quarta-feira, 24 de outubro de 2018

Como as sementes de dente-de-leão voam?

Vórtice criado por uma semente de dente-de-leão
Nos terrenos baldios da cidade onde cresci, era muito comum encontrar um tipo de planta chamada de dente-de-leão. Parecia uma bolinha cheia de pelos brancos. Quando se desprendiam, esses bastõezinhos peludos não caiam com facilidade, sendo levados pelo vento como se estivessem suspensos por um fio. Era um espetáculo fascinante para uma criança.

Me surpreendi recentemente ao descobrir que muito mais gente, e estou falando em escala mundial, também teve sua curiosidade despertada pelo voo quase mágico dessas sementinhas peludas. Mas por incrível que pareça, até agora ninguém era capaz de explicar como as sementes de dente-de-leão voam. A resposta é tão fascinante que mereceu uma publicação na Nature.

Pesquisadores da Universidade de Edimburgo usaram um túnel de vento para entender o que dá sustentação ao voo dessas sementes. As sementes de dente-de-leão estão ligadas a uma espécie de bastão cheio de filamentos na extremidade. Quando a semente é levada pelo vento e começa a cair, o ar que passa entre os filamentos cria um vórtice exatamente sobre a estrutura. Esse vórtice é uma região de baixa pressão. É algo parecido com o que se usa para manter um avião no ar. O formato da asa é projetado de tal maneira a criar uma região de baixa pressão acima da asa quando o ar passa por ela. Se um objeto for colocado entre uma região de baixa e uma de alta pressão, ele tende a ser empurrado para a região de baixa pressão. O segredo para que o avião se mantenha estável é equilibrar o efeito da região de baixa pressão com a força da gravidade.

O que ocorre com a semente de dente-de-leão é muito parecido, mas ela funciona mais como um paraquedas muito eficiente. Aliás, o sistema do dente-de-leão é quatro vezes mais eficiente do que a estrutura de um paraquedas tradicional.

Mais uma vez a natureza nos impressiona com "soluções" de engenharia que deixam cientistas de ponta perplexos, como explica Cathal Cummins, coautor do artigo, "quando você mostra isso para estudiosos de dinâmica de fluidos, eles ficam chocados".


Referências

C. Cummins et al. A separated vortex ring underlies the flight of the dandelion. Nature. Published online October 17, 2018. doi:10.1038/s41586-018-0604-2.


quarta-feira, 17 de outubro de 2018

Uma molécula de 600 milhões de anos?

O 26-mes, produzido  pela R. globostellata
Fósseis de esponjas são muito menos abundantes do que os de outros animais, como peixes ou mamíferos terrestres. Sendo assim, alguns pesquisadores têm concentrado seus esforços na busca de biomarcadores deixados nos locais onde essas esponjas teriam sido soterradas. Um biomarcador, neste caso, é simplesmente um composto químico produzido por espécies semelhantes nos dias de hoje e que, imagina-se, tenha também sido produzido pelas esponjas de tempos remotos.

A espécie de esponja moderna Rhabdastrella globostellata, por exemplo, produz um esteroide chamado 26-metilestigmastano (26-mes). Pesquisadores da Universidade da Califórnia encontraram traços de 26-mes em rochas de 660-635 milhões de anos (tendo como base a cronologia evolucionista). Esse composto tão pouco convencional foi, assim, tomado como evidência da presença de esponjas nesse período. Estamos ainda no período Neoproterozóico, cerca de 100 milhões de anos antes da famosa explosão do Cambriano.

Duas coisas chamam a atenção nessa descoberta. A primeira, é o fato de admitirmos que amostras de 26-mes tenham resistido a 660-630 milhões de anos de história. Em geral, compostos orgânicos se decompõem com muita facilidade (é um dos motivos para os produtos que usamos possuírem prazos de validade). Me parece mais coerente a interpretação de que as amostras não sejam tão antigas assim.

Além disso, a síntese de uma molécula como o 26-mes por um organismo não é uma tarefa nada fácil. É preciso movimentar um sofisticado aparato de enzimas numa sequência bastante específica. Quem já teve a oportunidade de trabalhar com síntese orgânica sabe que preparar uma molécula como o 26-mes a partir de compostos mais simples é um desafio e tanto. Agora imagine que isso tenha que acontecer de forma automatizada, sem qualquer intervenção. Na figura abaixo você pode ter uma ideia de como uma esponja moderna sintetiza esteroides. Então, mesmo quando retrocedemos muito no tempo geológico (em discutíveis milhões de anos), mais e mais encontramos evidência de que não existe algo que possamos chamar de "vida simples".



Referências:

1. J. Alex Zumberge, Gordon D. Love, Paco Cárdenas, Erik A. Sperling, Sunithi Gunasekera, Megan Rohrssen, Emmanuelle Grosjean, John P. Grotzinger, Roger E. Summons. Demosponge steroid biomarker 26-methylstigmastane provides evidence for Neoproterozoic animals. Nature Ecology & Evolution, 2018; DOI: 10.1038/s41559-018-0676-2

2. University of California - Riverside. "Sponges on ancient ocean floors 100 million years before Cambrian period: Molecular fossil evidence." ScienceDaily. ScienceDaily, 15 October 2018. <www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181015113522.htm>.

segunda-feira, 15 de outubro de 2018

Como o uso de antibióticos na criação de aves está contaminando o homem

A suspeita remonta aos anos 1970, mas apenas agora um estudo comprovou que o uso de antibióticos na criação de aves culminou no aparecimento de superbactérias. Resistentes ao medicamento, esses microrganismos acabam transmitidos aos seres humanos por meio do consumo da carne desses animais, como o frango.

Para chegar a essa conclusão, pesquisadores do Centro de Ação contra a Resistência aos Antibióticos, da Universidade George Washington, nos EUA, decifraram o genoma de algumas bactérias que se adaptaram ao organismo de animais e seres humanos.

A escolha do local de pesquisa não foi ao acaso. A cidade de Flagstaff, no estado do Arizona, é pequena, com migração quase inexistente, o que a torna um laboratório genético para o estudo.

Durante um ano, os pesquisadores compraram a carne vendida nos supermercados da cidade e coletaram as bactérias contidas no sangue e urina de pacientes em hospitais da região. Eles, então, analisaram as amostras para identificar bactérias resistentes.

A equipe encontrou o Escherichia Coli (E. Coli), um grupo de bactérias que normalmente habita tanto o intestino humano quando o de alguns animais. Alguns tipos são tão nocivos que causam gastroenterite, caracterizado pela infecção urinária e intensa diarreia com catarro e sangue.

O E. coli foi encontrado em quase 82% das amostras de carne e em 72% de pacientes. Mas dentre os muitos exemplares dessa bactéria, um deles, conhecido como ST131-H22, chamou a atenção. Suas características genéticas indicam que ele ocupou primeiro as vísceras das aves para depois se adaptar aos humanos.

Coincidentemente, esses exemplares são a versão de E. coli mais resistentes aos antibióticos tetraciclina e gentamicina, usados na produção avícola.

A descoberta confirma a suspeita de que o uso de antibióticos nas fazendas crie bactérias resistentes que acabam chegando aos humanos.

"Em resumo, nossos achados demonstram o potencial da E. coli ST131-H22 em servir como um uropatógeno (um tipo de bactéria) de origem alimentar. Ele é apenas uma das muitas bactérias potencialmente transmitidas de animais para humanos", diz o estudo.

Fonte: UOL

quinta-feira, 11 de outubro de 2018

Jejum intermitente pode reverter diabetes tipo 2 de acordo com novo estudo

IMPORTANTE!
Este blog não fornece conselhos médicos ou tratamentos de qualquer natureza. Apenas noticiamos descobertas científicas relacionadas à saúde, cujos resultados são descritos em detalhes nas fontes originais citadas. Qualquer mudança como forma de tratamento, tal como descrita a seguir, deve ser discutida com um médico especializado. Dito isto, vamos aos resultados.


Sob supervisão médica (confira o artigo original), três homens, com idades entre 40 e 67 anos, experimentaram o jejum intermitente planejado como forma de diminuir seus sintomas de diabetes tipo 2. Cada um desses homens precisava usar uma série de medicamentos para controlar suas doenças, bem como doses diárias de insulina. Além de diabetes tipo 2, eles sofriam de pressão e colesterol altos.

Dois dos homens jejuaram por 24 horas em dias alternados, enquanto o terceiro jejuou três vezes por semana. Nos dias de jejum, eles não ficavam completamente sem alimento. Podiam usar bebidas de baixa caloria, como chá/café, água ou caldos, além de uma refeição de baixíssima caloria no fim da tarde.

Eles permaneceram seguindo esse padrão por cerca de 10 meses. Após isso, foram feitas novas medidas para a glicose no sangue, peso e circunferência da cintura.

Todos os três homens puderam parar de usar insulina em menos de um mês após o início do programa. Para um deles, isso ocorreu em apenas cinco dias. Dois dos homens foram capazes de parar com todas as suas medicações relacionadas à diabetes, enquanto o terceiro deixou de usar três dos quatro medicamentos de que precisava. Todos perderam peso (10-18%) e conseguiram reduzir sua glicose no sangue, tanto em jejum quanto na média do dia a dia, o que pode ajudar a diminuir riscos de complicações futuras.

É importante que se diga que esse é um estudo observacional com apenas três indivíduos. Assim, não é possível afirmar se esse protocolo de tratamento terá efeito de forma geral. Mas são resultados promissores que se somam a outros indicativos nessa direção (confira aqui).

Me chama atenção o fato de os efeitos benéficos do jejum já terem sido apontados há mais de um século, em 1905, pela escritora cristã Ellen White, que, como creem os Adventistas do Sétimo Dia, tinha uma ligação muito especial com Deus. Confira:

"A intemperança no comer é muitas vezes a causa da doença, e o que a natureza precisa mais é ser aliviada da indevida carga que lhe foi imposta. Em muitos casos de moléstia, o melhor remédio é o paciente jejuar por uma ou duas refeições, a fim de que os sobrecarregados órgãos digestivos tenham ensejo de descansar. Um regime de frutas por alguns dias tem muitas vezes produzido grande benefício aos que trabalham com o cérebro. Muitas vezes um breve período de inteira abstinência de comida, seguido de alimento simples e moderadamente tomado, tem levado à cura por meio dos próprios esforços recuperadores da natureza. Um regime de abstinência por um ou dois meses, havia de convencer a muitos sofredores que a vereda da abnegação é o caminho para a saúde." (E. G. White Conselhos sobre o regime alimentar, Cap. 10).


Referências:


1. Suleiman Furmli, Rami Elmasry, Megan Ramos, Jason Fung. Therapeutic use of intermittent fasting for people with type 2 diabetes as an alternative to insulin. BMJ Case Reports, 2018; bcr-2017-221854 DOI:10.1136/bcr-2017-221854

2. BMJ. "Planned intermittent fasting may help reverse type 2 diabetes, suggest doctors: And cut out need for insulin while controlling blood glucose." ScienceDaily. ScienceDaily, 9 October 2018. <www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181009210738.htm>.

segunda-feira, 8 de outubro de 2018

Lagartos que mudam de cor em poucos dias. Evolução?

Crédito da imagem: Corl et al., Current Biology, 2018)
Você já ouviu falar no "efeito Baldwin"? Trata-se de uma proposta do psicólogo (isso mesmo, psicólogo) James Mark Baldwin publicada em 1896. Imagine que uma população de animais precise invadir um novo ambiente diferente daquele para o qual estão bem adaptados. Como esses animais poderiam sobreviver tempo o suficiente nesse novo ambiente para que a seleção natural pudesse favorecê-los? Por exemplo, suponha que um grupo de lagartos de coloração clara invadam uma região de solo escuro (como num fluxo de lava). Neste caso, os lagartos seriam facilmente reconhecidos pelos predadores e poderiam ser dizimados bem antes de haver tempo para que mudanças genéticas ao longo de gerações acabassem adaptando sua coloração àquela região.

O que Baldwin propôs é que algumas características dos animais não são fixas, podendo mudar ao longo de seu tempo de vida. Essa "plasticidade do fenótipo" permite que indivíduos alterem o bastante sua aparência ou comportamento para poderem sobreviver em um novo ambiente. Eventualmente, novas adaptações surgiriam através de seleção natural sobre mudanças genéticas através de gerações. Esse é o efeito Baldwin.

Pesquisadores da Universidade da Califórnia - Santa Cruz apresentaram um relato impressionante a respeito de um caso que ilustra bem esse efeito. Eles estudaram a mudança de cor em lagardos-de-mancha-lateral (da espécie Uta stansburiana) em função de seu ambiente. Quando esses lagartos eram movidos de uma região de solo claro (como areia) para uma região escura (como em um derramamento de lava), as mudanças na coloração começavam a aparecer em apenas uma semana e prosseguiam gradualmente pelos meses seguintes. Análises genéticas apontaram para variações em dois genes envolvidos na regulação da melanina (já falamos disso aqui).

Os descendentes desses animais herdam a coloração que seus pais adquiriam em tão pouco tempo. O que é mais incrível é que, se os lagartos forem levados de volta para a areia, eles podem ajustar sua cor novamente. A faixa de cores possíveis para um indivíduo desses lagartos é realmente impressionante. Na figura acima você pode ver um lagarto macho retirado de um derramamento de lava (esquerda) e o mesmo lagarto (direita) após ser mantido em laboratório sobre areia clara por quatro meses.

Esse tipo de plasticidade revela um complexo mecanismo que permite adaptações muito rápidas quando elas são necessárias. É uma espécie de providência por antecipação embutida no projeto dos lagartos para quando eles precisassem mudar de ambiente. Lembra muito mais o trabalho de um projetista extremante inteligente do que o de um processo de seleção natural sobre variações aleatórias.

Referências:

1. Ammon Corl, Ke Bi, Claudia Luke, Akshara Sree Challa, Aaron James Stern, Barry Sinervo, Rasmus Nielsen. The Genetic Basis of Adaptation following Plastic Changes in Coloration in a Novel Environment. Current Biology, 2018; DOI: 10.1016/j.cub.2018.06.075

2. "Adaptable lizards illustrate key evolutionary process proposed a century ago", https://news.ucsc.edu/2018/09/adaptable-lizards.html

quinta-feira, 19 de julho de 2018

Formações ferríferas bandadas e a explosão do Cambriano


As formações ferríferas bandadas (também conhecidas pelo inglês banded iron formations) são “rochas sedimentares químicas de idade pré-cambriana compostas por bandas alternadas de óxido de ferro (hematita, Fe2O3, ou magnetita, Fe3O4) e bandas de chert e/ou jasper” (Wikipedia). Imagina-se, tradicionalmente, que essas estruturas foram formadas por precipitação a partir da água do mar causada pela liberação de oxigênio produzido por cianobactérias. O oxigênio teria se combinado com o ferro dissolvido nos oceanos para formar óxidos de ferro insolúveis, que precipitariam para o fundo do oceano.

As formações ferríferas bandadas são geralmente encontradas antes do período Cambriano. A presença de todo esse ferro no oceano primitivo teria impedido o aumento do nível de oxigênio na atmosfera, uma vez que o oxigênio produzido pelas cianobactérias reagiria logo em seguida com o ferro oceânico formando compostos insolúveis que precipitariam. O fim desse estoque de ferro teria possibilitado o aumento do nível de oxigênio na atmosfera. A ideia de que essa elevação no nível de oxigênio tenha possibilitado a explosão cambriana vem ganhando cada vez mais destaque. [1]

É nesse contexto que precisamos analisar a recente descoberta de novas formações ferríferas bandadas com idades surpreendentemente menores do que as já conhecidas.[2] De acordo com a Universidade de Alberta (instituição à qual pertence o grupo que liderou a pesquisa):

“A formação ferrífera, localizada no oeste da China, foi conclusivamente datada como sendo de idade cambriana. Com aproximadamente 527 milhões de anos, essa formação é jovem em comparação com a maioria das descobertas até agora. Imagina-se há muito tempo que a deposição de formações ferríferas bandadas, que se iniciou há aproximadamente 3,8 bilhões de anos atrás, terminou antes do Período Cambriano, 540 milhões de anos atrás.”[3]

“Isso é crítico, uma vez que é a primeira observação de uma formação ferrífera bandada similar às do Pré-Cambriano que é mais recente do que o início do Cambriano. Isso oferece a mais conclusiva evidência para a presença de condições ricas em ferro por toda a parte naquele tempo, confirmando o que tem sido recentemente sugerido a partir de proxies geoquímicos”, disse Kurt Konhauser, co-author do trabalho.[3]

O achado cria um dilema. Se as formações ferríferas bandadas podem ser tomadas como indício de atmosfera pobre em oxigênio, então, até por volta de 527 milhões de anos atrás (na cronologia evolucionista) não teríamos uma atmosfera com concentrações apreciáveis de oxigênio, o que minaria uma das propostas para a razão da explosão do Cambriano. Se, por outro lado, insiste-se em que o início do Cambriano foi um período de atmosfera rica em oxigênio, à despeito das formações ferríferas bandadas posteriores, então a presença dessas formações no período Pré-Cambriano não pode, de forma similar, ser tomada como evidência de baixos níveis de oxigênio. Isso compromete uma importante evidência usada pelos defensores da abiogênese a favor de uma atmosfera redutora sob a qual teriam sido formados os compostos químicos que dariam origem às primeiras células (diga-se de passagem, um salto gigantesco: compostos químicos a células).

Um artigo recente da Nature menciona evidências geológicas a favor de uma atmosfera com concentrações de oxigênio relativamente altas no início do Cambriano. [1] Será que as formações ferríferas bandadas realmente significam o que dizem que elas significam, que existiu uma atmosfera redutora nos primórdios de nosso planeta?

Vamos esperar os desdobramentos, mas ao que tudo indica, os defensores da abiogênese precisarão rever suas posições a respeito do “fato da evolução química. É uma pena que, nesse campo, a única pergunta que se faça seja “como a vida se originou espontaneamente?” e não “como a vida se originou?”.

[1] Douglas Fox, “What sparkedthe Cambrian explosion”, Nature 530 (2016) 268.

[2] Zhi-Quan Li, Lian-Chang Zhang, Chun-Ji Xue, Meng-Tian Zheng, Ming-Tian Zhu, Leslie J. Robbins, John F. Slack, Noah J. Planavsky & Kurt O. Konhauser, “Earth’s youngest banded iron formation implies ferruginous conditions in the Early Cambrian ocean”, Scientific Reports 8 (2018) 9970.

sexta-feira, 13 de julho de 2018

Mais informação encontrada no DNA

No link abaixo você encontra o artigo do site Evolution News a respeito da descoberta de um possível novo nível de informação no DNA:

More Information Found in DNA: The Shape Code