piezo é de origem grega e significa pressionar, torcer. Logo, Piezoeletricidade é uma forma de gerar energia elétrica através de uma pressão exercia sobre alguns materiais, chamados de piezoelétricos.

No final do século 19, Charles Coulomb e Henri Becquerel descobriram que alguns materiais demonstravam comportamento elétrico ao serem aquecidos, sendo este efeito denominado Piroeletricidade. Os dois cientistas sugeriram então, a possibilidade de gerar energia elétrica em outros materiais e métodos e, dentre eles, através de deformações mecânicas. 

Em 1880, os irmãos Pierre e Jacques Currie descobrem que, ao pressionar alguns materiais fazendo-os deformar, estes geram uma tensão elétrica, comprovando assim a piezoeletricidade. Na natureza encontramos alguns cristais que possuem este comportamento, tais como a Turmalina, o Sal de Rochelle e o Quartzo (figura abaixo, da esquerda para a direita).


Apesar de encontrarmos estes elementos na natureza, é possível também, produzir materiais que terão o mesmo comportamento: as cerâmicas piezoelétricas. Uma das vantagens na fabricação destas cerâmicas é a variedade de formas e tamanhos possíveis, conforme visto na figura a seguir:


Para conseguir o efeito piezoelétrico, elas devem ser feitas com uma estrutura cúbica denominada Perovskita, que possui uma configuração genérica ABO3, onde A corresponde a cátions divalentes (Pb2+, Ba2+, Ca2+...), B a cátions divalentes, trivalentes, tetravalentes ou pentavalentes (Nb5+, Mg2+, Ti4+, Zr4+, La3+...) e O é o oxigênio. Esta estrutura pode ser vista na figura a seguir:


Podemos citar como exemplos destes materiais o Titanato de Bário (BaTiO3) e o Titanato Zirconato de Chumbo (Pb(Zr,Ti)O3- PZT). 

A energia elétrica é gerada ao pressionar a cerâmica, fazendo a estrutura cúbica adquirir diferentes formas:


Esta deformação faz surgir uma polarização no material, gerando assim uma diferença de potencial:


Este efeito é utilizado em diversos equipamentos como o microfone, o acendedor de fogão (tipo magiclick), balanças eletrônicas, guitarras elétricas, entre outros. Em todos estes casos, a energia mecânica é convertida em energia elétrica através do efeito piezoelétrico.

Ele também pode ser usado na geração de energia elétrica em maior escala. Um exemplo disto é uma casa noturna em Londres que utiliza a piezoeletricidade para alimentar os equipamentos eletrônicos durante as noites. Para isso, cerâmicas piezoelétricas são colocadas nas pistas de dança, assim, quando as pessoas estão dançando estes materiais são pressionados pelos seus pés, gerando então a energia elétrica necessária. 

Fonte: Planeta Sustentável.

Futuras aplicações


Acredita-se que, futuramente, esta tecnologia poderá ter outras aplicações, como, por exemplo: 

  • Carregador de celular por toque: Não será mais necessário encontrar uma tomada assim que a bateria do seu celular acabar. Com cerâmicas piezoelétricas instaladas em celulares, bastará pressionar a tela do aparelho para que sua bateria seja recarregada;
  • Vestuário carregador de bateria: Instalando estas cerâmicas em roupas ou em solas de calçados, ao se movimentar podemos gerar a energia elétrica necessária para carregar aparelhos de celular ou mp3;
  • Marca-passo alimentado pela respiração: Algumas pessoas utilizam este equipamento para regular os batimentos cardíacos. Neste caso, o movimento dos pulmões causados pela respiração do paciente poderá fornecer a energia elétrica necessária para a alimentação do aparelho.

No próximo texto veremos o efeito contrário ao descrito acima mostrando, também, suas aplicações.


REFERÊNCIAS

http://www.ppgme.ufpa.br/doc/diss/pedropaulosantos.PDF

http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,EMI270836-17770,00-APARELHO+USA+RESPIRACAO+HUMANA+PARA+GERAR+ENERGIA.html

O explorador Reinhard Maack!

Por Rafael Briones Matheus


Figura 1 - Reinhard Maack.
Reinhard Maack (02/10/1892 - 26/08/1969) nasceu em Herford na Alemanha, morou e trabalhou na região do sudoeste africano e no sul do Brasil, onde viveu até sua morte. Aos 18 anos, se especializou em geodésia e, em 1912, viajou para África conseguindo um emprego no serviço geodésico na Namíbia. Em 1923, foi enviado para o Brasil para trabalhar durante quatro anos em minas de exploração no Rio de Janeiro e Minas Gerais, que lhe despertaram o interesse em estudar Geografia e Geologia. 

A partir de 1912, Maack participou de muitas expedições científicas no sul da África e na América Latina, viajando metade do mundo e se transformando em um dos cientistas internacionalmente condecorados. Descobriu pinturas rupestres (figura 02) e tribos indígenas (figura 03), trabalhou com a prova da teoria da deriva continental e realizou inúmeros trabalhos pela documentação cartográfica, geográfica e geológica. Sua extensa obra de mais de quatro décadas de pesquisa, textos, filmes, desenhos, pinturas e fotografias do ponto de vista ambiental, social, científico, artístico e histórico é inestimável.

Figura 2: Pintura rupestre "Dama de branco".

Figura 3: Maack e Xetá.

Incansável defensor da preservação de áreas naturais, alertou para as consequências futuras do intenso desmatamento no interior do Paraná (expansão cafeeira), assim como as modificações no ciclo hídrico e a erosão do solo. Isso faz dele um dos primeiros ambientalistas, bem antes da ecologia ser uma questão social tão importante sendo, também, um conhecedor profundo da terra paranaense. Durante suas expedições, Maack sempre manteve seu diário com anotações e desenhos de suas descobertas geográficas e geológicas como, por exemplo, o bloco diagrama da Serra do Mar (figura 04).

Figura 4: Gravura bloco diagrama da Serra do Mar paranaense.

Leia mais: 

Livro: Geografia Física do Estado do Paraná, Autor: Reinhard Maack


REFERÊNCIAS


www.reinhard-maack.de

http://ceusnei.blogspot.com.br/2009/07/bloco-diagrama-da-serra-do-mar-do.html

http://altamontanha.com/Artigo/2837/reinhard-maack--geocientista-e-aventureiro




Matemática em cartaz - Episódio II: O Teatro Pedagógico e o Ensino de Matemática!

Por Ednilson Rotini

Dando continuidade às reflexões publicadas no texto anterior a respeito do teatro na educação, analisaremos a relação entre a Arte e a Matemática ou, mais especificamente, entre o Teatro Pedagógico e o ensino de Matemática. Nesse momento é importante a seguinte indagação: seria possível alguma aproximação? Segundo Diniz (1995), a aproximação entre as áreas do conhecimento e o rompimento de esquemas pré-concebidos que as mantinham separadas é um fenômeno muito interessante. A unificação das ciências permite que os seres humanos aumentem seus conhecimentos e melhorem a compreensão de suas dificuldades. A autora vai além quando ressalta que, em se tratando de conteúdos curriculares, o aprendizado pode ser efetivamente auxiliado pelo teatro.

Brecht (1967) contribui relatando que ouvia que a arte e a ciência são dois patrimônios valiosos, porém pertencentes a domínios completamente diversos da atividade humana. Contudo, ele confessa: por pior que isso possa parecer (para ele), sem utilizar algumas ciências, não teria a menor possibilidade de cumprir sua missão como artista. 

João Batista Nascimento, professor e pesquisador de Matemática Pura e Metodologias de Ensino Matemático da Universidade Federal do Pará (UFPA) afirma que, utilizando os recursos da linguagem teatral - os quais possuem alto poder de entendimento de conceitos e grande teor lúdico, pode-se atrair o interesse e a curiosidade dos estudantes, criando também, um ambiente favorável à aprendizagem e superando aquele receio comum que as operações matemáticas costumam apresentar nas histórias escolares (LEITÃO, 2004).

O referido professor é o criador do projeto “Matemática & Teatro – da construção lúdica à formalização”, onde é desenvolvida uma peça intitulada “De Ponto em Ponto Formamos...”, que possui atos com nomes sugestivos como Oh! Sujeito Quadrado, Triângulo Amoroso, Um Círculo Vicioso, Tem que Andar na Linha e Ponto Finalmente. Durante a encenação destes atos são trabalhados vários conceitos de geometria plana.

No trabalho do professor João Batista, a metodologia consiste em, primeiramente, identificar, pesquisar e estudar os elementos e conceitos matemáticos, bem como as possíveis relações destes com o cotidiano envolvido na peça. Num segundo momento, são realizadas sessões de leitura e construção do roteiro, das falas, diálogos e adaptações, pautadas pelas características do público-alvo, pelo rigor dos conceitos matemáticos, aprofundamento da aprendizagem e pesquisa matemática, inclusive com a possibilidade de ampliações e generalizações.

Outro trabalho de grande relevância diante de seu pioneirismo foi o realizado pelo professor da Universidade de São Paulo (USP) Luiz Jean Lauand, que traduziu uma peça escrita, produzida e montada pela monja Rosvita de Gandersheim no século X, intitulada Sabedoria (Sapientia, no título original). Na cena III há uma autêntica aula de matemática medieval unindo o teatro ao ensino. Segundo o autor: 

Se há uma época onde a cultura tem forma popular é a Idade Média. Tal afirmação é válida para diversos aspectos da cultura medieval. Detenhamo-nos no caso do ensino de matemática. A queixa que sempre se ouve hoje contra o ensino de matemática elementar é de que é pesado, árido, carente de motivação etc. Bem diferente, (...) é o ensino medieval. A pouca matemática que se conhece na época é ensinada de modo vivo, prático, atraente e bem-humorado. (LAUAND, 1986, p. 95).

Destaca-se ainda, outro importante nome do ensino de Matemática, o engenheiro e professor Júlio César de Mello e Souza, o famoso Malba Tahan, que escreveu entre mais de 200 livros o célebre O Homem que Calculava. Esta obra reúne diversos contos relacionando cultura árabe e Matemática e, de um modo muito criativo, envolve histórias de aventuras com desafios matemáticos.

Segundo Ferrari (2005), as histórias que Malba Tahan escreveu ao longo de sua carreira são ótimas opções para se trabalhar o Teatro Pedagógico e ensinar Matemática. Um exemplo apresentado pelo autor é o de uma escola em São Paulo que utiliza a obra de Malba Tahan numa integração entre Língua Portuguesa, Matemática e Arte. Nessa atividade, os contos do livro O Homem Que Calculava são divididos e sorteados entre os grupos de estudantes. Inicialmente, é realizada uma pesquisa sobre quem foi o autor e, em seguida, a leitura dos capítulos com o intuito de adaptá-los para a forma teatral. O interessante é que “ao mesmo tempo que o conto se torna uma pequena peça de teatro, o desafio correspondente deve ser solucionado e representado por esquemas e desenhos em transparências que, posteriormente, são mostradas a toda classe e discutidas” (FERRARI, 2005, p. 2).

Ainda segundo o autor, a professora de Matemática da escola afirma que os estudantes vibram com a encenação teatral, que leva-os a mergulhar na leitura e na interpretação do problema, que exige um exercício de pensar e repensar até que fique bem claro. Resultados importantes são destacados pela professora, como, por exemplo: o despertar do gosto pela solução de problemas, o prazer em experimentar soluções e raciocínios inéditos e interesse em ler e redigir textos.

Para aqueles que pretendem trilhar o caminho do Teatro/Educação, Diniz (1995), apresenta, em seu livro, algumas peças teatrais como apoio. Duas delas merecem destaque, pois abordam temas matemáticos: a denominada “Filósofos Matemáticos” e a outra, “Conjuntos Matemáticos”. 

REFERÊNCIAS

BRECHT, B. Teatro Dialético. Rio de Janeiro, RJ: Civilização Brasileira, 1967.

DINIZ, G. J. R. Psicodrama Pedagógico e Teatro Educação. São Paulo, SP: Ícone, 1995.

FERRARI, M. Teatro + Malba Tahan = Matemática Divertida. In: Revista Nova Escola, Edição 182, São Paulo/SP: Abril, 2005.

LAUAND, L. J. Educação, Teatro e Matemática Medievais. São Paulo,SP:Perspectiva, 1986.

LEITÃO, J. Teatro Favorece Aprendizagem de Matemática no Pará. Belém, PA, 2004. Disponível em: http://www.jornaldaciencia.org.br/Detalhe.jsp?id=21324. Acesso em 16 ago. 2013.

A Geografia além da visão!

Por Lawrence Mayer Malanski

Pessoas vivem imersas em espaços carregados de imagens visuais, sons, odores, texturas e até mesmo sabores e os percebem simultaneamente através de todos os sentidos e da mente (TUAN, 1980). Pense no centro de sua cidade e tente se lembrar de pelo menos uma característica relacionada a cada sentido humano. Você notará que nesse espaço existem várias.

Na cultura ocidental, a visão humana é o principal sentido relacionado à percepção do espaço (o que Schafer, 2010, denomina “cultura do olho”), ao contrário de animais como os morcegos, que se orientam principalmente através dos sons e os cachorros, que possuem olfato bastante desenvolvido. Diariamente, nos grandes centros urbanos, as pessoas são submetidas a uma grande carga de estímulos visuais, como placas publicitárias, sinais de trânsito, fachadas de prédios e casas entre outros. No entanto, desde a Revolução Industrial, com os sons das máquinas cada vez mais presentes no cotidiano, houve uma transformação profunda na sonoridade dos espaços, principalmente nas cidades, que se tornaram mais “barulhentas”.  

Poluição visual no centro de Curitiba, a “cultura do olho”.

Com a Revolução Industrial novos sons surgiram na paisagem.

Em 1977, o compositor canadense Murray Schafer publicou o livro The Tuning of the World (A Afinação do Mundo) com os resultados de sua pesquisa a respeito de ambientes sonoros chamado World Soundscape Project (Projeto Paisagem Sonora Mundial). Esse trabalho se tornou uma das principais referências para estudos a respeito da paisagem sonora. De acordo com Schafer (2001) a paisagem sonora pode ser definida como todo conjunto de sons de um espaço. Esse conjunto pode ser percebido como ruído (paisagem sonora lo-fi) ou os sons podem ser distinguidos individualmente (paisagem sonora hi-fi). Sabendo disso, pense e compare a paisagem sonora de um espaço rural e urbano, como cada uma pode ser classificada?

Em Geografia, paisagem é comumente definida como tudo aquilo que um lance de visão pode contemplar. Contudo, as novas abordagens dessa ciência, sobretudo a geografia humanista, proporcionam formas alternativas para compreensão desse termo. Assim, paisagem pode ser definida como uma porção do espaço percebida pelos sentidos humanos e pela mente. Por tanto, essa ideia perpassa pela experiência espacial e pela apreciação do espaço vivido. São exemplos dessa outra forma de compreender o conceito de paisagem: as paisagens olfativa, tátil, gustativa, visual e sonora (MALANSKI, 2011). Um trabalho interessante envolvendo tais paisagens é o Mapa das Sensações de São Paulo (ver saiba mais), que tem por objetivo mapear diferentes sensações que podem ser experimentadas pelo turista na cidade. 

Além do propósito turístico, como no Mapa das Sensações de São Paulo, pensar o espaço a partir de outros sentidos contribuiu para torná-lo melhor em vários aspectos. Assim, a paisagem sonora é uma preocupação constante de urbanistas no que diz respeito ao conforto ambiental e a poluição sonora, por exemplo, e a cartografia tátil é um recurso importante para orientação de cegos. 

Mapa tátil.

Saiba mais:

Mapa das Sensações de São Paulo: http://www.mapadassensacoes.com.br/mapadassensacoes/

Mapa do barulho de Belo Horizonte: 

REFERÊNCIAS

MALANSKI, Lawrence Mayer. Geografia escolar e paisagem sonora. RA E' GA v. 22. Curitiba, 2011. 
Disponível em: http://ojs.c3sl.ufpr.br/ojs2/index.php/raega/article/viewFile/21775/14175
Acesso em: 09 ago. 2013.

SCHAFER,  Raymond.  Murray.  A  afinação  do  mundo:  uma  exploração  pioneira  pela história  passada  e  pelo  atual  estado  do  mais  negligenciado  aspecto  do nosso ambiente: a paisagem sonora. São Paulo: Ed. da UNESP, 2001.

TUAN, Yi-Fu.  Topofilia: um estudo da percepção, atitudes e valores do meio ambiente. São Paulo: Ed. Difel, 1980.

quarta-feira, 21 de agosto de 2013

Acervos digitais de Arquivos e Bibliotecas!

Por Jeffrey Cássio de Toledo

Ao longo da História os documentos oficiais emitidos por órgãos públicos por exemplo sempre foram alvo de estudiosos, por conterem uma grande quantidade de informações importantes para a atividade de pesquisa. Entretanto, em certos casos, a organização dos arquivos, bem como sua acomodação e preservação encontram-se de forma precária, dificultando o trabalho do pesquisador que, antes de tudo, acaba por ter de organizar e, em muitos casos, criar espaços e métodos para preservar o documento.

Atualmente, algumas instituições vêm fazendo reformas em suas instalações e provendo acomodações que realmente são funcionais neste processo de conservação de documentos. E ainda, mais do que isso, novas atividades são elaboradas com o objetivo de facilitar o acesso a esses materiais. 

A Biblioteca Nacional de Portugal, uma das mais importantes da Europa, é, no que diz respeito as suas ações de promoção e divulgação, certamente uma das mas inovadoras. Segundo dados da própria BNP, entre 2002 e 2007, foram digitalizados quase 7.500 documentos, dentre as classificações de iconografia, material textual, material cartográfico e até partituras musicais manuscritas.

Alguns documentos chamam a atenção por suas particularidades. Vários arquivos do período da Inquisição por exemplo, podem ser encontrados no portal da BNP. Além disso, obras como as de Fernando Pessoa e José Saramago, bem como notas e objetos pessoais também podem ser obtidos pelo site.

Essas oportunidades são ofertadas por vários museus (com suas visitas on-line) e outras bibliotecas e arquivos espalhados pelo mundo. Com certeza, é uma grande oportunidade de acesso a informação, onde todos podem conhecer o passado sem sair de casa.

O acesso aos arquivos pode ser feito pelo próprio portal on-line da Biblioteca Nacional de Portugal: 


Seguem abaixo outros arquivos públicos com acervo digital:

Arquivo público do Estado de São Paulo: http://www.arquivoestado.sp.gov.br/

Biblioteca Digital Mundial: http://www.wdl.org/pt/

Museu Digital da História em Quadrinhos (em inglês): http://digitalcomicmuseum.com/

Biblioteca Nacional do Museu Nacional: http://www.obrasraras.museunacional.ufrj.br/

Biblioteca virtual da América Latina: http://www.bvmemorial.fapesp.br.

O sucesso evolutivo das plantas!

Por Felipe Veiga

Quando observarmos a nossa volta, logo perceberemos que a maioria das plantas que vemos são as que produzem flores e frutos. A vantagem de número de espécies nesse grupo em relação ao número das que pertencem a outros é imensa – 90% das plantas atuais. Essa discrepância não é por acaso, pois essas plantas são dotadas de grandes exclusividades evolutivas vantajosas para a perpetuação e permanência de seus representantes no ambiente. Para entendermos o grande sucesso das plantas em seus ambientes, precisamos fazer um pequeno resgate evolutivo, desde algas até as plantas vasculares mais complexas.

A linhagem que originou as plantas terrestres evoluiu do ambiente aquático. Algumas algas carófitas que habitavam águas rasas das margens de lagos estavam sujeitas a períodos de secas. Nesse (e em ambientes similares), a seleção natural favorece os indivíduos que são capazes de sobreviver nos períodos de escassez de água. O zigoto dessas algas, na falta de água, é protegido da dessecação por uma camada de uma substância chamada esporopolenina – mesma substância encontrada em grãos de pólen. O acúmulo dessas características em pelo menos uma população ancestral de carófitas, tornou seus descendentes aptos a viverem de forma permanente fora da água. Essa grande novidade evolutiva permitiu a conquista do hábitat terrestre, que oferecia inúmeras vantagens: 

  • O ar não oferece a mesma turbidez que a água;
  • Não existia a competição por luz com o plâncton; 
  • O dióxido de carbono é mais abundante em terra do que na água, pois na água sua solubilidade é restrita;
  • O solo é mais rico em nutrientes; 
  • Naquele tempo haviam poucos herbívoros e patógenos.
O custo para alcançar esses novos recursos estavam longe de ser considerado baixo. Na conquista do ambiente terrestre, alguns desafios importantes precisavam ser transpostos:

  • A relativa escassez de água;
  • A dessecação das plantas fora da água;
  • Falta de uma estrutura resistente à gravidade.

A conquista do ambiente terrestre só seria possível se os talos emersos fossem impermeabilizados. Tal condição foi alcançada através de uma camada de substâncias lipídicas (ceras principalmente) na superfície das primeiras plantas terrestres. Mas a impermeabilização criava outro problema: as trocas gasosas ficaram restringidas. Essa limitação só foi contornada pelo aparecimento dos estômatos – conjuntos celulares capazes de controlar a abertura e fechamento de um poro, permitindo as trocas gasosas. As plantas puderam se diversificar enquanto suas adaptações foram ocorrendo, possibilitando que prosperassem apesar de todos os desafios. A conquista da terra pelos vegetais modificou profundamente aspectos geomorfológicos e geoquímicos do nosso planeta, afetando também, a evolução de todos os outros grupos de seres vivos sobre a Terra.

Apesar de o ancestral de todas as formas terrestres já ser uma alga verde pluricelular, a sua estrutura corpórea seria um simples talo essencialmente indiferenciado. Em ambiente aquático, o restante de seu corpo é uniforme na maioria dos grupos de algas, exceto pelas suas estruturas de fixação no substrato e reprodução. A absorção de sais, a fotossíntese e alguns outros processos fisiológicos são realizados em um mesmo tecido, e não apresentam órgãos especializados. As algas não possuem organização acentuada, não desenvolvendo raízes, caules ou folhas propriamente ditas.  

Durante milhões de anos, os tecidos vegetais estiveram submersos na água, realizando todas as suas trocas gasosas e de nutrientes por todas as partes do vegetal. Aquelas primeiras espécies que foram capazes de dominar o ambiente terrestre não apresentavam raízes verdadeiras ou folhas. Sem as raízes elas não poderiam absorver nutrientes do solo. Mas, fósseis de aproximadamente 420 milhões de anos mostram uma adaptação que as teria ajudado a resolver esse problema: formavam associações simbiônticas com alguns fungos. Essas associações eram similares àquelas que conhecemos atualmente, chamadas de micorrizas. Os fungos micorrízicos conseguem formar grandes redes de filamentos no solo, aumentando a capacidade de absorção de nutrientes, quando comparados com o que a planta conseguiria absorver sozinha. O fungo passa a transferir nutrientes para a planta simbionte e este processo teria ajudado as plantas sem as raízes a colonizarem o ambiente terrestre. 

Registro fóssil de Cooksonia 
O gênero fóssil Cooksonia,  considerado a primeira planta terrestre, não ultrapassava 5 cm de altura e, provavelmente, sobrevivia submerso em substrato enlameado. Ocasionalmente, desenvolvia estruturas reprodutivas no ápice do talo. Muito possivelmente, as porções subterrâneas tinham uma menor impermeabilização e absorviam água e sais minerais da lama, ao passo que as porções emersas possuíam maior impermeabilização e faziam a maior parte da fotossíntese. Deste ponto evolutivo, as plantas lidaram com o caráter ambíguo do novo ambiente em relação aos recursos para a manutenção da vida vegetal. Luz e CO2 precisavam ser obtidos diretamente do meio aéreo. Componentes minerais, bem como a água, são encontrados na superfície da terra. Dessa forma, os ramos que realizavam fotossíntese deveriam crescer em direção à luz (fototropismo positivo e geotropismo negativo), e órgãos responsáveis pela absorção precisariam crescer para baixo (geotropismo positivo e fototropismo negativo). Esses aspectos foram fundamentais para a especialização apresentada pelas plantas terrestres, permitindo uma ampla diversificação de estruturas. Esse ambiente ambíguo selecionou as espécies de modo a torná-las compostas por dois compartimentos fisiológicos e padrões de crescimento distintos. De um lado, um sistema aéreo que se eleva em direção à luz, portando, ocasionalmente, estruturas de reprodução gâmica. De outro lado, um sistema absortivo e fixador, que cresce de forma subterrânea. 

Para vencer a gravidade, os ramos aéreos precisaram desenvolver tecidos de sustentação resistentes, permitindo o crescimento fototrópico positivo e, quanto mais distantes do solo, melhor impermeabilizados deveriam ser e, os subterrâneos deveriam crescer em busca de sais e água. Apesar da necessidade da integração dos ramos, eles crescem em direções opostas numa relação de dependência muito grande. Os ramos absortivos dependem dos produtos da fotossíntese nos aéreos, enquanto as partes aéreas necessitam da água e dos sais absorvidos pelos ramos subterrâneos. Daí surgiram os vasos condutores de seiva.

Entretanto, as primeiras plantas não apresentavam sistemas vasculares para o transporte de seiva, assim como alguns exemplares atuais – as briófitas. O termo briófita é utilizado informalmente para se referir a todas as plantas avasculares - hepáticas, antóceros e musgos. Ainda há um debate para saber como os três grupos de briófitas evoluíram, mas consideraremos o seguinte cladograma:

Cladograma evolução das plantas.

Briófita típica.
As briófitas são plantas atuais que adquiriram várias adaptações durante o curso da evolução, mas não analisaremos a fundo as espécies de transição. Mesmo assim, provavelmente ainda trazem consigo, características das primeiras plantas terrestres. As briófitas são plantas de tamanho bastante reduzido, face à ausência de tecido vascular, que tornaria possível o transporte de água e nutrientes por distâncias maiores. Por possuir uma estrutura muito fina em seus órgãos, elas conseguem fazer a distribuição de materiais mesmo na ausência de tecido especializado, o qual é feito célula a célula. Alguns musgos como os Polytrichum, possuem tecidos de condução no caule e, por isso, são capazes de crescer até 2 metros de altura. 

Neste ponto, os principais problemas para a colonização da terra já haviam sido resolvidos e as espécies de linhagens bem sucedidas competem por espaço nesse novo nicho ecológico. Apenas em samambaias e outras plantas vasculares sem sementes podemos vê-las atingindo alturas consideráveis. Nos primeiros 100 milhões de anos da evolução das plantas, a vegetação predominante era assemelhada às briófitas. Mas, em paisagens atuais, o amplo domínio é das plantas vasculares. Fósseis de ancestrais dos vegetais vasculares que vivem atualmente datam aproximadamente 420 milhões de anos e, apesar de não ultrapassarem os 50 cm de altura, sua ramificação permitiu a existência de corpos mais complexos os quais, por sua vez, ampliava a competição por espaço e luz, na medida em que aumentavam em complexidade, favorecendo as plantas vasculares. 

Reconstituição de Aglaophyton major,
parente primitivo das plantas vasculares atuais.
Um dos maiores passos para a conquista definitiva do ambiente terrestre foi o desenvolvimento de um tecido capaz de promover a sustentação e condução para as plantas mais altas. Essas plantas ancestrais das já apresentavam algumas características presentes hoje, mas ainda precisavam de outras adaptações, como vasos condutores mais eficientes e raízes e folhas bem desenvolvidas. Precisamos relembrar neste momento, o conceito básico de que as plantas vasculares apresentam dois tipos de condução: xilema e floema. O xilema conduz a maior parte de sais minerais e água sendo um tecido altamente lignificado e resistente. Já o floema, transporta pela planta açúcares, aminoácidos e outros produtos orgânicos. Esses tecidos foram responsáveis pelas plantas crescerem em altura. Os caules tornaram-se suficientemente fortes para sustentar as estruturas, além do já mencionado fato de levarem água, sais minerais e nutrientes orgânicos para todo o corpo vegetal além dos limites do solo. Esse crescimento em altura foi uma novidade evolutiva muito grande e importante, ampliando o acesso à luz solar (necessária à fotossíntese) em relação às plantas menores, sendo uma das maiores vantagem das plantas vasculares sobre as avasculares. 

A competição entre as próprias plantas vasculares se intensificou e a seleção natural favoreceu as formas de maior crescimento, possibilitando o surgimento de formas cada vez mais arborescentes e que originariam as primeiras florestas há cerca de 370 milhões de anos.

Já no lugar das estruturas absortivas conhecidas nas briófitas por rizóides, a maioria das plantas vasculares desenvolveram raízes. Além de absorver água e nutrientes do solo, as raízes servem para fixação das plantas vasculares. Ainda não se sabe se elas evoluíram de forma única ou independente. Mas, por conta da semelhança entre tecidos das raízes das plantas atuais com os de caules de vegetais vasculares primitivos preservados em fósseis, acredita-se que as raízes talvez tenham evoluído a partir de porções subterrâneas do caule das vasculares primitivas. 

As folhas proporcionaram um aumento da área do corpo vegetal, ampliando a capacidade fotossintética das plantas vasculares. Estruturas foliares chamadas de microfilos aparecem, pela primeira vez, há cerca de 370 milhões de anos atrás. Já os macrofilos - folhas com sistema vascular altamente ramificado, podem ter evoluído de ramificações do caule. Uma ramificação cresce em comprimento, e as inferiores tornaram-se achatadas, desenvolvendo uma rede de nervuras que fazia ligação entre elas. Todas as ramificações unidas formam uma folha. 

Chegamos ao ponto máximo de nosso estudo: as plantas com sementes. Anteriormente fizemos apenas um pequeno resgate da história evolutiva dos grupos mais ancestrais dos vegetais porém, não citamos detalhes importantes sobre as principais características de cada um dos grupos. A partir de agora, falaremos sobre as algumas vantagens evolutivas que as plantas com sementes tiveram sobre os outros grupos vegetais. 

Abelha coberta por pólen.
Quando as espécies com sementes se estabeleceram, conseguiram alterar drasticamente o curso da evolução vegetal. A semente nada mais é do que o embrião protegido por um envoltório e com uma grande quantidade de reserva energética. Quando estas estão prontas para germinar, as são liberadas pelas plantas parentais por meio de agentes dispersores. Fazendo uma analogia, a semente seria uma versão destacável do útero de uma mulher grávida, pois é capaz de nutrir e proteger o embrião, além de poder ser levada para longe da mãe. As sementes ajudaram esse grupo vegetal a dominar amplamente o ambiente terrestre, compondo a maior parte da biodiversidade deste reino.

Briófitas e pteridófitas dependem essencialmente de água para a sua reprodução, já que o gameta masculino (anterozóide) precisa nadar até o gameta feminino (oosfera) para fecundá-lo e a distância entre os gametas raramente excede alguns poucos centímetros. Logo, na inexistência ou escassez desse elemento a dificuldade de reprodução para esses grupos vegetais é eminente. Em plantas com semente, uma estrutura foi capaz de contornar essa dificuldade de reprodução em condições de falta d’água: o pólen. Consiste em um gameta masculino envolvido por uma parede polínica. A transferência do pólen até a parte de uma planta com sementes que contém óvulos é denominada polinização. O gameta masculino na maioria das gimnospermas e em todas as angiospermas não possui mobilidade, o que não é uma desvantagem, já que o gameta pode ser transportado, como já dito, por vários agentes. Após o gameta masculino fecundar a oosfera de uma planta feminina, o óvulo inteiro se desenvolve em semente, agregando algumas, pois o embrião vem acompanhado de reserva alimentar e embrulhado em um envoltório de proteção. Até o surgimento desta estrutura, o único estágio de proteção do embrião era o esporo. E mesmo apesar de os musgos e outras plantas sem sementes continuarem a ter sucesso atualmente apenas com os esporos, as sementes representam a principal novidade evolutiva que contribuiu para novos modos de vida para as plantas. Quando analisamos as vantagens das sementes em relação aos esporos, além da já citada presença de reserva alimentar, vemos que os esporos são geralmente unicelulares e as sementes apresentam uma camada de tecido multicelular - a casca que fornece proteção extra para o embrião. Com todas essas características, as sementes podem ficar adormecidas por vários dias, meses ou até anos depois de separadas da planta mãe o que não ocorre com os esporos, que tem uma vida muito mais curta.

Reconstituição de floresta de gimnospermas
As primeiras plantas a apresentarem sementes são ainda anteriores as gimnospermas, mas já se extinguiram, assim como várias linhagens surgidas mais tarde. Seus fósseis datam de aproximadamente 360 milhões de anos. Já os primeiros vestígios de angiospermas datam 305 milhões de anos. Essas plantas viveram junto das vasculares sem sementes, e sua expansão provocou a extinção de uma boa parte destas, modificando drasticamente a flora e a fauna da época. Nesse período (a transição do Carbonífero para o Permiano), as condições climáticas eram mais secas e isso favoreceu as gimnospermas e afetou a vida de animais terrestres também. Os anfíbios diminuíram em diversidade e foram substituídos pelos répteis. Como as plantas vasculares sem sementes dependem diretamente da água, estas sofreram uma grande extinção. As gimnospermas dotadas das características essências para a vida em terra firme – pólen e semente – conseguiram prosperar. Durante o Mesozóico, serviram de alimento para os grandes dinossauros herbívoros. O final desta era é marcado pela extinção em massa da maioria dos dinossauros e de muitos grupos de animais. 

O nosso objeto principal de estudo, as angiospermas, conhecidas como plantas com flores, possuem sementes capazes de produzir estruturas reprodutivas denominadas flores e frutos. Nos tempos atuais, as angiospermas são os vegetais com maior diversidade e mais amplamente distribuídas – 250.000 espécies (90% das espécies). 

As flores das angiospermas são estruturas especializadas para reprodução sexual. Insetos e outros animais transferem o pólen de uma flor para outra, tornando a polinização mais direcionada do que a dependente do vento verificada nas angiospermas. As pétalas de uma flor são vivamente coloridas, auxiliando na atração de polinizadores. Das flores, desenvolve-se um fruto que consiste tipicamente um ovário maduro, embora possa incluir outras partes florais. Os frutos protegem as sementes em dormência e auxiliam na sua dispersão. Em algumas angiospermas, os frutos funcionam como estruturas “voadoras” que auxiliam a dispersão pelo vento. No caso do coco, são adaptados à dispersão pela água. Existem angiospermas que produzem frutos comestíveis, com sabor adocicado e bastante coloridos, anunciando sua maturação. Após ingerir o fruto, os animais fazem a digestão da parte carnosa, mas a semente permanece intacta. Os animais podem depositar as sementes - juntamente com uma quantidade boa de fertilizante natural - há muitos quilômetros do local onde o fruto fora ingerido. As angiospermas e suas características evolutivas vantajosas, surgiram há pelo menos 140 milhões de anos durante o Mesozóico superior. E no cretáceo médio (há 100 milhões de anos), começaram a dominar vários ecossistemas terrestres. As paisagens foram modificadas drasticamente quando as outras plantas perderam espaço para as angiospermas.   

A colonização da terra por animais também têm influenciado a evolução das plantas terrestres e vice-versa. Os herbívoros podem reduzir o número de indivíduos de uma espécie por comer suas folhas, raízes ou sementes. Mas se uma nova e eficiente defesa surgir contra herbívoros, essas plantas podem ser favorecidas por seleção natural. Plantas, polinizadores e outras interações mutuamente benéficas, podem ter efeitos similares. Essa relação, e até mesmo com os agentes dispersores de sementes, contribuíram para o aumento e domínio das plantas com flores no período Cretáceo e para a importância das angiospermas nas comunidades ecológicas.

REFERÊNCIAS:

GONÇALVES, Eduardo. Morfologia Vegetal. 2 ed. São Paulo, Instituto Plantarum, 2011.

CAMPBELL, N. Biologia. 8 ed. Porto Alegre, Artmed, 2010  

SILVA, Sibele. CARÓFITAS E EVOLUÇÃO: TEORES DE CARBOIDRATOS E PROTEINAS EM Chara sorotensis. <http://www.sbpcnet.org.br/livro/63ra/resumos/resumos/7338.htm>

WALKER, Matt. Cientistas analisam tipos de alga que teriam um bilhão de anos. <http://www.bbc.co.uk/portuguese/ciencia/2010/11/101118_algas_fossils_mv.shtml>

COUTINHO, Leopoldo. O conceito de Bioma.< http://www.scielo.br/pdf/abb/v20n1/02.pdf>