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Arte e Botânica: abordando a Fotossíntese
Autora: Suzana Ursi Ano: 2020
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* Para começarmos nossa conversa, vamos analisar o interessante texto de autoria do Prof. Marcos Buckeridge (IBUSP). Nele, o autor interpreta cada frase de uma famosa música com base em conceitos biológicos. Assim, realiza um paralelo com o conhecimento científico sobre fotossíntese.
Infinita Beleza da Fotossíntese (autor: Marcos Buckeridge)
`Apesar de complexa e muitas vezes difícil de compreender, a fotossíntese, às vezes, é cantada em versos, como na canção de Caetano Veloso `Luz do sol`, que inicia com a frase…
Luz do sol, que a folha traga e traduz Além de ser a forma mais eficiente de “empacotar” carbono, sequestrando-o da atmosfera e armazenando este átomo por um longo tempo nos corpos de animais plantas e microrganismos, a fotossíntese é o processo por traz não somente de toda a produção de alimentos para nós e todos os organismos vivos em nosso planeta. Até mesmo o petróleo, para ser formado, necessitou do processo fotossintético para ocorrer!
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Em verde novo, em folha, em graça, em vida, em força, em luz. Para que o verde das folhas seja traduzido em força, ao entrar nos cloroplastos (organelas que têm clorofila e dão a cor verde às plantas) o C, ou seja, carbono do CO2, é bioquimicamente ligado a compostos de carbono (ácidos) já existentes nas folhas, de forma que a cadeia de carbono vai aumentando até formar moléculas de 6 carbonos (a glicose e a frutose). Estes açúcares podem ser ligados entre si, formando sacarose e serem transportados para o resto da planta usar para crescer. Alternativamente, as glicoses podem ser encadeadas entre si e formam grânulos de amido que serão guardados para uso durante a noite ou no outro dia. A energia para fazer tudo isso vem da luz. A energia da luz é inicialmente guardada em ligações que envolvem átomos de fósforo que é um componente tão importante quanto o carbono para que a planta consiga realizar a fotossíntese. |
Céu azul, que vem até onde os pés, Tocam a terra e a terra inspira e exala os seus azuis O papel da terra é armazenar a água, que tem uma função extremamente interessante na fotossíntese. Para que a energia da luz seja processada, os elétrons vêm da água. A primeira reação que ocorre é a quebra de uma molécula de água formando duas moléculas de hidrogênio (2 x H2) e uma de oxigênio (1 x O2). Portanto, sem água, não pode haver fotossíntese. Uma conseqüência importante desse processo de “quebra da água” é que o oxigênio produzido volta para a atmosfera. Portanto, plantas realizando fotossíntese, além de retirarem o gás carbônico do ar, devolvem o oxigênio. De um ponto de vista humano, melhoram a qualidade do ar que respiramos. É daí que vem a ideia de que as florestas funcionam como pulmões do mundo. |
Reza, reza o rio, córrego pro rio, rio pro mar Reza a correnteza, roça, beira, doura a areia As reações da fotossíntese realmente são como uma correnteza que empurra as moléculas e as transforma. Como a fotossíntese de uma planta inteira tem que “dar lucro”, isto é, o processo tem que produzir mais açúcares do que consome (senão a planta não cresce), a liberação de oxigênio no transporte de elétrons acaba sendo maior do que o consumo de oxigênio consumido na respiração das plantas. Fazer a fotossíntese dar lucro não é nada fácil e é por isto que as plantas respiram tão pouco e se movimentam tão lentamente. Elas não poderiam ter músculos e se movimentarem rápido, pois como o gasto de energia para a movimentação de músculos nos animais é enorme e com todo este gasto nenhuma planta conseguiria crescer e se reproduzir.
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Marcha o homem sobre o chão, leva no coração uma ferida acesa A marcha da humanidade abriu uma ferida sem precedentes, que vem gerando o aquecimento global. Desse ponto de vista, o papel da fotossíntese em produzir oxigênio e consumir gás carbônico é ótimo, pois as plantas trocam um gás que provoca o efeito estufa (o CO2) por um gás que não provoca este efeito (o O2). A conseqüência é de apenas amenizar o aumento do aquecimento, pois nós emitimos uma grande quantidade de CO2 devido à queima de combustíveis fósseis. A água vem lá debaixo, ou seja, da raiz e é transportada para as folhas. A planta é um sistema aberto, ou seja, enquanto parte da água é usada na fotossíntese, uma grande parte é perdida através dos estômatos que têm que ficar abertos para deixar entrar o CO2. Portanto, para poder obter energia, a planta tem que perder água. Transportar água constantemente das raízes para o topo da planta é super importante porque os nutrientes (cálcio, potássio, fósforo etc) vão para cima com ela. Assim, os estômatos abertos e a própria fotossíntese funcionam como bombas que puxam água e nutrientes para cima. As plantas podem ser comparadas a ares condicionados, que borrifam vapor de água na atmosfera durante o dia. Mas o que é mais interessante ainda é que a produção e o transporte dos açúcares e seu bombeamento para baixo levam a sacarose a todas as partes da planta. Este transporte funciona como uma bomba no sentido inverso. Quando a planta cresce ela consome os açúcares para suprir os processos com a energia que ficou guardada nas ligações entre os carbonos que a fotossíntese fez. É isto que chamamos de respiração, um processo que libera CO2 de volta para a atmosfera. |
Dono do sim e do não diante da visão da infinita beleza As duas bombas (para cima e para baixo) estão interligadas na planta e formam uma circulação que liga o solo à atmosfera. Isto é o que possibilita a vida no planeta. Daí a profundidade ainda maior da frase do Caetano, pois a força a que ele se refere não é só a da fotossíntese, mas a de toda a biodiversidade. Veja que uma parte do carbono assimilado como CO2 fica na planta como sacarose outra parte vira amido e outra vira celulose. Quando um átomo de C vira sacarose e é transportado e respirado rapidamente, podemos dizer que o C deu um “passeio rápido” pela planta e voltou à atmosfera. Nesse caso, o sequestro de carbono de curtíssimo prazo. Quando o C fica armazenado alguns dias ou até alguns meses (no caso das plantas que perdem as folhas durante o inverno) como amido o sequestro de carbono é mais longo. Mas quando o C vai parar na celulose fica guardado no tronco da árvore pelo resto da vida da planta. Este é um tipo de sequestro de carbono que é característico das árvores e é por isso que elas são tão importantes no contexto das mudanças climáticas globais. A fotossíntese acontece de dia, somente enquanto há luz acima de um determinado nível. O uso do amido que foi guardado geralmente ocorre à noite, de forma que quando amanhece a planta já degradou parcial ou totalmente o amido, transformou-o em sacarose e transportou-o para outras partes. Para que a planta se mantenha viva, seu balanço “econômico” tem que ser mantido “no lucro” ou com “perdas mínimas”. O que ocorre com várias espécies de árvores da Mata Atlântica e do cerrado é que durante o inverno chove muito pouco e com isto o transporte de água cai drasticamente. Como sem água não dá para fazer fotossíntese, mesmo que haja luz, muitas espécies jogam fora as folhas total ou parcialmente. Isto faz com que o metabolismo desacelere consideravelmente. Porém, antes mesmo da água voltar a fluir, a produção de novas folhas exigirá carbono e energia. Como não há folhas, para fazê-las a planta lança mão das reservas de amido guardadas “na poupança” (geralmente nos ramos) no fim último período favorável. |
Finda por ferir com a mão essa delicadeza Em tempos de aquecimento global induzido pelas mãos do homem, a vida pode estar ameaçada e por isto, a fotossíntese se tornou crucial para a sobrevivência da civilização, pois ela é o único meio de manter a biodiversidade e a vida no planeta. Mesmo assim, apesar de ser um dos processos bioquímicos mais estudados da história da civilização, é ainda um mistério para muitas pessoas, que por não a conhecerem não podem apreciar sua infinita beleza, que reside no fato de que só existimos por causa dela. A coisa mais querida, a glória da vida'. |
* Apontamos a contextualização de temas botânicos pela arte como uma abordagem bastante eficaz. O texto acima é um bom exemplo da utilização de uma música para tal finalidade. A contextualização histórica também é interessante para o tema fotossíntese, embora ainda muito pouco explorada. No artigo disponível aqui (Ursi e Barbosa 2014), temos um relato de experiência que exemplifica essa utilização:
* Também disponibilizamos, visando fomentar nossa discussão sobre maneiras de abordar a fotossíntese, uma sequência didática produzida pelo BotEd (Grupo de Pesquisa Botânica na Educação - IBUSP) para abordar tal processo de maneira contextualizada e ancorada no uso de TIC: clique aqui (Barbosa, Macedo e Ursi 2016). |
| * Ainda, apresentamos a seguir algumas questões interessantes para debater em sala de aula, visando estabelecer um vínculo entre temas do cotidiano e a fotossíntese.
- As plantas carnívoras se alimentam apenas de insetos ou elas também realizam fotossíntese? - É verdade que as plantas respiram durante a noite e realizam fotossíntese durante o dia? - Cloroplasto possui DNA? - Toda planta possui clorofila? - Existe relação entre o funcionamento /fisiologia das plantas e o Aquecimento Global?
Estas `provocações` podem ser um interessante ponto de partida para o professor abordar um dos processos mais incríveis da natureza: a fotossíntese!
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