Revista Planeta - Ciencia

Peixe-elétrico da Amazônia se organiza em grupos para caçar

Fri, 15 Jan 2021 13:02:41 GMT

Um comportamento raro em peixes, embora conhecido em baleias, lobos, golfinhos e outros poucos mamíferos, foi registrado pela primeira vez nos poraquês, peixes-elétricos da Amazônia que podem dar descargas elétricas de até 860 volts. A tática, chamada de predação social, consiste em realizar busca e ataques coordenados, a fim de capturar presas e beneficiar todo o grupo.

O estudo – financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Smithsonian’s Global Genome Initiative, National Geographic Society e Fapesp – foi publicado na revista “Ecology and Evolution”.

Os pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa), em Manaus, e da Smithsonian Institution, nos Estados Unidos, descreveram o comportamento em um lago da Estação Ecológica Terra do Meio, no Pará. Conhecida por caçar solitariamente à noite, a espécie de poraquê Electrophorus voltai foi registrada em um grupo de cerca de cem indivíduos, cada um com até 1,8 metro de comprimento.

Comportamento não registrado

Ao amanhecer e no pôr do sol, os poraquês migram para uma parte mais rasa do lago, cercam cardumes de pequenos peixes, conhecidos como piabas ou lambaris, e emitem fortes descargas elétricas. As presas saltam para fora e são devoradas quando voltam atordoadas para a água.

“Eu estava em campo, realizando outro trabalho, quando vi aquela enorme concentração de poraquês. De tempos em tempos, eles davam descargas e as piabas pulavam. Aquilo foi, literalmente, chocante. Nos mais de 250 anos desde que esse animal foi descrito pela primeira vez, esse comportamento nunca havia sido registrado”, conta à Agência Fapesp Douglas Bastos, primeiro autor do trabalho e doutorando no Inpa.

Bastos faz parte do grupo liderado por Carlos David de Santana, pesquisador associado do National Museum of Natural History, da Smithsonian Institution, em Washington. Em 2019, a equipe descreveu duas novas espécies de poraquê. Uma delas é justamente a E. voltai, que realiza a predação social e tem a maior descarga elétrica já registrada em um animal, 860 volts (leia mais em: agencia.fapesp.br/31422).

Caça em grupo favorecida

Os trabalhos integram o projeto “Diversidade e evolução de Gymnotiformes”, financiado pela Fapesp e coordenado por Naércio Menezes, professor do Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo (MZ-USP).

“Nossa hipótese inicial é que locais como esse, com grande abundância de presas e abrigo para dezenas de poraquês, favoreçam a caça em grupo e o desenvolvimento da estratégia de predação social. Por isso, é possível que o fenômeno ocorra em outros locais e até mesmo com outras espécies de poraquê. Só não foi registrado ainda”, explica Santana.

Os pesquisadores trabalham na criação de uma plataforma on-line, nomeada Projeto Poraquê, em que moradores dos nove países da Amazônia possam submeter vídeos de outros casos de predação social por poraquês. A iniciativa deve guiar novas idas do grupo a campo.

Predadores crepusculares

Bastos observou o fenômeno pela primeira vez em 2012, quando fez os primeiros registros com uma câmera. Demorou mais dois anos para que conseguisse organizar a logística para ir novamente ao local, a cerca de 500 quilômetros de Altamira, no Pará, percurso que leva aproximadamente cinco dias para ser feito de barco, pelo rio Iriri. Pegando carona num pequeno avião que passou pelo local, ele conseguiu observar e filmar o grupo em diversos momentos ao longo de 72 horas.

Na maior parte do dia (entre 7h30 e 17h) e durante toda a noite (19h30 às 5h), os animais repousam na parte mais funda do lago (três a quatro metros de profundidade). No alvorecer e no crepúsculo, porém, eles migram para uma área mais rasa, com menos de um metro de profundidade. Nesses horários, as piabas estão indo para o leito se alimentar ou voltando para a margem para descansar. É o momento em que os poraquês atacam.

“Enquanto a espécie normalmente caça solitariamente durante a noite, aproveitando que as presas estão repousando, esse grupo é de predadores crepusculares: caçam nos horários de sol nascendo ou se pondo, quando as presas estão começando o dia ou encerrando as atividades”, afirma Bastos.

Estratégia de ataque

Os poraquês nadam em círculos em volta de um cardume, concentrando o maior número possível de piabas. Aos poucos, pequenos subgrupos de dois a dez indivíduos separam parte do cardume e conduzem as presas para a margem. Então, um ou mais poraquês desse subgrupo disparam uma forte descarga elétrica, fazendo com que as piabas saltem, atordoadas pelo choque.

“Disparados simultaneamente por dez indivíduos, em teoria esses choques podem gerar uma descarga de 8.600 volts!”, diz Santana.

Os peixes-elétricos então abrem a boca e engolem o máximo de presas que conseguem. Outras espécies de peixes carnívoros, como o tucunaré (Cichla melaniae), podem se aproveitar das presas atordoadas. Após cinco a sete ataques em uma hora, o grupo inteiro retorna para o fundo do lago.

Próximos passos

Os pesquisadores agora pretendem coletar alguns animais e implantar um pequeno transmissor sob a pele. Esse transmissor emitirá sinais de rádio, por sua vez captados por uma antena em terra firme. Assim, a movimentação dos poraquês poderá ser monitorada de forma contínua, permitindo determinar padrões e mesmo possíveis hierarquias dentro do grupo.

Além disso, o grupo planeja medir a potência das descargas elétricas emitidas. O objetivo é saber tanto a voltagem daquelas disparadas para atordoar as piabas quanto se há também emissão de descargas fracas, que os peixes-elétricos de modo geral usam para se comunicar. Assim, será possível saber se os animais se comunicam para coordenar os ataques.

Por fim, a coleta de amostras genéticas permitirá verificar se os indivíduos são parentes ou não. Entre os mamíferos que caçam em conjunto, é comum que sejam irmãos liderados por um genitor mais velho.

“Esse achado é mais um exemplo das oportunidades quase ilimitadas que se tem na Amazônia para descobertas, seja de espécies, componentes químicos derivados de plantas para medicamentos, entre outros. Sem falar de uma série de organismos e suas histórias de vida únicas, ainda esperando para serem identificados, e da umidade do ar produzida pela floresta, responsável pela maior parte da chuva que alimenta o Brasil. Estudos como esse são uma oportunidade de relembrar a importância da Amazônia e de tudo que podemos perder se não a preservarmos”, conclui Santana.

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Achada no Piauí nova espécie de réptil do Paleozoico

Thu, 14 Jan 2021 14:25:53 GMT

Uma pesquisa inédita feita na Universidade Federal do Piauí (UFPI), em parceria com seis universidades internacionais, revelou uma nova espécie pertence a um grupo de répteis conhecidos como “pararrépteis”. É o terceiro fóssil de réptil descoberto na região de Nazária (a cerca de 30 quilômetros de Teresina) e é o primeiro a ser considerado uma espécie nova.

Segundo o paleontólogo Juan Cisneros, da UFPI, Karutia fortunata era um réptil pequeno e parecido por fora com um calango. O animal media uns 25 centímetros de comprimento e se alimentava de insetos.

“Karutia, em língua timbira, significa pele enrugada e com caroços. Escolhemos esse nome porque os ossos do crânio do animal estão cobertos por muitas rugas naturais. Fortunata refere-se a que foi uma descoberta afortunada, pois o esqueleto foi encontrado graças a um pneu furado que fez com que a nossa equipe tivesse que ficar mais tempo no local, o qual resultou na descoberta desse fóssil”, explica Cisneros.

Concepção artística de Karutia fortunata na natureza. Crédito: UFPI

Insetos como alimento

Parente muito distante dos lagartos e dos crocodilos, e pertencente a um grupo extinto (não deixaram descendentes nos dias de hoje), o Karutia fortunata viveu aproximadamente 280 milhões de anos atrás, no período Permiano da era Paleozoica, e é mais antigo que os dinossauros. “Karutia viveu ao mesmo tempo que a Floresta Fóssil do Rio Poti em Teresina e habitou nela”, disse.

De acordo com Cisneros, o réptil achado em Nazária e Palmeirais se alimentava dos insetos que existiram na floresta fóssil de Teresina. “Ele nos ajuda a reconstruir as relações ecológicas do final da era Paleozoica e através dele temos um panorama mais completo do Brasil nesse tempo.”

Ainda segundo o paleontólogo, Karutia tinha parentes próximos nos EUA. “Isso nos ajuda a entender melhor as relações entre a fauna brasileira e a fauna dos EUA numa época em que os continentes estavam unidos, formando o supercontinente de Pangeia”.

Paleontólogos no sítio onde o fóssil foi encontrado. Crédito: UFPI

Investigação internacional

Desde 2016, os pesquisadores estudam a coleção de fósseis encontrados no município e que atualmente estão depositados no Museu de Arqueologia e Paleontologia da UFPI.

As várias partes do corpo do fóssil (dentre elas ossos do crânio, da mandíbula, vértebras, e de outras partes do esqueleto) foram analisadas e estudadas por uma equipe liderada por Cisneros, diretor do Museu de Arqueologia e Paleontologia da UFPI, em conjunto com uma equipe internacional de paleontólogos das seguintes instituições: Museu de Ciências Naturais da Carolina do Norte (EUA), Museu Field de Chicago (EUA), Museu Iziko (África do Sul), Universidade de Buenos Aires (Argentina), Universidade Humboldt (Alemanha), Museu de História Natural (Reino Unido).

Imagem da mandíbula do fóssil do Karutia fortunata. Crédito: UFPI

O estudo sobre o fóssil do Karutia fortunata foi apresentado recentemente na revista “Journal of Systematic Palaeontology”, considerada referência na área da paleontologia. “Este estudo fortalece as pesquisas paleontológicas feitas pela UFPI e foi possível graças ao apoio do CNPq e da prefeitura de Nazária”, finaliza Cisneros.

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Mesmo com vacina, EUA levarão ao menos 300 dias para vencer covid-19

Thu, 14 Jan 2021 12:45:56 GMT

Por meio de modelagem matemática, um grupo internacional de pesquisadores estimou que levaria cerca de 400 dias para que a taxa de contágio do novo coronavírus caísse para valores próximos a zero nos Estados Unidos em um cenário sem vacinação – ainda que as medidas não farmacológicas de proteção fossem mantidas. Até lá, 952 a cada 10 mil norte-americanos em áreas afetadas teriam sido infectados. Desses, 20 precisariam ser hospitalizados, 10 necessitariam de cuidados intensivos e 2,3 morreriam.

As projeções indicam ainda que a aplicação em larga escala de um imunizante com 95% de eficácia, como o que já está disponível no país, encurtaria em cerca de 100 dias a duração da epidemia e reduziria em 48% a taxa de ataque do vírus – ou seja, 418 a cada 10 mil habitantes seriam contaminados. Desses 7,5 necessitariam internação, quatro, terapia intensiva, e menos de um morreria. Também nesse caso considerou-se que as medidas de prevenção atualmente em voga, como uso de máscara e distanciamento social, seriam mantidas pela população.

O estudo foi liderado por cientistas da Universidade de York (Canadá) e da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Os dados completos foram divulgados na plataforma medRxiv. O artigo está em processo de revisão por pares.

Resolução mais demorada

“Muitas pessoas imaginam que com a chegada da vacina tudo estará imediatamente resolvido, mas não é bem assim. Leva um tempo até que uma parcela considerável da população seja vacinada e os efeitos da imunidade coletiva sejam percebidos. A proposta do trabalho foi avaliar qual seria, nos Estados Unidos, o impacto da vacinação no curto prazo. Estamos neste momento fazendo projeções semelhantes para o Brasil”, conta Thomas Vilches, pós-doutorando no Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica (Imecc) da Unicamp e bolsista da Fapesp.

Para fazerem os cálculos, os pesquisadores consideraram que a taxa de contágio do SARS-CoV-2 (Rt) nos Estados Unidos era de 1,2. Ou seja: cada 100 infectados estavam transmitindo o vírus para outras 120 pessoas. “Esse era o valor que havia sido reportado no país em novembro, quando fizemos o estudo. Apesar de ter diminuído um pouco, agora parece estar subindo em alguns estados, o que pode ser agravado com a chegada da nova cepa”, diz Vilches (para acompanhar a evolução da taxa de contágio em tempo real acesse: https://rt.live).

No principal cenário projetado no trabalho, cujos resultados foram descritos nos parágrafos anteriores, os pesquisadores partiram da premissa que 10% da população norte-americana já havia desenvolvido imunidade contra o SARS-CoV-2 quando a campanha de vacinação começou.

Vantagem brasileira

Com base em dados divulgados pelo Centro de Controle de Doenças (CDC), uma agência do Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos Estados Unidos, os pesquisadores supuseram que seria possível vacinar cerca de 7 milhões de pessoas por dia (30 doses a cada 10 mil habitantes). Desse modo, concluíram, demoraria 280 dias para vacinar 40% da população. O cálculo considera que cada indivíduo receberia duas doses da vacina, com intervalo de 21 dias. Além disso, profissionais de saúde, idosos e portadores de comorbidades seriam priorizados

“O Brasil tem uma vantagem nesse aspecto [capacidade de vacinação em massa], devido à existência do SUS [Sistema Único de Saúde] e do Programa Nacional de Imunizações”, avalia Vilches.

Recentemente, o ex-ministro da Saúde José Gomes Temporão lembrou que em 2010 o SUS viabilizou em três meses a vacinação de 80 milhões de pessoas contra a gripe causada pelo vírus influenza H1N1. Em entrevista ao jornal “O Globo”, Temporão disse ainda que o Brasil é um dos únicos países do mundo capazes de vacinar 10 milhões de crianças contra a poliomielite em um único dia.

Vilches ressalta, contudo, que para estender os resultados deste estudo para o Brasil não basta substituir a taxa de eficácia da vacina. “É necessário alterar os parâmetros populacionais, como a distribuição da população por faixa etária, e os parâmetros epidemiológicos, como o número reprodutivo [taxa de contágio], a mortalidade da doença na população, entre outros. O ideal seria fazer uma análise para cada uma das cinco regiões do país, ou até mesmo para áreas menores, dado que as características populacionais são bem heterogêneas ao longo do território.”

Mantenha distância

O fato de a taxa de contágio do SARS-CoV-2 ter subido nos Estados Unidos após as festas de fim de ano certamente fará com que o cenário futuro fique diferente daquele descrito no artigo, avalia Vilches. Ele também ressalta a importância de a população manter as estratégias não farmacológicas de contenção da epidemia.

“Hoje, de modo geral, uma pessoa com sintomas se mantém isolada dentro de casa. Se esse cuidado deixar de existir, o impacto da vacinação pode não ser tão grande quanto o estimado. Nossas projeções indicam que a vacina reduz em quase 50% a taxa de ataque da doença. Se o contato das pessoas com os infectados dobrar, no fim vai dar elas por elas”, diz o pesquisador. “Seria importante iniciar uma campanha educacional para alertar as pessoas de que não poderão retomar os hábitos de antes tão cedo.”

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Derretimento de icebergs é a chave que leva a uma era do gelo

Wed, 13 Jan 2021 20:41:10 GMT

O derretimento de icebergs na Antártida é a chave para a ocorrência de uma nova era do gelo, desencadeando uma série de reações em cadeia que mergulham a Terra em um período prolongado de baixas temperaturas. As descobertas, de um consórcio de cientistas de universidades de todo o mundo, foram publicadas na revista “Nature”.

Há muito se sabe que os ciclos das eras do gelo são ritmados por mudanças periódicas na órbita do Sol na Terra, o que subsequentemente muda a quantidade de radiação solar que atinge a superfície do planeta. No entanto, até agora tem sido um mistério como pequenas variações na energia solar podem desencadear mudanças tão dramáticas no clima terrestre.

Em seu estudo, a equipe propõe que, quando a órbita da Terra em torno do Sol está correta, os icebergs da Antártida começam a derreter cada vez mais longe do continente gelado, deslocando enormes volumes de água doce do Oceano Antártico para o Oceano Atlântico.

Redução do efeito estufa

À medida que o Oceano Antártico fica mais salgado e o Atlântico Norte fica mais fresco, os padrões de circulação oceânica em grande escala começam a mudar drasticamente, puxando dióxido de carbono (CO₂) da atmosfera e reduzindo o chamado efeito estufa. Isso, por sua vez, empurra a Terra para as condições da era do gelo.

Como parte de seu estudo, os cientistas usaram várias técnicas para reconstruir as condições climáticas anteriores, que incluíram a identificação de pequenos fragmentos de rocha da Antártida lançados no oceano aberto pelo derretimento de icebergs.

Os fragmentos de rocha foram obtidos de sedimentos recuperados pela Expedição 361 do Programa Internacional para a Descoberta dos Oceanos (IODP), representando mais de 1,6 milhão de anos de história e um dos mais longos arquivos detalhados de icebergs da Antártida.

O estudo descobriu que esses depósitos, conhecidos como Ice-Rafted Debris, parecem levar a mudanças consistentes na circulação do oceano profundo, reconstruída a partir da química de minúsculos fósseis do fundo do mar chamados foraminíferos.

A equipe também usou novas simulações de modelos climáticos para testar suas hipóteses, descobrindo que enormes volumes de água doce poderiam ser movidos pelos icebergs.

Papel de liderança

O autor principal do estudo, Aidan Starr, da Escola de Ciências da Terra e Ambientais da Universidade de Cardiff (Reino Unido), disse: “Ficamos surpresos ao descobrir que essa relação lead-lag [situação onde uma variável (principal) é correlacionada com os valores de outra variável (atrasada) em momentos posteriores] estava presente durante o início de cada era do gelo no último 1,6 milhão de anos. Tem-se especulado o papel de liderança do Oceano Antártico e da Antártida no clima global, mas vê-lo tão claramente em evidências geológicas foi muito emocionante”.

O professor Ian Hall, coautor do estudo e cocientista-chefe da Expedição IODP, também da Escola de Ciências da Terra e Ambientais da Universidade de Cardiff, afirmou: “Nossos resultados fornecem o elo perdido de como a Antártida e o Oceano Antártico responderam aos ritmos naturais do sistema climático associados à nossa órbita ao redor do Sol”.

Nos últimos 3 milhões de anos, a Terra mergulhou regularmente em condições de era do gelo. Atualmente, porém, ela está situada em um período interglacial em que as temperaturas são mais altas.

Modelagem inovadora

No entanto, devido ao aumento das temperaturas globais resultantes das emissões antropogênicas de CO₂, os pesquisadores sugerem que o ritmo natural dos ciclos das eras do gelo pode ser interrompido. A explicação é que o Oceano Antártico provavelmente ficará quente demais para que os icebergs da Antártida possam viajar longe o suficiente a ponto de desencadear as mudanças na circulação do oceano necessárias para uma era do gelo se desenvolver.

O professor Hall acredita que os resultados podem ser usados para entender como nosso clima pode responder às mudanças climáticas antropogênicas no futuro.

“Da mesma forma que observamos um aumento na perda de massa do continente antártico e da atividade de icebergs no Oceano Antártico, resultante do aquecimento associado às atuais emissões humanas de gases de efeito estufa, nosso estudo enfatiza a importância de compreender as trajetórias dos icebergs e padrões de derretimento no desenvolvimento das previsões mais robustas de seu impacto futuro na circulação do oceano e no clima”, disse ele.

O professor Grant Bigg, do Departamento de Geografia da Universidade de Sheffield (Reino Unido), que contribuiu para as simulações de modelo de iceberg, afirmou: “A modelagem inovadora de icebergs dentro do modelo climático é crucial para identificar e apoiar a hipótese de detritos transportados por gelo sobre os impactos do degelo de icebergs da Antártida que estão liderando o início do ciclo glacial”.

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Dente de megatubarão cresceu acompanhando expansão de seu corpo

Wed, 13 Jan 2021 16:35:49 GMT

Um estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Bristol (Reino Unido) descobriu que a evolução dos dentes dos tubarões gigantes pré-históricos megalodontes e seus parentes foi um subproduto de eles se tornarem enormes, em vez de uma adaptação a novos hábitos alimentares. O trabalho foi apresentado na revista “Scientific Reports”.

O icônico e extinto megalodonte foi o maior tubarão que já vagou pelos mares. Seu nome se traduz por “dente grande”, referência aos seus dentes maciços, que representam os restos fósseis mais abundantes da espécie. Eles são largos e triangulares, nada parecidos com os dentes curvos em forma de lâmina dos parentes mais próximos do megalodonte.

As diferenças na forma dos dentes observadas nesse grupo de tubarões gigantes costumam refletir uma mudança na dieta. Enquanto os parentes mais velhos provavelmente usavam seus dentes para perfurar presas pequenas e rápidas como peixes, o megalodonte provavelmente os usava para morder grandes pedaços de carne de mamíferos marinhos ou desmembrar essas presas com poderosos movimentos laterais de cabeça.

Ferramentas computacionais

No novo estudo, os cientistas usaram ferramentas computacionais para entender como as dentições desses supertubarões funcionavam durante a alimentação.

Antonio Ballell, doutorando da Escola de Ciências da Terra da Universidade de Bristol, disse: “Aplicamos técnicas de engenharia para simular digitalmente como os diferentes formatos dos dentes lidavam com as forças de mordida e cargas resultantes dos movimentos laterais da cabeça. (…) Esse método, denominado Análise de Elementos Finitos, foi usado anteriormente para entender como as diferentes estruturas biológicas são resistentes a forças específicas”.

Modelos de elementos finitos de dentes de tubarões de dentes grandes. Os modelos representam a tensão, uma medida de como as estruturas são afetadas por forças. Cores quentes mostram alto estresse; cores frias, baixo estresse. Crédito: Antonio Ballell e Humberto Ferrón

Padrão oposto

“Esperávamos descobrir que os dentes do megalodonte poderiam resistir às forças melhor do que os de seus parentes mais velhos e menores”, prosseguiu Ballell. Surpreendentemente, quando removemos o tamanho do dente das simulações, recuperamos o padrão oposto: os dentes do megalodonte são relativamente mais fracos do que os dentes mais frágeis dos outros tubarões de dentes grandes.”

O dr. Humberto Ferrón, pesquisador de pós-doutorado e coautor do estudo, disse: “Nossos resultados podem parecer estar em desacordo com as interpretações funcionais tradicionais das dentições deste grupo de tubarões gigantes. Acreditamos que outros processos biológicos podem ser responsáveis pela mudança evolutiva em suas dentições”.

“Por exemplo, as modificações na forma do dente que ocorreram das espécies menores e mais antigas para as formas maiores e mais recentes como o megalodonte são muito semelhantes às observadas ao longo do crescimento do megalodonte”, acrescentou Ferrón. “Ou seja, os megalodontes jovens tinham dentes que lembram os dos tubarões de dentes grandes mais velhos. Assim, em vez da especialização alimentar, pensamos que a aquisição de seu corpo gigantesco foi responsável pela evolução dos dentes peculiares do megalodonte.”

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Não teríamos como controlar máquinas superinteligentes, dizem cientistas

Tue, 12 Jan 2021 16:35:00 GMT

Suponha que alguém programe um sistema de inteligência artificial (IA) com inteligência superior à dos humanos, para que possa aprender de forma independente. Conectada à internet, a IA pode ter acesso a todos os dados da humanidade. Ela poderia substituir todos os programas existentes e assumir o controle de todas as máquinas online em todo o mundo. Isso produziria uma utopia ou distopia? A IA curaria o câncer, traria a paz mundial e evitaria um desastre climático? Ou iria destruir a humanidade e assumir o controle da Terra, como especulam a cinessérie O Exterminador do Futuro e outras obras de ficção científica?

Cientistas da computação e filósofos se perguntaram se seríamos mesmo capazes de controlar uma IA superinteligente, para garantir que não representasse uma ameaça para a humanidade. Uma equipe internacional de cientistas da computação – Manuel Alfonseca, da Universidade Autônoma de Madri (Espanha), Manuel Cebrian e Iyad Rahwan, do Instituto Max Planck para o Desenvolvimento Humano (Alemanha), Antonio Fernandez Anta, do IMDEA Networks Institute (Espanha), Lorenzo Coviello, do Massachusetts Institute of Technology (EUA), e Andrés Abeliuk, da Universidade do Sul da Califórnia (EUA) – usou cálculos teóricos para mostrar que seria fundamentalmente impossível controlar uma IA superinteligente. O estudo foi publicado na revista “Journal of Artificial Intelligence Research”.

Independência em tarefas

“Uma máquina superinteligente que controla o mundo parece ficção científica. Mas já existem máquinas que realizam certas tarefas importantes de forma independente, sem que os programadores entendam totalmente como as aprenderam. Portanto, surge a questão de saber se isso poderia em algum momento se tornar incontrolável e perigoso para humanidade”, diz Cebrian.

Os cientistas exploraram duas ideias diferentes de como uma IA superinteligente pode ser controlada. Por um lado, as capacidades da IA superinteligente poderiam ser especificamente limitadas, por exemplo, privando-a da internet e de todos os outros dispositivos técnicos para que não pudesse ter contato com o mundo exterior – mas isso tornaria a IA superinteligente significativamente menor poderosa, menos capaz de responder às buscas da humanidade.

Sem essa opção, a IA poderia ser motivada desde o início a perseguir apenas objetivos que atendam aos melhores interesses da humanidade, por exemplo, a partir da programação de princípios éticos nela. No entanto, os pesquisadores também mostram que essas e outras ideias contemporâneas e históricas para controlar a IA superinteligente têm seus limites.

Sem solução

Em seu estudo, a equipe concebeu um algoritmo de contenção teórica que garante que uma IA superinteligente não possa prejudicar as pessoas em nenhuma circunstância, simulando o comportamento da IA primeiro e interrompendo-o se ele fosse considerado prejudicial. Mas uma análise cuidadosa mostra que, em nosso paradigma atual de computação, esse algoritmo não pode ser construído.

“Se você dividir o problema em regras básicas da ciência da computação teórica, descobre que um algoritmo que comandaria uma IA para não destruir o mundo poderia inadvertidamente interromper suas próprias operações. Se isso acontecesse, você não saberia se o algoritmo de contenção ainda está analisando a ameaça ou se ela parou para conter a IA prejudicial. Na verdade, isso torna o algoritmo de contenção inutilizável”, disse Iyad Rahwan.

Com base nesses cálculos, o problema de contenção é incomputável, ou seja, nenhum algoritmo pode encontrar uma solução para determinar se uma IA produziria danos ao mundo. Além disso, os pesquisadores demonstram que podemos nem saber quando as máquinas superinteligentes chegaram, porque decidir se uma máquina exibe inteligência superior aos humanos está no mesmo reino do problema de contenção.

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Diferenças entre gêmeos idênticos começam ainda no embrião

Tue, 12 Jan 2021 14:43:39 GMT

Gêmeos idênticos, ou monozigóticos, têm diferenças genéticas que começam ainda nos primeiros estágios do desenvolvimento embrionário. A descoberta, feita por pesquisadores islandeses, foi publicada na revista “Nature Genetics”.

Os gêmeos idênticos vêm de um único zigoto formado pela fertilização de um óvulo por um espermatozoide. A divisão celular durante o crescimento embrionário pode levar a mutações. Mas essa fonte de diferença genética não havia sido medida entre gêmeos idênticos.

Hákon Jónsson, da biofarmacêutica deCODE genetics/Amgen, de Reykjavik (Islândia), e seus colegas sequenciaram os genomas de 387 pares de gêmeos idênticos e seus pais, cônjuges e filhos para rastrear a divergência de mutação. Os pesquisadores descobriram que os gêmeos diferem em 5,2 mutações iniciais de desenvolvimento, em média. Em aproximadamente 15% dos pares de gêmeos, um gêmeo porta um alto número dessas mutações que o outro gêmeo não tem.

As diferenças físicas ou comportamentais entre gêmeos idênticos são geralmente atribuídas a fatores ambientais, de acordo com a suposição de que as diferenças genéticas entre o par são mínimas. No entanto, o autismo e outros distúrbios do desenvolvimento – que um dos gêmeos do par pode ter – estão ligados a mutações genéticas. Os autores concluem que o papel dos fatores genéticos na formação de tais diferenças fenotípicas foi subestimado.

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Cientistas descobrem novo modo bizarro de cobras se moverem

Tue, 12 Jan 2021 12:54:18 GMT

Pesquisadores da Universidade do Estado do Colorado e da Universidade de Cincinnati (EUA) descobriram um novo modo de locomoção de cobras que permite que a cobra-arbórea-marrom suba em cilindros lisos muito maiores do que qualquer comportamento conhecido anteriormente. Seu estudo foi publicado na revista “Current Biology”.

Essa locomoção em laço, batizada por causa de uma postura corporal semelhante a um laço, pode contribuir para o sucesso e o impacto dessa espécie altamente invasora. Ele permite que esses animais acessem presas em potencial que, de outra forma, poderiam ser impossíveis de capturar. Ele também pode explicar como essa espécie consegue escalar postes de energia, levando a interrupções elétricas.

Os pesquisadores esperam que as descobertas ajudem as pessoas a proteger as aves ameaçadas de extinção das cobras.

Descoberta inesperada em Guam

Por quase 100 anos, toda a locomoção de cobras foi tradicionalmente categorizada em quatro modos: retilínea, alças laterais, serpentina e concertina (sanfona). A descoberta de um quinto modo de locomoção foi o resultado inesperado de um projeto liderado pela professora emérita da Universidade do Estado do Colorado (CSU) Julie Savidge, que visava proteger os ninhos de estorninhos da Micronésia, uma das duas únicas espécies florestais nativas que ainda existem na ilha de Guam.

Savidge, que faz parte do Departamento de Peixes, Vida Selvagem e Biologia da Conservação da CSU, disse que a cobra-arbórea-marrom (Boiga irregularis) dizimou as populações de pássaros da floresta em Guam, onde a descoberta ocorreu. A cobra, que é noturna, foi introduzida acidentalmente em Guam no final dos anos 1940 ou início dos anos 1950. Pouco depois, as populações de pássaros começaram a diminuir.

A cientista conduziu sua pesquisa de tese de doutorado em Guam na década de 1980 e identificou a cobra como a culpada pela perda de pássaros. O animal causou grandes danos e é responsável por inúmeras falhas de energia na ilha a cada ano.

“A maioria das aves nativas da floresta sumiu em Guam”, disse Savidge. “Há uma população relativamente pequena de estorninhos da Micronésia e de outra ave que faz ninhos em cavernas, que sobreviveu em pequenos números. O estorninho desempenha uma função ecológica importante, dispersando frutas e sementes que podem ajudar a manter as florestas de Guam.”

Estorninho da Micronésia: uma das duas únicas espécies florestais nativas que ainda existem em Guam e alvo dos pesquisadores, que há vários anos buscam proteger seus ninhos. Crédito: Julie Savidge, Universidade do Estado do Colorado

Obstáculo pequeno

Tom Seibert, coautor do estudo e professor emérito da CSU, disse que a equipe estava tentando usar um defletor de metal de um metro de comprimento para evitar que as cobras subissem nas caixas de pássaros. Esses mesmos defletores têm sido usados para manter outras cobras e guaxinins longe dos ninhos nos quintais dos observadores de pássaros. Mas o novo estudo sugere que isso pode representar um obstáculo pequeno para as cobras-arbóreas-marrons.

“Não esperávamos que a cobra-arbórea-marrom fosse capaz de encontrar uma maneira de contornar o defletor”, disse ele. “Inicialmente, o defletor funcionou, na maior parte. Tínhamos visto cerca de quatro horas de vídeo e então, de repente, vimos essa cobra formar o que parecia um laço em volta do cilindro e sacudir o corpo para cima.”

Segundo Seibert, ele e o biólogo da CSU Martin Kastner quase caíram da cadeira quando observaram essa nova forma de locomoção. “Assistimos a essa parte do vídeo cerca de 15 vezes”, disse Seibert. “Foi um choque. Nada do que eu já vi se compara a isso.”

Campeã de escalada

Para confirmar a descoberta, a equipe posteriormente procurou Bruce Jayne, da Universidade de Cincinnati, um especialista em diferentes aspectos da locomoção e função muscular, especialmente em cobras.

As cobras-arbóreas-marrons, em particular, são escaladoras campeãs, disse Jayne, coautor do estudo e professor de ciências biológicas.

“As cobras-arbóreas-marrons são especialmente boas para chegar a quase qualquer lugar”, disse Jayne. “É impressionante. Elas podem escalar verticalmente usando até mesmo as menores projeções em uma superfície e podem preencher enormes lacunas na copa das árvores. Elas podem se erguer verticalmente mais de dois terços do comprimento de seu corpo.”

Jayne disse que as cobras normalmente escalam galhos ou tubos lisos e íngremes usando um movimento chamado locomoção em concertina, no qual a cobra se curva para o lado para agarrar pelo menos duas regiões.

Mas com a locomoção em laço, a cobra usa o laço para formar uma única região de agarramento.

A locomoção em laço pode contribuir para o sucesso e impacto dessa espécie altamente invasora. Crédito: Tom Seibert, Universidade do Estado do Colorado

Esforço grande

Seibert voltou a Guam para gravar um vídeo em alta resolução desse novo método de escalada a fim de que Jayne pudesse interpretar melhor os movimentos das cobras.

“Não era óbvio como eles conseguiam escalar um cilindro”, disse Jayne. “A cobra tem essas pequenas curvas dentro do laço que permitem que ela avance para cima mudando a localização de cada curva.”

A locomoção por laço exige mais fisicamente do que outros métodos de escalada, disse Jayne. “Mesmo que elas possam escalar usando esse modo, ele as leva ao limite. As cobras param por períodos prolongados para descansar”, disse ele.

Savidge, que trabalhou com cobras-arbóreas-marrons por mais de 30 anos, disse que a descoberta de um novo modo de locomoção das cobras é “muito emocionante”. “Esperamos que o que descobrimos ajude a restaurar estorninhos e outras aves ameaçadas de extinção, já que agora podemos projetar defletores que as cobras não podem derrotar”, disse ela. “Ainda é um problema bastante complexo.”

Jayne disse que o que a equipe descobriu mostra o quão incríveis são as cobras-arbóreas-marrons. “Trabalho com a locomoção de cobras há 40 anos e aqui encontramos uma maneira completamente nova de se mover”, disse ele. “As probabilidades são de que há mais para descobrir.”

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Estudo apresenta novas espécies de peixes em Fernando de Noronha

Mon, 11 Jan 2021 03:01:25 GMT

Cientistas brasileiros e norte-americanos descobriram, em uma expedição marítima feita no arquipélago pernambucano de Fernando de Noronha, quatro novas espécies de peixes que vivem exclusivamente no litoral brasileiro.

Segundo os pesquisadores, a expedição encontrou também outras 15 espécies na região pela primeira vez. O estudo e os resultados da expedição foram publicados na última edição da revista científica “Neotropical Ichthyology”.

Uma das quatro espécies descobertas é o peixe-pedra (Scorpaena sp.), espécie venenosa que fica camuflada em recifes, de forma a se esconder de seus predadores. Outra espécie descoberta é o chamado peixe-lagarto (Synodus sp.), que também se camufla, mas nesse caso como estratégia para não ser percebido por peixes de menores porte e fazer deles seu alimento.

O venenoso peixe-pedra foi uma das descobertas em Fernando de Noronha. Crédito: Luiz A. Rocha/Fundação Grupo O Boticário

Exploração e comparações

A expedição descobriu também uma espécie chamada peixe-afrodite (Tosanoides sp.). Esse é o segundo do gênero descoberto no Oceano Atlântico. De acordo com os pesquisadores, o primeiro foi encontrado no Arquipélago de São Pedro e São Paulo em 2018.

A quarta nova espécie descoberta foi o peixe gobídeo (Psilotris sp.), um gênero classificado como “raro”. Eles são de pequeno porte e têm como fonte de alimentação microrganismos, zooplânctons e microinvertebrados.

Peixe gobídeo, considerado raro, também foi encontrado no arquipélago brasileiro. Crédito: Luiz A. Rocha/Fundação Grupo O Boticário

A pesquisa, liderada pela Associação Ambiental Voz da Natureza, foi dividida em duas etapas. A primeira, com duração de 17 dias, consistiu na exploração em águas profundas. A segunda durou mais de um ano, e foi dedicada à taxonomia das espécies, comparando características morfológicas com centenas de outros peixes para comprovar se tratar de animais inéditos para a ciência.

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Descoberta muda visão de vida familiar de felinos dentes-de-sabre

Fri, 08 Jan 2021 14:40:51 GMT

Uma pesquisa canadense indica que filhotes adolescentes do ameaçador predador felino esmilodonte (Smilodon fatalis), o popular tigre-dente-de-sabre, eram mais “filhinhos de mamãe” do que guerreiros independentes. O estudo foi publicado na revista “iScience”.

Realizado por cientistas do Royal Ontario Museum e da Universidade de Toronto, o trabalho documenta um grupo familiar de felinos dentes-de-sabre cujos restos mortais foram descobertos no atual Equador. Ao estudarem os fósseis, coletados para o Royal Ontario Museum no início dos anos 1960, os cientistas conseguiram mostrar que, embora esses gatos gigantescos da Idade do Gelo crescessem muito rapidamente, eles também pareciam ficar com a mãe por mais tempo do que alguns outros grandes felinos antes de buscar seus próprios caminhos.

“Este estudo começou como uma descrição simples de fósseis não publicados anteriormente”, diz Ashley Reynolds, aluna de pós-graduação do Royal Ontario Museum que conduziu o estudo enquanto completava sua pesquisa de doutorado em Ecologia e Biologia Evolutiva na Universidade de Toronto. “Mas quando percebemos que as duas mandíbulas inferiores em que estávamos trabalhando compartilhavam um tipo de dente encontrado apenas em cerca de 5% da população do Smilodon fatalis, sabíamos que o trabalho estava prestes a se tornar muito mais interessante.”

Idade revelada

Encorajados pela descoberta, os pesquisadores cavaram mais fundo e descobriram que provavelmente estavam olhando para três indivíduos aparentados: um adulto e dois gatos “adolescentes”. Além disso, eles conseguiram determinar que os gatos mais jovens tinham pelo menos 2 anos no momento de sua morte, uma idade em que alguns felinos vivos, como tigres, já são independentes.

Comparação dos ossos da mandíbula inferior esquerda de dois jovens felinos dente-de-sabre, S. fatalis, enterrados juntos. A formação dentária semelhante sugere que os dois eram aparentados. Crédito: Ashley Reynolds © Royal Ontario Museum

Para apoiar essa conclusão, a equipe estudou a preservação e formação do sítio equatoriano (uma área de estudo chamada tafonomia), com base em registros históricos de coleta e no conjunto de pistas sobre os próprios ossos fósseis.

Historicamente, os espécimes de esmilodonte foram coletados em grande parte em depósitos de “armadilhas de predadores”. O exemplo mais famoso disso são os famosos poços de alcatrão de La Brea, em Los Angeles, Califórnia. Mas o depósito do Equador, que se formou em uma antiga planície costeira, provavelmente é derivado de um evento catastrófico de morte em massa. Isso significa que, ao contrário das “armadilhas”, todos os fósseis do depósito morreram ao mesmo tempo. Como isso preserva um instantâneo de um ecossistema, fósseis como esses podem fornecer percepções novas e exclusivas sobre o comportamento de espécies extintas.

Espaço para interpretação

“A vida social desses predadores icônicos tem sido misteriosa, em parte porque sua concentração em infiltrações de alcatrão deixa muito espaço para interpretação”, diz o dr. Kevin Seymour, curador assistente de Paleontologia de Vertebrados no Royal Ontario Museum e coautor do estudo. “Este conjunto histórico de fósseis de felinos dente-de-sabre do Equador foi formado de uma maneira diferente. Isso nos permite determinar que os dois jovens provavelmente viveram e morreram juntos – e, portanto, provavelmente eram irmãos.”

Comparação de tamanho de felinos dentes-de-sabre adulto e subadulto (adolescente). Crédito: Ashley Reynolds © Royal Ontario Museum

Os fósseis foram coletados em Coralito, Equador, em 1961, por A. Gordon Edmund, curador de Paleontologia de Vertebrados no Royal Ontario Museum de 1954 a 1990, e Roy R. Lemon, curador de Paleontologia de Invertebrados entre 1957 e 1969. Juntos, Edmund e Lemon coletaram toneladas de sedimentos embebidos em alcatrão que foram posteriormente preparados no Royal Ontario Museum.

“Essas coleções mundialmente famosas feitas 60 anos atrás foram estudadas durante anos, mas uma medida de sua importância é que elas continuam a produzir novos conhecimentos sobre a vida desses animais extintos”, disse o dr. David Evans, presidente de Paleontologia de Vertebrados no Royal Ontario Museum e supervisor de tese de Reynolds.

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Descobertos pela 1ª vez casos de hanseníase em chimpanzés selvagens

Fri, 08 Jan 2021 13:30:57 GMT

Fotos obtidas em 2017 por armadilhas fotográficas instaladas nas florestas equatoriais do Parque Nacional Cantanhez, em Guiné-Bissau, e do Parque Nacional de Taï, na Costa do Marfim, são o primeiro registro de chimpanzés selvagens com lesões no rosto e em outras partes do corpo indicativas de hanseníase.

Uma colaboração internacional coordenada pela cientista da conservação Kimberley Hockings, da Universidade de Exeter (Reino Unido), e pelo médico veterinário Fabian Leendertz, do Instituto Robert Koch em Berlim (Alemanha), coletou amostras das feridas, além de fezes dos animais, e confirmou que o agente infeccioso era a bactéria Mycobacterium leprae, causadora da hanseníase em seres humanos (bioRxiv, 11 de novembro).

As análises indicaram que as variedades de M. leprae obtidas desses chimpanzés pertencem a cepas diferentes e raramente encontradas em seres humanos.

Embora não descartem a possibilidade de contaminação por pessoas, como já foi observado em animais em cativeiro, os pesquisadores consideram mais provável que os chimpanzés tenham sido infectados após o contato com algum outro animal desconhecido portador da bactéria.

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Como o ornitorrinco se tornou tão bizarro

Thu, 07 Jan 2021 12:24:32 GMT

Desde que os europeus descobriram o ornitorrinco na Austrália no final dos anos 1700, a peculiar criatura semiaquática com bico de pato tem confundido os cientistas. Entre suas características mais bizarras, ele põe ovos em vez de dar à luz bebês vivos, transpira leite, tem esporas venenosas e está até equipado com 10 cromossomos sexuais.

Os pesquisadores modernos ainda estão tentando entender como o ornitorrinco – muitas vezes considerado o mamífero mais estranho do mundo – tornou-se tão único. Seu entendimento já avançou, em grande grau. Pela primeira vez, uma equipe internacional de pesquisadores, liderada por biólogos da Universidade de Copenhague (Dinamarca), mapeou um genoma completo do ornitorrinco. O estudo foi publicado na revista científica “Nature”.

“O genoma completo nos forneceu as respostas de como algumas das características bizarras do ornitorrinco surgiram. Ao mesmo tempo, decodificar o genoma do ornitorrinco é importante para melhorar nossa compreensão de como outros mamíferos evoluíram – incluindo nós, humanos. Ele contém a chave para explicar por que nós e outros mamíferos eutheria (placentálios) evoluímos para nos tornarmos animais que dão à luz filhotes vivos em vez de animais que põem ovos”, explica o professor Guojie Zhang, do Departamento de Biologia da Universidade de Copenhague e autor correspondente do artigo.

Põe ovos e sua leite

O ornitorrinco pertence a um antigo grupo de mamíferos – monotremados – que existia milhões de anos antes do surgimento de qualquer mamífero moderno.

“Na verdade, o ornitorrinco pertence à classe Mammalia. Mas, geneticamente, é uma mistura de mamíferos, pássaros e répteis. Ele preservou muitas das características originais de seus ancestrais, o que provavelmente contribuiu para seu sucesso na adaptação ao ambiente em que vive”, diz Zhang.

Uma das características mais incomuns do ornitorrinco é que, embora ponha ovos, também tem glândulas mamárias usadas para alimentar seus bebês, não por meio dos mamilos, mas com leite – que é o suor de seu corpo.

Durante nossa própria evolução, nós, humanos, perdemos todos os três genes chamados de vitelogenina, cada um dos quais é importante para a produção de gemas de ovo. As galinhas, por outro lado, continuam com os três. O estudo demonstra que os ornitorrincos ainda carregam um desses três genes da vitelogenina, embora tenham perdido os outros dois há cerca de 130 milhões de anos. O ornitorrinco continua a botar ovos em virtude desse único gene remanescente. Isso provavelmente ocorre porque ele não é tão dependente da criação de proteínas da gema quanto as aves e os répteis, pois os ornitorrincos produzem leite para seus filhotes.

Ausência de dentes

Nos outros mamíferos, os genes da vitelogenina foram substituídos por genes da caseína. Esses genes são responsáveis por nossa capacidade de produzir a proteína caseína, um dos principais componentes do leite dos mamíferos. A nova pesquisa demonstra que o ornitorrinco também carrega genes de caseína e que a composição de seu leite é, portanto, bastante semelhante à de vacas, humanos e outros mamíferos.

“Isso nos informa que a produção de leite em todas as espécies de mamíferos existentes foi desenvolvida por meio do mesmo conjunto de genes derivados de um ancestral comum que viveu há mais de 170 milhões de anos – ao lado dos primeiros dinossauros do período Jurássico”, diz Guojie Zhang.

Outra característica que torna o ornitorrinco tão único é que, ao contrário da grande maioria dos mamíferos, ele não tem dentes. Embora os ancestrais mais próximos desses monotremados fossem dentados, o ornitorrinco moderno é equipado com duas placas de chifre que são usadas para amassar comida. O estudo revela que o ornitorrinco perdeu seus dentes há cerca de 120 milhões de anos, quando quatro dos oito genes responsáveis pelo desenvolvimento dentário desapareceram.

Único animal com 10 cromossomos sexuais

Outra esquisitice do ornitorrinco investigada pelos pesquisadores foi como seu sexo é determinado. Tanto os humanos quanto todos os outros mamíferos da Terra têm dois cromossomos sexuais que determinam o sexo – o sistema de cromossomos X e Y, em que XX é feminino e XY é masculino. Os monotremados, porém, incluindo os ornitorrincos, têm 10 cromossomos sexuais, com cinco cromossomos Y e cinco X.

Graças aos genomas de nível cromossômico quase completo, os pesquisadores agora podem sugerir que esses 10 cromossomos sexuais nos ancestrais dos monotremados foram organizados em forma de anel que mais tarde foi dividido em muitos pequenos pedaços dos cromossomos X e Y. Ao mesmo tempo, o mapeamento do genoma revela que a maioria dos cromossomos sexuais monotremados tem mais em comum com galinhas do que com humanos. Mas o que mostra é um elo evolutivo entre mamíferos e pássaros.

Ornitorrincos: fatos e curiosidades

Endêmico do leste da Austrália e da Tasmânia, o ornitorrinco é uma espécie protegida e classificada pela IUCN como quase ameaçada.
Esses animais têm glândulas mamárias, pelos e três ossos na orelha média. Cada característica ajuda a definir um mamífero.
O ornitorrinco pertence à ordem dos mamíferos monotremados. Ela é chamada assim porque os monotremados usam uma abertura única para urinar, defecar e reproduzir sexualmente.
Excelente nadador, ele passa grande parte do tempo caçando insetos e moluscos nos rios.
Seu bico distinto é preenchido com sensores elétricos usados para localizar presas em leitos de rios lamacentos.
O macho tem uma espora venenosa atrás de cada uma de suas patas traseiras. O veneno é forte o suficiente para matar um cachorro e é implantado quando os machos lutam por território.
Outro estudo de 2020 demonstrou que a pele do ornitorrinco é fluorescente. O pelo marrom do animal reflete uma cor azul esverdeada quando colocado sob luz ultravioleta.

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Girafas anãs são avistadas na natureza pela primeira vez

Wed, 06 Jan 2021 16:28:09 GMT

Pesquisadores notaram algo diferente enquanto faziam um levantamento fotográfico da população de girafas no Parque Nacional de Murchison Falls, em Uganda. Uma das girafas selvagens tinha pernas bem mais curtas que as colegas, embora o tamanho de seu corpo aparentasse ser o de um subadulto. Posteriormente, durante um trabalho semelhante na Namíbia, eles avistaram uma segunda girafa selvagem com características morfológicas parecidas.

Uma vez que as girafas atingem seu tamanho máximo entre 3 e 6 anos de idade, e que essa segunda girafa nasceu em 2014, isso significa que esse espécime deveria ter o comprimento das pernas de um adulto. Segundo os pesquisadores Michael Brown e Emma Wells, da Giraffe Conservation Foundation (Namíbia), a diferença desses animais de Uganda e Namíbia em relação às outras girafas é que os primeiros são afetadas por uma condição semelhante à displasia esquelética (termo genérico para doenças que afetam o comprimento dos membros, incluindo nanismo). Seu artigo, publicado na revista “BMC Research Notes” e abordado no site IFLScience, é o primeiro a descrever girafas com essa condição encontradas na natureza.

Os pesquisadores recorreram a um método não invasivo para medir a altura dos animais denominado fotogrametria, já utilizado no caso de elefantes. A técnica usa um telêmetro a laser para medir as distâncias desejadas. Medindo a distância entre os pixels digitais na foto e comparando-os com o tamanho real do recurso focal, pode-se obter medições precisas de fotografias de animais grandes, como girafas.

Pescoço mais longo

Os dados confirmaram que as duas girafas que pareciam anormalmente curtas tinham de fato diferenças consideráveis em relação às alturas médias de cada população de girafas. A girafa em Uganda tinha uma falange (o segmento mais inferior da perna) cujo comprimento era aproximadamente o mesmo do de suas amigas, mas essa parte da perna da girafa namibiana era significativamente encurtada. As medições ficaram em 21,2 centímetros e 15,8 centímetros, respectivamente. Ambos os animais tiveram medidas metacarpais e radiais abaixo da média.

Girafa de Uganda: pescoço mais avantajado. Crédito: Michael B. Brown

A girafa de Uganda compensava parte de sua baixa estatura com um pescoço um pouco mais longo do que o de uma girafa subadulta. Ele tinha quase 1,5 metro, ante o 1,4 metro normal. Aqui também a girafa namibiana voltou a ficar abaixo da média.

Segundo os autores, esta é a primeira vez que tal tipo de displasia esquelética é relatado em girafas selvagens. Aparentemente, tampouco houve um caso desses em animais em cativeiro.

A girafa anã vista na Namíbia. Crédito: Michael B. Brown

Distúrbio genético

Por que esses dois animais não desenvolveram as longas patas características das girafas? “É difícil dizer com certeza, mas especulamos que essas displasias esqueléticas podem estar associadas a algum distúrbio genético, já que o surgimento de displasias esqueléticas costuma estar enraizado em etiologias moleculares”, disse ao IFLScience o coautor Michael Brown, biólogo conservacionista que também trabalha no Smithsonian National Zoo e no Dartmouth College (EUA).

“É importante notar que a população de girafas do Parque Nacional de Murchison Falls experimentou um gargalo populacional significativo no final dos anos 1980 como resultado de distúrbios civis e caça ilegal”, acrescentou Brown. “A população se recuperou notavelmente desde então, com as estimativas atuais de mais de 1.500 girafas, embora não esteja claro se há algum impacto remanescente do gargalo populacional anterior.”

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Estudo indica fator que torna variante do coronavírus mais contagiosa

Wed, 06 Jan 2021 14:36:05 GMT

Pesquisadores das faculdades de Medicina (FMRP) e de Odontologia (FORP) da Universidade de São Paulo (USP), campus de Ribeirão Preto, identificaram um dos fatores que tornaram mais infecciosa a nova variante do coronavírus SARS-CoV-2, a B.1.1.7, originária do Reino Unido e com dois casos confirmados no Brasil pelo Instituto Adolfo Lutz.

Por meio da aplicação de ferramentas de bioinformática, eles constataram que a proteína spike da nova cepa viral – que forma a estrutura de coroa que dá nome à família dos coronavírus – estabelece maior força de interação molecular com o receptor ACE2, presente na superfície das células humanas e com o qual o SARS-CoV-2 se liga para viabilizar a infecção.

O aumento na força de interação molecular da nova linhagem é causado por uma mutação já identificada no resíduo de aminoácido 501 da proteína spike do SARS-CoV-2, chamada de N501Y, que deu origem à nova variante do vírus, observaram os pesquisadores.

Os resultados do trabalho, apoiado pela Fapesp, foram publicados na plataforma bioRxiv, em artigo ainda sem revisão por pares.

Interação muito maior

“Vimos que a interação entre a proteína spike da nova cepa do coronavírus com a mutação N501Y é muito maior do que a apresentada pela primeira linhagem do vírus isolado em Wuhan, na China”, diz à Agência Fapesp Geraldo Aleixo Passos, professor da FMRP e da FORP-USP e coordenador do projeto. Outro autor do estudo, que realizou as análises bionformáticas, é Jadson Santos, que realiza doutorado na FMRP-USP sob orientação de Passos.

Com o surgimento da linhagem B.1.1.7 no Reino Unido, os pesquisadores levantaram a hipótese de que a mutação N501Y presente na proteína spike da nova variante, resultante da substituição de um aminoácido asparagina (N501) por um do tipo tirosina (N501Y), poderia ser um dos fatores responsáveis pela alta contagiosidade da nova linhagem do coronavírus.

Isso porque o N501 já havia sido identificado como um resíduo de aminoácido crucial na afinidade de ligação da proteína spike ao receptor ACE2 humano e, consequentemente, implicado na infectividade do novo coronavírus. Além disso, estudos anteriores também apontaram que a mutação N501Y encontrada na linhagem B.1.1.7 cobre um dos seis resíduos de aminoácidos de contato-chave dentro da proteína spike.

“Existem outras mutações no genoma dessa linhagem que não analisamos. Focamos na N501Y porque ela está implicada na ligação da proteína spike com o ACE2”, explica Passos.

Comparações

A fim de testar a hipótese de que a alta infectividade da linhagem B.1.1.7 poderia ser devido a mudanças na força de interação entre a proteína spike mutante e o receptor ACE2, foram utilizadas estruturas da proteína spike do SARS-CoV-2 isolado em Wuhan e da linhagem B.1.1.7, depositadas em um banco de dados de proteínas, o Protein Data Bank.

Por meio de um software de domínio público, chamado PyMOL, foi possível visualizar a interação entre o resíduo de aminoácido 501 da proteína spike do SARS-CoV-2 com o resíduo Y41 da proteína ACE2 humana e simular e analisar as interações resultantes da mutação N501Y encontrada na linhagem B.1.1.7 com o receptor celular.

“Esse software permite visualizar imagens dessas estruturas moleculares com uma aproximação de 3.5 angstrom de campo, muito maior do que as imagens geradas até mesmo por um ultramicroscópio”, compara Passos.

Por meio de outro software também de domínio público, chamado PDBePISA, foi possível comparar a interação das proteínas spike da linhagem selvagem do SARS-CoV-2 e da mutante com o receptor ACE2 humano.

Alteração no espaçamento

Os resultados das análises mostraram que a mutação N501Y na proteína spike da nova variante do coronavírus estabelece maior interação com o receptor ACE2 em comparação com a linhagem selvagem do vírus. As interações foram predominantemente não covalentes – mais fracas –, observaram os pesquisadores.

“A somatória de várias ligações fracas entre a proteína spike mutante da nova variante do coronavírus com o receptor ACE2 humano resulta em interações moleculares mais fortes, que permitem que o vírus entre mais facilmente nas células e deflagre o sistema de replicação”, explica Passos.

O estudo também revelou que a mutação N501Y causa uma alteração no espaçamento entre os resíduos de aminoácidos da proteína spike, permitindo que estabeleça ainda mais interações com o receptor ACE2.

“Juntas, essas mudanças confirmaram a hipótese de que a proteína spike da cepa B.1.1.7 interage mais fortemente com o receptor ACE2”, afirma Passos.

De acordo com o pesquisador, os resultados do estudo feito por meio de simulações computacionais in silico permitirão orientar novos experimentos in vitro, voltados a avaliar em laboratório a infectividade da nova variante do coronavírus em culturas de células humanas.

Evolução surpreendente

Segundo os pesquisadores, a rápida propagação do SARS-CoV-2 entre os humanos está impulsionando sua evolução molecular. Até agora, o vírus acumulou mutações a uma taxa de até dois nucleotídeos por mês, e isolados recentes apresentam pelo menos 20 alterações de nucleotídeos em seus genomas em comparação com a linhagem selvagem, isolada em janeiro de 2020. A maior parte das mutações está localizada na proteína spike.

A linhagem B.1.1.7., detectada no início de setembro e descrita em dezembro de 2020 pelo Covid-19 Genomics UK Consortium, no Reino Unido, e já registrada em outros 17 países, incluindo o Brasil, representa um exemplo, entre vários outros, da rápida evolução molecular do novo coronavírus. Contudo, surpreendeu os cientistas por acumular 17 mutações, das quais oito estão localizadas no gene que codifica a proteína spike na superfície do vírus.

“Essa nova cepa acumula muitas mutações. Observa-se um número menor em outras linhagens virais”, compara Passos.

Como a descrição dessa nova variante é recente, ainda não dá para avaliar com maior detalhe o fenótipo, ou seja, se ela é mais ou menos patogênica, explica o pesquisador.

A animação abaixo mostra a interação da proteína spike da nova cepa viral com o receptor ACE2.

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Dinossauros gigantes eram disseminadores de sementes na pré-história

Wed, 06 Jan 2021 13:35:48 GMT

Evidências de fósseis indicam que as sementes consumidas pelos dinossauros podiam permanecer intactas em seus estômagos. Isso sugere um possível papel desses répteis em ajudar as plantas a se espalharem no mundo pré-histórico.

A ideia levou o professor George Perry, da Escola de Meio Ambiente da Universidade de Auckland (Nova Zelândia), a observar até que ponto os dinossauros podem ter espalhado as sementes. Para tanto, ele modelou as prováveis velocidades de viagem dos animais junto com sua provável frequência de defecação – dois fatores que podem ser estimados a partir do peso corporal. Os resultados de seu estudo foram apresentados na revista “Biology Letters”.

Seu trabalho sugere que um propagador de sementes ideal pode ter sido um dinossauro como o triceratops, que podia pesar de 8 a 10 toneladas e se mover a uma velocidade máxima de cerca de 25 quilômetros por hora. Outro dinossauro com massa corporal semelhante e capacidade potencial de dispersão de sementes foi o estegossauro, que podia pesar de seis a oito toneladas.

Esses dinossauros podem ter espalhado sementes em média até 4 a 5 quilômetros de distância. Em casos raros, sua ação poderia chegar a mais de 30 quilômetros.

Relações complexas

Segundo Perry, o trabalho aponta para as relações complexas das coisas vivas dentro dos ecossistemas. Esse tópico é especialmente relevante à medida que o mundo experimenta o que alguns cientistas descrevem como a “sexta extinção em massa”.

“Quando pensamos em animais extintos, é fácil pensar apenas em uma longa lista. Mas, na verdade, todos eles desempenharam papéis interligados em nossos ecossistemas”, disse ele.

Seu artigo sobre dinossauros e sementes baseia-se em sua pesquisa contínua e não publicada com colegas da Manaaki Whenua – Landcare Research sobre os papéis que pássaros extintos da Nova Zelândia, como moa, huia e gansos gigantes, podem ter desempenhado em dispersar sementes.

Isso também aumenta as especulações anteriores sobre o papel que os dinossauros podem ter desempenhado na disseminação de plantas.

Plantas fossilizadas com características que sugerem que podem ter sido dispersas por animais datam de 280 milhões de anos. As sementes em intestinos fossilizados têm a mesma idade. Os dinossauros foram extintos há cerca de 65 milhões de anos.

Ainda assim, entender exatamente o papel que os dinossauros desempenharam em ajudar as plantas a se espalhar pode ser difícil ou impossível de estabelecer a partir do registro fóssil. Embora os dinossauros certamente movessem as sementes, os cientistas nada sabem por enquanto sobre a germinação dessas sementes.

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As serras do litoral se movem

Wed, 06 Jan 2021 12:41:26 GMT

A identificação das taxas de desgaste das rochas nos últimos 100 mil anos esclareceu um pouco mais do passado e do que poderá ocorrer no futuro da paisagem das serras do Mar e da Mantiqueira, nas regiões do Sudeste e Sul. Depois de examinar a movimentação do relevo por meio da abundância de elementos químicos em minerais coletados em 24 pontos da região, o geógrafo Daniel Souza, do Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo (IEE-USP), concluiu que as rochas dos morros do município de Ubatuba, no litoral norte paulista, apresentam a maior taxa de erosão na região. Isso significa que perderam até 100 metros (m) de altura por milhão de anos, o equivalente a 0,1 milímetro (mm) por ano, aproximadamente um décimo do valor médio na cordilheira dos Andes.

Como o efeito é cumulativo, a praia tende a se ampliar lentamente em direção ao interior. Em milhões de anos, a planície costeira poderá ser tão larga quanto a do município de Santos, também no litoral paulista.

“A erosão das rochas das serras diminuiu, mas nas escarpas litorâneas nas bordas das serras continua tão intensa quanto há milhões de anos”, observou Souza. Escarpa é uma inclinação abrupta na borda de uma região plana, enquanto serra é uma estrutura que geralmente se assemelha a um prisma alongado. As análises do geógrafo indicaram que a erosão é mais intensa na Serra do Mar, por causa das chuvas constantes, do que na Mantiqueira. “Os rios e as chuvas estão corroendo as bordas dos planaltos e ampliando as escarpas”, concluiu.

Avanço para o interior

Descrito em outubro de 2020 na revista “Journal of South American Earth Sciences”, o trabalho de Souza reforçou as evidências sobre o recuo das escarpas litorâneas em 10 quilômetros (km) a cada 10 milhões de anos e delineia o que pode acontecer daqui a milhões de anos: o avanço das escarpas para o interior e a ampliação das planícies costeiras, além da transformação de regiões serranas em vastos planaltos, a não ser que outros movimentos da superfície terrestre façam as serras empinarem novamente ou criem outras.

Durante seu doutorado, realizado no Instituto de Geociências e Ciências Exatas (IGCE) da Universidade Estadual Paulista (Unesp) sob orientação do geólogo Peter Hackspacher, Souza aplicou duas técnicas para analisar os movimentos do relevo na região serrana.

A primeira é a termocronologia, que registra a variação da temperatura das rochas no interior do planeta ao longo do tempo, de acordo com a taxa de decaimento (perda de massa) de seus elementos químicos – quanto menor a temperatura, mais próximo à superfície está a rocha. Por meio dessa metodologia ele examinou a proporção de urânio, tório, samário e hélio de seis amostras de granitos e gnaisses, às quais somou análises de 130 pontos da região feitas desde a década de 1990 por Hackspacher e outros pesquisadores do Brasil e do exterior.

Movimentos incessantes

A outra técnica é a medição de isótopos do elemento químico berílio (10Be), formado pela interação de quartzo com raios cósmicos que chegam do espaço – quanto mais berílio 10, menor a erosão. Isótopos são variantes de um elemento químico que diferem na quantidade de nêutrons.

Souza apresentou as análises de suas 18 amostras de sedimentos coletados em areia do fundo de rios em abril de 2019 na “Geomorphology” e as complementou com as 26 do geógrafo André Salgado, da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), descritas em fevereiro de 2016 na revista “Journal of South American Earth Sciences”.

Juntos, esses trabalhos detalham a história das serras do Mar e da Mantiqueira, moldadas por incessantes movimentos da superfície e pela erosão causada por rios e pelo clima, principalmente a chuva. Um dos resultados da separação dos continentes, iniciada cerca de 130 milhões de anos atrás, as serras litorâneas do Sudeste e Sul constituíram inicialmente uma elevação única. Depois cresceram um pouco mais, atingindo 4 mil m de altitude, o dobro da Pedra da Mina, o ponto mais alto da região hoje, e se afastaram, formando o Vale do Paraíba (ver infográfico abaixo).

Formação de novas espécies

Hackspacher enumera três consequências dessa movimentação. A primeira é a formação das reservas de petróleo nas bacias sedimentares de Santos e de Campos, no litoral dos estados de São Paulo e Rio de Janeiro. A segunda é o desvio de rios. “O soerguimento das serras bloqueou o curso do rio Paraíba, que se separou do Tietê e começou a correr para o mar”, exemplifica. A terceira é a separação de comunidades de animais e plantas, favorecendo a formação de novas espécies.

“Estamos apenas confirmando e detalhando, com técnicas modernas, as conclusões de Fernando Almeida [1916-2013]”, reconhece Hackspacker. Engenheiro carioca que se voltou à geologia, Almeida começou na década de 1950 a examinar a região serrana do estado de São Paulo, propondo hipóteses para a sua formação, como a separação das serras.

“Essa região é um exemplo fascinante de movimentação tectônica intraplaca, como ocorre em poucos lugares do mundo”, diz o geólogo Claudio Riccomini, do IEE-USP e do Instituto de Geociências da USP, que estuda a região desde os anos 1980. “Além do clima”, diz ele, “há uma forte influência dos movimentos tectônicos, mesmo nos últimos 20 mil anos, na modelagem e na erosão do relevo”. Um estudo de que ele participou, publicado em maio de 2018 na “Journal of Seismology”, registrou mais de 20 falhas geológicas potencialmente ativas na região. Falhas são rupturas de blocos superficiais de rochas; a liberação da energia acumulada entre as falhas pode gerar terremotos de maior ou menor intensidade.

PROJETOS

Evolução do relevo da bacia do rio Sapucaí – MG: Relações entre dinâmicas de longo e curto prazo no tempo geológico (nº 14/14702-0). Modalidade Bolsa de Doutorado. Pesquisador responsável Peter C. Hackspacher (Unesp). Bolsista Daniel Henrique de Souza. Investimento R$ 152.138,10.
História de exumação da plataforma sul-americana, a exemplo da região Sudeste brasileira: Termocronologia por traços de fissão e sistemáticas Ar/Ar e Sm/Nd (nº 00/03960-5). Modalidade Projeto Temático. Pesquisador responsável Peter C. Hackspacher (Unesp). Investimento R$ 1.282.335,65.

ARTIGOS CIENTÍFICOS

SOUZA, D. H. et al. Temporal and spatial denudation trends in the continental margin of southeastern Brazil. “Journal of South American Earth Sciences”. On-line. 102931. 12 out. 2020.

SOUZA, D. H de et al. Controls on the erosion of the continental margin of southeast Brazil from cosmogenic 10Be in river sediments. ‘Geomorphology”. v. 330, p. 163-76. 1º abr. 2019.

SALGADO, A. A. R. et al. Relief evolution of the continental rift of Southeast Brazil revealed by in situ-produced 10Be concentrations in river-borne sediments. “Journal of South American Earth Sciences”. v. 67, p. 89-99. 6 fev. 2016.

ALMEIDA, A. A. D. et al. Probabilistic seismic hazard analysis for a nuclear power plant site in southeast Brazil. “Journal of Seismology”. v. 23, p. 1-23. 30 mai. 2018.

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Astrônomos chegam a consenso sobre a idade do universo

Wed, 06 Jan 2021 11:33:52 GMT

De um observatório a grande altitude no deserto do Atacama, no Chile, astrônomos deram uma nova olhada na luz mais antiga do universo. Suas observações, mais um pouco de geometria cósmica, sugerem que o universo tem 13,77 bilhões de anos. Os cálculos indicam também uma aproximação para mais ou para menos de 40 milhões de anos.

As descobertas adicionam uma reviravolta a um debate em andamento na comunidade astrofísica. A pesquisa foi publicada em dois artigos na revista “Journal of Cosmology and Astroparticle Physics”.

A nova estimativa, obtida a partir de dados coletados no Atacama Cosmology Telescope (ACT) da National Science Foundation (NSF), dos EUA, coincide com a fornecida pelo modelo padrão do universo, assim como as medições da mesma luz feitas pelo satélite Planck da Agência Espacial Europeia (ESA), que mediu resquícios do Big Bang de 2009 a 2013.

Movimentos das galáxias

O autor principal de um dos artigos sobre o tema é Steve Choi, astrônomo da NSF e pesquisador de pós-doutorado no Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science, da Universidade Cornell (EUA).

Em 2019, pesquisadores mediram os movimentos das galáxias. A partir desses dados, calcularam que o universo é centenas de milhões de anos mais jovem do que a equipe do Planck previra. Essa discrepância sugeria que um novo modelo para o universo poderia ser necessário. Ela também gerou preocupações de que um dos conjuntos de medições poderia estar incorreto.

“Agora chegamos a uma resposta com que Planck e ACT concordam”, disse Simone Aiola, pesquisadora do Centro de Astrofísica Computacional do Flatiron Institute (EUA) e primeira autora de um de dois artigos. “Isso mostra o fato de que essas medições difíceis são confiáveis.”

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‘DNA lixo’ tem papel fundamental na regulação dos ritmos circadianos

Tue, 05 Jan 2021 18:50:48 GMT

Se você já teve um caso grave de jet lag, sabe como uma interrupção no ritmo circadiano do corpo dificulta seu funcionamento. Os “relógios” circadianos moleculares existem nas células de todo o corpo, governando mais do que apenas os ciclos de sono e vigília. Eles, na verdade, são cruciais para muitos aspectos da saúde humana. Por mais de uma década, os pesquisadores vêm tentando descobrir o que os faz funcionar, em busca de novos conhecimentos sobre doenças como Alzheimer, câncer e diabetes.

Até agora, essa pesquisa se concentrava no que é conhecido como genes de relógio. Eles codificam proteínas as quais impulsionam os ciclos oscilantes da expressão gênica que afetam a fisiologia e o comportamento. Mas a pesquisa recém-publicada na revista “Proceedings of the National Academy of Sciences” revela a descoberta de uma nova engrenagem no relógio circadiano – uma camada regulatória do genoma composta de pequenas cadeias de nucleotídeos não codificantes conhecidos como microRNAS (miRNAs).

“Vimos como a função desses genes de relógio são realmente importantes em muitas doenças diferentes”, disse Steve Kay, professor de neurologia, engenharia biomédica e biologia computacional quantitativa da Escola de Medicina Keck da Universidade do Sul da Califórnia (USC, nos EUA). “Mas estávamos cegos para um tipo totalmente diferente de rede de genes que também é importante para a regulação circadiana, e esse é todo o mundo maluco do que chamamos de microRNA não codificante.”

Ferramenta valiosa

Antes considerados “DNA lixo”, os miRNAs agora são conhecidos por afetar a expressão gênica, impedindo o RNA mensageiro de fazer proteínas. Pesquisas anteriores indicaram que os miRNAs podem ter um papel na função dos relógios circadianos. No entanto, determinar qual das centenas de miRNAs no genoma pode estar envolvido continua a ser um problema.

Kay e sua equipe, liderada por Lili Zhou, pesquisadora associada do Departamento de Neurologia da Escola Keck, procuraram o Instituto de Genômica da Novartis Research Foundation (GNF) em San Diego, que criou robôs capazes de experimentos de alto rendimento. Trabalhando com cientistas do instituto, Zhou desenvolveu uma tela de alto rendimento para um robô testar os cerca de 1.000 miRNAs, transferindo-os individualmente para células que a equipe havia projetado para acender e apagar, com base no ciclo de relógio circadiano de 24 horas da célula.

“A colaboração com o GNF possibilitou que realizássemos a primeira abordagem de triagem baseada em células, em todo o genoma, para identificar sistematicamente quais das centenas de miRNAs podem ser os que modulam os ritmos circadianos”, disse Zhou.

“Para nossa surpresa”, disse Kay, “descobrimos cerca de 110 a 120 miRNAs que fazem isso.”

Com a ajuda de Caitlyn Miller, aluna de bioquímica da USC, os pesquisadores verificaram o impacto nos ritmos circadianos ao inativar certos miRNAs que brilhavam na tela. Desativar os miRNAs teve o efeito oposto no ritmo circadiano das células na comparação com adicioná-los às células.

Impactos fisiológicos e comportamentais

Os pesquisadores também se concentraram nos impactos fisiológicos e comportamentais dos miRNAs. Eles analisaram o comportamento de camundongos com um determinado agrupamento de miRNAs desativados – miR 183/96/182. Perceberam que a desativação do agrupamento interferia em seu comportamento de andar em rodas no escuro em comparação com os ratos de controle. Eles então examinaram o impacto do aglomerado de miRNAs no cérebro, na retina e no tecido pulmonar. Descobriram que a inativação do aglomerado afetava os ritmos circadianos de uma maneira diferente em cada tipo de tecido. Isso sugere que a forma como os miRNAs regulam o relógio circadiano é específica do tecido.

Compreender o impacto dos miRNAs no relógio circadiano em tecidos individuais pode revelar novas maneiras de tratar ou prevenir doenças específicas. “No cérebro, estamos interessados em conectar o relógio a doenças como Alzheimer; no pulmão, estamos interessados em conectar o relógio a doenças como a asma”, disse Kay. “O próximo passo é modelar os estados de doença em animais e células e observar como esses microRNAs estão funcionando nesses estados de doença.”

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Novo sinal empolga caçadores de aliens – mas ele é mesmo real?

Tue, 05 Jan 2021 15:38:14 GMT

A iniciativa Breakthrough Listen, um projeto de US$ 100 milhões (£ 70 milhões) fundado pelo bilionário russo, investidor em tecnologia e ciência Yuri Milner e sua esposa Julia, identificou um sinal de rádio misterioso que parece vir da estrela mais próxima do Sol – Proxima Centauri. Isso gerou uma onda de entusiasmo na imprensa e entre os próprios cientistas. A descoberta, que foi relatada pelo jornal “The Guardian”, mas ainda não foi publicada em um veículo científico, pode ser o primeiro sinal candidato de boa-fé da busca por inteligência extraterrestre (Seti). O sinal foi apelidado de Breakthrough Listen Candidate 1, ou simplesmente BLC-1.

Embora a equipe do Breakthrough Listen ainda esteja trabalhando nos dados, sabemos que o sinal de rádio foi detectado pelo telescópio Parkes na Austrália enquanto apontava para Proxima Centauri, que se acredita que esteja sendo orbitada por pelo menos um planeta habitável. O sinal esteve presente para a observação completa, que durou várias horas. Também esteve ausente quando o telescópio apontou para uma direção diferente.

O sinal era de “banda estreita”, o que significa que ocupava apenas uma pequena faixa de frequências de rádio. E mudou de frequência de uma maneira que você esperaria se viesse de um planeta em movimento. Essas características são exatamente os tipos de atributos que os cientistas do Seti têm procurado desde que o astrônomo Frank Drake lançou essa iniciativa pioneira há cerca de 60 anos.

Concepção artística de paisagem de Proxima b, um dos planetas na órbita de Proxima Centauri. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Pontos para reflexão

Embora isso represente um progresso notável em nossa busca da questão final de saber se estamos sozinhos no universo, o sinal BLC-1 também apresenta alguns pontos para reflexão sobre como conduzimos essas pesquisas. Em particular, o BLC-1 destaca um problema que tem perseguido a pesquisa Seti desde o início: sinais que desaparecem. O BLC-1 não foi visto desde que foi detectado pela primeira vez na primavera de 2019.

Se o BLC-1 finalmente emergir como um verdadeiro candidato a sinal Seti, será o primeiro desde o sinal “Uau!” gravado em 1977. Este é talvez o exemplo mais famoso de um candidato Seti inconclusivo – nunca foi observado novamente. Isso não significa que não possa ser extraterrestre por natureza. O alinhamento celestial perfeito de transmissores e receptores móveis e potencialmente giratórios, separados por distâncias interestelares, é sempre provável que seja uma circunstância fortuita e às vezes temporária.

No entanto, isso representa um desafio para a equipe do Breakthrough Listen. Se o BLC-1 nunca se repetir, será muito difícil conduzir o tipo de acompanhamento detalhado que convencerá completamente os cientistas de que se trata de uma mensagem de alienígenas. Os céticos argumentarão corretamente que é mais provável que seja uma nova forma de interferência de rádio gerada por humanos ou uma característica rara da própria instrumentação de observação complexa.

Na verdade, pode nunca ser possível fornecer evidências realmente convincentes da natureza extraterrestre de um evento Seti baseado em um telescópio com uma única antena, como Parkes. Este é especialmente o caso de eventos únicos.

Caminhos a seguir

Uma maneira de avançar seria abandonar a abordagem tradicional de usar grandes pratos únicos para a iniciativa Seti. Embora uma antena parabólica tenha a propriedade útil de ser sensível a uma área bastante grande do céu, se um sinal candidato for detectado, não há como saber exatamente de onde ele veio. Assim, enquanto o telescópio Parkes estava nominalmente apontando para Proxima Centauri, literalmente centenas de milhares de outras estrelas galácticas também estavam presentes no campo de visão. Em última análise, qualquer uma delas poderia ser a fonte do BLC-1.

Podemos superar esse problema observando vários pratos grandes simultaneamente, de preferência separados por centenas e até milhares de quilômetros. Combinando seus sinais usando uma técnica poderosa conhecida como interferometria de linha de base muito longa, podemos apontar a posição de um sinal com precisão requintada, como para uma única estrela.

Para sistemas próximos, como Proxima Centauri, podemos alcançar uma precisão de aproximadamente um milésimo de uma unidade astronômica (a distância entre o Sol e a Terra). Isso deve nos permitir identificar não apenas o sistema estelar, mas o planeta associado que transmitiu o sinal.

Interferência excluída

Com essa abordagem, o movimento da maioria dos sinais no céu poderia ser medido em um ano ou até menos. Existem outras vantagens em observar com um arranjo interferométrico de telescópios, como ter muitos telescópios completamente independentes detectando o mesmo sinal.

Além disso, a interferência de rádio da Terra não seria registrada por sítios de telescópios separados por centenas de quilômetros. Portanto, a interferência de origem humana que contribuiu para tantos falsos positivos para a iniciativa Seti e incluiu satélites em órbita e até fornos de micro-ondas desapareceria completamente.

Este tipo de interferometria é uma técnica bem estabelecida que existe desde o final dos anos 1960. Então, por que não estamos fazendo Seti com ele sistematicamente? Um dos motivos é que combinar dados de uma série de telescópios exige mais esforço em quase todos os aspectos, incluindo maiores recursos de computação. Uma observação de alguns minutos geraria muitos terabytes de dados (1 terabyte equivale a 1.024 gigabytes).

Concepção artística do Square Kilometer Array (SKA), na Austrália, candidato a ajudar na busca do Breakthrough Listen. Crédito: © SKA Organisation

Abordagem conservadora

Mas nenhum desses problemas é um obstáculo, especialmente porque a tecnologia continua a avançar a taxas sem precedentes. Talvez um fator mais importante seja a inércia humana. Até recentemente, a comunidade Seti tem sido bastante conservadora em sua abordagem, com equipes tradicionalmente selecionadas de telescópios de prato único. Esses cientistas não estão necessariamente familiarizados com as peculiaridades e fraquezas dos arranjos interferométricos.

Felizmente, isso finalmente está mudando. O Breakthrough Listen agora busca incorporar matrizes como o MeerKAT, o Jansky Very Large Telescope (JVLA) e, posteriormente, o Square Kilometer Array (SKA) em seus programas de pesquisa futuros. Nesse ínterim, prepare-se para uma onda crescente de eventos de rádio ambíguos – e, esperançosamente, o reaparecimento do BLC-1. Determinar a localização e o movimento precisos desses sinais pode ser a única maneira de chegar a conclusões inequívocas.

* Michael Garrett é professor de astrofísica e diretor do Jodrell Bank Center for Astrophysics, na Universidade de Manchester (Reino Unido).

** Este artigo foi republicado do site The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original aqui.

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Fogo e enchentes podem ter formado manchas de fertilidade da Amazônia

Tue, 05 Jan 2021 13:56:46 GMT

Fósforo, cálcio e carvão em manchas de solo fértil na floresta amazônica sugerem que processos naturais como incêndios e enchentes de rios, e não a engenhosidade das populações indígenas, criaram os raros locais adequados para a agricultura na região, de acordo com novas pesquisas.

A presença de artefatos pré-colombianos e sinais de domesticação de plantas descobertos no solo fértil amazônico, comumente chamado de terra preta da Amazônia, significava que práticas agrícolas (incluindo queimadas controladas) dos povos indígenas aumentavam os nutrientes do solo.

No entanto, a datação por radiocarbono do solo em uma bacia extensivamente estudada de 210 hectares perto da confluência dos rios Solimões e Negro, no Amazonas, conta uma história diferente, disse Lucas Silva, professor de estudos ambientais da Universidade do Oregon (EUA) que liderou o projeto.

Fósforo e cálcio

Uma equipe de 14 membros relatou, em artigo publicado na revista “Nature Communications”, que os níveis de fósforo e cálcio no local, que abriga uma unidade da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), são de ordens de magnitude mais altas do que no solo ao redor.

Esses níveis, disse Silva, se correlacionam espacialmente com 16 oligoelementos que indicam que a fertilidade não se formou no local. A partir da combinação com outros elementos no solo e proporções isotópicas de neodímio e estrôncio, os pesquisadores concluíram que a inundação do rio antes do assentamento provavelmente trouxe nutrientes e carvão de áreas mais próximas das nascentes.

“Analisamos os reservatórios de carbono e nutrientes à luz do contexto antropológico local para estimar a cronologia do manejo e a densidade populacional necessária para atingir o ganho observado na fertilidade da terra preta da Amazônia em comparação com a paisagem circundante”, disse Silva.

Grande parte da Amazônia contém latossolos e ultissolos altamente intemperizados, tipos de solo tropical com alta acidez e baixos níveis de nutrientes. Artefatos arqueológicos foram encontrados em solo rico em carvão que começou a se formar há cerca de 7.600 anos, aproximadamente 1.000 anos antes da transição dos povos indígenas de nômades para populações sedentárias em fragmentos de terra no ambiente amazônico notoriamente pobres em nutrientes, observaram os pesquisadores.

Duas possibilidades

“Nossos resultados mostram que grandes populações sedentárias teriam que manejar os solos milhares de anos antes do surgimento da agricultura na região ou, mais provavelmente, que os povos indígenas usaram seu conhecimento para identificar e preferencialmente ocupar áreas de fertilidade excepcionalmente alta antes do início do manejo do solo na Amazônia central”, disse.

Os pesquisadores há muito teorizam que a terra preta da Amazônia foi formada pela queima controlada da biomassa da floresta. Essa visão, disse Silva, alimentou toda uma indústria de produção de carvão vegetal a partir de biossólidos, como o biochar (carvão vegetal usado como correção para o solo), em que tais solos são considerados modelo de agricultura sustentável.

O acúmulo de carvão e nutrientes, argumentam os pesquisadores, é compatível com o encontrado em depósitos sedimentares que podem ser rastreados até incêndios abertos na vegetação rio acima dos rios que inundaram.

Padrões divergentes

Os registros do conteúdo do solo e da intensidade das monções anteriores, disseram os pesquisadores, indicam uma mudança causada pelo clima na dinâmica do rio após um longo período de seca entre 8 mil e 4 mil anos atrás. Essa mudança para inundações, eles observaram, teria reduzido a perturbação provocada pelo fogo, aumentado a cobertura de árvores regionais, e “poderia ter causado padrões divergentes de acúmulo de carbono e nutrientes em áreas inundadas versus não inundadas”, consistente com os minerais na terra preta na pesquisa local.

Muitas áreas da Amazônia central hoje estão associadas a depósitos de sedimentos que refletem regimes de inundação desativados durante o Holoceno ou que estão atualmente em processo de desativação, quando os depósitos sedimentares se tornam habitats adequados para pastagens dentro da floresta tropical, escreveram os pesquisadores.

“Nossas descobertas ressaltam a necessidade de uma visão mais ampla da evolução da paisagem como um caminho para entender a formação das terras pretas amazônicas e redirecionar as aplicações para o uso e conservação sustentável da terra”, disse Silva, que visitou e coletou amostras do local desde 2009, quando era estudante de doutorado.

“Se corroborada em outro lugar”, disse ele, “nossa hipótese iria transformar nosso entendimento da influência humana na Amazônia, abrindo novas fronteiras para o uso sustentável de paisagens tropicais daqui para a frente”.

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