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ESTUDANDO INSETOS, CRIANDO LAGARTAS, APRENDENDO METAMORFOSES Studing insects, creating caterpillars, learning metamorphoses

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Resumo: A ordem Lepidoptera é formada por borboletas e mariposas; são insetos holometabólicos e ovíparos. Dos ovos saem lagartas, que após diversas transformações realizam a primeira metamorfose, da qual resulta a pupa. Após outra metamorfose, surge o adulto, a borboleta ou mariposa. Mariposas da família Sphingidae possuem corpo robusto e asas fortes. As lagartas são grandes, coloridas, em geral providas de um espinho ou chifre caudal. As pupas enterram-se no solo ou sob o folhiço, onde tecem um casulo formado por folhas presas umas às outras por fios de seda. As lagartas alimentam-se vorazmente de folhas, sendo consideradas pragas da agricultura. Em contraste, os adultos são nectarívoros e importantes polinizadores. Este trabalho visa aplicar uma metodologia didática experimental voltada para aulas de Ciências no ensino fundamental; para tanto, foram criadas lagartas esfingideas abrangendo as fases de larva, pupa e adulto. As lagartas não são urticantes, o que facilita o manuseio e evita queimaduras caso o professor ou algum aluno inadvertidamente toque nos animais. O tempo médio de duração da fase pupal foi de 18 dias. Os adultos obtidos pertencem à espécie Isognathus scyron (Cramer, 1780), cujas lagartas alimentam-se exclusivamente de plantas da família Apocynaceae. A envergadura média dos machos foi de 6,6 cm e das fêmea foi de 7,7 cm. O estudo destaca a importância dos esfingídeos para o meio ambiente e para o homem, bem como o processo de metamorfose das lagartas. O experimento foi simples de executar e acompanhar, podendo ser facilmente desenvolvido em sala de aula. Palavras-chave: aulas práticas de Ciências. Criação de insetos. Entomologia. Amazônia. Abstract: The order Lepidoptera is formed by butterflies and moths; are holometabolic and oviparous insects. Of the eggs come caterpillars, that after diverse transformations realize the first metamorphosis, from which the pupa results. After another metamorphosis, the adult appears, the butterfly or moth. Moths of the Sphingidae family have strong body and sturdy wings. The caterpillars are large, colorful, usually provided with a caudal horn. The pupae are buried in the soil or under the litter, where they weave a cocoon formed by leaves attached to each other by threads of silk. The caterpillars feed on voracious leaves and are considered agricultural pests. In contrast, adults are nectarivores and important pollinators. This work aims to apply an experimental didactic methodology focused on science classes in elementary school; for this, sphingid caterpillars were created covering the stages of larva, pupa and adult. The caterpillars are not stinging, which facilitates handling and prevents burns if the teacher or a student inadvertently touches the animals. The mean duration of the pupal phase was 18 days. The adults obtained belong to the species Isognathus scyron (Cramer, 1780), whose caterpillars feed exclusively on plants of the family Apocynaceae. The mean span of males was 6.6 cm and the female was 7.7 cm. The study highlights the importance of sphingids for the environment and man, as well as the metamorphosis process of caterpillars. The experiment was simple to perform and follow, and could be easily developed in the classroom. Key-Words: practical science classes. Insect breeding. Entomology. Amazon.
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ESTUDANDO INSETOS, CRIANDO LAGARTAS,
APRENDENDO METAMORFOSES
Studing insects, creating caterpillars, learning metamorphoses
Jonilda Hauwer Gouveia
Fernando Bernardo Pinto Gouveia
Resumo: A ordem Lepidoptera é formada por borboletas e mariposas; são insetos
holometabólicos e ovíparos. Dos ovos saem lagartas, que após diversas transformações
realizam a primeira metamorfose, da qual resulta a pupa. Após outra metamorfose, surge
o adulto, a borboleta ou mariposa. Mariposas da família Sphingidae possuem corpo
robusto e asas fortes. As lagartas são grandes, coloridas, em geral providas de um
espinho ou chifre caudal. As pupas enterram-se no solo ou sob o folhiço, onde tecem um
casulo formado por folhas presas umas às outras por fios de seda. As lagartas alimentam-
se vorazmente de folhas, sendo consideradas pragas da agricultura. Em contraste, os
adultos são nectarívoros e importantes polinizadores. Este trabalho visa aplicar uma
metodologia didática experimental voltada para aulas de Ciências no ensino fundamental;
para tanto, foram criadas lagartas esfingideas abrangendo as fases de larva, pupa e
adulto. As lagartas não são urticantes, o que facilita o manuseio e evita queimaduras caso
o professor ou algum aluno inadvertidamente toque nos animais. O tempo médio de
duração da fase pupal foi de 18 dias. Os adultos obtidos pertencem à espécie Isognathus
scyron (Cramer, 1780), cujas lagartas alimentam-se exclusivamente de plantas da família
Apocynaceae. A envergadura média dos machos foi de 6,6 cm e das fêmea foi de 7,7 cm.
O estudo destaca a importância dos esfingídeos para o meio ambiente e para o homem,
bem como o processo de metamorfose das lagartas. O experimento foi simples de
executar e acompanhar, podendo ser facilmente desenvolvido em sala de aula.
Palavras-chave: aulas práticas de Ciências. Criação de insetos. Entomologia. Amazônia.
Abstract: The order Lepidoptera is formed by butterflies and moths; are holometabolic
and oviparous insects. Of the eggs come caterpillars, that after diverse transformations
realize the first metamorphosis, from which the pupa results. After another metamorphosis,
the adult appears, the butterfly or moth. Moths of the Sphingidae family have strong body
and sturdy wings. The caterpillars are large, colorful, usually provided with a caudal horn.
The pupae are buried in the soil or under the litter, where they weave a cocoon formed by
leaves attached to each other by threads of silk. The caterpillars feed on voracious leaves
and are considered agricultural pests. In contrast, adults are nectarivores and important
pollinators. This work aims to apply an experimental didactic methodology focused on
science classes in elementary school; for this, sphingid caterpillars were created covering
the stages of larva, pupa and adult. The caterpillars are not stinging, which facilitates
handling and prevents burns if the teacher or a student inadvertently touches the animals.
The mean duration of the pupal phase was 18 days. The adults obtained belong to the
species Isognathus scyron (Cramer, 1780), whose caterpillars feed exclusively on plants
of the family Apocynaceae. The mean span of males was 6.6 cm and the female was 7.7
cm. The study highlights the importance of sphingids for the environment and man, as well
as the metamorphosis process of caterpillars. The experiment was simple to perform and
follow, and could be easily developed in the classroom.
Palavras-chave: practical science classes. Insect breeding. Entomology. Amazon.
1 INTRODUÇÃO
As práticas pedagógicas pretendem fortalecer o treinamento da atuação dos alunos
nas atividades acadêmicas, tornando-se parte essencial do processo de aprendizagem,
do saber ouvir e falar, pesquisar e tirar conclusões. Enfim, estimular a participação
colaborativa (SOUZA, 2005). Uma forma de abordar as questões temáticas do ensino de
Ciências é o aspecto prático, sobretudo se entendermos a sala de aula como um lugar
amiúde distanciado da realidade vivenciada pelo estudante no dia-a-dia (VASCONCELOS
et al., 2002). Dessa forma, alunos jovens e adultos apreciam as aulas práticas e se
sentem instigados a participar sempre que são propostas, maiormente as que acontecem
no laboratório, tornando-se um mecanismo proveitoso na condução do ensino de ciências
(LEITE; SILVA; VAZ, 2008).
Os artrópodes, por sua imensa diversidade, constituem um objeto de estudo
importante nas disciplinas das matrizes curriculares tanto do ensino básico quanto do
ensino superior. Os insetos constituem a maioria das espécies de artrópodes, com mais
de um milhão de espécies descritas e seguramente estimulam a mentalidade dos alunos
quando abordados nas aulas de ciências, tanto que muitas aulas práticas sugeridas em
livros usam insetos como expediente didático (BORROR; DELONG, 1969; ZHANG, 2011).
Os insetos desempenham papeis extremamente significativos nas cadeias
alimentares, impactam diretamente os seres humanos, seja como pragas agrícolas,
vetores de doenças ou por seus serviços ambientais (polinização, dispersão de sementes,
produção de mel) e, de mais a mais, subsidiam a modelagem científica em diversas áreas
do conhecimento biológico (Bioquímica, Evolução, Ecologia, Genética, etc). Além de
esclarecer esses aspectos, o contato direto dos alunos com os insetos em atividades
práticas destaca de forma ainda mais nítida o quanto eles são importantes para o homem
(COSTA-NETO; PACHECO, 2004; GULLAN; CRANSTON, 2008).
Em vista disso, experimentos de fácil condução com insetos tornam-se importante
veículo didático em aulas de Ciências, sendo comum que os professores evidenciem a
relevância da Entomologia como prática educativa a ser explorada por alunos de ensino
fundamental e médio, com especial destaque para a utilização de coleções didáticas, que
tornam as aulas mais atraentes e possibilitam visualizar in loco animais que os estudantes
muitas vezes conhecem apenas por fotos em livros didáticos (SANTOS; SOUTO, 2011;
PEREIRA, 2016). Entre os insetos que mais atraem por sua variedade de formas e cores
estão as borboletas e mariposas, que compõem a ordem Lepidoptera e são facilmente
distinguíveis pela espiritromba e pelas asas revestidas de escamas, que são muito
semelhantes a um pó fino. Os Lepidoptera são ovíparos e dos ovos saem larvas,
chamadas lagartas, as quais, após diversas transformações, realizam a primeira
metamorfose, da qual resulta a pupa ou crisálida; desta surge, após uma segunda
metamorfose, o inseto adulto ou imago, que, consoante a espécie, é uma borboleta ou
uma mariposa (COSTA LIMA, 1945; MOTTA, 1996).
As mariposas da família Sphingidae são geralmente de tamanho grande ou médio,
com corpo robusto e asas fortes, cabeça proeminente, com antenas estiliformes e olhos
grandes. As lagartas são grandes e coloridas, geralmente providas de um espinho ou
chifre caudal, estrutura com provável função sensorial ou de defesa, uma vez que pode
ajudar a desviar ataques dirigidos à cabeça da lagarta. As pupas geralmente ficam no
solo ou sob o folhiço, onde podem se enterrar ou tecer um frágil casulo, formado por
folhas presas umas às outras por fios de seda (COSTA-LIMA, 1945; SCHREIBER, 1978;
MOTTA, 1993; GALLO et al., 2002). Atualmente estão descritos 206 gêneros e 1463
espécies de Sphingidae, sendo que para o Brasil estão registrados 33 gêneros e 189
espécies, das quais 130 ocorrem na região Norte (ZHANG, 2011; MARTIN, 2017).
Segundo Motta (1993), os esfingídeos adultos, assim como outros lepidópteros,
são importantes polinizadores de várias plantas. Suas lagartas são herbívoras, e várias
espécies constituem-se em importantes pragas agrícolas. Dessa forma, conhecer o
comportamento alimentar dos adultos e lagartas dessas mariposas é essencial para a
compreensão da dinâmica populacional e a adoção de técnicas de manejo de diversas
plantas úteis para o homem (MOSS, 1920 apud MOTTA, 1993).
Dependendo da espécie de Sphingidae, a herbivoria pode ser generalista ou
preferencial, transitando da oligofagia (dependência de um número limitado de plantas) à
monofagia (come apenas um tipo de planta). Exemplo disso são os Sphingidae do gênero
Isognathus, que se alimentam tão somente de plantas da família Apocynaceae. Na
Amazônia, pouco se conhece sobre a Biologia do grupo e suas interações com o
ambiente e com outras populações animais e vegetais (COSTA LIMA, 1945; MOTTA,
1993). Isso mostra o quão é relevante pesquisar esses insetos. Além disso, borboletas e
mariposas se destacam entre os insetos devido à beleza de suas formas, e sempre
despertam o interesse e a curiosidade das pessoas, sendo, portanto, um tema ideal para
ser trabalhado em sala de aula ou trabalhos de feiras de Ciências (MOTTA, 1996). É
incrível saber que de uma lagarta, muitas vezes temida, possa nascer um animal tão
deslumbrante, colorido e belo, compondo um processo de metamorfose que muitas vezes
é questionado por estudantes de ensino fundamental. Dessa forma, experimentos
envolvendo criação de lagartas são úteis para explicar o funcionamento da natureza e a
relação que o homem estabelece com ela, reformulando e ampliando o conhecimento dos
alunos (SANTOS, 2017).
Neste trabalho, buscou-se uma metodologia pedagógica apropriada para ser
aplicada em aulas de Ciências com alunos do ensino básico, utilizando experimento
adequado para a criação de lagartas de Lepidoptera. Os esfingídeos foram escolhidos
considerando que suas lagartas não possuem cerdas urticantes, como ocorre com outros
Lepidoptera (COSTA-LIMA, 1945); por esse motivo, são ideais para os professores de
Ciências do ensino fundamental conduzirem experiências que serão acompanhadas por
crianças. Isto posto, este trabalho tem por objetivos definir a duração da fase de pupa
(transição do último instar larval para a fase adulta) de lagartas da família Sphingidae,
constatar as transformações que esses insetos apresentam ao longo de seu ciclo de vida,
identificar a espécie a qual pertencem as lagartas estudadas e adequar a metodologia
para utilização didática.
2 MATERIAIS E MÉTODOS
Para que o experimento pudesse ser conduzido de forma adequada, foram
realizadas buscas na vegetação em vários locais da área urbana da cidade de Manaus,
capital do Estado do Amazonas, procurando por indícios da presença de lagartas, como
folhas roídas ou mesmo a presença delas nas plantas. Encontramos então vários
exemplares de lagartas de esfingídeos em plantas ornamentais da área interna de uma
instituição pública de saúde (Figura 1A). Não era possível definir a que espécie
pertenciam as lagartas, que estavam no e 4º instares larvais. Dessa forma, foram
separadas onze lagartas para realizar nosso experimento.
Inicialmente procedeu-se a identificação da planta, que pertence à espécie
Allamanda cathartica, da família Apocynaceae; é uma planta considerada tóxica, nativa do
Brasil e se distribui pela América do Sul. Devido a suas folhas verdes brilhantes e suas
flores grandes e coloridas em amarelo-ouro, é utilizada como planta ornamental (LÓPEZ;
GARCIA; CAMACHO, 2004; PATRO, 2017).
Visando manter exemplares imaturos para demonstração, foram sacrificados
quatro indivíduos: três larvas, de 3º, e instares, mantidas conservadas em álcool a
45% e formol a 10%, e uma pupa, conservada a seco (Figura 1B). Os demais foram
separados para criação até a fase adulta. Para tal, utilizou-se inicialmente um recipiente
redondo de plástico (15 cm de diâmetro e 20 cm de altura) contendo terra, onde foram
colocados ramos de A. cathartica para as lagartas se alimentarem das folhas (Figura 1C).
Figura 1. A) lagartas em planta de Allamanda cathartica (Apocynaceae); B) pupa conservada
em via seca para demonstração; C) recipiente de plástico contendo terra e ramos da planta-
alimento para criação das lagartas. Fonte: os autores.
As lagartas de 3º e 4º instar alimentam-se de forma discreta, comendo pouca
quantidade de folhas, às vezes passando várias horas imóveis; já as lagartas de 5º instar
comem avidamente e "engordam", se preparando para o longo período de metamorfose
que se aproxima. A diferença entre os instares é marcante (Figura 2).
Figura 2. Lagartas de 3º (A), 4º (B) e 5º (C) instares. Fonte: os autores.
Observamos que as lagartas mais jovens (3º e 4º instar) realizaram a muda para os
estádios seguintes em intervalos de cinco a seis dias. Já as lagartas de 5º instar, também
num intervalo de cinco a seis dias começavam a apresentar o comportamento típico de
mudança para a fase de pupa: deixam de se alimentar nos ramos e descem em busca do
solo. Como citado anteriormente, nessa etapa, chamada pré-pupa, que dura de um a dois
dias, as lagartas descem até o solo e ficam ocultas no folhiço, ocasião em que não se
alimentam e apresentam pouca mobilidade. A partir daí, prosseguimos a criação com
base em metodologia proposta por Almeida, Ribeiro-Costa e Marinoni (1998). Utilizamos
então o mesmo recipiente redondo, usando como substrato uma camada de 5 cm de
vermiculita coberta por folhas secas, para simular as condições do solo (Figura 3A). Para
evitar que a mariposa voasse depois de emergir, o recipiente era colocado em uma caixa
plástica 56 x 38 x 38 cm, encoberta por tela tipo tule (Figura 3B).
Figura 3. A) recipiente plástico onde se observa a lagarta buscando local para iniciar o período
pupal. B) Caixa de plástico coberta com tela tipo tule, onde foi colocado o recipiente contendo a
pupa. Fonte: os autores.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
O ciclo de vida dos esfingídeos tem as seguintes fases: ovo, cinco instares de
estágio larval, pré-pupa, pupa e adulto. A mudança de imaturo para adulto altera
drasticamente o tamanho, a cor e a forma do animal, bem como seus hábitos alimentares.
As lagartas se alimentam vorazmente de folhas, sendo que algumas espécies são
consideradas pragas nocivas para a agricultura. Já os adultos são nectarívoros, e em sua
busca por alimento nas flores tornam-se importantes polinizadores, passando a ser úteis
para o homem (MOTTA, 1993; MARTIN, 2017). Por isso é necessário conhecer os seres
vivos antes de classificá-los como "bons" ou "maus", úteis ou nocivos. E a
experimentação é parte importante do processo de conhecimento.
Observamos que durante o período de pré-pupa a lagarta dava várias voltas no
interior do recipiente, como que buscando um lugar adequado para empupar; após algum
tempo, ela parava de se locomover e ficava parcialmente coberta pelo folhiço. Depois de
um ou dois dias, a lagarta se enterrava na vermiculita e começava a tecer seu casulo,
utilizando fios de seda para unir folhas secas umas às outras (Figura 4). Esse evento
marca o início da fase pupal. A partir daí, o animal é visto novamente apenas depois de
atingir a fase adulta, já como mariposa (Figura 5).
Figura 4. A) recipiente de plástico e casulo tecido pela pupa, construído com os grãos de
vermiculita unidos às folhas secas por intermédio de fios de seda; o casulo foi retirado do
recipiente e é mostrada sua parte inferior; ao lado do casulo, a pupa que estava dentro do casulo
B) casulo em vista superior. Fonte: os autores.
Figura 5. Mariposa adulta que emergiu após o término do período pupal. No detalhe, a mariposa
com as asas já completamente endurecidas. Fonte: os autores.
Conforme expresso na Tabela 1, todos os exemplares finalizaram a fase de pupa e
emergiram como mariposas. O tempo médio de duração da fase pupal foi de 18 dias
(n=7). Um dos exemplares emergiu, mas não conseguiu completar totalmente sua
formação (Figura 6A.). Na natureza, isso ocorre com certa frequência, pois os insetos
também são afetados por patologias, fazendo com que alguns indivíduos não cheguem a
completar seu ciclo de vida, morrendo antes de emergir ou emergindo com deformidades
físicas. Tais indivíduos, apesar de se tornarem adultos, apresentam pouca ou nenhuma
expectativa de sobrevivência (BENZ, 1963).
A envergadura média dos machos foi de 6,6 cm (n=4) e das fêmeas foi de 7,7 cm
(n=2). Isso concorda com resultados de outros estudos que afirmam ser comum, entre os
Lepidoptera, as fêmeas serem maiores que os machos, o que lhes vantagens
adaptativas, tais como uma maior fecundidade. Quando emergem, as fêmeas chegam a
pesar duas vezes mais que os machos; essa diferença de peso é normalmente atribuída
ao amadurecimento contínuo dos ovos, que a fêmea carrega ao longo da sua vida adulta
(JANZEN, 1984; MOLLER; ZAMORA-MUÑOZ, 1997; MARTIN et al. 2011 apud
CAMARGO, 2014).
Tabela 1. Indivíduos de Isognathus scyron que completaram o período de desenvolvimento pupal.
Fonte: elaborada pelos autores.
Indivíduo
Sexo
Envergadura da asa (cm)
Duração da fase pupal (dias)
1
6,5
19
2
7,4
19
3
6,5
17
4
Não definido
O animal emergiu deformado
17
5
6,8
17
6
6,7
18
7
8,0
19
Os adultos obtidos pertencem à espécie Isognathus scyron (Cramer, 1780).
Ocorrem no Norte e no Nordeste do Brasil (MARTIN, 2017). Existem vários registros
dessa espécie para a região amazônica, entre eles Itacoatiara e Parque Nacional do Jaú,
no Amazonas, e Ilha de Maracá em Roraima (MOTTA; FERREIRA; AGUIAR, 1991;
MOTTA; AGUILERA-PERALTA; ANDREAZZE, 1998; MOTTA; ANDREAZZE, 2001). Em
algumas espécies de Isognathus as lagartas possuem o chifre caudal muito longo e fino, e
que pode ser movido arbitrariamente; isso possivelmente serve para tentar espantar
vespas parasitóides que colocam seus ovos nas lagartas (SCHREIBER, 1978). Vale
ressaltar que as lagartas utilizadas neste experimento realmente tinham um longo chifre
caudal, destacando-se as de 3º instar, onde essa estrutura é praticamente do mesmo
tamanho do corpo (Figura 6B).
Lagartas de esfingídeos são relativamente fáceis de encontrar em ambientes
urbanos e não possuem cerdas urticantes, como ocorre com outras lagartas de borboletas
e mariposas. Portanto, são ideais para os professores de Ciências do ensino fundamental
conduzirem experimentos que serão acompanhados por crianças. Evidentemente o
contato com o animal deverá ser restrito ao professor, mas se um aluno mais curioso
“resolver” manusear a lagarta não correrá o risco de sofrer queimaduras. Os dados
obtidos também podem ser contextualizados na disciplina de Matemática, mostrando que
resultados de pesquisas muitas vezes resultados de pesquisas científicas necessitam ser
expressos em números, médias e tabelas.
Figura 6. A) indivíduo com deformidade nas asas; B) lagarta de 3º instar com chifre caudal muito
alongado. Fonte: os autores.
No decorrer deste trabalho, o experimento foi apresentado em duas instituições de
ensino de Manaus/AM: para alunos do ano do ensino fundamental de uma escola da
rede particular e alunos do 3º ano do ensino médio de uma escola da rede pública. Nas
duas ocasiões foi observada uma interação positiva dos alunos, que fizeram muitas
perguntas sobre o tema e demonstraram muito entusiasmo com o desenvolvimento da
experiência. O trabalho também foi exposto em um estande durante a Semana Nacional
de Ciência e Tecnologia/2017, no Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, onde
recebeu visitantes que incluíam professores e alunos de várias escolas, bem como seus
familiares (Figura 7). Na maioria das vezes, pessoas ainda manifestavam um certo
desconhecimento sobre o processo de metamorfose e se revelavam surpresas ao
constatar que, dependendo da espécie, as lagartas poderiam vir a se tornar borboletas ou
mariposas. Isso evidencia a necessidade de complementar os conteúdos teóricos dos
livros didáticos com atividades práticas experimentais.
Figura 7. Exposição do trabalho durante a Semana Nacional de Ciência e Tecnologia, realizada
no Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. Fonte: os autores.
4. CONCLUSÃO
O estudo revelou a importância dos esfingídeos para o meio ambiente e para o
homem, sua diversidade e seu comportamento no ciclo de vida. O experimento é de fácil
execução e elucida de forma clara o que acontece com as lagartas, que após um período
de transformação viram mariposas. Pode ser facilmente desenvolvido em sala de aula por
professores e alunos de ensino fundamental e médio, desde que supervisionado
diariamente. Além disso, é um método alternativo de ensino que instiga o docente e,
principalmente os estudantes, a ir além do livro didático.
Do ponto de vista da produção de dados científicos, a experiência possibilitou
definir a duração média do estágio pupal de uma espécie de esfingídeo, mas existem pelo
menos 130 espécies registradas somente para a região Norte do Brasil, a grande maioria
delas ainda não estudadas. Isso demonstra a carência de pesquisas sobre a esfingofauna
da Amazônia e a necessidade da geração de conhecimentos básicos sobre esse
importante grupo da biodiversidade animal.
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Insect pathology: an advanced treatise
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A construção do domínio etnozoológico "inseto" pelos moradores do povoado de Pedra Branca
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