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terça-feira, 27 de janeiro de 2009

Lenhadores da árvore da vida


Capa mais do que sensacionalista do tipo "Mordemos na capa e assopramos no artigo"



O título deste post é como a revista de divulgação científica americana NewScientist chamou os cientistas que trabalham com biologia evolutiva atualmente. Pela capa acima, nós esperamos um artigo revolucionário mostrando novos estudos que podem apresentar um novo caminho na teoria da evolução, novos mecanismos, novas ideias....bem, a esperança acaba por aí. Além de dar muito pano para a manga de criacionistas e os chamados "pós-darwinistas" (nunca entendi essa expressão), o artigo da NewScientist não trás nada denovo de novo.

Antes de começar a falar, ainda no editorial, a revista começa a pegar leve. Fala que a teoria darwiniana foi sim uma revolução, mas que eles esperam por outra revolução nos próximos anos, que ainda vamos comemorar o aniversário de 300 anos de Darwin, que nada que os estudos novos tragam vai diminuir o trabalho original, etc, etc. Além disso, ainda ressaltam que nada do que for trazido pela reportagem deve dar apoio aos criacionistas. Até parece que depois de uma capa dessa eles precisam falar alguma coisa. Já viraram hit nos sítios do ID. Na reportagem principal em si eles fazem apenas uma recapitulação de tudo que já vem sendo falado desde a década de 70 por Carl Woese.

A árvore desenhada por Charles Darwin em seu caderno de anotações B é um de seus principais pilares para a teoria da evolução. Esta árvore teria como base um ancestral comum, de onde toda a vida que existiu ou ainda existe no planeta teria derivado.



Árvore desenhada por Darwin. O número 1 seria o ancestral comum.


Já em 1998, mais de dez anos atrás, Woese publicou um artigo na PNAS em que ele defendia a ausência de um ancestral comum. Mas, como o seu artigo da década de 70 sobre os domínios da vida, ninguém deu muita bola. Porque ele defendia isso? Por causa da famigerada transferência horizontal, ora! Se os microorganismos trocam promiscuamente genes sem esses serem submetidos ao processo de seleção natural, não há motivo para termos um único ancestral comum. Então a árvore da vida estaria muito mais para uma "teia da vida" do que para uma árvore. Será que isso lembra alguma coisa? Antigamente usava-se muito o termo "cadeia alimentar". Mas hoje sabemos que a cadeia (que da a idéia de algo unilateral) está muito mais para uma teia. Por isso o termo "teia alimentar".



Teia trófica de um pinheiro, com os seus herbívoros, parasitas e parasitóides. Imagina de uma floresta inteira. Fonte: Canadian Forest Service


O artigo da NewScientist faz grande parte do seu estardalhaço nos artigos que estão saindo em periódicos mostrando transferência horizontal em organismos multicelulares, que já foram citados aqui no blog. Mostram até exemplos mais bizarros, como o genoma de uma vaca que tem pedaços de DNA de uma espécie de cobra que poderiam ter sido transferidos horizontalmente há mais de 50 milhões de anos atrás. Mesmo com todos esses exemplos, eles ainda ressaltam que vários autores ainda divergem sobre o assunto, defendendo que grande parte da diversidade pode ainda ser explicada por seleção natural e que a transferência horizontal é importante, mas não acabaria com a evolução darwiniana.

Polêmica ou não, acho que a discussão veio para ficar. Discordo um pouco de como o assunto foi colocado pela NewScientist. Na verdade, lendo o artigo, vemos que a capa deles foi muito mais para vender revista do que a tradução do conteúdo em si. A frase "lenhadores da árvore da vida" foi muito infeliz, pois passa a ideia que a ciência é construída através da desconstrução de teorias e conceitos anteriores. O conceito de evolução de Darwin foi construído no ombro de gigantes como Erasmus Darwin, Lamarck e Wallace. Desta forma, ainda acho que falaremos muito deles nos próximos séculos.

terça-feira, 13 de janeiro de 2009

Por que o mundo é verde?

Inspirado em um comentário do Luiz em outro blog, resolvi escrever este post sobre uma das perguntas que por mais de 40 anos instigou os ecólogos. Hairiston (1960), em um trabalho importantíssimo para as bases do estudo de teias tróficas, reuniu os organismos em distintos grupos levando em consideração o modo de alimentação (herbívoros, carnívoros e outros) e no final do final do trabalho levantou a pergunta: Por que o mundo é verde?

O mecanismo seria o seguinte: os carnívoros exercem pressão na população de herbívoros via predação e, assim, liberam os produtores primárias da pressão por pastagem dos herbívoros. Um exemplo clássico de cascata trófica. Algo bem simples, difícil de ser mostrada em ambientes naturais. Porém, Jonh Terborgh (respeitável professor da Universidade de Duke e autor de um dos mais incríveis livros sobre conservação "Requiem for nature", algo como marcha fúnebre para a natureza) publicou um artigo na Science em 2001 com título "Ecological Meltdown in predator-free forest fragments".

Neste artigo, Terborgh e outros pesquisadores puderam observar em tempo real o efeito da ausência de predadores em fragmentos de floresta. Estes fragmentos foram gerados com a construção de uma hidroelétrica na Venezuela. Com a criação do reservatório, foram alagados mais de 4.300 kilômetros quadrados. Devido a natureza irregular desta área, foram formadas ilhas no topo de pequenos morros. Sendo que em algumas dessa ilhas era possível ou não encontrar os famosos predadores de topo (carnívoros).


Ilhas Guri (fragmentos formado pelo reservatório de uma hidroelétrica)


Deste modo, Terborgh pode responder a pergunta feita por Hairston, em 196o, com provas reais. E basicamente o que se viu foi o que Hairston tinha imaginado. Nos fragmentos sem carnívoros, era observado superpopulações de herbívoros. Formigas, iguanas e macacos herbívoros não precisavam mais se preocupar com predadores. Era o céu para eles! Comer e se reproduzir. Tudo na calma. Ao contrário do que muitos pesquisadores pensavam, pois acreditavam que esse crescimento não seria tão grande devido a disponibilidade de alimentos, Terborgh observou um aumento da densidade de herbívoros muito expressivo. Estes animais não se importavam tanto se um dia o suprimento de alimento poderia acabar, eles aumentavam em número absurdamente. Nestes fragmentos, Terborgh também observava que não existia serrapilheira (acúmulo de folhas mortas no solo da floresta), além disso era possível observar o ceú com facilidade (algo extremamente difícil em florestas tropicais, pois o dossel é muito denso), fatos este que tem influência decisiva nos processos biogeoquímicos que ocorrem no solo, além de afetar a dinâmica dos vegetais ali presentes.

Com base nestes fatos, observamos a importância da preservação de todos os componentes teia trófica. Este equilíbrio é muito tênue. Com as taxas de fragmentação dos ambientes naturais cada vez maiores (seja por criação de hidroelétricas, seja por desmatamento), a possibilidade da ocorrência do colapso (ou como disse Terborgh, derretimento) das teias tróficas cresce exponencialmente. O que torna esse fenômeno uns dos mais importante para a Biologia da Conservação. E fica aqui a minha nova pergunta, sabendo porque o mundo é verde, por quanto tempo ele ainda continuará assim? Não estou fazendo essa pergunta com um tom ambientalista, mas me preocupo muito com a fragmenteção de nossa matas. Um exemplo claro é a a Mata Atlântica, reduzida a menos de 10% da sua cobertura original, porém mais grave ainda, é que a mesma se encontra totalmente fragmentada. Isto potencializa ainda mais o desaparecimento deste bioma tão diverso.

Refrências:

Terborgh, J., L. Lopez, P. Nuñez V., M. Rao, G. Shahabuddin, G. Orihuela, M. Riveros, R. Ascanio, G. H. Adler, T. D. Lambert and L. Balbas. 2001. Ecological Meltdown in predator-free forest fragments. Science 294: 1923-1926.

Hairston, N.G.; Smith, F.E. and Slobodkin, L.B. 1960. Community structure, population control and competition. American Naturalist 94: 421-425

segunda-feira, 8 de dezembro de 2008

Fotografia científica: joaninha


A joaninha pode ser considerada como um caso aparte dentro da ordem coleoptera (grupo que reúne os besouros). Talvez seja devido ao nome popular em português (ou inglês também, "ladybug") ou devido a grande quantidade de desenhos animados, brinquedos e afins que retrataram este curioso animal. Não sei. Mas uma coisa que eu tenho certeza é que toda a criança (e muitos adultos também) acham que todas as joaninhas são fêmeas. Talvez para nós humanos milhares de anos de evolução que resultaram em um par de asas de coloração vermelha com círculos pretos (podem ser de outras cores também) que formam um sinal de advertência para os predadores, teve um efeito adverso. Bem, não tão adverso. Nós humanos evitamos sim predar joaninhas. Mas não pelo medo de obter um alimento de gosto ruim ou venenoso (mecanismo chamado de aposematismo). Mas por achar este animal "bonitinho" e que ele "não faz mal a ninguém".

"Quem você está chamando de 'dama'?!", diz a joaninha Francis de "Vida de Inseto".


Bem, podemos dizer que as joaninhas estão longe de "não fazer mal a ninguém", principalmente se você for da ordem Hemiptera e atender por "pulgão". Numa segunda-feira monótona uma única joaninha pode comer até 50 pulgões, o que é bem significativo para alguém do seu tamanho (elas variam de 1mm a 10mm, aproximadamente). Se você tem uma horta em casa e está cansado de perder grande parte das suas plantas para os pulgões, tente controlar esta "praga" contratando uma ajuda de peso, quer dizer, pouco peso. Lá fora eles vendem joaninhas até em supermercado.



Problemas com pulgão? Seus problemas acabaram! Use 1500 joaninhas em seu jardim e troque um desequilíbrio ecológico por outro! Crédito: pinprick


Agora vamos ao que interessa. A hora da verdade.



"É impossível comer um só". Crédito: HOOKSM


Depois de uma farta refeição, nada como um bom descanso. Bem, não tão bom assim. As joaninhas estão longe de serem predadores de topo. Bem longe.



Libélula acabando com a soneca depois do almoço de uma joaninha. Crédito: Mad Sun


Da próxima vez que uma joaninha pousar em você, pense duas vezes. Você está encarando um predador voraz. Pelo menos para animais milimétricos.

Para ver mais posts sobre fotografia científica, clique aqui.


sexta-feira, 28 de novembro de 2008

Um dia é da caça...



Isso me lembra outro baixinho enfezado. Vejam o vídeo dele encarando o caçador e depois partindo para o ataque. Acho melhor ele procurar algum bicho menos marrento.

Só poderia ser do FAILblog.

quarta-feira, 26 de novembro de 2008

Microorganismos intestinais e a nossa saúde


Esse blog, por muitas vezes, abordou a importância dos microorganismos na natureza. Todos os ciclos biogeoquímicos (como o do carbono, fósforo ou nitrogênio) possuem alguma etapa que seja estritamente microbiana. Além disso, observamos que cada nicho, por mais extremo que possam ser suas condições, possuem no mínimo algum tipo de microorganismos (nos casos mais extremos Archaeas).

Atualmente, os cientistas têm estudado a importância da presença de determinados tipos de microorganismos nos nossos intestinos. Eles são capazes de atuar em conjunto com o sistema digestório humano, isto é, são capazes de "digerir" materiais que escapam da digestão no trato gastrointestinal superior. Assim, através de processos fermentativos (pois como sabemos, o nosso intestino é um ambiente anóxico) são capazes de fornecer nutrientes e energia para nós seres humanos.

Entretanto, como nada na natureza é simples, essa fermentação ocorre em etapas. Estas etapas são realizadas por diferentes grupos funcionais de microorganismos ligados numa cadeia trófica. Por exemplo, comunidades microbianas hidrolíticas secretam enzimas que digerem substratos complexos em moléculas mais simples e de fácil assimilação para elas e para outros grupos de bactérias também. Outro exemplo, o hidrogênio produzido no processo de fermentação é eliminado através de sua transferência interespecífica (Archaeas metanogênicas, bactérias sulfato-redutoras e outras). Como o excesso de hidrogênio diminui a eficiência dos processos fermentativos, essa eliminação é de grande importância para o ecossistema formado no intestino e, desta forma, para a saúde dos seres humanos.

Assim, podemos observar que nossa saúde é diretamente ligada a estrutura das comunidades microbianas presentes em nossos intestinos. Grandes mudanças nessa estrutura podem ser extremamentes danosas para nossa saúde. Hoje podemos observar a grande quantidade de anúncios de iogurtes dizendo serem capaz de corrigir a "flora" (por que eles não concertam isso????) intestinal. Entretanto, podemos observar que essa dinâmica não é tão simples como eles mostram nos comerciais. Muito ainda tem que ser estudado nessa área. E com o avanço de técnicas de biologia molecular que são capazes de identificar os grupos de microorganismos presentes no nosso aparelho digestório muito ainda será descoberto nessa área.

Fonte: FEMS Microbiology Ecology

Referência:

Chassard, C. et al. 2008. Assessment of metabolic diversity within the intestinal microbiota from healthy humans using combined molecular and cultural approaches. FEMS of Microbial Ecology 66:496-504

segunda-feira, 6 de outubro de 2008

Parasitas: a forma de vida mais bem sucedida do planeta

Parace uma afirmação estranha, mas para vários cientistas esta é uma realidade. Em um artigo para a revista Conservation Magazine, o escritor e blogueiro americano Carl Zimmer discorre sobre como este assunto já foi e ainda é muito controverso no meio acadêmico.





Uma cadeia trófica (alimentar) tradicional é formada por decompositores, produtores primários e consumidores. Dentro dos consumidores temos vários níveis (dependendo do tamanho da cadeia), culminando no chamado predador de topo. Este nível trófico é considerado classicamente como o último nível da cadeia trófica, onde os organismos apenas predam e não são predados. Temos como exemplo tradicional deste nível o grande predador africano, o leão.

Parasitas (vírus, bactérias, protozoários, fungos e animais) são organismos muito pequenos mas que podem ter uma importância muito maior da figura tradicional feita por ecólogos de cadeias e teias tróficas. O nosso clássico predador de topo da áfrica pode apresentar mais de 30 espécies de vermes parasitas em seu corpo, além de outras mais de bactérias, vírus e protozoários. Outros estudos mostram que a biomassa destes parasitas pode ultrapassar a biomassa de predadores em alguns ecossistemas, chegando até a ser 20 vezes maior.

Com toda esta importância ecológica, a incorporação destes organismos em modelos de teias tróficas pode alterar de uma vez por todas a péssima imagem que os parasitas têm para nós humanos. Eles, além de poder controlar a relação entre a população de predadores e presas em um determinado ecossistema, por serem relativamente frágeis podem se tornar ótimos indicadores ambientais. A baixa biomassa ou inexistência de parasitas em um ambiente pode indicar que este encontra-se em estágio avançado de degradação. Eles são considerados organismos bioindicadores.

Dentre os parasitas citados por Carl Zimmer neste artigo, os que mais me intrigam são os personagens quase invisíveis, vírus e bactérias. Tenham certeza que estes serão personagens recorrentes deste blog.