O Museu Nacional foi fundado em 1818, mas somente em 1842 foi pela primeira vez subdividido em quatro seções para melhorar a organização, classificação e conservação de seu acervo. A 2ª. seção chamava-se Botânica, Agricultura e Artes Mecânicas. O primeiro diretor desta seção foi Ludwig Riedel um dos primeiros botânicos que fez muitas expedições científicas para coleta de exemplares da flora brasileira, dentre as quais se destaca a viagem a Mato Grosso junto com Langsdorff em 1826-1828. Outro diretor destacado da seção foi Ladislau de Souza Mello Neto que honrou o país no estrangeiro com suas brilhantes conferências na Sociedade Botânica da França. Também, graças à sua iniciativa, o Museu Nacional publicou uma edição completa do texto da Flora Fluminense de José Mariano da Conceição Vellozo. A seção possuía uma coleção de madeiras do Brasil que atingiu o número de mais de 800 amostras, dando à ideia da imensa riqueza florestal do Brasil. A seção contribuiu muito com o envio de material botânico para Martius fazer a Flora Brasiliensis. Em 1876 a 2ª. seção passou a chamar-se Botânica Geral e Aplicada e Paleontologia Vegetal. Neste período cursos públicos e gratuitos começaram a ser ministrados e publicações científicas de trabalhos produzidos na seção contribuíram para a recém-criada revista científica Arquivos do Museu Nacional. A partir de 25 de abril de 1888 a seção passa a ser chamada apenas de Botânica. Nesta época as atividades da seção giravam em torno do herbário. Muitos botânicos renomados como Guilherme Schwacke, Glaziou, Ernst Ule, Hemendorff, Dusén e Frizt Müller, que tinham o cargo de naturalistas viajantes, contribuíram com suas coletas feitas em expedições científicas. Em 1912, assumiu a chefia da seção o botânico Alberto José de Sampaio, autor de obras de grande valor científico tais como o Mapa Fitogeográfico do Brasil, o livro Fitogeografia do Brasil e o Dicionário Ilustrado das plantas úteis do Brasil. Neste período o herbário passou por uma grande reorganização e Frederico Carlos Hoehne, João Geraldo Kuhlmann e Adolpho Ducke auxiliaram no trabalho de identificação do material. A seção de Botânica ocupou-se com o ensino da botânica nas escolas doando coleções didáticas com exemplares de frutos, sementes, madeiras, etc. Em 1920, a seção ofereceu a Rainha Elizabeth da Inglaterra uma coleção de 30 exemplares de caules anômalos. Em 1941 o Museu Nacional deixa de estar subordinado ao Ministério da Agricultura e passa a subordinar-se ao ministério da Educação e Saúde. Nesta reforma as seções do Museu Nacional passaram a denominarem-se divisões e o botânico Luiz Emygdio de Mello Filho foi designado chefe da divisão de Botânica e fez parte do quadro de professores do Departamento de Botânica até recentemente quando veio a falecer. Fernando Segadas Vianna juntamente com as naturalistas auxiliares Leda Dau (*), Wilma Teixeira Ormond e Jadiehl Loredo Junior, criaram o serviço de Ecologia. Os estudos realizados pela Ecologia Vegetal visavam o conhecimento da vegetação e das condições ambientais, o levantamento de recursos naturais renováveis, seu controle e utilização, bem como, o treinamento de ecologistas. Nesta mesma época iniciou-se o Curso de Botânica Sistemática, sob orientação do Professor Alberto Castellanos, que visava preparar jovens botânicos que futuramente preencheriam os quadros de pesquisadores da divisão de Botânica, muitos deles atuantes até nossos dias.
Atualmente, o Departamento de Botânica conta com quatorze docentes, três biólogas, sete técnicos, dois jardineiros e dezenas de estudantes dos mais variados níveis, desde iniciação científica de ensino médio ao pós-doutorado. Está sob responsabilidade do Departamento de Botânica o Herbário do Museu Nacional, um dos mais antigos do Brasil e a área verde do Horto Botânico do Museu Nacional, com cerca de 330 espécies vegetais. O Departamento também apresenta um projeto de extensão “Escolas na trilha” com visitadas guiadas pelo Horto Botânico para escolas, principalmente, da rede pública de ensino.
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