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Como as aves voam

Publicado por 
novaescola
Objetivo(s) 
  • Compreender a origem das aves e como conseguem voar
Conteúdo(s) 
  • Zoologia de vertebrados
  • Evolução e fisiologia
Ano(s) 
Tempo estimado 
Duas aulas
Material necessário 
  • Computadores com acesso à internet e projetor de imagens.
  • Cópias da reportagem "Falcões do bem" (Veja, 30 de maio de 2012)

Este plano de aula está ligado à seguinte reportagem de VEJA:

Desenvolvimento 
1ª etapa 

Descreva uma cena do filme Jurassic Park, o primeiro da série. Nela, o paleontólogo Alan Grant está em um jipe em alta velocidade sendo perseguido por um imenso Tiranossauro e chega a tempo para embarcar em um helicóptero e fugir da ilha Nublar. Na cena final, quando já está a salvo a caminho de casa, ele olha pela janela e ao ver um bando de pelicanos em voo, sorri aliviado. A música tema fecha a cena com os letreiros e o filme termina. Descreva-a mostrando aos alunos que o especialista fica aliviado porque sabe que os dinossauros deixaram herdeiros mais dóceis na terra, como os pássaros.

De fato, há semelhanças fisiológicas entre répteis e aves. O grande zoólogo inglês Thomas Huxley ficou tão impressionado com as semelhanças anatômicas e fisiológicas que chamou as aves de "répteis glorificados".  Conduza uma leitura coletiva da reportagem da revista Veja. Em seguida, avise que ao longo desta aula e da próxima, uma série de pesquisas serão encomendadas aos alunos e que o objetivo é compreender porque as aves voam e qual a origem deste animais. Comece pedindo que busquem as semelhanças entre répteis e aves.

Esclareça que a origem das aves a partir de ancestrais chamados Terópodes está bem estabelecida. Busque na internet imagens do fóssil Archaeopteryx lithographica e mostre aos alunos usando o projetor. Chame a atenção para características tanto de aves como de répteis presentes nele. Entre os traços de cada grupo o mais notável é a presença de penas. Hoje sabemos que esta é uma característica necessária para quem um animal seja classificado como ave.  Existem evidências de Terópodes que apresentavam penas como Caudipteryx (imagens também podem ser localizadas na internet). Provavelmente, ele não era capaz de voar, a julgar por suas características. Pergunte então para que serviam as penas, já que ele não voava. Ouça os comentários dos alunos e explique que elas mantinham a temperatura do corpo. Estes animais eram provavelmente endotérmicos e precisavam ficar aquecidos. Assim, a associação das penas ao voo das aves pode ser entendida como uma adaptação secundária. Observe que na história evolutiva é comum um órgão mudar de função e  a pena é um anexo da pele homólogo à escama de um réptil.  Paça que descubram pelo menos dois casos em que um órgão mudou completamente de função ao longo da evolução.

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Para voar as aves devem gerar uma força de ascensão maior do que a sua própria massa. E também devem manter a propulsão para permanecer no ar. O formato das asas é fundamental para que isso aconteça. Não é à toa que as asas dos aviões copiam o formato de aerofólio das asas dos passáros. Por causa dele, o ar que passa na parte de baixo da asa tem uma pressão maior do que na parte da cima. Este efeito aerodinâmico vence a força da gravidade e permite que o pássaro voe (ver infográfico).

Pergunte o que é necessário para diminuir a força da subida do voo. Ouça os comentários dos alunos e diga que a evolução fez adaptações para diminuir a massa das aves. Explique que o esqueleto dos pássaros é menos pesado graças aos ossos pneumáticos, que são leves e entremeados por cavidades aéreas. Aproveite e encomende a terceira questão da pesquisa: Por que os ossos de aves apresentam uma notável diversidade de peso? Essa heterogeneidade tem algum valor adaptativo relativo ao voo?

Neste momento é importante que o professor tenha à disposição imagens de um esqueleto de lagarto e de uma galinha para efetuar comparações, como as novidades ou modificações no esqueleto de uma ave e de um réptil. O que se nota é uma série de reduções, fusões e perdas. Redução da cauda, fusão das vertebras cervicais e torácicas, fusões de dedos e perda de dentes. Mostre que essas modificações podem ser associadas à adaptações ao voo.

As aves não excretam uma urina líquida e assim não acumulam  líquido nas bexigas. Sua excreção é constituída de cristais de ácido úrico, um material sólido. Certamente parece ser uma solução de grande valor adaptativo em termos de diminuição de peso do animal. Entretanto, a excreção de ácido úrico é uma adaptação anterior ao ovo. A perda da bexiga de fato é diretamente ligada à aquisição do voo. Encomende aos alunos a quarta questão da pesquisa: qual é valor adaptativo das aves e repteis excretarem ácido úrico?

Finalmente procure fazer relações entre o sistema respiratório e o voo. Explique que as aves possuem um pulmão extremamente eficiente para a aquisição de oxigênio cumprindo às altas demandas de um animal que faz tanto esforço muscular para voar. Seu pulmão é rígido e associado a uma série de sacos aéreos que se estendem para vários pontos do tórax. O funcionamento e a estrutura deste pulmão único nos vertebrados permite que esse órgão seja continuamente ventilado por ar fresco, tanto na inspiração quanto na expiração. O ar acumulado em determinados sacos aéreos na inspiração passa de volta no pulmão na expiração. Esta eficiência pode ser notada nos gansos (Anser indicus) que são vistos migrando sobre o Himalaia em alturas inimagináveis para o sistema respiratório humano.

 

2ª etapa 

Inicie a aula com os resultados das pesquisas feitas pelos alunos. Peça que todos socializem o que descobriram e esclareça eventuais dúvidas. Para finalizar, exponha os tipos de voos das aves. Mostre que algumas generalizações podem ser feitas e que existem pelo menos quatro formas básicas de asas.

As asas elípticas são comuns em passeriformes, os populares passarinhos adaptado a manobras rápidas no interior de florestas. Nestas aves, o coeficiente de relação entre comprimento e largura é baixo.O segundo tipo, da esquerda para a direita, sãs as asas de alta velocidade, presentes em andorinhas e gaivotas. O terceiro é a asa de planeio, presente em aves como os albatrozes. Estas são as aves de maior eficiência aerodinâmica, entretanto de menor capacidade de manobra. E o último tipo, são as asas de alta ascensão, adaptadas à grande sustentação em velocidades baixas, importantes para predadores como corujas, urubus, gaviões e águias.

Hiperconectados

 

Avaliação 

Com as pesquisas e as discussões em sala de aula, observe se os alunos compreenderam a origem das aves e a explicação para conseguirem voar.

Flexibilização 

Nesta aula, use recursos do laboratório de Ciências - se a escola tiver um, e mostre o infográfico  com as imagens em relevo, usando os pontos do Braile ou pedaços de barbante com cola de relevo.  Para o reconhecimento sensorial da ação de voar, recomenda-se fazer, antes da aplicação do plano, uma dinâmica em que todos os alunos vendam os olhos e joguem entre si bolas adaptadas com guizos pendurados para que percebam a direção do objeto e possam apanhá-lo no ar, ainda em movimento. A dinâmica deve ser feita em pares, com a participação de todos.

Deficiências 
Visual
Créditos:
Ricardo Paiva
Formação:
Professor de Biologia do Colégio Santa Cruz
Créditos:
Beto Uechi
Formação:
Infografista
Créditos:
Rossana Ramos
Formação:
Professora da Universidade de Pernambuco
Autor Nova Escola

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