elaboração de material didático de embriologia utilizando embriões

ELABORAÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICO DE EMBRIOLOGIA UTILIZANDO EMBRIÕES
DE GALINHA
Development of Teaching Materials Embryology using Chicken Embryos- Educação
Básica e Formação de Professores
Rosimeri Sabim Batista; Acir Franco; Selene Elifio Esposito; Luciana de Fátima Chaves
Zischler.
Pontifícia Universidade Católica do Paraná
EDUCAÇÃO BÁSICA E FORMAÇÃO DE PROFESSORES
RESUMO
O presente artigo visa apresentar materiais didáticos que foram elaborados através do
estudo do desenvolvimento de embriões de galinha, que atualmente vem sendo o modelo in
vivo mais utilizado na embriologia comparada, porque suas fases iniciais de
desenvolvimento são semelhantes com a de humano. Foram adquiridos ovos fertilizados,
que foram incubados, acompanhando dia a dia cada etapa do desenvolvimento embrionário.
Os embriões foram fotografados, filmados, mantidos em álcool 70% e emblocados em
resina, tendo como fim, servir de apoio para a elaboração do material didático, enriquecendo
conhecimentos de alunos do Ensino Médio. A importância deste material didático é
complementar o aprendizado do aluno em sala de aula, mostrando uma linguagem
diferenciada, inovando a prática de ensino, incorporando dinamismo as aulas, agregando
prazer e cativando interesse por parte dos alunos em relação ao Estudo da Embriologia
comparada permitindo ao aluno visualizar e compreender os fenômenos evolutivos.
Palavras-chave: Ensino. Material Didático. Pesquisa. Embriologia Comparada. Ovos.
1 INTRODUÇÃO
Por definição, a Embriologia é a ciência que estuda o embrião, sua evolução a partir
da fase unicelular, crescimento e diferenciação, abrangendo o período da vida que se inicia
no ovo seguindo até o nascimento ou eclosão. (Garcia & Fernández, 2012).
Na embriologia comparada, embriões de aves vêm sendo o modelo in vivo mais
utilizado para estudos. Seu desenvolvimento inicial é semelhante ao dos mamíferos, tanto
na complexidade como no curso geral do desenvolvimento embrionário, pois é fácil
acompanhar e manipular seu desenvolvimento, bastando manter o ovo recém-eclodido em
uma incubadora à temperatura do corpo do animal de 38 °C. Além disso, é possível realizar
montagens totais dos diferentes estágios do seu desenvolvimento, facilitando o processo por
de estudo (Machado, 2006 Mello, 1989; Wolpert, 2008).
O desenvolvimento em galinhas é citado como estágios de evolução, enquanto de
humanos é dito como semanas de desenvolvimento. Nas aves, a fêmea é heterozigótica
(ZW), enquanto que no humano é o macho (XY) (Garcia & Fernandez, 2012). Abaixo, em
tabela, seguem os principais estágios iniciais em comparação entre ambas as espécies
(Dumm, 2006; Garcia & Fernandez, 2012; Hamburguer & Hamilton, 1951; Langman, 2005;
Larsen, 2010; Wolpert, 2008).
Galinha
Tempo de
Desenvolvimento
3 horas após a
fertilização
20 horas após a 1ª
Clivagem
45 horas após a 1ª
Clivagem
4 horas após a 3ª
Clivagem
6 a 7 horas de
incubação
5 a 6 horas pósincubação
Em torno de 18
horas
Homem
Evento Biológico
Clivagem –
Meroblástica
Discoidal- Ocorre no
Istmo.
2ª Divisão (Sulcos
de Segmentação
cruzam em ângulo
reto).
Inicia-se a
3ª Segmentação.
O ovo deixa o Istmo
e segue para o
útero.
Inicio da
Gastrulação.
Formação da linha
primitiva.
Ectoderme acima da
Notocorda é
induzida a formar
Tempo de
Desenvolvimento
Evento Biológico
Cerca de 30 horas
pós-fecundação
Clivagem
Holoblástica
Rotacional- Ocorre
nas Tubas Uterinas.
40 horas após a 1ª
Clivagem
2ª Divisão (4
Blastômeros
iguais).
3 dias
Embrião formado
por 6 a 12 células.
Cerca de 4 dias
15/16 dias pósfecundação
Entre 14 a 15 dias
14 dias
1
Embrião de 16 a 32
células (Mórula)
chega até o útero.
Inicio da
Gastrulação.
Linha primitiva
começa se formar.
Embrião com a
forma de um Disco
Bilaminar,
Tubo Neural.
22 horas de
incubação
Pós 20 horas de
incubação
33 a 34 horas
21 dias pósincubação
Notocorda induz a
ectoderme Neural, a
formar pregas e
placas neurais.
Inicia- se a
Neurulação
1 par de somito
aparece a cada
hora.
Aparecimento dos
anexos
embrionários;
Âmnio, Vesícula
Vitelínica, Alantóide,
Membrana
Corioalantóica
(CAM).
Nascimento.
18 dias
Placa Neural se
invagina formando
Sulco Neural
19 a 21 dias
Desenvolvimento
dos somitos e
celoma intra
embrionário.
A partir da 2ª
semana
.
Estruturas
extraembrionárias:
Âmnio, Saco
Vitelínico, Saco
Coriônico.
38 a 40ª semana
pós-fecundação.
Nascimento.
No embrião de galinha, as trocas gasosas ocorrem na membrana corioalantóica
(CAM), formada pelas camadas ectodérmica e endodérmica. A CAM é formada pela fusão
do Córion com o Alantóide, sofrendo intensa vascularização entre o 4º e o 8° dia do
desenvolvimento embrionário de galinha (Dias et al. 2002). Capilares e veias são
encontradas na CAM, que em contato direto com a casca, auxilia nas trocas gasosas, e
transporta sódio e cálcio da casca do ovo para o embrião, essencial na formação óssea
(Valdes et al, 2001). Atualmente ela tem sido muito utilizada no estudo da Biologia Tumoral,
como modelo de angiogênese e transplante de tecidos (West et al., 2001)
No ensino de embriologia, verifica-se que os alunos apresentam dificuldades na
compreensão deste tema, que em combinação com a realidade das escolas públicas
representada muitas vezes por falta de recursos didáticos, bibliotecas desatualizadas, falta
de capacitação dos professores, agravam ainda mais a construção de conhecimentos da
disciplina (Casas et al., 2010; Fernandes, 1998). Por isso o livro didático se torna muitas
vezes o recurso principal disponível para o ensino. O livro didático responde positivamente
aos currículos escolares e vem sendo cada vez mais utilizado dentro da prática de ensino
2
brasileira. (Lajolo, 1996). Novas formas de conhecimentos também podem ser relevantes
para a compreensão da embriologia, como o uso de tecnologias de informação, que também
formam fontes de comunicação entre o aluno e professor (PCN, 1999). A intensificação do
uso de computadores torna-se necessário para evidenciar as possibilidades de influência da
cultura impressa e expositiva na escola e da cultura digital (Krasilchilk, 2004).
As aulas práticas, além de desenvolverem os conhecimentos científicos, permitem
que os estudantes aprendam a abordar objetivamente o seu mundo e desenvolver soluções
para problemas complexos (Carvalho et al.,2010). Habilidades práticas e técnicas de
laboratório é um objetivo que deve ser almejado nas salas de aula (Borges, 2002).
Detectando essa necessidade faz se necessário quebrar o tradicionalismo em sala
de aula, utilizando para tal, métodos didáticos que levem o aluno a reflexão crítica.
Ressaltando a importância de o professor buscar novas fontes de conhecimento e pesquisa,
utilizando recursos tecnológicos como o uso do computador associados com meios de
comunicação, a internet, materiais para aulas práticas, e um paradidático que venha a
complementar o uso do livro didático, nesse caso, o guia auxiliar para aulas práticas. Na
ausência de recursos destinados ao uso de laboratórios assim como a falta de investimento
nas Instituições Publicas, este material didático se torna ainda mais viável e de vital
utilização, já que dispõem junto dele blocos em resina dos embriões e seu desenvolvimento,
tal qual atividades práticas que estimulam o aprendizado, assim como um CD-ROM que
disponibiliza em formato de apresentação o tema, complementando assim o estudo dos
alunos, conciliando agregação de informação e um baixo custo de investimento.
Nas instituições de ensino superior, os alunos iniciam sua trajetória da licenciatura
com formação básica para sala de aula, bem como nas disciplinas de Embriologia
comparada, os alunos adquirem conhecimentos específicos para ministrar aulas do tema.
A centralidade do professor é colocada também nas universidades porque novos
desafios existem quando estas se responsabilizam pela sua formação profissional, de
acordo com diferentes modelos, processos e práticas (Pacheco, 2003). O ensino superior
3
tornou-se indispensável para a formação de professores, e nos dias auaís vem adotando
práticas inovadoras atendendo as necessidades educativas atuais.
2 MATERIAIS E MÉTODOS
As etapas experimentais propostas foram submetidas ao Comitê de Ética no uso de
animais (CEUA - PUCPR) e foram avaliadas com parecer favorável nº 603 em 12 de maio
de 2011.
2.1 INCUBAÇÃO
Os ovos de galinha foram adquiridos de produtor local, armazenados em temperatura
ambiente e protegidos da luz solar ou qualquer outra fonte de calor, para evitar que o ovo
iniciasse seu desenvolvimento, diminuindo erros na precisão do desenvolvimento. Antes de
serem incubados, os ovos foram higienizados com água destilada e levados à chocadeira
em temperatura de 37-38°C. Os primeiros estágios do desenvolvimento embrionário foram
estudados em lâminas permanentes de embriões de galinha, pertencentes ao laminário do
laboratório de Citotécnica da PUC-PR. As lâminas foram observadas e fotografadas sob
microscopia ótica.
Os ovos incubados foram higienizados com álcool 70% e abertos em condições
estéreis no 3º dia de desenvolvimento sob fluxo laminar e os embriões, mantidos em
sistema ex-ovo. Neste sistema transfere-se o conteúdo de cada ovo para uma bandeja de
polipropileno (85 x 85 x 24 mm) com capacidade para 100 ml, coberta com uma placa de
Petri, que é recolocada na incubadora. A partir de então, os embriões foram fotografados e
filmados diariamente, com máquina fotográfica digital 12.1 mega pixel (Sony), até o 11° dia
de desenvolvimento. Também foram observados e fotografados sob lupa os embriões que
foram retirados do saco vitelínico.
2.2 EMBLOCAGEM EM RESINA DE POLIÉSTER
4
Para as emblocagens, utilizaram-se os embriões que foram mantidos em álcool 70%
e que tinham dimensões que permitiam a visualização macroscópica de maneira mais nítida.
Os embriões foram retirados do álcool e os deixados sobre papel filtro, a fim de
remover o excesso de álcool e evitar a formação bolhas na resina.
A Resina de Poliéster foi preparada em um copo de Becker, sob agitação lenta e
suave, de acordo com as instruções do fabricante. Parte da resina líquida foi colocada
previamente em moldes de silicone circulares, de maneira a formar uma primeira camada de
base para a sustentação do embrião. O tempo de secagem varia de 30 a 40 minutos. Cada
embrião foi previamente banhado em resina líquida e então, colocado sobre a base para ser
completamente coberto com resina líquida e evitando-se que qualquer parte da amostra
ficasse exposta ao ar. Nesta etapa, a secagem pode demorar alguns dias.
Depois de seco, o bloco passou para a fase de acabamento, na qual utilizou- se lixas
com gramaturas de 100, 150, 180, 220, 240, 320, 400, 600, 1000 e 1200, nesta ordem.
Depois de lixado, o bloco foi lavado e polido com cera automotiva.
2.3 ELABORAÇÃO DO MATERIAL DIDÁTICO
As imagens e vídeos obtidos foram transferidos para o computador, formatadas com
o uso do programa Photoshop, em seguida armazenadas. Todas as informações foram
cuidadosamente separadas em pastas com referência ao dia de incubação respectivo, pois
posteriormente foram utilizadas na confecção do material didático.
Com toda a etapa do desenvolvimento embrionário concluída, foi montada uma
apostila para aulas práticas de embriologia comparada. Esse material baseou-se em
referências bibliografias, destinados ao Ensino Médio, e nele conteve breve introdução do
que é embriologia, tipos de fecundação, tipos de ovos, anexos embrionários, segmentação
ou clivagem, gastrulação, neurulação. As imagens foram anexadas, e impressas com cor no
material com formato A4, encadernado. Juntamente com o material foi produzido um vídeo
5
direcionado para o estudo de todas as fases do desenvolvimento embrionário de galinha até
o 11º dia e gravado em CD- ROM.
3 RESULTADOS
3.1 RESULTADOS DO ESTUDO DO EMBRIÃO
O estudo do desenvolvimento do embrião de galinha resultou na produção de
fotografias que foram utilizadas na elaboração do material didático, a que se refere à
apostila escrita, onde o professor utilizará em suas aulas práticas de embriologia, e o CD
ROM, em que o aluno poderá usar como recurso didático para o estudo da embriologia. Os
resultados das etapas experimentais expressam-se abaixo com o uso de figuras que
representam o desenvolvimento do embrião da galinha.
Pode-se perceber através da figura 1, o processo de incubação dos ovos.
A
incubadora simula um ambiente confortável, com sistema de rotação, com umidade relativa
entre 50 a 60%, pois o ovo necessita de água para realizar suas trocas gasosas e
temperatura entre 37 a 38º C, simulando o calor que a galinha transfere aos ovos ao chocalos.
Figura 1. Processo de Incubação.
Fonte: A autora, 2012.
6
As figuras 2,3 e 4 se referem ao material histológico, lâminas permanentes de
montagem total do embrião com respectivas etapas de desenvolvimento 20, 23 e 24 horas
de incubação. Como não era possível visualizar a olho nu, as lâminas foram visualizadas em
Microscopia Ótica, com aumento de 40 X. Na montagem total do embrião era visível o
aparecimento da linha primitiva (onde as células do epiblasto convergem e movem- se), Nó
de Hensen (diferenciação da ectoderme, é o processo de neurulação) somitos
(diferenciação metamérica da mesoderme) e a Notocorda (diferenciação da ectoderme geral
em ectoderme neural).
Figura 1. Embrião de galinha com 20 horas.
Aparecimento da linha primitiva, Nó de Hensen e
Pregas Neurais.
Figura 3. Embrião aproximadamente 23 horas.
Somitos bem visíveis.
Fonte: A autora, 2012.
Fonte: A autora, 2012.
Figura 4. Embrião de 24 horas. Notocorda, tubo neural,
celoma, endoderme, mesoderme, e ectoderme visíveis.
7
Fonte: A autora, 2012.
A partir da figura 5, observa-se o embrião de galinha já fora da casca, na bandeja de
polipropileno, tampado com uma placa de petri. No 3º dia (figuras 5 e 6), o embrião
apresenta pouca vascularização, coração com intensa atividade, e seu corpo apresenta
divisões como a cabeça com vesículas encefálicas secundárias e o corpo com brotos dos
membros inferiores e superiores.
Figura 2. Embrião de Galinha Ex Ovo 3º dia.
Foto ilustrando embrião na placa de
polipropileno, coberto com placa de petri.
Figura 6. Embrião 3º dia de desenvolvimento,
ex-ovo. Formação dos primeiros vasos
sanguíneos. Vista em M.E (lupa).
Fonte: A autora, 2012.
Fonte: A autora, 2012.
Em seu 4° dia de desenvolvimento (figuras 7 e 8), completa-se a formação da
membrana corioalantóica (CAM). O embrião apresenta a forma de C, e o ocorre o processo
de formação da boca, fossas nasais já são evidentes.
Figura 3. Embrião de Galinha, ex-ovo, 4º
dia, vista em Microscópio Estereoscópio.
Figura 8. Embrião de Galinha, retirado da
membrana, 4º dia. Vista em Microscópio
Estereoscópio
8
Fonte: A autora, 2012.
Fonte: A autora, 2012.
Nas figuras 9 e 10, o embrião já teve aumento considerável de tamanho, e seu
sistema digestório inicia- se com a formação do proventrículo e moela, o bico e apêndices
inferior e posterior começam a se diferenciar, é seu 5º dia de incubação.
Figura 4. Embrião de Galinha, ex-ovo, 5º
dia, vista em M.E (lupa). Em comparação
ao 4º dia teve aumento no tamanho do
embrião.
Figura 10. Embrião de Galinha, retirado da
membrana, 5º dia incubação. Vista em M.E
(lupa).
Fonte: A autora, 2012.
Fonte: A autora, 2012.
No seu 6º dia de desenvolvimento o bico começa a se projetar, o coração aumenta
de tamanho projetando-se na cavidade torácica e seus apêndices locomotores começam a
apresentar características de aves, podem ser vistos nas figuras 11 e 12.
Figura 11. Embrião de Galinha Ex Ovo 6º
dia. Grande aumento dos vasos
sanguíneos
Figura 52. Embrião de Galinha, 6º dia
incubação. Aparecimento dos brotos asas
e patas. Vista em M.E (lupa).
9
Fonte: A autora, 2012.
Fonte: A autora, 2012.
O coração já está situado na cavidade torácica no 7º dia (figuras 13 e 14),
desenvolvem-se as vísceras e o alantoide cobre por completo a gema.
Figura 13. Embrião de Galinha Ex Ovo 7º dia,
vista em M.E (Lupa).
Figura 14. Embrião de Galinha Ex Ovo 7º dia,
vista em M.E (Lupa). Cabeça mais
desenvolvida que no 6º dia.
Fonte: A autora, 2012.
Fonte: A autora, 2012.
No 8º dia representado pelas figuras 15 e 16, ocorre à formação das primeiras
penugens e o desenvolvimento de asas e pernas são acentuados.
Figura 15. Embrião de Galinha, ex-ovo 8 º
dia na placa de polipropileno.
Figura 16. Embrião de Galinha 8º dia.
Formação das asas e pernas, visíveis na
cartilagem.
10
Fonte: A autora, 2012.
Fonte: A autora, 2012.
A formação da lente ocular do embrião se dá por volta do 9º dia (figuras 17 e 18), e
seu corpo já é característico de aves.
Figura 17. Embrião de Galinha, ex-ovo 9 º dia
na placa de polipropileno.
Figura 18. Embrião de Galinha, ex-ovo 9 º vita
M. ( Lupa).
Fonte: A autora, 2012.
Fonte: A autora, 2012.
No 10º dia o bico começa a endurecer, e os poros da pele onde aparecerão penas
são bem visíveis (figuras 19 e 20).
Figura 19. Embrião de Galinha Ex Ovo 10º dia,
intensa vascularização.
11
Figura 20. Embrião de galinha, 10º dia. Formato
do corpo característico de aves.
Fonte: A autora, 2012.
Fonte: A autora, 2012.
Por fim nas figuras 21 e 22 o embrião chegou ao seu 11° dia de desenvolvimento, e
seu corpo já é coberto por fina penugem e a cabeça já está mais proporcional ao tamanho
do corpo.
Figura 21. Embrião de Galinha Ex Ovo 10º dia,
na placa de polipropileno.
Figura 22. Embrião de galinha sem
anexos embrionários. Aparecimento de
penas.
Fonte: A autora, 2012.
Fonte: A autora, 2012.
3.2 MATERIAIS DIDÁTICOS
Os materiais didáticos compondo a apostila, CD ROM com vídeo e os blocos em
resina, formam os materiais fundamentais deste artigo que foram elaborados a partir do
12
estudo do desenvolvimento do embrião de galinha até o 11º dia de incubação. Seguem em
anexos.
Anexo B: Embriologia de Aves. Guia Didático de Aulas Práticas para o Ensino Médio.
Anexo C: Blocos de Resina com embriões de 4º ao 8º dia de incubação, e do 10º ao
11º dia de incubação.
Anexo D: CD ROOM , um complemento do Guia Didático.
DISCUSSÃO
Segundo autores como Casas (2011) e Fernandes (1998), os alunos do Ensino
Médio visualizam a disciplina de Biologia, como uma disciplina de difícil entendimento, com
nomes latinizados e de difícil memorização, assim tem- se o problema em como atrair a
atenção do aluno e estimular o interesse na participação da aula. Porém cabe ao professor
buscar formas de inovar o ensino e sua prática, devido a isso esta pesquisa trouxe como
resultado a elaboração de recursos didáticos, que o professor venha utilizar em salas do
Ensino Médio, utilizando imagens fotográficas por meio do audiovisual, blocos de resina e o
guia para aulas práticas que são de extrema importância para que o aluno desperte a
curiosidade de aprender embriologia.
Segundo o PCN de 1999, a utilização de vários recursos didáticos remetem em
competências e habilidades do aluno, como um objetivo principal, fazendo com que ele
apresente de forma organizada seu conhecimento que foi construído através de texto,
imagens, esquemas, maquetes, entre outros recursos que o professor deve apresentar. O
CD ROM, pode suprir a carência de certos recursos didáticos, que em associação com o
computador, o aluno terá informações imediatas, estudando em casa, saindo do
tradicionalismo das aulas expositivas. Ao utilizar recursos tecnológicos para aprender, como
o uso do computador e as tecnologias de informação, segundo a autora Krasilchilk, (2004),
isso tudo serve como meio para o professor passar conhecimentos, dispondo de recursos
que permitem maior interação e participação do aluno na hora de produzir conhecimento.
13
Os blocos de resina visam dar uma ênfase, sendo uma amostra real que
representará o embrião, pois em mãos é possível comparar, por exemplo, o embrião de 4º
dia de desenvolvimento com o 8º dia. Esses espécimes fazem parte das aulas práticas que
segundo autores Carvalho (2010) e Borges (2002), as aulas práticas são essenciais para o
aluno, pois é ali que ele tem contato direto com material biológico, que visa incentivar o
envolvimento do aluno com a disciplina.
O livro didático faz referências ao ensino, como sendo um dos únicos recursos
didáticos disponíveis na escola, como cita Lajolo (1996). Partindo desse pressuposto,
conclui- se que os alunos já estão familiarizados com o uso do livro. Devido a isso o guia
didático busca aprofundar a aplicação dos conceitos que o livro didático trata, quando
sugere certas atividades práticas, que o aluno possa desenvolver suas habilidades motoras
e sua criatividade. Vai muito mais além que isso, porque os alunos interagem entre si,
gerando discussões que os levam a buscar respostas, amenizando as dificuldades
apresentadas em compreender a embriologia associando essa disciplina com tantas outras.
14
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