Nome do Projeto
Frutos: morfoanatomia aplicada ao ensino de Botânica
Ênfase
ENSINO
Data inicial - Data final
01/07/2014 - 21/06/2016
Unidade de Origem
Área CNPq
Ciências Biológicas - Botânica
Resumo
O fruto é a estrutura que representa o último estádio de desenvolvimento do gineceu fecundado ou partenocárpico, acompanhado ou não de suas estruturas acessórias (Barroso et al., 1999). A enorme diversidade de tamanhos, formas, texturas, modos de abertura e anatomia entre os frutos desafia sistematas de plantas há muito tempo e, como resultado, várias classificações já foram propostas (Judd et al., 2009). Todos os sistemas de classificação de frutos lida com consideráveis dificuldades, o principal problema está na complexa e, muitas vezes, na contínua variação observada na estrutura deste órgão. Segundo Van der Pijl (1972), o fruto é versátil demais e tem aspectos em excesso para ser dividido em categorias estritas. Além disso, complexidades adicionais advém da recorrente evolução paralela/convergente de estruturas associadas ao fruto. Frutos funcionalmente similares surgiram independentemente em diferentes linhagens das Angiospermas, a partir de tipos similares e tipos diferentes de gineceu. Há casos também em que outras partes florais (e até mesmo estruturas vegetativas associadas), além de gineceu maduro, podem originar uma parte funcional do fruto, exemplos de estruturas acessórias incluem pedicelo, receptáculo, perianto, eixo das inflorescências (Judd et al., 2009). Após a polinização, o ovário é usualmente a única porção da flor que persiste e desenvolve-se no fruto. Os frutos desempenham uma função estratégica nas plantas, sendo exclusivo das Angiospermas. Entre a polinização das flores e a maturação das sementes, o fruto funciona como um arcabouço que reveste e protege o óvulo polinizado. Depois que as sementes estão maduras, o fruto passa a assumir o papel ativo na dispersão, ora agindo ele próprio como mecanismo de dispersão (frutos autocóricos) ora atraindo animais para que as sementes sejam espalhadas (Gonçalves & Lorenzi, 2011). A morfologia dos frutos é bastante variada, mas alguns aspectos são comuns. Na frutificação a parede do ovário se modifica e se transforma na parede do fruto, o pericarpo. Neste, usualmente é possível discernir três camadas: o epicarpo, é a camada mais externa formada pela proliferação da epiderme; mesocarpo, camada intermediária, geralmente é formada pelo desenvolvimento do tecido interno da parede do ovário e, o endocarpo, mais interna, é o tecido que reveste a cavidade do lóculo e que rodeia as sementes (Hurrell et al., 2010). Cada uma destas camadas pode diferenciar-se de um modo específico, podendo gerar tecidos suculentos, coriáceos, esponjosos ou mesmo lenhosos. Tal aspecto torna a variabilidade morfológica do fruto quase ilimitada, gerando estruturas muito distintas (Gonçalves & Lorenzi, 2011). Outra forma de aprimorar o conhecimento e aprendizado, quando o assunto envolve morfologia de órgãos reprodutivos vegetais, é através da utilização de coleções biológicas, neste caso, o uso de uma carpoteca. Carpoteca, de um modo geral, significa coleção de frutos, idealizada com a finalidade principal de atender às diversas atividades de ensino e pesquisa. A classificação dos frutos se dá, principalmente, pela sua estruturação externa, mas a caracterização interna também é um aspecto importante e relevante, que pode ser amplamente usado na distinção dos diferentes tipos. O conhecimento anatômico se aplica na avaliação das relações entre famílias, gêneros e espécies, e nas respostas para problemas estruturais e fisiológicos. O ensino para esta área da Botânica se faz por meio de imagens microscópicas provenientes de material botânico (órgãos vegetativos e reprodutivos) seccionado e preparado como lâminas histológicas. O fruto é um órgão vegetal que está presente no nosso dia-a-dia, mas muitas vezes não é reconhecido como tal. Em geral, o conceito de fruta é utilitário (culinário) e na maioria das vezes, não equivale ao termo botânico fruto, como um órgão das Angiospermas, que contém em seu interior as sementes, originado da fecundação e transformação do ovário. Muitas frutas são consumidas por suas propriedades nutritivas e organolépticas e, de modo geral, todos os frutos comestíveis são frutas (Hurrell et al., 2010). A fecundação ocorre no óvulo, que se transforma na semente que contém o embrião.

Objetivo Geral

Elaborar ferramentas que contribuam ao aprimoramento e qualidade das aulas de Botânica, ministradas aos mais diversos cursos de graduação, possibilitando uma formação profissional adequada, com ênfase nas potencialidades naturais, contribuindo para a conservação e preservação da flora.

Justificativa

Dentre os órgãos reprodutivos as estruturas morfoanatômicas dos frutos têm importância na identificação e diferenciação de espécies, bem como no fornecimento de informações para uso dessas espécies em programas de recuperação de áreas degradadas (Paoli & Bianconi, 2008). Contudo, muitas famílias ainda necessitam de estudos que promovam a relação anatomia/taxonomia evitando erros de classificação e ampliando o conhecimento a respeito da dispersão.
O fruto, por ser uma estrutura complexa recebe diversas classificações, tornando-se um tema complicado de ser ministrado em sala de aula. Para auxiliar o ensinamento e aprendizagem dos discentes, as coleções biológicas específicas podem ser aliadas importantes. Dentro da área de Botânica, há vários tipos de coleções, como: carpoteca, laminário histológico, palinoteca, xiloteca. Estas coleções assumem papel fundamental como depositários de exemplares da flora, os quais podem servir de apoio às aulas de graduação e pós-graduação, projetos de pesquisa sobre biodiversidade, recomposição de áreas degradadas, entre outras ações à comunidade em geral.
A formação de conteúdos em áreas específicas pode ser estimulada com situações práticas, dentro e fora da sala de aula, em prol de melhores resultados à aprendizagem. Uma vez que, ainda existe carência no Brasil de estudos com frutos, é de comprovada importância a elaboração de uma carpoteca e de um laminário histológico, pois a identificação de espécies também se baseia nesse órgão vegetal.
A organização de uma carpoteca didática otimizará as aulas práticas e contribuirá para aguçar a curiosidade dos alunos, despertando o interesse pela disciplina e atuará como importante suporte para pesquisas científicas e atividades de educação ambiental. Para a implantação de uma carpoteca, é de fundamental importância o estreito relacionamento com o herbário. Esse tipo de coleção, além de ser de fácil acesso, tem a função de acondicionar todos os tipos de frutos, independentemente quanto ao tamanho, consistência, deiscência.
Importante considerar que o estudo integrado da anatomia e morfologia de de frutos pode responder questões de origem, taxonomia e evolução destes órgãos reprodutivos, já que há problemas nas diferentes famílias botânicas. Por exemplo, o desenvolvimento do pericarpo na família Rutaceae é pouco detalhado. Pilocarpus pennatifolius, espécie pertencente à família Rutaceae, tem o endocarpo derivado da epiderme multisseriada da parede ovariana a qual se diferencia em fibras participando ativamente do processo de deiscência do fruto (Souza et al., 2005). Sukhorukov (2007) organizou uma chave de classificação incluindo caracteres morfológicos e anatômicos para os grupos de espécies de Corispermum (Chenopodiaceae), gênero considerado taxonomicamente problemático. Ainda há lacunas quanto à estrutura do pericarpo e os mecanismos de deiscência de frutos pertencentes à família Apocynaceae, caracteres estes também úteis para os aspectos evolutivos (Gomes, 2008).
Cabe evidenciar que o presente trabalho não contemplará estudo de desenvolvimento dos frutos, mas sim a caracterização anatômica e morfológica, interligando assim disciplinas básicas, despertando o interesse dos alunos na aprendizagem de técnicas de coleta, confecção de exsicatas, bem como técnicas rotineiras aplicadas à anatomia vegetal. Os alunos colaboradores participarão do trabalho como executores deste as coletas das amostras vegetais até à elaboração do material didático. A criação destas coleções biológicas somente será possível por meio da integração dos saberes professor-aluno-público alvo.

Metodologia

Os alunos colaboradores irão realizar as coletas no Campus Capão do Leão da Universidade Federal de Pelotas. Espécimes em fase de frutificação serão coletadas aleatoriamente, triadas no laboratório e posteriormente, armazenadas em frascos. Ramos ou exemplares da espécie vegetal também serão coletados para confecção de exsicatas e armazenadas no acervo do Herbário PEL, como um registro das amostras.
Os frutos coletados tanto de consistência seca quanto carnosa, terão as informações relevantes anotadas numa caderneta de campo e depois repassadas à etiqueta de identificação (família, gênero, espécie, nome popular, local e data de coleta, nome do coletor, do identificador, observações sobre a planta: características ecológicas e morfológicas, número da exsicata correspondente conforme registro do Herbário). O registro fotográfico das plantas será realizado in loco.
Parte das amostras triadas em laboratório será prensada, secada e posteriormente as exsicatas serão incorporadas ao acervo do Herbário PEL. Quanto aos frutos que serão usados para compor a carpoteca didática, estes serão armazenados de maneira adequada. Os frutos secos passarão por uma fase de desidratação, feita em estufa a 500C e, em seguida, acondicionados frascos. Os frutos de consistência carnosa serão colocados em recipientes com FAA (formaldeído - ácido acético - álcool etílico), (Johansen, 1940), para conservar a integridade do material. Cada amostra receberá uma etiqueta de identificação contendo as informações da caderneta de campo, obtidas no momento da coleta. Complementando esta etiqueta, o recipiente receberá etiquetas coloridas conforme as diversas classificações como por exemplo quanto à consistência (seco ou carnoso), deiscência (deiscente ou indeiscente) e subtipo (baga, drupa, aquênio, sâmara, etc). As amostras serão armazenados em um armário.
Para a identificação do material poderá ser utilizado o acervo do Herbário PEL, bibliografia especializada, sites disponíveis na internet como ferramentas para classificação correta e, se necessário, consultas a especialistas.
Para a elaboração do laminário histológico, amostras de frutos secos e carnosos serão fixadas em FAA, desidratadas em série etílica e incluídas hidóxi-etil-metacrilato (Leica Historesin). Os blocos obtidos serão seccionados em micrótomo rotativo com navalha do tipo C. Os cortes serão corados com azul de toluidina 0,05% em tampão fosfato e ácido cítrico pH 4,5 (Sakai, 1973) e montados resina sintética para obtenção de lâminas permanentes.
Registros fotográficos de frutos e lâminas histológicas serão realizados em estéreomicroscópio e microscópio de luz.
Serão realizadas reuniões com os alunos colaboradores a cada 15 dias para discutir a preparação do material didático, selecionar artigos e material bibliográfico, para auxiliar nas disciplinas nas quais serão utilizadas as coleções biológicas (carpoteca e laminário histológico) como facilitadores na compreensão do conteúdo.

Resultados Esperados

Espera-se que, as coleções científicas aqui propostas atuem como importante suporte para atividades de educação, pesquisas científicas e ambientais. Através destes acervos de qualidade, busca-se que estas coleções sirvam como apoio em laboratório e, eventualmente, em exposições públicas.
A carpoteca didática será organizada para servir de forma efetiva nas aulas práticas das disciplinas ministradas, como também, contribuir na conservação e preservação da flora, possibilitando uma formação profissional adequada a realidade regional, com ênfase nas potencialidades naturais. Com a criação desta coleção científica para fins educacionais, envolvendo estudos teóricos e práticos, se visará reforçar a compreensão dos conceitos pela verificação morfológica in vivo, auxiliando também, na informação e na assistência aos professores na organização de atividades. A carpoteca poderá, também, servir de exemplo a ser seguido pelos discentes, elaborando atividades semelhantes com seus futuros alunos nas escolas, propondo a elaboração de atividades através da organização de uma coleção, com informações botânicas sobre frutos da região.
O laminário constituirá uma importante ferramenta na caracterização dos frutos complementando as informações a respeito da morfologia, bem como auxiliará nas aulas práticas de Anatomia Vegetal, considerando que o atual laminário desta disciplina não contempla estruturas reprodutivas. Além de capacitar acadêmicos na preparação de lâminas histológicas, também se espera favorecer os estudos extraclasse buscando excelência no aprendizado.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ALESSANDRA TALASKA SOARES401/07/201421/06/2015
CAROLINE SCHERER301/07/201421/06/2016
DALILA LIMA AGUILAR401/07/201431/12/2014
FERNANDA MÜLLER DO PRADO2001/11/201531/12/2015
ISIS PAGLIA VITAL CHAVES2011/05/201530/09/2015
JULIANA APARECIDA FERNANDO301/07/201421/06/2016
MÔNICA KUENTZER201/07/201420/06/2015
THAIZE DEBATIN WEHRMEISTER301/07/201421/06/2016

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