Esta pesquisa discute as formas de relação dos seres humanos com os animais não humanos a partir da perspectiva da semiótica peirceana, do ensino de Biologia, da educação científica e da Educação Ambiental. O problema se constituiu em questionar qual a gama de entendimentos dos alunos e alunas do Ensino Médio acerca das relações dos seres humanos com os animais como signos produtores de interpretantes no contexto de um ensino dos conteúdos sobre vertebrados com abordagem ambiental. E, ainda, se essa abordagem aumentou a complexidade da compreensão sobre as relações entre humanos e animais. O objetivo traçado referiu-se a conhecer e identificar os interpretantes dinâmicos emocional, energético e lógico acerca das relações dos seres humanos com os animais produzidos num processo de ensino de Biologia com abordagem ambiental em interface com os fundamentos das Ciências Normativas de Peirce – estética, ética e lógica. A metodologia qualitativa de pesquisa para a análise dos dados fundamentou-se em três eixos teórico-metodológicos: a teoria dos interpretantes de Peirce, as Ciências Normativas e a Educação Ambiental. A análise dos dados construídos a partir de narrativas, entrevistas e produção de curtas-metragens dos alunos permitiu identificar os interpretantes e discuti-los em articulação com as Ciências Normativas e a Educação Ambiental. Constatamos que o processo de ensino e aprendizagem proposto, que relacionou a Biologia com a abordagem ambiental, promoveu a atualização dos signos, desencadeando novas semioses como cognição e ainda alterou os ideais de conduta dos referidos alunos e alunas. Tais achados abrem a possibilidade de pensar em uma Educação Ambiental que forme não apenas novas formas de sentir e pensar, mas também de agir.