Quase 10 mil anos atrás, os humanos que se estabeleceram no Crescente Fértil, as áreas do Oriente Médio ao redor dos rios Tigre e Eufrates, fizeram a primeira mudança de caçadores-coletores para agricultores. Eles desenvolveram laços estreitos com os gatos comedores de roedores que convenientemente serviram como antigo controle de pragas nas primeiras civilizações da sociedade.

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Um novo estudo da Universidade do Missouri (EUA) descobriu que essa transição de estilo de vida para humanos foi o catalisador que desencadeou a primeira domesticação de gatos no mundo e, quando os humanos começaram a viajar pelo mundo, levaram seus novos amigos felinos junto com eles. A pesquisa foi publicada na revista Heredity.

Leslie A. Lyons, geneticista de felinos e professora de medicina comparada na Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade do Missouri, coletou e analisou o DNA de gatos dentro e ao redor da área do Crescente Fértil, bem como em toda a Europa, Ásia e África, comparando cerca de 200 marcadores genéticos diferentes.

Peças juntadas

“Um dos principais marcadores de DNA que estudamos foram os microssatélites, que sofrem mutações muito rapidamente e nos dão pistas sobre as populações recentes de gatos e o desenvolvimento da raça nos últimos cem anos”, disse Lyons. “Outro marcador-chave de DNA que examinamos foram os polimorfismos de nucleotídeo único, alterações de base única em todo o genoma que nos dão pistas sobre sua história antiga há vários milhares de anos. Ao estudarmos e compararmos os dois marcadores, podemos começar a juntar as peças da história evolutiva dos gatos.”

Lyons acrescentou que, embora cavalos e gado tenham visto vários eventos de domesticação causados ​​por humanos em diferentes partes do mundo em diversos momentos, sua análise da genética felina no estudo apoia fortemente a teoria de que os gatos provavelmente foram domesticados pela primeira vez apenas no Crescente Fértil antes de migrar com humanos em todo o mundo. Depois que os genes felinos são transmitidos aos gatinhos ao longo de gerações, a composição genética dos gatos na Europa Ocidental, por exemplo, agora é muito diferente dos gatos no sudeste da Ásia, um processo conhecido como “isolamento por distância”.

“Na verdade, podemos nos referir aos gatos como semidomesticados, porque se os deixássemos soltos na natureza, eles provavelmente ainda caçariam vermes e seriam capazes de sobreviver e acasalar por conta própria devido a seus comportamentos naturais”, disse Lyons. “Ao contrário dos cães e outros animais domesticados, não mudamos muito o comportamento dos gatos durante o processo de domesticação, então os gatos mais uma vez provam ser um animal especial.”

Modelo biomédico

Lyons, que pesquisa genética felina há mais de 30 anos, disse que estudos como esse também apoiam seu objetivo de pesquisa mais amplo de usar gatos como modelo biomédico para estudar doenças genéticas que afetam gatos e pessoas, como doença renal policística, cegueira e nanismo.

“A genética comparativa e a medicina de precisão desempenham papéis fundamentais no conceito ‘One Health’, o que significa que qualquer coisa que possamos fazer para estudar as causas de doenças genéticas em gatos ou como tratar suas doenças pode ser útil para um dia tratar humanos com as mesmas doenças”, afirmou Lyons.

“Estou construindo ferramentas genéticas, recursos genéticos que ajudam a melhorar a saúde do gato. Ao construir essas ferramentas, é importante obter uma amostra representativa e entender a diversidade genética de gatos em todo o mundo para que nossa caixa de ferramentas genéticas possa ser útil para ajudar gatos em todo o mundo o globo, não apenas em uma região específica.”

Ao longo de sua carreira, Lyons trabalhou com criadores de gatos e colaboradores de pesquisa para desenvolver bancos de dados abrangentes de DNA felino dos quais a comunidade científica pode se beneficiar, incluindo o sequenciamento do genoma dos gatos de felinos em todo o mundo. Em um estudo de 2021 publicado na Trends in Genetics, Lyons e seus colegas descobriram que a estrutura genômica do gato é mais semelhante à dos humanos do que quase qualquer outro mamífero não primata.

Alternativa mais natural

“Nossos esforços ajudaram a impedir a migração e transmissão de doenças genéticas hereditárias em todo o mundo, e um exemplo é a doença renal policística, já que 38% dos gatos persas tinham essa doença quando lançamos nosso teste genético em 2004”, disse Lyons. “Agora, essa porcentagem caiu significativamente graças aos nossos esforços, e nosso objetivo geral é erradicar as doenças genéticas dos gatos no futuro.”

Atualmente, o único tratamento viável para a doença renal policística tem efeitos colaterais prejudiciais à saúde, incluindo insuficiência hepática. Lyons está atualmente trabalhando com pesquisadores da Universidade da Califórnia em Santa Barbara (EUA) a fim de desenvolver um teste de tratamento baseado em dieta para aqueles que sofrem da doença.

“Se esses testes forem bem-sucedidos, poderemos fazer com que os humanos os experimentem como uma alternativa mais natural e saudável a tomar um medicamento que pode causar insuficiência hepática ou outros problemas de saúde”, disse Lyons. “Nossos esforços continuarão a ajudar e é bom fazer parte disso.”

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Durante séculos, os marinheiros que estiveram em todo o mundo sabiam onde as tempestades mais temíveis de todas estavam à espreita: o hemisfério sul. “As ondas subiam como montanhas e ameaçavam submergir [o navio] a cada movimento”, escreveu um passageiro em uma viagem de 1849 ao redor da ponta da América do Sul.

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Muitos anos depois, os cientistas que se debruçaram sobre dados de satélite puderam finalmente colocar números por trás da intuição dos marinheiros: o hemisfério sul é realmente mais tempestuoso que o norte, cerca de 24%, na verdade. Mas ninguém sabia por quê.

Um novo estudo publicado na revista PNAS e liderado por Tiffany Shaw, geofísica e climatologista da Universidade de Chicago (EUA), apresenta a primeira explicação concreta para esse fenômeno. Shaw e seus colegas encontraram dois grandes culpados: a circulação oceânica e as grandes cadeias de montanhas no hemisfério norte.

O estudo também descobriu que essa assimetria tempestuosa aumentou desde o início da era dos satélites, na década de 1980. Os cientistas descobriram que o aumento era qualitativamente consistente com as previsões de mudanças climáticas de modelos baseados na física.

Assimetria entre hemisférios

Durante muito tempo, não sabíamos muito sobre o clima no hemisfério sul: a maioria das maneiras pelas quais observamos o clima são terrestres, e o hemisfério sul tem muito mais oceanos do que o hemisfério norte.

Mas com o advento da observação global por satélite na década de 1980, pudemos quantificar o quão extrema era a diferença. O hemisfério sul tem uma corrente de jato mais forte e eventos climáticos mais intensos.

Ideias circularam, mas ninguém estabeleceu uma explicação definitiva para essa assimetria. Shaw – ao lado de Osamu Miyawaki (doutorado na Universidade de Chicago e agora no Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica dos EUA) e Aaron Donohoe, da Universidade de Washington (EUA) – tinham hipóteses de seus próprios estudos e de outros trabalhos anteriores, mas queriam dar o próximo passo. Isso significava reunir várias linhas de evidência, de observações, teoria e simulações baseadas na física do clima da Terra.

“Você não pode colocar a Terra em uma jarra”, explicou Shaw. “Então, em vez disso, usamos modelos climáticos baseados nas leis da física e realizamos experimentos para testar nossas hipóteses.”

Impacto quantificado

Eles usaram um modelo numérico do clima da Terra construído sobre as leis da física que reproduziram as observações. Em seguida, eles removeram diferentes variáveis, uma de cada vez, e quantificaram o impacto de cada uma na tempestuosidade.

A primeira variável que testaram foi a topografia. Grandes cadeias de montanhas interrompem o fluxo de ar de uma forma que reduz as tempestades, e há mais cadeias de montanhas no hemisfério norte.

De fato, quando os cientistas achataram todas as montanhas da Terra, cerca de metade da diferença na tempestade entre os dois hemisférios desapareceu.

A outra metade tinha a ver com a circulação oceânica. A água se move ao redor do globo como uma correia transportadora muito lenta, mas poderosa: ela afunda no Ártico, viaja ao longo do fundo do oceano, sobe perto da Antártida e depois sobe perto da superfície, carregando energia com ela. Isso cria uma diferença de energia entre os dois hemisférios. Quando os cientistas tentaram eliminar essa correia transportadora, eles viram a outra metade da diferença na tempestade desaparecer.

Ainda mais tempestuoso

Tendo respondido à pergunta fundamental sobre por que o hemisfério sul é mais tempestuoso, os pesquisadores passaram a examinar como a tempestuosidade mudou desde que conseguimos rastreá-la.

Olhando para as últimas décadas de observações, eles descobriram que a assimetria das tempestades aumentou ao longo da era dos satélites, começando na década de 1980. Ou seja, o hemisfério sul está ficando ainda mais tempestuoso, enquanto a mudança média no hemisfério norte foi insignificante.

As mudanças na tempestuosidade do hemisfério sul foram conectadas às mudanças no oceano. Eles descobriram que uma influência oceânica semelhante está ocorrendo no hemisfério norte. Seu efeito, porém, é anulado pela absorção da luz solar no hemisfério norte devido à perda de gelo marinho e neve.

Os cientistas verificaram e descobriram que os modelos usados ​​para prever as mudanças climáticas como parte do relatório de avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) mostravam os mesmos sinais – tempestades crescentes no hemisfério sul e mudanças insignificantes no norte –, o que serve como uma importante verificação independente sobre a precisão desses modelos.

Campo de estudo jovem

Pode ser surpreendente que uma pergunta tão enganosamente simples – por que um hemisfério é mais tempestuoso que o outro – tenha ficado sem resposta por tanto tempo. Shaw explicou, no entanto, que o campo do clima e da física do clima é relativamente jovem em comparação com muitos outros campos. Foi somente após a Segunda Guerra Mundial que os cientistas começaram a construir modelos da física que determinam o tempo e o clima em grande escala (dos quais as principais contribuições foram feitas na Universidade de Chicago pelo prof. Carl-Gustaf Rossby).

Mas ter uma compreensão profunda dos mecanismos físicos por trás do clima e sua resposta às mudanças causadas pelo homem, como as apresentadas no recente estudo, são cruciais para prever e entender o que acontecerá à medida que as mudanças climáticas se aceleram.

“Ao estabelecermos essa base de entendimento, aumentamos a confiança nas projeções de mudanças climáticas e, assim, ajudamos a sociedade a se preparar melhor para os impactos das mudanças climáticas”, disse Shaw. “Um dos principais tópicos da minha pesquisa é entender se os modelos estão nos dando boas informações agora para que possamos confiar no que eles dizem sobre o futuro. As apostas são altas e é importante obter a resposta certa pelo motivo certo.”

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Palavrões em diferentes idiomas podem tender a não ter certos sons, como l, r e w, sugere uma pesquisa publicada na revista Psychonomic Bulletin & Review. Esse padrão comum de palavrões indica que tais sons, chamados aproximantes, podem parecer menos ofensivos para os ouvintes.

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Acredita-se que os palavrões tenham sons que ajudam a facilitar a expressão de emoções e atitudes, mas nenhum estudo até o momento havia investigado se existe um padrão universal no som dos palavrões em diferentes idiomas.

Shiri Lev-Ari e Ryan McKay, da Royal Holloway University of London (Reino Unido), realizaram um estudo piloto com falantes de cinco idiomas não relacionados (20 indivíduos por idioma) e pediram que listassem as palavras mais ofensivas que conheciam em seu idioma, excluindo calúnias raciais. O estudo inicial revelou que palavrões eram menos propensos a incluir sons aproximantes, que incluem sons como l, r, w e y. Os autores sugerem que os aproximantes podem ser menos adequados do que outros sons para ofender e investigaram isso em dois estudos adicionais.

Tendência subjacente

Os autores pediram a 215 participantes (de seis idiomas diferentes) que classificassem pares de pseudopalavras (palavras imaginárias criadas pelos autores), uma das quais incluía uma aproximação. Por exemplo, em albanês, os autores pegaram a palavra zog, que significa “pássaro”, e a mudaram para yog para incluir um som aproximante e tsog sem um aproximante. Os autores descobriram que os participantes eram significativamente menos propensos a julgar que palavras com aproximantes eram palavrões e palavras sem aproximantes selecionadas como palavrões em 63% das vezes.

Em um estudo seguinte, os autores também analisaram palavrões “picados” – que são variações de palavrões consideradas menos ofensivas, como, em inglês, darn em vez de damn, ou, em português, caraca em vez de caralho. Os autores descobriram que os aproximantes eram significativamente mais frequentes em palavrões picados do que em palavrões. Os autores propõem que essa introdução de aproximantes é parte do que torna os palavrões picados menos ofensivos do que os palavrões.

O uso de aproximantes pode não necessariamente tornar uma palavra inofensiva, mas os autores sugerem que suas descobertas indicam uma tendência subjacente em como os palavrões podem ter evoluído em diferentes idiomas. Os autores também destacam que alguns idiomas, como o francês, têm palavrões que incluem aproximantes, mas os falantes de francês incluídos no estudo ainda classificaram os pseudopalavrões sem aproximantes como palavrões, sugerindo que pode haver um viés universal.

Os autores concluem que seu trabalho sugere um padrão universal potencial para palavrões em diferentes idiomas, com a falta de aproximantes sendo uma característica comum ao perceber palavrões.

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Os restos mortais do último tigre-da-tasmânia (lobo-da-tasmânia ou tilacino, o maior marsupial carnívoro dos tempos modernos) conhecido já haviam superado 85 anos de desaparecimento, mas enfim foram encontrados. O esconderijo não poderia ser mais emblemático: o armário de um museu australiano.

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O animal havia morrido em cativeiro no Zoológico de Hobart, a capital da Tasmânia (estado insular no sudeste da Austrália), em 1936. O corpo foi doado a um museu local, o Tasmanian Museum and Art Gallery (TMAG), onde a confusão começou. A instituição perdeu as referências sobre os restos mortais e acabou por considerar que eles haviam sido jogados fora por alguém. Agora, no entanto, o mistério foi solucionado: o material armazenado – a pele e o esqueleto – esteve o tempo todo no museu, preservado, mas não catalogado. Estava num “limbo” museológico.

“Durante anos, muitos curadores e pesquisadores de museus procuraram seus restos sem sucesso, pois nenhum material de tilacino datado de 1936 havia sido registrado”, disse Robert Paddle, que publicou um livro em 2000 sobre a extinção da espécie, à BBC. “Supunha-se que seu corpo havia sido descartado.”

Oculto num armário

Por sorte, Paddle e um dos curadores do museu encontraram o relatório inédito de um taxidermista, o que levou a uma revisão das coleções do museu. A busca resultou no encontro do espécime feminino desaparecido em um armário no departamento de educação do museu.

Os restos mortais chegaram a ser levados ao continente australiano como parte de uma exposição itinerante. Mas a equipe responsável desconhecia que estava de posse do último tigre-da-tasmânia, segundo declarou a curadora Kathryn Medlock à Australian Broadcasting Corporation. “Foi escolhido porque era a melhor pele da coleção”, disse ela. “Naquela época, eles pensavam que ainda havia animais no mato.”

“É agridoce que o mistério em torno dos restos mortais do último tigre-da-tasmânia tenha sido resolvido e que tenha sido descoberto que faz parte da coleção do TMAG”, disse Mary Mulcahy, a diretora do TMAG, à rede CNN. Com o enigma solucionado, a pele e o esqueleto estão agora em exibição para o público em geral no museu em Hobart.

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As experiências iniciais da vida podem afetar a atividade de nossos genes muito mais tarde e até mesmo afetar a longevidade, revela um novo estudo em moscas-das-frutas liderado por pesquisadores do University College London (UCL, no Reino Unido).

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No estudo, publicado na revista Nature Aging, os cientistas relatam que a “memória” da expressão gênica pode persistir ao longo da vida e pode apresentar um novo alvo para melhorar a saúde na velhice.

O autor principal, dr. Nazif Alic (do Instituto de Envelhecimento Saudável da UCL), disse: “A saúde na velhice depende parcialmente do que uma pessoa experimentou na juventude ou mesmo no útero. Aqui, identificamos uma maneira pela qual isso acontece, pois as mudanças na expressão gênica na juventude podem formar uma ‘memória’ que afeta a saúde mais da metade da vida depois”.

Provável mecanismo

Os cientistas estavam desenvolvendo pesquisas nas quais descobriram que as moscas-das-frutas alimentadas com uma dieta rica em açúcar no início da vida viviam vidas mais curtas, mesmo depois que suas dietas eram melhoradas na idade adulta. Aqui, eles descobriram o mecanismo que provavelmente explica a descoberta.

Em seu estudo anterior, os pesquisadores descobriram que uma dieta com alto teor de açúcar inibia um fator de transcrição chamado dFOXO. Fatores de transcrição são proteínas que regulam a transcrição, ou cópia, de informações do DNA para o RNA mensageiro, que é o primeiro e principal passo na expressão gênica.

O dFOXO está envolvido no metabolismo da glicose, e vários estudos revelaram que ele afeta a longevidade. Agora, os pesquisadores procuraram decretar o efeito oposto aumentando diretamente a atividade de dFOXO. No estudo, eles ativaram o dFOXO aumentando seus níveis em moscas-das-frutas fêmeas durante as três primeiras semanas da idade adulta da mosca.

Eles descobriram que essas experiências no início da vida causaram alterações na cromatina – uma mistura de DNA e proteínas que pode ser vista como a “embalagem” do DNA – que persistiram e resultaram em genes sendo expressos de maneira diferente no final da vida. Isso neutralizou algumas mudanças que seriam esperadas como parte do processo normal de envelhecimento, posteriormente melhorando a saúde no final da vida e impactando a vida útil das moscas-das-frutas mais de um mês (metade da vida das moscas-das-frutas) depois.

Possibilidade de reversão

Os pesquisadores dizem que suas descobertas também podem levar a maneiras de impactar a saúde das pessoas no final da vida.

Alic afirmou: “O que acontece no início da vida de um animal ou pessoa pode afetar o que seus genes fazem no final da vida, para melhor ou para pior. Pode ser que uma dieta pobre no início da vida, por exemplo, possa afetar nosso metabolismo mais tarde na vida, ajustando como nossos genes são expressos, mesmo após mudanças substanciais na dieta ao longo dos anos – mas, felizmente, pode ser possível reverter isso”.

Ele prosseguiu: “Agora que sabemos como a memória de expressão gênica pode persistir ao longo da vida para afetar a atividade gênica, podemos desenvolver maneiras de neutralizar essas mudanças mais tarde na vida para preservar a saúde e permitir que as pessoas permaneçam saudáveis ​​por mais tempo”.

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Como o Tyrannosaurus rex pegava sua comida? Olhando para o crânio fossilizado desse temível dinossauro carnívoro, a resposta pode parecer óbvia: mandíbulas monstruosas e dentes afiados capazes de fornecer uma força de mordida de várias toneladas.

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Mas os tiranossauros faziam mais do que apenas usar suas cabeças para capturar presas, de acordo com uma equipe de pesquisadores. Seu estudo, publicado na revista Vertebrate Anatomy Morphology Paleontology, revelou que os tiranossauros tinham ligamentos únicos que davam uma capacidade extra a suas patas, permitindo que esses animais se movessem rapidamente por grandes distâncias.

“As pessoas há muito se sentem atraídas pelo poder impressionante e pelos braços ridiculamente pequenos do Tyrannosaurus rex e seus parentes, mas as pernas – e especialmente as patas – dos tiranossauros também eram altamente especializadas”, disse o paleontólogo de vertebrados Thomas R. Holtz Jr., professor principal do Departamento de Geologia da Universidade de Maryland (EUA) e coautor do novo trabalho. “Este novo estudo ajuda a mostrar que, mesmo em nível microscópico, os tiranossauros eram adaptados tanto para corridas de longa distância quanto para acelerações rápidas.”

Forma incomum e misteriosa 

Proporcionalmente, os tiranossauros tinham patas mais longas do que qualquer outro grande dinossauro carnívoro, mas a singularidade de suas patas não parava em seus passos largos. O grande osso médio da pata é triangular quando visto de frente ou transversal, e afunila em um tornozelo estreito – uma característica que Holtz apelidou de “arctometatarso” na década de 1990.

Estudos anteriores de Holtz, Eric Snively (da Universidade Estadual de Oklahoma, nos EUA, e também coautor do novo artigo) e outros pesquisadores mostraram que um longo arco metatarso permitia uma locomoção relativamente rápida, mas a razão para essa forma incomum permanecia um mistério.

A nova pesquisa de Holtz, Snively e outros coautores testou a hipótese de que grandes ligamentos fortaleciam as solas das patas dos tiranossauros perto dos dedos de uma forma que teria sido única entre os grandes dinossauros e não está presente em nenhum animal moderno.

Anthony Russell, pesquisador da Universidade de Calgary (Canadá), demonstrou para o estudo que a tração de ligamentos e tendões pode causar a extrusão dos ossos dos tiranossauros, deixando para trás superfícies ásperas e onduladas no osso. Snively identificou superfícies ásperas em fósseis de tiranossauros, mas ainda é possível que a cartilagem não fossilizada ou o crescimento rápido possam ser responsáveis ​​pelo terreno acidentado.

Ligamentos muito fortes

Lara Surring, do Alberta Health Services (Canadá), principal autora do estudo, percebeu que os pesquisadores poderiam testar os ligamentos treinando um microscópio eletrônico de varredura (SEM) nas superfícies ásperas onde os ossos se tocam no tiranossauro Gorgosaurus. Os autores então extraíram seções finas e translúcidas de ossos metatarsos de um tiranossauro e de um dinossauro “controle”, o pequeno carnívoro Coelophysis.

O SEM revelou cavidades na superfície áspera do osso, que correspondem a ligamentos apertados em animais modernos. A estrutura óssea interna do tiranossauro mostrou ligamentos mineralizados que ancoravam os tendões dentro do osso. O Coelophysis carecia de ligações tão fortes.

Os pesquisadores descobriram ainda mais conexões de ligamentos que uniam a pata, tanto externa quanto internamente. Os métodos dos autores também permitiram testar rigorosamente a presença de tecidos moles em fósseis de animais como tiranossauros. Tecidos moles como ligamentos e tendões são essenciais para o funcionamento do esqueleto, mas raramente são preservados em fósseis. Encontrar evidências desses tecidos ajuda a elucidar como esses animais antigos funcionavam como seres vivos.

Lesões comuns

“Com a microscopia externa e interna revelando seus tecidos moles desbotados, um pequeno passo para um tiranossauro se transforma em um salto modesto para a compreensão de um passado vívido”, disse Snively.

Além de responderem a uma pergunta de longa data, as complexidades dos pés do tiranossauro também são relevantes para a saúde humana. Os seres humanos estão entre os melhores caminhantes e corredores de longa distância entre os animais hoje, mas lesões de ligamentos e tendões são comuns, representando cerca de 30%-50% das lesões esportivas.

O esforço excessivo pode distender tendões e ligamentos. Assim, entender como essas estruturas se ligam aos ossos – mesmo em animais extintos como os dinossauros – pode ajudar os humanos a evitar tais lesões.

“Temos esperança de que aprender como os tiranossauros fizeram ajustes esqueléticos para se manterem funcionais nos limites do tamanho animal nos ajudará a avaliar e melhorar os esqueletos humanos após lesões ou envelhecimento”, disse Surring. “Esta pesquisa é mais um passo nessa direção.”

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Pela primeira vez, pesquisadores flagraram polvos em seu ambiente natural atirando conchas, algas e lodo uns contra os outros.

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Peter Godfrey-Smith, da Universidade de Sydney, Austrália, e colaboradores dos Estados Unidos e do Canadá instalaram câmeras subaquáticas na Baía de Jervis, na Austrália, para estudar a interação entre polvos da espécie Octopus tetricus. Ao analisarem as mais de 20 horas de filmagem, os pesquisadores observaram que, em vários momentos, os cefalópodes coletavam algas, conchas e lodo com seus tentáculos e os arremessavam para longe. Algumas vezes pareciam apenas estar se livrando de detritos ou restos de comida. Em outras situações, aparentavam estar atacando deliberadamente uns aos outros (PLOS ONE, 9 de novembro).

Os arremessos em direção a outros polvos eram relativamente mais intensos e ocorriam quando o corpo do arremessador exibia uma cor uniforme escura ou média. Não raro, os polvos atacados se abaixavam, mas nem sempre escapavam dos objetos, sobretudo quando os arremessadores os cobriam com um jato de lodo.

* Este artigo foi republicado do site Revista Pesquisa Fapesp sob uma licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o artigo original aqui.

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O tempo que os pais dedicam ao cuidado dos filhos todas as semanas triplicou nos últimos 50 anos nos Estados Unidos. O aumento do envolvimento dos pais na criação dos filhos é ainda mais acentuado em países que expandiram a licença paternidade remunerada ou criaram incentivos para que os pais tirem licença, como Alemanha, Espanha, Suécia e Islândia. E um crescente corpo de pesquisa descobre que crianças com pais engajados se saem melhor em uma série de resultados, incluindo saúde física e desempenho cognitivo.

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Apesar da crescente participação dos pais nos cuidados infantis e de sua importância na vida de seus filhos, surpreendentemente, há poucas pesquisas sobre como a paternidade afeta os homens. Ainda menos estudos se concentram no cérebro e nas mudanças biológicas que podem apoiar a paternidade.

Não é surpresa que a transição para a paternidade possa ser transformadora para qualquer pessoa com um novo bebê. Para as mulheres que se tornam mães biológicas, as alterações hormonais relacionadas à gravidez ajudam a explicar por que o cérebro de uma nova mãe pode mudar. Mas a paternidade remodela o cérebro e o corpo dos homens – que não experimentam a gravidez diretamente – de forma a motivar a paternidade? Decidimos investigar essa questão em nosso recente estudo sobre pais pela primeira vez em dois países.

O efeito da gravidez no cérebro de uma nova mãe

Pesquisas recentes encontraram evidências convincentes de que a gravidez pode aumentar a neuroplasticidade, ou remodelação, nas estruturas do cérebro de uma mulher. Usando imagens de ressonância magnética, os pesquisadores identificaram mudanças em larga escala na anatomia do cérebro das mulheres antes e depois da gravidez.

Em um estudo, pesquisadores na Espanha examinaram mães de primeira viagem antes de conceber e novamente dois meses após o parto. Em comparação com as mulheres sem filhos, o volume do cérebro das novas mães era menor, sugerindo que as principais estruturas do cérebro na verdade diminuíram de tamanho durante a gravidez e o período pós-parto. As mudanças cerebrais foram tão pronunciadas que um algoritmo poderia facilmente diferenciar o cérebro de uma mulher que passou por uma gravidez de uma mulher sem filhos.

Em todo o cérebro, essas mudanças são visíveis na massa cinzenta, a camada de tecido do cérebro que é rica em neurônios. A gravidez parece afetar estruturas no córtex – a superfície externa do cérebro que evoluiu mais recentemente – incluindo regiões ligadas ao pensamento sobre as mentes dos outros, um processo que os pesquisadores chamam de “teoria da mente”. As mães também apresentam alterações cerebrais no subcórtex – as estruturas mais antigas aninhadas mais profundamente no cérebro que estão ligadas a funções mais primitivas, incluindo emoção e motivação.

Por que essas mudanças cerebrais estruturais acontecem após a gravidez?

Os pesquisadores acreditam que essas mudanças cerebrais podem facilitar o cuidado sensível das mães com os recém-nascidos, que exigem atenção constante e não conseguem verbalizar suas necessidades. De fato, quando as mães veem fotos ou vídeos de seus próprios filhos, isso ativa muitas das mesmas regiões cerebrais que mais mudaram durante a gravidez. Parece plausível que os cérebros das novas mães mudem de forma a ajudá-las a responder e cuidar de seus recém-nascidos.

Mas e os pais? Eles não experimentam a gravidez diretamente, mas também podem cuidar do novo bebê.

O cérebro dos pais também muda

Como acontece com a prática de qualquer nova habilidade, a experiência de cuidar de um bebê pode deixar uma marca no cérebro dos novos pais. Isso é o que os neurocientistas chamam de plasticidade cerebral induzida pela experiência – como as mudanças cerebrais que ocorrem quando você aprende um novo idioma ou domina um novo instrumento musical.

Um corpo de pesquisa esparso, mas crescente, observa esse tipo de plasticidade em pais que vivenciam as demandas cognitivas, físicas e emocionais de cuidar de um recém-nascido sem passar pela gravidez. Em termos de função cerebral, por exemplo, pais homossexuais masculinos que são cuidadores primários mostram conexões mais fortes entre as regiões cerebrais parentais ao ver seus bebês, em comparação com cuidadores secundários masculinos.

Para saber mais sobre a plasticidade no cérebro dos novos pais, nossos grupos de pesquisa da Universidade do Sul da Califórnia em Los Angeles e do Instituto de Investigação Sanitária Gregorio Marañón em Madri, associados ao projeto BeMother, colaboraram em um novo estudo. Recrutamos 40 homens – 20 na Espanha e 20 na Califórnia – e colocamos cada um em um scanner de ressonância magnética duas vezes: primeiro durante a gravidez da parceira e novamente depois que o bebê completou 6 meses. Também incluímos um grupo de controle de 17 homens sem filhos.

Encontramos várias mudanças significativas nos cérebros dos pais do pré-natal ao pós-parto que não surgiram nos homens sem filhos que acompanhamos no mesmo período. Nas amostras espanholas e californianas, as alterações cerebrais dos pais apareceram em regiões do córtex que contribuem para o processamento visual, atenção e empatia em relação ao bebê.

O que remodela o cérebro de um novo pai?

O grau de plasticidade cerebral dos pais pode estar relacionado com o quanto eles interagem com o bebê. Embora os pais em muitas partes do mundo estejam cada vez mais participando dos cuidados com os filhos, o envolvimento paterno varia amplamente entre os homens. Essa gama de envolvimento pode explicar por que encontramos mudanças cerebrais mais sutis nesses pais em comparação com aquelas observadas em mães de primeira viagem. Na verdade, as mudanças cerebrais nos pais foram quase metade da magnitude das mudanças observadas nas mães.

Fatores sociais, culturais e psicológicos que determinam o quanto os pais se envolvem com seus filhos podem, por sua vez, influenciar mudanças no cérebro paterno. De fato, os pais espanhóis, que, em média, têm licenças de paternidade mais generosas do que os pais nos Estados Unidos, exibiram mudanças mais pronunciadas nas regiões do cérebro que sustentam a atenção direcionada a um objetivo, o que pode ajudar os pais a sintonizar os sinais de seus filhos, em comparação com os pais californianos.

Essa descoberta levanta a questão de saber se as políticas familiares que aumentam quanto tempo os pais gastam cuidando do bebê durante o período inicial do pós-parto podem ajudar a apoiar o desenvolvimento do cérebro paterno. Por outro lado, talvez os homens que mostram mais remodelação do cérebro e dos hormônios também sejam mais motivados a participar dos cuidados práticos.

Muito mais pesquisas são necessárias para esclarecer essas questões e descobrir a melhor forma de intervir com os pais que podem estar em risco de ter problemas para se ajustar ao papel parental. Apesar da importância dos pais para o desenvolvimento infantil, as agências de financiamento não tendem a priorizar a pesquisa sobre homens se tornando pais, mas isso pode começar a mudar à medida que mais descobertas como essas surgirem. Estudos futuros com medidas mais detalhadas de cuidados pós-parto podem revelar mais sobre a plasticidade cerebral parental em homens e mulheres.

* Darby Saxbé é professora associada de psicologia na Faculdade de Letras, Artes e Ciências da USC Dornife (EUA); Magdalena Martínez García é doutorando em neuroimagem no Instituto de Investigação Sanitária Gregorio Marañón (Espanha).

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

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Fósseis de um dinossauro encontrado na província de Omnogovi, na Mongólia, estão causando alvoroço no meio científico. O motivo: seu corpo, com dimensões e aerodinâmica semelhantes às do corpo do pato moderno, acrescenta evidências potenciais à ideia de que alguns dinossauros eram adequados para mergulhar e caçar suas presas na água.

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Datado de cerca de 100 milhões a 66 milhões de anos atrás, o Natovenator polydontus pode ser o primeiro dinossauro não aviário conhecido dotado de um corpo aerodinâmico comparável ao das modernas aves mergulhadoras, como gansos e pinguins, afirmam pesquisadores da Coreia do Sul, do Canadá e da Mongólia. Para eles, o Natovenator – e outros répteis intimamente relacionados – podem ter sido predadores nadadores, o que põe em xeque o conceito de que todos os dinossauros eram terrestres. O estudo sobre as descobertas é abordado em artigo publicado na revista Communications Biology.

De acordo com Yuong-Nam Lee, paleontólogo de vertebrados da Universidade Nacional de Seul (Coreia do Sul) e autor correspondente do estudo, o Natovenator provavelmente usava os membros anteriores ao nadar. “Achamos que o Natovenator vivia em águas rasas e comia peixes pequenos”, disse ele.

Semelhanças com aves aquáticas

O Natovenator não é o primeiro dinossauro não aviário a ser cogitado como dotado de um estilo de vida aquático. Antes dele, os espinossauros já estiveram nesse papel, assim como o Halszkaraptor (parente próximo do Natovenator). Os pesquisadores viram neste último características análogas às das aves aquáticas e répteis, mas não conseguiram ter uma noção clara da forma do seu corpo.

A equipe responsável pelo novo estudo analisou um esqueleto bem preservado da formação fóssil Hermiin Tsav na Mongólia, encontrado em rochas do Cretáceo Superior. O crânio, dentes, pescoço e membros de Natovenator são semelhantes aos de Halszkaraptor, relatou a equipe, o que sugere que os dois provavelmente tiveram vidas comparáveis. Além disso, a orientação das costelas do Natovenator indica, segundo os pesquisadores, que ele tinha um corpo aerodinâmico como o das aves aquáticas modernas, com uma caixa torácica achatada e comprimida semelhante à de répteis aquáticos.

O Natovenator era um bom nadador? Ainda não se sabe. Enquanto seus membros anteriores parecem curtos, os posteriores não são comparáveis aos de nadadores impulsionados por chutes, como mergulhões. Mas os mamíferos semiaquáticos, como os visons e alguns outros predadores nadadores modernos bem-sucedidos, também têm esqueletos que não são altamente especializados para a vida na água e, mesmo assim, são capazes de nadar.

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Água que simplesmente não congela, não importa o quão fria fique: um grupo de pesquisa internacional descobriu um estado quântico que pode ser descrito dessa maneira. A equipe apresentou suas descobertas em artigo publicado na revista Nature Physics.

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Especialistas do Instituto de Física do Estado Sólido da Universidade de Tóquio (Japão), do Instituto Max Planck de Física de Sistemas Complexos (MPI-PKS), em Dresden (Alemanha), e da Universidade Johns Hopkins (EUA), entre outras instituições, conseguiram resfriar um material a uma temperatura próxima do zero absoluto. Eles descobriram que uma propriedade central dos átomos – seu alinhamento – não “congelava”, como de costume, mas permanecia em um estado “líquido”. O novo material quântico pode servir como um sistema modelo para desenvolver novos sensores quânticos altamente sensíveis.

À primeira vista, os materiais quânticos não parecem diferentes das substâncias normais, mas com certeza têm suas características próprias: por dentro, os elétrons interagem com intensidade incomum, tanto entre si quanto com os átomos da rede cristalina. Essa interação íntima resulta em poderosos efeitos quânticos que atuam não apenas na escala microscópica, mas também na escala macroscópica.

Propriedades notáveis

Graças a esses efeitos, os materiais quânticos exibem propriedades notáveis. Por exemplo, eles podem conduzir eletricidade completamente sem perdas em baixas temperaturas. Frequentemente, mesmo pequenas mudanças na temperatura, pressão ou tensão elétrica são suficientes para alterar drasticamente o comportamento do material.

Em princípio, os ímãs também podem ser considerados materiais quânticos; afinal, o magnetismo é baseado no spin (movimento) intrínseco dos elétrons no material. “De certa forma, esses spins podem se comportar como um líquido”, explicou o professor Jochen Wosnitza, do Laboratório de Alto Campo Magnético de Dresden no Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR, na Alemanha), coautor do estudo. “À medida que as temperaturas caem, essas rotações desordenadas podem congelar, assim como a água congela em gelo.”

Por exemplo, certos tipos de ímãs, os chamados ferromagnetos, não são magnéticos acima de seu “congelamento” ou, mais precisamente, do ponto de ordenação. Somente quando caem abaixo dela eles podem se tornar ímãs permanentes.

Material de alta pureza

A equipe internacional pretendia criar um estado quântico em que o alinhamento atômico associado aos spins não fosse ordenado, mesmo em temperaturas ultrafrias – semelhante a um líquido que não se solidifica, mesmo em frio extremo. Para atingir esse estado, o grupo de pesquisa usou um material especial – um composto dos elementos praseodímio, zircônio e oxigênio. Eles assumiram que, nesse material, as propriedades da rede cristalina permitiriam que os spins dos elétrons interagissem com seus orbitais ao redor dos átomos de uma maneira especial.

“O pré-requisito, no entanto, era ter cristais de extrema pureza e qualidade”, explica o professor Satoru Nakatsuji, da Universidade de Tóquio, autor correspondente do artigo. Foram necessárias várias tentativas, mas finalmente a equipe conseguiu produzir cristais puros o suficiente para o experimento: em um criostato, uma espécie de supergarrafa térmica, os especialistas resfriaram gradualmente a amostra até 20 milikelvin – apenas um quinquagésimo de grau acima do zero absoluto.

Para verem como a amostra respondeu a esse processo de resfriamento e dentro do campo magnético, eles mediram o quanto ela mudou de comprimento. Em outra experiência, o grupo registrou como o cristal reagiu às ondas de ultrassom enviadas diretamente através dele.

Interação íntima

O resultado: “Se os movimentos fossem ordenados, deveriam ter causado uma mudança abrupta no comportamento do cristal, como uma mudança repentina no comprimento”, descreveu o dr. Sergei Zherlitsyn, especialista do Laboratório de Alto Campo Magnético de Dresden em investigações de ultrassom. “No entanto, como observamos, nada aconteceu! Não houve mudanças repentinas no comprimento ou em sua resposta às ondas de ultrassom.”

A conclusão: a interação pronunciada de spins e orbitais impediu a ordenação, e é por isso que os átomos permaneceram em seu estado quântico líquido – a primeira vez que esse estado quântico foi observado. Outras investigações em campos magnéticos confirmaram essa suposição.

Esse resultado básico da pesquisa também pode ter implicações práticas um dia. “Em algum momento, poderemos usar o novo estado quântico para desenvolver sensores quânticos altamente sensíveis”, especulou Jochen Wosnitza. “Para fazer isso, no entanto, ainda temos que descobrir como gerar excitações nesse estado sistematicamente.”

A detecção quântica é considerada uma tecnologia promissora do futuro. Como sua natureza quântica os torna extremamente sensíveis a estímulos externos, os sensores quânticos podem registrar campos magnéticos ou temperaturas com precisão muito maior do que os sensores convencionais.

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O efeito dos medicamentos em mulheres e homens pode diferir significativamente. Isso também se aplica à rapamicina, a droga antienvelhecimento mais promissora atualmente, como pesquisadores do Instituto Max Planck de Biologia do Envelhecimento em Colônia (Alemanha) e da University College London (Reino Unido) mostraram. Segundo eles descrevem em artigo publicado na revista Nature Aging, a droga apenas prolonga a vida útil das moscas-das-frutas fêmeas, mas não a dos machos.

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Além disso, a rapamicina retardou o desenvolvimento de alterações patológicas relacionadas à idade no intestino apenas em moscas fêmeas. Os pesquisadores concluem que o sexo biológico é um fator crucial na eficácia das drogas antienvelhecimento.

A expectativa de vida das mulheres é significativamente maior do que a dos homens. No entanto, as mulheres também sofrem com mais frequência de doenças relacionadas à idade e reações adversas a medicamentos. “Nossa meta de longo prazo é fazer com que os homens vivam tanto quanto as mulheres e também fazer com que as mulheres sejam tão saudáveis ​​quanto os homens no final da vida. Mas, para isso, precisamos entender de onde vêm as diferenças”, explicou Yu-Xuan Lu, do Instituto Max Planck de Biologia do Envelhecimento, um dos principais autores do estudo.

Expectativa de vida prolongada apenas em fêmeas

Os pesquisadores administraram a rapamicina a moscas-das-frutas machos e fêmeas para estudar o efeito nos diferentes sexos. A rapamicina é um inibidor do crescimento celular e regulador imunológico normalmente usado na terapia do câncer e após transplantes de órgãos.

Eles descobriram que a rapamicina estendeu a vida útil e retardou as patologias intestinais relacionadas à idade em moscas fêmeas, mas não em machos.

Os pesquisadores observaram também que a rapamicina aumentou a autofagia – o processo de eliminação de resíduos da célula – nas células intestinais femininas. As células intestinais masculinas, no entanto, já parecem ter uma alta atividade de autofagia basal, que não pode ser aumentada pela rapamicina. Os cientistas também puderam ver esse efeito da rapamicina em camundongos.

Fêmeas de camundongos apresentaram atividade autofágica aumentada após o tratamento com rapamicina. “Estudos anteriores descobriram que as fêmeas tinham respostas maiores à rapamicina na extensão da vida útil do que os machos em camundongos; agora descobrimos um mecanismo subjacente dessas diferenças usando moscas”, afirmou Yu-Xuan Lu.

“O sexo pode ser um fator decisivo para a eficácia das drogas antienvelhecimento. Compreender os processos que são específicos do sexo e determinam a resposta à terapêutica irá melhorar o desenvolvimento de tratamentos personalizados”, explicou Linda Partridge, do University College London, autora sênior do estudo.

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Fragmentos fossilizados de um esqueleto, escondidos dentro de uma rocha do tamanho de uma toranja (tipo de laranja grande das Bahamas), ajudaram a derrubar uma das suposições mais antigas sobre as origens dos pássaros modernos.

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Pesquisadores da Universidade de Cambridge (Reino Unido) e do Museu de História Natural de Maastricht (Holanda) descobriram que um dos principais aspectos do crânio, que caracteriza 99% das aves modernas – um bico móvel –, evoluiu antes do evento de extinção em massa que matou todos os grandes dinossauros, 66 milhões de anos atrás. A nova descoberta foi relatada na revista Nature.

Essa descoberta também sugere que os crânios de avestruzes, emas e seus parentes evoluíram “ao contrário”, voltando a uma condição mais primitiva após o surgimento das aves modernas.

Usando técnicas de tomografia computadorizada, a equipe da Universidade de Cambridge identificou ossos do palato, ou céu da boca, de uma nova espécie de grande pássaro antigo, que eles batizaram de Janavis finalidens. Ele viveu bem no final da era dos dinossauros e foi um dos últimos pássaros com dentes a viver. A disposição dos ossos do palato mostra que esse “dinopássaro” tinha um bico móvel e hábil, quase indistinguível da maioria das aves modernas.

Vídeo mostrando a rotação do pterigoide (osso do palato) de Janavis finalidens, que é muito semelhante ao dos pássaros vivos parecidos com patos e galinhas. O osso foi encontrado como dois fragmentos correspondentes, que foram encaixados digitalmente. O osso é oco e provavelmente estava cheio de ar em vida, como mostra a grande abertura lateral. Crédito: Dr. Juan Benito e Dr. Daniel Field, Universidade de Cambridge

Reavaliação necessária

Por mais de um século, assumiu-se que o mecanismo que permite um bico móvel evoluiu após a extinção dos dinossauros. No entanto, a nova descoberta sugere que nossa compreensão de como o crânio moderno de pássaros surgiu precisa ser reavaliada.

Cada uma das cerca de 11 mil espécies de pássaros existentes na Terra hoje é classificada em um dos dois grupos abrangentes, com base no arranjo de seus ossos do palato. Avestruzes, emas e seus parentes são classificados no grupo paleognato, ou “mandíbula antiga”, o que significa que, como os humanos, seus ossos do palato são fundidos em uma massa sólida.

Todos os outros grupos de aves são classificados no grupo neognato, ou “mandíbula moderna”, o que significa que seus ossos do palato estão conectados por uma articulação móvel. Isso torna seus bicos muito mais hábeis, úteis para construção de ninhos, higiene, coleta de alimentos e defesa.

Os dois grupos foram originariamente classificados por Thomas Huxley, o biólogo britânico conhecido como “Buldogue de Darwin” por seu apoio à teoria da evolução de Charles Darwin. Em 1867, ele dividiu todas as aves vivas em grupos de mandíbulas “antigas” ou “modernas”. A suposição de Huxley era que a configuração “antiga” da mandíbula era a condição original para as aves modernas, com a mandíbula “moderna” surgindo mais tarde.

Novo olhar

“Essa suposição tem sido aceita desde então”, disse o dr. Daniel Field, do Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Cambridge e autor sênior do artigo. “A principal razão pela qual essa suposição persiste é que não tivemos nenhum palato de pássaro fóssil bem preservado desde o período em que os pássaros modernos se originaram.”

O fóssil, Janavis, foi encontrado em uma pedreira de calcário perto da fronteira belgo-holandesa na década de 1990 e foi estudado pela primeira vez em 2002. Ele data de 66,7 milhões de anos atrás, durante os últimos dias dos dinossauros. Como o fóssil está envolto em rocha, os cientistas da época só podiam basear suas descrições no que podiam ver de fora. Eles descreveram os pedaços de osso saindo da rocha como fragmentos de crânio e ossos do ombro, e colocaram o fóssil de aparência normal de volta no local de armazenamento.

Quase 20 anos depois, o fóssil foi emprestado ao grupo de Field em Cambridge, e o dr. Juan Benito, então um doutorando, começou a dar-lhe um outro olhar.

“Desde que esse fóssil foi descrito pela primeira vez, começamos a usar a tomografia computadorizada em fósseis, o que nos permite ver através da rocha e visualizar o fóssil inteiro”, disse Benito, agora pesquisador de pós-doutorado em Cambridge e principal autor do artigo. “Tínhamos grandes esperanças para esse fóssil – originalmente dizia-se que continha material de crânio, que nem sempre é preservado, mas não conseguimos ver nada que parecesse ter vindo de um crânio em nossas tomografias. Então desistimos e pusemos o fóssil de lado.”

Osso intrigante

Durante os primeiros dias de lockdown da covid-19, Benito retirou o fóssil novamente. “As descrições anteriores do fóssil simplesmente não faziam sentido – havia um osso que me deixou realmente intrigado. Não conseguia ver como o que foi inicialmente descrito como um osso do ombro poderia realmente ser um osso do ombro”, disse ele.

“Foi minha primeira interação pessoal em meses: Juan e eu tivemos um encontro ao ar livre com distanciamento social e ele passou o osso fóssil misterioso para mim”, afirmou Field, que também é curador de ornitologia no Museu de Zoologia da Universidade de Cambridge. “Pude ver que não era um osso do ombro, mas havia algo familiar nele.”

“Então percebemos que tínhamos visto um osso semelhante antes, em um crânio de peru”, disse Benito. “E por causa da pesquisa que fazemos em Cambridge, temos coisas como crânios de peru em nosso laboratório, então trouxemos um e os dois ossos eram quase idênticos.”

Razão desconhecida

A percepção de que o osso era um osso do crânio, e não um osso do ombro, levou os pesquisadores a concluir que a condição não fundida da “mandíbula moderna”, que os perus compartilham, evoluiu antes da condição da “mandíbula antiga” dos avestruzes e seus parentes. Por uma razão desconhecida, os palatos fundidos de avestruzes e parentes devem ter evoluído em algum momento depois que as aves modernas já estavam estabelecidas.

Duas das principais características que usamos para diferenciar as aves modernas de seus ancestrais dinossauros são um bico sem dentes e uma mandíbula superior móvel. Enquanto o Janavis finalidens ainda tinha dentes, o que o tornava um pássaro pré-moderno, sua estrutura de mandíbula é a do tipo moderno e móvel.

“Usando análises geométricas, fomos capazes de mostrar que a forma do osso do palato fóssil era extremamente semelhante à de galinhas e patos vivos”, disse Pei-Chen Kuo, coautor do estudo. A coautora Klara Widrig acrescentou: “Surpreendentemente, os ossos do palato das aves que são menos semelhantes aos de Janavis são de avestruzes e seus parentes”. Tanto Kuo como Widrig são doutorandos no laboratório de Field em Cambridge.

Trajetória tortuosa

“A evolução não acontece em linha reta”, disse Field. “Esse fóssil mostra que o bico móvel – uma condição que sempre pensamos ser posterior à origem dos pássaros modernos – na verdade evoluiu antes da existência dos pássaros modernos. Estamos completamente atrasados em nossas suposições de como o crânio moderno do pássaro evoluiu por mais de um século.”

Os pesquisadores dizem que, embora essa descoberta não signifique que toda a árvore genealógica das aves precise ser redesenhada, ela reescreve nossa compreensão de uma característica evolutiva-chave das aves modernas.

E o que aconteceu com o Janavis? Ele, como os grandes dinossauros e outras aves com dentes, não sobreviveu ao evento de extinção em massa no final do período Cretáceo. Os pesquisadores dizem que isso pode ser devido ao seu grande tamanho: o Janavis pesava cerca de 1,5 quilo e era do tamanho de um abutre moderno.

É provável que animais menores – como Asteriornis, o “frango maravilha”, identificado por Field, Benito e colegas em 2020, que vem da mesma área e viveu ao lado do Janavis – tivessem uma vantagem nesse ponto da história da Terra, pois precisavam comer menos para sobreviver. Isso teria sido benéfico depois que o asteroide atingiu a Terra e interrompeu as cadeias alimentares globais.

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Muitos animais produzem sons para se comunicar uns com os outros, e os morcegos não são exceção. Mas os morcegos são extremos quando se trata de produção de som.

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Esses mamíferos alados podem produzir uma gama de frequências, também conhecida como alcance vocal, que excede em muito os vertebrados, incluindo os humanos. Os pesquisadores ainda não sabem o significado de todos os seus sons e canções, mas estão aprendendo cada vez mais sobre como todos esses sons são produzidos.

Um novo estudo publicado na revista PLOS Biology relata que, para alguns sons, os morcegos usam a mesma técnica que os cantores humanos de death metal (subgênero do heavy metal) e cantores guturais do povo tuva na Sibéria e na Mongólia. O estudo vem de uma equipe de pesquisa da Universidade do Sul da Dinamarca, liderada pelo professor Coen Elemans. A equipe filmou pela primeira vez o que acontece na laringe de um morcego quando ele produz som.

Vídeo de alta velocidade mostra membranas vocais e pregas vocais falsas vibrando em diferentes frequências. Crédito: Universidade do Sul da Dinamarca

Pregas vocais falsas

“Identificamos pela primeira vez quais estruturas físicas dentro da laringe oscilam para fazer suas diferentes vocalizações. Por exemplo, os morcegos podem fazer chamadas de baixa frequência, usando suas chamadas ‘pregas vocais falsas’, como cantores humanos de death metal fazem”, disse Coen Elemans.

As pregas vocais falsas são assim chamadas porque se parecem com pregas vocais, mas não são usadas na fala e na música humanas normais. Apenas vocalistas de death metal e cantores guturais de algumas culturas ao redor do mundo usam suas falsas pregas vocais como os morcegos. Os humanos movem as pregas vocais para baixo de modo que elas oscilem junto com as pregas vocais.

“Isso torna as pregas vocais pesadas e, portanto, elas vibram em frequências muito baixas”, explicou o pós-doutorando Jonas Håkansson, primeiro autor do estudo.

Significado ainda desconhecido

Sons de rosnado geralmente são produzidos quando os morcegos voam para dentro ou para fora de um poleiro densamente compactado. Os pesquisadores não sabem ao certo o que um morcego rosnando pretende comunicar, quando usa suas pregas vocais falsas para produzir sons graves na faixa de 1 a 5 kHz.

“Alguns parecem agressivos, alguns podem ser uma expressão de aborrecimento e alguns podem ter uma função muito diferente. Ainda não sabemos”, disse o biólogo e especialista em morcegos Lasse Jakobsen, coautor do estudo.

Quando caçam insetos na escuridão total, os morcegos usam a ecolocalização. Eles enviam chamadas muito curtas e de frequência muito alta e escutam ecos refletidos de objetos ao redor para encontrar e capturar insetos.

Filmagem inédita

“Um morcego pode determinar a forma, tamanho e textura de objetos que ecoam em milissegundos”, disse Lasse Jakobsen. O estudo também revela pela primeira vez como os morcegos são capazes de fazer suas chamadas de ecolocalização de frequência extraordinariamente alta. Eles fazem isso vibrando membranas vocais muito finas – estruturas que os humanos também tiveram, mas foram perdidas em nossa evolução.

“Filmamos diretamente essas membranas vocais pela primeira vez. Para mostrar suas vibrações, precisávamos filmar em taxas extremamente altas, de até 250 mil quadros por segundo. Vemos muitas adaptações na laringe, que pensamos serem responsáveis ​​pela habilidade do morcego para fazer chamadas de alta frequência muito rapidamente, a fim de que possam pegar insetos enquanto voam”, disse Jonas Håkansson.

Mariah Carey e Prince

Juntos, o alcance vocal normal de um morcego abrange sete oitavas, relata a equipe de pesquisa.

“Isso é notável. A maioria dos mamíferos tem um alcance de três a quatro oitavas, e os humanos, cerca de três. Alguns cantores humanos podem atingir um alcance de quatro a cinco, mas são muito poucos. Exemplos bem conhecidos são Mariah Carey, Axl Rose e Prince. Acontece que os morcegos superam esse alcance usando diferentes estruturas em sua laringe”, disse Coen Elemans.

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A quantidade de oxigênio na atmosfera da Terra faz dela um planeta habitável.

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Vinte e um por cento da atmosfera consiste nesse elemento vivificante. Mas no passado remoto – já na era Neoarqueana, 2,8 a 2,5 bilhões de anos atrás – esse oxigênio estava quase ausente.

Então, como a atmosfera da Terra se tornou oxigenada?

Nossa pesquisa, publicada na Nature Geoscience, acrescenta uma nova possibilidade tentadora: que pelo menos parte do oxigênio inicial da Terra veio de uma fonte tectônica por meio do movimento e destruição da crosta terrestre.

A Terra arqueana

O éon Arqueano representa um terço da história do nosso planeta, de 2,5 bilhões de anos a 4 bilhões de anos atrás.

Essa Terra alienígena era um mundo aquático, coberto de oceanos verdes, envolto em uma névoa de metano e completamente sem vida multicelular. Outro aspecto estranho desse mundo era a natureza de sua atividade tectônica.

Na Terra moderna, a atividade tectônica dominante é chamada de placas tectônicas, em que a crosta oceânica – a camada mais externa da Terra sob os oceanos – afunda no manto (a área entre a crosta terrestre e seu núcleo) em pontos de convergência chamados zonas de subducção. No entanto, há um debate considerável sobre se as placas tectônicas operavam na era arqueana.

Uma característica das zonas de subducção modernas é sua associação com magmas oxidados. Esses magmas são formados quando sedimentos oxidados e águas profundas – água fria e densa perto do fundo do oceano – são introduzidos no manto da Terra. Isso produz magmas com alto teor de oxigênio e água.

Nossa pesquisa teve como objetivo testar se a ausência de materiais oxidados em águas e sedimentos arqueanos de fundo poderia impedir a formação de magmas oxidados. A identificação de tais magmas em rochas magmáticas neoarqueanas poderia fornecer evidências de que a subducção e as placas tectônicas ocorreram 2,7 bilhões de anos atrás.

O experimento

Coletamos amostras de rochas granitoides de 2,750 a 2,670 bilhões de anos em toda a subprovíncia de Abitibi-Wawa da Província Superior (Canadá) – o maior continente arqueano preservado, que se estende por mais de 2 mil quilômetros de Winnipeg, na província de Manitoba, até o extremo leste da província de Quebec. Isso nos permitiu investigar o nível de oxidação dos magmas gerados ao longo da era neoarqueana.

Medir o estado de oxidação dessas rochas magmáticas – formadas por meio do resfriamento e cristalização de magma ou lava – é um desafio. Eventos pós-cristalização podem ter modificado essas rochas através de deformação posterior, soterramento ou aquecimento.

Então, decidimos olhar para o mineral apatita que está presente nos cristais de zircônio dessas rochas. Os cristais de zircônio podem suportar as intensas temperaturas e pressões dos eventos pós-cristalização. Eles retêm pistas sobre os ambientes em que foram originariamente formados e fornecem idades precisas para as próprias rochas.

Pequenos cristais de apatita com menos de 30 mícrons de largura – o tamanho de uma célula da pele humana – estão presos nos cristais de zircônio. Eles contêm enxofre. Ao medir a quantidade de enxofre na apatita, podemos estabelecer se a apatita cresceu a partir de um magma oxidado.

Conseguimos medir com sucesso a fugacidade de oxigênio do magma arqueano original – que é essencialmente a quantidade de oxigênio livre nele – usando uma técnica especializada chamada espectroscopia de estrutura de borda próxima à absorção de raios X (S-XANES) no síncrotron da fonte avançada de fótons no Argonne National Laboratory em Illinois (EUA).

Criando oxigênio a partir da água?

Descobrimos que o teor de enxofre do magma, que inicialmente estava em torno de zero, aumentou para 2 mil partes por milhão por volta de 2,705 bilhões de anos. Isso indicou que os magmas se tornaram mais ricos em enxofre. Além disso, a predominância de S6+ – um tipo de íon de enxofre – na apatita sugeriu que o enxofre era de uma fonte oxidada, combinando com os dados dos cristais de zircônio hospedeiros.

Essas novas descobertas indicam que os magmas oxidados se formaram na era Neoarqueana, há 2,7 bilhões de anos. Os dados mostram que a falta de oxigênio dissolvido nos reservatórios oceânicos arqueanos não impediu a formação de magmas oxidados ricos em enxofre nas zonas de subducção. O oxigênio nesses magmas deve ter vindo de outra fonte e foi finalmente liberado na atmosfera durante as erupções vulcânicas.

Descobrimos que a ocorrência desses magmas oxidados se correlaciona com os principais eventos de mineralização de ouro na Província Superior e no Cráton Yilgarn (Austrália Ocidental), demonstrando uma conexão entre essas fontes ricas em oxigênio e a formação global de depósitos de minério de classe mundial.

Mecanismo ainda não claro

As implicações desses magmas oxidados vão além da compreensão da geodinâmica da Terra primitiva. Anteriormente, pensava-se que era improvável que os magmas arqueanos pudessem ser oxidados, quando a água do oceano e as rochas ou sedimentos do fundo do oceano não o eram.

Embora o mecanismo exato não seja claro, a ocorrência desses magmas sugere que o processo de subducção, em que a água do oceano é levada centenas de quilômetros para dentro do nosso planeta, gera oxigênio livre. Isso então oxida o manto sobrejacente.

Nosso estudo mostra que a subducção arqueana pode ter sido um fator vital e imprevisto na oxigenação da Terra, os primeiros sopros de oxigênio há 2,7 bilhões de anos e também o Grande Evento de Oxidação, que marcou um aumento no oxigênio atmosférico em dois por cento 2,45 a 2,32 bilhões de anos atrás.

Tanto quanto sabemos, a Terra é o único lugar no Sistema Solar – passado ou presente – com placas tectônicas e subducção ativa. Isso sugere que este estudo poderia explicar parcialmente a falta de oxigênio e, finalmente, a vida nos outros planetas rochosos no futuro também.

* David Mole é professor de pós-doutorado em ciências da terra na Laurentian University (Canadá); Adam Charles Simon é professor de Ciências da Terra e Ambientais na Universidade de Michigan (EUA); Xuyang Meng é professor de pós-doutorado em Ciências da Terra e Ambientais na Universidade de Michigan.

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

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Os pterossauros, os répteis voadores da era dos dinossauros, originaram-se no final do Triássico (227 milhões de anos atrás) e foram extintos no final do Cretáceo (66 milhões de anos atrás). Com asas variando de 1 a 12 metros, eles dominaram os céus do mundo por mais de 160 milhões de anos.

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O primeiro pterossauro descrito e nomeado – e homônimo de todo o grupo – é o Pterodactylus do famoso Calcário Solnhofen da Baviera, no sul da Alemanha. Originariamente descrito em 1784 pelo naturalista italiano Cosimo Alessandro Collini, o fóssil foi considerado um animal aquático por 25 anos, antes de Georges Cuvier descobrir que se tratava de um réptil voador pertencente a um novo grupo até então desconhecido.

O espécime mais antigo desse pterossauro icônico foi encontrado recentemente perto de Painten, uma pequena cidade no centro da Baviera. O fóssil, descrito em um estudo publicado na revista Fossil Record, é cerca de um milhão de anos mais velho que outros espécimes de pterodáctilos.

Preservação quase perfeita

O espécime foi desenterrado em 2014 durante escavações em uma pedreira de calcário ativa. Demorou mais de 120 horas de trabalho mecânico meticuloso, com o uso de ferramentas pneumáticas e agulhas, antes que os pesquisadores pudessem estudá-lo. A equipe de pesquisa por trás da descoberta era composta por Felix Augustin, Andreas Matzke, Panagiotis Kampouridis e Josephina Hartung, da Universidade de Tübingen, e Raimund Albersdörfer, do Dinosaurier Museum Altmühltal (Alemanha).

“As rochas da pedreira, que produziu o novo espécime de Pterodactylus, consistem em calcário silicificado que foi datado do estágio Kimmeridgiano Superior (cerca de 152 milhões de anos atrás)”, explicou Felix Augustin, principal autor do estudo. “Anteriormente, o pterodáctilo só havia sido encontrado em rochas mais jovens do sul da Alemanha pertencentes ao estágio Titoniano que segue após o Kimmeridgiano.”

O espécime é um esqueleto completo e bem preservado de um indivíduo de pequeno porte. “Apenas uma pequena porção da mandíbula esquerda está faltando, bem como da tíbia esquerda e direita. Caso contrário, o esqueleto estaria quase perfeitamente preservado, com todos os ossos presentes e em sua posição anatômica aproximadamente correta”, escreveram os pesquisadores em seu estudo.

Representante raro

Com um crânio de 5 centímetros de comprimento, o pterodáctilo de Painten representa um raro indivíduo “subadulto”.

“Geralmente, os espécimes de pterodáctilos não são distribuídos uniformemente em toda a faixa de tamanho, mas caem predominantemente em classes de tamanho distintas que são separadas por lacunas marcadas. O espécime de Painten é um raro representante da primeira lacuna entre os tamanhos pequeno e grande”, explicou Augustin.

A pedreira de Painten produziu muitos outros “fósseis primorosamente preservados”, incluindo ictiossauros, tartarugas, parentes de crocodilos marinhos e terrestres e dinossauros. Muitos deles, como este novo espécime de pterossauro, estão em exibição no novo Dinosaurier Museum Altmühltal em Denkendorf (Baviera, Alemanha).

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Uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo paleontólogo Felix Augustin, da Universidade de Tübingen (Alemanha), descobriu uma espécie desconhecida de dinossauro no oeste da Romênia e a nomeou após sua localização na Transilvânia: Transylvanosaurus platycephalus. O Transylvanosaurus viveu há cerca de 70 milhões de anos e era um herbívoro.

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A descoberta foi publicada na revista Journal of Vertebrate Paleontology. Além de Augustin, o estudo envolveu cientistas da Universidade de Bucareste (Romênia) e da Universidade de Zurique (Suíça).

Transylvanosaurus platycephalus significa literalmente “réptil de cabeça chata da Transilvânia”. O dinossauro até então desconhecido tinha cerca de dois metros de comprimento, caminhava sobre duas pernas e pertencia à família Rhabdodontidae. Na Transilvânia, eles, como outros dinossauros locais, atingiram apenas um tamanho corporal pequeno e, portanto, são conhecidos como “dinossauros anões”.

Visão aprofundada

Os ossos cranianos do transilvanossauro descobertos oferecem uma visão mais profunda da evolução das faunas europeias pouco antes da extinção dos dinossauros, 66 milhões de anos atrás. “Presumivelmente, um suprimento limitado de recursos nessas partes da Europa naquela época levou a um tamanho corporal pequeno e adaptado”, disse Augustin.

Durante a maior parte do período Cretáceo (de 145 milhões de anos a 66 milhões de anos atrás), a Europa era um arquipélago tropical. O transilvanossauro viveu em uma das muitas ilhas junto com outros dinossauros anões, crocodilos, tartarugas e pterossauros voadores gigantes que tinham envergadura de até dez metros. “Com cada espécie recém-descoberta, refutamos a suposição generalizada de que a fauna do Cretáceo Superior tinha uma baixa diversidade na Europa”, afirmou Augustin.

Durante o Cretáceo Superior, os Rhabdodontidae foram o grupo mais comum de pequenos e médios herbívoros europeus. Espécies relacionadas encontradas anteriormente na mesma área tinham crânios muito mais estreitos do que o transilvanossauro. Por outro lado, seus parentes mais próximos viviam no que hoje é a França – o que foi uma grande surpresa para os cientistas. Como o transilvanossauro encontrou seu caminho para a “Ilha dos Dinossauros Anões” onde hoje é a Transilvânia?

Capacidade de nadar

No artigo publicado, Felix Augustin, seu supervisor de doutorado Zoltán Csiki-Sava, da Universidade de Bucareste, Dylan Bastiaans, da Universidade de Zurique/Centro de Biodiversidade Naturalis de Leiden, e o pesquisador independente Mihai Dumbravă, de Dorset (Reino Unido), reconstroem várias possibilidades. As descobertas mais antigas atribuídas a Rhabdodontidae vêm da Europa Oriental – os animais podem ter se espalhado para o oeste a partir daí e, posteriormente, certas espécies podem ter retornado à Transilvânia.

As flutuações no nível do mar e os processos tectônicos criaram pontes terrestres temporárias entre as muitas ilhas e podem ter encorajado a propagação desses animais, conjecturam os cientistas. Além disso, pode-se supor que quase todos os dinossauros podiam nadar até certo ponto, incluindo o transilvanossauro. “Eles tinham pernas e uma cauda poderosas. A maioria das espécies, em particular os répteis, pode nadar desde o nascimento”, disse Augustin. Outra possibilidade é que várias linhagens de espécies de rabdodontídeos se desenvolveram paralelamente na Europa Oriental e Ocidental.

Precisamente como o transilvanossauro acabou na parte oriental do arquipélago europeu permanece incerto por enquanto. “Atualmente, temos poucos dados disponíveis para responder a essas perguntas”, observou Augustin. A equipe tinha apenas alguns ossos para a classificação taxonômica, e nenhum com mais de 12 centímetros: a parte posterior e inferior do crânio com o forâmen occipital e dois ossos frontais. “No interior do osso frontal foi possível discernir os contornos do cérebro do transilvanossauro”, acrescentou Bastiaans.

Proteção de sedimentos

Zoltán Csiki-Sava e sua equipe da Universidade de Bucareste encontraram os ossos do crânio do transilvanossauro em 2007, no leito de um rio da Bacia de Haţeg, na Transilvânia. A Bacia de Haţeg é um dos lugares mais importantes para as descobertas de vertebrados do Cretáceo Superior na Europa. Dez espécies de dinossauros já foram identificadas lá.

“Isso é incomum. Quando encontramos algo, muitas vezes existem apenas alguns ossos; no entanto, mesmo estes às vezes podem trazer notícias surpreendentes – como com o transilvanossauro agora”, disse Csiki-Sava. Os ossos do transilvanossauro conseguiram sobreviver por dezenas de milhões de anos porque foram protegidos pelos sedimentos de um antigo leito de rio – até que outro rio os libertou novamente.

“Se o dinossauro tivesse morrido e simplesmente ficado no chão em vez de ser parcialmente enterrado, o clima e os animais necrófagos logo teriam destruído todos os seus ossos e nunca teríamos descoberto sobre isso”, afirmou Augustin.

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À medida que ventos fortes e chuvas torrenciais inundam a costa sudeste da Austrália, uma nova pesquisa sugere que os incêndios florestais de alta intensidade podem não estar muito distantes, com seus efeitos duplos estendendo as zonas danificadas e invadindo áreas residenciais anteriormente de baixo risco.

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Conduzida por uma equipe de pesquisa internacional, incluindo a Universidade da Austrália do Sul (UniSA), a pesquisa, publicada na revista Trends in Plant Science, é a primeira a examinar o que acontece quando ciclones e incêndios interagem.

O estudo descobriu que quando eventos climáticos severos ocorrem em sucessão próxima (mais comum devido às mudanças climáticas), eles podem ter grandes impactos no meio ambiente, com o efeito interativo dos dois distúrbios sendo maior do que o de cada evento individual combinado.

O pesquisador e coautor do estudo Gunnar Keppel, ecologista e professor associado da UniSA, disse que entender os efeitos das mudanças climáticas intensas pode nos ajudar a proteger contra resultados prejudiciais.

Efeito pode mais que dobrar

“Ciclones e incêndios são eventos climáticos formidáveis ​​por si só, mas quando ocorrem em sucessão próxima, seu efeito pode mais que dobrar”, afirmou Keppel. “Quando um ciclone tropical ou uma tempestade irrompe, ele abre as copas das florestas, criando uma grande quantidade de detritos e condições mais secas e quentes no solo. Por sua vez, esse material seco aumenta a probabilidade, intensidade e área de incêndios subsequentes. Além disso, com ciclones previstos para ocorrer em latitudes mais baixas, isso pode significar que os incêndios podem ocorrer em áreas anteriormente intocadas, por exemplo, a área metropolitana da Grande Brisbane, na Austrália. Precisamos estar cientes disso para que possamos mitigar possíveis riscos.”

A pesquisa coincide com o relatório Estado do Clima de 2022 da CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, o órgão nacional para pesquisa científica na Austrália), que projeta uma proporção maior de tempestades de alta intensidade, temporadas de incêndio mais longas e clima de incêndio mais perigoso.

Segundo Keppel, a mudança dos padrões climáticos afeta todos os aspectos do nosso meio ambiente, desde os ecossistemas até as áreas suburbanas.

“A mudança climática está modificando os regimes de ciclones e incêndios em todo o mundo, produzindo intensidades crescentes de interações ciclone-fogo que alteram os biomas e suas distribuições”, disse ele. “Depois que um ambiente é danificado, leva tempo para se regenerar e, se não se recuperar devido a um incêndio ou ciclone subsequente, os impactos negativos duram mais e podem reduzir as zonas tampão de proteção para outras regiões. (…) Entender as prováveis ​​interações futuras de ciclones e incêndios sob a mudança climática é um passo necessário para proteger contra a devastação evitável.”

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A cocaína é uma substância com aplicação médica, mas também apresenta riscos significativos de abuso e dependência. De acordo com um artigo publicado na revista New Scientist, cientistas chineses recriaram a bioquímica que leva à produção de cocaína na planta do tabaco. O complexo mecanismo que permite às plantas de coca produzir cocaína foi decodificado e recriado em um parente da planta de tabaco, afirmam os pesquisadores.

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Por mais de um século, a capacidade da planta de coca de produzir cocaína tem encantado os bioquímicos por causa de sua estrutura química complexa e única e da sua capacidade de estimular a atividade anestésica. A descoberta noticiada agora torna possível reproduzir a droga ou criar produtos químicos quimicamente relacionados com qualidades distintas, replicando o processo alterando geneticamente outras plantas ou microrganismos.

Sheng-Xiong Huang e seus colegas do Instituto de Botânica Kunming descobriram uma maneira de entender melhor essas características introduzindo na Nicotiana benthamiana, parente da planta do tabaco, duas enzimas anteriormente ausentes, denominadas EnMT4 e EnCYP81AN15. Dessa forma, os bioquímicos capacitaram geneticamente essa planta a produzir cocaína. Eles descobriram que poderiam criar 400 nanogramas de cocaína por miligrama de folha seca, ou cerca de 25% da quantidade encontrada em uma planta de coca.

Huang sublinhou que, atualmente, a produção de cocaína em tabaco é insuficiente para suprir a demanda em grande escala. Ele também mencionou que organismos com alta biomassa e rápido desenvolvimento, como a bactéria Escherichia coli ou a levedura Saccharomyces cerevisiae, podem montar a via biossintética estabelecida.

Presença milenar

Há mais de 4 mil anos, a planta da coca era tratada como remédio por moradores da Bolívia, do Peru e da Colômbia, segundo o Museu da DEA (Drug Enforcement Administration, agência do governo dos EUA encarregada da repressão e do controle de narcóticos). No século 16, exploradores europeus relataram que os habitantes locais mastigavam as folhas dessa planta para melhorar o humor, ajudar na digestão, aumentar o apetite e resistir melhor ao trabalho puxado.

No início dos anos 1900, a medicina ocidental modificou a planta da coca para funcionar como um agente anestésico. Já nos anos 1970, a cocaína foi reintroduzida como um narcótico que, na sequência, foi transformado em uma substância ilegal de fácil acesso e custo relativamente baixo.

De acordo com a DEA, a Coca-Cola incluiu a cocaína como um de seus principais ingredientes aromatizantes no final do século 19. No início dos anos 1900, porém, a cocaína bruta foi retirada de circulação. A Coca-Cola nega que tenha usado cocaína como aromatizante. Hoje em dia, segundo a DEA, o sabor da Coca-Cola está associado a uma versão “descocainizada” do extrato da folha de coca, e empresas farmacêuticas selecionadas usam restos de cocaína bruta para fazer remédios.

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Cefalópodes como polvos, lulas e sépias são animais altamente inteligentes com sistemas nervosos complexos. Em um artigo publicado na revista Science Advances, uma equipe liderada por Nikolaus Rajewsky, do Max Delbrück Center (Alemanha), mostrou agora que sua evolução está ligada a uma expansão dramática de seu repertório de microRNA.

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Se retrocedermos o suficiente na história evolutiva, encontraremos o último ancestral comum conhecido de humanos e cefalópodes: um animal primitivo semelhante a um verme com inteligência mínima e ocelos simples. Mais tarde, o reino animal pode ser dividido em dois grupos de organismos – aqueles com espinha dorsal e aqueles sem. Enquanto os vertebrados, principalmente os primatas e outros mamíferos, desenvolveram cérebros grandes e complexos com diversas habilidades cognitivas, os invertebrados não. Com uma exceção: os cefalópodes.

Os cientistas há muito se perguntam por que um sistema nervoso tão complexo só foi capaz de se desenvolver nesses moluscos. Agora, uma equipe internacional liderada por pesquisadores do Max Delbrück Center e do Dartmouth College (EUA) apresentou um possível motivo no artigo publicado na Science Advances. Eles explicam ali que os polvos possuem um repertório massivamente expandido de microRNAs (miRNAs) em seu tecido neural – refletindo desenvolvimentos semelhantes aos dos vertebrados.

Papel fundamental

“Portanto, é isso que nos conecta ao polvo”, disse o professor Nikolaus Rajewsky, diretor científico do Instituto de Biologia de Sistemas Médicos de Berlim do Max Delbrück Center (MDC-BIMSB), chefe do Laboratório de Biologia de Sistemas de Elementos Reguladores de Genes e último autor do artigo. Segundo ele, essa descoberta provavelmente significa que os miRNAs desempenham um papel fundamental no desenvolvimento de cérebros complexos.

Em 2019, Rajewsky leu uma publicação sobre análises genéticas realizadas em polvos. Os cientistas descobriram que muita edição de RNA ocorre nesses cefalópodes – o que significa que eles fazem uso extensivo de certas enzimas que podem recodificar seu RNA.

“Isso me fez pensar que os polvos podem não apenas ser bons em edição, mas também podem ter outros truques de RNA na manga”, afirmou Rajewsky. E assim ele começou uma colaboração com a estação de pesquisa marinha Stazione Zoologica Anton Dohrn, em Nápoles (Itália), que lhe enviou amostras de 18 tipos diferentes de tecidos de polvos mortos.

Expansão dramática

Os resultados das análises foram surpreendentes: “De fato, houve muita edição de RNA, mas não em áreas que acreditamos ser de interesse”, disse Rajewsky. A descoberta mais interessante foi, de fato, a dramática expansão de um conhecido grupo de genes de RNA, os microRNAs.

Um total de 42 novas famílias de miRNA foram encontradas – especificamente no tecido neural e principalmente no cérebro. Dado que esses genes foram conservados durante a evolução dos cefalópodes, a equipe conclui que eles foram claramente benéficos para os animais e, portanto, são funcionalmente importantes.

Rajewsky tem pesquisado miRNAs por mais de 20 anos. Em vez de serem traduzidos em RNAs mensageiros, que fornecem as instruções para a produção de proteínas na célula, esses genes codificam pequenos pedaços de RNA que se ligam ao RNA mensageiro e, assim, influenciam a produção de proteínas. Esses locais de ligação também foram conservados ao longo da evolução dos cefalópodes – outra indicação de que esses novos miRNAs são de importância funcional.

Novas famílias de microRNA

“Esta é a terceira maior expansão de famílias de microRNA no mundo animal e a maior fora dos vertebrados”, afirmou o primeiro autor dr. Grygoriy Zolotarov, cientista ucraniano que estagiou no laboratório de Rajewsky no MDC-BIMSB enquanto terminava a faculdade de medicina em Praga (República Tcheca) e depois disso. “Para se ter uma ideia da escala, as ostras, que também são moluscos, adquiriram apenas cinco novas famílias de microRNA desde os últimos ancestrais que compartilharam com os polvos – enquanto os polvos adquiriram 90.”

As ostras, acrescentou Zolotarov, não são exatamente conhecidas por sua inteligência.

O fascínio de Rajewsky pelos polvos começou anos atrás, durante uma visita noturna ao Aquário de Monterey, na Califórnia (EUA). “Vi essa criatura sentada no fundo do tanque e passamos vários minutos – pensei – olhando um para o outro.” Ele disse que olhar para um polvo é muito diferente de olhar para um peixe: “Não é muito científico, mas seus olhos exalam uma sensação de inteligência”. Os polvos têm olhos de “câmera” complexos semelhantes aos humanos.

Sinais de inteligência

Do ponto de vista evolutivo, os polvos são únicos entre os invertebrados. Eles têm um cérebro central e um sistema nervoso periférico – capaz de agir de forma independente. Se um polvo perde um tentáculo, o tentáculo permanece sensível ao toque e ainda pode se mover. A razão pela qual os polvos são os únicos a desenvolver funções cerebrais tão complexas pode residir no fato de que eles usam seus tentáculos de forma muito proposital – como ferramentas para abrir conchas, por exemplo.

Os polvos também mostram outros sinais de inteligência: são muito curiosos e podem se lembrar das coisas. Eles também podem reconhecer as pessoas e gostar mais de algumas do que de outras. Os pesquisadores agora acreditam que eles até sonham, já que mudam a cor e a estrutura da pele durante o sono.

Criaturas parecidas a alienígenas

“Dizem que se você quer conhecer um alienígena, mergulhe e faça amizade com um polvo”, observou Rajewsky. Ele agora planeja unir forças com outros pesquisadores de polvos para formar uma rede europeia que permitirá um maior intercâmbio entre os cientistas. Embora a comunidade seja pequena atualmente, Rajewsky diz que o interesse pelos polvos está crescendo em todo o mundo, inclusive entre os pesquisadores comportamentais.

De acordo com ele, é fascinante analisar uma forma de inteligência que se desenvolveu de forma totalmente independente da nossa. Mas não é fácil: “Se você fizer testes com eles usando petiscos como recompensa, eles logo perdem o interesse. Pelo menos é o que meus colegas me dizem”, disse Rajewsky.

“Como os polvos não são organismos-modelo típicos, nossas ferramentas de biologia molecular eram muito limitadas”, afirmou Zolotarov. “Portanto, ainda não sabemos exatamente quais tipos de células expressam os novos microRNAs.” A equipe de Rajewsky agora planeja aplicar uma técnica, desenvolvida no laboratório de Rajewsky, que tornará as células do tecido do polvo visíveis em nível molecular.

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Cientistas em um navio de pesquisa na Antártida observaram a desintegração da frente de uma geleira e suas medições “saíram da escala”. Além de testemunharem perturbações na superfície do oceano, eles registraram tsunamis subaquáticos “internos” tão altos quanto uma casa, um fenômeno que não havia sido percebido anteriormente na compreensão da mistura oceânica e em modelos de computador.

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A equipe, liderada por pesquisadores da British Antarctic Survey (BAS), relatou suas observações em artigo publicado na revista Science Advances.

Os tsunamis internos são um fator importante na mistura oceânica , que afeta a vida no oceano, as temperaturas em diferentes profundidades e a quantidade de gelo que o oceano pode derreter. O gelo na Antártida flui para a costa ao longo de vales cheios de geleiras. Enquanto parte do gelo derrete no oceano, muito dele se quebra em icebergs, que variam em tamanho, desde pequenos pedaços até o tamanho de um país.

Diferenças na temperatura da água

Uma equipe a bordo do navio de pesquisa RRS James Clark Ross, da BAS, estava fazendo medições oceânicas perto da geleira William, situada na Península Antártica, quando a frente dela se desintegrou dramaticamente em milhares de pequenos pedaços.

A geleira William normalmente tem um ou dois grandes eventos de desprendimento por ano, e a equipe estimou que este último quebrou cerca de 78 mil metros quadrados de gelo – em torno da área de 10 campos de futebol somados –, com a frente da geleira elevando-se 40 metros acima do nível do mar.

Antes de o gelo se separar, a temperatura da água era mais baixa a cerca de 50-100 metros de profundidade e mais quente abaixo disso. Após o desmembramento, isso mudou drasticamente, com a temperatura ficando muito mais uniforme em diferentes profundidades.

O principal autor do estudo, o professor Michael Meredith, chefe da equipe de Oceanos Polares da BAS, disse: “Foi notável ver isso e tivemos sorte de estar no lugar certo na hora certa. Muitas geleiras terminam no mar, e suas extremidades se dividem regularmente em icebergs. Isso pode causar grandes ondas na superfície, mas agora sabemos que também cria ondas dentro do oceano. Quando elas quebram, essas ondas internas fazem com que o mar se misture e isso afeta a vida no mar, quão quente ele fica em diferentes profundidades e quanto gelo pode ser derretido. É importante entendermos melhor isso”.

Descobertas fortuitas

Meredith prosseguiu: “A mistura do oceano influencia onde os nutrientes estão na água e isso é importante para os ecossistemas e a biodiversidade. Pensávamos que sabíamos o que causava essa mistura – no verão, pensávamos que eram principalmente o vento e as marés, mas nunca nos ocorreu que o desprendimento do iceberg poderia causar tsunamis internos que iriam misturar as coisas tão substancialmente”.

O professor James Scourse, chefe do Departamento de Ciências da Terra e do Meio Ambiente da Universidade de Exeter (Reino Unido), era o principal oficial científico do RRS James Clark Ross no momento do evento de desmembramento, que foi capturado por uma equipe da rede de TV Sky News a bordo na época. Dois outros cientistas da Universidade de Exeter foram fundamentais para a interpretação dos dados capturados: a drª Katy Sheen e o doutorando Tobias Ehmen.

“Muitas vezes, as descobertas mais importantes e emocionantes da ciência são fortuitas – você está no lugar certo, na hora certa, com os instrumentos certos e as pessoas certas – e porque você sabe que é importante, apenas certifique-se de ajustar o plano de trabalho para aproveite ao máximo o que a natureza oferece a você”, disse o professor Scourse. “Fizemos isso na Baía de Börgen em janeiro de 2020 e, como resultado, produzimos os primeiros dados sobre um processo que tem implicações na rapidez com que o oceano é capaz de derreter as camadas de gelo. Isso tem implicações para todos nós.”

Ao contrário das ondas causadas pelo vento e pelas marés, os tsunamis são causados ​​por eventos geofísicos em que a água é repentinamente deslocada – por exemplo, por um terremoto ou deslizamento de terra.

Compreensão ampliada

Tsunamis internos foram observados em alguns lugares, causados ​​por deslizamentos de terra. Até agora, ninguém havia notado que eles estão acontecendo ao redor da Antártida, provavelmente o tempo todo por causa dos milhares de geleiras que estão se desfazendo ali. Outros lugares com geleiras provavelmente também serão afetados, incluindo a Groenlândia e outras partes do Ártico.

Essa observação e compreensão são importantes, já que as geleiras devem recuar e ceder mais à medida que o aquecimento global continua. Isso provavelmente poderia aumentar o número de tsunamis internos criados e a mistura que eles causam.

Esse processo não é levado em consideração nos modelos de computador atuais que nos permitem prever o que pode acontecer na Antártida. Essa descoberta muda nossa compreensão de como o oceano ao redor da Antártida é misturado e melhorará o conhecimento sobre o que isso significa para o clima, o ecossistema e o aumento do nível do mar. “Nosso momento fortuito mostra quanto mais precisamos aprender sobre esses ambientes remotos e como eles são importantes para o nosso planeta”, comentou Meredith.

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