Identificar estratégias de defesa das plantas contra predadores.

Relacionar essas estratégias à garantia de sobrevivência.

Entender a importância ecológica destas estratégias para as plantas.

Entender como o homem utiliza as defesas das plantas em benefício próprio.

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

Os alunos deverão conhecer o conceito de herbivoria, além de reconhecerem as plantas como seres vivos.

Introdução: uma abordagem para o professor   

Defesa das Plantas 

Na natureza há uma grande diversidade de micro-organismos que estão, diretamente, em contato com as plantas, mas que não causam, na sua maioria, qualquer dano a estas, evidenciando a predominância da resistência sobre a suscetibilidade. Caso isso não ocorresse, qualquer destes micro-organismos seria capaz de infectar uma planta, o que ocasionaria, em pouco tempo, a extinção das espécies vegetais.

A resistência de plantas ao ataque de patógenos pode ser entendida como a capacidade que elas desenvolveram de impedir, restringir ou retardar a penetração destes organismos em seus tecidos, diminuindo os efeitos danosos potenciais.

Para se defenderem de doenças e pragas, as plantas estão equipadas com as defesas pré-formadas ou constitutivas, que são aquelas naturalmente presentes na planta, funcionando como barreiras físicas, tais como a cutícula e os tricomas, e barreiras químicas. As defesas pós-formadas ou induzidas, ausentes ou de pouca expressividade em plantas sadias, são aquelas que se tornam evidentes somente após a invasão do patógeno ou quando a planta é injuriada.

Uma das principais revelações das pesquisas sobre defesa vegetal é que a resistência a patógenos é usualmente complexa e tem como base a ação combinada de diversos fatores, e não apenas um componente. Uma distinção fundamental é geralmente feita entre defesas pré-existentes ou constitutivas das plantas e sistemas induzidos pela agressão do patógeno. As defesas vegetais podem ser também classificadas como estruturais, baseadas em características anatômicas, e químicas, quando relacionadas a compostos biologicamente ativos de massa molecular variada. A defesa estrutural é encontrada nas mais diversas partes da planta. A presença de pêlos, espinhos, tricomas e ceras recobrindo principalmente a superfície de caules e frutos são exemplos típicos dessas estruturas de defesa.   

Em muitas plantas, os compostos químicos reduzem a disponibilidade de proteínas para herbívoros; carvalhos e outras plantas armazenam tanino em vacúolos nas folhas. Este composto se liga às proteínas e inibe a digestão, retardando o crescimento de lagartas e outros herbívoros. Insetos que se alimentam de plantas ricas em tanino podem reduzir os efeitos inibitórios deste, pela produção de surfactantes semelhantes a detergentes, em seus fluidos intestinais. Muitos desses compostos interferem em vias metabólicas específicas ou em processos fisiológicos dos herbívoros.   

Adaptado de:

http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?pid=S0009-67252008000300017&script=sci_arttext (consultado em 07/09/10, às 14h34min), http://www.agronline.com.br/artigos/artigo.php?id=292 (consultado em 07/09/10, às 14h35min), http://www.agronline.com.br/artigos/artigo.php?id=292&pg=2&n=2 (consultado em 07/09/10, às 14h36min) & http://www.ccaa.ufma.br/revistatropica/Artigos_nr1/biologia/DefesaDePlantasSinalizacaoQuimicaEEspeciesReativasDeOxigenio_bio_Ar.pdf (consultado em 07/09/10, às 14h37min).          

Estratégia   

Como os alunos poderão atingir os objetivos propostos:

Os alunos poderão atingir os objetivos propostos através de atividade prática de observação de diferentes estratégias de defesa de plantas, além de discussões entre eles, textos e vídeos sobre o assunto.   

Como o professor irá ativar esse processo: 

O professor ativará este processo por meio do incentivo às discussões entre os alunos, desenvolvimento de atividade prática de observação de estratégias de defesa de plantas, além de textos e vídeos sobre o assunto, com interpretação dos mesmos.

Atividade Inicial: Introduzindo o assunto             

Professor, num primeiro momento da aula, sonde os conhecimentos prévios de seus alunos, lançando a seguinte questão: as plantas podem se defender? Deixe que os alunos se manifestem, dando suas opiniões e contando suas experiências. Incentive as discussões, colocando para a turma que as plantas são seres sésseis, ou seja, não conseguem fugir dos animais que as ameaçam, por estarem fixas ao substrato (solo). Como elas conseguiriam se defender? Anote no quadro as ideias lançadas pelos alunos e deixe registrado para posterior consulta.   

Atividade Prática: Observando Estratégias de Defesa de algumas Plantas             

Após as discussões iniciais, proponha para a turma uma atividade prática de observação de estratégias de defesa de algumas plantas. Para tanto, você deverá levar para a sala de aula alguns materiais:   

- Luvas

- Faca

- Um galho de roseira com “espinhos” (acúleos)

Retirado de: http://farm1.static.flickr.com/107/280014335_a9e0edd26f_o.jpg (consultado em 07/09/10, às 14h47min).    

- Folhas de violeta

Retirado de: http://www.fazfacil.com.br/jardim/images%20jardim/muda_folha_violeta.jpg (consultado em 07/09/10, às 14h48min).    

- Um galho da planta “coroa-de-cristo” (Euphorbia splendens)

Retirado de: http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/vascular/images/eup_spl.jpg (consultado em 07/09/10, às 14h49min).    

Professor: Não deixe que os alunos manipulem essa planta, pois seu látex pode causar alergia.

- Folhas de hortelã

Retirado de: http://www.crendices.com.br/ntc/fotos/hortela.jpg (consultado em 07/09/10, às 14h50min).    

- Folhas de salsinha ou salsa

Retirado de: http://blog.cancaonova.com/memoriasdolibano/files/2010/01/jardicentro_sementes_salsa_comum.jpg (consultado em 07/09/10, às 14h51min).    

- Folhas de rúcula

Retirado de: http://lentilhas.files.wordpress.com/2010/01/rucula.jpg (consultado em 07/09/10, às 14h52min).    

- Banana verde

Retirado de: http://2.bp.blogspot.com/_4FimCGxBu0g/SmZBWipr0iI/AAAAAAAAAUY/xgdVkV4dRBc/s1600/Banana+Verde.jpg (consultado em 07/09/10, às 14h53min).    

Reúna os alunos num círculo, para facilitar a visualização, e apresente as plantas para a turma, pedindo que observem atentamente todos os exemplares. Para evitar acidentes, não deixe que os alunos manuseiem as plantas. Mostre o galho da roseira e o galho da coroa-de-cristo. Pergunte qual deve ser a estratégia de defesa destas plantas. É possível que os alunos mencionem os espinhos, pois eles machucam quando a gente pega nestas plantas. Anote no quadro as estratégias citadas pelos alunos.

Coloque as luvas e, com a ajuda de uma faca, faça um pequeno corte na coroa-de-cristo, mostrando o látex que esta planta produz. Em seguida, mostre as folhas da violeta e deixe que toquem esta planta. Novamente repita a pergunta: qual defesa pode ser associada às suas folhas? Por que a coroa-de-cristo solta este látex? Deixe novamente que os alunos se manifestem, registre no quadro as observações deles.

Pegue as folhas de hortelã e salsa e quebre-as próximo aos alunos, de forma que consigam sentir o cheiro destas plantas. Oriente-os a cheirarem as folhas laceradas e pergunte: qual seria a estratégia de defesa dessas plantas? É possível que os alunos não associem o cheiro forte destas plantas à defesa, pois podem achar agradável o cheiro das mesmas.

Lave bem as folhas da rúcula e entregue uma para cada aluno. Peça que mastiguem a folha e sintam bem o seu gosto: qual a defesa desse tipo de planta? É possível que os alunos digam que esta planta é ruim, pois tem um gosto amargo. Registre no quadro as observações dos alunos.

Corte pequenos pedaços de banana verde, entregue para cada aluno e peça que mastiguem: qual a defesa da planta para seu fruto? Registre as respostas dos alunos.

Após todas as experimentações e observações, volte ao quadro de giz e releia com a turma todas as observações feitas durante esta aula. Inicie uma discussão, sondando se os alunos perceberam as estratégias usadas pelas plantas para sua defesa contra os animais herbívoros.

Sugestão de diálogo:

- Pessoal, quem já sabe a estratégia de defesa usada pela roseira e coroa-de-cristo?

- Eu sei! Estas plantas têm espinhos, e isso ajuda a evitar que alguns animais comam estas plantas, pois senão podem se machucar!....

- Muito bem! Mas e a banana verde? Por que este fruto, antes de ficar maduro, tem um gosto tão ruim?

- Senão os animais vão comer antes da hora, ué!

- Isso! Muitos frutos têm substâncias quando ainda estão verdes que fazem com que fiquem ruins, amargos. E isso ajuda a evitar que os animais comam este fruto antes de estar maduro. Afinal, somente depois de maduros é que os frutos poderão liberar as sementes prontas para germinarem... Quem gostou da rúcula? É gostosa, não é?

- Credo! Ela é amarga! Eu não gostei não!

- Mas por que será que esta folha é assim tão amarga? E não é porque não está madura...

- Não sei professor! Será porque ela não gosta que a gente coma ela?

- Quase isso! Esta é uma estratégia usada por algumas plantas também, que possuem substâncias amargas, e com isso vários animais não vão mais querer comer aquela planta. É como se aprendessem que aquela espécie não é boa, e a partir daí não comem mais. Com isso, os animais evitam de comer essa planta! Mas e a hortelã e a salsa? Elas não têm gosto ruim, a gente gosta de comer, não é?

- Eu até gosto, mas o cheiro é muito forte!

- Então, este cheiro forte, que algumas pessoas até gostam, espanta alguns animais, que não conseguem comer uma planta que exala um cheiro tão forte ou por que muitas vezes essas substâncias liberadas causam ardência nos olhos ou no nariz do animal que iria comê-la e ele acaba desistindo. E mais uma vez a planta deixou de ser comida!

- Mas professor, a aquela planta que solta um “leite”? Para que serve?

- Ótima lembrança! Este leite é chamado látex, e costuma conter substâncias tóxicas, que poderão envenenar o animal que a comer. Então, ou este animal vai morrer, ou poderá passar mal e aprender que se comer aquela planta isso vai acontecer de novo. Novamente, a planta usa uma estratégia para evitar sua herbivoria, que é quando algum animal se alimenta de plantas.

- A violeta não tem nenhuma estratégia!

- Será? Quem imagina o que esta planta tem para evitar ser comida?

- Será que ela é ruim?

- Não, na verdade vocês perceberam que ela tem uns “pelinhos” em toda a folha. Estes “pêlos” são chamados tricomas e podem dar uma alergia no animal que comer as folhas, pois eles chegam à boca e causam coceira. Então, esta é a estratégia desta planta e de muitas outras: possuem tricomas nas folhas ou outras partes. Em muitas plantas, não é o caso da violeta, esses tricomas podem ferir a boca do animal ou podem conter substâncias tóxicas, assim quando o animal mastiga uma folha com essas estruturas ele não tem uma sensação agradável e procura evitá-la.

- Procurem lembrar que as plantas foram selecionadas ao longo do tempo, ou seja, aquelas plantas que eram evitadas pelos animais tinham mais chances de se reproduzir e deixar descendentes do que aquelas que não tinham nenhuma defesa. Assim a planta não se defende como os animais e que fogem, lutam ou se escondem, elas apenas foram selecionadas pelos animais para ter ou não alguma estratégia que repelisse os animais. As plantas precisam das folhas para realizar fotossíntese, principalmente, assim se um animal come suas folhas a quantidade de fotossíntese que ela é capaz de produzir diminuiu, e ela não cresce tanto e ao longo do tempo ela pode até não sobreviver, é só lembrar como fica uma planta quando é atacada por formigas cortadeiras.   

Discuta com a turma que as plantas que apresentavam defesas foram selecionadas ao longo da evolução, pois aquelas que não tinham defesas eram comidas por outros animais e não tinham como se reproduzir. Além disso, muitas plantas desenvolveram substâncias em seus frutos que impedem que animais as comam antes que suas sementes estejam prontas para desenvolver-se, um exemplo dessas substâncias é a observada na banana verde.

Explique aos alunos que os seres humanos aprenderam a usar essas substâncias em seu favor, produzindo medicamentos como a aspirina. Usando-as na alimentação como a salsa e hortelã como condimentos aromáticos. Muitos agricultores aprenderam que as plantas produzem substâncias capazes de afastar insetos que podem consumi-las, assim, ao invés de usar agrotóxicos, eles plantam essas plantas em sua cultura e evitam o ataque de pragas.

Agora leve os alunos ao jardim ou na horta da escola (caso a escola não tenha jardim ou horta leve a turma em alguma praça) e peça que, por meio de observação, encontrem nas plantas ali presentes estratégias de defesa. Peça que desenhem suas observações no caderno.

Discuta os resultados com a turma, ouvindo suas observações.

Texto para os alunos:             

Professor, após as discussões anteriores, entregue para os alunos um texto com um estudo de caso de estratégia de defesa de plantas contra seus predadores. Faça com a turma uma leitura atenciosa, ressaltando os pontos mais importantes. Peça que cada aluno, no caderno, escreva um resumo das ideias do texto, fixando-as.             

Abaixo segue sugestão de texto:

As plantas pedem socorro!

Quando um animal está sendo perseguido por um predador, ele pode recorrer a várias estratégias para despistá-lo. Confundir-se com a paisagem, como faz o camaleão, e exalar mau cheiro, como certos insetos, são apenas algumas dessas estratégias. Além disso, é claro, as presas podem também tentar fugir do predador e deixá-lo para trás!

Mas você já parou para pensar em como as plantas fazem para evitar o ataque de animais que tentam comê-las? Elas não podem sair correndo, mas também têm suas estratégias para continuar vivas! Recentemente, um grupo de pesquisadores alemães estudou como o tabaco selvagem - uma planta que existe em regiões desérticas, da espécie Nicotiana attenuata - se defende de insetos herbívoros que querem devorá-lo. Você vai ver que a estratégia das plantas é muito interessante!

Os cientistas já sabiam que o tabaco selvagem tinha um mecanismo de proteção que eles chamavam de ’defesa direta’. Quando a planta está sendo comida, ela passa a produzir uma substância química que funciona como um veneno que pode expulsar o inseto ou frear seu crescimento. No entanto, nem sempre essa estratégia é eficaz.

Agora, os pesquisadores descobriram que a Nicotiana attenuata tem também um segundo artifício para se proteger do ataque dos insetos herbívoros, que é chamada de ’defesa indireta’. Por que indireta? É que, em vez de combater os insetos diretamente, a planta recorre aos predadores deles (na verdade, outros insetos, que se situam no terceiro nível da cadeia alimentar e se alimentam de insetos herbívoros).

É como se a planta ’pedisse socorro’ aos inimigos dos insetos que tentam devorá-la: ela libera no ar uma substância química que é reconhecida pelos predadores dos herbívoros. Assim, esses predadores ficam sabendo onde estão suas presas e podem ir comê-las, salvando a planta ao mesmo tempo. Engenhoso, não?

Os pesquisadores descobriram isso quando aplicaram sobre a planta um composto químico feito em laboratório que ’imitava’ a substância produzida naturalmente pela planta quando era devorada. Eles notaram que isso aumentava a atividade dos insetos predadores de herbívoros do tabaco selvagem. Os cientistas acreditam que essa descoberta pode ser usada para desenvolver um composto para ser aplicado sobre grandes plantações e evitar que elas sejam atacadas por insetos.

Disponível em: http://chc.cienciahoje.uol.com.br/noticias/biologia/as-plantas-pedem-socorro/ (consultado em 07/09/10, às 16h03min). 

Ferramentas tecnológicas – Atividades Visuais:             

Professor, após a análise do texto pelos alunos, apresente para a turma um pequeno vídeo que exibe uma reportagem sobre o uso de plantas no combate às pragas. Exiba o vídeo de duas e três vezes para os alunos, e peça que escrevam no caderno as ideias principais do vídeo. Depois, incentive-os a escreverem uma carta para algum parente, contando o que aprenderam sobre as estratégias de defesa das plantas na aula de hoje. Esta carta poderá ser usada para avaliar o ensino-aprendizagem de seus alunos.             

Abaixo segue sugestões de vídeos:

Emater incetiva o uso de plantas para combater pragas - http://www.youtube.com/watch?v=-QI7HfWZF4A (consultado em 07/09/10, às 16h08min).    

A Vida dos mamíferos 3/10 - Predadores de Plantas 1/5 - http://www.youtube.com/watch v=wk0D78PVC1c&NR=1&feature=fvwp (consultado em 16/09/10, às 09h56min).    

A Vida dos mamíferos 3/10 - Predadores de Plantas 2/5 - http://www.youtube.com/watch?v=-BtIF6vVcAw (consultado em 16/09/10, às 09h58min).    

A Vida dos mamíferos 3/10 - Predadores de Plantas 4/5 -  http://www.youtube.com/watch?v=vip_OgERBCk&p=2CD7946B9091665E&playnext=1&index=3 (consultado em 16/09/10, às 09h53min). 

Professor, abaixo seguem alguns recursos complementares a esta aula, para usar caso seja necessário, ou apenas como um “saiba mais”:  

http://www.jornaldaciencia.org.br/Detalhe.jsp?id=34610 (consultado em 07/09/10, às 16h09min).    

http://www.portaldoagronegocio.com.br/conteudo.php?id=34998 (consultado em 07/09/10, às 16h10min).    

http://www.ppgecologia.biologia.ufrj.br/oecologia/index.php/oecologiabrasiliensis/article/viewFile/183/149 (consultado em 07/09/10, às 16h11min).   

www.cnpab.embrapa.br/publicacoes/download/doc250.pdf (consultado em 07/09/10, às 16h12min).    

http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=25708&op=all (consultado em 07/09/10, às 16h13min).    

http://www.brasilescola.com/biologia/herbivoria.htm (consultado em 07/09/10, às 16h14min).    

http://pdbff.inpa.gov.br/cursos/efa/livro/2008/pdf/dimona/po1grupo4.pdf (consultado em 07/09/10, às 16h15min).    

http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/por-dentro-das-celulas/cancer-em-plantas/ (consultado em 07/09/10, às 16h16min).    

http://chc.cienciahoje.uol.com.br/noticias/bichos-e-plantas/victoria-a-planta-aquatica-que-dribla-a-agua/victoria-a-planta-aquatica-que-dribla-a-agua-0 (consultado em 07/09/10, às 16h17min). 

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.

Peça aos alunos que, em casa ou na escola, realizem uma pesquisa, indicando outros benefícios de defesa das plantas que podem ser utilizados pelo homem. Oriente os alunos a escreverem a pesquisa em folha separada, a ser entregue a você, para que avalie a construção de conhecimentos deles. Depois de avaliar, divida a turma em grupos e sugira que confeccionem cartazes informativos sobre as estratégias de defesa das plantas e benefícios destas estratégias. Exponha os cartazes pela escola, divulgando os conhecimentos dos alunos.