História da construção do conceito de evolução biológica: possibilidades de uma percepção dinâmica da ciência pelos professores de biologia

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

História e filosofia da biologia na formação inicial de professores: reflexões sobre o conceito de evolução biológica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

História e Filosofia da Biologia como ferramenta no ensino de evolução na formação inicial de professores de Biologia

By establishing a relationship among several sections of Biology, the theory of the evolution enables a more systemized and less fragmented education of this science. However, students seem to have difficulties of understanding the concept of biological evolution, by virtue of misunderstanding conceptual and historical data present in textbooks, among other causes. One of these mentioned distortions is the shock between Lamarck and Darwin’s ideas. We aimed, in this work, to investigate the understanding of Biology’s students in pre-service teachers education concerning the Lamarck and Darwin’s theories at different moments of the Evolution discipline. For this, some steps had been followed: 1) Verification of the previous conceptions; 2) Elaboration of a pedagogical material, containing diverse historical texts of primary and secondary sources; 3) Debates in two didactic modules, using the pedagogical material elaborated; 4) Analysis of the conceptions constructed by the students, from the didactic intervention. The results obtained show the preconceptions of the students interviewed, concerning the Lamarck and Darwin’s theories, resemble the explanations presented in textbooks and the insertion of historical texts in the Evolution lessons can be an interesting strategy to construction of knowledge of this theme

Toward a hierarchical concept of plant stress

A number of attempts have been made to obtain a clear definition of biological stress. However, in spite of the efforts, some controversies on the concept of plant stress remain. The current versions are centered either on the cause (stress factor) or on the effect (stress response) of environmental stress. The objective of this study was to contribute to the definition of stress, using a hierarchical approach. Thus, we have performed an analysis of the most usual stress concepts and tested the relevance of considering different observation scales in a study on plant response to water deficit. Seedlings of Eucalyptus grandis were grown in vitro at water potentials ranging from -0.16 to -0.6 MPa, and evaluated according to growth and biochemical parameters. Data were analyzed through principal component analysis (PCA), which pointed to a hierarchical organization in plant responses to environmental disturbances. Growth parameters (height and dry weight) are more sensitive to water deficit than biochemical ones (sugars, proline, and protein), suggesting that higher hierarchical levels were more sensitive to environmental constraints than lower hierarchical ones. We suggest that before considering an environmental fluctuation as stressful, it is necessary to take into account different levels of plant response, and that the evaluation of the effects of environmental disturbances on an organism depends on the observation scale being used. Hence, a more appropriate stress concept should consider the hierarchical organization of the biological systems, not only for a more adequate theoretical approach, but also for the improvement of practical studies on plants under stress.

A search for markers of sugarcane evolution

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Respirometric techniques for assessment of biological kinetics in constructed wetland

The aim of this research was the development of a procedure to measure biological kinetics of organic matter oxidation and nitrification in constructed wetland, by using respirometric techniques. Columns simulating cores of vertical subsurface flow systems were investigated. The oxygen uptake rate (OUR) of the columns was calculated on the basis of the difference of DO concentrations measured continuously at the top and at the bottom of the column. From the respirogram, the following kinetic parameters have been evaluated: maximum rate of oxidation of readily biodegradable COD, maximum rate of nitrification, endogenous respiration of the biomass grown inside the bed. In order to improve the interpretation of the respirograms, additional respirometric tests were carried out on the wetland columns by using pure substrates, such as acetate (carbon source) and ammonium (substrate for nitrification). The kinetic parameters obtained from respirograms can be useful for control and design of constructed wetlands or for improving nutrient and carbon mass balances.

Intraspecific Variation of Biological Activities in Venoms from Wild and Captive Bothrops jararaca

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Analysis of biological tissues in infant chest for the development of an equivalent radiographic phantom

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Study of the evolution of the placenta and fetal pancreas in the pathophysiology of growth retardation intrauterine due to restricted maternal diet

CONTEXTO: O retardo do crescimento intra-uterino (RCIU) continua sendo importante problema em perinatologia neste final de século. A natureza do agente etiológico, o período da gestação em que ocorreu o insulto e a sua duração influenciam o tipo de RCIU. OBJETIVO: Estudar a fisiopatologia do retardo de crescimento intrauterino (RCIU) em ratas, decorrente da restrição protéico-calórica materna, em relação à evolução do pâncreas fetal e placenta entre o 18o e 21o dias de prenhez. TIPO DE ESTUDO: Ensaio clínico randomizado em animal de laboratório. PARTICIPANTES: 41 ratas prenhes, normoglicêmicas, da raça Wistar. INTERVENÇÃO: Constituíram-se seis grupos experimentais: controle, com dieta ad libitum e cesárea, respectivamente, no 18º e 21º dias; grupos dieta restritiva a 25% introduzida no 1o dia da prenhez e cesárea no 18o e 21o dias; grupos com a mesma restrição, porém iniciada no 3o dia, com cesárea no 18o e 21o dias. VARIÁVEIS ESTUDADAS: Os recém-nascidos foram classificados, em relação à média mais ou menos um desvio padrão do grupo controle, em peso pequeno (PIP), adequado (AIP) e grande (GIP) para a idade de prenhez; as placentas foram pesadas e processadas para estudo histopatológico, incluindo morfologia e histoquímica, e os pâncreas fetais, para estudo morfológico. RESULTADOS: A desnutrição protéico-calórica materna causou RCIU após o 18o dia da prenhez. Antes desse período não ocorreu RCIU, porque a desnutrição materna diminuiu o número da prole e a placenta tornou-se vicariante. A restrição alimentar não interferiu com a morfologia do pâncreas fetal, e o estudo imunohistoquímico da placenta mostrou que, quando a restrição é introduzida no 1o dia de prenhez, os estoques de glicogênio também não sofrem alterações, diminuindo entre o 18o e 21o dias, como na prenhez normal. A restrição no 3o dia cursou com baixas concentrações de glicogênio placentário no 18o dia e desaparecimento no 21o dia. CONCLUSÃO: A fisiopatologia do RCIU, decorrente da restrição protéico-calórica materna em ratas, está relacionada com menor peso placentário e baixos estoques de glicogênio placentário.

Spatial and temporal population interactions between the parasitoids Cotesia flavipes and Tachinidae flies: considerations on the adverse effects of biological control practice

Biological control of Diatraea saccharalis is regarded as one of the best examples of successful classical biological control in Brazil. Since the introduction of the exotic parasitoid Cotesia flavipes, the decrease of D. saccharalis infestation in sugarcane fields has been attributed to the effectiveness of this agent. Recently, the native tachinid fly parasitoids (Lydella minense and Paratheresia claripalpis) have also been implicated in the success. Here, we investigated the spatial and temporal population interactions between C. flavipes and the tachinid flies, and provide a critical analysis of the biological control practice, focusing on the undesirable effects of introductions of exotic natural enemies. To investigate these questions, a large data set comprising information from two sugarcane mills located in the state of São Paulo, Brazil (Barra and Sao Joao Mills), was analysed. Analysis of the correlation between C. flavipes and tachinid fly population densities through time revealed that such populations were inversely correlated in the Sao Joao Mill and not correlated in the Barra Mill. Logistic regressions were computed to investigate the proportion of sites occupied by the parasitoid species at both mills as a function of time. An increasing trend in the proportion of sites occupied by C. flavipes was observed, with a concomitant decrease of the sites occupied by tachinid flies. This effect was more intense in the Sao Joao Mill. Thus, there is a convincing possibility that constant releases of C. flavipes decreased the tachinid fly populations, resulting in an undesirable effect of biological control practice.

Study of structural evolution and photoluminescent properties at room temperature of Ca(Zr, Ti)O-3 powders

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Tectonic history and the biogeography of the freshwater fishes from the coastal drainages of eastern Brazil: an example of faunal evolution associated with a divergent continental margin

As drenagens costeiras do leste do Brasil correspondem a áreas de grande significado biogeográfico, apresentando um alto grau de endemismo em sua fauna de peixes. Padrões filogenéticos sugerem uma relação próxima entre os rios que correm para o Atlântico a os adjacentes das terras altas do escudo cristalino. Entretanto, pouco tem sido dito sobre a dinâmica dos processos geológicos relacionados aos eventos cladogenéticos entre estas áreas. Padrões de distribuição e filogenéticos sugerem uma íntima associação com a história geológica da margem continental passiva da América do Sul, desde o Cretáceo aos dias atuais. Soerguimentos macrodômicos, rifteamento, movimentos verticais entre blocos falhados e o recuo erosivo da margem leste sul-americana são considerados como as principais forças geológicas atuando sobre a distribuição da ictiofauna de água doce nestas áreas. A atividade tectônica associada à ruptura do Gondwana e separação da América do Sul e África criou seis megadomos que são responsáveis por configurar a maior parte do atual curso das principais bacias hidrográficas do escudo cristalino. Com exceção das bacias localizadas às margens de tais megadomos, estes rios desenvolveram longos e sinuosos circuitos sobre o antigo escudo cristalino brasileiro antes de desaguarem no então recentemente aberto Oceano Atlântico. Eventos cladogenéticos iniciais entre drenagens de terras altas do escudo cristalino e tributários do Atlântico podem estar associados com processos vicariantes desta fase inicial, e alguns táxons antigos, basais, grupos-irmão de táxons muito inclusivos e de ampla distribuição são encontrados nestas bacias hidrográficas. Mais tarde, a denudação erosiva generalizada resultou em um ajuste isostático da margem leste da plataforma. Tal ajuste, concomitantemente a reativações de antigas zonas de falha, resultou em movimentos verticais entre blocos falhados, dando origem, no sudeste do Brasil, a bacias tafrogênicas. Tais bacias, como a de Taubaté, São Paulo, Curitiba e Volta Redonda, entre outras, capturaram drenagens e fauna de terras altas adjacentes. Os peixes fósseis da Formação Tremembé (Eoceno-Oligoceno da Bacia de Taubaté) exemplificam este processo. Outros sistemas tafrogênicos de idade Terciária foram também identificados em outros segmentos da margem continental Atlântica, como na Província Borborema, no NE do Brasil, com marcada influência sobre o padrão de drenagem. Ao mesmo tempo, o recuo erosivo da margem leste da plataforma capturou sucessivamente rios de planalto, os quais se tornaram tributários atlânticos, evoluindo associados aos principais sistemas de falha. A natureza continuada destes processos explica os padrões filogenéticos e de distribuição miscigenados entre os tributários atlânticos e as terras altas do escudo cristalino adjacente, especialmente na margem sudeste do continente, representados por sucessivos, cada vez menos inclusivos, grupos irmãos, associados a eventos cladogenéticos desde o final do Cretáceo ao presente.