quarta-feira, 13 de dezembro de 2017

O que o mais avançado telescópio espacial e os olhos de um molusco têm em comum?

O telescópio espacial James Webb é a nova obra prima da NASA e tem o papel de substituir o Hubble. O Webb é 100 vezes mais sensível que seu antecessor e isso está diretamente ligado ao tamanho de seu espelho principal, com cerca de 6,5 m contra apenas 2,4 m do Hubble. Mas como levar um espelho de 6,5 m para o espaço? Isso é possível porque o espelho do Webb é formado por 18 placas reflexivas de berílio com formato hexagonal. Assim, o espelho pode ser "dobrado" para o lançamento e aberto quando já estivar no espaço. Seu lançamento está previsto para o segundo trimestre de 2019.

As vieiras (de nome científico Pecten maximus) são moluscos marinhos da família Pectinidae. São algumas vezes chamadas de as primas ricas das ostras, sendo utilizadas na culinária fina. Mas o que quase ninguém sabe é que esses moluscos escondem um verdadeiro espetáculo de tecnologia quando o assunto é a visão.

Destaque de alguns dos numerosos
olhos de uma vieira.
Uma vieira chega a ter 200 olhos, cada um deles medindo cerca de 1 milímetro de diâmetro. Uma nova pesquisa acaba de revelar como esses olhos são formados, e o resultado é surpreendente. Cada um dos cerca de 200 olhos é constituído por milhões de cristais em forma de placas quadradas perfeitas, organizadas em uma espécie de mosaico. Essas placas formam uma superfície refletora que é curvada de modo que a vieira possa focalizar a luz em diferentes retinas.

Há algum tempo já se sabia que os olhos das vieiras eram incomuns. Em 1960, o biólogo Michael Land mostrou que cada um dos olhos das vieiras usa um espelho para focalizar a luz, enquanto a maioria dos outros tipos de olhos encontrados na natureza utiliza lentes. Land também determinou que esse espelho natural é feito de cristais de guanina, um dos quatro nucleotídeos que formam o DNA. Naquela época, contudo, não havia tecnologia suficiente para visualizar os detalhes desse espelho.
Imagem de uma microscopia das placas de
guanina que formam o espelho de um
dos olhos de uma vieira.

Graças à técnica conhecida como crio-microscopia eletrônica, os pesquisadores puderam desvendar as minúcias dessa maravilhosa estrutura. Os cristais de guanina formam placas quadradas perfeitas, o que impressiona o biólogo Benjamin Palmer, co-autor do trabalho,"Isso é realmente estranho. É a primeira vez vemos um quadrado perfeito!".

A guanina não forma naturalmente cristais que podem ser encaixados. Isso significa que a vieira, de alguma forma, controla o processo de cristalização. Os cristais nos olhos da vieira se ajustam lado a lado exatamente como os azulejos de uma parede e formam uma superfície suave que minimiza a distorção de imagens.

Uma única camada desse mosaico de guanina é transparente. Então, o que ocorre na vieira é um empilhamento de cerca de 20 a 30 camadas que criam uma superfície refletora. Esse intricado conjunto funciona como um telescópio, que usa diversos espelhos menores para criar uma grande superfície curva refletora.

Mas o olho da vieira parece estar pelo menos um passo à frente do telescópio. Isso porque, ao invés de formar uma superfície côncava como um hemisfério perfeito, o espelho da vieira assume uma forma 3D incomum que a permite focalizar a luz em uma de duas retinas, dependendo do ângulo de entrada da luz. Uma retina é ajustada para a luz fraca que vem da visão periférica, enquanto a outra captura melhor movimento e luz forte.

Evidência de planejamento? O que você acha? Talvez um dos muitos engenheiros envolvidos no projeto do telescópio Webb possa opinar...

Referências

B. Palmer et al. The image-forming mirror in the eye of the scallop. Science. Vol. 358, 2017, p. 1172.

ScienceNews, Scallops’ amazing eyes use millions of tiny, square crystals to see, <https://www.sciencenews.org/article/scallops-amazing-eyes-use-millions-tiny-square-crystals-see>

segunda-feira, 11 de dezembro de 2017

Centenas de ovos de pterossauros descobertos em escavação revolucionária

O título deste artigo é o mesmo que foi usado pela National Geographic [1] para noticiar a descoberta de pelo menos 215 ovos de pterossauros extraordinariamente bem preservados. Em alguns desses ovos, podem ser vistos embriões e filhotes que haviam acabado de ser chocados. Além do número de ovos e da qualidade da preservação de detalhes, chama a atenção a descrição das condições que provocaram a fossilização. De acordo com a reportagem da National Geographic:

"Os Hamipterus não apenas se alimentavam nesse paraíso há tanto tempo perdido, eles também se reproduziam ali, provavelmente enterrando ninhadas de ovos na vegetação ou nos litorais. Os ovos fossilizados nos sedimentos do lago se agitaram pela rápida água corrente, um sinal de que tempestades devam ter inundado a área do ninho e sacudido os ovos até um lago maior, onde a lama ensopada os enterrou. Os ovos não escoaram todos de uma vez: eles se dividem em quatro camadas de sedimento distintas, o que sugere que múltiplas enchentes os depositaram ao longo do tempo." [1]

"Conforme as águas se enfureciam no velho lago chinês, muitos dos ovos de pterossauros racharam, deixando entrar sedimentos que no final das contas preservaram suas formas retangulares. Em pelo menos 16 desses ovos, os sedimentos também embalaram os delicados esqueletos de embriões de pterossauros em desenvolvimento, inclusive um osso que a equipe pensa que pertencera a um animal previamente chocado." [1]

Em outras palavras, o cenário envolve, como é comum em fossilização, inundações catastróficas e sedimentos. Neste caso em particular, fala-se de múltiplas enchentes "ao longo do tempo" por causa das quatro camadas nas quais os ovos estão divididos. Podemos interpretar essa divisão em camadas de duas formas. A primeira, apela aos experimentos de Berthault [2], segundo os quais um padrão de extratos (como o observado nas camadas sedimentares) pode se formar rapidamente, com todas as camadas (do fundo ao topo) sendo depositadas simultaneamente. Neste caso, a linha do tempo estaria na direção horizontal, não vertical.

Uma outra possibilidade vem das marés altas e baixas que devem ter ocorrido durante o dilúvio, como explica John Morris [3]

"As águas continuaram subindo e descendo e subindo novamente até que todas as montanhas pré-diluvianas estivessem cobertas. Elas mantiveram um nível de oceano anormalmente elevado, mas flutuante, através do dilúvio, na medida em que interações complexas entre as forças tectônicas e hidrodinâmicas testemunhavam as águas vindo e indo em ondas." 

Ambas as possibilidades dão conta de ovos distribuídos em diferentes camadas sedimentares.

Em resumo, a história que os fósseis (não apenas neste caso) nos contam sobre o passado é de um cenário catastrófico e envolvendo grandes quantidades de água e sedimento, mortandade em massa, soterramentos repentinos e eventos geológicos de dimensões e violência tal qual não se veem nos dias de hoje. Seria o dilúvio de Genesis uma hipótese viável para explicar isso tudo? Acredito que sim.

Referências:

1-National Geographic, "Centenas de ovos de pterossauros descobertos em escavação revolucionária", <http://www.nationalgeographicbrasil.com/video/tv/veja-diplopodes-juntando-forcas-para-sobreviver>

2-G. Berthault, "Analysis of Main Principle of Stratigraphy on the Basis of Experimental Data", Lithology and Mineral Resources, vol. 3, 2002, p. 442-446.

3-John D. Morris, "The Global Flood: Unlocking Earth's Geologic History", Edição para Kindle (Posição de leitura 911 de 4617).

segunda-feira, 4 de dezembro de 2017

Amendoins e nozes contra doenças cardíacas

As recomendações para o consumo de mais alimentos de origem vegetal e menos de origem animal têm aumentado a cada novo estudo. Desta vez, um grupo de pesquisadores analisou a ligação entre consumo de nozes e amendoins e doenças cardíacas.

A conclusão foi que o consumo de nozes pelo menos uma vez por semana diminui o risco de doenças cardiovasculares em geral em 19 % e de doenças coronárias em 21 %. Para quem acha que as nozes são um artigo de alimentação caro, a boa notícia é que o bom e velho amendoim também tem seus benefícios. Comer amendoim pelo menos duas vezes por semana diminui o risco de doenças cardiovasculares em geral em 13 % e o de doenças coronárias em 15 %. Mas é preciso ter cuidado com os excessos. A porção considerada pelos pesquisadores era de cerca de 28 g.


Fontes

Marta Guasch-Ferré, Xiaoran Liu, Vasanti S. Malik, Qi Sun, Walter C. Willett, JoAnn E. Manson, Kathryn M. Rexrode, Yanping Li, Frank B. Hu, Shilpa N. Bhupathiraju. Nut Consumption and Risk of Cardiovascular Disease. Journal of the American College of Cardiology, 2017; 70 (20): 2519 DOI: 10.1016/j.jacc.2017.09.035

American College of Cardiology. "Eating regular variety of nuts associated with lower risk of heart disease." ScienceDaily. ScienceDaily, 13 November 2017. <www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171113195131.htm>.

quinta-feira, 16 de novembro de 2017

Asa de borboleta inspira célula fotovoltaica

A luz solar refletida em células solares representa um desperdício de energia. As asas da borboleta Pachliopta aristolachiae são formadas por nanoestruturas que ajudam a absorver a luz em um amplo espectro, muito melhor do em superfícies lisas. Pesquisadores do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) conseguiram transferir essas nanoestruturas para células solares, e com isso aumentaram a absorção de luz em até 200%.

A borboleta estudada possui uma cor negra profunda, o que significa que ela absorve perfeitamente a luz do sol e consegue gerenciar essa energia de forma otimizada. Os pesquisadores estudaram os detalhes microscópicos da constituição das asas dessas borboletas por uma técnica chamada de microscopia eletrônica de varredura. Após isso, eles realizaram simulações computacionais para testar as melhores configurações possíveis das estruturas que observaram nas asas das borboletas. O que descobriram é que a melhor configuração era justamente a que haviam observado nas borboletas, garantindo taxas de absorção de radiação mais estáveis sobre todo o espectro e em ângulos de incidência variáveis.

Como já comentamos aqui (e aqui, e aqui também), são comuns as tentativas de se tentar reproduzir as maravilhas tecnológicas encontradas na natureza. Somente com os avanços tecnológicos e científicos das últimas décadas é que foi possível amadurecer a ideia de nanotecnologia, que já faz parte da asa de borboletas há milhares de anos. Uma única evidência nesse sentido talvez não seja suficiente para fazermos afirmações sólidas. Mas quando numerosos exemplos de tecnologia microscópica começam a explodir diante de nossos olhos, faz muito sentido revermos as propostas correntes para sua origem. Todo o aparato tecnológico do qual dispomos foi construído ao longo de séculos, com inúmeros pesquisadores envolvidos, mentes entre as mais brilhantes que o mundo já conheceu. Isso exigiu muito planejamento, muitas tentativas, muitos testes, muita teoria de base etc. Parece-me contraditório olhar para nossas conquistas tecnológicas, que resultaram da ação de inúmeras mentes inteligentes, e compará-las com as maravilhas tecnológicas da natureza - que são muito superiores às nossas - concluindo, por fim, que estas últimas foram formadas sem qualquer intervenção inteligente.

Rodrigo M. Pontes


Referências:

Radwanul H. Siddique, Yidenekachew J. Donie, Guillaume Gomard, Sisir Yalamanchili, Tsvetelina Merdzhanova, Uli Lemmer, Hendrik Hölscher. Bioinspired phase-separated disordered nanostructures for thin photovoltaic absorbers. Science Advances, 2017; 3 (10): e1700232 DOI: 10.1126/sciadv.1700232

Karlsruhe Institute of Technology. "Butterfly wing inspires photovoltaics: Light absorption can be enhanced by up to 200 percent." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 November 2017. <www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171114091952.htm>.

quarta-feira, 15 de novembro de 2017

Exercícios físicos aumentam o tamanho do cérebro, aponta novo estudo

A saúde do cérebro decai com o envelhecimento, com um encolhimento médio em seu tamanho de aproximadamente 5% por década após os 40 anos. Estudos com ratos têm consistentemente mostrado que o exercício aumenta o tamanho do hipocampo (região relacionada à memória), mas até agora o efeito não era bem documentado para os humanos.

Pesquisadores australianos e britânicos examinaram os efeitos do exercício aeróbico sobre a saúde cerebral, incluindo ciclismo, caminhada e corrida em esteira. Os voluntários foram monitorados por períodos que variaram entre 3 a 24 meses, fazendo de 2 a 5 sessões por semana.

Os resultados publicados na revista especializada Neuroimage mostraram que, embora o exercício não tivesse efeito no volume total do hipocampo dos humanos, ele era responsável por um aumento significativo da região esquerda.

"Quando você se exercita, você produz uma substância química denominada de fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), que ajuda a prevenir declínios relacionados à idade pela redução da deterioração do cérebro", declarou Joseph Fith, o líder do trabalho.

"Nossos dados mostraram que, ao invés de aumentar o tamanho do hipocampo per se, os principais 'benefícios cerebrais' são devidos ao fato de que exercícios aeróbicos desaceleram a deterioração do tamanho do cérebro. Em outras palavras, o exercício pode ser visto como um programa de manutenção para o cérebro", completa Fith.

Ainda de acordo com Fith, o estudo pode ter implicações para a prevenção de desordens neurodegenerativas relacionadas ao envelhecimento, como Alzheimer e demência, embora mais estudos sejam necessários para se tirar conclusões seguras.

O exercício físico é um dos poucos métodos demonstravelmente eficazes para a manutenção do tamanho do cérebro e de seu funcionamento na medida em que envelhecemos.


Adaptado de:

NICM, Western Sydney University. "Exercise increases brain size, new research finds." ScienceDaily. ScienceDaily, 13 November 2017. <www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171113195024.htm>


Referência:

Joseph Firth, Brendon Stubbs, Davy Vancampfort, Felipe Schuch, Jim Lagopoulos, Simon Rosenbaum, Philip B. Ward. Effect of aerobic exercise on hippocampal volume in humans: A systematic review and meta-analysis. NeuroImage, 2018; 166: 230 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2017.11.007

sábado, 11 de novembro de 2017

Restrição calórica pode reverter diabetes

Um a cada três norte-americanos desenvolverá diabetes tipo 2 até 2050, de acordo com projeções recentes do Centro para Prevenção e Controle de Doenças. Há relatos indicando que a doença fica em remissão em pacientes que passam pela cirurgia bariátrica, que reduz significativamente a ingestão de calorias antes que se observe uma perda de peso clinicamente significativa. Isso motivou uma equipe de pesquisadores a tentar entender o mecanismo pelo qual a restrição calórica reverte rapidamente o diabetes tipo 2.

No estudo, ratos portadores de diabetes tipo 2 foram submetidos a uma dieta com grande restrição calórica, consistindo de cerca de um quarto do que conteria uma dieta normal. Usando uma técnica de rastreamento baseada em isótopos, os pesquisadores puderam acompanhar os processos que contribuiam para aumentar a produção de glicose pelo fígado. Também foi possível estudar a resistência à insulina. Ambos os processos - o aumento de produção de glicose e a resistência à insulina - contribuem para a elevação da concentração de açúcar no sangue em diabéticos.

Os pesquisadores apontaram três mecanismos principais como os responsáveis pela dramática diminuição da concentração de glicose no sangue dos animais diabéticos, sendo eles: 1) diminuição da conversão de lactato e aminoácidos em glicose; 2) decréscimo da taxa de conversão de glicogênio para acúcar no fígado; e 3) decréscimo do conteúdo de gordura, o que por sua vez melhora a resposta do fígado à insulina. Esses efeitos positivos da restrição calórica foram observados em apenas três dias.

O próximo passo é estender esse tipo de estudo a humanos, algo que a equipe de pesquisadores já começou a fazer.

Referências

Rachel J. Perry, Liang Peng, Gary W. Cline, Yongliang Wang, Aviva Rabin-Court, Joongyu D. Song, Dongyan Zhang, Xian-Man Zhang, Yuichi Nozaki, Sylvie Dufour, Kitt Falk Petersen, Gerald I. Shulman. Mechanisms by which a Very-low Calorie Diet Reverses hyperglycemia in a Rat Model of Type 2 Diabetes. Cell Metabolism, Novembro de 2017.

Yale University. "Study reveals how a very low calorie diet can reverse type 2 diabetes." ScienceDaily. ScienceDaily, 9 November 2017

sexta-feira, 20 de outubro de 2017

Lipídios preservados em fóssil de "48 milhões de anos"

Fóssil de um pássaro com idade
estimada em 48 milhões de anos.
O destaque mostra a glândula
uropigial.
Crédito: Sven Traenkner/Senckenberg
Os pássaros gastam um bom tempo alisando sua plumagem com o bico. Durante esse processo, a glândula uropigial, localizada próximo à região da cauda, desempenha um papel importante. Essa glândula produz uma secreção oleosa que os pássaros espalham sobre sua plumagem para impermeabilizá-la.

Pesquisadores identificaram resíduos desse tipo de material óleoso em um fóssil datado em 48 milhões de anos. "A descoberta é um dos exemplos mais surpreendentes de preservação de partes moles em animais. É extremamente raro que alguma coisa assim seja preservada por um período de tempo tão longo", disse Gerald Mayr, um dos autores do trabalho.

"Como mostram nossas análises químicas detalhadas, os lipídios mantiveram sua composição química original, ao menos em parte, ao longo de 48 milhões de anos. Os compostos com cadeias hidrocarbônicas longas dos restos fóssilizados da glândula uropigial podem ser claramente diferenciados do xisto betuminoso ao redor do fóssil, " explica Mayr.

É interessante notar como a preservação de compostos orgânicos em fósseis de supostos milhões de anos tem surpreendido um bom número de pesquisadores (veja aqui, aqui e aqui). Quanto mais se escava, mais exemplos desse tipo aparecem. Há duas alternativas aqui. A primeira é que esse material realmente foi preservado ao longo de 48 milhões de anos (se você acha isso fácil, dê uma olhada nos prazos de validade de alguns produtos de mercado). A segunda é que o material não possui 48 milhões de anos. Me pergunto por que essa última possibilidade não seja sequer cogitada.

Rodrigo M. Pontes

Referências:

1. Shane O'Reilly, Roger Summons, Gerald Mayr, Jakob Vinther. Preservation of uropygial gland lipids in a 48-million-year-old bird. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2017; 284 (1865): 20171050 DOI: 10.1098/rspb.2017.1050.

2. ANCIENT PREEN OIL: RESEARCHERS DISCOVER 48-MILLION-YEAR-OLD LIPIDS IN A FOSSIL BIRD.


quarta-feira, 18 de outubro de 2017

Proteínas e pigmentos de uma tartaruga de "54 milhões de anos" são semelhantes aos das tartarugas modernas

Crédito: Johan Lindgren
A Tasbacka danica é uma espécie de tartaruga marinha que viveu durante o período Eoceno, entre 56 e 34 milhões de anos atrás. Em 2008, um espécime extremamente preservado, de 74 milímetros, foi descoberto na Dinamarca. Em 2013, o palentologista Johan Lindgren, da Universidade de Lund, descobriu resíduos de tecidos moles em uma área localizada próxima ao "ombro" esquerdo da tartaruga. Ele coletou cinco pequenas amostras para análise biomolecular.

Os cascos das tartarugas marinhas modernas são escuros, o que serve de proteção contra predadores aéreos quando as tartarugas se dirigem para a superfície do oceano para respirar. A coloração escura também as ajuda a absorver calor da luz solar e regular sua temperatura corporal, uma vez que são criaturas de sangue frio.

Lindgren submeteu suas amostras a uma série de análises químicas que lhe permitiram confirmar a presença de grupos heme (que fazem parte da hemoglobina do sangue), eumelanina (pigmento responsável pela coloração) e fragmentos de proteínas.

A co-autora Mary Schweitzer realizou análises histoquímicas e encontrou beta-queratina (que compõe cascos, unhas e pele), hemoglobina e tropomiosina (uma proteína muscular). Esses achados foram confirmados pelo biólogo Takeo Kuriyama, da Universidade de Hyogo, no Japão.

Toda a evidência indica que essas moléculas são originais do proprio espécime, o que mostra que essas antigas tartarugas compartilhavam uma característica de pigmentação que as ajudava na sobreviência semelhante à das tartarugas modernas.

"Os dados não apenas apoiam a presenvação de múltiplas proteínas, mas também sugerem que a coloração era usada para a fisiologia já no Eoceno, da mesma maneira que é hoje", disse Schweitzer.

Algumas coisas são notáveis aqui. Em primeiro lugar, a tartaruga com os supostos 54 milhões de anos já era tão tartaruga quanto as modernas (foto). Em segundo lugar, as análises mostraram, como os próprios autores ressaltam, que a pigmentação das tartarugas antigas era semelhanta à das tartaguras que vivem hoje. Ou seja, as antigas e as modernas não são apenas morfologicamente parecidas, mas quimicamente também. Por fim, a própria preservação de moléculas orgânicas tão frágeis pelos alegados 54 milhões de anos lança sérios questionamentos sobre a veracidade dessa idade.

Seria muito interessante submeter essas amostras a análises de C-14, mas isso nem passa pela cabeça de um pesquisador que "sabe" que o fóssil tem 54 milhões de anos. Criacionistas já mostraram em diversas ocasiões, baseando-se em análises de laboratórios de datação internacionalmente reconhecidos, que fósseis de dinossauros com dezenas de milhões de anos podem apresentar quantidades significativas de C-14. Quando se tenta publicar esses dados nos meios de divulgação seculares, eles são rejeitados sob a alegação de que por contradizerem a cronologia amplamente aceita (e crucial para o evolucionismo) devem, certamente, estar errados (embora ninguém aponte onde está o erro). Como seria maravilhosa uma ciência sem censura!

Rodrigo M. Pontes


Referências:

1. Johan Lindgren, Takeo Kuriyama, Henrik Madsen, Peter Sjövall, Wenxia Zheng, Per Uvdal, Anders Engdahl, Alison E. Moyer, Johan A. Gren, Naoki Kamezaki, Shintaro Ueno, Mary H. Schweitzer. Biochemistry and adaptive colouration of an exceptionally preserved juvenile fossil sea turtle. Scientific Reports, 2017; 7 (1) DOI: 10.1038/s41598-017-13187-5

2. Keratin, Pigment, Proteins from 54 Million-Year-Old Sea Turtle Show Survival Trait Evolution.

sexta-feira, 13 de outubro de 2017

Estudo explica a diversidade de cores de pele dos humanos

Um estudo com diversos grupos africanos, liderado por geneticistas da Universidade da Pensilvânia, identificou novas variantes genéticas associadas com a pigmentação da pele. O estudo ajuda e explicar a ampla faixa de cores de pele no continente africano. Quando se pensa nesse continente, a maioria das pessoas lembra-se apenas da pele escura, mas ao longo de toda a África há uma grande variedade de tons de pele, que podem tão claras quanto às dos asiáticos ou muitíssimo escuras, e com todos os tons possíveis entre esses dois extremos.

Os pesquisadores obtiveram informação genética de cerca de 1.600 pessoas, examinando mais de 4 milhões de polimorfismos de nucleotídeos ao longo do genoma, lugares onde o código de DNA pode diferir por apenas uma "letra".

Uma das principais variações foi observada ao redor do gene MFSD12. O MFSD12 é altamente expresso nos melanócitos, as células que produzem melanina. Para verificar o papel do gene na pigmentação da pele, os pesquisadores bloquearam sua expressão em culturas de células e observaram um aumento na produção de eumelanina, o pigmento responsável pela pigmentação das peles negra e parda, e bem assim para cabelos e olhos. Em ratos, desligando-se esse gene observa-se uma mudança na cor de sua pelagem de marrom, causada por pelos com pigmentos vermelhos e amarelos, para um cinza uniforme pela eliminação da feomelanina, um tipo de pigmento também encontrado em humanos.

"Não sabemos exatamento porque, mas o bloqueio desse gene causa uma diminuição na produção de feomelanina e um aumento na produção de eumelanina", disse Sarah Tishkoff, uma das autoras do trabalho. "Também mostramos que os africanos possuem um baixo nível de expressão de MFSD12, o que faz sentido, pois baixos níveis do gene significam maior produção de eumelanina."

A questão toda é controlar a expressão de um gene para tornar a pele mais clara ou mais escura. Em outras palavras, trabalha-se com informação e estrutura que o organismo já possui. É como ajustar e relação entre os pixels de uma tela de computador para mudar a cor percebida naquela região.

Esse é um dos tipos de variação comumente comentada no meio criacionista. Temos um pacote completo, pronto, e podemos fazer ajustes nesse equipamento ligando ou desligando determinadas funções, ou mesmo ajustando seu nível de contribuição para determinada característica. A informação e a estrutura já existem, e precisam apenas ser trabalhadas conforme a necessidade. Algo parecido com o caso do rato veadeiro, já explicado aqui. Não se nega a seleção natural, apenas se limita o que ela é capaz de fazer (como selecionar características que podem ser ativadas ou desativadas). Já a criação de sistemas bioquímicos complexos, como a cascata de coagulação ou o flagelo bacteriano, por seleção natural, é algo que ainda precisa ser demonstrado. Olhando para esses fatos, podemos nos perguntar quem realmente apela ao que não pode ser demonstrado (quando falamos de ciência), criacionistas ou evolucionistas?

Referências

1. Nicholas G. Crawford, Derek E. Kelly, Matthew E. B. Hansen, Marcia H. Beltrame, Shaohua Fan, Shanna L. Bowman, Ethan Jewett, Alessia Ranciaro, Simon Thompson, Yancy Lo, Susanne P. Pfeifer, Jeffrey D. Jensen, Michael C. Campbell, William Beggs, Farhad Hormozdiari, Sununguko Wata Mpoloka, Gaonyadiwe George Mokone, Thomas Nyambo, Dawit Wolde Meskel, Gurja Belay, Jake Haut, Nisc Comparative Sequencing Program, Harriet Rothschild, Leonard Zon, Yi Zhou, Michael A. Kovacs, Mai Xu, Tongwu Zhang, Kevin Bishop, Jason Sinclair, Cecilia Rivas, Eugene Elliot, Jiyeon Choi, Shengchao A. Li, Belynda Hicks, Shawn Burgess, Christian Abnet, Dawn E. Watkins-Chow, Elena Oceana, Yun S. Song, Eleazar Eskin, Kevin M. Brown, Michael S. Marks, Stacie K. Loftus, William J. Pavan, Meredith Yeager, Stephen Chanock, Sarah Tishkoff. Loci associated with skin pigmentation identified in African populations. Science, 2017

2. University of Pennsylvania. "Genes responsible for diversity of human skin colors identified." ScienceDaily. ScienceDaily, 12 October 2017. <www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171012143324.htm>


segunda-feira, 9 de outubro de 2017

Nova descoberta sobre o fantástico sistema de navegação das abelhas

As abelhas usam sua visão para navegar, mas até agora, pouco se sabia sobre o que acontece dentro de seus cérebros (menores do que um grão de arroz) à medida em que realizam essa tarefa. Pesquisadores da Universidade de Edimburgo descobriram neurônios que detectam velocidade e direção.[1,2] Trata-se de uma rede intricada mais avançada do que os sistemas de navegação baseados em GPS que possuímos.

Esses neurônios estão localizados em uma parte do cérebro chamada de complexo central, que os cientistas descobriam desempanhar um papel fundamental no controle do sistema de navegação. Essas células são usadas para detectar e guardar informações de todos os elementos do caminho percorrido pela abelha, criando uma memória que lhe permite voar para casa pela rota mais direta.

Para obter esses dados, eles monitoraram a função nervosa conectando finos eletrodos à cabeça das abelhas ao mesmo tempo em que elas assistiam a simulações de realidade virtual do que elas veriam se estivessem voando em linha reta ou em movimento circular. Seus resultados - juntamente com estudos de microscopia eletrônica de como as células nervosas estão conectadas - foram usados para desenvolver um modelo computacional detalhado dos cérebros das abelhas, que foi testado em uma abelha simulada por computador e em um robô.

"A parte mais excitante desta pesquisa foi quando a modelagem molecular do 'espaguete'de conexões entre as células nervosas revelaram o princípio elegante pelo qual as abelhas controlam sua posição e retornam para casa. Entender um comportamento tão complexo ao nível de um único neurônio é um passo importante para a ciência da função cerebral", declarou Barbara Webb, Professora da Escola de Informática da Universidade de Edimburgo.

É fascinante como, vez após outra, descobrimos que os sistemas naturais superam, com sobras, nossos melhores esforços. As abelhas existem há milhares de anos e já utilizavam seu sistema de navegação muito antes que o ser humano imaginasse algo como o GPS. Pense com cuidado sobre o que temos aqui. Um conjunto de sensores extremamente sofisticados que detectam, com precisão, variações de velocidade e direção sem ter que fazer triangulações ou usar qualquer dado externo (além dos que a própria abelha capta). Esses dados são então tratados por um software extremanente avançado, que armazena e gera dados que são acessados quando a abelha precisa regressar. Então, sem recorrer a satélites, a abelha traça uma linha reta rumo à sua casa e se dirige para lá com presicão.

Segundo os pesquisadores, essa descoberta pode levar ao desenvolvimento de novos algoritmos de navegação em robôs autônomos que dispensem GPS ou sistemas computacionais caros.

Por essas e outras é que Richard Dawkins declarou:

"A biologia é o estudo das coisas complexas que dão a impressão de ter um design intencional." [2]

A "impressão" de um design intencional na natureza é gritante, e até mesmo o ateu mais famoso do mundo reconhece isso.


Rodrigo M. Pontes


Referências

1. Brain study reveals how insects make beeline for home

2. Stanley Heinze et al. An Anatomically Constrained Model for Path Integration in the Bee Brain. Current Biology, Outubro de 2017.

3. Richard Dawkins (O Relojoeiro Cego: A Teoria da Evolução Contra o Design Divino, Companhia das Letras, São Paulo, 2001. p. 18)

sexta-feira, 6 de outubro de 2017

Açúcar ligado a doenças cardiovasculares, aponta novo estudo

Um estudo da Universidade de Surrey mostrou que um grupo de estudo formado por homens saudáveis teve seus níveis de gordura no sangue e armazenada no fígado aumentados após se submeterem a uma dieta rica em açúcar.

O estudo, que foi publicado na Clinical Science, observou dois grupos de homens tanto com altos como com baixos níveis de gordura no fígado, fornecendo a eles uma dieta rica ou pobre em acúcar para descobrir se a quantidade de gordura no fígado influenciava o impacto do açúcar em sua saúde cardiovascular. A dieta com pouco açúcar continha não mais do que 140 calorias por dia de açúcar - uma quantidade próxima à ingestão recomendada - enquanto a dieta rica em açúcar continha 650 calorias.

Após 12 semanas na dieta rica em açúcar, os homens com altos níveis de gordura no fígado - uma condição conhecida como doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA) - mostraram mudanças em seu metabolismo da gordura que são associadas ao aumento no risco de doenças cardiovasculares, ataques cardíacos e acidentes vasculares cerebrais.

O metabolismo da gordura é o processo bioquímico pelo qual as gorduras são transportadas e quebradas no sangue, e então usadas pelas células do corpo.

Os resultados também revelaram que, quando o grupo de homens saudáveis com baixos níveis de gordura no fígado consumiram uma alta quantidade de açúcar, sua gordura no fígado e seu metabolismo de gordura tornaram-se similares aos dos homens com DHGNA.

O professor de Metabolismo Nutricional, Bruce Griffin, declarou: "Nossas descobertas fornecem novas evidências de que o consumo de grandes quantidades de açúcar pode alterar o metabolismo da gordura de maneiras que podem aumentar seu risco de doenças cardiovasculares."

"Enquanto muitos adultos não consomem os altos níveis de açúcar usados nesse estudo, algumas crianças e adolescentes alcançam esses níveis de ingestão pelo consumo exagerado de refrigerantes e doces. Esses aumentos trazem preocupação a respeido da saúde no futuro da população mais jovem, especialmente quando se tem em vista a ocorrência alarmantemente alta de DHGNA em crianças e adolescentes, e o aumento exponencial de doenças hepáticas fatais em adultos.

Fontes: Healthy people are at risk of developing heart disease


Seguem alguns comentários da escritora norte-americana Ellen White extraídos de "Conselhos sobre o regime alimentar". A data da publicação original de cada comentário é indicada entre parênteses.

"O açúcar abarrota o organismo. Entrava o trabalho da máquina viva" (1870). (p. 280)
"Sento-me com freqüência à mesa de irmãos e irmãs, e vejo que eles usam grande quantidade de leite e açúcar. Isto sobrecarrega o organismo, irrita os órgãos digestivos, e afeta o cérebro. Tudo quanto embaraça o ativo funcionamento do maquinismo vivo, afeta muito diretamente o cérebro. E segundo a luz que me foi dada, o açúcar, quando usado abundantemente, é mais prejudicial que a carne. Estas mudanças devem ser feitas com prudência, e o assunto deve ser tratado de maneira calculada a não desgostar e suscitar preconceito às pessoas a quem queremos ensinar e ajudar" (1870). (p. 281)

quinta-feira, 5 de outubro de 2017

Novo relatório sobre o câncer colorretal: grãos integrais diminuem ao passo que carnes processadas aumentam o risco


Uma nova pesquisa mostra que há forte evidência de que o que você come e o quanto você se exercita podem ter um efeito poderoso contra o câncer colorretal. O relatório feito pelo American Institute for Cancer Research (AICR) e o World Cancer Research Fund analisaram estudos globais neste campo, produzindo a evidência mais completa até o momento sobre como a alimentação e a atividade física se relacionam ao câncer colorretal.

O câncer colorretal é um dos tipos mais comuns de câncer, ainda assim, esse relatório demonstra que existe um grande número de pessoas que podem diminuir dramaticamente seu risco,” disse Edward L. Giovannucci, MD, ScD, autor líder do relatório e professor de nutrição e epidemologia na Harvard TH Chan School of Public Health.

Ao todo, o relatório analisou 99 estudos, incluindo dados de 29 milhões de pessoas, das quais mais de um quarto de milhão foram diagnosticadas com câncer colorretal. Aqui estão algumas descobertas importantes.

Diminuição do risco com grãos integrais e caminhada
  • Grãos integrais – Pela primeira vez, o relatório da AICR mostrou que comer grãos integrais diariamente, tais como o arroz integral ou na forma de pão integral, reduz o risco de câncer colorretal, e quanto mais você come, menores são os riscos. Comer aproximadamente três porções (90 g) de grãos integrais diariamente reduz o risco de câncer colorretal em 17%.
  • Sendo ativo – Desde a caminhada até a jardinagem, demonstrou-se que a atividade física diária protege contra o câncer de cólon. Relatórios prévios da AICR demonstraram que a atividade física regular também protege contra os cânceres de mama e endometriais.

Cachorros quentes, bacon e peso

  • Carnes vermelhas e processadas – o relatório fortaleceu a ligação entre cachorros quentes, bacon e outras carnes processadas e a elevação do risco de câncer colorretal. Para cada 50 gramas ingeridas todos os dias – cerca de um cachorro quente – o risco de câncer colorretal aumenta em 16%. Comer grandes quantidades de carne de boi, porco e outras carnes vermelhas (acima de 510 gramas por semana) também aumenta o risco.
  • Estar acima do peso ou ser obeso – A evidência aqui é consistente com os relatos prévios e com outros tipos de cânceres. Gordura corporal em excesso aumenta o risco de câncer colorretal, juntamento com outros 10 tipos de cânceres. Além de não fumar, manter um peso corporal saudável é a etapa individual mais importante que você pode cumprir para diminuir o risco de câncer.
  • Consumir dois ou mais drinques alcoólicos por dia (30 gramas de álcool), tal como vinho ou cerveja, aumenta o risco. O álcool é reconhecidamente cancerígeno, estando ligado a mais de um tipo de câncer, incluindo o de mama e o de exôfago.

Peixe, frutas e vegetais, evidência emergente

O relatório encontrou outras ligações entre a dieta e o câncer colorretal que foram visíveis, mas não claras. A evidência sugere que comer menos do que cerca de um copo de frutas por dia aumenta o risco. A conclusão foi a mesma para vegetais não amiláceos.

Para diminuir o risco, o relatório apontou para peixes e comidas contendo vitamina C, mas outras pesquisas são necessárias neste ponto. Laranjas, morangos e espinafre são alimentos ricos em vitamina C.

Na medida em que as pesquisas sobre esses fatores continuam a emergir, tudo parece apontar para uma dieta baseada em plantas, diz Alice Bender, MS, RDN, diretora do Programa de Nutrição do AICR. “Substituir parte de seus grãos refinados por grãos integrais e comer mais plantas, como frutas, vegetais e feijões, fornecerá a você uma dieta rica em compostos protetores contra o câncer e o ajudará a controlar seu peso, o que também é importante para diminuir o risco.”

“Quando se fala em câncer, não há garantias, mas está claro agora que há escolhas que você pode fazer e passos que você pode dar para diminuir seu risco de câncer colorretal e de outros tipos.” disse Bender.






link para o relatório da AICR:


Comentários de Ellen White extraídos de Conselhos sobre o regime alimentar (as datas originais de publicação dos comentários estão indicadas entre parênteses):

674. Cânceres, tumores e toda enfermidade inflamatória são causados em grande parte pelo alimento cárneo. Segundo a luz que Deus me deu, a predominância do câncer e dos tumores é em grande parte devida ao uso abundante de carne de animais mortos. (1896). (p. 331)

691. Muitos morrem de doenças devidas unicamente à ingestão de carne, quando a causa mal é suspeitada por eles ou outros. Alguns não sentem imediatamente seus efeitos, mas isto não é prova de que ela não os prejudique. Pode estar seguramente operando no organismo, todavia no presente a vítima talvez não compreenda coisa alguma a esse respeito (1890). (p. 334)

471. Cereais, frutas, nozes e verduras constituem o regime dietético escolhido por nosso Criador. Estes alimentos, preparados da maneira mais simples e natural possível, são os mais saudáveis e nutritivos. Proporcionam uma força, uma resistência e vigor intelectual, que não são promovidos por uma alimentação mais complexa e estimulante (1905). (p. 265)

quarta-feira, 4 de outubro de 2017

Pular o café da manhã aumenta o risco de doenças vasculares

Enquanto escova os dentes, amarra os sapatos e procura as chaves do carro, você olha para o relógio da cozinha e nota que está quase atrasado. Sentar com calma para tomar um café da manhã e ler as notícias é evento raro. O jeito é mastigar qualquer coisa no caminho mesmo, ou tentar convencer seu estômago de que a hora do almoço já está quase aí  – mesmo que o dia esteja apenas começando.

Por mais trivial que pareça, o hábito de pular a primeira refeição do dia tem impacto direto na saúde. Fazer um hiato tão grande na alimentação já apareceu ligado a problemas como ganho de peso, risco elevado de diabetes e comprometimento do aprendizado de crianças. E os resultados de um novo estudo espanhol permitem adicionar mais um item a essa lista. Deixar de lado o café da manhã pode, também, prejudicar o coração, aumentando a chance de desenvolver problemas como a arteriosclerose. A doença compromete o fluxo sanguíneo e a oxigenação dos órgãos, e pode desencadear problemas mais graves como hemorragias internas e AVCs (acidentes vasculares cerebrais).

A pesquisa analisou a saúde e os hábitos de 4.052 pessoas. Todas eram funcionárias de um banco e não tinham na família histórico de problemas cardiovasculares. Eles passaram por uma série de avaliações médicas, que extraíram dados como seu IMC (índice de massa corporal) e seus níveis de colesterol. Além disso, os cientistas consideraram critérios como escolaridade, tabagismo, e se os voluntários praticavam atividades físicas.

Do total de participantes, 25% aproveitava bem café da manhã, consumindo pelo menos 20% de suas 2 mil calorias diárias nesse momento. A maioria das cobaias (70%), porém, não dava tanta bola assim para o desjejum, consumindo entre 5 e 20% de sua cota diária na primeira refeição. E 3% deles chutavam o pau da barraca completamente: gastavam até 5 minutos no café da manhã, mandando para dentro apenas uma xícara de café ou um suco de frutas – ou não comendo absolutamente nada ao acordar.

Para esses últimos, o cenário foi o pior: quem não tomava café [ou desjejum] registrou uma circunferência maior do quadril, IMC e pressão arterial mais altos, mais lipídios no sangue e níveis mais altos de glicose no período em jejum. Além disso, o grupo acumulava 1,5 vezes mais gordura nas artérias – em comparação à quem consumia 20% ou mais de suas calorias diárias em sua refeição matinal. Em algumas regiões, o total de gordura chegava a ser 2.5 vezes maior.

“As pessoas que pulam o café da manhã não só comem tarde e de forma estranha, mas também têm um estilo de vida pobre”, disse Valentín Fuster, um dos do estudo, em entrevista ao The Guardian. Quem se encaixava nessa categoria também relatou consumir mais carne vermelha, beber mais álcool e fumar mais.

A pesquisa foi publicada no periódico Journal of the American College of Cardiology.

Fonte: Superinteressante

Nota: Ainda em 1884, a escritora norte-americana Ellen White aconselhou uma mãe sobre o regime de sua filha com as seguintes palavras: “É costume e norma da sociedade tomar um desjejum leve. Mas não é esta a melhor maneira de tratar o estômago. Na ocasião do desjejum o estômago está em melhores condições de cuidar de mais alimento do que na segunda ou terceira refeição do dia. O hábito de tomar um desjejum insuficiente e um lauto almoço é errado. Fazei vosso desjejum corresponder mais aproximadamente à refeição mais liberal do dia. — Carta 3, 1884.” (Ellen G. White, Conselhos sobre o regime alimentar, p. 173). Bastante atual, não?

domingo, 17 de setembro de 2017

Estudo aponta relação entre nutrição e inteligência


A nutrição tem sido ligada à performance cognitiva, mas os pesquisadores ainda não identificaram em que se baseia essa conexão. Um novo estudo conduzido por pesquisadores da Universidade de Illinois descobriu que ácidos graxos monoinsaturados [conhecidos como MUFAs, do inglês monounsaturated fatty acids] – uma classe de nutrientes encontrados no óleo de oliva, em nozes e abacates – estão ligados à inteligência geral, e que esta relação é guiada pela correlação entre MUFAs e a organização da rede de atenção do cérebro.

O estudo de 99 adultos idosos, recrutados através do Carle Foundation Hospital, in Urbana, comparou padrões de ácidos graxos encontrados em amostras de sangue, em MRI funcional que mediu a eficiência das redes cerebrais, e nos resultados de um teste de inteligência geral. O estudo foi publicado na revista NeuroImage.

“Nosso objetivo era entender como a nutrição deve ser usada para apoiar a performance cognitiva e estudar as formas pelas quais a nutrição pode influenciar a organização funcional do cérebro humano.” disse o líder do estudo Aron Barbey, um professor de psicologia. “Isso é importante porque se desejamos desenvolver intervenções nutricionais que são efetivas para o aumento da performance cognitiva, precisamos entender as formas pelas quais esses nutrientes influenciam a função cerebral.”

“Neste estudo, examinamos a relação entre grupos de ácidos graxos e as redes cerebrais que sustentam a inteligência geral. Ao fazê-lo, procuramos entender se a organização da rede cerebral mediava a relação entre ácidos graxos e a inteligência geral,” disse Marta Zamroziewicz, uma recém-graduada em Ph.D do programa de neurociência em Illinois e autora principal do estudo.

Estudos sugerindo benefícios cognitivos da dieta do Mediterrâneo, que é rica em MUFAs, inspiraram os pesquisadores a focar nesse grupo de ácidos graxos. Eles examinaram nutrientes no sangue dos participantes e descobriram que os ácidos graxos se agrupavam em dois padrões: ácidos graxos saturados e MUFAs.

“Historicamente, a abordagem tem sido focar nos nutrientes individuais. Mas sabemos que a ingestão dietética não depende apenas um nutriente específico; ao invés disso, ela reflete padrões dietéticos mais amplos,” diz Barbey, que também é afiliado ao Instituto Beckeman para Ciência Avançada e Tecnologia, em Illinois.

Os pesquisadores descobriram que a inteligência geral estava associada com a rede cerebral de atenção dorsal, que desempenha um papel central em tarefas que demandam atenção e na solução de problemas do dia a dia. Em particular, os pesquisadores descobriram que a inteligência geral estava associada com o quão eficientemente a rede de atenção dorsal é organizada funcionalmente, algo que se mede por uma grandeza chamada de propensão a pequenos mundos, que descreve o quão bem a rede neural está conectada com regiões de agrupamentos locais, bem como através de sistemas integrados globalmente.

Eles descobriram que aqueles com maiores níveis de MUFAs em seu sangue possuíam maior propensão para pequenos mundos em sua rede de atenção dorsal. Analisados em conjunto com a correlação observada entre os altos níveis de MUFAs e maior inteligência geral, essas descobertas sugerem um caminho pelo qual os MUFAs afetam a cognição.

“Nossas descobertas fornecem novas evidências de que MUFAs estão relacionadas a um rede cerebral muito específica, a rede dorsal de atenção, e com o quão ótima é a organização funcional dessa rede,” disse Barbey. “Nossos resultados sugerem que se desejamos entender a relação entre MUFAs e a inteligência geral, necessitamos levar a rede dorsal de atenção em consideração. Ela é parte do mecanismo básico que contribui para sua relação.”

Barbey espera que essas descobertas irão guiar futuras pesquisas sobre como a nutrição afeta a cognição e a inteligência. Em particular, a próxima etapa é executar um estudo intervencional ao longo do tempo para ver se a ingestão de MUFA a longo prazo influencia a organização da rede cerebral e a inteligência.

“Nossa habilidade de relacionar esses efeitos cognitivos benéficos a propriedades específicas na rede cerebral é excitante,” disse Barbey. “Isso nos dá evidência do mecanismo pelo qual a nutrição afeta a inteligência e motiva novas direções promissoras para pesquisa futura em neurociência cognitiva nutricional.”



Referências:

Marta K. Zamroziewicz, M. Tanveer Talukdar, Chris E. Zwilling, Aron K. Barbey. Nutritional status, brain network organization, and general intelligence. NeuroImage, 2017; 161: 241 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2017.08.043

sábado, 26 de agosto de 2017

Muito além da genética! O que os peixes de aquário têm a nos ensinar sobre as diferenças entre espécies

Segundo Craig Albertson, da Universidade de Massachusetts, é uma frustração para os biólogos evolucionistas o fato de que a genética é capaz de explicar apenas uma pequena porcentagem nas variações em características físicas dos organismos.

Albertson estudou ciclídeos africanos ao longo de 20 anos com o objetivo de desvendar como a biodiversidade se origina e como é mantida. Seu foco estava na contribuição genética para as diferenças entre as espécies. Juntamente com um Yianan Hu, que fora seu aluno de doutorado, examinou um comportamento muito intricado na fase larval que se inicia imediatamente após a cartilagem da mandíbula inferior se formar, mas antes que comece a deposição de osso. Os resultados foram publicados na Proceedings of the Royal Society B.

"Fizemos a previsão de que os filhotes de peixe estão exercitando os músculos de suas mandíbulas, o que impõe forças sobre os ossos aos quais eles estão ligados, forças que devem estimular a formação de osso", explica Albertson. Os pesquisadores observaram que a frequência do movimento de abrir e fechar a boca, que poderia alcançar 200 repetições por minuto, variava de uma espécie para outra.

"Por mais de cem anos temos sido ensinados que a habilidade de um sistema evoluir depende grandemente da quantidade de variação genética que se observa para uma dada característica. O que é ignorado, ou não notado para muitas características, é que menos de 50% da variação genética pode tipicamente ser explicada pela genética." E Albertson complementa, "Variações na forma do crânio são altamente herdáveis, e assim por que somente podemos encontrar variabilidade genética que explica apenas essa pequena quantidade de variabilidade no desenvolvimento dos ossos? Em nosso laboratório, passamos de tentar elaborar nossos modelos genéticos para olhar mais atentamente para a interação entre genética e meio ambiente."

A influência do ambiente no desenvolvimento é conhecida como epigenética. O termo foi cunhado nos anos 1940 para se referir a qualquer coisa não codificada na sequência de nucleotídeos. Essa definição estreitou-se para se referir a como a estrutura 3D da molécula de DNA é modificada. Albertson alerta que esse significado é correto, mas não é o único possível, e que seu trabalho remete à definição original.

"Os ossos não estão se formando sobre partes estáticas de tecido. Ao invés disso, eles estão se desenvolvendo como parte de, e talvez em resposta a um sistema altamente complexo e dinâmico." O fato de que as espécies diferem na taxa de movimento bucal levou os pesquisadores a testar a ideia de que diferenças no desenvolvimento dos ossos poderiam ser explicadas pela variação nesse comportamento. "Realizamos experimentos para ver se poderíamos desacelerar a taxa em espécies de rápido movimento bucal e acelerá-la em espécies de movimento lento, e para verificar se essa manipulação comportamental poderia influenciar o desenvolvimento dos ossos de maneira previsível."

Os experimentos funcionaram bem, mas o que foi mais surpreendente foi o fato de que as diferenças na morfologia do esqueleto induzidas por essas simples mudanças de comportamento eram similares àquelas atribuídas a fatores genéticos. Segundo Albertson, "O que eu achei realmente excitante é que em 15 anos manipulando a genética do desenvolvimento dos ossos craniofaciais nós fomos capazes de explicar apenas 20% da variabilidade, o que é modesto. Quando manipulamos o comportamento do movimento bucal, podemos influenciar a variabilidade por desenvolvimento por cerca de 15%, o que é comparável, quase igual à resposta genética."

"Quando eu falo em palestras, isso é o que mais surpreende meus colegas, que o efeito ambiental equipara-se ao efeito genético, e que isso não é sistêmico, mas altamente específico para ossos importantes envolvidos na alimentação dos peixes."

O próximo passo em seu laboratório é descobrir como o estímulo ambiental influencia o desenvolvimento. Para Albertson, "agora precisamos entender como as células ósseas percebem e respondem ao seu ambiente mecânico. Quais são as moléculas que permitem essa percepção mecânica?"

Os pesquisadores já demonstraram que mudanças induzidas por carga mecânica no desenvolvimento do esqueleto estão associadas com diferenças na expressão do gene ptch 1, que foi apontado previamente na mediação de diferenças na forma do esqueleto entre espécies. "Que a mesma molécula esteja envolvida em percepção mecânica dentro da mesma espécie e em divergência genética entre as espécies é algo formidável, uma vez que isso é consistente com a teoria evolucionária," diz Albertson.

A ideia é que quando animais de uma população são expostos a um novo ambiente, certas moléculas os habilitarão a responder de modo a tornear seus corpos para enfrentar os novos desafios. Se o novo ambiente é estável, a seleção natural deveria favorecer mutações com essas moléculas que fixariam a resposta inicialmente transitória. Esta teoria estabelece uma base para as etapas iniciais na divergência entre as espécies.


Adaptado de: "Baby fish exercising, a surprise source of adaptative variation in fish jaws"


Nota:

O estudo leva à antecipação de que quando uma população de animais enfrenta mudanças em seu ambiente, entra em atuação um mecanismo já embutido em seu organismo que permite que eles mudem de forma de modo a se adaptar às novas exigências, nada tendo a ver com seleção natural. Albertson, um geneticista sem dúvida muito competente, interpretou essa observação dentro da estrutura conceitual com que está familiarizado, ou seja, o evolucionismo. Aos meus modestos olhos, essa observação se encaixa perfeitamente a uma visão de mundo criacionista, segundo a qual tipos básicos de animais (não espécies) foram criados com capacidade inata de mudar de forma e se adaptar ao ambiente (mas isso dentro de certos limites). Um Criador que pudesse antecipar os desafios com que suas criaturas se deparariam provavelmente iria dotá-las da capacidade de enfrentá-los. A habilidade pré-programada de mudar de forma para se conformar com o ambiente, sem a necessidade de esperar até que as mutações certas surgissem e fossem selecionadas, parece alinhar-se bem com essa visão. Isso não significa que a seleção natural seja rejeitada por criacionistas. Muito pelo contrário. Com já foi explicado aqui, Edward Blyth, um criacionista do século XIX, figurou entre aqueles que propuseram o conceito de seleção natural antes de Darwin. Evolucionistas e criacionistas divergem apenas quanto à extensão a que a seleção natural pode levar. Para os primeiros, ela é capaz de transformar um organismo unicelular primitivo em um ser humano, dado tempo suficiente. Para os últimos, pode fazer parte dos mecanismos responsáveis pelas variações dentro de gêneros e até de famílias. Diga-se de passagem, as variações que podem ser induzidas em laboratório ou observadas na natureza se alinham melhor com essa última visão. O mesmo se pode dizer do registro fóssil, como o próprio biólogo evolucionista Stephen Jay Gould notou (não para defender o criacionismo, obviamente, mas para justificar sua teoria do equilíbrio pontuado).

quarta-feira, 16 de agosto de 2017

Moléculas orgânicas preservadas em plantas fossilizadas são usadas para classificação biológica


Ginkgo biloba fossilizado
O sequenciamento genético é a base primária para se entender as relações entre as plantas que existem hoje. Isso não é possível em plantas fossilizadas, uma vez que nelas o DNA não se encontra preservado (exceto por alguns fragmentos relatados para exemplares com idades estimadas em até 1 milhão de anos, segundo a cronologia tradicional). Entretanto, plantas fossilizadas de supostas dezenas de milhões de anos contêm uma variedade de outras moléculas orgânicas preservadas, e foi com base nessas moléculas que um grupo de pesquisadores tentou estabelecer relações entre elas.

A cutícula é uma camada de cera protetora que reveste a epiderme das folhas de quase todas as plantas vasculares modernas. Entre suas funções está a proteção contra desidratação, ataques por insetos e luz ultravioleta. Dentre os materiais biológicos que são preservados nos fósseis de plantas, a cutícula está entre os que apresentam componentes químicos com menor alteração pelos processos resultantes do soterramento e diagênese térmica. As cutículas são constituídas majoritariamente de uma membrana insolúvel de lipídios, o que significa dizer que são relativamente impermeáveis a água e gases.

Primeiramente, os pesquisadores usaram espectroscopia no infravermelho para analisar o material das cutículas de plantas vivas que possuem correspondentes no registro fóssil. As análises espectroscópicas foram combinadas com uma técnica matemática conhecida por análise de agrupamento hierárquico, que permite agrupar os indivíduos de uma amostra com base em um conjunto de características (neste caso, seus espectros de infravermelho). Eles perceberam que o agrupamento fornecido pelo seu método correspondia exatamente à classificação biológica obtida a partir do sequenciamento do DNA.

Uma vez estabelecido que o método funcionava para plantas vivas, passou-se para a análise das plantas fossilizadas. Entre as plantas estudadas, estavam coníferas e algumas espécies de Ginkgo. Durante o jurássico, o gênero Ginkgo era muito diverso, mas hoje resta somente uma espécie, o Ginkgo biloba. Os pesquisadores coletaram folhas fossilizadas em rochas na Suécia, na Austrália, na Nova Zelândia e na Groelândia. As espécies fósseis extintas apresentaram muitas semelhanças com parentes modernas. Por exemplo, a figura 1 do artigo original (veja aqui) mostra o espectro de infravermelho para a Araucaria haatii (fóssil, do Cretáceo Superior) e da Araucaria bidwillii (encontrada nos dias de hoje). As diferenças na parte direita da figura 1 indicam a ausência de polissacarídeos (celulose e hemicelulose) na amostra fossilizada, provavelmente decompostos no processo de diagênese. A região à esquerda mostra a presença de compostos contendo alcenos e alcano alifáticos, tanto na amostra fóssil quanto na da planta atual.

Quando o método de análise de agrupamentos foi aplicado aos espectros de infravermelho das amostras fósseis, obteve-se um agrupamento semelhante ao observado para suas parentes modernas. Em outras palavras, as espécies de ginkgo extintas se agrupavam quimicamente, assim como as cicadófitas e as coníferas. Foi a primeira vez que plantas fossilizadas de dezenas de milhões de anos (segundo a cronologia evolucionista) foram classificadas com segurança de acordo com suas assinaturas químicas.

No que se refere à questão da origem da vida, chama a atenção aqui a alegada preservação de moléculas orgânicas por um período de tempo tão extenso. Estamos falando de algo próximo a 200 milhões de anos! Moléculas orgânicas são muito frágeis. Em um laboratório de pesquisa, é comum que os compostos sintetizados ao longo de um trabalho sejam armazenados a baixas temperaturas para evitar degradação. Boa parte dos reagentes químicos é estocada em frascos âmbar para diminuir as chances de reações iniciadas por luz e são mantidos bem fechados para evitar o contato com oxigênio e umidade. Mesmos assim, os reagentes químicos possuem prazos de validade e, após alguns meses ou anos, apresentam alterações. É realmente muito difícil aceitar a proposta de que alcenos tenham permanecido quase intactos por milhões e milhões de anos. Não seria a presença dessas moléculas evidência de que a fossilização foi bem mais recente do que normalmente se aceita? Afinal, a fossilização, particularmente a de plantas, é um evento relativamente rápido, contado em períodos de anos e décadas (confira aqui).


Referências

V, Vajda, M. Pucetaite, S. McLoughlin, A. Engdahl, J. Heimdal, P. Uvdal, Molecular signatures of fossil leaves provide unexpected evidence for extint plant relatioship, Nature Ecology & Evolution, vol 1, p. 1093-1099, 2017.

Lund University News and Press Releases, Through fossil leaves, a spet towards Jurassic Park, (http://www.lunduniversity.lu.se/article/through-fossil-leaves-a-step-towards-jurassic-park), acessado em 16 de agosto de 2017.

domingo, 5 de março de 2017

Olhando de perto um ícone da evolução



O rato veadeiro (Peromyscus maniculatus) é um dos mamíferos mais comuns da América do Norte. Normalmente ele possui uma pelagem escura, que o ajuda a se camuflar em solos também escuros, evitando que seja alvo de corujas e falcões. Entretanto, quando vamos para as colinas arenosas de Nebraska, que possuem cor clara, os ratos veadeiros passar a ser predominante de uma cor parecida com a da areia.[1]

Um grupo de pesquisadores fabricou ratos de plastilina (um material especial para moldagem) com colorações claras e escuras e os expuseram aos predadores comuns de Nebraska.[2] Como esperado, os modelos de coloração escura eram atacados com muito mais frequência do que os de coloração clara. Os pesquisadores concluíram, corretamente, que os ratos de coloração clara possuíam uma grande vantagem seletiva naquela região. Esse trabalho foi divulgado mídia afora como mais uma forte evidência a favor da teoria da evolução. [3] Mas vejamos os fatos.

Células especiais nesses ratos fabricam dois tipos de pigmentos, a eumelanina, de cor marrom, e a feomelanina, de uma espécie de dourado mais claro. Um único gene, chamado de Agouti, regula as quantidades em que esses pigmentos são produzidos. Os ratos de cor clara possuem uma versão mutante desse gene, o que faz com que a proteína que ele produz contenha um aminoácido a menos. Essa pequena mudança provoca um desarranjo que diminui a produção de eumelanina (escuro) e aumenta a de feomelanina (claro).[4] Estudos genéticos complementares encontraram outras mutações nesse mesmo gene que ajudam a deixar a coloração dos ratos ainda mais similar à da areia.[2]

Precisamos ter muito cuidado, todavia, ao igualar seleção natural a evolução. Como já foi dito aqui, os criacionistas não têm problemas com o conceito de seleção natural. O problema é com as extrapolações injustificadas que são feitas a partir de histórias como a do rato veadeiro.

Os ratos já possuíam toda a maquinaria molecular para a produção tanto do pigmento claro como do escuro. Um defeito na regulagem da produção fez com que o pigmento claro fosse produzido em maior quantidade do que o escuro em alguns animais, o que acabou sendo uma vantagem para os que viviam sobre areias claras. O que existe de realmente novo aqui? Absolutamente nada! Deletamos um aminoácido de uma proteína, que por isso passou a não fazer seu trabalho direito. Por sorte, esse defeito acabou sendo benéfico para os ratos naquela região.

Quando os criacionistas contestam o poder da seleção natural, isso não diz respeito ao tipo de situação descrita acima. Estamos falando da capacidade da seleção natural para a produção da complexa maquinaria molecular responsável pela manutenção da vida no interior das células. Mais ainda, estamos falando da capacidade da seleção natural em transformar um micróbio em um ser humano. Não temos qualquer evidência de coisas desse tipo, apenas de casos como o do rato veadeiro.


Referências


1 Catchpoole, D., Nebraska deer mice, evolutions latest ‘icon’?, Creation 38(2): 44-45, 2016.

2 Linnen, C.R., Poh, Y.-P., Peterson, B., Barrett, R., Larson, J., Jensen, J., Hoekstra, H., Adaptive evolution of multiple traits through multiple mutations at a single gene, Science 339(6125):1312-1316, 2013.

3 Walker, M., Mouse set to be ‘evolution icon’, bbc.co.uk, 27 August 2009.

4 Linnen, C., Kingsley, E., Jensen, J., and Hoekstra, H., On the origin and spread of an adaptive allele in deer mice, Science 325(5944):1095–1098, 2009.

domingo, 29 de janeiro de 2017

O Prêmio Nobel de Química e a evidência de um Designer

O Prêmio Nobel de Química de 2016 foi concedido a Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart e Bernard L. Feringa “pelo design e síntese de máquinas moleculares”.[1] O trabalho desses pesquisadores é realmente muito interessante. Você já parou para se perguntar o quão pequena pode ser uma máquina? Imagine um computador de apenas 2 mm! Pois bem, isso já existe. Trata-se do Michigan Micro Mote (M3), desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Michigan. [2] O M3 é um sistema de computação completo, sendo capaz de receber dados, processar esses dados, tomar decisões e produzir dados de saída. Parece realmente incrível, mas o que os ganhadores do Nobel de Química de 2016 fizeram vai muito além. Por exemplo, Stoddart e sua equipe, em 1991, desenvolveram um rotaxano. [3] Para isso, Stoddart coordenou a criação de uma molécula longa, na forma de um eixo, e a inseriu em uma outra molécula em forma de anel. Mudando o ambiente químico, os pesquisadores podiam fazer o anel se mover ao longo do eixo, da mesma forma como um trem se move sobre seus trilhos. Mas o movimento era de certa forma bem restrito, como se o trem pudesse ir e voltar apenas entre duas estações.

Em 1999, Feringa e seu grupo publicaram um trabalho no qual descrevem a rotação controlada de uma molécula. [4] O movimento molecular é, por natureza, caótico. As moléculas transladam e realizam rotações em direções aleatórias. Feringa, no entanto, utilizou-se de técnicas bastante sofisticadas para fazer com que uma parte da uma molécula girasse em relação à outra parte em uma direção definida e de forma controlada. Para isso, foi necessário realizar um procedimento que envolvia resfriamento a -55 oC, seguido de irradiação com luz de comprimentos de onda bem específicos e aquecimentos em etapas controladas. Embora os pesquisadores tenham mostrado que esse tipo de movimento é possível, a forma como isso foi alcançado não é nada prática.

Um outro tipo de máquina molecular descoberta há alguns anos realiza tarefas fantásticas. Essa máquina possui um compartimento capaz de armazenar algum tipo de material para transporte e um sistema de tração que a faz se movimentar em uma direção definida. Essa maquina trabalha de forma integrada com outras e é capaz de receber sua carga, caminhar sobre um filamento e entregar a carga em seu destino. O mais impressionante é que ela faz tudo isso sem intervenção externa, ao contrário das máquinas de Sauvage, Stoddart e Feringa. Mas se não bastasse isso, existe também uma linha de montagem para essa maquina, com um rigoroso controle de qualidade. Cada parte dessa linha de montagem é composta por outras máquinas moleculares bastante complexas. Essas máquinas são capazes de acessar o banco de dados com o projeto para a construção, selecionar os materiais certos, executar a montagem em uma sequência coerente e realizar um controle de qualidade em cada etapa. A própria linha de montagem está sujeita a um protocolo de controle que determina quando uma máquina molecular deve ser produzida, ou seja, a produção se dá de acordo com a demanda. Comparar essa máquina de transporte e o seu sistema de montagem com as máquinas de Sauvage, Stoddart e Feringa é como comparar um chocalho de criança às últimas gerações de smatphones. Mas então por que o Prêmio Nobel de Química foi outorgado a esses pesquisadores e não ao inventor dessa máquina de transporte?

Essa máquina de transporte é chamada de cinesina, é encontrada no interior das células e têm a função de transportar as proteínas recém preparadas até o local onde elas são necessárias. A linha de montagem é todo o aparato celular para a síntese de proteínas. Tudo funciona como numa fábrica com tecnologia sofisticadíssima, com procedimentos automatizados, mini robôs programados para executar funções bastante especializadas e softwares extremamente eficientes. Mas pasmem! Enquanto a Academia de Ciências concede um Prêmio Nobel aos brinquedos de Sauvage, Stoddart e Feringa, em reconhecimento ao seu árduo trabalho de planejamento e síntese, um grupo de pretensos cientistas alega que toda a maquinaria celular surgiu completamente ao acaso!
Os ganhadores do Prêmio Nobel de Química de 2016 não foram, nem de longe, os inventores dos motores moleculares. São imitadores de algo que já está aí desde o princípio. Se algo tão simples como uma molécula que pode se mover em uma direção merece um Prêmio Nobel, que tipo de reconhecimento daríamos ao Projetista das cinesinas e do flagelo bacteriano, obras primas químicas inigualáveis? Um interruptor ou um rotor (tal como os de Sauvage, Stoddart e Feringa) precisa de um projetista e de uma hábil equipe para sua construção, que tenha à sua disposição compostos químicos muito específicos e caros e equipamentos bastante sofisticados. Mas quando nos deparamos com a cinesina, aí tudo muda. Ela simplesmente surgiu de processos aleatórios, não teve um Projetista e nem um Criador. Isso porque já estamos nos referindo ao produto final, sem sequer levar em consideração que as máquinas biológicas se montam sozinhas. Não precisam de nossa interferência.

Quando Paley apresentou seu argumento em meados do século XIX, os críticos do planejamento o acusaram de tecer uma analogia entre coisas muito diferentes. Não se poderia comparar o corpo humano com as máquinas construídas pelo homem, diziam eles. Numa época em que quase nada se sabia sobre a vida no nível subcelular, essa objeção poderia até ser razoável. Todavia, os avanços recentes da bioquímica e da química têm mostrado que a correspondência entre as máquinas produzidas pelo homem e os sistemas encontrados no interior das células é muito mais forte do que se imaginava a princípio. E mais do que isso, que a tecnologia molecular do interior das células deixa nossos melhores esforços no chinelo. Até quando vamos continuar fechando os olhos para o fato óbvio de que há uma Mente Inteligente por trás de tudo isso? Só não conseguem aceitar isso aqueles que fizeram um pacto não científico com a filosofia materialista. Como diz um ditado popular, o pior tipo de cego é aquele que não quer ver.

Referências:
[1] Press Release: The Nobel Prize in Chemistry 2016, https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2016/press.html.
[2] Michigan Micro Mote (M3) Makes History, http://www.eecs.umich.edu/eecs/about/articles/2015/Worlds-Smallest-Computer-Michigan-Micro-Mote.html.
[3] P.L.Anelli,N.Spencer,J.F.Stoddart,J.Am.Chem.Soc.1991, 113,5131–5133.
[4] N. Koumura, R. W. J. Zijlstra, R. A. van Delden, N. Harada, B. L. Feringa, Nature, 401, 152-155.