UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA REGIONAL DE PÓS-GRADUAÇÃO EM DESENVOLVIMENTO E MEIO AMBIENTE/PRODEMA PROTOZOÁRIOS DE VIDA LIVRE EM DOIS TRECHOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PIRANGI (RN): RELAÇÕES COM A EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS E PRESERVAÇÃO Wellington Sena Lobato Júnior 2013 Natal – RN Brasil Wellington Sena Lobato Júnior PROTOZOÁRIOS DE VIDA LIVRE EM DOIS TRECHOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PIRANGI (RN): RELAÇÕES COM A EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS E PRESERVAÇÃO Dissertação apresentada ao Programa Regional de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (PRODEMA/UFRN), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre. Orientadora: Profa. Dra. Magnólia Fernandes Florêncio de Araújo 2013 Natal – RN Brasil AGRADECIMENTOS Agradeço aos meus pais, Wellington Lobato e Lúcia de Fátima, sem os quais não teria a oportunidade de viver e crescer. Agradeço a Capes-REUNI pelo apoio financeiro. Agradeço a minha avó, Maria de Fátima Barbosa, e ao meu avô, Luiz Lobato Neto, que sempre acreditaram em mim e me ensinaram a nunca desistir ou olhar para trás. À Naná, minha namorada, que sempre conseguiu iluminar meu caminho quando todas as outras luzes pareciam se apagar. À Profa. Magnólia Fernandes Florêncio de Araújo pela confiança, paciência e amizade durante a realização deste trabalho. Aos amigos do LAMAq, em especial a Fabrício, Leide e José Paulo, que sempre estiveram dispostos a me ajudar quando mais precisei. Agradeço a Aline Amorim, Luisa Medeiros e Mariana Leite pelo apoio e conselhos compartilhados na construção deste trabalho, principalmente no segundo capítulo desta dissertação. A todos os meus amigos, especialmente Thiago, Leonardo, Melqui, Jeniffer, Luciana, Marquinhos, Bruno, Carola, Pablo, Sonia e Eneide, que de uma maneira ou de outra sempre me ajudaram a seguir em frente. A todos os colegas do PRODEMA, principalmente Henrique Roque e Gabrielle Perreira, pela grande amizade construída durante esses dois anos. Agradeço imensamente a Deus por me ensinar a ter confiança, competência e perseverança em todos os momentos da minha vida. RESUMO PROTOZOÁRIOS DE VIDA LIVRE EM DOIS TRECHOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PIRANGI (RN): RELAÇÕES COM A EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS E PRESERVAÇÃO A vasta riqueza hídrica do Brasil deixa suas bacias hidrográficas mais suscetíveis a impactos que comprometam a qualidade da água, afetando a estabilidade ecossistêmica dos ambientes aquáticos. A diminuição da qualidade dos recursos hídricos resulta também na diminuição dos seus usos múltiplos, principalmente em regiões turísticas do litoral, onde o fluxo contínuo de pessoas a esses locais aumenta ainda mais a probabilidade de comportamentos inadequados tanto dos turistas quanto dos residentes locais. Os estudos a respeito das comunidades microbiológicas ainda são escassos, principalmente as de protozoários de vida livre, que desempenham funções singulares dentro da cadeia alimentar dos ecossistemas aquáticos. Devido ao grande papel desempenhado por este grupo de microrganismos nos ambientes aquáticos, o presente estudo teve por objetivo identificar os protozoários de vida livre, em gênero e espécie, presentes em dois trechos do Rio Pium, litoral leste do Rio Grande do Norte, fazendo uma relação entre a ocorrência e as condições tróficas do ambiente em que se encontram. Também se objetivou realizar uma sondagem junto aos alunos para identificar as principais dificuldades quanto ao conhecimento dos protozoários de vida livre e doenças de veiculação hídrica em duas escolas públicas próximas ao rio estudado, no distrito de Pium, município de Parnamirim. A sondagem foi analisada por meio de questionários aplicados em ambas as escolas. Foi registrado um total de 76 táxons de protozoários de vida livre, destes, sendo 33 ciliados, 19 flagelados e 24 sarcodíneos. Os padrões espaciais e temporais desses organismos nos dois pontos estudados revelaram a potencialidade bioindicadora eficaz de algumas espécies identificadas. Os alunos identificaram diversas atividades desenvolvidas no Rio Pium, destacando sua multifuncionalidade e importância para a região. Porém, o conhecimento sobre os protozoários de vida livre mostrou-se bastante defasado, apresentando concepções alternativas que os evidenciam como organismos exclusivamente patogênicos, desconsiderando totalmente seu papel ecológico primordial. Com o propósito de minimizar os possíveis equívocos existentes nos alunos em relação ao papel funcional dos protozoários, foram planejadas oficinas didáticas sobre estes microrganismos, abordando também temas relacionados a doenças de veiculação hídrica por meio de palestras, atividades lúdicas e apresentações interativas. Estas atividades práticas de Educação em Ciências tiveram o intuito de aproximar os alunos do contexto dos recursos hídricos locais, almejando-se promover um maior esclarecimento sobre o papel funcional dos protozoários de vida livre nos ambientes aquáticos. PALAVRAS-CHAVE: Protozoários de vida livre, doenças de veiculação hídrica, educação em ciências, concepções alternativas. . ABSTRACT FREE-LIVING PROTOZOA IN TWO SECTIONS OF THE PIRANGI RIVER WATERSHED (RN): RELATIONS TO THE SCIENCE EDUCATION AND PRESERVATION The vast hidric wealth of Brazil gets its watersheds more susceptible to impacts that compromise the water quality, affecting the ecosystem stability of aquatic environments. The decrease in the quality of water resources also results in a decrease of its multiple uses, especially in tourist areas of the coast, where the continuous flow of people to these sites increases even further the probability of inappropriate behavior of both tourists and local residents. Studies regarding the microbiological communities are still scarce, especially on the free-living protozoa that play unique roles in the food chain of aquatic ecosystems. Due to the large role played by this group of microorganisms in aquatic environments, the present study aimed at identifying the genus and species of free-living protozoa present in two sections of the Pium River, east coast of Rio Grande do Norte, making an association between the its occurrence and trophic conditions of the environment in which they are, also checking the bioindicator capacity of these organisms in water quality. It also aimed to conduct a survey with students to identify the main difficulties regarding the knowledge of free-living protozoa and hydric transmission diseases in two public schools near the river studied in the Pium district, county of Parnamirim. The survey was analyzed by means of questionnaires at both schools. Students identified several activities developed Pium river, highlighting its multifunctionality and importance to the region. A total of 76 taxa of free-living protozoa was recorded, of these, 33 were ciliates, 19 flagellates and 24 sarcodia. The spatial and temporal patterns of these organisms to both points studied revealed the bioindicator potentiality of some effective species identified. However, knowledge about the free-living protozoa proved quite lagged, presenting misconceptions that show them as pathogenic organisms exclusively, totally disregarding their ecological role. In order to remedy the flaws existing in students in relation to the functional role of protozoa, workshops were planned on these microorganisms while also addressing issues related to hydric transmission diseases through lectures, recreational activities and interactive presentations. These practical activities of Science Education had the goal of bringing students the context of local water resources, aiming to promote a greater clarification regarding of the functional role of free-living protozoa in aquatic environments. KEYWORDS: Free-living protozoa, hydric transmission diseases, science education, misconceptions. SUMÁRIO INTRODUÇÃO GERAL..................................................................................9 CARACTERIZAÇÃO GERAL DA ÁREA DE ESTUDO.............................13 METODOLOGIA GERAL.............................................................................14 REFERÊNCIAS..............................................................................................18 FIGURA 1........................................................................................................13 FIGURA 2........................................................................................................17 TABELA 1.......................................................................................................14 TABELA 2.......................................................................................................16 CAPÍTULO 1 – Protozoários de Vida Livre (Ciliophora, Mastigophora e Sarcodia) em dois ambientes lóticos do Nordeste do Brasil e seu potencial uso como bioindicadores................................................................................21 RESUMO.........................................................................................................21 ABSTRACT.....................................................................................................21 INTRODUÇÃO...............................................................................................22 MATERIAL E MÉTODOS.............................................................................23 RESULTADOS E DISCUSSÃO....................................................................26 CONCLUSÃO.................................................................................................36 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................36 FIGURA 1........................................................................................................24 FIGURA 2........................................................................................................30 FIGURA 3,.......................................................................................................32 FIGURA 4........................................................................................................35 TABELA 1.......................................................................................................25 TABELA 2.......................................................................................................27 TABELA 3.......................................................................................................27 TABELA 4.......................................................................................................29 TABELA 5.......................................................................................................31 CAPÍTULO 2 – O que sabem alunos do ensino fundamental sobre protozoários: um estudo realizado em escolas de uma região litorânea do nordeste brasileiro.........................................................................................40 RESUMO.......................................................................................................40 ABSTRACT...................................................................................................40 INTRODUÇÃO.............................................................................................41 METODOLOGIA..........................................................................................42 RESULTADOS E DISCUSSÃO..................................................................44 CONCLUSÕES.............................................................................................56 REFERÊNCIAS ............................................................................................57 FIGURA 1.....................................................................................................43 FIGURA 2.....................................................................................................45 FIGURA 3.....................................................................................................46 FIGURA 4.....................................................................................................47 FIGURA 5.....................................................................................................49 FIGURA 6.....................................................................................................50 FIGURA 7.....................................................................................................50 FIGURA 8.....................................................................................................52 FIGURA 9.....................................................................................................52 FIGURA 10...................................................................................................53 FIGURA 11...................................................................................................53 FIGURA 12...................................................................................................53 FIGURA 13...................................................................................................55 QUADRO 1...................................................................................................44 QUADRO 2...................................................................................................48 QUADRO 3...................................................................................................51 CONSIDERAÇÕES FINAIS.......................................................................60 ANEXO 1.......................................................................................................62 ANEXO 2.......................................................................................................65 9 1. INTRODUÇÃO GERAL A água é um recurso indispensável não apenas à existência da vida, mas também como meio de melhorar a sua qualidade. Os recursos hídricos estabelecem uma forte relação com a qualidade do ambiente, que devem utilizados de maneira a satisfazer as necessidades básicas da população por meio de um manejo múltiplo e integrado, promovendo a elevação do potencial produtivo das regiões em que se encontram e garantindo, assim, a sustentabilidade ecológica (Leff, 2000). Todos esses fatores convergem espontaneamente para o desenvolvimento, que se afasta da ideia primitiva e errônea de puro crescimento econômico. Os impactos no ciclo hidrológico e na qualidade das águas decorrem de um grande conjunto de atividades humanas, resultados dos usos múltiplos, e que possuem efeitos diretos e indiretos na economia, na saúde humana, no abastecimento público, na qualidade de vida e na biodiversidade, comprometendo também a qualidade dos “serviços” aquáticos superficiais e subterrâneos (Tundisi, 2006). A água é um recurso essencial para o desenvolvimento socioeconômico e vem tendo rápido aumento de consumo e de usos, o que faz com que venha se tornando escassa em qualidade para a maioria das regiões em desenvolvimento (Tundisi, 2003) e segundo Leff (2000), os desequilíbrios gerados pelo processo de acumulação capitalista dependem de duas qualidades dos ecossistemas: sua resiliência e seu estado de conservação e saúde. Assim, o conjunto de práticas que utilizam os recursos hídricos de maneira inadequada, ou seja, de modo a alterar as condições de estabilidade dos ecossistemas aquáticos para realização de atividades econômicas, sociais e de lazer, acabam por enfraquecer o potencial produtivo desses ambientes e, consequentemente, diminuem as condições de qualidade de vida dos habitantes de determinada região. 1.1 O impacto do turismo na qualidade da água Os problemas relacionados ao equilíbrio dos ecossistemas aquáticos colocam o Brasil numa posição de destaque devido a sua vasta riqueza hídrica. Isso deixa suas bacias hidrográficas bastante vulneráveis para realização de diversas atividades impactantes resultantes da ocupação antrópica – como lançamento inadequado de resíduos líquidos e sólidos nos rios, retirada da vegetação ripária e construção de estabelecimentos sobre suas margens – que possam afetar suas condições de estabilidade ecossistêmica. Esta situação contribui para a existência de condições ou situações de risco que vão influenciar no nível de 10 saúde da população (Cesa et al., 2010), indo muito além da esfera ambiental, e atingindo, também, o aspecto socioeconômico da sociedade. As consequências são mais agravantes em regiões turísticas, nas quais a procura pelas belezas naturais hídricas leva a práticas de balneabilidade, resultando em contato primário dos indivíduos com a água. A alteração das características físicas, químicas e biológicas da água compromete diretamente a fauna e flora destes ecossistemas, bem como as suas condições sanitárias, expondo os banhistas a inúmeras doenças (Medeiros, 2009). Silva e Rocha (2010) enfatizam que as atividades de turismo devem atentar para que estas sejam efetuadas de maneira a manter o ambiente preservado e sempre estar íntegro como forma de manter o fluxo de turistas ao local. Esses autores também chamam atenção ao fato de um indivíduo residente no local onde há a prática de turismo rural, mesmo que não queira fazer parte de nenhum empreendimento ou ter qualquer outro tipo de participação, não estará isento de sofrer os impactos da atividade. E acrescenta que o próprio turista exerce influência sobre os costumes locais, possibilitando sua modificação de maneira positiva ou negativa devido às várias experiências compartilhadas com os residentes. Assim, os costumes sociais dos moradores da região e dos próprios turistas não devem estar isentos da responsabilidade moral com relação ao meio ambiente, visto que atividades de ordem econômica e social de um local não são independentes, fazendo dos cuidados dos recursos naturais um assunto generalizado e não local, motivo pelo qual deve-se desenvolver um manejo múltiplo e sustentável dos recursos hídricos nessa região. Nesse contexto, considerando que o litoral do estado do Rio Grande do Norte apresenta uma grande demanda turística devido às belezas naturais e clima favorável, tem-se notado uma forte degradação dos ambientes lóticos cujas margens são ocupadas sem planejamento, o que pode acarretar em prejuízos variados tanto para os turistas quanto para os moradores do litoral do estado. Estas atividades são marcantes na Bacia Hidrográfica do Rio Pirangi (BHP), onde também ocorrem várias outras atividades que causam impacto na qualidade da água, como atividades agropecuárias, urbanização com despejo de águas residuárias não tratadas e desmatamento que interfere na recarga de aquíferos. Logo, faz-se necessária a implementação de pesquisas e iniciativas práticas para a discussão da problemática ambiental referente aos recursos hídricos de maneira integrada para com os aspectos socioeconômicos da região em que a BHP insere-se. A aplicação de materiais didáticos, como jogo e cartilhas, contextualizados aos recursos hídricos de maneira a 11 complementar as atividades desenvolvidas em sala de aula pode promover uma mudança coletiva de atitudes, no que se refere à preservação do ambiente e da própria saúde, tendo como ponto de partida as escolas (Araújo et al.,2006; Amorim, 2010; Medeiros, 2012; Nascimento, 2012). 1.2 Bioindicadores e a Educação em Ciências Os sistemas aquáticos encontram-se sujeitos a inúmeras perturbações, e a biota aquática reage a esses estímulos, sejam eles naturais ou antropogênicos (Toledo & Nicolella, 2002; Buss et al., 2003; Silva et al., 2006), o que evidencia os microrganismos bioindicadores e a EA como ferramentas que podem proporcionar resultados significativos no estudo dos ecossistemas aquáticos, incorporando de maneira multidisciplinar as problemáticas encontradas numa região e atingindo, dessa maneira, a esfera ambiental, social e econômica da sociedade. Além disso, a EA pode ser aplicada de maneira a contribuir com a redução da incidência de doenças de veiculação hídrica e sensibilizar a população a respeito dos principais problemas que ocorrem em sua região, no que se refere à qualidade da água (Nascimento, 2012). O desenvolvimento em si deve ser definido como uma mudança qualitativa significativa (Veiga, 2005), e atividades continuadas de Educação Ambiental (EA) em escolas podem promover tal mudança. De acordo com Marin (2008), projetos de EA devem subsidiar discussões aprofundadas referentes à natureza e às formas de relação do ser humano com as realidades imediatas, onde se inserem a coletividade e o lugar habitado. Essa relação muitas vezes levam os indivíduos, principalmente as crianças, a criarem conceitos equivocados a respeito de vários aspectos que os cercam. Essas construções pessoais originadas das relações do cotidiano de cada indivíduo para explicar os fenômenos naturais do mundo são definidas por Pozo (1987) como concepções alternativas, por serem de difícil superação, a identificação desses conceitos prévios sem embasamento científico é muito importante, principalmente em alunos da educação básica, no qual a visão científica equivocada de alguns professores e de erros conceituais em livros didáticos contribui para a reprodução de erros conceituais pelos alunos e, a escola, ao não estabelecer uma relação entre o conhecimento prévio dos alunos e o mundo científico acaba fortalecendo algumas das concepções trazidas pelos eles à sala de aula (Silva & Amaral, 2006). Dessa forma, a identificação das concepções alternativas são de grande importância para evitar o surgimento de erros conceituais, que contraditórios aos conhecimentos científicos vigentes. 12 Torna-se evidente a grande relevância do monitoramento e manejo adequado dos ecossistemas aquáticos, que estabelece uma relação direta entre qualidade de água e qualidade de vida das populações. Sodré-Neto & Araújo (2008) enfatizam que o monitoramento desses ecossistemas pode ser extremamente importante para conhecer seu funcionamento. 1.3 A Bacia Hidrográfica do Rio Pirangi e o estudo de protozoários de vida livre. As bacias hidrográficas são unidades ideais de manejo e de gestão ambiental em diversas políticas públicas, inclusive para o desenvolvimento da EA (Santos, 2000; Rodrigues, 2000; Santos, 2003), pois funcionam como eixo condutor de diversas disciplinas, propiciando o desenvolvimento de práticas escolares científicas e funcionando como agente integrador das disciplinas na construção de uma visão abrangente da natureza. Além disso, é na bacia hidrográfica que os diversos atores sociais se encontram para uma negociação de seus usos múltiplos (Bacci & Pataca, 2008). Os cursos d’água que compõem as bacias hidrográficas possibilitam a proliferação e desenvolvimento aquático de várias comunidades biológicas, inclusive a de microrganismos, essenciais à manutenção e equilíbrio dos ecossistemas aquáticos. Dentre eles destacam-se os protozoários de vida livre, que exercem o controle descendente de algas e bactérias, possibilitando a transferência do fluxo de energia de para níveis tróficos mais elevados da cadeia alimentar (Azam, 1983). Estes eucariontes unicelulares podem ser utilizados como bioindicadores da qualidade de água, pelo fato de seus representantes possuírem um ciclo de vida curto e suas delicadas membranas possibilitarem respostas rápidas às alterações das condições ambientais (Gong et al., 2005, Xu et al., 2008, Xu et al., 2010). Além disso, pesquisas envolvendo protozoários são de reconhecida importância tanto do ponto de vista da investigação científica básica (conhecimento taxonômico, ecológico) quanto do ponto de vista econômico (Corliss, 2001; Rocha, 2003). A poluição dos ambientes aquáticos comprometem de forma crítica os indivíduos que utilizam a água para consumo, lazer e trabalho. Logo, a análise dos fatores físico-químicos e microbiológicos constitui-se como ferramenta fundamental na classificação e enquadramento de rios e córregos em classes de qualidade de água e padrões de potabilidade e balneabilidade humanas (Goulart & Callisto, 2003). As pressões ambientais sobre os recursos hídricos devido às múltiplas atividades antrópicas, concomitante com a falta de iniciativas que proporcionem uma formulação de estratégias para diminuir tais impactos na BHP, evidenciam a necessidade de pesquisas que 13 provoquem discussões e buscas de soluções pelos próprios cidadãos a respeito dos problemas relacionados ao ambiente onde residem. Nesta bacia encontra-se o Rio Pium, que apresenta em suas margens um balneário e, a alguns metros adiante a estes estabelecimentos, também próximo à margem, uma área utilizada para plantação de coqueiros e criação de gado. Tais atividades são fontes potenciais de contaminação do rio, o que pode comprometer fortemente a qualidade da água. Tais cursos d’água representam para a região um grande valor socioeconômico pela presença de atividades agropecuárias e turísticas – principalmente as que envolvem recreação de contato primário –, afetando de maneira incisiva os aspectos sociais e ambientais da mesma, visto que as atividades antrópicas são, muito provavelmente, as principais razões de muitos pontos desse sistema encontrarem-se potencialmente eutrofizados. Com base nisto, o presente estudo teve como objetivo verificar em dois trechos da BHP a qualidade da água por meio da composição da comunidade de protozoários de vida livre, utilizando os dados encontrados para o desenvolvimento de atividades de EA numa escola da rede pública próxima ao local de estudo, tendo como base a concepção de alunos sobre esses microrganismos. 2. CARACTERIZAÇÃO GERAL DA ÁREA DE ESTUDO Localizada no litoral leste do Estado do Rio Grande do Norte, a BHP (Figura 1) ocupa uma área de aproximadamente 458 km², o que corresponde a 0,9% do território estadual, e abrange parte dos municípios de Parnamirim, São José do Mipibu, Vera Cruz, Nísia Floresta, Macaíba e Natal. A BHP é formada pelos rios Pitimbu, Pium e Pirangi e pelos riachos Taborda e Água Vermelha. A região é caracterizada climatologicamente pela predominância do clima quente e úmido - tropical chuvoso com verão seco - caracterizado com duas estações bem definidas: uma chuvosa (março a agosto) e uma seca (setembro a fevereiro) (SEMARH, 2012) 14 Figura 1. Bacia do Rio Pirangi e pontos de amostragem – Rio Pium. P1: Ponto 1; P2: Ponto 2. O embasamento geológico é constituído, predominantemente, por sedimentos quaternários (dunas, paleodunas, aluviões e coberturas indiferenciadas) e terciárioquaternários do Grupo Barreiras (SEMARH, 2012). Mais de 80% do uso do solo encontra-se impactado pelo homem (Tabela 1). A economia é constituída por um conjunto de atividades agropecuárias, destacando-se o cultivo de coco, cana-de-açúcar, mandioca, mamão e hortaliças em geral. Esta diversidade caracteriza-se principalmente pela proximidade do grande centro consumidor de Natal. Na pecuária, a criação de gado para corte e leite e a avicultura de corte e postura são as que mais se destacam (Medeiros, 2009). Tabela 1. Usos do solo na BHP ÁREA Classes de Uso do Solo Km2 % Mata Vegetação de Tabuleiro Vegetação Antropizada Manguezais Agricultura Áreas Urbanas Lagoas/Açudes Total 1,2 48,5 302,4 18,0 69,9 7,1 11,8 458,9 0,3 10,6 65,9 3,9 15,2 1,5 2,6 100,0 FONTE: SEMARH (2012) 15 O principal rio utilizado para o abastecimento de água para consumo humano na cidade do Natal é o Pitimbu – principal afluente da lagoa do Jiqui -, responsável pelo abastecimento de 30% da Região Metropolitana da capital (IGARN, 2012). Este rio une-se ao Rio Pium, dando origem ao Rio Pirangi. 3. METODOLOGIA GERAL 3.1 Amostragem Os pontos de amostragem foram determinados tendo como referência o balneário presente entre o Ponto 1 (P1) e o Ponto 2 (P2) do Rio Pium. As coletas ocorreram em dois períodos distintos: um chuvoso (setembro, outubro e novembro) e um seco (março, abril, maio e junho). 3.2 Identificação e ocorrência dos protozoários de vida livre A amostragem para análise dos protozoários de vida livre foi realizada por meio de filtrações sequenciais da água utilizando redes de plâncton, malhas de 20 μm e 10 μm, na superfície dos corpos d’água de maneira aleatória. Em seguida, a água filtrada foi então acondicionada em frascos transparentes com capacidade para 200 mL com tampas porosas, evitando um ambiente anóxico. Em laboratório, as amostras foram acondicionadas em câmaras de sedimentação por 24 horas e observadas em microscópio óptico invertido, onde os protozoários, ainda vivos, foram identificados por suas características morfológicas. A identificação teve base em Patterson (1996) e nos sites Protist Information Server, URL: http://protist.i.hosei.ac.jp/protist_menuE.html e Micro*scope, URL: http://starcentral.mbl.edu/microscope/portal.php. A Frequência de Ocorrência foi calculada com propósito de realizar a descrição dos táxons considerados mais frequentes (> 70%) durante o período de coleta. 3.3 Variáveis ambientais Medidas das variáveis ambientais nos trechos estudados foram realizadas de maneira a verificar a influência destas na distribuição dos microrganismos estudados. A temperatura, o pH e o oxigênio dissolvido (OD) foram registrados utilizando a sonda multiparâmetros de qualidade de água YSI modelo 6820V2. As concentrações de clorofila a foram estimadas segundo Jespersen & Christoffersen (1988) e as análises de nitrogênio total (NT) e fósforo total (FT) seguiram a metodologia de Valderrama (1981). 16 Para indicação do estado trófico em cada ponto de estudo foi calculado o Índice do Estado Trófico para o fósforo – IET (PT) e o Índice do Estado Trófico para a clorofila a – IET (Chl a), propostos por Carlson (1977) e modificado por Toledo et al. (1983) para ambientes tropicais e posteriormente por Lamparelli (2004), que estabeleceu uma adaptação do índice para ambientes lóticos. Estes índices consideram valores de concentração de fósforo e clorofila a (Tabela 2). Tabela 2. Classificação do Estado Trófico para rios segundo Índice de Carlson modificado por Lamparelli. Classificação do Estado Trófico – Rios ESTADO TRÓFICO PONDERAÇÃO Ultraoligotrófico IET ≤ 47 Oligotrófico 47 < IET ≤ 52 Mesotrófico 52 < IET ≤ 59 Eutrófico 59 < IET ≤ 63 Supereutrófico 63 < IET ≤ 67 Hipereutrófico IET > 67 3.4 Análises estatísticas Foi utilizado o Software Estatístico R versão 2.15.1 para verificar influência ambiental (variáveis físicas, químicas e biológicas) na quantidade de táxons de protozoários encontrados em cada coleta. Técnicas de regressão multivariada foram aplicadas para ajustar o modelo final, bem como utilizado métodos de seleção de variáveis, comando ‘step’ do software R. 3.5 Desenvolvimento de atividades de educação ambiental nas escolas próximas aos ambientes de estudo As atividades de EA ocorreram utilizando as análises dos microrganismos nos trechos estudados da BHP em escolas da rede pública próximas da região de estudo. Tais atividades serão realizadas em duas etapas: levantamento de concepções alternativas realizado com os alunos do 6º ao 9º ano por meio de questionários e análise de desenhos; oficinas didáticas, constituindo três atividades sobre protozoários de vida livre (Figura 2). 17 Figura 2 Organograma das atividades de Educação Ambiental. . 18 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMORIM, A. de S. Sustentabilidade ambiental e qualidade da água do reservatório Itans (Caicó – RN). 73 f. (Mestrado em Desenvolvimento e Meio ambiente) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte, RN. 2010. AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard methods for the examination of water and wastewater. 20.ed. New York: American Public Health Association, 1999. BACCI, D.L.C.; PATACA, E.M. Educação para Água. Revista de Estudos Avançados, n. 63, 2008. ARAÚJO, M. F. F. de; PANOSSO, R. de F.; COSTA, I. A. S. da. 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A técnica de regressão multivariada demonstrou que o nitrogênio total, fósforo total, pH e o Índice de Estado Trófico estiveram significativamente relacionados (p ≤ 0,05) ao número de espécies encontradas no P1. O ponto menos impactado não apresentou relação significante entre o número de espécies e as variáveis utilizadas no estudo. Concluiu-se que a distribuição desses organismos, principalmente os protozoários ciliados, e a sua associação a padrões temporais e espaciais, podem ser indicadores bastante eficazes da qualidade de água nos ambientes lóticos estudados. Palavras-chave: Identificação, frequência de ocorrência, qualidade de água, bioindicador. ABSTRACT: The study aimed to identifying free-living protozoa and characterize their frequency of occurrence in two stretches of the River Pium (P1 and P2) in Pirangi River Basin, east coast of the state of Rio Grande do Norte, verifying the water quality indicator potential of these microorganisms. It was reported the presence of 76 taxa of free-living protozoa. A multivariate regression showed that total nitrogen, total phosphorus, pH and trophic state index were significantly associated (p ≤ 0.05) to the number of species found in P1. The less impacted point showed no significant relationship between number of species and the variables used in the study. It was concluded that the distribution of these organisms, particularly protozoa ciliates, and their association with temporal and spatial patterns, can be quite effective indicators of water quality in the lotic studied sites. Key words: Identification, frequency of occurrence, water quality, bioindicator. 1 Universidade Federal do Rio Grande do Norte, UFRN, Pós Graduação Regional em Desenvolvimento e Meio Ambiente, Rio Grande do Norte, Brasil. 2 Universidade Federal do Rio Grande do Norte, UFRN, Departamento de Microbiologia e Parasitologia, Rio Grande do Norte, Brasil. *Autor para contato: [email protected] INTRODUÇÃO Os protozoários de vida livre são organismos unicelulares, eucariontes e heterotróficos, havendo, também, representantes mixotróficos (Godinho & Regali-Seleghim 1997, Sher & Sher 2002, Ronqui 2008). Estão divididos em três grupos: Ciliophora 22 (ciliados), Mastigophora (flagelados) e Sarcodia (heliozoários; amebas nuas ou com carapaça). Por apresentarem grande diversidade morfológica e fisiológica, sua distribuição mundial é mais limitada pelo habitat do que pelos aspectos geográficos (Rocha 2003), mas ainda existe um forte debate quanto à ubiquidade desses organismos (Finlay & Steban 2001, Finlay 2002, Fenchel & Finlay 2004, Mitchell & Meisterfeld 2005, Foissner 2006, 2008), que exercem uma importante função de transferência de energia para níveis tróficos mais elevados na cadeia alimentar aquática por meio do elo microbiano (Azam et al 1983). A determinação da qualidade da água é um fator de extrema importância principalmente no Brasil, que possui uma imensa disponibilidade hídrica quando comparado a outros países. Nesse contexto, considerando que o litoral do estado do Rio Grande do Norte (RN) apresenta uma grande demanda turística devido às belezas naturais e clima favorável, tem-se notado uma forte degradação dos ambientes lóticos cujas margens são ocupadas sem planejamento (Medeiros 2009). Assim, a qualidade dos corpos aquáticos continentais deve ser monitorada, pois ela pode mudar devido a fontes naturais ou antropogênicas (Pinto 2012). A Bacia Hidrográfica do Rio Pirangi (BHP) possui uma importância fundamental com relação ao abastecimento de água, irrigação, turismo e lazer. O Rio Pium destaca-se como uma área que sofre grande stress por poluentes e nutrientes orgânicos devido às atividades recreacionais de balneários (Medeiros 2009) e impactos provenientes de atividades agropecuárias e deposição inadequada de resíduos domésticos em suas margens. Os protozoários de vida livre surgem como ferramentas fundamentais por apresentarem características singulares no auxílio da determinação da qualidade de água, podendo ser utilizados como potenciais bioindicadores da qualidade de água em ambientes aquáticos que recebem poluentes variados. Isso ocorre devido ao pequeno tamanho, crescimento acelerado e a presença de membranas externas sensíveis, fatores que tornam esses organismos capazes de responder rapidamente às alterações ambientais (Gong et al 2005, Xu et al 2008, Xu et al 2010, Shi et al 2012). Trabalhos anteriormente realizados sugerem que as comunidades de protozoários refletem adequadamente a qualidade da água e podem ser usados como bioindicadores robustos em ecossistemas de água doce em rios (Jiang et al 2007, Shi et al 2009, Tan et al 2010, Shi et al 2012). Pesquisas voltadas para a identificação desses organismos tornam-se imprescindíveis, uma vez que os resultados dos ambientes estudados podem ser utilizados para propósitos educacionais, científicos e econômicos (Corliss 2001). Além disso, os poucos trabalhos ecológicos que incluem os protozoários geralmente não os identificam ou o fazem de maneira superficial (Foissner 1994). De acordo com Regali-Seleghin et al. (2011), os maiores 23 levantamentos faunísticos de protozoários foram feitos na Europa e América do Norte, e o conhecimento nas outras áreas do planeta é muito pequeno. Existe então uma necessidade de ampliação dos conhecimentos relacionados à diversidade desses organismos, principalmente no Brasil, onde tais estudos ainda são escassos. Uma das maneiras de intensificar o esforço em estudos taxonômicos de protozoários é por meio do aumento de amostragens em regiões pouco estudadas (Mitchell & Meisterfeld 2005), evidenciando-se características essenciais para diferenciar espécies a serem utilizadas em pesquisas ecológicas, bastante relevantes para os estudos das relações tróficas que permitem a sustentabilidade dos ecossistemas (Regali-Seleghin et al 2011), e no desenvolvimento de práticas relacionadas à educação em ciências (Medeiros 2012). Diante disso, o presente trabalho teve por objetivo registrar a ocorrência e identificar os protozoários de vida livre em dois trechos de um ecossistema aquático do litoral oriental do RN, numa abordagem que propõe a contribuição para caracterização da distribuição geográfica global de protozoários, com descrição dos indivíduos com alta frequência de ocorrência nos pontos estudados e com o intuito de verificar se as espécies que estão nesses ambientes podem auxiliar na indicação da qualidade da água. MATERIAIS E MÉTODOS Caracterização da área de estudo O Rio Pium faz parte da BHP (Fig. 1), localizada no litoral leste do Estado do RN. Essa bacia ocupa uma área de aproximadamente 458 km², o que corresponde a 0,9% do território estadual, e abrange parte dos municípios de Parnamirim, São José do Mipibu, Vera Cruz, Nísia Floresta, Macaíba e Natal. Além do Rio Pium, a BHP é formada pelos rios Pitimbu e Pirangi e pelos riachos Taborda e Água Vermelha. O principal rio utilizado para o abastecimento de água para consumo humano na cidade do Natal é o Pitimbu – principal afluente da lagoa do Jiqui –, responsável pelo abastecimento de 30% da Região Metropolitana da capital (IGARN 2009). Este rio une-se ao Rio Pium, dando origem ao Rio Pirangi. 24 Figura 1. Bacia do Rio Pirangi e pontos de amostragem – Rio Pium. P1: Ponto 1; P2: Ponto 2. A região é caracterizada pela predominância do clima quente e úmido (tropical chuvoso com verão seco), com duas estações bem definidas: uma chuvosa (março a agosto) e uma seca (setembro a fevereiro) (SEMARH 2012). A economia é constituída por um conjunto de atividades agropecuárias, destacando-se o cultivo de coco, cana-de-açúcar, mandioca, mamão e hortaliças em geral. Esta diversidade caracteriza-se principalmente pela proximidade do grande centro consumidor de Natal. Na pecuária, a criação de gado para corte e leite e a avicultura de corte e postura são as que mais se destacam (Medeiros 2009). Nas margens do Rio Pium encontra-se uma área de criação de gado, sendo um trecho com baixo fluxo de água, baixa profundidade e com vários bancos de macrófitas. Mais adiante, onde o volume, fluxo de água e profundidade são maiores, encontram-se uma série de balneários, deposição de lixo inadequada acentuada, e ainda uma área utilizada para plantação de coqueiros e pastagem para gado. Tais atividades são fontes potenciais de contaminação deste rio, o que pode comprometer fortemente a qualidade da água. Amostragem Os pontos de amostragem foram determinados tendo como referência os balneários presentes no Rio Pium, sendo Ponto 1 (P1) localizado antes do balneários - trecho com baixo 25 fluxo de água e com vários bancos de macrófitas, e Ponto 2 (P2) logo após os balneários. As coletas ocorreram em dois períodos distintos: um chuvoso (setembro, outubro e novembro) e um seco (março, abril, maio e junho), sendo realizadas apenas na superfície do rio devido à sua baixa profundidade. Seis variáveis ambientais foram medidas a cada coleta. A temperatura, o pH e o oxigênio dissolvido (OD) foram registrados utilizando a sonda multiparâmetros de qualidade de água YSI modelo 6820V2. As concentrações de clorofila a foram estimadas segundo Jespersen & Christoffersen (1988) e as análises de nitrogênio total (NT) e fósforo total (FT) seguiram a metodologia de Valderrama (1981). Para indicação do estado trófico em cada ponto de estudo foi aplicado o Índice de Estado Trófico (IET) proposto por Lamparelli (2004) para ambientes lóticos, (Tab. 1). O estado de trofia final foi calculado através da média aritmética simples dos índices relativos ao FT e Clorofila a para cada ambiente. Tabela 1. Classificação do Estado Trófico para rios segundo Índice de Carlson modificado por Lamparelli (2004). Classificação do Estado Trófico – Rios ESTADO TRÓFICO PONDERAÇÃO Ultraoligotrófico IET ≤ 47 Oligotrófico 47 < IET ≤ 52 Mesotrófico 52 < IET ≤ 59 Eutrófico 59 < IET ≤ 63 Supereutrófico 63 < IET ≤ 67 Hipereutrófico IET > 67 Identificação e ocorrência dos protozoários de vida livre As amostragens ocorreram nas superfícies dos corpos d’água tanto nas margens quanto em uma região central entre as mesmas, realizando o arrasto de pontos aleatórios. Foram realizadas filtrações sequenciais da água utilizando redes de plâncton, com porosidade das malhas de 20μm e 10μm, respectivamente. Em seguida, a água filtrada foi então acondicionada em frascos transparentes com capacidade para 200ml com tampas porosas, evitando um ambiente anóxico. Em laboratório, com auxílio de pipetas, 10ml da amostra de água foram colocadas em câmaras de sedimentação. Após 24 horas, as amostras foram observadas em microscópio óptico invertido, onde os protozoários, ainda vivos, foram identificados através de critérios morfológicos. A identificação teve base em Patterson (1996) e nos sites Protist Information Server, URL: http://protist.i.hosei.ac.jp/protist_menuE.html e 26 Microscope, URL: http://starcentral.mbl.edu/microscope/portal.php, tendo sua apuração maximizada pela captura de fotos e vídeos do material analisado. A frequência de ocorrência foi calculada com propósito de realizar a descrição dos táxons considerados mais frequentes (> 70%) durante o período de coleta. Análises estatísticas Foi utilizado um software estatístico para verificar a relação das variáveis físicas, químicas, biológicas (temperatura, pH, clorofila a, NT, FT, OD) e do IET na diversidade de táxons de protozoários, observando os padrões temporais e espaciais durante o período de coleta para verificar o uso potencial desses organismos como bioindicadores de qualidade de água. O teste-t de Student e técnicas de regressão multivariada foram aplicadas para ajustar o modelo final, bem como utilizado métodos de seleção de variáveis. RESULTADOS E DISCUSSÃO Variáveis Ambientais e Índice de Estado Trófico Os valores de seis variáveis ambientais referente aos dois pontos de coleta são mostrados na Tabela 2. A temperatura da água variou pouco entre os períodos estudados, mantendo-se estável em ambos os pontos, oscilando de 28,48 ºC a 30,1 ºC em P1, e de 27,28 ºC a 28,89 ºC em P2. Em P1 apenas o nitrogênio total apresentou diferença significativa (p = 0,037; t = 2,164) entre o período seco e o período chuvoso. Em P2, diferenças significativas entre os dois períodos foram encontrados tanto para o nitrogênio total (p = 0,008; t = 2,164) quanto para clorofila a (p = 0,013; t = - 1,823). O nitrogênio total atingiu maiores concentrações no período de estiagem - 1373μg/L em P1, e 2260μg/L em P2. As concentrações de clorofila a obtiveram os maiores valores durante período seco em ambos os pontos, havendo diferenças significativas entre os dois pontos (p = 0,015; t = 3,279), cujas concentrações foram maiores em P1 (Tab. 2). Águas com baixa correnteza e profundidade, como as de P1, tende numa maior sedimentação do material em suspensão, possibilitando uma maior transparência e consequentemente uma maior produtividade (Lamparelli, 2004). 27 Tabela 2. Variáveis ambientais no Rio Pium (P1 e P2) durante o período de amostragem. T Cl a pH (ºC) (μg/L) set/11 28,6 3 6,5 out/11 28,48 7,67 6,36 nov/11 29,47 23,62 6,45 mar/12 30,1 23,26 6,69 abr/12 29,43 22,74 6,79 mai/12 29,13 8,39 6,75 jun/12 28,52 8,39 6,81 29,1 13,86 6,62 Média 0,6 8,93 0,18 D.P. T = Temperatura, Cl a = Clorofila a, NT = Nitrogênio Total, FT = Fósforo Total, OD = Oxigênio Dissolvido, D.P. = Desvio Padrão Apesar das pressões antrópicas em P1 serem muito menores que as observadas em P2, este ponto apresentou estados de trofia maiores que os encontrados em P2 (Tab. 3). As concentrações de FT não apresentaram diferenças significantes entre os dois pontos (p = 0,838; t = 209), sendo a clorofila a um fator crucial na determinação do IET de P1 e P2. Logo, a presença de uma área de criação de gado, de um banco de macrófitas e o baixo volume de água de P1 pode ter contribuído para este ponto ser mais eutrofizado que P2, de acordo com o IET. Tabela 3. IET em P1 e P2 durante o período de coleta. P1 SECO DATA IET FINAL ESTADO TRÓFICO set/11 49,52 Oligotrófico out/11 55,8 Mesotrófico nov/11 63,31 Supereutrófico mar/12 66,03 Supereutrófico abr/12 63,06 Supereutrófico mai/12 57,97 Mesotrófico jun/12 53,3 Mesotrófico MÉDIA (D. P.) 58,42 (5,99) MESOTRÓFICO CHUVOSO CHUVOSO SECO DATA P1 P2 NT FT OD T Cl a pH NT FT OD (μg/L) (μg/L) (mg/L) (ºC) (μg/L) (μg/L) (μg/L) (mg/L) 323 3,66 4,6 27,4 0 6,5 2260 5,8 5,49 1243 8,6 4,52 27,79 0 6,67 780 9,5 5,6 1373 23,8 4,5 28,89 4,08 6,82 713 16,8 5,63 234 69,6 4,61 28,52 3,72 6,93 657 37,1 5,76 599 23 4,74 28,27 3,99 6,89 685 38 5,74 282 17,1 4,73 28,71 3,12 7 533 19,6 5,79 253 2,83 4,82 27,28 3,12 7 560 7 5,94 615,28 21,22 4,65 28,12 2,57 6,83 884 19,11 5,71 490,16 22,99 1,93 0,63 1,79 0,18 612,74 13,55 1,97 P2 IET FINAL 22,46 23,74 54,81 56,46 56,83 54,05 51,37 45,67 (15,52) ESTADO TRÓFICO Ultraoligotrófico Ultraoligotrófico Mesotrófico Mesotrófico Mesotrófico Mesotrófico Oligotrófico ULTRAOLIGOTRÓFICO IET = Índice de Estado Trófico, D. P. = Desvio Padrão Trabalhos indicam que quanto maior a diversidade de protozoários, melhor a qualidade da água (Xu et al 2008, Jiang et al 2011). No entanto, o ponto mais eutrofizado (P1) revelou uma maior diversidade de protozoários, o que pode significar que essas espécies coexistem sem dominância a partir dos nutrientes disponíveis neste ponto. De acordo com Shi et al. (2012), teorias sobre a influência da qualidade da água na diversidade de ciliados sugerem que, em situações onde o stress ambiental é mínimo, a diversidade de espécies é 28 reduzida devido à exclusão competitiva entre elas, enquanto que com um pequeno aumento no nível de stress ambiental a competição diminui, resultando em aumento de diversidade. Assim, a diversidade de espécies é maior quando os níveis de stress ambiental são intermediários, e crescentes graus de eutrofização podem resultar em aumento ou diminuição da diversidade. Logo, a menor diversidade de espécies em P2 estabelece uma relação plausível com o IET, sendo um ponto menos eutrofizado e com menor diversidade de espécies devido, provavelmente, à competição entre as mesmas. Porém, P2 apresentou níveis de NT maiores que P1 e níveis de clorofila a bem inferiores (Tab. 2). Segundo Esteves (1998), em nível de sedimento, as bactérias são muito importantes para a fixação total de nitrogênio de um sistema aquático, e o fornecimento de energia por meio dos detritos geralmente excede àquela produzida pela fotossíntese. Em sedimentos sobrecarregados de matéria orgânica, as bactérias e a matéria orgânica dissolvida são as principais fontes de alimento, logo, P2 pode ter apresentado uma maior quantidade de bactérias e, consequentemente, de protozoários que se alimentam delas, ocasionando uma baixa diversidade pela exclusão competitiva entre espécies com hábitos alimentares semelhantes – bacterívoros (Patterson 1996). Aspidisca Cicada, Chilodonela sp., Euplotes woodruffi, Lembadion sp., Mesodinium sp., Stentor sp., Urocentrum turbo, Bodo saltans e Trinema enchelys são alguns exemplos de protozoários bacterívoros que apresentaram ocorrência menor ou ausente em P2, provavelmente devido a maior competição entre as espécies, quando comparado a P1 (Tab. 4). O maior grau de trofia em P1 pode ter contribuído para a maior diversidade neste ponto. Da mesma maneira, os menores níveis de eutrofização e a poluição quanto aos níveis de NT em P2 podem justificar a baixa diversidade de protozoários de vida livre neste ponto por meio da competição entre as espécies de protozoários, onde visualmente observam-se práticas poluidoras mais intensas e constantes. Composição e Distribuição Taxonômica Um total de 76 protozoários foi encontrado durante todo o período de coleta, compreendendo 33 ciliados, 19 flagelados e 24 sarcodíneos (Tab. 4). Os ciliados foram as formas mais comuns, correspondendo a 43,42% das espécies registradas. 29 Tabela 4. Frequência de ocorrência dos táxons de protozoários identificados em P1 e P2 durante o período de coleta. Táxons Ocorrência (%) Táxons Ciliophora Aspidisca aculeata P1 42,85 P2 57,14 Mastigophora (cont.) Euglena granulata Aspidisca cicada* 71,42 14,28 Aspidisca steini 14,28 Chilodonella sp. 14,28 Chlamydodon sp. Ocorrência (%) P1 0 P2 14,28 Euglena mutabilis 14,28 0 0 Euglena sp. 14,28 14,28 0 Euglena spyrogira 14,28 14,28 Sp. 1 14,28 0 14,28 28,57 Glaucoma frontata 0 14,28 Peranema sp. 0 28,57 Climacostomum sp. 14,28 14,28 Petalomonas sp. 0 14,28 Sp. 3 14,28 0 14,28 0 Cinetochilum margaritaceum* 85,71 85,71 Phacus pleuronectes 0 14,28 Cohnilembus sp. 14,28 0 Phacus torta 0 42,85 Coleps hirtus 42,85 42,85 Phacus triqueter 0 14,28 Colpoda sp. 0 14,28 Trachelomonas armata 42,85 0 Cyclidium sp. 0 14,28 Trachelomonas sp. 1* 85,71 85,71 Dileptus amphileptoides 0 14,28 Trachelomonas sp. 2 14,28 0 Dileptus anser 14,28 0 Euplotes woodruffi 28,57 0 Sarcodia Actinosphaerium sp. 42,85 57,14 Halteria grandinella 14,28 42,85 Amoeba proteus 57,14 42,85 Lembadion sp. 42,85 28,57 Amoeba radiosa 0 14,28 0 14,28 Arcella hemisphaerica 14,28 0 28,57 14,28 Arcella sp. 1 0 14,28 Litonotus sp. 2 0 14,28 Arcella sp. 2 0 14,28 Litonotus sp. 3 14,28 0 Centropyxis sp. 14,28 0 Mesodinium sp. 28,57 0 Difflugia globulosa 28,57 42,85 Paramecium caudatum 42,85 42,85 Difflugia pristis 57,14 57,14 Paramecium multimicronucleatum Paramecium trichium 14,28 0 Difflugia pyriformis 14,28 42,85 14,28 28,57 Difflugia sp. 14,28 0 Pleuronema sp. 14,28 28,57 Euglypha acanthophora Stentor sp. 42,85 0 Stentor coeruleus 42,85 Strobilidium sp. 14,28 Urocentrum turbo 57,14 0 Uroleptus sp. 28,57 42,85 Vorticella sp. 42,85 42,85 Mayorella sp. Litonotus cygnus Litonotus sp. 1 Mastigophora Anisonema acinus Phacus longicauda 0 28,57 Euglypha rotunda 14,28 0 42,85 Euglypha tuberculata 57,14 42,85 14,28 Hartmanella sp. 14,28 0 Mayorella bigemma 28,57 14,28 Mayorella Leidyi 14,28 14,28 0 14,28 Sp. 2 14,28 0 0 28,57 Trinema complanatum 14,28 14,28 Anisonema sp. 14,28 57,14 Trinema lineare 28,57 28,57 Bodo saltans 57,14 42,85 Trinema enchelys* 71,42 28,57 Entosiphon sulcatum* 71,42 71,42 Vannella sp. 1 14,28 14,28 Euglena anabaena 14,28 0 Vannella sp. 2 14,28 28,57 *Táxons mais frequentes (≥ 70%). 30 Apesar da proximidade entres os pontos de amostragem, dos 76 táxons identificados, apenas 35 (40,05%) ocorreram em ambos os pontos. Foram registrados 23 táxons exclusivamente em P1 e 18 em P2. Observa-se, dessa forma, uma clara diferença espacial na distribuição das espécies nos dois trechos, causadas provavelmente pelos impactos dos bares e balneários entre os pontos de coleta, além da forte poluição difusa em P2, que pode ter causado a diminuição da biodiversidade taxonômica de protozoários neste ponto. Variação temporal e espacial da composição taxonômica Os padrões das comunidades de protozoários nas sete amostras exibiu uma clara sucessão temporal relativa à composição de espécies em ambos os pontos estudados (Fig. 2). A variação temporal do número de espécies em P1 durante o período de coleta apresentou uma distribuição com pico em Maio – período chuvoso, atingindo um total de 28 espécies. O menor número de espécies (12) foi verificado em Setembro, mês que marca o início do período seco na região. Em P2, foi observada uma distribuição mais constante em relação a P1, provavelmente devido ao fato da poluição em P2 ser mais intensa durante todo o ano, principalmente pela presença de balneários em sua margem. Ainda assim, também foi observado maior número de espécies (20) no período chuvoso, e o menor também em Setembro (nove espécies). Figura 2. Variação temporal da distribuição de táxons em P1 e P2. O aumento da quantidade de táxons em ambos os ambientes durante o período chuvoso pode ter sido ocasionado pela maior disponibilidade de nutrientes trazidos pela 31 chuva, diminuindo a competição entre as espécies e aumentando a diversidade (Shi et al 2011). Paramecium caudatum foi registrado no período seco (setembro e outubro) e no final do período chuvoso em P1 (maio), e durante todo o período seco em P2. Trata-se de um ciliado heterotrófico que alimenta-se principalmente de bactérias, fazendo parte de comunidades bentônicas com excessivo teor de carga orgânica - polissapróbico e αmesossapróbico (Foissner & Berger 1996, Patterson 1996). Assim, é possível assumir uma melhora da qualidade da água de ambos ambientes durante o período chuvoso. Medeiros (2009) também observou situação semelhante, ao constatar que o Índice de Qualidade de Água nesta mesma Bacia Hidrográfica sofreu uma influência positiva no período chuvoso quando comparado com o período seco. Logo, o aumento da quantidade de táxons durante o período chuvoso encontrados fortalece os resultados de outros trabalhos (Jiang et al 2007, Shi et al 2009, Tan et al 2010, Shi et al 2012) quanto utilização desses organismos como bioindicadores de poluição aquática. Com base na análise realizada com os dados do Rio Pium observou-se que o NT, FT, pH e o IET foram significantes (p ≤ 0,05) para o número de espécies encontradas apenas no P2 (Tab. 5). Tabela 5. Significância das variáveis de acordo com o valor p para o P2. Intercepto Nitrogênio Total Fósforo Total pH Índice de Estado Trófico *p ≤ 0,05 Estimado -170,7 -0,0063 0,145 -292 54,13 Valor p* 0,0498 0,0247 0,0379 0,0285 0,0283 Modelo de Regressão Ajustado para o P2 do Rio Pium: Onde, Número de Espécies Potencial Hidrogênio Iônico Fósforo Total Nitrogênio Total Índice de Estado Trófico O intercepto representa o coeficiente linear da equação do modelo. O valor estimado trata-se da variação da variável resposta ( ) em função da flutuação de uma variável independente quando as demais encontram-se fixas. Por exemplo, a cada aumento de unidade 32 no Nitrogênio Total (considerando os valores de FT, pH e IET inalterados, fixos), o número de espécies total no Rio (P2) diminui (sinal negativo) em 0,0063. Não foi encontrada relação significante entre o número de espécies e as variáveis utilizadas no estudo para o P1. Por isso não foi possível obter um modelo que explicasse o número de espécies neste trecho, provavelmente devido à ausência de efluentes de atividades antrópicas mais intensas como as encontradas nas margens do P2 - balneários, deposição inadequada de lixo e áreas de pastagem de animais. Alterações acentuadas das variáveis físico-químicas podem influenciar a diversidade de táxons de protozoários de vida livre de modo a diminuí-la quando comparada a um ambiente menos impactado. Nos dois pontos observou-se que os ciliados e os sarcodíneos foram os principais contribuidores da composição taxonômica das comunidades de protozoários (Fig. 3). Os representantes destes dois grupos podem ser significativos na avaliação da qualidade de água, principalmente os ciliados, que reagem mais rapidamente às variações ambientais que a maioria dos outros organismos eucarióticos, sendo mais eficientes como bioindicadores da qualidade de água (Xu et al 2002, Gong et al 2005, Xu et al 2008) e apresentaram predominância em diversidade taxonômica em quase 60% das coletas realizadas em ambos os pontos. Figura 3. Número de espécies em P1 e P2 durante o período de amostragem 33 Descrição dos táxons mais frequentes Cinco táxons obtiveram larga frequência de ocorrência, aparecendo em mais de 70% das amostras e em ambos os pontos de amostragem: Aspidisca cicada, Cinetochilum margaritaceum, Entosiphon sulcatum, Travhelomonas sp. e Trinema enchelys (Fig. 4). Organismos com ocorrências elevadas podem ser considerados como importantes componentes da rede trófica (Araújo & Costa 2007), sendo sua descrição bastante relevante para futuros trabalhos na BHP. A seguir, apresentamos uma descrição breve dessas espécies com o propósito de relacionar a alta ocorrência de cada uma com suas características ecológicas, verificando sua importância e potencial aplicabilidade como bioindicadores da qualidade de água, onde: C = Comprimento; L = Largura; D = Diâmetro. 1. Aspidisca cicada Ehrenberg, 1830 (Fig. 4A). Ovóide, pequena e convexa no lado direito; contorno do corpo liso; peristômio na porção posterior expandido, formando uma protuberância; cinco cirrus transversais. Dimensões observadas: C= 33 – 40,5μm; L= 28 – 30μm. Trata-se de uma espécie geralmente encontrada em águas paradas. Alimenta-se principalmente de bactérias e faz parte da comunidade perifítica e bentônica. A. cicada é um organismo β-mesossapróbio e α-mesossapróbio, presente em ambientes com teor de carga orgânica moderada e forte respectivamente (Foissner & Berger 1996). 2. Cinetochilum margaritaceum Perty, 1852 (Fig. 4B). Tamanho celular entre 37,5 – 42,5μm de comprimento; região oral no quadrante direito inferior da superfície ventral; formato ovóide, arredondado na porção anterior e posterior. Dimensões observadas: C= 37,5 – 42,5μm; L= 27,5 - 35μm Alimenta-se principalmente de bactérias e algas, presente em águas paradas ou correntes e fazendo parte do plâncton, bentos e perifíton. É um organismo eurissapróbio/euribionte, ou seja, consegue viver indiferentemente bem em águas puras ou poluídas (Foissner & Berger 1996). 34 3. Entosiphon sulcatum (Dujardin) Stein, 1878 (Fig. 4C). Corpo celular ovóide; flagelo anterior quase do mesmo tamanho do comprimento do corpo celular, e menor que o flagelo de arrasto. Dimensões observadas: C= 27,5 – 37,5μm; L= 15 – 20μm Entosiphon é um eulgenídeo heterotrófico que possui uma desenvolvida organela de ingestão, alimentando-se principalmente de bactérias e detritos. É uma espécie comum e generalista em habitats de águas continentais. 4. Trachelomonas sp. 1, Pringsheim, 1956 (Fig. 4D). Formato do corpo celular circular; flagelo do mesmo tamanho ou menor que o diâmetro do corpo celular; envoltório rígido (lorica) marrom/vermelho escuro, observando-se a uma coloração verde escura no interior da lorica. Dimensões observadas: D = 37,5 - 50μm Presente em quase todas as amostras, esta espécie encontrava-se dentro de uma cápsula mucilaginosa (estágio palmalóide) rígida que pode ter contribuído para sua ampla distribuição em P1 e P2, protegendo-a dos impactos e variações ambientais. 5. Trinema enchelys (Ehrenberg), 1838 (Fig. 4E). Carapaça ovóide e ligeiramente achatada na região da abertura do pseudostoma ligeiramente circular ou oval - localizada na porção subterminal da carapaça; região posterior arredondada; pseudópodes filamentosos e longos. Dimensões observadas: C = 50 - 75μm; L = 32,5 – 37,5μm; D (pseudostoma) = 15 20μm. Apesar do importante papel das amebas testáceas na remineralização de nutrientes e o potencial de grupos ou espécies para indicação de qualidade da água e do ambiente podendo, então, ser utilizados como bioindicadores (Pereira et al 2011), T. enchelys é categorizada como uma espécie euribionte, apresentando boa tolerância a variações nos componentes físico-químicos ambientais (Mazei & Belyakova 2011). 35 Figura 4. Aspidisca cicada (A); Cinetochilum margaritaceum (B); Entosiphon (C); Trachelomonas sp. (D); Trinema enchelys (E) sulcatum Com exceção de A. cicada e apesar da alta ocorrência, as demais espécies mais frequentes durante o período estudado pouco se destacaram individualmente como bioindicadoras eficazes devido à suas características generalistas. CONCLUSÃO O levantamento da biodiversidade taxonômica dos protozoários de vida livre em trechos da bacia Hidrográfica do Rio Pirangi representa uma importante contribuição para o conhecimento da distribuição desses organismos em ambientes tropicais. Em associação com os padrões temporais e espaciais identificados, é possível a utilização desses organismos 36 como indicadores eficazes da qualidade de água em ambientes lóticos, especialmente no que se refere ao grupo dos ciliados. Estudos sobre a comunidade bacteriana do Rio Pium são necessários para melhor aferição a respeito da diferença de trofia nos dois pontos estudados. A identificação desses organismos deve ir além de observações e medições morfológicas, sendo necessário o uso de microscopia eletrônica e análises moleculares na identificação de um grupo tão amplo e disperso quanto este na indicação de diferentes impactos. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao Laboratório de Microbiologia Aquática - LAMAq (Departamento de Microbiologia e Parasitologia – UFRN), ao REUNI, pela bolsa concedida; e ao CONSULEST (Departamento de Estatística – UFRN) pelas análises estatísticas realizadas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARAÚJO, M.F. & COSTA, I.A.S. 2007. Comunidades microbianas (bacterioplâncton e protozooplâncton) em reservatórios do semi-árido brasileiro. Oecologia Brasiliensis. 11 (3): 422-432. AZAM, F., FENCHEL, T., FIELD, J.G., GRAY, J.S., MEYER-REIL, L.A., THINGSTAD, F. 1983. The ecological role of watercolumn microbes in the sea. Marine Ecology Progress. 10: 257-263. CORLISS, J. O. 2001. Have the Protozoa Been Overlooked? BioScience. 51(6): 424 - 425. 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Wellington Sena Lobato Júnior Magnólia Fernandes Florêncio de Araújo Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) ESTE ARTIGO SERÁ SUBMETIDO AO PERIÓDICO Ensino, Saúde e Ambiente E, PORTANTO, ESTÁ FORMATADO DE ACORDO COM AS RECOMENDAÇÕES DESTA REVISTA. (vide www.ensinosaudeambiente.com.br) Resumo A água possui uma importância singular no desenvolvimento de comunidades biológicas e nas interações sociais e econômicas. Estudos relacionados à identificação de concepções alternativas são muito importantes devido às suas ocorrências, cada vez mais frequentes, em diversos níveis de ensino, principalmente na educação básica. O uso de questionários e desenhos são metodologias bastante práticas e eficazes para identificação dessas concepções. O presente estudo foi realizado com alunos do ensino fundamental de duas escolas públicas do litoral leste do Rio Grande do Norte, tendo como objetivo identificar concepções sobre os recursos hídricos da região, abordando temas relacionados à saúde e sobre protozoários de vida livre. Houve uma tendência equivocada em relacionar protozoários de vida livre como organismos exclusivamente patogênicos. Palavras chave: Concepções alternativas, questionário, água, protozoários de vida livre. Abstract Water has a unique importance in the development of biological communities and social and economical interactions. Studies related to the identification of alternative concepts are very important due to their occurrence, increasingly frequent, in various levels of education, especially in basic education. The use of questionnaires and drawings are very practical and effective methodologies for identifying these concepts. This study was conducted with elementary students from two public schools in the east coast of Rio Grande do Norte, aiming to identify concepts about water resources of the region, covering topics related to health and freeliving protozoa. There was an erroneous tendency to relate free-living protozoa as exclusively pathogenic organisms Keywords: Alternative conceptions, questionnaires, water, free-living protozoa. Introdução A água é um recurso indispensável tanto para a manutenção da vida como para o desenvolvimento de relações e atividades sociais e econômicas. Trata-se de um recurso capaz de determinar contextos culturais distintos, criando hábitos e modificando-os de acordo com sua disponibilidade e uso, tornando a relação desse bem natural com o 41 homem um tema primordial e singular. De acordo com Tundisi (2003), o rápido aumento de consumo e usos da água faz com que venha se tornando escassa em qualidade para a maioria das regiões em desenvolvimento. A qualidade dos recursos naturais é diretamente proporcional à qualidade de vida das pessoas que fazem uso desses recursos (LEFF, 2009). Nesse contexto, o manejo e distribuição inadequada da água acabam por diminuir sua qualidade, afetando também a qualidade de vida da população. Em regiões turísticas litorâneas, onde a procura pelas belezas naturais hídricas leva a práticas de balneabilidade, a preocupação com a água é mais agravante, pois a alteração de suas características físicas, químicas e biológicas comprometem as condições sanitárias, expondo os banhistas a inúmeras doenças (MEDEIROS, 2009). Os costumes dos moradores dessas regiões turísticas e dos próprios turistas não devem estar isentos da responsabilidade moral com relação ao meio ambiente, uma vez que atividades de ordem econômica e social de um local não são independentes. Assim, atividades impactantes resultantes da ocupação antrópica que afetam a estabilidade ecossistêmica podem contribuir para a existência de condições ou situações de risco que podem influenciar no nível de saúde da população (CESA et al., 2010), já que a contaminação dos ambientes aquáticos podem causar alterações nas comunidades da flora, fauna e de microrganismos. Dentre estes, os protozoários de vida livre ocupam uma posição de destaque na dinâmica dos ecossistemas aquáticos por regularem, juntamente com as bactérias, o fluxo de matéria orgânica e a ciclagem de nutrientes através do elo microbiano (AZAM, 1983) e por serem considerados como bons indicadores de qualidade de água (JIANG et al., 2007; SHI et al., 2009; TAN et al., 2010; SHI et al., 2012). A maioria desses protozoários de vida livre não causa doença, e apesar de exercerem essas funções ecológicas fundamentais e estarem presentes em diversos habitats, aquáticos e terrestres, o estudo dos protozoários ainda é pouco discutido principalmente na educação básica. Segundo Medeiros (2012), a pouca discussão sobre os protozoários de vida livre gera concepções alternativas sobre esse grupo de organismos, generalizando-os, muitas vezes, como exclusivamente patogênicos. As concepções alternativas são construções subjetivas individuais criadas para explicar os fenômenos naturais, sendo originadas de interações cotidianas dos 42 indivíduos com o mundo que os cercam (POZO, 1987). Isso é muito comum na própria escola, entre os alunos, devido a equívocos nas narrativas de professores e também por meio de informações contidas nos livros didáticos (YIP, 1998; DIKMENLI & CARDAK, 2004; 2009). Alguns métodos podem ser utilizados para aferir as concepções de alunos, como questionários, entrevistas e desenhos. Trabalhos para aferir concepções sobre a qualidade da água em escolas têm sido amplamente realizados aplicando-se questionários e/ou entrevistas, levando em consideração as peculiaridades culturais da região de estudo (PETROVICH & ARAÚJO, 2009; SODRÉ-NETO & ARAÚJO, 2008; ARAÚJO et al., 2011). A aplicação de questionários é uma metodologia prática e objetiva de analisar as concepções que existem sobre um determinado tema. Já os desenhos podem ser utilizados como complemento aos questionários para aferir as concepções alternativas. Alguns autores, inclusive, enfatizam a utilização de desenhos, devido estes serem um método mais agradável para os alunos do que questionários e entrevistas por serem metodologias mais simples, porém eficazes, de obter dados em pesquisas, permitindo uma comparação de como as pessoas concebem um conceito específico (BAHAR, 2008; KÖSE, 2008; REISS et al., 2002). Nesse contexto, o presente estudo teve por objetivo identificar, analisar, e tentar minimizar, através de oficinas didáticas, as concepções espontâneas de alunos do ensino fundamental de duas escolas da rede pública, sobre os protozoários de vida livre e as relações que estes alunos possuem com os ambientes aquáticos na localidade denominada Pium, um distrito litorâneo do município de Parnamirim no Rio Grande do Norte (RN). Metodologia O trabalho foi realizado em duas escolas públicas de Pium, distrito de Parnamirim, localizado no litoral sul do RN e que estão situadas nas proximidades da Bacia Hidrográfica do Rio Pirangi (BHP) - Figura 1. Essa bacia ocupa uma área de aproximadamente 458 km², o que corresponde a 0,9% do território estadual, sendo responsável pelo abastecimento de 30% da Região Metropolitana da capital Natal (IGARN, 2012). 43 O Rio Pium destaca-se na bacia devido ao grande valor socioeconômico pela presença de atividades agropecuárias e turísticas – principalmente as que envolvem recreação de contato primário. Figura 1. Local de realização da pesquisa. Etapas da pesquisa As concepções dos alunos das duas escolas foram levantadas por meio de questionários que possuíam 19 questões objetivas dividas em três eixos temáticos: conhecimentos e relações dos alunos com o rio, doenças de veiculação hídrica e concepções sobre protozoários (Anexo 1). O questionário foi baseado nos trabalhos desenvolvidos por Kurtz-Santos (1999) e Medeiros (2012). Também foi disponibilizado um espaço livre em uma folha branca, destinada ao desenvolvimento de desenhos e comentários sobre protozoários. Não houve nenhum tipo de explicação prévia sobre assunto para não influenciar a maneira como os discentes lembravam ou imaginavam que fossem esses organismos, deixando-os livres para expressar a morfologia, o local onde viviam e a função desses microrganismos. Os desenhos foram realizados antes das questões objetivas, sendo cada um analisado e categorizado de acordo com o nível de compreensão deles em relação aos protozoários, sendo essa classificação adaptada dos trabalhos de Bahar et al., (2008), Köse (2008), Iachel et al. (2008) e Medeiros (2012). Foram programadas três atividades práticas (Quadro 1) previamente elaboradas para serem desenvolvidas com os alunos do ensino fundamental de duas escolas públicas da região de estudo. 44 Quadro 1. Ordem das atividades desenvolvidas na oficina 1. Oficina de microscopia com verificação da ocorrência de protozoários e microalgas da água do Rio Pium; 2. Elaboração de modelos representativos de protozoários com massa de modelar a partir de pranchas didáticas e jogos didáticos; 3. Exposição interativa sobre protozoários e qualidade de água. Essas atividades foram realizadas buscando-se desenvolver, nos alunos, competências sobre a ocorrência e importância de microrganismos nos ambientes aquáticos, principalmente de protozoários de vida livre. Durante as atividades foram utilizados vários materiais de laboratório como microscópios, lâminas, lamínulas e pissetas; materiais para elaboração de modelos didáticos (massa de modelar e palitos modeladores) e amostras de água do ambiente aquático de interesse, o Rio Pium. Resultados e Discussão Foram respondidos 88 questionários, abrangendo alunos do 5º, 6º, 7º e 9º anos do ensino fundamental. A idade do público participante variou entre 10 e 17 anos, sendo 49 do sexo masculino (55,68%) e 39 do feminino (44,32%). Mais da metade dos alunos (56,81%) residem em Pium e redondezas. A análise dos questionários foi realizada a partir dos eixos temáticos pré-estabelecidos. Eixo temático 1: Conhecimentos e relações dos alunos com o rio A primeira questão deste eixo tinha por objetivo observar o que os alunos conheciam sobre os possíveis usos da água do Rio Pium. Mais de uma alternativa poderia ser assinalada nessa questão, e as opções de resposta eram: "consumo humano", "lazer e/ou turismo", "pesca", "despejo de esgoto" e "outros". Caso marcassem a alternativa "outros", os discentes poderiam especificar outras atividades em um espaço aberto. Os participantes mostraram-se cientes da multifuncionalidade desempenhada pelo rio, sendo assinaladas diversas práticas que se mostram relativamente equalizadas na distribuição de opiniões (Figura 2). Os participantes que assinalaram a alternativa "outras" citaram a deposição de lixo às margens do rio como outra atividade muito praticada. 45 Figura 2. Principais usos da água do Rio Pium indicados pelos alunos. As questões 3 e 4, respectivamente, perguntavam se os alunos tomam banho no rio e se já beberam de sua água. A grande maioria (70%) afirmou tomar banho no rio, revelando, então, uma relação bastante direta e expressiva com esse ambiente. Por outro lado, 98% deles afirmaram não beber da água do rio. Isso demonstra que apesar de perceberem que a água do rio não tem qualidade adequada para tal, os alunos a utilizam para outras finalidades, como pesca e banho. Ressalte-se, no entanto, que há sempre uma ingestão de água espontânea durante as práticas de contato primário como a balneabilidade. Além disso, o contato secundário ocorre numa situação acidental ou esporádica, onde se tem uma pequena possibilidade de ingerir água, como, por exemplo, na pesca e navegação (MEDEIROS, 2009). A questão 5 referia-se à produção de lixo ou esgoto pelos próprios alunos, dos quais 27% responderam que “não produziam esgoto”. 19% deles marcaram a alternativa “nunca pensei nisso” (Figura 3). Menos da metade deles tinha a consciência de que produziam esgoto. 46 Figura 3. Porcentagem referente á pergunta: “você acha que produz lixo ou esgoto”? Quando questionados se contribuíam para contaminação do rio, a maioria (52%) respondeu “não”. Em estudo desenvolvido por Medeiros (2012), houve resultado semelhante, no qual 50,83% e 53% dos alunos afirmaram, respectivamente, produzir lixo ou esgoto e contribuir para a contaminação dos recursos hídricos da região onde habitam. Sodré-Neto e Araújo (2008), trabalhando com professores da rede pública, constataram, também, que 59,4% afirmou contribuir para a contaminação da água, demonstrando que mesmo professores têm dúvidas sobre se contribuem com a contaminação dos corpos aquáticos. Isso preocupa porque, ao não compreendermos a ação antrópica sobre os ecossistemas aquáticos de maneira consciente, tornamo-nos menos sensíveis à necessidade de sua defesa e proteção. Eixo temático 2: Doenças de veiculação hídrica Neste eixo foi abordada a possibilidade da ocorrência de doenças ligadas ao Rio Pium, já que é muito usado para atividades de contato primário como as práticas de balneabilidade e contato secundário, como a pesca. Na questão 7, mais da metade dos discentes, 66%, acham que podem adquirir alguma doença se tomarem banho nesse rio (Figura 4), assim como também 68% deles acreditam, como apresentado na questão 8, que podem ficar doentes se ingerirem água contaminada por lixo ou esgoto. 47 Figura 4. Percentual de alunos que acham que podem adquirir alguma doença se tomar banho do rio. Apesar de reconhecerem que a água do rio pode representar uma ameaça às condições de saúde, a falta de informação os leva a utilizar a água para banho mesmo assim. Existe, de forma geral, uma aparente ausência de debates sobre esse tema, que indica também uma falta de sensibilização e interesse pelas questões ambientais, reforçando a necessidade de maior ênfase no desenvolvimento de ações voltadas para o conhecimento dos recursos hídricos da região, no qual o espaço escolar é fundamental nesse processo. Quanto aos tipos de doenças que podem ocorrer caso tomassem banho no rio ou ingerissem água contaminada por lixo ou esgoto, foram citados, além das doenças propriamente ditas, sintomas como “coceira” e “tosse”, além de possíveis agentes causadores como “vírus” e “bactérias”, aspectos igualmente observados por Petrovich & Araújo (2009) e Medeiros (2012) ao estudarem as concepções de alunos da rede pública sobre os usos e a qualidade da água na região semiárida do Rio Grande do Norte. Os sintomas são mais fáceis de serem citados, ao invés da doença, pois são manifestações físicas de alterações metabólicas e das sensações do indivíduo, fazendo com que sejam confundidos com as doenças. Dentre as doenças, foram citadas: “micose de pele”, “barriga d’água”, “dengue”, “diarréia”, “febre amarela” e “gripe”. Identificou-se uma confusão quanto à associação de doenças que não são transmitidas direta ou indiretamente pela água, como a “gripe” ou “febre amarela”. A micose de pele foi a doença mais citada (44,82%), provavelmente devido à mais clara exposição de suas manifestações físicas, características da doença. 48 Apesar de reconhecerem que podem adquirir alguma doença ao tomar banho no rio, apenas 13% dos alunos afirmaram já ter tido alguma doença relacionada com o consumo de água contaminada e 25% não souberam responder. Resultado similar também foi encontrado no trabalho de Petrovich e Araújo (2009). Santos et al. (2008) ressaltam que, como a maioria das doenças de veiculação hídrica é causada por microrganismos, e não sendo estes facilmente visualizados e identificados pela população, a percepção de que certas doenças possam estar associadas ao consumo de água torna-se muito prejudicada nesse aspecto. Diante disso, é indispensável que temas relacionados às doenças de veiculação hídrica sejam melhor trabalhados nas escolas, principalmente na Região Nordeste, onde estas doenças ainda alcançam índices bastante altos quando comparada a outras regiões do Brasil (SELI & ABICALIL, 1999). Faz-se necessária uma maior ênfase no estudo dos microrganismos causadores e nas formas de contágio, remetendo-se, consequentemente, aos meios de prevenção dessas doenças. Eixo temático 3: Concepções sobre protozoários Este eixo teve como objetivo identificar as concepções dos alunos com relação aos protozoários de vida livre, que ainda são pouco aprofundados quanto às suas características morfológicas e ecológicas. Foram selecionadas seis questões que melhor representam as ideias principais deste eixo (Quadro 2). Quadro 2. Principais questões referentes ao tema protozoários de vida livre. Já ouviu falar na palavra “protozoário”? Saberia dizer onde vivem os protozoários? Todos os protozoários causam doença? Podemos ver os protozoários a olho nu? Acha que há protozoários na água do(s) rio(s) da sua cidade? Em caso de achar que existem protozoários no rio de sua cidade, isso quer dizer que a água é de má qualidade? Quando questionados se já ouviram a respeito da palavra “protozoário”, quase 60% responderam afirmativamente. Quanto ao habitat, 43,18% afirmou que os protozoários vivem apenas em ambientes aquáticos e 19,31% respondeu que estes organismos são encontrados tanto na água como no solo e dentro de outros animais. No mesmo contexto, foi questionado se achavam que haviam protozoários no rio, no qual 67% dos alunos respoderam “sim” (Figura 5). A grande associação desses organismos à 49 água provavelmente foi decorrente do tema principal do trabalho explicitamente relacionado ao rio. Logo, o conhecimento prévio quanto ao termo existe, mas a discussão quanto à classificação, morfologia e função desses microrganismos no ambiente aquático é deficiente. Caron (2009) enfatiza que os protozoários são negligenciados quanto às suas características mais gerais quando comparados a outros grupos microscópicos, tornando-os, dessa maneira, menos conhecidos, o que gera dificuldades em compreender vários aspectos referentes à sua ecologia, como, por exemplo, seus possíveis habitats. Figura 5. Percentual de alunos que acha que há protozoários no rio. A patogenicidade dos protozoários foi um ponto crucial referente às concepções dos alunos sobre esses organismos. Quando questionados se todos os protozoários causavam doenças, quase metade dos alunos responderam positivamente e somados aos que responderam “não sei”, têm-se 86% (Figura 6) que não compreendem que os protozoários têm importantes funções ecológicas nos diversos ecossistemas contribuindo de maneira fubdamental para o seu equilíbrio. No entanto, o número global de espécies conhecidas de protozoários capazes de causar doenças é mínimo. Essa implicação equivocada sobre os protozoários é expandida à maioria dos microrganismos, que são frequentemente conotados de forma negativa e relacionados, na esmagadora maioria das vezes, com o aparecimento de doenças (MAFRA & LIMA, 2007). Isso ocorre possivelmente devido ao enfoque dado pelos livros didáticos aos representantes patogênicos das comunidades microbiológicas em geral. Sendo também 50 reforçado pelos professores, que não problematizam o tema e acabam estabelecendo uma concepção empirista e incompleta a respeito dos desses organismos. Figura 6. Respostas dos alunos à pergunta: “todos os protozoários causam doença?” Os alunos foram solicitados a relacionar os protozoários e a qualidade de água. Destes, 25% disseram que os protozoários influenciam de maneira negativa a qualidade e outros 25% não sabem se tal relação existe (Figura 7). Figura 7. Em caso de achar que existem protozoários no rio, isso quer dizer que a água é de má qualidade? Ocorre aqui uma incoerência, se compararmos esta com a questão 14, para a qual a maioria afirmou que todos os protozoários causam doença, revelando, 51 novamente, uma deficiência dos alunos quanto ao conhecimento dos benefícios ecológicos desempenhados por este grupo nos ambientes aquáticos. Cerca de 60% dos alunos afirmaram que os protozoários não poderiam ser vistos a olho nu, revelando um conhecimento relativo, a respeito da dimensão microbiana desses organismos, pelos alunos. No entanto, o tópico referente ao tamanho dos protozoários é bastante tênue, pois existe, ainda, uma tendência equivocada, mesmo entre os pesquisadores, de associar as palavras “micróbio" e "microrganismo" exclusivamente a bactérias (CARON, 2009). Dessa maneira, são necessárias iniciativas mais efetivas sobre o ensino dos protozoários aquáticos e que complementem ou funcionem como alternativas às práticas tradicionais de ensino, e que podem tornar-se regulares e serem desenvolvidas de variadas maneiras, como por meio de oficinas. Os desenhos As ilustrações dos alunos foram classificadas em quatro categorias: desenhos ausentes ou não representativos, desenhos com erros conceituais, desenhos com representações parciais e desenhos com concepções alternativas. Os critérios de classificação das categorias são descritas no quadro 3. Quadro 3. Descrição das categorias dos desenhos sobre protozoários Desenhos em branco ou com elementos não possíveis de Desenhos ausentes ou identificação. Também estão presentes nesta categoria desenhos que não possuem relação com os protozoários ou não representativos que fogem do contexto do que se pede. Predominam (a) elementos de paisagem (Figura 9a, b). Nesta categoria os alunos atribuem o conceito de Desenhos com protozoários a outros organismos como anelídeos e insetos erros conceituais (Figuras 10a, b). (b) Os desenhos aqui representados demonstram um entendimento parcial sobre os protozoários. Incluem Desenhos com representações parciais desenhos com elementos estruturais dos protozoários como flagelo, cílios e pseudópodes (Figuras 11a, b, c). (c) Desenhos que assemelham à morfologia dos protozoários, mas também com estruturas inexistentes nestes organismos Desenhos com concepções alternativas (olhos e boca) e/ou associados exclusivamente à poluição e doenças (Figuras 11a, b). (d) 52 A maioria dos alunos (44%) fez desenhos que foram incluídos na categoria “b” (erros conceituais), os quais representaram os protozoários como insetos, minhocas e peixes. 27% apresentaram figuras confusas ou que fugiam do contexto do que era requisitado. Apenas 13% fizeram desenhos que tinham uma aproximação muito grande acerca da morfologia dos protozoários, com estruturas facilmente identificáveis como flagelos, cílios e pseudópodes, inclusive alguns apresentavam estruturas internas simples. Cerca de 16% dos alunos desenharam organismos com algumas características de protozoários, mas que possuíam semblante humano, também associando-os a agentes poluidores e causadores de doenças (Figura 8). Figura 8. Categorias dos desenhos dos alunos. O somatório das categorias “a”, “b” e “d” demonstra que 87% dos alunos possuem alguma restrição sobre o conhecimento dos protozoários. Medeiros (2012) também encontrou resultado semelhante, em que mais de 60% dos professores e alunos da rede pública que participaram do estudo também tiveram dificuldades em representar protozoários. Apesar das variadas vantagens na aplicação de desenhos para averiguar se existem concepções alternativas, a limitação pessoal na habilidade de desenhar de cada aluno pode influenciar bastante nos resultados, pois eles podem deixar de desenhar ou por não saberem expressar esse conhecimento ou por sentirem-se desestimulados a tentar (PROKOP & FANČOVIČOVÁ, 2006; BAHAR et al., 2008). 53 B A Figura 9. Exemplos da categoria “Desenhos ausentes ou não representativos” B A Figura 10. Exemplos da categoria “Desenhos com erros conceituais” A B C Figura 11. Exemplos da categoria “Desenhos com representações parciais” A B Figura 12. Exemplos da categoria “Desenhos com concepções alternativas” 54 Grande parte dos desenhos inseridos na categoria “b” eram minhocas (83,33%). Os outros 16,67% desenharam organismos semelhantes a insetos, peixes e girinos. Em estudo realizado por Karadon e Sahin (2010), quando perguntado aos alunos a respeito do que entendiam sobre o conceito de microrganismos, mais da metade associou a sujeira, poluente e nocivo. Neste trabalho, os participantes também fizeram essa associação ao desenharem “protozoários” como minhocas, por serem animais subterrâneos e facilmente associados à sujeira, também sendo associados à doença. Ao estudarem as concepções de alunos e professores sobre insetos, Passos et al. (2011) observaram que houve o predomínio de uma visão negativa por parte dos alunos em relação aos insetos, em que a maioria os considerou prejudiciais. Ainda segundo esses autores, os insetos são frequentemente associados a sentimentos negativos e reações de nojo e/ou medo, enquanto outros geram preocupações como aqueles considerados pragas e vetores de doença. Os desenhos da categoria “d” podem ter sido feitos usando concepções baseadas em experiências anteriores para explicar o desconhecido, criando conceitos novos, mas imprecisos, semelhante ao trabalho de Jones e Rua (2006) sobre a concepção de alunos acerca de microrganismos. Além da subjetividade, uma das razões que os alunos apresentam concepções alternativas é exatamente por meio das concepções que os próprios professores possuem (YIP, 1998). As informações sobre os microrganismos, neste caso, os protozoários, devem ser trabalhadas de forma mais concreta, por meio de técnicas educacionais variadas, como modelos e jogos didáticos e apresentações multimídia. É muito mais difícil, para eles, aprender sem ver, fazer e experimentar. Deve ser considerada a rica disponibilidade ambiental para o estudo de protozoários aquáticos da região, possibilitando aos professores tirar vantagem desse cenário, ao desenvolverem aulas de campo motivadoras e que os aproximem do mundo microbiológico real. As oficinas Após a análise dos questionários, organizaram-se oficinas com o intuito de minimizar as concepções alternativas identificadas através da divulgação de conhecimentos mais amplos sobre os protozoários e doenças de veiculação hídrica. Foram realizadas duas oficinas, uma para cada escola onde foi realizada esta pesquisa. 55 Na primeira escola, participaram 16 alunos, enquanto que na segunda foram 17, totalizando 33 alunos do 5ª ao 9 ª ano. A primeira parte das oficinas consistiu numa breve apresentação sobre microscopia, suas funcionalidades, origem e evolução. Os discentes tiveram acesso a dois microscópios para que pudessem compreender na prática o funcionamento desse equipamento. Nesta ocasião, fios de cabelo dos alunos foram colocados no equipamento, para que eles tivessem uma noção real do poder de aumento das lentes. Posteriormente, amostras de água do Rio Pium (previamente coletadas e filtradas com redes de plâncton) foram observadas, possibilitando a visualização de protozoários e de microalgas. A segunda parte foi destinada para o exercício de atividades lúdicas, consistindo na construção de modelos didáticos de massa de modelar a partir de pranchas com imagens de protozoários de vida livre presentes no Rio Pium (Anexo 2), e a aplicação de jogos didáticos referentes a doenças de veiculação hídrica. Os alunos foram divididos em grupos, e cada um deles recebeu um conjunto que continha as fotos dos protozoários, uma caixa de massa de modelar e palitos de madeira, para ajudar na confecção dos modelos. Ao final da atividade, como forma de motivação e animação, os próprios alunos elegeram os modelos (Figura 13) considerados mais fiéis aos organismos originais, levando em consideração apenas seus aspectos morfológicos. Atividades dessa natureza são bastante importantes para o conhecimento e assimilação das formas observadas (SODRÉ-NETO & ARAÚJO, 2008). Para ALMEIDA et al. (2004) esse tipo de atividade realça o grande valor da observação através da análise e síntese de informações, promovendo uma maior organização e registro de informações. A B Figura 13. Modelos de protozoários do Rio Pium elaboradas pelos alunos durante as oficinas 56 Em seguida, ainda com os mesmos grupos, houve a aplicação de jogos didáticos previamente elaborados e relacionados, principalmente, com doenças de veiculação hídrica. Os jogos objetivam familiarizar os participantes com as principais doenças de veiculação hídrica, estimulando-os a buscar modos de prevenir a ocorrência da doença e sensibilizar a população para seus riscos e tratamentos. Os alunos brincaram com dois tipos de “Jogo da Memória” desenvolvidos por Silveira (2010), em que o participante deveria identificar e conhecer os principais vetores e agentes causadores de cada doença, para, então, relacionar com as outras características das doenças. No primeiro tipo, as cartas apresentam apenas as figuras dos agentes infecciosos e transmissores de cada uma das doenças, enquanto que no segundo, as cartas apresentam apenas a forma de transmissão e o nome da doença. Vencia o jogo quem, ao final da partida, conseguia o maior número de pares de cartas das doenças. Macagnan e Nascimento (2006) destacam o exercício de atividades lúdicas dessa natureza como essenciais no processo de ensino-aprendizagem. Como forma de consolidar os conhecimentos trabalhados durante as etapas anteriores, a última etapa da oficina consistiu na contextualização geral da importância social e econômica dos ambientes aquáticos para a região, principalmente do Rio Pium, enfatizando a necessidade de práticas produtivas tanto para conservação quanto para a divulgação das mesmas. Na ocasião, foram apresentados tanto os equipamentos quanto o processo de coleta de água para visualização dos protozoários de vida livre em microscópio, havendo também exibição de vídeos e imagens desses microrganismos, mostrando diferentes formas e comportamentos e explicando um pouco de sua ecologia naquele ambiente. Conclusões O conhecimento a respeito dos protozoários de vida livre ainda é muito superficial, existindo concepções alternativas diversas e conceitos equivocados nos aspectos mais simples que fazem parte do tema. Por meio dos desenhos foi possível identificar concepções que associam protozoários a outros organismos que, ainda assim, remetem a doenças, sendo que os protozoários de vida livre são numericamente superiores aos protozoários patogênicos. No entanto, não houve nenhuma ilustração que remetesse aos aspectos positivos desses microrganismos, principalmente, no ambiente aquático. 57 As oficinas serviram como tentativa de minimizar as deficiências e dificuldades dos alunos sobre os protozoários, além de esclarecer que são poucos os representantes desse grupo ameaçam à saúde humana, sendo eles, ao contrário, bastante importantes ecologicamente. Os resultados alcançados neste estudo sugerem a necessidade de mais trabalhos desse tipo, que intervenham por meio de oficinas com atividades práticas contextualizadas à região onde forem aplicadas, promovendo uma maior interação com os participantes, a fim de despertar um senso crítico para preservação e manejo adequado dos recursos hídricos e de um conhecimento mais profundo a cerca dos protozoários de vida livre. Referências ALMEIDA, L. R. F.; BICUDO, L. R.; BORGES, G. L. A. Educação ambiental em praça pública: relato de experiência em oficinas pedagógicas. Ciência e Educação, v. 10, n.1, p. 121-132, 2004. DIKMENLI, M. & CARDAK, O. A study on misconceptions in the 9th grade high school biology textbooks. Eurasian Journal of Educational Research, v. 17, p. 130141., 2004. ALMEIDA, M. T. & KURTZ-SANTOS, A. C. 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O presente trabalho estudou a taxonomia e ecologia de protozoários e mostrou ser apenas um meio entre vários de se abordar temas relacionados à sustentabilidade ecossistêmica, principalmente em regiões onde os impactos antrópicos relacionados aos recursos hídricos são bastante intensos. Assim, observou-se que o desenvolvimento de oficinas didáticas, relacionando a qualidade e importância da água com os protozoários de vida livre, foi essencial ao levar em consideração o contexto socioeconômico e cultural da região, principalmente nas redondezas do Rio Pium. O ambiente escolar é fundamental no desenvolvimento de projetos contextualizados à realidade ambiental devem ser mais recorrentes, pois podem proporcionar atividades mais interativas e envolventes com os alunos sobre a preservação dos recursos hídricos e do conhecimento e importância da biodiversidade de microrganismos nos ecossistemas aquáticos. 61 ANEXOS ANEXO 1 62 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE BIOCIÊNCIAS Caros professores e alunos, Viemos, respeitosamente, solicitar a sua participação na pesquisa que estamos realizando com tema: “Protozoários de vida livre em dois trechos da Bacia Hidrográfica do Rio Pirangi (RN): relações com a educação em ciências e preservação”, por meio da orientação da Professora Magnólia Fernandes Florêncio de Araújo. O estudo tem como objetivo principal a investigação do conhecimento sobre protozoários de vida livre de ambientes aquáticos e percepção da qualidade da água em regiões na rede pública do Vale do Pium, distrito de do Município de Parnamirim (RN). Gostaríamos de pedir a sua colaboração ao preencher o presente questionário, que será utilizado somente para fins acadêmicos. Sua identificação é necessária apenas para o termo de consentimento abaixo; seu nome não será usado em momento algum durante o desenvolvimento do projeto. Gratos pela sua participação, Profª Drª Magnólia Fernandes Florêncio de Araújo Responsável pela pesquisa Wellington Sena Lobato Júnior ([email protected]) Aluno da Pós-Graduação Regional de Desenvolvimento e Meio Ambiente - UFRN Eu, ___________________________________________ dou consentimento à utilização dos dados aqui informados estritamente para fins de pesquisa acadêmica. DADOS PESSOAIS: IDADE: __________________ SEXO: ( ) FEMININO ( ) MASCULINO CIDADE EM QUE NASCEU: _______________________ CIDADE EM QUE MORA ATUALMENTE: _____________________ HÁ QUANTO TEMPO MORA NA CIDADE: ______________________ Para os professores: FORMAÇÃO ACADÊMICA:__________________________ DISCIPLINA(S) QUE LECIONA: ____________________________ SÉRIES PARA AS QUAIS LECIONA: __________________________ HÁ QUANTO TEMPO EXERCE A PROFISSÃO:__________________ Para os alunos: SÉRIE OU CURSO: _____________________________ PERÍODO QUE ESTÁ CURSANDO:_____________________________ 63 QUESTIONÁRIO 1. Desenhe, de acordo com a sua compreensão, neste momento, um protozoário. 2. A água do (s) rio (s) da sua cidade é utilizada para (Pode marcar mais de uma opção): ( ) consumo humano ( ) lazer e/ou turismo ( ) pesca ( ) despejo de esgotos ( ) Outras:_________________________________ 3. Toma ou já tomou banho no(s) rio(s) da sua cidade? ( ) sim ( ) não ( ) não lembro 4. Utiliza a água do(s) rio(s) de sua cidade para beber? ( ) sim ( ) não 5. Você acha que produz lixo ou esgoto? ( ) sim ( ) não ( ) não sei ( ) nunca pensei nisso 6. Você acha que contribui com a contaminação da água do rio(s) de sua cidade? ( ) sim ( ) não ( ) não sei ( ) nunca pensei nisso 7. Se você tomar banho no(s) rio(s) de sua cidade, acha que pode adquirir uma doença? ( ) sim ( ) não ( ) não sei Poderia citar exemplos, em caso positivo? ________________________________ 8. Acha que pode adquirir doenças ingerindo águas contaminadas por lixo/esgoto? ( ) sim ( ) não ( ) não sei Se sim, quais as doenças? Exemplifique: __________________________________ 64 9. Já teve ou conhece alguém que adquiriu alguma doença relacionada com o consumo de água contaminada? ( ) sim ( ) não ( ) não sei ( ) quais: ____________________________ 10. O que são amebas? ( ) protozoários ( ) bactérias ( ) outra coisa ( ) vírus ( ) não sei 11. Quais dos organismos a seguir você acha que existem no(s) rio(s) de sua cidade? ( ) protozoários ( ) bactérias ( ) algas ( ) todos esses ( ) nenhum desses ( ) não sei 12. Já ouviu falar a palavra “protozoário”? ( ) sim ( ) não ( ) não lembro 13. Saberia dizer onde vivem os protozoários? Não ( ) Sim ( ) ( ) água ( ) solo ( ) dentro de outros animais ( ) em todos esses lugares 14. Todos os protozoários causam doença? ( ) sim ( ) não ( ) não sei 15. Acha que há protozoários na água do(s) rio(s) da sua cidade? ( ) sim ( ) não ( ) não sei 16. Em caso de achar que existem Protozoários no(s) rio(s) de sua cidade, isso quer dizer que a água é de má qualidade? ( ) sim ( ) não ( ) depende do protozoário ( ) não sei 17. Podemos ver os protozoários a olho nu? ( ) sim ( ) não ( ) não sei 18. Você já percebeu, em livros de biologia ou de ciências, se havia algum exemplo de protozoário que não causa doença? ( ) sim ( ) não ( ) não lembro 19. Amebas causam doença? ( ) sim ( ) não ( ) algumas ( ) não sei 20. Já ouviu falar em protozoários ciliados e/ou flagelados? ( ) sim ( ) não ( ) não lembro ANEXO 2 65 Alguns protozoários encontrados no Rio Pium (Parnamirim/RN) PROTOZOÁRIOS CILIADOS Stentor coeruleus AUTOR: Wellington S. Lobato Jr. Cohnilembus sp. AUTOR: Wellington S. Lobato Jr. Vorticella sp. AUTOR: Wellington S. Lobato Jr. Uroleptus sp. FONTE: http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB2/PCD1764/htmls/82.html Aspidisca cicada FONTE: http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB2/PCD1763/htmls/27.html Cinetochilum margaritaceum FONTE: http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB2/PCD1606/htmls/13.html Euplotes woodruffi AUTOR: Wellington S. Lobato Jr. Paramecium multimicronucleatum AUTOR: Wellington S. Lobato Jr. PROTOZOÁRIOS FLAGELADOS Entosiphon sulcatum FONTE: http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB2/PCD1606/htmls/45.html Peranema trichophorum FONTE: http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB/PCD0845/htmls/11.html Phacus torta AUTOR: Wellington S. Lobato Jr. 66 Anisonema acinus FONTE: http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB7/PCD0005/htmls/82.html Euglena spirogyra FONTE: http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB4/PCD3209/htmls/27.html PROTOZOÁRIOS AMEBÓIDES Amoeba proteus FONTE: http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB/PCD0605/htmls/12.html Arcella sp. AUTOR: Wellington S. Lobato Jr. Actinosphaerium sp. AUTOR: Wellington S. Lobato Jr. Amoeba radiosa AUTOR: Wellington S. Lobato Jr. Trinema enchelys AUTOR: Wellington S. Lobato Jr. Difflugia pristis AUTOR: Wellington S. Lobato Jr. 67