Ciência cotidiana 3 – Por que a pipoca estoura?

Uma cápsula de metal recheada com pólvora e um pavio. Algo tão simples já tirou a vida de milhares de pessoas na história da humanidade. A reação causada pelo fogo no explosivo gera uma expansão rapidíssima do conteúdo da cápsula, que retém a pressão o quanto dá. De repente ela não suporta mais e se estilhaça lançando cacos em alta velocidade para todos os lados. Aí está uma bomba. Troque o metal da cápsula por papel e acrescente alumínio ou ferro à pólvora para as faíscas ficarem brilhantes e vira fogos de artifício.

Curioso, o mesmo processo é o que leva a pipoca a estourar. A semente do milho é rica em água. Água aquecida vira vapor que, por ser mais quente, é também menos denso e mais volumoso. O vapor de água na semente de milho se expande e começa a fazer pressão para sair. Bem, mas a maioria dos alimentos tem água em seu interior e nem por isso sai explodindo por aí. O que o milho tem de diferente é o fato de ser uma semente. Toda semente é recoberta por um tegumento, uma camada de tecido vegetal resistente e impermeável. O tegumento funciona na semente de milho como a cápsula funciona numa bomba, ele irá reter a expansão do vapor de água até que não resista mais e exploda.

E se esse tegumento estiver rachado ou perfurado? Daí o vapor escapa e o milho não explode. Os famosos (e inconvenientes) piruás. Para os que gostam, segue o link para um ensaio muito sensível do Rubem Alves sobre a vida, o milho e o piruá. (http://www.releituras.com/rubemalves_pipoca.asp)

Manchetes comentadas 6 – Ataque de abelhas mata 1 e fere 10 em rodovia paulista

Trabalhadores de uma empresa terceirizada para a manutenção de uma rodovia no interior de São Paulo foram surpreendidos por um enxame de abelhas africanizadas enquanto roçavam o mato às beiras da rodovia. Um senhor de 65 anos morreu de insuficiência respiratória e muitos outros funcionários ficaram feridos. Alguns tiveram que se atirar num rio para evitar as ferroadas.


Imagem obtida de www.eol.org

Imagem obtida de www.eol.org


As abelhas são animais altamente sociais, inclusive atacando violentamente ameaças às colméias. Os ferrões são na verdade modificações do ovopositor, como são parte das vísceras do animal, a ferroada tende a levar à morte a abelha. Em sua base o ferrão tem uma glândula de veneno que costuma ficar na pele do ferroado. Por isso não retire o ferrão com o dedo ou você irá injetar mais veneno, uma pinça de ponta curva resolve isso.

Em 2007 eu mesmo tive uma experiência nada agradável com abelhas. Eu, uma segunda professora e outros 24 alunos em aula de campo passamos perto demais de uma colméia e despertamos a ira desses bichinhos, foi um baita susto. Nem é necessário tocar o ninho, fazer barulho próximo demais a um é suficiente. Cansei de contar as ferroadas quando cheguei em 120, tomei um antialérgico e um analgésico e tudo ficou bem. Entre os alunos tivemos muito inchaço, dificuldade de respiração, dor de cabeça, febre e até diarréia.

As abelhas que causam os maiores problemas no Brasil são as africanizadas. Abelhas melíferas africanas, introduzidas no Brasil na década de 50 por serem mais resistentes que as européias ao calor, fugiram das criações e começaram a acasalar-se com as abelhas européias trazidas ao Brasil no século XIX. Esse deve ser o evento melhor conhecido de invasão biológica no país, já que partiu de um laboratório em Ribeirão Preto, SP. Vivendo longe do manuseio constante das apiculturas a abelha africanizada torna-se muito agressiva e, devido ao seu grande número, pode chegar a matar, como ocorreu ontem.

Em campo sempre é vantajoso ter a maior parte do corpo coberto por roupa, mesmo que esteja calor. Isso evita um ataque mais eficiente das abelhas, mas também insolação e desidratação. Outra boa medida é manter outras pessoas informadas sobre o paradeiro da equipe e seu cronograma. Assim, caso haja alguma demora a ajuda pode ser acionada. Em ocorrendo um ataque de abelhas é válido cobrir a cabeça com a blusa, isso expõe o abdome a picadas, mas protege a cabeça, que é mais sensível. Afastar-se o mais rápido possível do local também salva vidas.

Ciência cotidiana 2 – Como funciona um forno de microondas?

Maravilhas da tecnologia! Hoje em minha cozinha prescindo de um fogão, mas acho que nunca mais sobreviverei sem um forno de microondas. Esse eletrodoméstico que já se infiltrou nas casas das mais puristas Amélias do país, apesar de sua utilidade, ainda tem seu funcionamento envolto em uma névoa de mistério. Abre a portinha, coloca ali o prato congelado, aperta meia dúzia de botões, assiste-se ao cronômetro regressivo ou à bandejinha a girar e, após três apitos, lá está o seu jantar pronto.

Feitiçaria? Não, é tecnologia. O forno de microondas é baseado em um princípio da física chamado ressonância. Segundo esse princípio duas ondas com a mesma freqüência tendem a aumentar sua amplitude. As microondas do nosso forno têm a mesma freqüência de vibração que as moléculas de água, gordura e açúcar, 2500 Mhz. No caso das microondas o que entra em ressonância com ela é a água. Variações dessa mesma técnica são usadas por uma criança para brincar no balanço, numa ressonância magnética médica ou na antena do rádio. O forno faz vibrar por ressonância as moléculas presentes no alimento. E o que essa vibração tem a ver com aquecer comida? Bem, o calor é simplesmente a forma como sentimos as partículas em movimento.

É por essa história da refração que não se pode usar material reflexivo dentro desse tipo de forno. As ondas incidiriam no recipiente e refletiriam “cozinhando” o eletrodoméstico em vez do alimento. Os recipientes chamados de refratários não são aquecidos pelas ondas e nem as refletem, por isso são ideais. Também é por isso que o microondas não é exatamente a melhor forma de secar seu gatinho. Ele não faria vibrar apenas a água dos pêlos do bichano, mas também aquela presente em seu sangue e órgãos, cozinhando-o. Por falar em cozinhar por dentro, o papo de que o microondas cozinha de dentro para fora é lenda. Ele aquece quase por igual a parte de fora e a de dentro, já que a radiação das microondas atravessa o alimento, o calor se expande por radiação, ao invés da condução do forno a gás. Daí que a casquinha do pão que você aquece ali não tosta mais que seu interior, dando à casca a textura tão molenga quanto o interior da massa.

Biologia se aprende é no mato

Esse feriado eu, o colega Rogério Añez, professor de botânica na UNEMAT, e mais 29 estudantes de Biologia passamos quatro dias inesquecíveis no Pantanal Mato-grossense. Fomos com o intuito de estudar um pouco dessa paisagem de exceção, como o classifica Ab’Saber e acabamos vivenciando muito mais. Dos catastróficos efeitos da água não filtrada dos rios, à dor da ferroada de um bagre, à importância do trabalho em equipe, acho que todos voltamos de lá pessoas melhores. Obrigado a todos que participaram da saída de campo e espero que muitas outras se sucedam.

Manchetes comentadas 5 – Juiz recusa promoção e fica no caso Dantas

Expirou ontem o prazo para o Juiz Fausto de Sanctis, responsável pelos dois mandatos de prisão expedidos contra Daniel Dantas em decorrência da operação Satiagraha, candidatar-se ao cargo de desembargador do Tribunal Regional Federal. Parece que causou grande surpresa o ato do juiz. Surpresa aos colegas, não a mim. Os benefícios de assumir tal cargo vão além do financeiro, que ao que consta é de apenas 5% acima do soldo atual. O principal atrativo vem do prestígio de ser um desembargador do TRF, os holofotes.
Ora, se o juiz já tem sido assunto de tantas reportagens com o bom trabalho que tem prestado nas operações da Polícia Federal (trabalho esse freqüentemente desfeito pelo Sr. Gilmar Mendes do STF e seus Habeas Corpus), os holofotes já estão com ele. Assumir o cargo seria recomeçar sua ascenção e ser afastado justamente do que lhe tem garantido popularidade.
Isso tudo me remete a um conceito famoso da ecologia. O de custo e benefício. Segundo ele, qualquer organismo só tende a realizar uma dada tarefa se os benefícios de realizá-la forem maiores do que seus custos. Por causa dela um guepardo sabe até onde insistir em perseguir uma gazela e quando parar de correr. Por causa dela um sapo sabe quão alto coachar para atrair uma fêmea sem acabar chamando a atenção de um predador. Também é por causa dela que nosso juiz não abriu mão do caso Daniel Dantas para concorrer ao TRF. O custo (deixar a projeção da Satiagraha) supera em muito o benefício (Desembargador). Ainda mais que não há garantias de que ele assumiria o cargo, apenas concorreria a ele.

Vídeos animais

Para quem gosta de vídeos de bichos vale fazer uma visita ao site www.arkive.org.
São dezenas de vídeos, fotos e informações sobre os mais esdrúxulos animais. Nada de narrações ou legendas, apenas os filmes para rodar em quicktime. Excelentes para usar em aula.

Ciência cotidiana 1 – Por que a geladeira evita que os alimentos se estraguem?

Boa parte de nossa alimentação é baseada em alimentos ditos perecíveis, ou seja, aqueles que se estragam ao longo do tempo em um prazo mais curto. Verduras, carnes, frutas, entre outros estão sujeitos a um processo de decomposição rápida. Aquele mesmo tipo de decomposição que o professor de ecologia menciona e parece algo tão distante dos alunos. Ela é realizada principalmente por fungos e bactérias. A solução para manter os alimentos por mais tempo armazenados é resfriá-los em geladeira.

Mas por que a geladeira tem essa capacidade de manter os alimentos íntegros? A maioria das pessoas acredita que a geladeira mata os microorganismos responsáveis pela decomposição dos alimentos. Não é bem assim. Se o fosse não seria necessário manter os alimentos perecíveis constantemente resfriados. Bastaria embalar esses alimentos na temperatura em que a geladeira opera, por volta de 2º C, e pronto. As bactérias e fungos ali dentro estariam mortos e a degradação do alimento não mais ocorreria. Na verdade, bactérias e fungos são organismos bastante difíceis de assassinar.

O que se pode fazer então é desistir de matá-los e apenas evitar que ajam. O processo de decomposição é um processo químico comum. A termodinâmica tem um conceito chamado Regra de Van’t Hoff, que propõe que a reação química tende a duplicar de velocidade a cada 10º C de aumento da temperatura. Quanto mais quente maior a velocidade da reação, quanto mais frio mais lentamente ela se processará. Num calorzinho como o daqui do Mato Grosso, em que do lado de fora da geladeira faz até 42º C, a reação de apodrecimento levaria o quádruplo do tempo dentro da geladeira. Voilà! A geladeira não impede que os alimentos apodreçam, ela apenas retarda esse processo. Isso ficou muito claro para mim quando tirei uma semana de férias e, no regresso, encontrei umas fatias de presunto e queijo num pote na minha geladeira. Foi quase como ver um evento de abiogênese. O presunto, a essa altura em um tom entre o lilás e o verde, quase se movia. Blerght!

Sapo congelado – ou as loucuras que a competição gera

Conforme prometido, envio um filminho que encontrei no you tube sobre a rã madeira (Wood frog). Uma espécie bastante única. Até onde eu sei é a única espécie de vertebrado terrestre ectotérmico (que utiliza o calor do ambiente para aquecer seu corpo) que habita latitudes acima do círculo polar ártico. No inverno ela simplesmente deixa que seus órgãos congelem, protegendo o sangue com açúcares que evitam que ele se solidifique. Baixa a zero sua respiração, débito cardíaco e função renal e permanece nesse estado metabólico que mais se assemelha à morte por até meses. Com o retorno do sol na primavera o bichinho descongela e volta à vida normal. Inacreditável!

Coisas estranhas assim só poderiam ser fruto da competição. Esse processo ecológico é tão poderoso que gera espécies as mais esdrúxulas. Provavelmente as lagoas das regiões temperadas já estavam tão saturadas de batráquios mil competindo por insetos e porções mínimas de água para deixar seus ovos que aos ancestrais da rã madeira só restou mudar-se um pouco mais para o norte. É certo que lá o ambiente traria desafios medonhos, mas a competição não parecia oferecer uma alternativa muito melhor.

Não e o mesmo vídeo que eu assisti com o Prof. Vicente Gomes no curso de Ecossistemas Polares em que um russo doido bate com a rãzinha saída de um freezer numa bacia para provar que está dura mesmo, mas dá para entender a situação. Situação quase irreal no calor escaldante do Mato Grosso e seus fins de tarde de 38º C. Às vezes me pego nesses dias lembrando com saudades do tempo em que passei fazendo experimentos dentro da câmara fria que eles mantêm no Oceanográfico da USP.

Manchetes comentadas 4 – EUA já usaram 290 Bilhões em ajuda


O que o Federal Reserve americano tem a ver com marrecos migratórios?

O que o Federal Reserve americano tem a ver com marrecos migratórios?

Semana após semana os jornais têm noticiado os gastos dos governos do mundo todo com instituições financeiras particulares para frear os efeitos da crise financeira que nos assola. Ao que meus parcos conhecimentos de economia entendem, parece que as instituições financeiras de alguns países em que a fiscalização governamental sobre transações bancárias é mais frouxa fizeram tantos empréstimos ao público e entre bancos, que uma hora havia mais notas promissórias de empréstimos do que dinheiro nos bancos. Isso os fez quebrar. Mas na verdade o post de hoje nada tem a ver com essa questão. Ia aproveitar para falar sobre a ajuda e o altruísmo.

 

 

 

O altruísmo sempre foi intrigante em termos evolutivos. Desde que a teoria da evolução foi proposta por Charles Darwin que se compreende que a seleção natural atua em nível individual. O indivíduo que se dá bem sobrevive e reproduz é bem sucedido evolutivamente. O indivíduo que ajuda, em geral, oferece algo em benefício do outro que resulta num prejuízo para ele mesmo. Por isso a ajuda não parece ser um comportamento evolutivamente vantajoso.

Por que então temos comportamentos como abelhas que se suicidam ao ferroar para proteger a colméia. Ou por que um marreco voa no vértice da formação de migração quebrando toda a resistência do vento enquanto os outros só vão no vácuo. Por que o governo ajudaria a resgatar os bancos em falência?

Diversas teorias foram propostas para os diferentes tipos de altruísmo. As abelhas, por exemplo, à medida que se suicidam ferroando ameaças, estão protegendo suas irmãs na colméia. Dizem que JBS Haldane, um eminente biólogo inglês, disse quando questionado sobre estar disposto a dar a vida pela Inglaterra na 2ª guerra: “Pela Inglaterra não, mas daria minha vida por dois irmãos ou oito primos”. Isso significa que sacrificando-se para proteger dois irmãos a maior parte de seus genes estariam preservados, já que cada irmão partilha 50% do genoma de um indivíduo. A partir daí William Hamilton elaborou a teoria da seleção de parentesco, na qual o nível de seleção não mais é o indivíduo, mas sua família. Em última instância seus genes, a teoria do gene egoísta de Richard Dawkins.

Já com os marrecos, eventualmente o marreco que vai no vértice troca de lugar com algum outro. Um marreco só ajuda os outros no vôo se isso for devolvido depois. É o chamado de altruísmo recíproco e parece ser uma estratégia evolutivamente vantajosa. Dependendo do custo da ajuda para aquele que a oferece e do benefício para aquele que a ganha a ajuda será sempre oferecida. No caso das aves, ficar por 15 minutos quebrando o vento para os demais significa que depois passará uma hora tendo o vento quebrado pelos colegas. Nesse sentido o altruísmo seria apenas um egoísmo mascarado.

É isso o que está havendo com as ajudas dos governos de todo o mundo aos bancos em bancarrota. Seja a venda de dólares para reduzir o valor da moeda, seja um empréstimo/doação para o banco quitar suas dívidas com outros bancos, a ajuda aos bancos rende, no final, uma ajuda à própria economia nacional, que é o que sustenta o governo. Bancos financeiramente sadios pagam em dia seus empréstimos e fazem girar a economia, o que gera mais impostos para o governo. Essa ajuda financeira só está vindo agora na esperança de que depois esses bancos, recuperados, apóiem financeiramente o governo também. Uma mão lava a outra.

Imagens obtidas de federalreserve.gov e petfriends.com.br

 

Quem veio primeiro, o ovo ou o Kiwi?

Kiwi mum and dad, this one is for you.

 


Em 1996 morei por seis meses com uma família neozelandesa para estudar inglês e conhecer um pouco melhor esse país tão longínquo e curioso. Uma das primeiras coisas que me chamou a atenção ali foi o Kiwi, a ave símbolo da Nova Zelândia. Esse bichinho engraçado é noturno, do tamanho de uma galinha, cinzento, tem mais plumas do que penas, o que dá uma aparência peludinha a ele e, pasmem, não tem asas, seus membros anteriores estão reduzidos a estruturas do tamanho da unha de um gato. O kiwi também tem um longo bico com narinas na ponta e um excelente olfato (ao contrário da maioria absoluta das demais aves). Lá na fazenda que eu fiquei às vezes dava para ouvir os cantos deles à noite. Uma experiência e tanto!

A lenda maori conta que o kiwi perdeu suas asas num trato feito com os deuses-árvores em que o kiwi comeria os insetos que devoram as árvores e, em troca, a floresta continuaria abrigando seus primos voadores. Na verdade os kiwis não se alimentam de insetos pragas, mas sim de habitantes da serapilheira, decompositores. A perda das asas deve ser uma característica partilhada com seus ancestrais, as moas.

 

 

 

Coisas estranhas assim, como o kiwi, só surgem em ilhas. O isolamento geográfico das ilhas privilegia uma evolução completamente peculiar. É assim com a Austrália e suas serpentes e medusas super-venenosas, é assim com Madagascar e seus lêmures, também é assim com a Nova Zelândia e os Kiwis. Na ausência de mamíferos terrestres no arquipélago da Nova Zelândia, que por ter origem vulcânica nunca esteve ligada a nenhum continente de onde os mamíferos pudessem ter vindo, o kiwi ocupou um nicho muito semelhante àquele ocupado por mamíferos em outros locais, como o porco-espinho ou a équidna.

 

Em ordem: Kiwi, Équidna e Porco-espinho. Qualquer semelhança não é mera coincidência!

Em ordem: Kiwi, Équidna e Porco-espinho. Qualquer semelhança não é mera coincidência!

 

De todas as esquisitices do kiwi a que mais me deixa bobo é a proporção de seu ovo. O ovo pesa 20% da massa corporal da fêmea. É como se uma mulher desse à luz um bebê de 13 kg! Durante a incubação o ovo ocupa um grande espaço na cavidade abdominal da fêmea, ela chega a andar de pernas abertas e com a barriga arrastando no chão. Às vezes até imerge a barriga em água para aliviar o peso. Esse ovo também contém a maior quantidade de material nutritivo dentre as aves. Cerca de 40% do ovo é puro alimento que irá nutrir o filhote até uma semana após o nascimento. Esse filhote já nasce emplumado e independente dos pais, condição que chamamos precocial. É o macho quem choca o ovo. Também, pudera. Se bem que a fêmea kiwi não faz grandes dramas para botar tamanho ovão. O processo é rápido e aparentemente indolor (!?!). Surpreendente é ela ser capaz de gerar um novo ovo apenas 25 dias após o primeiro. São dois a três ovos por estação de acasalamento. Até 100 ao longo de toda a vida.

 

Raio-x de uma fêmea com o ovo na barriga.

Raio-x de uma fêmea com o ovo na barriga.


Imagens obtidas em www.savethekiwi.org.nz

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