Seção IV – Evolução nos capítulos não específicos do Livro Didático
IV.I Evolução como Eixo Integrador
No edital do PNLD-2018 encontramos orientações que respaldam os estudos de pesquisadores da área do ensino de Biologia quanto à necessidade de se contemplar a Evolução como eixo integrador dos conhecimentos biológicos. Nele, há a recomendação explícita para que essa abordagem seja realizada (item “d”), bem como de expressar a relevância da biodiversidade para compreender a vida propriamente dita (item “h”), e portanto, todos os aspectos que a constituem, entre eles o fenômeno evolutivo. Além disso, também preconizam sobre alguns aspectos pelos quais essa abordagem deve ocorrer, evitando concepções finalistas e antropocêntricas (item “g”), considerando a complexidade que cerca o desenvolvimento da temática evolutiva no ensino (BRASIL, 2015).
Assim, para pautarmos nossas análises relativas a este parâmetro, evolução como eixo integrador, selecionamos os seguintes índices inerentes ao processo evolutivo: adaptação, evolução, temporalidade e métodos de estudo.
114 a. Adaptação
A adaptação biológica, historicamente, é um conceito envolto por diferentes sentidos, que permeia desde concepções de caráter teleológico, finalista, bem como as que a concebem no sentido evolutivo como um fenômeno relativo a capacidade de um organismo de sobreviver a um determinado ambiente27. Para essa pesquisa, adotamos o conceito de adaptação no sentido evolutivo amplo, sugerido por Bock (1979) e referenciado por Sepúlveda e El-Hani (2007):
adaptação é, assim, uma característica do organismo que interage operacionalmente com algum fator do seu ambiente de tal modo que o indivíduo sobrevive e se reproduz (BOCK, 1979, p.39)
Durante as leituras analíticas das coleções didáticas, verificamos que informações abrangendo o processo adaptativo estão entre as mais presentes nos conteúdos não específicos da evolução biológica, principalmente nos conteúdos de Zoologia e Botânica, como pode ser observado no Apêndice A.
No entanto, ao longo do estudo de Zoologia, as coleções não mencionam o fenômeno de adaptação em todos os grupos animais. No caso dos invertebrados, a adaptação se faz presente somente no estudo dos nematódeos, moluscos e artrópodes, na Coleção 1; e no estudo dos platelmintos, moluscos, artrópodes e equinodermos, na Coleção 2. Alguns exemplos da maneira como a adaptação é retratada nesses grupos podem ser observadas abaixo:
Insetos são organismos adaptados a ambientes de terra firme. São os únicos invertebrados capazes de voar, o que possibilitou ao grupo colonizar todas as regiões do planeta (Coleção 1, 2016, v.2, p.172)
Acredita-se que a cefalização [dos platelmintos] seja uma adaptação que possibilitou o movimento e a busca por alimentos (Coleção 2, 2016, v.2, p.125)
27 Sepúlveda e El-Hani (2007), destacam a importância de se discutir a polissemia relativa a definição do termo e
da busca de alternativas para delimitá-lo, de modo a favorecer o entendimento adequado da evolução, uma vez que ela encontra peculiaridades interpretativas mesmo nas diferentes áreas do conhecimento biológico. Acreditamos que essa discussão é necessária, mas não nos coube, como objetivo de pesquisa, o aprofundamento dessas questões pertinentes a avaliação semântica do conceito de adaptação.
115 Nos dois exemplos, a adaptação é demonstrada como um processo de caráter não intencional, admitindo que a existência de uma determinada característica presente no organismo vivo pode possibilitar uma resposta ao ambiente que favoreça sua sobrevivência. Entretanto, na Coleção 2, encontramos um exemplo que induz a uma ideia finalista do processo adaptativo:
Os insetos formam o grupo com maior número de espécies conhecidas entre os artrópodes. Essa diversidade indica que eles foram bem-sucedidos na colonização do ambiente terrestre, onde a maior parte vive (Coleção 2, 2016, v.2, p.154)
Isso demonstra a importância do cuidado com o uso da linguagem no ensino da evolução biológica. Algumas terminologias, como a que ocorre nesse excerto – bem sucedidos –, podem provocar um entendimento de que os organismos possuíam estruturas com finalidades pré-determinadas.
Entre os filos dos vertebrados, a Coleção 1 se refere à adaptação apenas no estudo dos anfíbios e répteis, enquanto a Coleção 2 a aborda no grupo dos anfíbios, répteis, mamíferos e notadamente no grupo das aves:
Os répteis (do latim reptilis, que se arrasta) têm o corpo recoberto por uma espessa epiderme de queratina e apresentam pulmões eficientes nas trocas gasosas com o ambiente aéreo, duas características que mostram a adaptação do grupo à vida em terra firme (Coleção 1, 2016, v.2, p. 188).
As asas, a carena e os músculos peitorais muito desenvolvidos estão entre as principais adaptações das aves à vida aérea (Coleção 2, 2016, v.2, p. 204).
Diferentes tipos de bico refletem adaptações para diferentes tipos de alimento (Coleção 2, 2016, v.2, p. 205).
Na América, os pombos continuaram adaptados a viver em regiões modificadas pelos europeus, onde é fácil achar comida e locais para a construção de ninhos. A falta de predadores e as condições favoráveis de reprodução e sobrevivência permitiu que o número de indivíduos dessa espécie crescesse rapidamente (Coleção 2, 2016, v.2, p. 208).
Nesses excertos, é possível observar os componentes inerentes à adaptação na exposição da relação direta dos fatores ambientais com a diversidade e diferenciação de estruturas corpóreas da espécie e com o processo reprodutivo. Contudo, o papel da seleção natural nessa relação ambiente/diversidade que propicia adaptação de uma população não é evidenciado no texto. Conforme afirma Freire Maia (1988) a seleção natural não é
116 perfeccionista mas oportunista, ou seja, atua sobre os traços genéticos dos organismos que são expressos frente às características ambientais do meio ao qual estão expostos. Se o processo seletivo fosse explícito em todos esses exemplos, haveria maior possibilidade de se compreender a evolução biológica tal qual ela acontece.
Ao compararmos as duas coleções, é visível o número reduzido de exemplificações relativas à adaptação biológica na Coleção 1, ao discorrer sobre o reino animal (ver APÊNDICE A). Contudo, um aspecto a ser considerado trata-se na forma como essa coleção apresenta o conteúdo de Zoologia. Antes de iniciar o estudo dos diferentes animais, ela apresenta um tópico introdutório intitulado “Parentesco evolutivo entre os principais grupos animais”, cujo objetivo é retratar as relações evolutivas entre os diferentes animais que compõem nossa fauna. Nele, o processo adaptativo é referenciado várias vezes em um contexto explicativo do surgimento dos filos atuais28 e de comparação de suas estruturas corporais, como podemos observar nos exemplos que seguem:
A simetria radial desses animais [equinodermos] é considerada pelos biólogos um caráter secundário, resultante da adaptação a um modo de vida séssil ou com pequena movimentação (Coleção 1, 2016, v.2, p. 130)
O que desencadeou essa explosão de diversidade animal no período Cambriano? A hipótese mais plausível é que tenha acontecido uma mudança climática global que propiciou a diversificação. (...) a disponibilidade de recursos e de alimento deve ter aumentado, o que permitiu a expansão e a diversificação da vida. Alguns cientistas ponderam que as novas estruturas corporais só surgiram porque os animais já dispunham dos genes envolvidos no desenvolvimento delas. Alguns desses genes, portanto, deviam estar presentes em ancestrais que viveram no período Ediacarano (Coleção 1, 2016, v.2, p. 133)
Acreditamos que essa abordagem comparativa entre os grupos, relacionando semelhanças e diferenças de suas estruturas corporais ao processo evolutivo, é interessante e pertinente, mas poderia ocorrer de maneira integrada ao momento em que o livro discorre sobre esses animais, de forma que atenderia mais significativamente a orientação da abordagem evolutiva como tema estruturante dos conhecimentos biológicos.
No que diz respeito aos conhecimentos relativos à Botânica, nas duas coleções, os exemplos de adaptação evolutiva não aparecem em todos os tipos de vegetais. Não há menção
28 São eles: Poríferos, Cnidários, Platelmintos, Nematódeos, Moluscos, Anelídeos, Artrópodes, Equinodermatos
117 desse processo no grupo das Briófitas e, em relação às Pteridófitas, somente a Coleção 2 traz uma referência que discorre sobre as características do gametófito:
Essa redução no tamanho do gametófito em comparação com o esporófito constitui uma adaptação à vida terrestre (Coleção 2, 2016, v.2, p. 67).
Em contrapartida, em ambas as coleções, é no estudo das Gminospermas e das angiospermas que encontramos maior número de exemplificações sobre a adaptação; especialmente nas Angiospermas. Nas Gminospermas podemos observar nos fragmentos abaixo:
Em diversas gimnospermas, a parede do grão de pólen apresenta partes expandidas como asas, uma adaptação ao transporte pelo vento (Coleção 2, 2016, v.2, p. 79). O tubo polínico pode ser considerado um gametófito masculino maduro (com gametas em seu interior). O grão de pólen seria o gametófito jovem. O crescimento do tubo polínico torna a fecundação independente da água – o que não ocorre nas pteridófitas. Portanto, a presença desse tubo é um fator importante na conquista do meio terrestre pelas gimnospermas (Coleção 2, 2016, v.2, p. 75).
Em ambos os casos, a adaptação é demonstrada como um processo dependente dos fatores ambientais, mas também aqui não há uma pormenorização de como ocorreu. Ademais, no texto da Coleção 2, a expressão “conquista do meio terrestre” tem conotação finalista e pode promover o entendimento de que a evolução é diretiva – do ambiente aquático para o ambiente terrestre.
Quanto às Angiospermas destacamos os seguintes excertos:
As plantas angiospermas desenvolveram diversas adaptações à polinização. As flores das plantas polinizadas pelo vento, como as gramíneas, são pequenas e discretas, sem nenhum tipo de atrativo para os animais. Produzem grande quantidade de pólen e têm estigmas desenvolvidos, o que propicia a captura de pólen e aumenta as chances de a polinização ocorrer. Flores polinizadas por animais geralmente apresentam características atraentes para os polinizadores, como corolas coloridas e vistosas, glândulas odoríferas e nectários (glândulas produtoras de substâncias açucaradas). Nessas flores, os estigmas geralmente têm tamanho reduzido e a quantidade de pólen produzida nos estames é menor do que em plantas polinizadas pelo vento (Coleção 1, 2016, v.2, p. 89).
As angiospermas estão agrupadas na divisão Anthophyta (do grego anthos = flor; phyton = planta). Esse grupo de plantas se diversificou pelo planeta provavelmente devido ao seu eficiente sistema de vasos condutores e à presença de flores e frutos. Essas estruturas são exclusivas das angiospermas e são fundamentais para a reprodução, já que ajudam a dispersão dessas plantas (Coleção 2, 2016, v.2, p. 75).
118 No texto da Coleção 1, há um misto de explicações sobre a polinização que por um momento traz o contexto da adaptação tal qual ela se estabelece no decorrer do processo evolutivo, ao relatar que as angiospermas “produzem grande quantidade de pólen e têm estigmas desenvolvidos, o que propicia a captura de pólen e aumenta as chances de a polinização ocorrer”; e em outros momentos colocam a adaptação como um fenômeno de caráter finalista como pode ser observado no trecho “desenvolveram diversas adaptações à polinização”29, e com afirmações que podem induzir ao entendimento da evolução como um processo intencional quando relatam, sem maiores explicações e contextualização, que as flores “apresentam características atraentes para os polinizadores”. Característica também evidenciada no fragmento de texto da Coleção 2 ao destacar como causa da diversificação das angiospermas o “eficiente” sistema de vasos condutores.
A Coleção 1, assim como no caso da Zoologia, ao iniciar o estudo da Botânica, traz um tópico sobre a origem e a evolução dos grupos vegetais. Entretanto, a linguagem que caracteriza uma evolução de caráter linear e hierárquico é recorrente nessa parte do livro e pode ser observada nos trechos que seguem:
Ao longo da evolução, as plantas desenvolveram diversas adaptações à vida em terra firme, como: mecanismos eficientes de absorção de água e de sais minerais do solo; capacidade de distribuir água e nutrientes pelo corpo vegetal; proteção contra a perda de água por evaporação, entre outras. À medida que as plantas evoluíram, surgiram linhagens nas quais era cada vez menor a necessidade de água líquida para a reprodução sexuada, ao mesmo tempo que ocorria redução da fase haploide do ciclo de vida e expansão da fase diploide. Com isso, as plantas se tornaram cada vez mais bem adaptadas aos ambientes de baixa umidade (Coleção 1, 2016, v.2, p. 69)
Com base em diversas evidências, supõe-se que as primeiras plantas a conquistar a terra firme eram semelhantes às briófitas de hoje (Coleção 1, 2016, v.2, p. 70) Uma estratégia evolutiva importante desenvolvida pelas plantas, que possibilitou sua independência da água líquida para a fecundação, consistiu em uma mudança radical no ciclo de vida alternante herdado das algas ancestrais. Em vez de ter a vida independente, o gametófito passou a viver sobre o esporófito, encontrando ali proteção e alimento (Coleção 1, 2016, v.2, p. 71)
As expressões destacadas nos excertos demonstram concepções de um processo evolutivo diretivo e intencional. Como se os vegetais tivessem a intenção de obter
29 As modificações relacionadas à polinização acontecem ao acaso. Se elas são adaptáveis ou não a uma dada
119 determinada característica ou colonizar um ambiente pré-definido. Induzem ao entendimento de que existe um objetivo final a ser alcançado no contexto da evolução biológica.
De acordo com Bizotto et. al.(2016), concepções alternativas sobre o processo evolutivo relativo aos vegetais são significativamente presentes, tanto em alunos da educação básica quanto em estudantes de graduação. Em suas pesquisas, observaram que a maior parte dos alunos considera o grupo das angiospermas como o “mais evoluído” do reino vegetal e acredita que essa visão pode estar associada à maneira como a evolução é evidenciada no estudo desses organismos. Por esse motivo, acreditamos na necessidade dessa temática estar integrada ao conteúdo ao longo de seu estudo, e não em um tópico a parte, de modo a realmente caracterizar a evolução como eixo integrador das áreas que constituem a biologia. Além disso, é preciso zelar pela linguagem utilizada durante as explanações sobre os fenômenos que envolvem a evolução biológica, para não incorrer em concepções equivocadas sobre o processo evolutivo, tais como hierarquia, direcionalidade e finalismo.
No que tange aos conteúdos de Ecologia, é no estudo dos biomas que a adaptação significativamente se faz presente. Podemos verificar que existem referências à adaptação de maneira mais pontual, que faz a relação da diversidade de ambientes de uma floresta tropical com a diversidade animal presente nesses locais:
A grande quantidade de ambientes internos nas florestas tropicais possibilita a existência de fauna rica e variada (Coleção 1, 2016, v.3, p. 248).
E há, também, exemplos mais elaborados que especificam características vegetais intrínsecas ao meio em que ocorrem e esclarecem como se dá a seleção natural:
Diversos estudos indicam que a fisionomia típica da vegetação do cerrado parece ser fortemente influenciada pelas características minerais do solo e por incêndios naturais periódicos. Estes explicam o fato de diversas espécies de plantas do cerrado apresentarem adaptações ao fogo, como gemas subterrâneas, troncos revestidos por grossa periderme, sementes com germinação induzida pelo calor, etc (Coleção 1, 2016, v.3, p.256).
A seleção natural favorece tanto os predadores mais eficientes como as presas e plantas com defesas contra a predação e a herbivoria30. Muitos predadores não
escolhem ao acaso suas presas e, por isso, podem funcionar como fatores de seleção natural. Um guepardo capturará os antílopes menos velozes. Da mesma forma, os guepardos que não forem suficientemente velozes terão mais chance de morrer de fome. A camuflagem, a coloração de advertência e o mimetismo são três
120 artifícios usados por presas e predadores que, por sua importância ecológica, merecem ser vistos com mais detalhes (Coleção 2, 2016, v.3, p. 206).
Essa presença em maior frequência de fatores que envolvem o processo adaptativo no estudo da “Ecologia” pode ser explicada devido a estreita relação entre essa área de estudo e a evolução (FREIRE MAIA, 1988). Dessa forma, a teoria da evolução por seleção natural foi considerada por Harper (1967)31 como a uma teoria ecológica, desenvolvida sob um olhar ecológico. Uma vez que a ecologia se ocupa de estudar as relações dos organismos entre si e o meio, das diferentes populações entre si e o meio – e a evolução se dá no nível das populações – as exemplificações relativas à adaptação são inerentes a esse estudo.
Contudo, a despeito dessa presença do processo adaptativo nos conteúdos que dizem respeito aos biomas, é preciso ter clareza de que a adaptação não ocorre como um fenômeno intencional. No excerto da Coleção 2, quando se afirma que “Muitos predadores não escolhem ao acaso suas presas”, há a demonstração de intencionalidade do predador mediante a escolha de sua presa. E escolha se dá por características inerentes a alguns organismos que os tornam mais susceptíveis à predação que outros da mesma espécie. Entretanto, a maneira como está descrita pode sugestionar o entendimento equivocado de que o processo evolutivo seja intencional.
No que tange ao estudo das “Características da vida”, a Coleção 1 apresenta a adaptação entre os aspectos que caracterizam os seres vivos:
Entre os atributos mais típicos dos seres vivos, destacam-se: composição química, organização celular, metabolismo, reação e movimento, crescimento e reprodução, hereditariedade, variabilidade genética, seleção natural e adaptação (Coleção 1, 2016, v.1, p. 19).
Apesar de apresentá-la em um contexto que leva ao entendimento da existência da evolução biológica, especialmente por estar acompanhada de outros fatores promotores desse processo como a variabilidade genética e seleção natural, é interessante observar que os autores não mencionam explicitamente a evolução como um dos atributos dos seres vivos. De acordo com Freire Maia (1988), as características fundamentais dos organismos vivos, consistem de quatro particularidades: composição nucleoproteica, capacidade de se auto
31 Em seu artigo “A Darwinian approach to plant ecology” (Uma abordagem darwiniana para a ecologia de
121 reproduzir, capacidade de sofrer mutações no processo de reprodução e capacidade de evoluir ao longo das gerações.
A relação da adaptação com o processo evolutivo aparece posteriormente na forma explicativa sobre sua ocorrência:
A adaptação é explicada pela teoria evolucionista da seguinte maneira: entre os indivíduos de uma geração de organismos vivos, graças a variabilidade genética, há aqueles que se ajustam melhor ao meio em que vivem; esses têm mais chance de sobreviver e de se reproduzir, transmitindo aos descendentes suas características, entre elas aquelas responsáveis pela adaptação. Em decorrência dessa seleção operada pela natureza, geração após geração, as espécies vivas vão se tornando cada vez mais bem ajustadas ao meio, isto é, cada vez mais adaptadas (Coleção 1, 2016, v.1, p. 23).
Por semelhante modo, na Coleção 2, a adaptação também é caracterizada:
A teoria da evolução explica porque os seres vivos possuem adaptações – características que facilitam sua sobrevivência e reprodução no ambiente em que vivem (Coleção 2, 2016, v.1, p.22).
E compreende o fenômeno de mutação e o processo de seleção natural:
Dois fenômenos importantes para explicar a evolução das populações são a mutação e a seleção natural (Coleção 2, 2016, v.1, p. 20).
O processo pelo qual são preservadas as mutações que favorecem a sobrevivência ou a reprodução de organismos de uma população e eliminadas as mutações prejudiciais é chamado seleção natural (Coleção 2, 2016, v.1, p.21).
É possível verificar, em ambas as coleções, que para a adaptação ser compreendida, no contexto evolutivo, outros elementos que permeiam a evolução são explicitados. Isso é esperado quando se trata de abordar a evolução ao longo dos diferentes conhecimentos biológicos, e permite inclusive compreendê-la de maneira mais esclarecedora. Podemos observar que no fragmento da Coleção 1 há uma explanação sobre o que seria a adaptação evolutiva, a variabilidade genética; enquanto que nos demais, referentes à Coleção 2, são referenciados os processos que a propiciam, como a mutação e a seleção natural. No entanto, é preciso evitar expressões como a exposta no excerto da Coleção 1, que incorrem na distorção do entendimento do processo evolutivo e podem levar a compreensão de um ajustamento dos organismos ao ambiente ao afirmar que “as espécies vivas vão se tornando
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cada vez mais bem ajustadas ao meio, isto é, cada vez mais adaptadas”, caracterizando uma concepção de intencionalidade do processo de evolução das espécies.
A adaptação aparece em outros conteúdos biológicos nas coleções didáticas, contudo, de maneira menos expressiva quando comparados a esses (Zoologia, Botânica, Ecologia, Características da vida) aqui já analisados.
No estudo da “Reprodução e desenvolvimento” dos seres vivos, a adaptação é representada no contexto de desenvolvimento desse conhecimento, especialmente ao tratarem da reprodução sexuada:
A “invenção” do sexo pelos seres vivos possibilitou combinar características de dois indivíduos no descendente, com chances de as novas combinações serem bem sucedidas na luta pela vida (Coleção 1, 2016, v.1, p. 162).
(...)é preciso refletir sobre as possíveis vantagens da reprodução sexuada sobre a reprodução assexuada. E a principal delas é a variabilidade genética dos novos indivíduos. Enquanto pela reprodução assexuada são produzidos indivíduos geneticamente iguais (exceto quando ocorrem mutações), pela sexuada originam-se filhos com variedade genética muito grande. Isso porque os gametas são geneticamente distintos e podem associar-se de várias maneiras por meio da fecundação (Coleção 2, 2016, v.1, p. 158).
Em ambos os exemplos, a variabilidade genética, é demonstrada como um dos fenômenos que ampliam o espectro de possibilidades de adaptação biológica, sendo propiciada pela reprodução sexuada. Contudo, no excerto da Coleção 1, é preciso ressaltar