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A Urina das Aves – Excreção

 

25/08/2010

Autor e Coautor(es)
MARIA ANTONIETA GONZAGA SILVA
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BELO HORIZONTE - MG ESCOLA DE EDUCACAO BASICA E PROFISSIONAL DA UFMG - CENTRO PEDAGOGICO

Lízia Maria Porto Ramos; Marina Silva Rocha; Priscila Barbosa Peixoto.

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Fundamental Inicial Ciências Naturais Ambiente
Ensino Fundamental Inicial Língua Portuguesa Língua escrita: prática de leitura
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula

§  Conhecer como funciona o sistema de excreção das aves.

§  Comparar esse funcionamento com o sistema de excreção humano.

§  Conhecer a anatomia do sistema excretor das aves.

§  Comparar a sistema excretor de aves com o de outros grupos.

§  Entender a importância de diferentes excretas em grupos de animais.

§  Desenvolver a leitura de textos científicos relacionados com o assunto e sua interpretação.

Duração das atividades
3 horas/aula
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

Os alunos deverão ser capazes de reconhecer o grupo das Aves, bem como identificar os principais processos da digestão das aves e seus mecanismos de vôo. Além disso, deverão reconhecer outros grupos de vertebrados (peixes, anfíbios, répteis e mamíferos).

Estratégias e recursos da aula

Introdução: uma abordagem para o professor   

A manutenção da composição dos fluidos internos dentro de limites adequados à vida das células designa-se homeostasia e é uma condição fundamental à vida.  

Entre os numerosos mecanismos envolvidos nessa manutenção da homeostasia destacam-se:

·      Osmorregulação – mecanismos pelos quais são controladas as concentrações de sais e água, ou seja, os valores de pressão osmótica dos fluidos corporais;

·      Excreção – mecanismo pelo qual os organismos se libertam dos resíduos do metabolismo, a maioria tóxicos e designados excreções.

A maioria dos animais apresenta sistemas excretores eficientes, que contribuem também para a manutenção da composição do meio interno, ajustando a quantidade de sais e outras substâncias.

No metabolismo celular são produzidas excreções, que devem ser eliminadas. Algumas, como o CO2 são libertadas pelas superfícies respiratórias, mas os resíduos nitrogenados devem ser retirados pelos sistemas excretores. A estes cabe igualmente a tarefa de gestão do conteúdo hídrico do corpo.

Todos os sistemas excretores realizam três processos fundamentais:

·      Filtração – filtração seletiva dos fluidos corporais através de membranas, condicionada ao tamanho das moléculas, pelo que moléculas úteis podem ser igualmente filtradas;

·      Reabsorção – regresso ao meio interno, nas quantidades adequadas, de substâncias anteriormente filtradas, mas úteis ao organismo;

·      Secreção – secreção ativa de substâncias dos fluidos corporais para zonas do sistema já consideradas meio externo.

Pode-se, portanto, concluir que os produtos excretados incluem moléculas tóxicas e moléculas em excesso no organismo.

Os produtos nitrogenados podem ser eliminados sob diversas formas, dependendo do animal e do meio em que vive: ·      Amônia – do metabolismo dos aminoácidos resulta amoníaco (NH3), que ao reagir com a água origina o íon amônia (NH4+). Este íon é muito solúvel na água, pelo que a sua excreção implica perda significativa de água pelo organismo. Assim, esta excreção é típica de animais aquáticos, onde a perda de água não constitui problema;

·      Ácido úrico – em animais terrestres a perda de água é perigosa, mas a amônia é demasiado tóxica para ser armazenada. Deste modo, répteis, aves e insetos transformam-na no fígado (com gasto de energia) em ácido úrico, menos tóxico e insolúvel. Este será removido do sangue pelos rins e excretado juntamente com as fezes, numa forma quase seca;

·      Uréia – também formada no fígado (com gasto de energia) a partir da amônia, é o modo encontrado pelos mamíferos, peixes cartilaginosos e anfíbios para reduzir a toxicidade e a solubilidade dos resíduos nitrogenados. Também acaba por ser retirada dos fluidos pelos rins e excretada sob a forma de urina.

Apesar da variedade de animais incluídos nos vertebrados, bem como a variedade de meios em que vivem, o sistema excretor é semelhante e composto por rins.

A urina é produzida no final de uma série de processos que ocorrem nos rins e conterá apenas 1% da água inicialmente filtrada, uma pequena parte dos sais e nenhum nutriente.   

Adaptado de: http://www.simbiotica.org/excretor.htm (consultado em 16/08/10, às 09h12min).    

Estratégia   

Como os alunos poderão atingir os objetivos propostos:

Os alunos poderão atingir os objetivos propostos através de atividade investigativa de comparação de excretas de diferentes animais, além de leitura e interpretação de textos e vídeo sobre o assunto.   

Como o professor irá ativar esse processo:

O professor ativará este processo por meio do incentivo às discussões entre os alunos, apresentação de vídeo para a turma e textos para interpretação e discussão. Além disso, fará com a turma uma atividade investigativa de comparação de excretas de diversos grupos animais, de forma que os alunos possam compreender a diversidade de sistemas excretores entre os animais.   

Atividade investigativa: comparando excretas de diferentes animais            

Professor, num primeiro momento da aula, leve para a sala dois tubos de ensaio com líquidos semelhantes, porém um com coloração amarelada mais escura, e outro com coloração amarelada mais clara. Você poderá fazer estes líquidos usando anilina diluída em água. Leve também uma pequena amostra de excreção de alguma ave (exceto pombo, pois suas fezes costumam conter um fungo patogênico), numa placa de Petri ou vidro fechado.     

Urina de Humano

Retirado de: http://4.bp.blogspot.com/_Yq0WlZG-ZVM/SlPWnNMia2I/AAAAAAAAAIo/FX3xe8wIC9A/s400/amarelo+escuro.jpg (consultado em 16/08/10, às 10h06min).    

Urina de Peixe Ósseo de água doce

Modificado de: http://escaravelhoandarilho.files.wordpress.com/2008/10/urine.jpg (consultado em 16/08/10, às 10h07min).    

Excreta de Ave

Retirado de: http://calopsitasmansas-mga.com/fezes/fezes11.jpg (consultado em 16/08/10, às 10h08min).      

Disponha os alunos em semicírculo e comece uma discussão sobre a excreção dos animais. Sonde dos alunos o que eles pensam ser excreção. Escute suas opiniões e conhecimentos prévios. Escreva no quadro de giz quais as concepções dos alunos a respeito de excreção.

Para isso, deixe que manifestem livremente.

Após esta primeira conversa, esclareça para os alunos que excreção é o mecanismo em que os animais se libertam de substâncias tóxicas resultantes do metabolismo. O Sistema Excretor funciona como um filtro, que deixa passar as substâncias que devem ser eliminadas, e retém as substâncias que ainda podem ser reaproveitadas. O principal órgão que realiza esta filtragem é o rim. A excreta dos vertebrados é chamada de urina.

Pergunte aos alunos se já tiveram curiosidade de observar a coloração de suas urinas, se elas apresentam sempre a mesma cor e em que situações eles urinam com maior freqüência e maior quantidade.

Mas a urina de diferentes grupos de vertebrados também é diferente. Apresente para os alunos imagens de urina de peixes de água doce, seres humanos e aves. Mostre também os líquidos que representam as urinas, bem como a excreta de ave. Pergunte aos alunos quais animais excretam qual tipo de urina. Deixe que eles façam suas sugestões, e escreva no quadro.

Agora, coloque na frente das imagens apresentadas as urinas correspondentes, e explique para a turma que existem diferenças na urina de cada grupo, devido ao ambiente que ocupam, bem como o funcionamento de seus corpos serem um pouco diferentes. Os seres vivos foram se adaptando ao meio ambiente, e os indivíduos foram selecionados para viver nos diferentes ambientes terrestres e aquáticos. Parte dessa adaptação está presente na modificação ou especialização dos seus órgãos. Nesse caso, o sistema de filtragem e absorção dos líquidos corporais possibilitou a sobrevivência de espécies tanto  em ambientes muito úmidos como até aqueles extremamente secos.

Dialogue com a turma, peça-lhes que façam perguntas em caso de dúvida ou se manifestem quando tiverem comentários a fazer. Essa é uma forma de você avaliar se as informações estão sendo apreendidas, se o assunto lhes está sendo interessante.

Os peixes vivem em ambientes aquáticos, então não possuem problemas de falta de água. A urina destes animais pode liberar quantidade significativa de água, então a excreta pode ser uma substância mais tóxica, que será diluída em água e não causará malefícios ao animal. Sendo assim, a urina dos peixes é bem mais diluída, ou seja, tem bem mais água que a urina dos outros vertebrados, por isso é mais clara.

Os mamíferos, incluindo os seres humanos, vivem em ambiente terrestre, que é mais crítico em relação à água disponível. Então, estes animais não podem perder tanta água na excreção. A urina dos mamíferos tem menos água, sendo, portanto, mais concentrada, mais escura. A sua excreta é uma substância menos tóxica que a dos peixes, pois não é tão diluída em água, não prejudicando os mamíferos.

Mas e as aves?

Vocês já viram alguma ave fazer “xixi” como vocês e outros animais que conheçam? Ouça as opiniões da turma. Provavelmente dirão que, se as aves fazem “xixi” é bem diferente deles e de outros animais porque parece que só fazem “cocô”. A seguir, explique–lhes...

A urina destes animais é muito diferente das outras urinas observadas, pois é praticamente sólida. Na verdade, a parte branca de sua excreta é a urina, e o restante são fezes, resultantes do Sistema Digestório. As duas saem juntas, pois os dois sistemas são finalizados numa mesma estrutura, denominada cloaca (nos mamíferos, por exemplo, há um ânus finalizando o Sistema Digestório e outra saída finalizando o Sistema Excretor, por onde sai a urina).

Mas, por que as aves não têm o mesmo tipo de urina que os mamíferos, já que ambos ocupam o mesmo ambiente (terrestre)?

Escute as explicações dos alunos para esse fato. Veja se conseguem relacionar essa diferença ao funcionamento do corpo da ave e sua adaptação para o vôo.  

No caso do grupo das aves, as adaptações foram no sentido de facilitar o vôo. Como a água tem massa, é pesada, estes animais voadores foram se especializando para diminuir a água em seus corpos, pois assim ficavam mais leves, e o vôo seria facilitado. Desta forma, os animais que apresentavam urina mais concentrada, quase sem água, foram sendo selecionados com o tempo, pois podiam voar bem mais e assim eram mais adaptados ao seu meio. A urina das aves então é quase sólida (aspecto pastoso), com muito pouca água, sendo a substância excretada não tóxica, já que não tem água para diluir.

Será que existem outros animais que eliminam excretas tão concentradas quanto às aves, sendo essa uma adaptação que facilita no vôo? Ouça os alunos, peça-lhes que pensem sobre os animais que vivem em ambientes onde a água é muito escassa. Que animais vocês conhecem que vivem em ambientes como esses? Como será que eles “economizam água no corpo?

Esta característica de urina muito concentrada não é exclusiva das aves, pois os répteis também possuem esta característica. No caso destes animais, o ambiente que ocupam geralmente é muito seco, com pouca disponibilidade de água. Por isso, liberar uma urina em que se perde água não é vantajoso para o grupo, assim as adaptações para eles tiveram outro sentido -  de diminuir a perda de água para o ambiente.

Se as fezes não são parte do Sistema Excretor, sendo resíduos do Sistema Digestório, de onde vem a urina? Peça-lhes que pensem no funcionamento do próprio corpo e que exponham as suas ideias. Depois, retome as explicações.  

A urina é resultado da filtração do sangue dos vertebrados, de onde são retiradas as substâncias que já não são úteis ao animal. Estas substâncias vieram do metabolismo, ou seja, das quebras e formações de substâncias no corpo. Como o sangue transporta as substâncias pelo corpo, ele é filtrado ao passar pelos rins, sendo as substâncias úteis retornadas para o sangue, e as substâncias que não servem mais enviadas para fora, em forma de urina.

Após estas discussões, apresente para a turma algumas figuras de Sistemas Excretores de diversos grupos de animais. Explique para os alunos que os sistemas de cada animal são diferentes, já que os ambientes ocupados são diferentes e o funcionamento do corpo também. Mostrando as figuras, comente que apesar das estruturas morfológicas dos sistemas dos diferentes animais serem diversas, o objetivo de todos é o mesmo: eliminar excretas do corpo. Peça que os alunos observem atentamente cada figura, e depois desenhem no caderno representações do Sistema Excretor dos animais.

Abaixo seguem sugestões de imagens que poderão ser exibidas para os alunos:   

Sistema urogenital de ave macho

Retirado de: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/classe-aves/imagens/sistema-urogenital-da-ave-macho.jpg (consultado em 16/08/10, às 11h08min).      

Sistema urogenital de ave fêmea

Retirado de: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/classe-aves/sistema-urogenital-das-aves.php (consultado em 16/08/10, às 11h10min).    

Sistema urinário Humano

Retirado de: http://www.coladaweb.com/corpohumano/11_25apare2.jpg (consultado em 16/08/10, às 11h12min). Corte vertical      

Sistema urogenital de anfíbios

Retirado de: http://www.monografias.com/trabajos5/bufo/Image801.jpg (consultado em 16/08/10, às 11h13min).      

Sistema excretor de anelídeos

Retirado de: http://www.mundovestibular.com.br/wp-content/uploads/2009/03/metanefrideo.jpg (consultado em 16/08/10, às 11h14min).    

Sistema excretor de uma planária

Retirado de: http://www.pleasanton.k12.ca.us/avhsweb/thiel/apbio/review/images/proto_nephridia.jpg (consultado em 16/08/10, às 11h15min).      

Anatomia interna de um peixe:

Retirado de: http://universe-review.ca/I10-82-fish.jpg (consultado em 16/08/10, às 11h16min).    

Sistema excretor de artrópodes (Os túbulos de Malpighi são responsáveis mais pela excreção de ácido úrico do que pela filtração, a absorção de água ocorre no curso da eliminação, insetos aquáticos excretam amônia):

Retirado de: http://downloads.passeiweb.com/imagens/newsite/saladeaula/biologia/artropodes_ins_1.jpg  (consultado em 16/08/10, às 11h18min).      

Texto para os alunos:             

Professor, após as discussões acerca das figuras de Sistema Excretor, entregue para os alunos um texto sobre o assunto. Peça que cada um faça uma leitura silenciosa, e depois faça junto com a turma uma leitura oral, explicando cada aspecto relevante e pedindo-lhes que sublinhem o que julgarem mais importante.             

Abaixo seguem duas sugestões de texto para a aula:   

Sistema Excretor - Aves

Quanto à substância excretada, dividimos os animais em:

• Aminotélicos: excretam amônia, muito tóxica. Crustáceos, os invertebrados em geral e os peixes ósseos.

• Ureotélicos: excretam uréia, menos tóxica que a amônia. Peixes cartilaginosos, anfíbios, mamíferos.

• Uricotélicos: excretam ácido úrico. Insetos, répteis, aves. O alto teor de nitrogênio no ácido úrico é a razão pelo qual o guano é tão valioso como fertilizante na agricultura.

A eliminação da urina está também relacionada com as quantidades de água de que dispõe o ser vivo. Os organismos possuem água em grande quantidade eliminam amônia; os organismos que precisam economizar um pouco de água eliminam uréia; e os organismos que vivem em regime de grande economia de água eliminam ácido úrico.

Nas aves e répteis terrestres e também em alguns caracóis e muitos insetos, a urina compõe-se principalmente do ácido úrico que não se dissolve em água, já que esses organismos dispõem de muito pouca água, sendo essa excreta insolúvel em água e muito pouco tóxica. A formação de ácido úrico também é importante no desenvolvimento de embriões de aves e répteis para os quais, nos ovos, a quantidade de água e o espaço interno são limitados.   

O sistema excretor das aves assemelha-se em muitos aspectos mais ao sistema excretor dos répteis do que ao dos mamíferos. Os rins são em número de dois. Cada rim tem um ureter, que se abre na cloaca. Conseqüentemente, a urina mistura-se com o material fecal. A única ave que possui bexiga é o avestruz.

Adaptado de: http://sites.google.com/site/quimicaefisicacelular/Home/evolucao-do-sistema-excretor (consultado em 16/08/10, às 11h34min). &   http://www.criadourosemear.com.br/Artigos/anatomia.htm (consultado em 16/08/10, às 11h35min).      

Outra sugestão de texto disponível em: http://www.colegioweb.com.br/biologia/conceito-de-excrecao (consultado em 16/08/10, às 11h36min).      

Ferramentas tecnológicas:             

Professor, após a leitura e interpretação do texto acima, exiba para a turma um pequeno vídeo sobre a excreção. Passe duas vezes para a turma, e depois da apresentação, peça que os alunos, em casa ou em sala, façam no caderno um pequeno texto, resumindo tudo o que aprenderam na aula de hoje. Peça que ilustrem seu texto.

Abaixo segue link do vídeo sugerido:   

http://www.youtube.com/watch?v=ZbaWGl1XK3U (consultado em 16/08/10, às 11h43min).   

Mapa Conceitual para Avaliação:

Retirado de: http://cmapspublic.ihmc.us/rid=1215286371859_1040864566_24377/Aves.cmap (consultado em 23/08/10, às 13h53min). 

Recursos Complementares

            Professor, abaixo seguem alguns links de recursos que poderão ser usados em sua aula, como complementação às informações, ou para seu conhecimentos sobre algumas curiosidades.

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/excrecao3.php (consultado em 16/08/10, às 11h52min).  

http://www.colegioweb.com.br/biologia/classificacao-dos-animais-quanto-ao-principal-catabolito-excremento-nitrogenado (consultado em 16/08/10, às 11h53min).   

Avaliação

Avaliar numa perspectiva formativa implica estar atento à construção de conhecimentos conceituais, comportamentais e atitudinais de nossos alunos. Por isso é importante estar atento a todo o percurso do aluno enquanto aprende: suas ideias iniciais, aquelas apresentadas durante a investigação, à maneira que relaciona com os colegas, sua atitude investigativa e crítica, no decorrer da aula. Feitas estas considerações, propomos mais um momento para que os alunos sejam avaliados.

Sugira aos alunos que construam um mapa conceitual sobre a Excreção das Aves. Mapas Conceituais são representações gráficas semelhantes a diagramas, que indicam relações entre conceitos ligados por palavras. Representam uma estrutura que vai desde os conceitos mais abrangentes até os menos inclusivos. São utilizados para auxiliar a ordenação e a seqüenciação hierarquizada dos conteúdos de ensino, de forma a oferecer estímulos adequados ao aluno. Esta abordagem dos mapas conceituais está embasada em uma teoria construtivista, entendendo que o indivíduo constrói seu conhecimento e significados a partir da sua predisposição para realizar esta construção. Servem como instrumentos para facilitar o aprendizado do conteúdo sistematizado em conteúdo significativo para o aprendiz (adaptado de: http://penta2.ufrgs.br/edutools/mapasconceituais/defmapasconceituais.html - consultado em 16/08/10, às 11h47min).  

Explique para a turma como construir um mapa conceitual e qual a sua importância. Os seguintes links descrevem e indicam a importância do mapa conceitual: http://penta2.ufrgs.br/edutools/mapasconceituais/defmapasconceituais.html (consultado em 16/08/10, às 11h50min) & http://penta2.ufrgs.br/edutools/mapasconceituais/utilizamapasconceituais.html (consultado em 16/08/10, às 11h51min).    

Através dos mapas conceituais construídos por seus alunos, será possível avaliar o processo de ensino-aprendizagem da turma.

No item Estratégias e Recursos da Aula, há um exemplo de mapa conceitual, para que você possa demonstrar para seus alunos.

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