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Escola Estadual Polivalente de Alagoinhas
Estagiária: Sheila Lorena Araujo Coelho
Professora Regente: Celúcia Acácia Carvalho Santos Miranda
Professora Orientadora: Cláudia Souza
Disciplina- Biologia      Turma: 91V5      Unidade II


Plano Semanal 4 (50 minutos)

Período: 01 de Junho de 2010 (50 min) / 03 de Junho (Feriado Corpus Christi)

Tema: Reino Monera e Introdução ao Reino Protista.

Sub-temas
    Características gerais dos seres vivos que compõem o Reino Monera;
      Diversidade morfológica entre as bactérias; reprodução nos moneras; principais
      doenças provocadas por bactérias; Estudo dirigido: introdução ao Reino
      Protista.

Objetivos
    Identificar as características principais dos organismos que compõem o Reino
       Monera;
    Analisar o ciclo de vida dos Moneras;
    Caracterizar as principais doenças causadas por bactérias;
    Descrever os organismos que pertencem ao Reino Protista.

Conteúdos Conceituais:
    Desenvolvimento da habilidade de elaborar perguntas e respostas;
    Conhecimento das principais características dos Moneras;
    Análise do ciclo de vida dos Moneras;
    Análise das principais doenças causadas por bactérias.
    Descrição dos organismos do Reino Protista.


Conteúdos Procedimentais:
    Construção de “cruzadinha” a partir do conteúdo estudado;
    Elaboração de perguntas e respostas sobre o tema;
    Resolução de perguntas elaboradas pelos colegas.
    Resolução, em casa, de questões de estudo dirigido.


Conteúdos Atitudinais
    Validação da importância que as bactérias desempenham em nossa sociedade;
    Adoção de medidas preventivas contra bactérias patogênicas;
    Desmistificação da idéia de patogenicidade generalizada em relação às
      bactérias;
 Procedimentos metodológicos:
       (Exposição participada, Demonstração didática com uso de quadro branco)


       Seqüência didática:

            Iniciarei a aula incitando os alunos a participarem da construção do jogo
            “cruzadinha” a partir de outra construída em sala por mim (Anexo I).
            Durante os primeiros 5 minutos, será explicado como construí-la. Em
            seguida, a turma será dividida em grupos de cinco. Cada grupo deverá
            elaborar pelo livro didático, em 20 minutos, 11 perguntas em torno do
            termo chave “Reino Monera”. A partir disso, a cruzadinha será construída,
            em 10 minutos. Em seguida, haverá troca das cruzadinhas elaboradas entre
            os grupos. Cada grupo deverá tentar responder corretamente a cruzadinha
            do grupo que a elaborou, em 15 minutos. No final, as cruzadinhas
            retornarão para seus respectivos grupos que deverão corrigi-los, em 10
            minutos. A cruzadinha melhor elaborada será aplicada na prova. Ao final da
            aula será pedido à resolução, em casa, de questões (Anexo II) do estudo
            dirigido sobre o Reino Protista baseando-se do texto “Algas: da economia nos
            ambientes aquáticos à bioremediação e à química analítica”, de Eliane Cristina
            Vidotti e Maria do Carmo E. Rollemberg (Anexo III).


Recursos:

     Quadro;
     Piloto;
     Livro didático.

Avaliação

    Participativa através da construção da “cruzadinha”.
    Cruzadinha: valor 1,0 pt.
    Estudo dirigido: valor 2,0 pts.



Referências:

LOPES, S. & ROSSO, S. 2005. Biologia. Vol. Único. São Paulo: Saraiva, 1º ed.

TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. Porto Alegre: Artmed,
2000.
Observação



Os alunos demonstraram interesse pela atividade proposta, dedicando-se a elaborar a
cruzadinha da forma mais criativa possível.



Anexo I

Cruzadinha demonstrativa
Tema: Copa do Mundo

   1. País-sede da copa do mundo 2002
   2. País-sede da copa do mundo 2010
   3. País da América do Sul que terminou sua participação na copa do mundo 2006 em
      18º lugar.



                                        C
                                        O
                                        P
                                        A
                                        D
                                        O
                                        M
                                        U
                                        N
                                        D
                                        O


Anexo II

ESCOLA ESTADUAL POLIVALENTE DE ALAGOINHAS
PROF.ª SHEILA COELHO
ALUNO (A): _________________________________       TURMA: 91 V 5          DATA DE
ENTREGA: 10/06/2010


  ESTUDO DIRIGIDO SOBRE ALGAS: MICROALGAS (REINO PROTISTA) E MACROALGAS (REINO
                                    PLANTAE)


   1. A partir do texto estudado “Algas: da economia nos ambientes aquáticos à
      bioremediação e à química analítica”, de Eliane Cristina Vidotti e Maria do Carmo E.
      Rollemberg, discuta a importância (ecológica, econômica e ambiental) atribuída às
      algas, em geral. (mínimo 10 linhas)
2. A partir do texto estudado, cite as principais características dos organismos
       pertencentes ao Reino Protista. Explique cada uma delas.

    3. Cite as características dos Filos Euglenophyta, Pyrrophyta e Chysophyta citados no
         texto nos quais pertencem ao Reino Protista.


    4. Cite as características dos Filos Chlorophyta, Rhodophyta e Phaeophyta (atualmente
         conhecido como Ochrophyta) citados no texto nos quais pertencem ao Reino Plantae.



Anexo III

TEXTO

Quím. Nova vol.27 no.1 São Paulo Jan./Feb. 2004

Algas: da economia nos ambientes aquáticos à bioremediação e à química
analítica
                                                         *
Eliane Cristina Vidotti; Maria do Carmo E. Rollemberg

Departamento de Química, Universidade Estadual de Maringá, Av. Colombo, 5790,
87020-900 Maringá - PR

INTRODUÇÃO ou o que são algas?

Vivemos em um planeta coberto por grandes extensões de águas, doces ou marinhas, cuja herança
obriga-nos a preservar. Nesta imensa "solução" destacamos a diversidade de organismos, de certa
forma relacionada à diversidade das comunidades de algas. Cabe a estas a estabilidade dos
ecossistemas naturais, pois um maior número de espécies equivalentes funcionalmente, mas com
diferentes capacidades de tolerância aos inúmeros fatores ambientais, resiste melhor a alterações no
meio aquático, inclusive a alterações decorrentes da atividade humana. Neste contexto, pela
importância que o tema apresenta sob a ótica econômica neste novo milênio, e sendo o Brasil um país-
continente rico em recursos aquáticos, apresentamos alguns aspectos relacionados às algas. Neste
artigo, as interações entre algas e o ambiente, o uso destes organismos com o objetivo de restabelecer
sistemas aquáticos, as aplicações nos processos de biorremediação e na Química analítica, além dos
usos industriais das algas são destacados. Certamente, muitos outros deixarão de ser mencionados,
mas propomos o despertar de interesses pelo estudo destes organismos, sob suas múltiplas
possibilidades.

Ao longo de todo a sua existência o homem sempre manteve relações próximas com o imenso mundo
vivo, mas apenas a partir do século XX tornou-se possível identificar e classificar os principais grupos de
seres vivos existentes. Na Grécia antiga, rica em pensadores e naturalistas, houve uma primeira
tentativa de reunir os seres vivos segundo as semelhanças que apresentavam entre si, sendo
reconhecidos os grupos animal e vegetal. Mas foi com Charles Darwin (1809-1882) que o sistema de
classificação dos seres vivos ganhou um enfoque evolutivo e as espécies passaram a ser classificadas de
acordo com a origem ou a ancestralidade comum, isto é, refletindo relações evolutivas. Em 1969 R. H.
Whittaker propôs um sistema de classificação das espécies em cinco reinos.
As algas são consideradas em três diferentes reinos: monera, protista e plantae. As algas azuis ou
cianobactérias, organismos do reino monera, são unicelulares, procariontes (ausência de envoltório
nuclear) e autótrofos (produzem seu próprio alimento); habitam vários ambientes, desde que haja
umidade, e atuam como "espécies pioneiras" por sua pequena exigência nutricional, capacidade de
realizar fotossíntese e aproveitar o nitrogênio atmosférico.

Os organismos do reino protista são unicelulares (embora existam formas pluricelulares de organização
simples), autótrofos ou heterótrofos (dependem de outros seres para se alimentarem), e suas células
apresentam envoltório nuclear e organelas membranosas (organismos eucariontes); são organismos de
grande simplicidade e constituem o primeiro grupo onde ocorrem mitocôndrias, cloroplastos, retículo
endoplasmático e complexo de Golgi bem desenvolvidos, apresentando, em geral, um único núcleo. As
algas pertencentes ao reino protista apresentam pigmentos — clorofilas, carotenos e xantofilas —
organizados em organelas denominadas plastos, que permitem a fotossíntese. Suas principais
características podem assim ser apresentadas:

- Filo Euglenophyta, composto por organismos denominados euglenas, presentes quase que
exclusivamente em águas doces; possuem uma única célula com uma película externa de constituição
protéica. As euglenas podem ser heterótrofas ou autótrofas e estas apresentam muitos plastos
contendo clorofilas a e b e carotenos, e armazenam óleos e polissacarídeos como reserva.
- Filo Pyrrophyta, composto pelos organismos dinoflagelados (apresentam dois flagelos dispostos em
sulcos perpendiculares), fitoplanctônicos e predominantemente marinhos. São organismos autótrofos
que apresentam clorofilas a e c, caroteno e peridinina (pigmento exclusivo do grupo), e armazenam
amidos e óleos como substâncias de reserva; a presença de carotenos e de peridinina confere a
tonalidade amarelada aos dinoflagelados. A reprodução exagerada de dinoflagelados no mar pode
levar ao fenômeno conhecido como maré vermelha, denominação esta relacionada à mudança da cor
da superfície do mar, que se torna amarela ou laranja; a superpopulação de dinoflagelados consome
grande parte dos nutrientes disponíveis e libera toxinas na água, capazes de envenenar ou matar
outros                                                                                        animais.
- Filo Chrysophyta, composto pelas algas douradas e organismos denominados diatomáceas; vivem em
ambientes aquáticos marinhos ou de água doce, participando da composição do fitoplâncton ou
aderidas a um substrato em águas pouco profundas. São organismos autótrofos que apresentam
clorofilas a e c, caroteno e xantofilas, armazenando óleos como reserva. As diatomáceas são revestidas
por uma parede celular formada por sílica e, ao morrerem, contribuem para a formação do sedimento
denominado "terra de diatomáceas", utilizado em indústrias.

No reino plantae são encontrados organismos pluricelulares, eucariontes e autótrofos, cujas principais
características são:

- Filo Chlorophyta, composto pelas algas verdes, extremamente abundantes nos ambientes aquáticos,
onde é um dos mais importantes componentes do fitoplâncton; as algas verdes são responsáveis pela
maior parte da produção de oxigênio molecular disponível no planeta a partir da fotossíntese.
Habitando águas doces ou salgadas, solos úmidos ou troncos, estes organismos podem também
estabelecer relações de mutualismo com outros seres vivos, como os fungos, formando os liquens. As
algas verdes acumulam amido no interior de suas células, e contêm os pigmentos clorofilas a e b,
carotenos e xantofilas; a presença de clorofilas a e b sustenta a idéia de que as algas verdes tenham
sido as ancestrais das plantas, por serem estas possuidoras destes tipos de clorofila.
- Filo Rhodophyta, composto pelas algas vermelhas, quase que exclusivamente pluricelulares e
marinhas (mais comuns em mares quentes), que vivem fixadas em um substrato; a principal
característica é a presença do pigmento ficoeritrina em suas células, responsável pela coloração
avermelhada destes organismos. As algas vermelhas possuem clorofilas a e d e carotenóides, e
armazenam               amido              como              material           de             reserva.
- Filo Phaeophyta, composto pelas algas pardas, organismos pluricelulares predominantemente
marinhos (mais comuns em mares frios), vivendo fixados em um substrato ou flutuando, formando
imensas florestas submersas. As algas pardas são as maiores existentes, podendo atingir mais de 25 m.
Nestes organismos são encontrados os pigmentos fucoxantina, clorofilas a e c e carotenóides e, como
substâncias de reserva, óleos e polissacarídeo (laminarina).
As algas são organismos capazes de ocupar todos os meios que lhes ofereçam luz e umidade
suficientes, temporárias ou permanentes; assim, são encontradas em águas doces, na água do mar,
sobre os solos úmidos ou mesmo sobre a neve. Quer sejam uni ou pluricelulares, as algas retiram todos
os nutrientes que precisam do meio onde estão — solução ou umidade - e, portanto, são organismos
fundamentalmente aquáticos. Entretanto, apesar da simplicidade aparente destes organismos,
                                                                                          1
algumas algas possuem "sistemas" internos que só são encontrados nos vegetais superiores !

Algumas espécies de algas encontram uso na avaliação da qualidade dos sistemas aquáticos, para os
quais, inclusive, já foi sugerido um "índice de poluição" baseado nos gêneros de algas presentes:
                                                                        2
quanto menos diversificada a população, maior a poluição do sistema . Um outro aspecto está
relacionado à capacidade em retirar do meio aquoso elementos químicos, o que sugere a utilização de
algumas espécies de algas na recuperação de sistemas aquáticos, em especial quanto à presença de
íons metálicos e de alguns compostos orgânicos. Finalmente, mais recentemente tem sido avaliado o
uso das algas como "reagentes químicos", em processos de pré-concentração na química analítica.

Nos sistemas aquáticos as algas incorporam energia solar em biomassa, produzem o oxigênio que é
dissolvido na água e usado pelos demais organismos aquáticos, atuam na mineralização e no ciclo dos
elementos químicos, e servem como alimento para animais herbívoros e onívoros. Ao morrerem, seus
constituintes químicos sofrem transformações nos sedimentos, são solubilizados e reciclados na água.
Estas diferentes "funções" desempenhadas pelas algas nos sistemas aquáticos dependem da
temperatura, da intensidade da radiação solar, da concentração de nutrientes na água e da
alimentação dos animais presentes no sistema. As alterações naturais ou antropogênicas no sistema
aquático podem alterar o balanço destes fatores controladores, e causar mudanças na composição da
comunidade de algas, nas taxas de produtividade, na biomassa e na química da água. É importante
perceber que, tanto a inibição como a estimulação do crescimento dos organismos, são igualmente
indesejáveis, pois qualquer alteração na produtividade das algas ou na composição da comunidade, em
                                                                                                 3
relação ao usual para aquele sistema em particular, pode ameaçar todo o equilíbrio do ecossistema .

Como espécies representativas do nível trófico inferior, as algas são organismos ecologicamente
importantes, porque servem como fonte de alimento fundamental para outras espécies aquáticas e
ocupam, assim, uma posição única entre os produtores primários: são um elo importante na cadeia
alimentar e essenciais à "economia" dos ambientes aquáticos como alimento.

Assim como os outros vegetais aquáticos e terrestres, pouco ou muito evoluídos, as algas necessitam
de água, luz, gás carbônico e minerais para o crescimento e a manutenção da vida. Cada organismo
possui um modo especial de atender às suas necessidades, mas, apesar da grande variação de cor,
tamanho, forma e tipo de reprodução, todas as algas têm em comum o fato de produzirem seu próprio
alimento através da fotossíntese, pois todas possuem clorofila. As algas retiram do meio o que
necessitam através de toda a superfície do "corpo" e, portanto, não necessitam de tecidos especiais
para transporte dos nutrientes no interior das suas células. Mas a vida no ambiente aquático apresenta
algumas dificuldades, como a penetração da luz, já que a partir de uma certa profundidade não há luz
suficiente para a fotossíntese; a escassez de minerais, tornando o meio muitas vezes limitante em
relação a um mineral; ou ainda a presença do gás carbônico, que não circula de modo tão simples
                     4
quanto na atmosfera .

A VIDA EM SOCIEDADE ou as relações entre algas e ambiente

Os organismos aquáticos influenciam a concentração de muitas substâncias diretamente por captação
metabólica, transformação, armazenamento e liberação sendo, portanto, importante conhecer a
interação entre os organismos e o ambiente para melhor compreensão da química de um habitat
aquático. Os processos primordiais são a fotossíntese e a respiração; como resultado da fotossíntese
são produzidas ligações ricas em energia, que alteram o equilíbrio termodinâmico. Pela respiração são
catalisados processos redox e o equilíbrio é restaurado. O balanço entre fotossíntese e respiração é
responsável pelo controle da concentração de oxigênio na água e estes dois processos são importantes
na purificação das águas naturais; distúrbios temporais ou localizados deste estado estacionário levam
                                                        5
a alterações biológicas e químicas que refletem poluição .
As comunidades de algas são controladas por muitos fatores ambientais, bióticos e abióticos, os quais
podem, por sua vez, ser afetados por espécies químicas estranhas ao meio (contaminantes),
produzindo mudanças na estrutura e no funcionamento da comunidade. As algas podem sofrer efeitos
diretos, em curtos tempos, e também, efeitos indiretos, sendo estes resultantes dos efeitos diretos
sobre outros organismos no meio. Alguns exemplos podem ser apresentados, evidenciando a íntima
relação entre uma comunidade de algas e o ambiente em que se encontram.

   Interações algas — macrófitas: há muita discussão sobre o papel das macrófitas (espécies de
vegetais adaptados ao ambiente aquático ao longo do seu processo evolutivo), mas uma hipótese
parece ser que elas absorvem N e P inorgânicos dissolvidos, competindo com as algas pelos nutrientes.
O impacto direto dos contaminantes sobre as macrófitas pode produzir efeitos diversos sobre a
comunidade de algas. A morte das macrófitas pode, em certas condições, potencializar um aumento
                                                                                       6
dos nutrientes inorgânicos no sistema, mas estudos realizados com herbicidas (eliminando as
macrófitas) indicaram que este aumento nas quantidades de nitrogênio e de fósforo disponíveis para
as algas só ocorre após uma grave desoxigenação da água. Outros estudos mostraram que, com o
aumento do nível de iluminação, associado ao aumento nos níveis de nutrientes, pode ocorrer um
                                                                                                       6
crescimento                   da                  população                   de                 algas .
   Interações algas — zooplancton: as algas são o alimento principal para os invertebrados aquáticos, e
isso pode afetar a população de duas maneiras distintas: uma taxa de alimentação moderada pode
estimular o crescimento e a produção de algas, aumentando a velocidade de reciclagem de nutrientes;
uma       "grande"      taxa     de      alimentação      reduz     a     abundância        de    algas.
   Interações algas — substâncias orgânicas: compostos organoclorados agem diretamente sobre as
algas inibindo a fotossíntese; compostos organofosforados são ainda mais tóxicos na inibição da
fotossíntese das algas, mas, sendo menos persistentes no ambiente, não representam uma ameaça
crônica para as comunidades de algas, a menos que continuamente introduzidos no sistema aquático.
Herbicidas diminuem a biossíntese de lipídeos nas algas — e os lipídeos são elementos estruturais da
membrana celular e de várias organelas, controlando o movimento de substâncias para o interior das
células.
   Interações algas — íons metálicos: íons de metais divalentes (Cu, Cd, Hg, Pb, Zn,...) podem reduzir a
fotossíntese causando dano estrutural aos cloroplastos; quantidades traços de cobre, por exemplo,
acima da capacidade de complexação do meio, inibem por completo a fixação de N, reduzindo o
processo de eutrofização. Entretanto, este processo torna-se favorecido devido ao aumento do
consumo        de     oxigênio      decorrente     da      biodegradação      das       algas   mortas.
   Interações algas — luz: o fitoplancton necessita da energia solar para a fotossíntese; entretanto,
muitas espécies não toleram níveis mais elevados de luz (UV ou VIS), sendo rapidamente afetadas pela
                                                                                                     6
ação da radiação e, a fim de evitar o excesso de radiação, algumas espécies migram na coluna d'água .

Estas interações, que variam entre espécies diferentes, podem resultar em mudanças nas espécies
dominantes de algas em um sistema aquático particular, afetando todo o ecossistema.
Experimentando essa íntima interação com o ambiente que lhes mantém a vida e no qual exercem
funções decisivas, as algas surgem como elementos-chaves nos estudos ambientais. A diversidade de
organismos em um sistema aquático está relacionada à diversidade das comunidades de algas, a qual
favorece a estabilidade do ecossistema já que um maior número de espécies funcionalmente
equivalentes, mas com capacidades de tolerância a fatores ambientais diferentes, resiste melhor às
                                                                    7
alterações do meio, inclusive aquelas causadas pela atividade humana .

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  • 1. Escola Estadual Polivalente de Alagoinhas Estagiária: Sheila Lorena Araujo Coelho Professora Regente: Celúcia Acácia Carvalho Santos Miranda Professora Orientadora: Cláudia Souza Disciplina- Biologia Turma: 91V5 Unidade II Plano Semanal 4 (50 minutos) Período: 01 de Junho de 2010 (50 min) / 03 de Junho (Feriado Corpus Christi) Tema: Reino Monera e Introdução ao Reino Protista. Sub-temas  Características gerais dos seres vivos que compõem o Reino Monera; Diversidade morfológica entre as bactérias; reprodução nos moneras; principais doenças provocadas por bactérias; Estudo dirigido: introdução ao Reino Protista. Objetivos  Identificar as características principais dos organismos que compõem o Reino Monera;  Analisar o ciclo de vida dos Moneras;  Caracterizar as principais doenças causadas por bactérias;  Descrever os organismos que pertencem ao Reino Protista. Conteúdos Conceituais:  Desenvolvimento da habilidade de elaborar perguntas e respostas;  Conhecimento das principais características dos Moneras;  Análise do ciclo de vida dos Moneras;  Análise das principais doenças causadas por bactérias.  Descrição dos organismos do Reino Protista. Conteúdos Procedimentais:  Construção de “cruzadinha” a partir do conteúdo estudado;  Elaboração de perguntas e respostas sobre o tema;  Resolução de perguntas elaboradas pelos colegas.  Resolução, em casa, de questões de estudo dirigido. Conteúdos Atitudinais  Validação da importância que as bactérias desempenham em nossa sociedade;  Adoção de medidas preventivas contra bactérias patogênicas;  Desmistificação da idéia de patogenicidade generalizada em relação às bactérias;
  • 2.  Procedimentos metodológicos:  (Exposição participada, Demonstração didática com uso de quadro branco)  Seqüência didática: Iniciarei a aula incitando os alunos a participarem da construção do jogo “cruzadinha” a partir de outra construída em sala por mim (Anexo I). Durante os primeiros 5 minutos, será explicado como construí-la. Em seguida, a turma será dividida em grupos de cinco. Cada grupo deverá elaborar pelo livro didático, em 20 minutos, 11 perguntas em torno do termo chave “Reino Monera”. A partir disso, a cruzadinha será construída, em 10 minutos. Em seguida, haverá troca das cruzadinhas elaboradas entre os grupos. Cada grupo deverá tentar responder corretamente a cruzadinha do grupo que a elaborou, em 15 minutos. No final, as cruzadinhas retornarão para seus respectivos grupos que deverão corrigi-los, em 10 minutos. A cruzadinha melhor elaborada será aplicada na prova. Ao final da aula será pedido à resolução, em casa, de questões (Anexo II) do estudo dirigido sobre o Reino Protista baseando-se do texto “Algas: da economia nos ambientes aquáticos à bioremediação e à química analítica”, de Eliane Cristina Vidotti e Maria do Carmo E. Rollemberg (Anexo III). Recursos:  Quadro;  Piloto;  Livro didático. Avaliação  Participativa através da construção da “cruzadinha”.  Cruzadinha: valor 1,0 pt.  Estudo dirigido: valor 2,0 pts. Referências: LOPES, S. & ROSSO, S. 2005. Biologia. Vol. Único. São Paulo: Saraiva, 1º ed. TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. Porto Alegre: Artmed, 2000.
  • 3. Observação Os alunos demonstraram interesse pela atividade proposta, dedicando-se a elaborar a cruzadinha da forma mais criativa possível. Anexo I Cruzadinha demonstrativa Tema: Copa do Mundo 1. País-sede da copa do mundo 2002 2. País-sede da copa do mundo 2010 3. País da América do Sul que terminou sua participação na copa do mundo 2006 em 18º lugar. C O P A D O M U N D O Anexo II ESCOLA ESTADUAL POLIVALENTE DE ALAGOINHAS PROF.ª SHEILA COELHO ALUNO (A): _________________________________ TURMA: 91 V 5 DATA DE ENTREGA: 10/06/2010 ESTUDO DIRIGIDO SOBRE ALGAS: MICROALGAS (REINO PROTISTA) E MACROALGAS (REINO PLANTAE) 1. A partir do texto estudado “Algas: da economia nos ambientes aquáticos à bioremediação e à química analítica”, de Eliane Cristina Vidotti e Maria do Carmo E. Rollemberg, discuta a importância (ecológica, econômica e ambiental) atribuída às algas, em geral. (mínimo 10 linhas)
  • 4. 2. A partir do texto estudado, cite as principais características dos organismos pertencentes ao Reino Protista. Explique cada uma delas. 3. Cite as características dos Filos Euglenophyta, Pyrrophyta e Chysophyta citados no texto nos quais pertencem ao Reino Protista. 4. Cite as características dos Filos Chlorophyta, Rhodophyta e Phaeophyta (atualmente conhecido como Ochrophyta) citados no texto nos quais pertencem ao Reino Plantae. Anexo III TEXTO Quím. Nova vol.27 no.1 São Paulo Jan./Feb. 2004 Algas: da economia nos ambientes aquáticos à bioremediação e à química analítica * Eliane Cristina Vidotti; Maria do Carmo E. Rollemberg Departamento de Química, Universidade Estadual de Maringá, Av. Colombo, 5790, 87020-900 Maringá - PR INTRODUÇÃO ou o que são algas? Vivemos em um planeta coberto por grandes extensões de águas, doces ou marinhas, cuja herança obriga-nos a preservar. Nesta imensa "solução" destacamos a diversidade de organismos, de certa forma relacionada à diversidade das comunidades de algas. Cabe a estas a estabilidade dos ecossistemas naturais, pois um maior número de espécies equivalentes funcionalmente, mas com diferentes capacidades de tolerância aos inúmeros fatores ambientais, resiste melhor a alterações no meio aquático, inclusive a alterações decorrentes da atividade humana. Neste contexto, pela importância que o tema apresenta sob a ótica econômica neste novo milênio, e sendo o Brasil um país- continente rico em recursos aquáticos, apresentamos alguns aspectos relacionados às algas. Neste artigo, as interações entre algas e o ambiente, o uso destes organismos com o objetivo de restabelecer sistemas aquáticos, as aplicações nos processos de biorremediação e na Química analítica, além dos usos industriais das algas são destacados. Certamente, muitos outros deixarão de ser mencionados, mas propomos o despertar de interesses pelo estudo destes organismos, sob suas múltiplas possibilidades. Ao longo de todo a sua existência o homem sempre manteve relações próximas com o imenso mundo vivo, mas apenas a partir do século XX tornou-se possível identificar e classificar os principais grupos de seres vivos existentes. Na Grécia antiga, rica em pensadores e naturalistas, houve uma primeira tentativa de reunir os seres vivos segundo as semelhanças que apresentavam entre si, sendo reconhecidos os grupos animal e vegetal. Mas foi com Charles Darwin (1809-1882) que o sistema de classificação dos seres vivos ganhou um enfoque evolutivo e as espécies passaram a ser classificadas de acordo com a origem ou a ancestralidade comum, isto é, refletindo relações evolutivas. Em 1969 R. H. Whittaker propôs um sistema de classificação das espécies em cinco reinos.
  • 5. As algas são consideradas em três diferentes reinos: monera, protista e plantae. As algas azuis ou cianobactérias, organismos do reino monera, são unicelulares, procariontes (ausência de envoltório nuclear) e autótrofos (produzem seu próprio alimento); habitam vários ambientes, desde que haja umidade, e atuam como "espécies pioneiras" por sua pequena exigência nutricional, capacidade de realizar fotossíntese e aproveitar o nitrogênio atmosférico. Os organismos do reino protista são unicelulares (embora existam formas pluricelulares de organização simples), autótrofos ou heterótrofos (dependem de outros seres para se alimentarem), e suas células apresentam envoltório nuclear e organelas membranosas (organismos eucariontes); são organismos de grande simplicidade e constituem o primeiro grupo onde ocorrem mitocôndrias, cloroplastos, retículo endoplasmático e complexo de Golgi bem desenvolvidos, apresentando, em geral, um único núcleo. As algas pertencentes ao reino protista apresentam pigmentos — clorofilas, carotenos e xantofilas — organizados em organelas denominadas plastos, que permitem a fotossíntese. Suas principais características podem assim ser apresentadas: - Filo Euglenophyta, composto por organismos denominados euglenas, presentes quase que exclusivamente em águas doces; possuem uma única célula com uma película externa de constituição protéica. As euglenas podem ser heterótrofas ou autótrofas e estas apresentam muitos plastos contendo clorofilas a e b e carotenos, e armazenam óleos e polissacarídeos como reserva. - Filo Pyrrophyta, composto pelos organismos dinoflagelados (apresentam dois flagelos dispostos em sulcos perpendiculares), fitoplanctônicos e predominantemente marinhos. São organismos autótrofos que apresentam clorofilas a e c, caroteno e peridinina (pigmento exclusivo do grupo), e armazenam amidos e óleos como substâncias de reserva; a presença de carotenos e de peridinina confere a tonalidade amarelada aos dinoflagelados. A reprodução exagerada de dinoflagelados no mar pode levar ao fenômeno conhecido como maré vermelha, denominação esta relacionada à mudança da cor da superfície do mar, que se torna amarela ou laranja; a superpopulação de dinoflagelados consome grande parte dos nutrientes disponíveis e libera toxinas na água, capazes de envenenar ou matar outros animais. - Filo Chrysophyta, composto pelas algas douradas e organismos denominados diatomáceas; vivem em ambientes aquáticos marinhos ou de água doce, participando da composição do fitoplâncton ou aderidas a um substrato em águas pouco profundas. São organismos autótrofos que apresentam clorofilas a e c, caroteno e xantofilas, armazenando óleos como reserva. As diatomáceas são revestidas por uma parede celular formada por sílica e, ao morrerem, contribuem para a formação do sedimento denominado "terra de diatomáceas", utilizado em indústrias. No reino plantae são encontrados organismos pluricelulares, eucariontes e autótrofos, cujas principais características são: - Filo Chlorophyta, composto pelas algas verdes, extremamente abundantes nos ambientes aquáticos, onde é um dos mais importantes componentes do fitoplâncton; as algas verdes são responsáveis pela maior parte da produção de oxigênio molecular disponível no planeta a partir da fotossíntese. Habitando águas doces ou salgadas, solos úmidos ou troncos, estes organismos podem também estabelecer relações de mutualismo com outros seres vivos, como os fungos, formando os liquens. As algas verdes acumulam amido no interior de suas células, e contêm os pigmentos clorofilas a e b, carotenos e xantofilas; a presença de clorofilas a e b sustenta a idéia de que as algas verdes tenham sido as ancestrais das plantas, por serem estas possuidoras destes tipos de clorofila. - Filo Rhodophyta, composto pelas algas vermelhas, quase que exclusivamente pluricelulares e marinhas (mais comuns em mares quentes), que vivem fixadas em um substrato; a principal característica é a presença do pigmento ficoeritrina em suas células, responsável pela coloração avermelhada destes organismos. As algas vermelhas possuem clorofilas a e d e carotenóides, e armazenam amido como material de reserva. - Filo Phaeophyta, composto pelas algas pardas, organismos pluricelulares predominantemente marinhos (mais comuns em mares frios), vivendo fixados em um substrato ou flutuando, formando imensas florestas submersas. As algas pardas são as maiores existentes, podendo atingir mais de 25 m. Nestes organismos são encontrados os pigmentos fucoxantina, clorofilas a e c e carotenóides e, como substâncias de reserva, óleos e polissacarídeo (laminarina).
  • 6. As algas são organismos capazes de ocupar todos os meios que lhes ofereçam luz e umidade suficientes, temporárias ou permanentes; assim, são encontradas em águas doces, na água do mar, sobre os solos úmidos ou mesmo sobre a neve. Quer sejam uni ou pluricelulares, as algas retiram todos os nutrientes que precisam do meio onde estão — solução ou umidade - e, portanto, são organismos fundamentalmente aquáticos. Entretanto, apesar da simplicidade aparente destes organismos, 1 algumas algas possuem "sistemas" internos que só são encontrados nos vegetais superiores ! Algumas espécies de algas encontram uso na avaliação da qualidade dos sistemas aquáticos, para os quais, inclusive, já foi sugerido um "índice de poluição" baseado nos gêneros de algas presentes: 2 quanto menos diversificada a população, maior a poluição do sistema . Um outro aspecto está relacionado à capacidade em retirar do meio aquoso elementos químicos, o que sugere a utilização de algumas espécies de algas na recuperação de sistemas aquáticos, em especial quanto à presença de íons metálicos e de alguns compostos orgânicos. Finalmente, mais recentemente tem sido avaliado o uso das algas como "reagentes químicos", em processos de pré-concentração na química analítica. Nos sistemas aquáticos as algas incorporam energia solar em biomassa, produzem o oxigênio que é dissolvido na água e usado pelos demais organismos aquáticos, atuam na mineralização e no ciclo dos elementos químicos, e servem como alimento para animais herbívoros e onívoros. Ao morrerem, seus constituintes químicos sofrem transformações nos sedimentos, são solubilizados e reciclados na água. Estas diferentes "funções" desempenhadas pelas algas nos sistemas aquáticos dependem da temperatura, da intensidade da radiação solar, da concentração de nutrientes na água e da alimentação dos animais presentes no sistema. As alterações naturais ou antropogênicas no sistema aquático podem alterar o balanço destes fatores controladores, e causar mudanças na composição da comunidade de algas, nas taxas de produtividade, na biomassa e na química da água. É importante perceber que, tanto a inibição como a estimulação do crescimento dos organismos, são igualmente indesejáveis, pois qualquer alteração na produtividade das algas ou na composição da comunidade, em 3 relação ao usual para aquele sistema em particular, pode ameaçar todo o equilíbrio do ecossistema . Como espécies representativas do nível trófico inferior, as algas são organismos ecologicamente importantes, porque servem como fonte de alimento fundamental para outras espécies aquáticas e ocupam, assim, uma posição única entre os produtores primários: são um elo importante na cadeia alimentar e essenciais à "economia" dos ambientes aquáticos como alimento. Assim como os outros vegetais aquáticos e terrestres, pouco ou muito evoluídos, as algas necessitam de água, luz, gás carbônico e minerais para o crescimento e a manutenção da vida. Cada organismo possui um modo especial de atender às suas necessidades, mas, apesar da grande variação de cor, tamanho, forma e tipo de reprodução, todas as algas têm em comum o fato de produzirem seu próprio alimento através da fotossíntese, pois todas possuem clorofila. As algas retiram do meio o que necessitam através de toda a superfície do "corpo" e, portanto, não necessitam de tecidos especiais para transporte dos nutrientes no interior das suas células. Mas a vida no ambiente aquático apresenta algumas dificuldades, como a penetração da luz, já que a partir de uma certa profundidade não há luz suficiente para a fotossíntese; a escassez de minerais, tornando o meio muitas vezes limitante em relação a um mineral; ou ainda a presença do gás carbônico, que não circula de modo tão simples 4 quanto na atmosfera . A VIDA EM SOCIEDADE ou as relações entre algas e ambiente Os organismos aquáticos influenciam a concentração de muitas substâncias diretamente por captação metabólica, transformação, armazenamento e liberação sendo, portanto, importante conhecer a interação entre os organismos e o ambiente para melhor compreensão da química de um habitat aquático. Os processos primordiais são a fotossíntese e a respiração; como resultado da fotossíntese são produzidas ligações ricas em energia, que alteram o equilíbrio termodinâmico. Pela respiração são catalisados processos redox e o equilíbrio é restaurado. O balanço entre fotossíntese e respiração é responsável pelo controle da concentração de oxigênio na água e estes dois processos são importantes na purificação das águas naturais; distúrbios temporais ou localizados deste estado estacionário levam 5 a alterações biológicas e químicas que refletem poluição .
  • 7. As comunidades de algas são controladas por muitos fatores ambientais, bióticos e abióticos, os quais podem, por sua vez, ser afetados por espécies químicas estranhas ao meio (contaminantes), produzindo mudanças na estrutura e no funcionamento da comunidade. As algas podem sofrer efeitos diretos, em curtos tempos, e também, efeitos indiretos, sendo estes resultantes dos efeitos diretos sobre outros organismos no meio. Alguns exemplos podem ser apresentados, evidenciando a íntima relação entre uma comunidade de algas e o ambiente em que se encontram. Interações algas — macrófitas: há muita discussão sobre o papel das macrófitas (espécies de vegetais adaptados ao ambiente aquático ao longo do seu processo evolutivo), mas uma hipótese parece ser que elas absorvem N e P inorgânicos dissolvidos, competindo com as algas pelos nutrientes. O impacto direto dos contaminantes sobre as macrófitas pode produzir efeitos diversos sobre a comunidade de algas. A morte das macrófitas pode, em certas condições, potencializar um aumento 6 dos nutrientes inorgânicos no sistema, mas estudos realizados com herbicidas (eliminando as macrófitas) indicaram que este aumento nas quantidades de nitrogênio e de fósforo disponíveis para as algas só ocorre após uma grave desoxigenação da água. Outros estudos mostraram que, com o aumento do nível de iluminação, associado ao aumento nos níveis de nutrientes, pode ocorrer um 6 crescimento da população de algas . Interações algas — zooplancton: as algas são o alimento principal para os invertebrados aquáticos, e isso pode afetar a população de duas maneiras distintas: uma taxa de alimentação moderada pode estimular o crescimento e a produção de algas, aumentando a velocidade de reciclagem de nutrientes; uma "grande" taxa de alimentação reduz a abundância de algas. Interações algas — substâncias orgânicas: compostos organoclorados agem diretamente sobre as algas inibindo a fotossíntese; compostos organofosforados são ainda mais tóxicos na inibição da fotossíntese das algas, mas, sendo menos persistentes no ambiente, não representam uma ameaça crônica para as comunidades de algas, a menos que continuamente introduzidos no sistema aquático. Herbicidas diminuem a biossíntese de lipídeos nas algas — e os lipídeos são elementos estruturais da membrana celular e de várias organelas, controlando o movimento de substâncias para o interior das células. Interações algas — íons metálicos: íons de metais divalentes (Cu, Cd, Hg, Pb, Zn,...) podem reduzir a fotossíntese causando dano estrutural aos cloroplastos; quantidades traços de cobre, por exemplo, acima da capacidade de complexação do meio, inibem por completo a fixação de N, reduzindo o processo de eutrofização. Entretanto, este processo torna-se favorecido devido ao aumento do consumo de oxigênio decorrente da biodegradação das algas mortas. Interações algas — luz: o fitoplancton necessita da energia solar para a fotossíntese; entretanto, muitas espécies não toleram níveis mais elevados de luz (UV ou VIS), sendo rapidamente afetadas pela 6 ação da radiação e, a fim de evitar o excesso de radiação, algumas espécies migram na coluna d'água . Estas interações, que variam entre espécies diferentes, podem resultar em mudanças nas espécies dominantes de algas em um sistema aquático particular, afetando todo o ecossistema. Experimentando essa íntima interação com o ambiente que lhes mantém a vida e no qual exercem funções decisivas, as algas surgem como elementos-chaves nos estudos ambientais. A diversidade de organismos em um sistema aquático está relacionada à diversidade das comunidades de algas, a qual favorece a estabilidade do ecossistema já que um maior número de espécies funcionalmente equivalentes, mas com capacidades de tolerância a fatores ambientais diferentes, resiste melhor às 7 alterações do meio, inclusive aquelas causadas pela atividade humana .