A SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA E O LIVRO DIDÁTICO DE BIOLOGIA: CONSIDERAÇÕES INICIAIS

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1 A SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA E O LIVRO DIDÁTICO DE BIOLOGIA: CONSIDERAÇÕES INICIAIS Pedro Souza Professor de Biologia Pedro II e Programa de Pós-Graduação Lato Sensu de Ensino de Ciência IFRJ pedrohrsouza@gmail.com Tânia Goldbach Pós-Graduação Lato Sensu de Ens de Ciência/IFRJ - NEDIC/IFRJ-Campus Rio de Janeiro (Maracanã) tania.goldbach@ifrj.edu.br Introdução A Sistemática Filogenética foi desenvolvida em 1950 pelo entomólogo alemão Willi Hennig, adotando as relações de parentesco evolutivo (ou filogenéticas) como o alicerce para os sistemas de classificação e taxonomia (AMORIM, 2002; ARAÚJO-DE- ALMEIDA et al., 2007a; SANTOS & CALOR, 2007a). Deste modo, o sistema linneano de classificação, desenvolvido pelo botânico sueco Carl Von Linné (ou apenas Linneu), de 1758, foi aos poucos sendo abandonado. O sistema linneano se baseava em conjuntos lógicos distintos e absolutos as categorias taxonômicas Espécie, Gênero, Ordem, Classe e Reino, da mais específica para a mais geral e, ao mesmo tempo, incompatível com a diversidade biológica que era descrita até surgirem as primeiras teorias evolucionistas (ARAÚJO-DE-ALMEIDA et al., 2007b). A adoção da Sistemática Filogenética pelos pesquisadores como ferramenta de interpretação dos parentescos evolutivos foi intensa a partir da década de 1960 e se transformou em um novo paradigma no contexto da pesquisa em Biologia. Ao se construir um cladograma ou árvore filogenética, a ferramenta gráfica utilizada para a visualização das relações de parentesco com o uso de ramos e dicotomias, recupera-se a história evolutiva dos caracteres produzidos pelo fenótipo, sejam estes morfológicos, ecológicos, bioquímicos, etc. (AMORIM, 2002; ARAÚJO-DE-ALMEIDA et al., 2007a).

2 Em um cladograma, todos os grupos biológicos atuais aparecem em um mesmo nível, o que resolve a polêmica a respeito do conceito de Evolução, erroneamente metaforizado, como no caso do uso de uma escada para representar a evolução da espécie humana (BELLINI, 2006). O próprio termo evolução parece se confundir com progresso, o que inclusive é verificado em muitos teóricos dos séculos XVIII, XIX e início do século XX, como Lamarck, Darwin, Haeckel e Spencer, incluindo uma visão equivocada de eugenia (MEGHLIORATTI et al., 2006). A proposta de uma Árvore da Vida, criada por Charles Darwin em A Origem das Espécies, com o objetivo de explicar as divergências evolutivas, já colaborava para a extinção de um conceito teleológico da diversidade biológica (MARCELOS, 2006). A SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA NO ENSINO DE BIOLOGIA O tema Evolução possui um importante papel no ensino de Biologia, pelo seu caráter integrador e por facilitar a compreensão de diversos conteúdos biológicos (GOEDERT, 2004), incluindo a própria diversidade e classificação. Entretanto, o ensino de Biologia esteve por muito tempo ligado a um pensamento essencialista dos seres vivos, negando a continuidade das espécies, fundada em um sistema linneano de classificação, considerado obsoleto e incoerente com uma visão mais evolutiva e integradora da Biologia (GUIMARÃES, 2005; LOPES et al., 2007). Adicionalmente, o ensino da diversidade é em geral realizado de forma memorística, em parte pela dissociação de uma abordagem evolutiva e também pelo excesso de nomes latinizados (GUIMARÃES, 2004). O ensino da diversidade baseado na evolução e na metodologia cladística, no âmbito da Educação Básica, já vem recebendo uma forte influência da Sistemática Filogenética, como ressaltam Amorim et al. (2001) e Araújo-de-Almeida & Christoffersen (1996), ao aplicar tais preceitos nos antigos 1º e 2º Graus. Existem inclusive algumas propostas de uso dos cladogramas como um eixo estruturador de muitas aulas de Biologia, em especial de diversidade de processos, como destacam Santos & Calor (2007a, p. 3): em uma aula voltada à citologia, por exemplo, a partir de um cladograma que mostre as relações entre as bactérias, as arqueobactérias e os eucariotos, pode-se mostrar a evolução da respiração celular nos eucariotos a partir dos processos de fermentação já existentes nos procariotos. Entretanto, os mesmos autores anteveem dificuldades em esclarecer o real significado de homologia, conceito

3 fundamental em sistemática filogenética, base para a construção de filogenias. No mesmo artigo, destacam a importância das árvores filogenéticas como fundamental ferramenta diagramática para a interpretação do processo evolutivo. Santos & Calor (2007b) relacionam o ensino de filogenética nas escolas com as normas dos Parâmetros Curriculares Nacionais (BRASIL, 2002), uma vez que ela abrange todos os aspectos do ensino de biologia por meio da teoria evolutiva e os apresenta conectados à história do desenvolvimento científico, à filosofia e à prática da ciência (p. 1). Ao exibir uma Biologia dinâmica, os alunos podem incorporar conceitos mais adequados sobre os conteúdos específicos da disciplina bem como da própria atividade científica em geral. Dessa forma, é possível resolver problemas conceituais anteriores, como a evolução linear ou em escada, muitas vezes relacionado à própria evolução humana, e possibilitar aos alunos uma participação mais efetiva no processo de ensino-aprendizagem ao instigar a argumentação e a análise crítica do método científico. Guimarães (2004) apresenta uma proposta de trabalho para o ensino de Zoologia atrelada à Sistemática Filogenética com uma atividade em aula com os alunos, identificando sinapomorfias em organismos hipotéticos a partir dos quais os alunos construíram seus cladogramas. Em geral, os alunos que possuem maior facilidade em interpretar os processos evolutivos não tiveram dificuldades. Guimarães (2005) relata dois minicursos ministrados pelo próprio com o mesmo objetivo da atividade anterior, porém com maior aprofundamento e realizando entrevistas com os participantes, a fim de investigar o que de fato foi apreendido pelos alunos. Buscando contribuir com esta temática, o presente trabalho tem como finalidade esboçar uma análise crítica preliminar dos conteúdos referentes à Sistemática Filogenética em livros didáticos de Ensino Médio de Biologia, identificando em que unidades/capítulos estes se localizam e de que forma estes conceitos estão sendo apresentados. A SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA NOS LIVROS DIDÁTICOS DE ENSINO MÉDIO Em uma análise bibliográfica investigando o ensino da evolução dos seres vivos em livros didáticos de Biologia do Ensino Médio, constata-se que este conteúdo vem sendo encontrado sob a perspectiva cladística, isto é, baseado na Sistemática

4 Filogenética. Nossa investigação foi realizada junto às diferentes coleções didáticas de Biologia, disponíveis em versões mais atualizadas, em módulos como origem da vida, evolução da célula, diversidade dos seres vivos e evolução. Entretanto o que se observa é um atrelamento recorrente da classificação biológica ao sistema linneano, considerado obsoleto e incoerente com as bases evolucionistas (LOPES et al., 2007). Além disso, esta área do conhecimento é negligenciada, principalmente quando relacionada ao ensino de Zoologia, pela maneira totalmente memorística que esta área é tratada por professores e livros didáticos. Esse fato contribui para reforçar um ensino teórico, enciclopédico e que estimula a passividade dos alunos (GUIMARÃES, 2004, p. 1074). Nesta pesquisa em curso, identifica-se, de forma global, que edições mais recentes de determinadas coleções, como Amabis & Martho (2004) e Lopes & Rosso (2005), abordam cladogramas dos principais grupos de seres vivos, em especial nos capítulos referentes à Zoologia e à Botânica, grupos nos quais as filogenias já fazem parte do contexto da classificação. Entretanto, ainda deve-se verificar se os conteúdos relacionados à Sistemática Filogenética estão corretos ou de acordo com as novas descobertas e com parâmetros que não sejam essencialmente morfológicos ou embriológicos. Cabe também uma análise de seu caráter efetivamente didático, visto que o desenvolvimento cognitivo dos usuários de tais livros não é o mesmo de livrostexto destinados ao Ensino Superior. ESTUDO DE UM CASO Este trabalho tem por intuito identificar e propor uma análise preliminar da obra Biologia, Volume único, de Sônia Lopes e Sérgio Rosso, por se tratar de uma obra adotada em muitas escolas públicas, dentre elas as escolas federais. Destaca-se que a mesma faz parte das obras aprovadas e recomendadas pelo Programa Nacional do Livro Didático para o Ensino Médio (PNLEM) de A análise crítica, redigida pelos especialistas e presentes no Catálogo, acentua que o livro torna o tratamento filogenético dos seres vivos acessível a professores e alunos, ao lado de outros assuntos considerados espinhosos (BRASIL, 2008). Para tal investigação preliminar, foram adotados os seguintes parâmetros: 1) em que unidades/ capítulos o assunto Sistemática Filogenética é identificado; 2) relevância do assunto; 3) identificação de conceitos pertinentes ao assunto e 4) identificação de cladogramas.

5 Nesta obra, o assunto é identificado em diferentes unidades, como na unidade inicial, referente a Características Gerais dos Seres Vivos (capítulo 1) e Evolução Celular (capítulo 2); na unidade referente à Diversidade de Seres Vivos, principalmente no capítulo 12, destinado exclusivamente à Sistemática e Taxonomia, onde inclusive ensina-se a construir um cladograma de forma didática, e também nos capítulos destinados a fungos (cap. 16), plantas (cap. 17), animais (cap. 20), artrópodes (cap. 23), cordados (cap. 24), aves e répteis (cap. 25); na unidade referente à Evolução, nos capítulos 36 e 37. O assunto não foi encontrado em unidades referentes à Bioquímica, Citologia, Histologia, Embriologia, Genética e Ecologia. O tema é apresentado com maior destaque no capítulo 12, sobre Sistemática e Taxonomia, o qual é introduzido com o sistema linneano de classificação, para em seguida apresentar a Sistemática Filogenética, elencando o seu criador, Willi Hennig, e os principais conceitos envolvidos e ensinando a construir uma árvore filogenética passo a passo, utilizando cores representando as características dos seres vivos em uma matriz de dados. Neste mesmo capítulo há um texto para discussão no qual se compara as árvores para todos os reinos propostas por Lineu, Whittaker e as atuais, inclusive a mais recente obtida a partir de análise de RNA ribossômico. Em outros capítulos, o tema aparece superficialmente, em especial apenas com um cladograma demonstrando a evolução de certos grupos taxonômicos. No capítulo 1, os autores definem taxonomia e sistemática superficialmente como um dos campos de trabalho da Biologia. No capítulo 12, os conceitos estão mais aprofundados, no qual há definições de categorias taxonômicas, nomenclatura biológica, grupos naturais, grupos artificiais, sistemática filogenética, conceito (biológico) de espécie, anagênese, cladogênese, cladística, condição primitiva, condição derivada, raiz e nós de um cladograma, grupos monofiléticos e conceito filogenético de espécie. No capítulo 36, os autores diferenciam caracteres primitivos de caracteres derivados. No capítulo 37, diferencia-se gradualismo de equilíbrio pontuado e retorna-se à especiação por anagênese e por cladogênese, utilizando cladogramas para exemplificar. As árvores filogenéticas ou cladogramas foram identificadas em quase todos os capítulos relativos à Evolução dos Seres Vivos ou de algum grupo biológico em especial. No capítulo 12, além da construção do cladograma, há um exercício no capítulo no qual o aluno deve construir um cladograma a partir de uma matriz de dados de caracteres osteológicos de diferentes espécies de dinossauros. Há também um texto para discussão com a comparação entre árvores dos seres vivos, já citado anteriormente.

6 Em certos grupos de seres vivos, como em fungos (cap. 16), plantas (cap. 17) e animais (caps. 20, 23, 24 e 25), são apresentadas árvores de filogenias recentes, embora as filogenias dos vegetais e dos animais tenham sido reduzidas a fim de melhorar seu caráter didático, pois excluem grupos taxonômicos pouco conhecidos e não abordados no Ensino Médio, como certas plantas vasculares sem sementes (exceto pterófitas), ctenóforos, certos filos de acelomados, pseudocelomados e celomados. DESDOBRAMENTOS E CONTINUIDADE Como já foi mencionado, os Catálogos com os livros didáticos de Biologia recomendado pelos PNLEM/2009 consideram a obra de Lopes & Rosso (2005) satisfatória em relação à abordagem do assunto Sistemática Filogenética. De certa forma, esta abordagem foi adicionada às coleções a partir da década de 2000, visto que não apareciam em coleções anteriores. Nossa experiência no magistério indica que nesta década, o assunto começou a ser abordado em provas de Vestibular, com o intuito de verificar a capacidade de interpretação de uma árvore filogenética, sem exigir conhecimento aprofundado dos conceitos cladísticos. Pode se interpretar que a autora da obra, Sônia Lopes, possui intimidade especial com o assunto, visto que é professora do Departamento de Zoologia da Universidade de São Paulo (USP), especializada em Protistologia. Em palestra apresentada pela mesma no XXV Congresso Brasileiro de Zoologia, em 2006, a mesma explicitou o interesse em filogenias, principalmente ao ministrar aulas de protozoários para o Ensino Superior. Entretanto, na comparação feita com a abordagem do mesmo assunto na Educação Básica, incluindo no Ensino Médio, a autora enfatizou uma abordagem mais descritiva de estruturas e fisiologia dos protozoários. Neste estudo preliminar, abordou-se os nossos primeiros resultados com a identificação da presença e da distribuição dos conceitos pertinentes à Sistemática Filogenética em apenas uma obra, carecendo de uma análise minuciosa a respeito do assunto nas demais coleções didáticas aprovadas e recomendadas pelo PNLEM/2009. Acreditamos que, ao avaliar a abordagem deste conteúdo específico nos livros didáticos, possibilita-se uma importante discussão a respeito da relevância e dos desafios de se ensinar o assunto Sistemática Filogenética no Ensino Médio, visto ser uma ferramenta importante para a compreensão das relações evolutivas entre os seres vivos.

7 REFERÊNCIAS AMABIS, J.M. & MARTHO, G.R. Fundamentos da Biologia moderna. Volumes 1, 2 e 3. 2ª ed. São Paulo: Moderna, AMORIM, D.S. Fundamentos de sistemática filogenética. Ribeirão Preto: Editora Holos, AMORIM, D.S.; MONTAGNINI, D.L.; NOLL, F.B.; CASTILHO, M.S.M.; CORREA, R.J. Diversidade biológica e evolução: uma nova concepção para o ensino de Zoologia e Botânica no 2º Grau. In: BARBIERI, M.R.; SICCA, N.A.L.; CARVALHO, C.P. (Org.). A construção do conhecimento do professor: uma experiência da parceria entre professores do ensino fundamental e médio da Rede Pública e a universidade. Ribeirão Preto/SP: Holos, ARAÚJO-DE-ALMEIDA, E., AMORIM, D., SANTOS, R.L. Sistemática Filogenética para o ensino comparado de Zoologia. In: ARAÚJO-DE-ALMEIDA, E. (Org.). Ensino de zoologia: ensaios didáticos. João Pessoa: Ed. Universitária/UFPB, ARAÚJO-DE-ALMEIDA, E.; AMORIM, D.; SANTOS, R.L. A Sistemática Zoológica ensinada sem o uso das categorias taxonômicas. In: ARAÚJO-DE-ALMEIDA, E. (Org.). Ensino de zoologia: ensaios didáticos. João Pessoa: Ed. Universitária/UFPB, ARAÚJO-DE-ALMEIDA, E.; CHRISTOFFERSEN, M.L. A aplicação da metodologia cladística nos cursos de 1º e 2º Graus. In: Anais do XXI Congresso Brasileiro de Zoologia. Porto Alegre/RS: XX CBZ, BRASIL. MEC. PCN ENSINO MÉDIO. Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio Parte III - ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Brasília: Secretaria da Educação Média e Tecnológica, Ministério da Educação, BRASIL. Biologia: catálogo do Programa Nacional do Livro para o Ensino Médio: PNLEM/2009. Secretaria de Educação Básica, Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação. Brasília : Ministério da Educação, Secretaria de Educação Básica, BELLINI, L.M. Avaliação do Conceito de Evolução nos Livros Didáticos. Estudos em Avaliação Educacional, São Paulo, SP, v. 17, n. 33, p. 7-28, GOEDERT, L. A Formação do Professor de Biologia na UFSC e o Ensino da Evolução Biológica. Dissertação (Mestrado em Educação Científica e Tecnológica) Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, GUIMARÃES, M.A. Uma proposta de ensino de zoologia baseada na sistemática filogenética. In: XII ENDIPE - Conhecimento local e conhecimento global, 2004, Curitiba. XII ENDIPE - Conhecimento local e conhecimento global, p GUIMARÃES, M.A. Cladogramas e Evolução no Ensino de Biologia Dissertação (Mestrado em Educação para a Ciência Área de Concentração: Ensino de Ciências) Universidade Estadual Paulista, Bauru, LOPES, S.; ROSSO, S. Biologia. Volume único. 1ª ed. São Paulo: Saraiva, LOPES, W.; FERREIRO, M.; STEVAUX, M.. Propostas Pedagógicas para o Ensino Médio: filogenia de animais. Solta a voz, América do Norte, v. 18, n. 1, 2008.

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