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domingo, 31 de maio de 2009

O segredo das antenas

Partículas dessa estrutura captariam campo magnético terrestre que orienta migração de formigas



A Pachycondyla marginata é uma formiga migratória preta de cerca de 1 cm de comprimento encontrada no Brasil e em outros países da América do Sul. Essa espécie usa o campo geomagnético da Terra para se orientar (fotos: Roberto Eizemberg).

Um estudo com pesquisadores brasileiros publicado esta semana no Journal of the Royal Society Interface pode ajudar a compreender um processo ainda misterioso: a influência do campo geomagnético da Terra sobre a orientação dos animais. A análise das antenas de uma espécie de formiga migratória revelou quantidades de partículas magnéticas que poderiam funcionar como sensores para detecção desse campo.

O campo geomagnético terrestre é semelhante ao gerado por um ímã cujos polos estariam próximos aos polos geográficos da Terra. Esse campo é detectado pelos animais e transformado em sinais neurais, que são levados para o cérebro pelo sistema nervoso. A informação magnética do grande “ímã” terrestre pode ser usada então para orientação espacial.

Esse processo, chamado magnetorrecepção, tem sido bastante estudado em vários grupos de animais. Mas os mecanismos pelos quais o campo geomagnético é percebido e transmitido ao sistema nervoso ainda são desconhecidos.

Os novos dados reforçam a hipótese de que essa sensibilidade ao campo se deve à presença de partículas magnéticas em estruturas conectadas ao sistema nervoso dos animais. A pesquisa é fruto do doutorado da física Jandira Oliveira no Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) e contou com a colaboração da Universidade Técnica de Munique (Alemanha).

Migração orientada


Formigas P. marginata deixam um ninho de cupins carregando uma presa. Os exemplares usados na pesquisa foram coletados na Mata de Santa Genebra, uma reserva em Campinas (São Paulo).

A equipe analisou antenas de formigas migratórias da espécie Pachycondyla marginata, que se alimentam exclusivamente de cupins da espécie Neocapritermes opacus. Essa migração é orientada em ângulos de 13º em relação ao eixo geomagnético norte-sul da Terra e ocorre em geral no fim da tarde, quando seria mais difícil detectar características da paisagem que pudessem auxiliar no deslocamento, o que pressupõe a influência do campo magnético terrestre.

“A escolha das antenas para a análise não foi feita ao acaso”, diz à CH On-line a biofísica Darci Motta Esquivel, co-orientadora da pesquisa no CBPF. Resultados de estudos anteriores realizados pelo grupo já tinham apontado essas estruturas como candidatas promissoras a órgão sensorial para a magnetorrecepção.

Os pesquisadores investigaram três minúsculos pedaços das antenas das formigas que estão conectados ao sistema nervoso do inseto: um localizado na base da estrutura e dois nas junções de seus segmentos. Essas partes – que medem 0,1 mm cada – foram inseridas em blocos de resina, divididas em 300 mil pedaços e observadas por meio de um microscópio eletrônico de transmissão.

Partículas magnéticas
“Detectamos vários tipos de óxido de ferro, que são materiais magnéticos, junto com partículas não magnéticas, como alumínio e silício”, conta Oliveira. Na avaliação da pesquisadora, “as quantidades de partículas magnéticas encontradas são suficientes para funcionar como sensores e permitir a magnetorrecepção nesses insetos”.




Clique na imagem para assistir a um vídeo que mostra as formigas P. marginata atacando um cupinzeiro em busca de alimento (imagens: Roberto Eizemberg).

Segundo a orientadora da pesquisa, a biofísica Eliane Wajnberg, do CBPF, além de terem sido detectadas dentro do tecido das antenas das formigas, essas partículas magnéticas também são encontradas no solo. “Esse material foi incorporado pelos insetos”, explica.

A descoberta de óxidos de ferro nas antenas das formigas chama a atenção dos pesquisadores para materiais magnéticos que até então não eram apontados como possíveis componentes do mecanismo de magnetorrecepção. “Esperávamos encontrar cristais de magnetita, o material mais fortemente magnético e presente em abundância na natureza”, diz Wajnberg.

A equipe do CBPF pretende agora realizar novas pesquisas para verificar se os óxidos de ferro estão realmente funcionando como sensores do campo geomagnético da Terra e se eles estão presentes nas antenas de outros tipos de insetos.


Thaís Fernandes
Ciência Hoje On-line





A harpia precisa de você!

Ajude a salvar filhotes da maior ave de rapina do mundo

Quer ajudar a preservar uma ave da fauna brasileira? Então, participe do III Grande Desafio, promovido pelo Museu Exploratório de Ciências da Universidade Estadual de Campinas, que acontece no dia 21 de junho. Nesta edição, estudantes a partir do sexto ano são convidados a preservar a harpia, uma espécie que já esteve por muitos anos na lista de animais ameaçados de extinção. Você não conhece essa ave? Então, vamos fazer as devidas apresentações...

Também chamada de gavião-real, a harpia é a maior ave de rapina do mundo. Costuma viver sozinha, procurando companhia apenas na época de acasalamento. Atualmente, a harpia está praticamente restrita à Amazônia devido ao intenso desmatamento. Mas há um jeito de aumentarmos o número de harpias na natureza e você está sendo desafiado a ajudá-las.

A harpia é a maior ave de rapina do mundo (foto: Mateus Hidalgo).

É o seguinte...

Os cientistas estudaram a reprodução da harpia e perceberam que essa ave se acasala com o mesmo parceiro ao longo de toda a vida e que coloca apenas um ou dois ovos.

O problema é que o filhote que nasce primeiro mata o mais novo, para eliminar a competição por alimento. Capturar um desses ovos para criar o filhote em cativeiro até que ele pudesse se alimentar sozinho seria uma estratégia para preservarmos a harpia, mas... Essa ave põe seus ovos em árvores que têm, em média, 40 metros de altura! E aí? Como resgatar o ovo?

A harpia faz seus ninhos em árvores que têm, em média, 40 metros de altura (foto: Wikimedia Commons).


A organizadora do III Grande Desafio, Tamara Aluani, explica que a ideia é que você, junto com seus colegas, use o conhecimento adquirido em sala de aula – em disciplinas como biologia, física e matemática – para construir uma máquina capaz de retirar um ovo de harpia de seu ninho no topo de uma árvore. Sem quebrar, claro! Para montar essa engenhoca, sua equipe deve contar com a ajuda de um orientador e escrever um diário de campo. Serão avaliados o desempenho, a criatividade e o desenvolvimento dos participantes. O grupo que vencer a competição ganha como prêmio o direito de dar nome a um asteroide, além de fazer um passeio por vários museus bacanas. Mais de 400 equipes já estão inscritas. Então, o que você está esperando? Visite a página do projeto na internet e participe!

III Grande Desafio: inscrições abertas!
Primeiro período de inscrições: até 19 de maio
Equipes de escola pública: R$ 10
Equipes de escola particular: R$ 30

Segundo período de inscrições: 20 de maio a 14 de junho
Equipes de escola pública: R$ 30
Equipes de escola particular: R$ 60


Marcella Huche
Ciência Hoje das Crianças

Paraíso ameaçado

Estudo cataloga plantas que podem desaparecer devido à ocupação de restinga na Bahia

A equipe de biólogos da Unicamp catalogou 86 plantas na restinga de Maraú, entre elas as angiospermas Centrosema brasilianum e Humiria balsamifera (fotos: Volker Bittrich e André Amorim).


As restingas são frequentemente destruídas por construções litorâneas irregulares. Na tentativa de alertar a população sobre a importância desse ecossistema costeiro e preservá-lo, biólogos da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) fizeram um levantamento das espécies de plantas encontradas na península de Maraú, uma das últimas áreas de restinga ainda preservadas na Bahia.

Durante dois anos, a bióloga Clara Sampaio, orientada pela professora Maria do Carmo Amaral, do Departamento de Botânica da Unicamp, analisou e catalogou espécies de plantas na restinga de Maraú, em especial nas áreas que ficam alagadas no período de chuvas (chamadas palustres). A pesquisadora realizou coletas a cada dois meses e identificou ao todo 86 espécies de angiospermas (plantas com flor) aquáticas e palustres – entre elas, plantas herbáceas, arbustivas e subarbustivas.

A espécie Baccharis singularis, da família da carqueja, também foi encontrada na restinga de Maraú, cuja vegetação vem perdendo espaço para construções à beira-mar (foto: Clara Sampaio).


A vegetação herbácea e arbustiva das restingas é composta por plantas de pequeno porte e abriga pequenos animais, em sua maioria insetos. Esse ecossistema é importante porque ameniza os ventos marinhos e a salinização antes que estes cheguem à mata atlântica.

A península de Maraú, localizada próximo a Itacaré, apresenta características geográficas semelhantes às da restinga de Marambaia e às do Parque Nacional da Restinga de Jurubatiba, ambos no Rio de Janeiro. Porém, ao contrário dessas áreas, a restinga baiana não está sob proteção efetiva. Uma lei municipal protege a península, mas, segundo as normas do Ibama, a área pode ter certo grau de ocupação humana. Assim, a restinga vem perdendo espaço para construções à beira-mar, que se instalam principalmente nas áreas palustres.

Regiões mais procuradas
Sampaio lembra que, no período de seca, as áreas palustres apresentam vegetação rasteira, composta principalmente por gramíneas. Por isso, são logo procuradas por moradores e comerciantes, que constroem casas, restaurantes e pousadas em meio à restinga, além de realizarem cultivos diversos, como o de abacaxis e cocos. “Mas, durante o período de chuvas (entre maio e agosto), as áreas palustres são inundadas, o que danifica as construções”, acrescenta a bióloga.

Orquídeas como a Epistephium lucidum e a Catasetum roseo-album são retiradas das áreas de restinga para uso decorativo (fotos: Clara Sampaio e André Amorim).


O grande problema é que a ocupação da restinga impede o crescimento das plantas, fundamentais para o ecossistema. “Muitos animais que vivem em restingas já não são mais encontrados em Maraú, devido a essa ocupação”, conta Sampaio. “Nós sabemos da importância da restinga, mas, para a população, aquilo é só mato”, ressalta a pesquisadora, que lamenta a perda de bromélias e orquídeas, retiradas para uso decorativo.

A bióloga explica que as plantas existentes nas áreas palustres permanecem em estado de dormência no período de seca, e suas sementes só germinam em contato com a água. “Quando começa a chover, há uma explosão de cores. Você descobre plantas que nem imaginava que existissem lá.”


Algumas plantas da restinga, localizadas em áreas que ficam alagadas no período de chuvas, só germinam quando entram em contato com a água. As fotos mostram a espécie Nymphaea lasiophylla e sua flor (no detalhe à direita). Fotos: Volker Bittrich e Clara Sampaio.


Todo o trabalho de catalogação das espécies de plantas existentes na restinga de Maraú está disponível na internet. O projeto é uma iniciativa do professor Volker Bittrich, que orientou diversos alunos do Departamento de Botânica da Unicamp no desenvolvimento dessa página virtual, onde é possível encontrar resultados de pesquisas sobre diversas espécies de plantas de ecossistemas do Brasil.


Barbara Marcolini
Ciência Hoje On-line

Brilho estranho nas nuvens

Pesquisadores brasileiros desvendam enigma sobre origem de fenômeno atmosférico luminoso

Concepção artística do satélite Firefly, que irá investigar os flashes terrestres de raios gama (imagem: USRA).


Um fenômeno majestoso que ocorre nas nuvens permanecia há vários anos envolto em uma aura de mistério. O esclarecimento da situação veio por meio do trabalho de pesquisadores da Universidade Federal de Pernambuco.

Sobre as nuvens de tempestades já foram descobertos inúmeros fenômenos luminosos. Mas, em 1994, astrônomos da Nasa (agência espacial norte-americana), por meio do Observatório Compton de Raios Gama, descobriram mais um fenômeno intrigante: os TGFs (do inglês, flashes terrestres de raios gama).

Os TGFs são pulsos muito breves (da ordem de milissegundos) de raios gama (a radiação mais energética do espectro eletromagnético), explicados, até então, como provenientes da colisão, contra moléculas de nitrogênio e oxigênio da atmosfera, de elétrons relativísticos (aqueles que viajam com velocidades próximas à da luz, ou seja, 300 mil km/s).

Esses choques geram uma avalanche de elétrons acelerados por campos elétricos remanescentes de intensos relâmpagos das nuvens de tempestade (ver ‘Eletricidade e poluição no ar: como as queimadas afetam as nuvens de tempestade e os relâmpagos’ em CH 252). A média diária desses eventos no planeta parece estar na casa dos 50, localizados entre 15 km e 20 km do solo.

Até aí, a ciência conhecia. Mas permanecia um mistério sondando esse fenômeno atmosférico. Qual a origem desse mecanismo de avalanche de elétrons? E como essas partículas atingiam velocidades iniciais tão altas, a ponto de desencadear a formação de raios gama no choque com as moléculas de ar?

A resposta veio das pesquisas de Gerson Paiva, Antonio Pavão e Cristiano Cordeiro, do Departamento de Química Fundamental da UFPE. O trio propôs que esses elétrons relativísticos têm origem na ‘decomposição’ (decaimento) de múons contidos nos raios cósmicos, essa ‘chuva’ de partículas provenientes do Sol e de regiões remotas do universo, que constantemente bombardeia a atmosfera terrestre.

Os múons (primos dos elétrons, com a mesma carga, porém mais pesados) seriam freados pelo campo elétrico remanescente dos relâmpagos de nuvens de tempestade, decaindo naturalmente em elétrons acelerados e seus respectivos neutrinos (partículas sem carga), que seguem em todas as direções. Os elétrons que se deslocam para cima formam os TGFs.

O estudo dos brasileiros, publicado em fevereiro no Journal of Geophysical Research, mostrou o mecanismo por completo dos TGFs, esclarecendo-o para a comunidade internacional.

Porém, há outros enigmas que rondam o fenômeno recém-descoberto. Para tentar entendê-los, está previsto, para o ano que vem, o lançamento do satélite Firefly, pela Nasa.


Cássio Leite Vieira
Ciência Hoje / RJ

sábado, 16 de maio de 2009

Ameaça antiga

Colunista destaca a importância das pandemias para a análise de fenômenos históricos e ambientais

“Aterrava a velocidade do contágio e o número de pessoas que estavam sendo acometidas.” Lendo a frase, dá até para pensar que ela foi publicada no jornal de ontem, quando foram confirmados os primeiros casos da gripe suína no Brasil. Ou no diário de viagem de alguém recém-chegado do México.

Vítima da gripe espanhola no Rio de Janeiro em 1919
(foto: reprodução / Fiocruz).


Que nada. Quem escreveu essas palavras foi o médico e escritor Pedro Nava, em 1918, ao descrever do Rio de Janeiro a terrível gripe espanhola, que dizimou milhões de pessoas entre 1917 e 1918, na pior pandemia da história recente da humanidade.

A descrição assim continuava: “Nenhuma de nossas calamidades chegara aos pés da moléstia reinante: o terrível não era o número de casualidades – mas não haver quem fabricasse caixões, quem os levasse ao cemitério, quem abrisse covas e enterrasse os mortos. O espantoso já não era a quantidade de doentes, mas o fato de estarem quase todos doentes, a impossibilidade de ajudar, tratar, transportar comida, vender gêneros, aviar receitas, exercer, em suma, os misteres indispensáveis à vida coletiva”.

A gripe espanhola, cuja origem ainda hoje é objeto de controvérsia, a princípio seria uma nova cepa do vírus influenza, surgida em 1916. O vírus só teria assumido sua forma mortal a partir de agosto de 1918, quando ganhou dimensão global – além da Europa, foram contaminados habitantes da Índia, Japão, China e das Américas.

Qualquer semelhança com os dias de hoje será mera coincidência? Espera-se que sim. Nestes tempos de gripe suína, quando o mundo mal se recuperou dos efeitos da gripe aviária, as comparações com episódios ocorridos em outros tempos são inevitáveis.

A gripe através dos tempos
De fato, embora diferente de outros males, como a febre amarela e a varíola – apenas para citar duas doenças comuns na história do Brasil –, há muito tempo a gripe já era considerada uma ameaça para a humanidade. Consta que Hipócrates, o pai da medicina, em 412 a.C. relatou casos de doenças respiratórias que em semanas matavam seres humanos.

Bem mais recentemente, quando da chegada dos espanhóis às Américas na virada do século 15 para o 16, a gripe foi responsável pela devastação de grupos inteiros de indígenas, tendo sido fundamental no próprio processo de conquista e colonização das Américas pelos europeus.

A situação de superioridade que tanto favoreceu os colonizadores no continente americano não ocorreria da mesma forma na África. Lá, as vítimas foram os europeus, que morriam das doenças locais, ao ter contato com a população. Coincidência ou não, até meados do século 19, com poucas exceções (a mais conhecida é justamente Angola, cuja capital, Luanda, foi fundada em 1575 pelos portugueses), os europeus não haviam estabelecido colônias na África, limitando-se a comerciar produtos e escravos a partir de feitorias na costa.

Edição brasileira de Armas, germes e aço, de Jared Diamond.


Os dois exemplos mostram que, além da superioridade militar e das intenções políticas, fatores como vírus e bactérias também são importantes para a compreensão do desenrolar da história das sociedades humanas. Este é um dos argumentos do interessantíssimo livro Armas, germes e aço: os destinos das sociedades humanas, do médico e biólogo norte-americano Jared Diamond.

Publicado no Brasil em 1997 (a edição original em inglês também é do mesmo ano) pela editora Record, o livro ganhou os prêmios Pulitzer e Aventis no ano seguinte. A obra teve grande impacto nos meios de comunicação: rapidamente se tornou um best-seller e foi adaptada para a televisão pela PBS em 2005, em uma série de três episódios.

Determinismo geográfico?
Diamond sustenta a polêmica tese de que a geografia e a própria biologia explicariam por que algumas sociedades se desenvolveram e outras não. Acusado de reviver o determinismo geográfico por uns e louvado por outros por levar em conta os impactos da sociobiologia em análises históricas, o fato é que Diamond voltou a inserir no panorama acadêmico a consideração das epidemias e pandemias como fatores importantes para a análise de fenômenos históricos e ambientais.

A leitura de seu livro deixa claro algo que hoje em dia é mais do que óbvio: doenças têm a ver com desenvolvimento humano; é impossível distinguir a situação ambiental do mundo sem, ao mesmo tempo, levar em conta fatores econômicos e políticos.

Nesse sentido, cabe questionar – se é que a tese dele faz sentido – o que significa a sequência de gripes letais, facilmente transmissíveis entre humanos, ocorridas nos últimos tempos. Ao mesmo tempo em que a gripe suína alarma o mundo, doenças como febre amarela e dengue voltam a assombrar populações de vários países. Só na Bahia, foram 5 mil novos casos notificados em apenas quatro semanas.

Que as novas e velhas epidemias, que trouxeram de voltas doenças erradicadas e que apontaram para o surgimento de outras, têm a ver com o desequilíbrio ambiental, não há dúvida. Mas sobra incerteza quanto às reais possibilidades de criarmos soluções para todas essas questões. Afinal, problemas em escala mundial exigem soluções em escala mundial. Até porque, daqui, não há para onde fugirmos.


Keila Grinberg
Departamento de História
Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro

quarta-feira, 13 de maio de 2009

É possível engravidar depois de realizada a ligadura de trompas?

Pergunta de Flávia Correia, por correio eletrônico

(foto: Bianca de Blok)


É possível, sim, engravidar depois de realizar a ligadura de trompa, também conhecida como laqueadura tubária. Nenhum método contraceptivo tem eficácia de 100%. A ligadura das trompas é um dos métodos mais eficazes de contracepção permanente, escolha feita por mulheres que não desejam – ou não podem – ter mais filhos. A efetividade da cirurgia depende de alguns fatores como, por exemplo, se as trompas foram bloqueadas e qual técnica usada para esse bloqueio.


A gravidez pode ocorrer após a cirurgia devido a uma recanalização espontânea das trompas ou por algum processo que provoque uma abertura anormal nas trompas, possibilitando o encontro do óvulo com o espermatozoide. Os riscos de falha na esterilização são mais frequentes em mulheres jovens, por apresentarem fertilidade maior do que as mais idosas. Depois do primeiro ano, a eficácia do método é de 0,5 por 100 mulheres, ou seja, um caso de gravidez em cada 200 mulheres que realizam o procedimento.

Em caso de arrependimento da paciente, a cirurgia pode ser reversível, se ela se submeter à recanalização tubária por meio de técnica microcirúrgica ou realizar procedimentos de reprodução assistida.


Márcio Vilela
Faculdade de Medicina,
Universidade Federal de Minas Gerais

REVISTA CIÊNCIA HOJE

terça-feira, 5 de maio de 2009

O retorno do fantasma

Colunista fala sobre os mecanismos evolutivos dos vírus e o surgimento da gripe suína na população


O microbiólogo e botânico holandês Martinus Beijerinck, um dos fundadores da virologia, em seu laboratório (foto: Delft School of Microbiology Archives).


A compreensão da história evolutiva dos diferentes grupos de vírus é vital para que possamos entender a sua epidemiologia e desenvolver estratégias eficazes para o combate de uma série de doenças humanas.

Alguns vírus têm profundo efeito sobre a história da humanidade, enquanto outros têm impacto marcante e atual sobre a saúde pública. Compreender a evolução dos vírus e dos meios pelos quais eles obtiveram sua diversidade genética atual pode nos auxiliar a entender esses efeitos.

Os vírus são extremamente diversos e podem ser agrupados de acordo com seu material genético: DNA ou RNA de fitas simples ou dupla. Contudo, diferentemente de outros grupos taxonômicos, não há entre os variados grupos de vírus similaridade filogenética – ou seja, relação evolutiva.

Tipicamente, vírus pertencentes a uma mesma família possuem genoma similar e alguns genes semelhantes ou homólogos. Membros de famílias diferentes raramente possuem genes homólogos identificáveis. Podemos, portanto, traçar uma árvore filogenética descrevendo as similaridades evolutivas dos organismos que apresentam estrutura celular (bactérias, arqueobactérias e seres eucariotos), mas isso não é possível para os vírus.

Os vírus são classificados em cerca de setenta famílias. Destas, vinte infectam o homem. A diversidade genética dos grupos de vírus é afetada por sua história evolutiva e a de seus hospedeiros. Ancestrais humanos foram infectados por muitos vírus e a compreensão dessa relação nos diz muito sobre a nossa própria história evolutiva.


Por exemplo, vírus que causam doenças associadas com aglomerações não puderam se manter nas pequenas populações caçadoras e coletoras de homens pré-históricos. O vírus do sarampo é um exemplo clássico desse grupo. Indivíduos afetados por essa infecção desenvolvem imunidade durante sua vida. Por isso, a manutenção desse vírus requer um suprimento constante de indivíduos não infectados – principalmente crianças.


Micrografia do vírus do sarampo, que precisa de grandes aglomerados humanos para se manter na população (foto: Cynthia S. Goldsmith/ CDC).


Tem-se estimado que o sarampo pode persistir em populações com pelo menos 250 mil indivíduos, algo que só ocorreu com grupos humanos há 5 mil anos, no Oriente Médio. Uma vez que os primeiros humanos chegaram ao continente americano há mais de 10 mil anos, eles não estiveram expostos – até 1492, quando a América foi “descoberta” por Cristóvão Colombo – a vírus adquiridos por populações humanas aglomeradas. Por isso, estima-se que até o século 16 cerca de 90% das populações nativas das Américas morreram de doenças causadas por vírus como o sarampo e a varíola, provenientes dos invasores europeus.

Por outro lado, alguns vírus passaram a afetar a saúde humana apenas nas últimas décadas do século 20. O HIV é o exemplo mais conhecido desses vírus. Existem, contudo, diversos outros, como o Marburg, o Ebola, o Nipah, o Hendra e o SARS, que têm um espectro de ação mais limitado. Essas viroses emergentes estão associadas com o crescimento demográfico e as alterações ambientais e a poluição que vêm nos trilhos desse aumento populacional.

Além disso, a maior facilidade dos indivíduos para se deslocar para qualquer lugar do planeta contribui para o surgimento dessas infecções. Por exemplo, em 1999, foi noticiado um caso de infecção por um vírus da região oeste do rio Nilo (África) nos Estados Unidos e, em 2005, o vírus Chikungunya, originário da África Central, contaminou aproximadamente um terço dos cerca de 770 mil habitantes das ilhas Reunião, no oceano Índico. Outro caso que estamos acompanhando atualmente nos noticiários é o alastramento global da gripe suína a partir do México.

Diversidade genética viral
A diversidade genética contemporânea dos vírus está associada com o período de separação dos diferentes grupos a partir de seus ancestrais e com a sua respectiva taxa de evolução. Diversos vírus têm sido adquiridos pelo homem a partir de outras espécies animais (por exemplo, o vírus da gripe suína) e sofrem muitas vezes modificações posteriores na espécie humana.

Forças como a deriva genética, a seleção natural, as taxas de mutação e a competição entre indivíduos de espécies iguais ou diferentes obviamente atuam sobre esses vírus. Grupos menores ou que apresentem uma menor capacidade de dispersão e que sofram uma proporção maior de mutações genéticas podem evoluir mais rapidamente.

Vírus de RNA que dependem da RNA polimerase para a sua replicação estão mais sujeitos a sofrer mutações. Isso se deve ao fato de que essa enzima é mais propensa a erros do que a DNA polimerase, associada à multiplicação dos vírus de DNA.

Substituições das subunidades componentes do DNA e do RNA – conhecidas como nucleotídeos – que não afetam o tipo de aminoácido codificado (substituições sinonímias) são provavelmente neutras do ponto de vista evolutivo. Por outro lado, substituições não-sinonímias podem afetar de forma negativa ou positiva a estrutura tridimensional da proteína codificada e influenciar, portanto, a sua atividade.

Como as proteínas têm sido, durante milhões de anos, submetidas a uma forte pressão seletiva, baseada na eficiência de seu relacionamento com os seus substratos, modificações na sequência de aminoácidos e, consequentemente, na estrutura tridimensional das proteínas quase sempre são nocivas para essas moléculas orgânicas.


Vírus da gripe



Micrografia colorizada do sorotipo H1N1 do vírus da gripe tipo A, responsável pela pandemia de 1918 e pelo atual surto de gripe suína (foto: E. Palmer e R.E. Bates/ CDC).

O vírus da gripe ou influenza representa – juntamente com o HIV – o exemplo mais extensivamente estudado de vírus que têm se associado ao homem. Os homens são infectados por três vírus da gripe relacionados entre si. Esses vírus, denominados A, B e C, pertencem à família Orthomyxoviridae.

Dentre esses três vírus da gripe, apenas o tipo C causa infecções mais brandas. O vírus tipo B pode provocar consequências danosas para a saúde de seus hospedeiros. Por isso, ele é utilizado no Brasil em campanhas de vacinação para idosos, nos quais pode causar problemas graves e mesmo óbitos.

O vírus tipo A, por sua vez, está associado à maioria das epidemias com consequências sérias. Tipicamente, as propriedades antigênicas (capazes de provocar a formação de anticorpos) dos vírus tipo A variam um pouco de um ano para o outro, um processo conhecido como deriva antigênica. Esse processo é responsável pela incapacidade do organismo humano hospedeiro de criar uma resistência permanente contra a gripe.

Contudo, em três ocasiões durante o século 20, as propriedades antigênicas do vírus da gripe tipo A modificaram-se radicalmente. Essas mudanças (conhecidas como mudanças antigênicas) fizeram com que esses vírus passassem a apresentar um sorotipo diferente (linhagem que induz anticorpos diferentes no hospedeiro) e geraram pandemias que levaram milhões de pessoas à morte.

O vírus da gripe tipo A possui um genoma formado por uma cadeia de RNA de fita simples com oito segmentos separados. Cada um desses segmentos corresponde grosseiramente a um gene. Cada sorotipo é determinado pelas proteínas hemaglutinina (H) e neuraminidase (N), codificadas respectivamente pelos segmentos 4 e 6.

Dezesseis sorotipos H e nove N são conhecidos. Existe também uma série de combinações entre eles. Porém, apenas poucos desses sorotipos são encontrados no homem e, tipicamente, apenas um ou poucos estão presentes na população humana em um dado período. Por outro lado, todos os sorotipos são encontrados em aves aquáticas, o reservatório natural do vírus da gripe tipo A. Alguns sorotipos estão presentes também em mamíferos como os cavalos e os porcos.

A evolução dos vírus da gripe
Os vírus da gripe foram caracterizados inicialmente na década de 1930 e o primeiro sorotipo identificado foi denominado H1N1. Uma mudança antigênica ocorreu em 1957, levando ao surgimento do sorotipo H2N2 e à pandemia conhecida como gripe asiática. Outra mudança ocorreu em 1968 e deu origem ao sorotipo H3N2 e à gripe de Hong Kong.


Hospital militar nos Estados Unidos durante a pandemia de gripe espanhola de 1918 (foto: National Museum of Health and Medicine, Armed Forces Institute of Pathology).

Estudos indicam que a gripe espanhola de 1918 marcou o início da infecção dos vírus H1N1 no homem. Essa foi de longe a pandemia humana mais severa do século 20 – e obviamente de todos os tempos. Estima-se que ela tenha levado pelo menos 40 milhões de pessoas à morte (veja coluna de janeiro de 2007 ).

O enorme impacto dessa pandemia sobre a saúde humana não ocorreu devido a uma associação de formas virais já presentes na espécie humana, mas sim devido à introdução de um sorotipo completamente novo de vírus (o H1N1) proveniente das aves.

Durante os últimos anos, tem-se observado o ressurgimento do sorotipo H1N1 na população humana. Um exemplo desse tipo de evento é a atual gripe suína, que, até o fechamento desta coluna (no dia 30 de abril), já havia infectado 260 pessoas somente em seu local de origem – o México – e provocado 12 mortes no país.

Portanto, a gripe suína não representa uma grande novidade em termos evolutivos, mas sim um velho fantasma que a humanidade tem combatido nos últimos 90 anos.


Jerry Carvalho Borges
Universidade do Estado de Minas Gerais
CH-ONLINE

Quer dançar comigo?

Aves mostram aos cientistas que também são boas dançarinas


Abram espaço na pista de dança: cientistas acabam de comprovar que dançar não é algo que apenas os seres humanos fazem. Há aves que também são capazes de bailar. Duvida? Então, clique na tela abaixo e assista ao show que Snowball (Bola de neve, em português) deu em frente às câmeras.

Macho, com 12 anos de idade, Snowball é uma cacatua: um tipo de ave encontrada na Austrália, Nova Guiné, Tasmânia e Indonésia. Ele foi estudado por dois grupos de cientistas, que, mesmo usando métodos distintos e fazendo análises diferentes, chegaram à mesma conclusão: essa ave é capaz de fazer movimentos sincronizados – por exemplo, bater a cabeça ou os pés – ao ritmo de batidas musicais. E não só ela: uma das equipes que divulgaram seus resultados nesta semana na versão virtual da revista Current Biology testou também o papagaio-cinzento Alex e comprovou que ele, como nowball, fazia espontaneamente movimentos sincronizados ao som de música. Isso significa que, sem ganhar recompensas, ter passado por um treinamento específico ou mesmo contar com a presença de alguém dançando por trás das câmeras para imitar, a ave ensaiou os seus passinhos.

Se você clicar na tela abaixo, pode assistir a Alex em ação. E se achar que o seu desempenho não é tão espetacular quanto o de Snowball... Veja o que disse à CHC on-line o biólogo Aniruddh Patel, do Instituto de Neurociências, uma instituição americana localizada na cidade de San Diego, líder do grupo que focou seu estudo na simpática ave de 12 anos. “Eu ouvi informalmente de alguns colegas que as cacatuas são melhores dançarinas do que os papagaios-cinzentos. Os papagaios-cinzentos, porém, imitam melhor a fala humana do que as cacatuas.”

A origem da dança
Mas será que o fato de os cientistas terem descoberto que Snowball e Alex realmente dançam significa que pode haver muitos outros animais dançarinos por aí?


A capacidade de Snowball sincronizar os seus movimentos ao som de música foi considerada incrivelmente parecida com a humana, principalmente com a de crianças (foto: Reprodução).

As duas equipes de cientistas trabalham com a hipótese de que apenas animais que têm a capacidade de aprender a reproduzir sons que ouvem no ambiente em que vivem seriam capazes de sincronizar o movimento de seu corpo com batidas musicais. Fazem parte dessa lista os humanos, três tipos de aves – os pássaros canoros, os beija-flores e os papagaios –, além de cetáceos como as baleias e os golfinhos e pinípedes como as focas e os leões-marinhos. Isso aconteceria porque a capacidade de perceber as batidas musicais e sincronizar os movimentos do corpo teria como base a parte do cérebro voltada para o aprendizado vocal, já que exige ligações especiais entre os sistemas motor – responsável pelos movimentos – e o auditivo – ligado à audição.

A equipe liderada pela pesquisadora Adena Schachner, da Universidade de Harvard, que testou tanto o papagaio-cinzento Alex quanto a cacatua Snowball, obteve dados que sustentam claramente essa hipótese. Ela estudou não só essas aves, mas também realizou uma extensa pesquisa no You Tube – a mais popular página na internet para compartilhamento de vídeos digitais – em busca de evidências de outros animais que conseguissem dançar.

O resultado? Descobriu-se que todas as espécies que pareciam se mover de forma sincrônica às batidas musicais nos vídeos postados na internet correspondiam a animais capazes de aprender a reproduzir os sons que ouvem em seu ambiente por imitação. A maioria, por exemplo, eram papagaios.
Conseguir imitar sons, porém, não é a única característica que um animal precisa ter para conseguir sincronizar seus movimentos ao ritmo de uma música. “Uma questão principal é: que outras capacidades são necessárias?”, disse à CHC on-line Adena Schachner. “Será que todas as aves têm um tipo de capacidade latente para manter um ritmo, mas precisam de experiências ou motivações específicas para começar a responder à música?” Perguntas como essas não faltam e exigem mais estudos para serem esclarecidas. A pesquisadora comenta, por exemplo, que é preciso saber por que alguns indivíduos, entre as aves, dançam, enquanto outros, não. Portanto, se você já estava planejando comprar uma cacatua só para vê-la dançar em casa, saiba que ter um animal desse tipo não é garantia de um show de dança em domicílio.


Mara Figueira
Ciência Hoje das Crianças
com a colaboração de
Isabela Fraga
Ciência Hoje On-line
30/04/2009

domingo, 3 de maio de 2009

O fim dos dinossauros

Choque de um asteroide, vulcanismo ou outra causa? Artigo discute fatores por trás desse evento


A ilustração representa a morte de dinossauros nos depósitos vulcânicos do planalto de Deccan, na Índia. Gases emitidos por erupções ocorridas ali cerca de 65 milhões de anos atrás podem ter contribuído para a extinção dos dinossauros (arte: Zina Deretsky / National Science Foundation).


A vida na Terra passou por várias ‘crises’, como podem ser chamadas as extinções massivas de espécies. Em uma delas, há cerca de 65 milhões de anos, os dinossauros desapareceram. É indiscutível que, nessa época, um grande asteroide se chocou com a superfície do planeta, e que isso contribuiu para a extinção desses animais ou a acelerou, mas essa não foi a única ou a maior razão. As causas foram provavelmente alterações drásticas em ecossistemas marinhos e terrestres. Mas o que teria provocado tais mudanças?

O debate entre os que defendem o cataclisma cósmico e os que sustentam um vulcanismo intenso como o fator principal já dura quase 30 anos. Recentes estudos mostram que as extinções massivas têm causas muito mais complexas do que se poderia supor. Esse tema é bem atual: nos últimos 500 anos, mais de mil espécies desapareceram, o que pode indicar que estamos no limiar de uma nova extinção massiva, talvez decorrente de ações humanas.

Espanto e admiração
A diversidade das diferentes formas de vida existentes na Terra causa espanto e admiração. Até hoje, foram descritas cerca de 2 milhões de espécies, mas diferentes estimativas indicam que o número total estaria hoje entre 5 e 100 milhões. A grandeza desses números é mais surpreendente diante da constatação de que cerca de 90% de todas as espécies que surgiram durante a evolução do planeta foram extintas.

Formas de vida desaparecem continuamente no decorrer da evolução, mas o estudo da história da vida revela momentos em que ocorreram extinções em massa. Uma extinção é dita massiva quando há um súbito aumento da taxa de extinção em relação aos valores médios. Nesse caso, diferentes tipos de organismos desaparecem rapidamente (em termos de tempo geológico) e em escala global.

Extinções massivas, porém, não são eventos sempre iguais e não impediram, no longo prazo, a evolução biológica. Nos últimos 500 milhões de anos, a diversidade de espécies tem aumentado. Portanto, as extinções representam apenas uma queda temporária no processo evolutivo da diversificação.

As causas das extinções em massa são debatidas há décadas por especialistas de diferentes disciplinas, e o tema ganhou relevância diante da constatação das atuais mudanças climáticas. Biólogos como Andrey V. Adrianov, do Instituto de Biologia Marinha da Academia de Ciências da Rússia, ou P. Dee Boersma, da Sociedade para a Conservação Biológica e da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, pensam que estamos vivenciando uma nova onda de extinção de espécies, na qual a contribuição humana não pode ser descartada.


José Antônio de Freitas Pacheco
Observatoire de la Côte d’Azur (Nice, França)



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Quer saber mais sobre vulcões e sobre terremotos?

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Confira os posts sobre o assunto! Conheça causas, efeitos e entenda o que são essas manifestações da natureza!
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Vulcões e terremotos

Os vulcões e terremotos representam as formas mais enérgicas e rápidas de manifestação dinâmica do planeta. Ocorrem tanto em áreas oceânicas como continentais, e são válvulas de escape que permitem o extravasamento repentino de energias acumuladas ao longo de anos, milhares ou milhões de anos. Esses eventos são sinais de que, no interior da Terra, longe dos nossos olhos e instrumentos de pesquisa, ocorrem fenômenos dinâmicos que liberam energia e se refletem na superfície, modificando-a. Por outro lado, também existem formas lentas de manifestação da dinâmica interna terrestre. As placas tectônicas, conforme a teoria da Tectônica de Placas, incluem continentes e partes de oceanos, que movem-se em mútua aproximação ou distanciamento, a velocidades medidas de alguns centímetros por ano, assim contribuindo para a incessante evolução do relevo e da distribuição dos continentes e oceanos na superfície terrestre.

Fonte: http://www.ibb.unesp.br/departamentos/Zoologia/material_didatico/prof_marcello/Geologia/Terra_Dinamica

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