Interdisciplinaridade em Biologia - Slide de Aula - Unidade I

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Profa. Ma. Adair Alemany
UNIDADE I
Interdisciplinaridade
em Biologia
O Brasil ocupa uma área geográfica de mais de 8,5 milhões de km2, o que explica algumas 
características marcantes como diversidade de: 
 clima; vegetação; solo e fauna. 
 Ao longo dessa área, há grandes espaços geográficos nos quais predominam determinadas 
características fitogeográficas e morfoclimáticas, os chamados domínios.
De acordo com a classificação elaborada pelo geógrafo brasileiro Aziz Ab’Saber, são seis 
domínios morfoclimáticos e fitogeográficos:
 Amazônico;
 Mata Atlântica; 
 Caatingas; 
 Cerrados; 
 Araucária; 
 Pradarias.
Caracterização de biomas e domínios morfoclimáticos brasileiros 
Os domínios morfoclimáticos ocupam, cada um, muitos quilômetros de extensão, abrangendo 
diversas regiões naturais que se diferenciam, em graus variáveis, na composição topográfica, 
florística e faunística, dentre outros atributos. Apesar disso, é importante salientar que as 
diferentes regiões que compõem um domínio se assemelham no que se refere aos aspectos 
geomorfológicos, ecológicos, hidrológicos, climáticos e de cobertura vegetal predominante, 
aspectos esses que permitem estabelecer diferenças entre dois ou mais domínios adjacentes. 
Vale ressaltar, também, que cada domínio apresenta uma área homogênea central, 
denominada área core. Entre as áreas cores de domínios adjacentes, existe uma área de 
transição com formações vegetais mistas, conforme mapa abaixo:
Caracterização de biomas e domínios morfoclimáticos brasileiros 
Figura 1. Distribuição dos domínios 
morfoclimáticos e fitogeográficos 
brasileiros. Fonte: Adaptado de:
Coutinho, 2002. 
Domínio amazônico
Domínio do cerrado
Domínio da Mata Atlântica
Domínio das caatingas
Domínio da araucária
Domínio das pradarias
Área de transição
 O termo domínio é aplicado para definir regiões nas quais existem feições ecológicas 
predominantes, mas não únicas, denotando certa heterogeneidade em sua composição.
 Para se referir a regiões cujas características ecológicas, bióticas e abióticas são mais 
homogêneas, é usado o termo bioma.
 Um único domínio pode ser composto de um mosaico de 
biomas. Por exemplo, dentro do domínio do cerrado existem 
diferentes biomas com características próprias, tais como as 
veredas, as matas galerias e as matas mesófilas de interflúvio, 
além do próprio bioma de cerrado, formação predominante 
nesse domínio.
Caracterização de biomas e domínios morfoclimáticos brasileiros 
 As comunidades biológicas são caracterizadas pela multiplicidade de interações ocorridas 
entre organismos de uma mesma espécie e de espécies diferentes. Dentre as interações 
interespecíficas, podemos destacar as diversas formas de predatismo, executadas por 
animais carnívoros e herbívoros. O predatismo é a forma de interação ecológica 
característica das cadeias e teias alimentares.
 As cadeias alimentares (ou cadeias tróficas) correspondem a fenômenos de transferência de 
energia ocorrida entre os organismos que ocupam os diferentes níveis tróficos dessa 
organização. Na base de qualquer cadeia alimentar, encontram-se os produtores, dentre os 
quais merecem destaque os vegetais fotossintetizantes, capazes de converter energia 
luminosa em energia química.
 Os animais que se alimentam diretamente dos produtores
são 17.
Flutuações populacionais decorrentes de desequilíbrio ecológico provocado 
pela ação humana
 Em comunidades caracterizadas por uma rica biodiversidade, é de se esperar que as teias 
alimentares sejam constituídas por múltiplas cadeias alimentares interconectadas, o que 
garante maior estabilidade do sistema como um todo. 
 Neste caso, um animal herbívoro consome diversas espécies diferentes de vegetais, assim 
como os consumidores secundários têm à sua disposição, para predação, uma grande 
diversidade de animais herbívoros. 
 Nesse tipo de comunidade, a redução numérica significativa dos indivíduos de uma espécie 
(ou mesmo a sua extinção naquele ambiente) não gera grandes impactos no complexo 
sistema de transferência de energia que caracteriza a teia alimentar. 
 Por outro lado, em ecossistemas fragilizados, cuja 
biodiversidade encontra-se reduzida por motivos diversos 
(inclusive a ação humana), a complexidade das teias 
alimentares é bastante reduzida, limitada a poucas cadeias 
alimentares. Desse modo, a eliminação de uma espécie cria 
um impacto significativo no ecossistema.
Flutuações populacionais decorrentes de desequilíbrio ecológico provocado 
pela ação humana
 Se considerarmos que, em tais circunstâncias, uma espécie de animal herbívoro tenha o seu 
número de indivíduos significativamente reduzido, um dos impactos imediatos é a redução 
igualmente drástica dos consumidores secundários, pois têm, à sua disposição, uma 
diversidade limitada de espécies de herbívoros para consumir. 
 Portanto, a manutenção do equilíbrio demográfico das diversas espécies que compõem uma 
comunidade depende diretamente das relações alimentares existentes entre elas, e, 
especialmente no caso de ecossistemas fragilizados, a eliminação de uma espécie pode 
promover oscilações populacionais significativas nos demais constituintes da teia alimentar.
Flutuações populacionais decorrentes de desequilíbrio ecológico provocado 
pela ação humana
Com o aumento da visitação no Parque Nacional Yosemite, na Califórnia, a progressiva 
redução da população de cougars (Puma concolor, a nossa onça-parda), predadores do topo 
da cadeia trófica local, resultou em um aumento explosivo da população do cervo (Odocoileus 
hemionus) por volta de 1920. Um estudo retrospectivo recentemente realizado sobre o 
recrutamento populacional (isto é, o crescimento de plântulas até árvores) de carvalhos negros, 
cujos indivíduos mais jovens são um dos principais itens da dieta dos cervos na região, 
inventariou todas as plantas dessa espécie em manchas maiores que 0,5 ha e acessíveis aos 
cervos. De modo similar, também foram inventariadas todas as plantas de carvalho negro que 
ocorriam em manchas de tamanho semelhante em áreas do parque inacessíveis aos cervos. 
Os resultados obtidos estão apresentados na figura a seguir.
Interatividade
Figura correspondente à questão anterior:
Interatividade
Estrutura etária do carvalho negro da 
Califórnia (com as barras de erro 
padrão) para (a) manchas de 
carvalho acessíveis aos cervos; (b) 
manchas não acessíveis aos cervos. 
cervos
se tornam
abundantes
cougars
se tornam
raros
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Com base nos estudos mencionados, é correto afirmar que: 
a) houve, nas manchas inacessíveis aos cervos, redução do recrutamento, enquanto, nas 
áreas acessíveis, observou-se a estabilização do recrutamento na população de carvalhos 
a partir de 1920.
b) os resultados apoiam a predição teórica de que uma redução da predação por grandes 
carnívoros pode causar o aumento populacional de grandes herbívoros e a redução das 
populações de plantas palatáveis. 
c) a reintrodução dos predadores ou o controle da população de cervos anulariam pressões 
evolutivas sobre as populações de carvalho que poderiam tornar suas folhas impalatáveis 
para os cervos.
d) tanto as populações de carvalhos acessíveis aos cervos 
como as inacessíveis vivem, na atualidade, um declínio 
populacional no Parque Nacional Yosemite.
e) a ausência de predadores do topo de uma cadeia trófica tem 
efeito inexpressivo sobre a sua base, devido ao efeito de 
magnificação observado em cadeias alimentares.
Interatividade
Com base nos estudos mencionados, é correto afirmar que: 
a) houve, nas manchas inacessíveis aos cervos, redução do recrutamento, enquanto, nas 
áreas acessíveis, observou-se a estabilização do recrutamento na população de carvalhos 
a partir de 1920.
b) os resultados apoiam apredição teórica de que uma redução da predação por grandes 
carnívoros pode causar o aumento populacional de grandes herbívoros e a redução das 
populações de plantas palatáveis. 
c) a reintrodução dos predadores ou o controle da população de cervos anulariam pressões 
evolutivas sobre as populações de carvalho que poderiam tornar suas folhas impalatáveis 
para os cervos.
d) tanto as populações de carvalhos acessíveis aos cervos 
como as inacessíveis vivem, na atualidade, um declínio 
populacional no Parque Nacional Yosemite.
e) a ausência de predadores do topo de uma cadeia trófica tem 
efeito inexpressivo sobre a sua base, devido ao efeito de 
magnificação observado em cadeias alimentares.
Resposta
 O processo de modernização experimentado pela humanidade ao longo do século XX e 
início do século XXI gerou uma série de inovações técnicas que permitiram avanços em 
campos tradicionais como os da medicina e da agricultura. A melhoria da saúde das 
populações humanas foi resultado direto de novas formulações medicamentosas, assim 
como a garantia da oferta de alimentos a um número cada vez mais crescente de pessoas, 
consequência de produtividade agrícola eficaz, sustentada pelo uso intensivo de diferentes 
tipos de agrotóxicos. 
 Embora o uso de agrotóxicos tenha ajudado a aumentar a produtividade agrícola, há que se 
ressaltar a existência de inúmeros efeitos tóxicos indesejáveis dessas substâncias nos 
ecossistemas como um todo e, em especial, à própria saúde humana.
 Sendo assim, torna-se necessário o estabelecimento de 
parâmetros de segurança associados ao uso dessas 
substâncias, o que pode ser realizado por estudos que visam a 
fazer uma associação entre as dosagens empregadas e seus 
efeitos deletérios sobre o equilíbrio dos ecossistemas e a 
saúde do homem.
Avaliação do poder clastogênico de agrotóxicos por meio de biomarcadores 
 Esse tipo de estudo pode incluir análises dos efeitos toxicológicos de determinadas 
substâncias em organismos animais. Os organismos podem ser classificados como 
bioindicadores, uma vez que fornecem importantes parâmetros de avaliação de impacto 
ambiental. Em ambientes aquáticos, particularmente, os principais bioindicadores são os 
macroinvertebrados bentônicos, os peixes e as algas. Tais organismos podem ser úteis em 
bioensaios que pretendem definir biomarcadores específicos de impacto ambiental. Esses 
biomarcadores podem ser anormalidades anatômicas ou citológicas, respostas imunológicas e 
indicadores de genotoxicidade (alterações genéticas resultantes da ação tóxica de 
substâncias).
 A detecção de efeitos genotóxicos provocados por agentes 
químicos pode ser realizada a partir do teste do micronúcleo. 
Esse teste consiste basicamente na observação da presença de 
um ou vários micronúcleos no citoplasma, os quais equivalem a 
pequenos grupos de fragmentos cromossômicos acêntricos 
provenientes de quebras induzidas por agentes ambientais e 
que não acompanham a migração dos demais cromossomos 
para os polos celulares durante os eventos mitóticos.
Avaliação do poder clastogênico de agrotóxicos por meio de biomarcadores
 Tais agentes ambientais que provocam quebras cromossômicas são denominados 
clastogênicos e a presença de micronúcleos é um biomarcador eficiente para monitorar 
populações expostas a tais agentes, como agrotóxicos.
Avaliação do poder clastogênico de agrotóxicos por meio de biomarcadores 
 O conhecimento acerca da estrutura e funcionamento do DNA, assim como da existência de 
um código genético universal, levou os cientistas a criarem novas técnicas que permitissem a 
manipulação da informação genética com propósitos definidos. Nesse contexto, surgiu a 
chamada tecnologia do DNA recombinante, que é um conjunto de técnicas que permitem 
fragmentar o DNA de uma espécie e transferi-lo para as células de outra. 
 Esse DNA híbrido pode ser inserido em células que iniciam o processo de desenvolvimento 
embrionário de um novo organismo, que, por causa disso, será rotulado de organismo 
geneticamente modificado (OGM) ou transgênico. 
 A tecnologia do DNA recombinante tornou-se uma realidade 
graças à descoberta das enzimas de restrição, que 
reconhecem sequências específicas de bases nitrogenadas 
espalhadas ao longo da dupla fita e efetuam cortes na 
molécula do DNA. Uma longa molécula de DNA, quando 
exposta a uma enzima de restrição, será recortada em 
diversos pontos, gerando uma grande quantidade de 
fragmentos de diferentes tamanhos.
Uso de animais transgênicos como bioindicadores de qualidade ambiental 
 Tais agentes ambientais que provocam quebras cromossômicas são denominados 
clastogênicos e a presença de micronúcleos é um biomarcador eficiente para monitorar 
populações expostas a tais agentes, como agrotóxicos. 
 Esses fragmentos de DNA podem, então, ser transferidos para células de outra espécie de 
diversos modos (vetores, microinjeção, biobalística etc.). Dentre esses vários fragmentos de 
DNA, são selecionados para transferência aqueles que contêm genes de interesse, tais 
como genes que comandam a produção de hormônios, enzimas e toxinas. As células do 
organismo receptor passarão, a partir da transferência, a produzir substâncias que 
originalmente apenas a espécie doadora do DNA produzia. Essa nova ciência de geração e 
transferência de moléculas modificadas de DNA recebeu o nome de Engenharia Genética.
Uso de animais transgênicos como bioindicadores de qualidade ambiental 
 São diversos os usos que os organismos transgênicos podem ter, seja no campo da 
pesquisa básica, seja no campo da pesquisa aplicada. Um exemplo clássico no contexto 
aplicado é o da criação de bactérias transgênicas, geneticamente modificadas com o gene 
da insulina humana. Essa insulina, obtida e purificada a partir de bactérias, pode ser 
comercializada para consumo por parte de pessoas que apresentam um tipo de diabetes 
provocado pela incapacidade de produzir insulina. 
 Algumas empresas de biotecnologia têm investido na criação 
de organismos geneticamente modificados para uso como 
bioindicadores de qualidade ambiental. Por exemplo, foram 
criadas bactérias Escherichia coli transgênicas que podem 
detectar limitações ambientais de nitratos e fosfatos. Outros 
organismos já foram geneticamente modificados para servirem 
de detectores de poluição ambiental provocada por metais e 
outros compostos tóxicos.
Uso de animais transgênicos como bioindicadores de qualidade ambiental 
A poluição em ambientes aquáticos pode ser evidenciada com a utilização de uma linhagem 
transgênica do peixe paulistinha (Danio rerio). Essa linhagem apresenta um gene da luciferase, 
originário de uma água-viva, que é ativado em resposta a determinados poluentes. Em 
situação experimental, o peixe vivo muda de cor na presença do poluente e depois, ao ser 
colocado em água limpa, volta à coloração original e pode ser reutilizado inúmeras vezes. Com 
relação ao fenômeno descrito no texto, é correto afirmar que a mudança na coloração do peixe:
a) decorre de alterações em moléculas de RNA que não chegam a afetar os genes do animal.
b) é um fenômeno que ocorre com frequência em animais transgênicos, mesmo que estes 
não tenham o gene da luciferase.
c) decorre da ação de genes constitutivos que são ativados por 
fatores ambientais.
d) é um exemplo de como fatores ambientais podem regular o 
funcionamento de um gene.
e) é o resultado de eventos mutacionais, como quebras 
cromossômicas ou alterações gênicas.
Interatividade
A poluição em ambientes aquáticos pode ser evidenciada com a utilização de uma linhagem 
transgênica do peixe paulistinha (Danio rerio). Essa linhagem apresenta um gene da luciferase, 
originário de uma água-viva, que é ativado em resposta a determinados poluentes. Em 
situação experimental, o peixe vivo muda de cor na presença do poluente e depois, ao ser 
colocado em água limpa, volta à coloração originale pode ser reutilizado inúmeras vezes. Com 
relação ao fenômeno descrito no texto, é correto afirmar que a mudança na coloração do peixe:
a) decorre de alterações em moléculas de RNA que não chegam a afetar os genes do animal.
b) é um fenômeno que ocorre com frequência em animais transgênicos, mesmo que estes 
não tenham o gene da luciferase.
c) decorre da ação de genes constitutivos que são ativados por 
fatores ambientais.
d) é um exemplo de como fatores ambientais podem regular o 
funcionamento de um gene.
e) é o resultado de eventos mutacionais, como quebras 
cromossômicas ou alterações gênicas.
Resposta
AMORIM, L. C. A. Os biomarcadores e sua aplicação na avaliação da exposição aos agentes 
químicos ambientais. Rev. Bras. Epidemiol., v. 6, n. 2, pp. 158-170, 2003.
BEGON, M.; TOWNSEND, C. R.; HARPER, J. L. Ecologia: de indivíduos a ecossistemas. 4. ed. 
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Geografia do Brasil. São Paulo: Edusp, 2005.
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13-23, 2006. Disponível em 
http://www.scielo.br/pdf/abb/v20n1/02.pdf. Acesso em: 04 out. 
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Referências
ATÉ A PRÓXIMA!