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Title: Diversidade metagenômica do fitoplâncton e risco social de florações de cianobactérias em reservatórios do semiárido brasileiro: mediação da pesquisa e ensino para o letramento científico
Other Titles: Phytoplankton metagenomic diversity and social risk of cyanobacterial blooms in Brazilian semiarid reservoirs: mediation of research and teaching for scientific literacy
Authors: Fonseca, Aleson da Silva
Advisor: Costa, Ivaneide Alves Soares da
Keywords: Cianobactérias;Cianotoxinas;Questões sociocientíficas;Formação de professores
Issue Date: 29-Jun-2021
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: FONSECA, Aleson da Silva. Diversidade metagenômica do fitoplâncton e risco social de florações de cianobactérias em reservatórios do semiárido brasileiro: mediação da pesquisa e ensino para o letramento científico. 2021. 317f. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.
Portuguese Abstract: O presente estudo baseou-se em quatro objetivos, cada um correspondendo a um capítulo: 1) descrever e comparar a diversidade metagenômica da comunidade fitoplanctônica, com ênfase em cianobactérias, com a diversidade obtida pelo método tradicional por microscopia óptica; 2) explicar como ocorreu à formulação social dos riscos ambientais atrelados às florações de algas potencialmente tóxicas, em reservatórios na Bacia Hidrográfica Piancó-Piranhas-Açu; 3) Validar o Instrumento de Planejamento e Avaliação Didática de Questões Sociocientíficas (IPADQSC); 4) avaliar como um curso de formação de professores, sobre QSC relacionadas à temática da água, contribui para compreensão e aplicação desses conceitos, na construção de sequências de ensino na perspectiva do letramento científico e da sustentabilidade ambiental. O DNA total foi extraído em amostras de água dos reservatórios Boqueirão de Parelhas e Passagem das Traíras, e o material genético foi sequênciado e analisado com auxílio da ferramenta de MG-RAST. À análise da composição fitoplanctônica por metagenômica revelou 238 taxa, distribuídas em 13 grupos, com abundância acima de 90% de cianobactérias. Verificou-se, comparando as duas técnicas de identificação, maior diversidade fitoplanctônica, quando empregado à técnica de identificação metagenômica, especialmente para os taxa picoplanctônicos, em detrimento da identificação tradicional por microscopia óptica. À diversidade de espécies de cianobactérias filamentosas, e potencialmente, produtoras de cianotoxinas, representam o risco da instensificação das florações em períodos de extrema estiagem. Detectou-se na revisão de literatura, com recorte temporal entre 1996 e 2020, os seguintes riscos sociais e ambientais atrelados à eutrofização: contaminação das águas por cianotoxinas, alterações ecológicas na comunidade aquática, mudanças nos padrões limnológicos dos corpos hídricos e prejuízos à saúde humana, em função do uso da água contaminada. O IPADQSC foi elaborado de acordo com os pressupostos teóricos das abordagens de QSC e ensino investigativo, foi validado com questionários aplicados para professores de ciências e de biologia do ensino básico, alguns com nível de mestrado em ensino de ciências e professores universitários. Verificou-se durante a validação, que sete dos 29 critérios estavam abaixo do percentual de anuência, o que exigiu adequeção para tornar o instrumento compreensível. Durante o curso de formação, realizado para 107 professores, em formação inicial e continuada, foram elaboradas 21 sequências de ensino, sobre a temática da água usando abordagem QSC por meio do instrumento IPADQSC. Evidenciou-se que os professores compreenderam os conceitos fundamentais da abordagem QSC e do letramento científico, a partir dos seus indicadores que estavam presentes nas sequências produzidas. Recomenda-se à ampliação de formações pedagógicas para mitigar as fragilidades formativas, e contribuir para a superação dos desafios que impedem à aplicação das QSC na prática docente.
Abstract: The present study was based on four objectives, each corresponding to a chapter: 1) describe and compare the metagenomic diversity of the phytoplankton community, with emphasis on cyanobacteria, with the diversity obtained by the traditional method by optical microscopy; 2) explain how the social formulation of environmental risks tied to potentially toxic algal blooms occurred, in reservoirs in the Piancó-Piranhas-Açu Hydrographic Basin; 3) To validate the Instrument for Planning and Didactic Evaluation of Socioscientific Issues (IPADQSC); 4) To evaluate how a teacher training course, about QSC related to the water theme, contributes to the understanding and application of these concepts, in the construction of teaching sequences in the perspective of scientific literacy and environmental sustainability. Total DNA was extracted in water samples from Boqueirão de Parelhas and Passagem das Traíras reservoirs, and the genetic material was sequenced and analyzed with the help of the MG-RAST tool. The analysis of phytoplankton composition by metagenomics revealed 238 species, distributed in 13 groups, with cyanobacteria abundance above 90%. Comparing the two identification techniques, a higher phytoplankton diversity was found when the metagenomic identification technique was used, especially for the picoplanktonic species, to the detriment of the traditional optical microscopy identification. The diversity of filamentous cyanobacteria species, and potentially producers of cyanotoxins, represent the risk of instensification of the blooms in periods of extreme drought. The literature review, with a time frame between 1996 and 2020, detected the following social and environmental risks linked to eutrophication: contamination of water by cyanotoxins, ecological changes in the aquatic community, changes in the limnological patterns of water bodies, and damage to human health due to the use of contaminated water. The IPADQSC was designed according to the theoretical assumptions of the QSC and investigative teaching approaches, was validated with questionnaires applied to elementary school science and biology teachers, some with master's level in science teaching and university professors. It was found during validation that seven of the 29 criteria were below the percentage of agreement, which required adaptation to make the instrument understandable. During the training course, held for 107 teachers in initial and continuing education, 21 teaching sequences were developed on the water theme using the QSC approach by means of the IPADQSC instrument. It was evident that the teachers understood the fundamental concepts of the QSC approach and scientific literacy, from indicators of scientific literacy, present in the sequences produced. It is recommended the expansion of pedagogical training to mitigate the formative weaknesses and contribute to overcoming the challenges that prevent the application of QSC in teaching practice.
URI: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/44825
Appears in Collections:PRODEMA - Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente

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