6 de novembro de 2012 | nenhum comentário »

Na natureza, espécies que cooperam podem vencer trapaceiras

Em uma pesquisa feita com leveduras, cientistas provaram que evolução pode levar variedades cooperativas a vencer as trapaceiras

A cooperação e a trapaça não são fenômenos exclusivamente humanos. Existem diversas espécies na natureza que se dispõem a produzir bens comuns, que poderão ser usados por todos — são as cooperadoras. É o caso de animais que soltam um grito de alerta para avisar da presença de predadores, mesmo que isso revele sua localização para o inimigo, ou de bactérias que produzem compostos químicos que serão usados como nutrientes para outros seres. Mas também existem trapaceiros, que usam desses bens comuns produzidos por outros seres sem dar nada em troca.

A presença dos trapaceiros representa um problema para todo o ambiente à sua volta. Uma vez que consomem o que é de todos sem produzir nada em troca, eles tendem a se reproduzir mais rápido e, no final, exaurir todo o ambiente, levando à extinção. Pesquisadores da Universidade de Washington desenvolveram um sistema com leveduras (fungos unicelulares) para simular a batalha entre cooperadores e trapaceiros, a fim de descobrir quais estratégias poderiam impedir que estes levassem todo o sistema à ruína.

Para a surpresa dos pesquisadores, eles não precisaram pôr nenhuma estratégia em prática. Em boa parte das culturas de leveduras, os cooperadores ganharam a batalha naturalmente. Em uma pesquisa publicada na edição desta semana do periódico científico Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS),os pesquisadores mostraram que apesar de os trapaceiros abrirem uma vantagem inicial, em alguns casos a evolução cuidou de selecionar os melhores cooperadores, que foram capazes de dominar a cultura.

Corrida evolutiva  – Em sua pesquisa, os cientistas usaram um tipo de levedura conhecida como Saccharomyces cerevisiae, também usada na fabricação da cerveja. A partir dessa espécie, produziram dois tipos de leveduras cooperativas. A primeira, vermelha, produzia uma substância chamada adenina e necessitava de outra substância chamada lisina para viver. Já a outra levedura, amarela, precisava da adenina e produzia a lisina. Era um sistema cooperativo perfeito, que permitia a sobrevivência de ambas em um ambiente onde originalmente não havia nenhuma das duas substâncias químicas.

A fim de atrapalhar esse equilíbrio, os pesquisadores adicionaram uma levedura azul à mistura, que consumia a lisina do ambiente, mas não produzia nenhum outro nutriente. A previsão dos cientistas era de que de que a variedade azul fosse crescer de modo rápido e levar o sistema cooperativo à destruição. No entanto, as diversas populações de leveduras, que foram criadas de modo totalmente igual, evoluíram de modos diferentes. Em uma parte, os trapaceiros venceram. Em outra, as cooperadoras conseguiram expulsá-los das culturas.

Segundo os pesquisadores, dentro de cada uma das culturas aconteceu uma espécie de corrida adaptativa, na qual cooperadores e os trapaceiros ganharam mutações para garantir sua sobrevivência. Nos casos onde cooperadores ganharam, suas mutações tiveram que, além de superar a desvantagem inicial, torná-los mais adaptados que os trapaceiros. Nesses casos, a cultura conseguiu sobreviver por muito tempo e a tragédia foi evitada. Já no caso onde as mutações favoreceram os trapaceiros, a morte dos cooperadores levou à completa extinção do sistema.

Levedura da espécie Saccharomyces cerevisiae

Os pesquisadores usaram leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae para estudar como impedir que trapaceiros vencessem dos cooperadores (Reprodução)

Fonte: Veja Ciência


28 de maio de 2012 | nenhum comentário »

Quanto falta para o colapso?

Sistemas vivos passam por transições abruptas. A morte é a mais conhecida. Em um momento estamos vivos, no seguinte, mortos. Mas existem inúmeros exemplos de pontos de transição abruptos. Qual o momento em que a devastação de uma floresta a condena ao desaparecimento? Qual o número mínimo de baleias necessário para a sobrevivência da espécie? Determinar o ponto exato em que essas transições ocorrem e quão longe estamos delas é um problema ainda não resolvido.

Isso é difícil de fazer porque todos os sistemas vivos possuem mecanismos de autorregulação. Imagine que um animal coma cada vez menos; intuitivamente, sabemos que chega um momento em que ele morre. Mas determinar esse momento é difícil porque, à medida que ele come menos, ele também se movimenta menos, diminui seu metabolismo e passa a necessitar de menos alimento. Processos semelhantes tornam difícil prever o tamanho mínimo de uma população de baleias ou o abuso que uma floresta aguenta antes de desaparecer.

Por volta de 1980, foi proposta uma teoria que permite medir a distância entre o estado presente e o ponto de colapso de um sistema biológico. A ideia é que o tempo que um sistema vivo leva para se recuperar de um trauma aumenta à medida que o sistema se aproxima do ponto de colapso. Se você abre uma clareira em uma floresta virgem, ela se fecha rapidamente. À medida que a floresta se aproxima do ponto de colapso, a teoria prevê que o tempo necessário para a clareira fechar aumenta. Você tira o alimento de um animal. Se ele estiver saudável, ao ser alimentado, a recuperação é rápida. Mas, se ele estiver se aproximando do ponto de colapso, o tempo de recuperação aumenta. O mesmo princípio se aplicaria a uma população de baleias ou a um paciente na UTI.

Na prática. O problema é que essa teoria nunca havia sido testada. Agora, um grupo de cientistas demonstrou que ela funciona na prática.

O experimento foi feito com microalgas, e publicado na revista Nature com o título “Ecovery Rates Reflect Distance To a Tipping Point In a Living System”. Esses seres unicelulares necessitam de luz para fazer fotossíntese e produzir seu alimento, mas luz em excesso os mata. Para evitar o excesso de luz, eles crescem todos juntos – assim, um faz sombra para o outro. Regulando a distância entre eles (sua densidade no oceano), regula-se a quantidade de luz que recebem. Os cientistas colocaram essas algas em um recipiente de vidro em condições ideais: muitas algas por litro e uma quantidade de luz fixa.

Estabelecida a condição ótima, os cientistas adicionaram mais líquido ao recipiente, mantendo a mesma quantidade de luz incidente. Inicialmente, as algas, com menos vizinhos para diminuir a incidência de luz, diminuem sua taxa de crescimento, mas rapidamente se dividem de modo a otimizar novamente o sombreamento.

Os cientistas mediram o tempo que o sistema leva para se recuperar. Mas, antes que ele estivesse totalmente recuperado, adicionaram mais líquido, forçando as algas a se adaptar ao novo ambiente. As algas novamente se recuperaram. Ao longo de 30 dias, os cientistas foram aumentando o estresse e a cada vez as algas se recuperavam. Mas o tempo de recuperação foi ficando mais longo. Até um momento em que eles adicionaram um pouco mais de líquido e o sistema colapsou: todas as algas morreram. Haviam atingido o ponto de transição abrupta.

Após medir a velocidade de recuperação em função do estresse aplicado no sistema, os cientistas demonstraram que é possível prever quão distante o sistema está do colapso medindo seu tempo de recuperação. Estes resultados demonstram que a teoria proposta em 1980 é verdadeira.

Nos próximos anos, é provável que diversos grupos, usando diversos sistemas biológicos, tentem demonstrar que medir a variação do tempo de recuperação permite prever quão distante um sistema vivo está do colapso.

Se essa teoria for confirmada, teremos uma arma poderosa. Estudos de impacto ambiental finalmente terão um embasamento científico mais sólido e programas de recuperação ambiental poderão ter seus resultados medidos de forma objetiva.

Fonte: Mater Natura


18 de março de 2011 | nenhum comentário »

Brasil terá sistema de alerta contra catástrofes naturais

O sistema nacional de alerta contra catástrofes naturais será bancado neste ano por R$ 10 milhões do Fundo Nacional sobre Mudança do Clima. A decisão foi anunciada na quinta-feira em Brasília.

Principal anúncio do início da gestão de Aloizio Mercadante no Ministério da Ciência e Tecnologia, a criação de um sistema que possa evitar tragédias como a de janeiro na região serrana do Rio esbarrou nos cortes orçamentários do governo.

A saída foi pedir financiamento para o início da montagem do sistema ao fundo gerenciado pelo MMA (Ministério do Meio Ambiente).

Afinal, raciocina o ministério, trata-se de uma ação de adaptação às mudanças climáticas, uma das linhas principais do fundo.

Neste ano, o fundo deverá investir R$ 229 milhões em ações como combate à desertificação e redução de emissões de carbono.

Desse total, R$ 200 milhões serão disponibilizados pelo BNDES (Banco Nacional do Desenvolvimento) na forma de empréstimos com juros mais baixos que a inflação.

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Na mira do secretário nacional de Mudança Climática, Eduardo Assad, estão linhas de crédito para substituição de ônibus a diesel por biodiesel e a expansão das placas solares para aquecimento de água, além do estímulo ao desenvolvimento de paineis fotovoltaicos.

“A gente sempre ouve o argumento de que é muito caro, então vamos dar dinheiro para pesquisa, para ficar barato”, afirmou Assad.

Fonte: Folha.com






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6 de novembro de 2012 | nenhum comentário »

Na natureza, espécies que cooperam podem vencer trapaceiras

Em uma pesquisa feita com leveduras, cientistas provaram que evolução pode levar variedades cooperativas a vencer as trapaceiras

A cooperação e a trapaça não são fenômenos exclusivamente humanos. Existem diversas espécies na natureza que se dispõem a produzir bens comuns, que poderão ser usados por todos — são as cooperadoras. É o caso de animais que soltam um grito de alerta para avisar da presença de predadores, mesmo que isso revele sua localização para o inimigo, ou de bactérias que produzem compostos químicos que serão usados como nutrientes para outros seres. Mas também existem trapaceiros, que usam desses bens comuns produzidos por outros seres sem dar nada em troca.

A presença dos trapaceiros representa um problema para todo o ambiente à sua volta. Uma vez que consomem o que é de todos sem produzir nada em troca, eles tendem a se reproduzir mais rápido e, no final, exaurir todo o ambiente, levando à extinção. Pesquisadores da Universidade de Washington desenvolveram um sistema com leveduras (fungos unicelulares) para simular a batalha entre cooperadores e trapaceiros, a fim de descobrir quais estratégias poderiam impedir que estes levassem todo o sistema à ruína.

Para a surpresa dos pesquisadores, eles não precisaram pôr nenhuma estratégia em prática. Em boa parte das culturas de leveduras, os cooperadores ganharam a batalha naturalmente. Em uma pesquisa publicada na edição desta semana do periódico científico Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS),os pesquisadores mostraram que apesar de os trapaceiros abrirem uma vantagem inicial, em alguns casos a evolução cuidou de selecionar os melhores cooperadores, que foram capazes de dominar a cultura.

Corrida evolutiva  – Em sua pesquisa, os cientistas usaram um tipo de levedura conhecida como Saccharomyces cerevisiae, também usada na fabricação da cerveja. A partir dessa espécie, produziram dois tipos de leveduras cooperativas. A primeira, vermelha, produzia uma substância chamada adenina e necessitava de outra substância chamada lisina para viver. Já a outra levedura, amarela, precisava da adenina e produzia a lisina. Era um sistema cooperativo perfeito, que permitia a sobrevivência de ambas em um ambiente onde originalmente não havia nenhuma das duas substâncias químicas.

A fim de atrapalhar esse equilíbrio, os pesquisadores adicionaram uma levedura azul à mistura, que consumia a lisina do ambiente, mas não produzia nenhum outro nutriente. A previsão dos cientistas era de que de que a variedade azul fosse crescer de modo rápido e levar o sistema cooperativo à destruição. No entanto, as diversas populações de leveduras, que foram criadas de modo totalmente igual, evoluíram de modos diferentes. Em uma parte, os trapaceiros venceram. Em outra, as cooperadoras conseguiram expulsá-los das culturas.

Segundo os pesquisadores, dentro de cada uma das culturas aconteceu uma espécie de corrida adaptativa, na qual cooperadores e os trapaceiros ganharam mutações para garantir sua sobrevivência. Nos casos onde cooperadores ganharam, suas mutações tiveram que, além de superar a desvantagem inicial, torná-los mais adaptados que os trapaceiros. Nesses casos, a cultura conseguiu sobreviver por muito tempo e a tragédia foi evitada. Já no caso onde as mutações favoreceram os trapaceiros, a morte dos cooperadores levou à completa extinção do sistema.

Levedura da espécie Saccharomyces cerevisiae

Os pesquisadores usaram leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae para estudar como impedir que trapaceiros vencessem dos cooperadores (Reprodução)

Fonte: Veja Ciência


28 de maio de 2012 | nenhum comentário »

Quanto falta para o colapso?

Sistemas vivos passam por transições abruptas. A morte é a mais conhecida. Em um momento estamos vivos, no seguinte, mortos. Mas existem inúmeros exemplos de pontos de transição abruptos. Qual o momento em que a devastação de uma floresta a condena ao desaparecimento? Qual o número mínimo de baleias necessário para a sobrevivência da espécie? Determinar o ponto exato em que essas transições ocorrem e quão longe estamos delas é um problema ainda não resolvido.

Isso é difícil de fazer porque todos os sistemas vivos possuem mecanismos de autorregulação. Imagine que um animal coma cada vez menos; intuitivamente, sabemos que chega um momento em que ele morre. Mas determinar esse momento é difícil porque, à medida que ele come menos, ele também se movimenta menos, diminui seu metabolismo e passa a necessitar de menos alimento. Processos semelhantes tornam difícil prever o tamanho mínimo de uma população de baleias ou o abuso que uma floresta aguenta antes de desaparecer.

Por volta de 1980, foi proposta uma teoria que permite medir a distância entre o estado presente e o ponto de colapso de um sistema biológico. A ideia é que o tempo que um sistema vivo leva para se recuperar de um trauma aumenta à medida que o sistema se aproxima do ponto de colapso. Se você abre uma clareira em uma floresta virgem, ela se fecha rapidamente. À medida que a floresta se aproxima do ponto de colapso, a teoria prevê que o tempo necessário para a clareira fechar aumenta. Você tira o alimento de um animal. Se ele estiver saudável, ao ser alimentado, a recuperação é rápida. Mas, se ele estiver se aproximando do ponto de colapso, o tempo de recuperação aumenta. O mesmo princípio se aplicaria a uma população de baleias ou a um paciente na UTI.

Na prática. O problema é que essa teoria nunca havia sido testada. Agora, um grupo de cientistas demonstrou que ela funciona na prática.

O experimento foi feito com microalgas, e publicado na revista Nature com o título “Ecovery Rates Reflect Distance To a Tipping Point In a Living System”. Esses seres unicelulares necessitam de luz para fazer fotossíntese e produzir seu alimento, mas luz em excesso os mata. Para evitar o excesso de luz, eles crescem todos juntos – assim, um faz sombra para o outro. Regulando a distância entre eles (sua densidade no oceano), regula-se a quantidade de luz que recebem. Os cientistas colocaram essas algas em um recipiente de vidro em condições ideais: muitas algas por litro e uma quantidade de luz fixa.

Estabelecida a condição ótima, os cientistas adicionaram mais líquido ao recipiente, mantendo a mesma quantidade de luz incidente. Inicialmente, as algas, com menos vizinhos para diminuir a incidência de luz, diminuem sua taxa de crescimento, mas rapidamente se dividem de modo a otimizar novamente o sombreamento.

Os cientistas mediram o tempo que o sistema leva para se recuperar. Mas, antes que ele estivesse totalmente recuperado, adicionaram mais líquido, forçando as algas a se adaptar ao novo ambiente. As algas novamente se recuperaram. Ao longo de 30 dias, os cientistas foram aumentando o estresse e a cada vez as algas se recuperavam. Mas o tempo de recuperação foi ficando mais longo. Até um momento em que eles adicionaram um pouco mais de líquido e o sistema colapsou: todas as algas morreram. Haviam atingido o ponto de transição abrupta.

Após medir a velocidade de recuperação em função do estresse aplicado no sistema, os cientistas demonstraram que é possível prever quão distante o sistema está do colapso medindo seu tempo de recuperação. Estes resultados demonstram que a teoria proposta em 1980 é verdadeira.

Nos próximos anos, é provável que diversos grupos, usando diversos sistemas biológicos, tentem demonstrar que medir a variação do tempo de recuperação permite prever quão distante um sistema vivo está do colapso.

Se essa teoria for confirmada, teremos uma arma poderosa. Estudos de impacto ambiental finalmente terão um embasamento científico mais sólido e programas de recuperação ambiental poderão ter seus resultados medidos de forma objetiva.

Fonte: Mater Natura


18 de março de 2011 | nenhum comentário »

Brasil terá sistema de alerta contra catástrofes naturais

O sistema nacional de alerta contra catástrofes naturais será bancado neste ano por R$ 10 milhões do Fundo Nacional sobre Mudança do Clima. A decisão foi anunciada na quinta-feira em Brasília.

Principal anúncio do início da gestão de Aloizio Mercadante no Ministério da Ciência e Tecnologia, a criação de um sistema que possa evitar tragédias como a de janeiro na região serrana do Rio esbarrou nos cortes orçamentários do governo.

A saída foi pedir financiamento para o início da montagem do sistema ao fundo gerenciado pelo MMA (Ministério do Meio Ambiente).

Afinal, raciocina o ministério, trata-se de uma ação de adaptação às mudanças climáticas, uma das linhas principais do fundo.

Neste ano, o fundo deverá investir R$ 229 milhões em ações como combate à desertificação e redução de emissões de carbono.

Desse total, R$ 200 milhões serão disponibilizados pelo BNDES (Banco Nacional do Desenvolvimento) na forma de empréstimos com juros mais baixos que a inflação.

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Na mira do secretário nacional de Mudança Climática, Eduardo Assad, estão linhas de crédito para substituição de ônibus a diesel por biodiesel e a expansão das placas solares para aquecimento de água, além do estímulo ao desenvolvimento de paineis fotovoltaicos.

“A gente sempre ouve o argumento de que é muito caro, então vamos dar dinheiro para pesquisa, para ficar barato”, afirmou Assad.

Fonte: Folha.com