As cores das cenouras
Pesquiseadores desenvolvem cenouras projetadas com vistas ao combate de doenças
Por Devin Powell
Inside Science News Service
28 de maio de 2009
|
|
As cenouras estão entrando em contato com seu passado mais colorido, graças aos cientistas cujas pesquisas em Maryland, Wisconsin e Texas têm produzido uma variedade de cenouras com diferentes cores, cada uma delas direcionada à prevenção de problemas de saúde específicos.
As cenouras projetadas vêm em um arco-iris de cores escolhidas não por causa de sua aparência, mas de suas propriedades terapêuticas, que vão da prevenção da degeneração macular e doenças cardiovasculares, até a melhoria das funções cerebrais e o controle da pressão arterial. A cenoura roxa, por exemplo, contém um pigmento que já se mostrou em experiências capaz de melhorar a memória e o aprendizado em ratos.
Embora essas cenouras coloridas possam parecer estranhas para os consumidores, as cenouras estão, na verdade, voltando a suas antigas raízes. As primeiras cenouras domesticadas, cultivadas a mil anos atrás na Ásia, não eram cor de laranja. Elas eram roxas, brancas e possivelmente pretas. Os atuais mercados na Turquia ainda vendem cenouras roxas, que são usadas para fazer uma bebida fermentada chamada “shalgam” que tem gosto de suco de pepino.
As primeiras cenouras cor de laranja apareceram no século XVI. Um rumor, apócrifo e romântico, que corre entre os botânicos, diz que os fazendeiros na Holanda criaram a cenoura mais clara para homenagear seu prícipe, Guilherme I da Casa de Orange. (N.T: e até hoje a cor heráldica da Holanda é o laranja).
Uma estória mais provável, segundo o horticultor Philipp Simon da Universidade de Wisconsin em Madison, é que as cenouras cor de laranja tenham ganhado popularidade em vários países porque o pigmento roxo faz uma lambança na cozinha. “Se você tocar em uma cenoura roxa, a cor sai em suas mãos; se você cozer uma cenoura roxa, ela mancha tudo dentro da panela – e a própria panela – de preto”, diz Simon, que cultivou vários dos tipos de cenouras cor de laranja vendidas atualmente nos EUA. Diferentemente dos pigmentos roxos solúveis em água, a cor de laranja em uma cenoura é solúvel em gordura e não desbota quando cozida ou fervida.
Simon começou a colecionar cenouras roxas da Turquia, Índia e Síria para decifrar a genética que torna essas mudanças de cor possíveis. Ele descobriu que a cor roxa é ligada a um único gene, que pode produzir cenouras que só são roxas na casca, ou inteiramente roxas. O gene exato ainda está por ser identificado, mas as experiências sugerem que as cenouras cor de laranja carregam uma mutação nesse pedaço do DNA.
Quando as cenouras se tornaram cor de laranja, perderam algo de seu valor nutritivo. A nutricionista Janet Dura-Novotny e sua equipe no Centro de Pesquisa Agrícola em Beltsville (BARC) em Maryland (do Departamento de Agricultura), estuda as substâncias químicas que dão às cenouras roxas de Simon seu tom: um grupo de antioxidantes chamado antocianinas que também colorem as cascas das maçãs, morangos e folhas caducas.
Estudos com animais mostraram que esses compostos naturais aumentam a saúde física e mental de roedores. Ratos alimentados com extrato de antocianina exibiam uma melhor memória e aprendiam novos truques mais rápido na medida em que a substãncia química se acumulava nas partes do cérebro responsáveis por essas capacidades. As antocianinas também reduzem as inflamações e combatem o excesso de peso, o que pode ajudar no combate às doenças cardio-vasculares. As substâncias químicas também bloqueiam o crescimento de vasos sanguíneos que alimentam cânceres.
Para ver se o que é bom para animais, também é bom para pessoas, DuraNovotny tem administrado suco de cenouras roxas a voluntários. Sua equipe descobriu que alguns – embora não todos – dos vários tipos de antocianinas presentes nas cenouras roxas são “bio-valiosas”, rapidamente absorvidas pela corrente sanguínea quando o suco é engolido.
Somente comer as hortaliças pode não ser o suficiente – o timing também é importante. A equipe descobriu que o corpo só consegue absorver uma certa quantidade de antocianinas de cada vez: qualquer excesso é simplesmente excretado.
“Comer uma grande quantidade de hortaliças no jantar trará menos benefícios do que comer várias porções menores ao longo do dia”, diz DuraNovotny.
Além das roxas, todo um arco-iris de cenouras coloridas, cada uma delas com um benefício específico para a saúde, está sendo estudado pelas equipes de melhoramento de hortaliças em Maryland e Wisconsin. Cenouras vermelhas têm uma substância de gosto doce comumente encontrada nos tomates, licopeno, que pode ajudar a prevenção do câncer de colon. Pigmentos amarelos vêm da luteína, uma substância química que se acumula nos olhos e ajuda a promover a resistência contra doenças associadas com o envelhecimento, tais como a degeneração macular. Até as fora-de-moda cor de laranja estão sendo “repotencializadas”, com as cenouras utra-alaranjadas enriquecidas com beta-queratina que se acredita ser uma proteção contra doenças cardíacas, derrames e danos na retina.
Os pequisadores de Maryland também estão fazendo experiências com outras hortaliças que contém anotcianinas. A tintura vermelha em alface de folhas vermelhas é de antioxidantes pigmentados, um filtro solar natural que ajuda a planta a proteger seu DNA dos danos causados por raios ultravioleta. Steven
Britz, um fisiologista de plantas no BARC, desenvolveu um modo de criar alfaces mais escuras e coloridas, pelo bombardeamento das mudas da planta com radiação UVB
– o componente da luz do Sol que bronzeia o pessoal que vai à praia.
Se essas hortaliças especias vão fazer sucesso nos mercados, é algo ainda a saber. Pequenos produtores na Inglaterra tentaram introduzir cenouras roxas e brancas nos mercados britãnicos em 2002. “Foi um desastre econômico”, diz John Stolarczyk, curador do Museu (virtual) Mundial de Cenouras. “O consumidor diário inglês é uma pessoa conservadora e queria cenouras cor de laranja, não algo diferente”.
Uma versão de cenouras roxas, cultivadas pelo professor
Leonard Pike da Texas A&M, pode ser encontrada na cadeia de mercados Whole Foods.
Pike as batizou de cenouras “maroon”, em homenagem às cores oficias da universidade: marrom e branco. Pequenas lojas de produtos especiais também podem vender cenouras roxas e de outras cores, e a companhia Bolthouse da Califórnia está comercializado o suco de cenouras roxas.
Este texto é fornecido para a media pelo Inside Science News Service, que é apoiado pelo Instituto Americano de Física (American Institute of Physics), uma editora sem fins lucrativos de periódicos de ciência. Contatos: Jim Dawson, editor de notícias, em jdawson@aip.org.
“Por dentro da ciência” do Instituto Americano de Física (28/05/09)
Por Jim Dawson
Inside Science News Service
28 de maio de 2009
Combatendo o aquecimento global com rochas que absorvem carbono
Por mais de uma década, os cientistas têm estudado rochas que absorvem naturalmente o dióxido de carbono para ver se o processo de absorção pode ser acelerado, em um esforço para combater o aquecimento global. Essas rochas absorventes de carbono são formadas nas profundezas do manto terrestre, mas, ocasionalmente, são empurradas para a superfície pela colisão das placas tectônicas do planeta. Em um recente relatório governamental, cientistas do Instituto da Terra da Universidade Columbia na Cidade de Nova York, trabalhando com o Serviço Geográfico dos EUA, mapearam mais de 15 km² dessas rochas próximas ou na superfície. Seu mapa mostra que as rochas estão, em sua maior parte, em aglomerados próximos das costas Leste e Oeste, perto de cidades grandes que são fontes de consideráveis emissões de dióxido de carbono. Quando essas rochas são expostas ao dióxido de carbono, elas o absorvem e, no processo, são convertidas nas variedades mais comuns de calcário e greda. O problema com o emprego dessas rochas para a absorção de dióxido de carbono é que o processo natural leva milhares de anos. Os pesquisadores em Columbia e em outros lugares estão tentando acelerar o processo, dissolvendo o dióxido de carbono em água e injetando isso nas rochas. Se processo puder ser desenvolvido de maneira a funcionar eficazmente em larga escala, os cientistas dizem que existem rochas suficientes, próximas da superfície, para absorver 500 anos de emissões de CO2 dos Estados Unidos.
O orçamento do presidente Obama dá destaque a um novo sensor para encontrar materiais radiativos contrabandeados
Um novo sensor que é um cruzamento de câmera digital com termômetro, pode ser usado para impedir terroristas e outros de contrabandear material radiativo para os EUA. O sensor, desenvolvido no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) em Boulder,
Colorado, resolve um problema existente com os atuais detectores de radiação que frequentemente dão leituras confusas para os agentes da alfândega e da polícia. O decaimento radiativo do urânio-235, usado na fabricação de bombas atômicas, é muito semelhante ao emitido pelo rádio-226, um material menos perigoso (mesmo assim, ainda ligeiramente radiativo) presente em diversos produtos industriais, inclusive na areia higiênica para gatos. O novo detector é o primeiro a alcançar um nível de sensibilidade tal que consegue distinguir claramente os raios gama que vêm do urânio-235 dos que vem do rádio-226.
Uma das maiores preocupações dos agentes de segurança dos EUA é que o altamente radiativo urânio-235 seja contrabandeado para dentro do país através de portos de entrada e usados para fazer uma “bomba suja”. Uma bomba suja é uma bomba convencional combinada com material radiativo, de forma que, quando ela explode, o material radiativo é espalhado por toda uma área do tamanho de vários quarteirões. A capacidade do novo sensor em detectar o urânio-235 foi ressaltada como recomendação para aprovação do projeto na recente proposta orçamentária apresentada ao Congresso pelo Presidente Obama para o próximo exercício fiscal, na categoria de não proliferação nuclear.
Ondas cerebrais sincronizadas ajudam a prestar atenção
Pesquisadores de neurologia já sabiam, há algum tempo, que quando as pessoas focalizam sua atenção em algo, os neurônios em seus cérebros disparam em uníssono. Agora, os pesquisadores no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) em Boston descobriram o centro no cérebro que focaliza os neurônios, e aprenderam como esse centro coordena as ondas cerebrais para fazer com que diferentes áreas do cérebro trabalhem em conjunto. Os pesquisadores observaram que o cérebro é constantemente bombardeado com mensagens – o ruido do mundo em torno de nós. Mas, quando começamos a prestar atenção a algo, os neurônios no cortez pré-frontal – o centro de planejamento do cérebro – disparam em uníssono e começam a enviar mensagens para os neurônios do cortex visual para que façam o mesmo. A coordenação entre essas duas áreas do cérebro é, então, marcada por ondas cerebrais que oscilam entre essas duas regiões como um diapasão.
Um press-release do MIT sobre o fenômeno o comparou a duas salas com pessoas conversando durante uma festa. Em uma sala, os festeiros param de entabular conversas aleatórias e começam a cantar em coro. As pessoas na outra sala, param de conversar e começam a cantar em resposta. Os cientistas procuraram basicamente por essa sincronia em duas “salas” do cérebro. O trabalho, publicado na atual edição da Science, não só ajuda a explicar como o cérebro se comunica, como também indica pistas de por que o cérebro de pessoas com esquizofrenia, TDAH e outros distúrbios, não consegue se comunicar.
Este texto é fornecido para a media pelo Inside Science News Service, que é apoiado pelo Instituto Americano de Física (American Institute of Physics), uma editora sem fins lucrativos de periódicos de ciência. Contatos: Jim Dawson, editor de notícias, em jdawson@aip.org.
Uma “goteira” na crosta da Terra
[ A Hidden Drip, Drip, Drip Beneath Earth’s Surface ]
|
|
|
Geólogos encontram uma “bolha” de material por baixo da Grande Bacia do Arizona |
|
Novas imagens sísmicas do Manto da Terra abaixo da Grande Bacia mostram uma “goteira litosférica”.” |
26 de maio de 2009
Existem muito poucos lugares no mundo onde a atividade dinâmica que acontece debaixo da superfície da Terra passa despercebida.
Vulcões, terremotos e até súbitas elevações ou depressões do chão são resultados visíveis da agitação lá em baixo, porém, de acordo com uma pesquisa feita por sismologistas da Universidade do Estado do Arizona (ASU), a atividade dinâmica lá debaixo de nós nem sempre é expressada na superfície.
A Grande Bacia do Arizona é uma região desértica sem maiores movimentações no relevo da superfície. A área consiste de pequenas serras separadas por vales e inclui a maior parte de Nevada, a metade ocidental de Utah e partes dos outros estados vizinhos.
Por dezenas de milhões de anos, a Grande Bacia tem passado por um esticamento – a expansão da crosta terrestre.
Enquanto estudava a extensão da região, o geologista John West da ASU ficou surpreso em descobrir que algo incomum existia debaixo da superfície dessa área.
West e seus colegas descobriram que partes da litosfera – a crosta e a borda superior do manto terrestre – tinham afundado no manto, mais fluido, por baixo da Grande Bacia e formado uma grande bolha cilíndrica de material frio, muito ao fundo da superfície da região central de Nevada.
Foi uma descoberta extremamente inesperada em um local que não mostrava qualquer modificação correspondente na topografia da superfície, ou qualquer atividade vulcânica, relata West.
West comparou seus resultados incomuns da área com modelos de tomografia – tomografias computadorizadas do interior da Terra – feitos pelo geologista Jeff Roth, também da ASU. West e Roth são estudantes de pós-graduação; trabalhando em conjunto com seu orientador, Matthew Fouch, a equipe concluiu que eles tinham encontrado uma goteira litosférica.
Os resultados de sua pesquisa, finnanciada pela Fundação Nacional de Ciências (NSF), foram publicados na edição de 24 de maio da Nature Geoscience.
Greg Anderson, diretor de programa na Divisão de Ciências da Terra da NSF, diz: “Os resultados apresentam importantes conhecimentos sobre processos de convecção do manto em escala reduzida e suas possíveis conexões com o vulcanismo e o surgimento de montanhas na superfície da Terra”.
|
|
|
A Grande Bacia é uma região desértica de serras paralelas separadas por vales. |
Uma goteira litosférica pode ser visualizada como mel que pinga de uma colher, onde uma bolha litosférica inicial é seguida por uma longa cauda de material.
Quando uma massa pequena de alta densidade está inserida próximo da base da crosta e a área é aquecida, o pedaço de alta densidade fica mais pesado do que a área em torno dele e começa a afundar. Enquanto ele pinga, o material na litosfera começa a fluir para o espaço vazio criado.
Imagens sísmicas da estrutura do manto debaixo da região deram mais indícios, mostrando uma grande massa cilíndrica com 100 km de diâmetro e 500
km de altura.
Fouch admite: “Como regra geral, eu nunca fui a favor da existência de goteiras, desde meus primeiros dias como cientista. A ideia de uma goteira litosférica já foi usada várias vezes para explicar coisas como vulcanismo, elevação da superfície e depressão da superfície, mas nunca se conseguiu confirmar sua existência – e, até agora, ninguém tinha flagrado uma goteira ‘no ato’, por assim dizer”.
Inicialmente, a equipe pensou que nenhum sinal visível aparecia na superfície.
“Nós imaginamos como se podia ter algo como uma goteira, que engole material para dentro dela, enquanto a superfície da área inteira estava se esticando”, diz Fouch.
“Mas acontece que há uma área logo acima da goteira, de fato a única área assim na Grande Bacia, que está atualmente passando por uma contração. A descoberta de uma goteira por John está, portanto, dizendo aos geologistas que desenvolvam um novo paradigma para a evolução da Grande Bacia”.
Os cientistas estavam cientes, já há algum tempo, da contração, mas ainda vinham discutindo sobre sua causa.
Quando se forma uma goteira, o material em torno é sugado para dentro dela; isso significa que a superfície deveria estar se contraindo na direção do centro da bacia. Já que uma contração é uma consequência esperada para uma goteira, uma goteira litosférica pode muito bem ser a resposta para o que se tem observado na Grande Bacia.
“Muitos na comunidade científica pensavam que não poderia ser uma goteira porque não havia qualquer mudança na elevação ou outra manifestação na superfície, e as goteiras sempre foram historicamente associadas com grande mudanças na superfície”, explica West.
|
|
|
Através da Grande Bacia, a superfície não mostra indícios da goteira litosférica abaixo. |
“Mas essas características não são necessárias para termos uma goteira. Sob certas condições, tais como na Grande Bacia, podem se formar goteiras com poucas ou nenhuma mudança correspondente na superfície, nem atividade vulcânica”.
Todos os modelos numéricos computados pela equipe sugerem que a goteira não vai fazer com que as coisas afundem ou emerjam subitamente, nem causar um monte de terremotos.
Provavelmente haverá pouco ou nenhum impacto para as pessoas que vivem sobre a goteira. A equipe acredita que a goteira é um processo transiente que começou a uns 15 a 20 milhões de anos atrás e que só recentemente se destacou da placa que o cobre.
“Essa descoberta não seria possível sem a incrível quantidade de dados sísmicos capturados pela Rede Transportável (Transportable Array = TA) da EarthScope que passou pelo Oeste dos Estados Unidos”, afirma West.
“Nós tivemos acesso a dados vindos de umas poucas estações de longo prazo na região, mas os excelentes dados e o espaçamento de 75 km dos nodos da TA são o que tornaram esses resultados possíveis”.
Fouch diz que este é um excelente exemplo de “ciência em ação”.
“Nós fomos sem esperar por coisa alguma. Em lugar de nada, voltamos com uma hipótse que não é nada que tenha sido proposto por alguém anteriormente para essa área, e, então, testamos a hipótese com tantos tipos de dados diferentes quanto pudemos encontrar”.
“Em todos os casos, até agora, ela se manteve. Nós estamos ansiosos para ver como essa descoberta vai desempenhar um papel no desenvolvimento de novas ideias sobre a história geológica do Oeste dos Estados Unidos”.
Lâmpada incandescente “envenenada”
Regular light bulbs made super-efficient with ultra-fast laser
Um processo com laser duplica a luminosidade de uma lâmpada comum com a mesma quantidade de energia
 |
||||
|
 |
|
 |
|
|
|
Chunlei Guo em frente de seu laser de femtossegundo que pode duplicar a eficiência de uma lâmpada incandescente comum. Foto da Universidade de Rochester. |
|
|
|
 |
|
 |
|
|
||||
Um laser ultra-poderoso pode tornar uma lâmpada incandescente comum em uma lâmpada altamente econômica, segundo os pesquisadores da Universidade de Rochester. Com o processo, se pode criar uma lâmpada com a luminosidade de uma de 100 W, com um consumo inferior ao de uma de 60 W, de fabricação mais barata e com uma luz mais agradável do que as lâmpadas fluorescentes.
O processamento com laser cria um arranjo de estruturas em nano e micro-escala na superfície de um filamento de tungstênio comum — aquele fiozinho dentro da lâmpada — e essas estruturas tornam o tungstênio muito mais eficiente na irradiação de luz.
As descobertas serão publicadas em uma próxima edição de Physical Review Letters.
Chunlei Guo, professor associado de óptica na Universidade de Rochester, diz: “Nós vínhamos fazendo experiências com lasers ultra-rápidos para modificar as propriedades de metais e imaginamos o que poderia acontecer se aplicássemos o laser em um filamento. Nós disparamos o laser através do bulbo de vidro e alteramos uma pequena área no filamento. Quando acendemos a lâmpada, podemos ver que realmente aquele pedacinho estava brilhando mais do que o resto do filamento, mas o consumo de energia da lâmpada não se alterou”.
A chave para a criação desse super-filamento é um feixe de luz, ultra-breve e
ultra-intenso, chamado de pulso laser de femtossegundo. O jato de laser dura apenas poucos quadrilhonésimos de segundo. Para ter uma idéia sobre esse tipo de velocidade, considere que um femtossegundo está para um segundo o que um segundo está para 32 milhões de anos. Durante esse breve jato, o laser de Guo libera a mesma potência que toda a rede elétrica da América do Norte sobre um pontinho do tamanho da ponta de uma agulha. O impacto intenso força a superfície do metal a formar nano e micro-estruturas que alteram dramaticamente o quão eficientemente o filamento pode irradiar luz.
Em 2006, Guo e seu assistente, Anatoliy Vorobeyv, usaram um processo a laser similar para tornar qualquer metal totalmente preto. As estruturas criadas na superfície do metal eram incrivelmente eficazes em capturar as radiações, tais como a luz.
“Existe uma lei da natureza muito interessante, do tipo ‘quanto mais absorve, mais emite’, que governa as quantidades de luz absorvidas e emitidas por um material”, explica Guo. Já que o metal enegrecido era extremamente bom em absorver luz, ele e Vorobyev decidiram estudar o processo reverso — se o filamento enegrecido irradiaria luz mais eficientemente também.
“Nós sabíamos que, em teoria, devia funcionar. Mesmo assim, ficamos surpresos quando ligamos a lâmpada e vimos o quanto o ponto processado era mais luminoso”, conta Guo.
Além de aumentar a luminosidade de uma lâmpada, o processo de Guo pode ser usado para ajustar a cor da luz, também. Em 2008, sua equipe usou um processo similar para mudar a cor de praticamente todos os metais para azul, dourado e cinzento, além do preto que eles já tinham obtido. Guo e Vorobyev usaram esse conhecimento sobre como controlar o tamanho e o formato das nanoestruturas — e, assim, quais cores essas estruturas irão absorver e irradiar — para modificar as quantidades de luz irradiada pelo filamento em cada comprimento de onda. Embora Guo ainda não seja capaz de fazer com que uma lâmpada comum emita apenas luz azul, por exemplo, ele pode modificar o espectro irradiado em geral de forma a que o tungstênio, que normalmente irradia uma luz amarelada, possa irradiar uma luz mais puramente branca.
A equipe de Guo conseguiu até que um filamento irradiasse luz parcialmente polarizada, o que até agora tinha se mostrado impossível de faze sem filtros especiais que reduzem a eficiência da lâmpada. Criando nano-estruturas em fileiras estreitas paralelas, parte da luz emitida pelo filamento se torna polarizada.
A equipe está agora trabalhando para descobrir outros aspectos de uma lâmpada comum que eles possam controlar. Felizmente, apesar da incrível intensidade envolvida, o laser de femtossegundo pode ser alimentado por uma simples fonte de parede, o que significa que, quando o processo for refinado, ampliá-lo de forma melhorar lâmpadas comuns deve ser algo relativamente simples.
Guo também está anunciando neste mês em Applied Physics Letters
uma técnica que usa um processo com laser de femtossegundo similar para fazer um pedaço de metal movimentar automaticamente um líquido em torno de sua superfície e até fazer o líquido subir contra a gravidade.
Esta pesquisa teve o apoio do Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea dos EUA.
###
A conversa entre as algas e os corais
A quebra nas comunicações está causando o declínio dos recifes de coral por todo o mundo
|
Os cientistas descobriram que a “Comunicação” é de importância vital nos corais. |
28 de maio de 2009
Parece que os corais têm uma complexidade genética que rivaliza com a dos seres humanos, tendo sofisticados sistemas de comunicação biológica que estão sob a pressão das mudanças globais, e só conseguem sobreviver apoiados pelo adequado funcionamento de um intrincado relacionamento simbiótico com as algas que vivem no interior de seus corpos – afirmam os pesquisadores em um artigo publicado na edição desta semana da revista Science.
As rupturas nesses sistemas biológicos e de comunicações são a causa básica do branqueamento do coral e do colapso dos ecossistemas dos recifes de coral por todo o mundo.
Virginia Weis, uma zoóloga da Universidade do Estado do Oregon diz: “Já conhecíamos por algum tempo o funcionamento em geral dos corais e os problemas que eles vêm enfrentando por causa das mudanças climáticas”.
“Mas, até bem recentemente, se sabia muito menos acerca de sua biologia fundamental, da estrutura de seu genoma e da comunicação interna. Só quando entendermos realmente como sua fisiologia funciona, poderemos saber se eles podem se adaptar às mudanças climáticas, ou se temos algum modo de ajudá-los”.
Corais que criam recifes estão enfrentando severas ameaças ambientais, afirma Clayton Cook, diretor de programa na Divisão de Sistemas Integrativos e Organísmicos da Fundação Nacional de Ciências (NSF), que financiou a pesquisa. “As mais evidentes são os eventos de branqueamento ligados à elevação das temperaturas dos oceanos e os efeitos da acidificação dos oceanos na construção de recifes”.
“É um ponto crítico a compreensão das bases celulares e moleculares de como os corais respondem a essas ameaças. Essa pesquisa demonstra a importância de tais processos básicos como respostas imunológicas para essas questões de importância global”.
|
|
|
Os corais vivos são compostos por pólipos individuais em cima de um esqueleto de carbonato de cálcio. |
Os corais são pequenos animais, pólipos que existem como indivíduos geneticamente idênticos e podem se autodefender e matar plâncton para comer. Nesse processo eles também secretam carbonato de cálcio que se torna a base do esqueleto externo onde vivem.
Esses depósitos calcificados podem crescer até enormes tamanhos, em longos períodos de tempo, e formar os recifes de coral – um dos ecossistemas mais produtivos do mundo que pode abrigar mais de 4.000 espécies de peixes e muitas outras formas de vida marinha.
Porém os corais não são realmente auto-suficientes. Dentro de seus corpos eles abrigam algas altamente produtivas – outra forma de vida marinha – que pode fixar carbono, usando a energia do Sol para realizar fotossíntese e produzir açúcares.
“Algumas das algas que vivem dentro dos corais são surpreendentemente produtivas e, em alguns casos, dão 95% dos açúcares que produzem para o coral usar como energia”, diz Weis. “Em troca, as algas ganham nitrogênio, um nutriente limitado no oceano, se alimentando com os dejetos do coral. É uma relação simbiótica precisamente desenvolvida”.
Entretanto, os cientistas estão aprendendo que esse relacionamento também é baseado em um delicado processo de comunicação das algas para os corais, dizendo que as algas “pertencem” ao local e que “tudo vai bem”. Se não fosse assim, os corais tratariam as algas como parasitas ou invasoras e tentariam matá-las.
|
|
|
Esta ampliação mostra uma colônia de corais, após a remoção dos animais. O que sobra é uma matriz de carbonato de cálcio. |
“Agora acreditamos que o que está acontecendo quando a água se aquece ou alguma outra coisa estressa o coral, é que a comunicação das algas para os corais se rompe e a mensagem de tudo-está-bem não consegue passar”, explica Weis.
“As algas essencialmente saem de seu esconderijo e encaram uma resposta imunológica do coral”.
Weis diz que esse processo de comunicação interna não é diferente de alguns outros processos biológicos encontrados em pessoas e animais. Uma das revelações da pesquisa recente, diz ela, é a enorme complexidade da biologia do coral e sua similaridade à de outras formas de vida.
Um gene que controla o desenvolvimento do esqueleto nos seres humanos, por exemplo, é idêntico ao gene existente no coral que os ajuda a desenvolver um esqueleto externo – conservado em espécies diferentes pelos milhões de anos desde que os caminhos da evolução de ambos se separou, a partir de um ancestral comum.
|
|
|
As descobertas dos pesquisadores foram publicadas na edição de 29 de maio de 2009 da revista Science. |
Ainda há muito o que aprender acerca desse processo, segundo os pesquisadores, e existem tremendas variações nele. Existem 1.000 espécies de corais e talvez milhares de espécies de algas, todos se misturando e se combinando em uma dança simbiótica.
Essa variação, ao menos, traz alguma esperança – assim esperam os cientistas – de que se encontrará novas combinações que possam se adaptar melhor às condições mutantes das temperaturas e acidez dos oceanos, e outras ameaças.
Algumas estimativas sugerem que 20% dos recifes de coral do mundo já estejam mortos e outros 24%, ameaçados.
A acidificação dos oceanos prevista para o próxmo século deve diminuir a calcificação do coral em até 50% e promover a dissolução dos esqueletos do coral – observam os pesquisadores.
“Talvez haja alguma coisa que possamos fazer para ajudar a identificar e proteger as espécies de coral que possam sobreviver em condições diferentes”, argumenta Weis.
“Talvez não tenhamos que somente ficar assistindo os recifes de coral do mundo desaparecerem”.
Esburacando o gelo no Ártico
Cientistas retiram a maior amostra já colhida de sedimentos no Ártico abaixo da superfície congelada do Lago El’gygytgyn na Sibéria
|
O local das perfurações fica próximo do centro do Lago El’gygytgyn; na foto, é visível a margem Leste do lago. |
28 de maio de 2009
Uma equipe de team cientistas dos Estados Unidos, Alemanha, Rússia e Áustria acaba de retornar de uma expedição de perfuração de seis meses a um lago congelado da Sibéria: Lago El’gygytgyn (“Lago E” para simplificar).
O Lago E foi criado a 3,6 milhões de anos atrás quando um meteoro com quase um quilômetro de largura atingiu a terra e formou a cratera com 20 quilômetros de diâmetro.
|
|
|
A equipe internacional no local de perfuração, após alcançar o fundo rochoso abaixo do lago, em meados de abril |
Lá, os pesquisadores coletaram as mais longas amostras de núcleos de sedimentos já recolhidas na região do Ártico. Segundo os cientistas, as informações contidas nos núcleos têm uma importância sem par para a compreensão das mudanças climáticas no Ártico.
Núcleos extraídos de três diferentes locais perfurados por sob o congelado Lago E, têm mais de 30 vezes o comprimento dos núcleos da camada de gelo da Groenlândia, de acordo com a geocientista Julie Brigham-Grette da Universidade de Massachusetts em Amherst, a principal cientista dos EUA no projeto..
A equipe de pesquisa vai comparar esse registro do Ártico com outros registros de amostras colhidas no oceano e em terra em latitudes menores para compreender melhor as mudanças climáticas globais.
|
|
|
Um alojamento de campanha abrigou 40 cientistas e membros do staff por quatro meses. |
Quase 3,5 ton de núcleos de sedimentos serão transportados, em condições controladas de temperatura, em aviões especialmente preparados da Sibéria para São Petersburgo no início de junho, e daí para um laboratório na Alemanha para serem analisados por paleoclimatologistas.
As metades de núcleos catalogadas seguirão, mais tarde, para a instalação de LacCore da Universidade de Minnesota, onde serão preservados em criogenia.
Brigham-Grette diz que a equipe recolheu um total de 385 metros de sedimentos; estes sedimentos representam um registro de aproximadamente 3,5 milhões de anos.
Paul Filmer, diretor de programa da Divisão de Ciências da Terra da Fundação Nacional de Ciências (NSF), declara: “O estudo dos sistemas de alta latitude é de grande importância para uma compreensão do clima na Terra em todas as latitudes. O primeiro ponto de interesse é estabelecer como e por que o Ártico evoluiu de um ecossistema quente e coberto por florestas para um ecossistema de permafrost entre dois e três milhões de anos atrás”. A Divisão de Ciências da Terra participou da expedição juntamente com o Escritório de Programas Polares da NSF.
O registro contínuo coletado neste lago singular “nos proporciona um modo de observar as mudanças climáticas glaciais/inter-glaciais do passado”, explica Brigham-Grette.
“Os ciclos quentes e frios da Terra, no ultimo milhão de anos, variou a cada 100.000 anos em certas ocasiões. Antes disso, no entanto, as mudanças climáticas, especialmente nas altas latitudes, variou em ciclos de 41.000 e 23.000 anos. Os registros do Lago E irão mostrar o que causou essa aceleração no processo de mudança climática da Terra”.
|
|
Vista aérea do campo na margem do lago, 100 km ao Norte do Círculo Ártico. |
Abaixo dos sedimentos do lago, os núcleos perfurados no leito rochoso vão porporcionar aos geólogos uma rara oportunidade de estudar as rochas derretidas pelo impacto de um meteoro, vindas de um dos locais de impacto de meteoro melhor preservados na Terra e o único formado sobre rocha vulcânica rica em silício.
A equipe recolheu aproximadamente 40 metros do início da história do lago, no quente período do Pliocene Médio. Esse período geológico, segundo Brigham-Grette, é fascinante por ser um possível exemplo do clima futuro.
Os resultados iniciais das perfurações ainda são limitados. Os núcleos de sedimentos não puderam ser abertos no campo por causa da natureza remota do local de perfuração e das más condições de transporte terrestre no local.
|
|
|
Cientistas trabalhando na investigação sobre a história do clima da região Ártica no passado. |
Durante as perfurações-piloto, realizadas em novembro, os cientistas recolheram 141 metros de sedimentos que exibiam depósitos de leque aluvial e lacustres no permafrost
na borda Oeste do lago, fora do talik (solo não congelado em uma área de permafrost).
Após a perfuração, o buraco da mesma ficou permanentemente dotado de instrumentos para futura monitoração da temperatura do solo, como parte da Rede Global Terrestre para o Permafrost.
O Projeto de Perfuração do Lago El’gygytgyn é um esforço internacional financiado pelo Programa Intercontinental de Perfurações Continentais (International Continental Drilling Program= ICDP), a Divisão de Ciências da Terra e o Escritório de Programas Polares da Fundação Nacional de Ciências dos EUA, o Ministério da Educação e Pesquisa (BMBF) da Alemanha, Alfred Wegener Institute (AWI), GeoForschungsZentrum-Potsdam
(GFZ), o Ramo do Extremo Oriente da Academia Russa de Ciências, a Fundação Russa para Pesquisa Básica e o Ministério de Ciência e Pesquisas da Áustria.
|
|
|
A grossa cobertura de gelo do lago foi usada como plataforma por perfuradores para recolher os núcleos. |
As principais instituições russas envolvidas incluem o Instituto Nordestino Interdisciplinar de Pesquisas, o Instituto de Geologia do Extremo Oriente e o Instituto
Roshydromet de Pesquisas Árticas e Antárticas.
O sistema de perfurações profundas para as operações no Ártico foi desenvolvido pela DOSECC
Inc.; a manutenção dos núcleos ficou a cargo da Lac-Core da Universidade de Minnesota.
O projeto foi desenvolvido e organizado pelos investigadores principais de quatro países em colaboração: Julie Brigham-Grette
(cientista-chefe pelos EUA, Universidade de Massachusetts em Amherst), Martin
Melles (cientistachefe pela Alemanha, Universidade de Colônia), Pavel Minyuk
(cientista-chefe pela Rússia, NEISRI Magadan) e Christian Koeberl
(cientista-chefe pela Áustria, Universidade de Vienna).
“O universo assombrado por fantasmas” (eu acho que alguém já usou esse título…)
Esta é uma imagem composta de uma pequena região do Campo Profundo Norte do Chandra. Em azul aparece uma imagem profunda do Observatório Chandra de Raios-X e, em vermelho, uma imagem do Multi-Element Radio Linked
Interferometer Network (MERLIN), um conjunto de rádio-telescópios com base na GrãBretanha. Outra imagem do Sloan Digital Sky Survey
(SDSS) aparece em branco, amarelo e laranja.
O objeto difuso em azul próximo do centro da imagem parece ser um “fantasma” cósmico gerado por uma enorme erupção de um buraco negro super-maciço em uma galáxia distante. Esse fantasma em Raios-X, também conhecido como HDF 130, é o remanescente de poderosas ondas de rádio, emitidas por partículas que se afastavam do buraco negro quase à velocidade da luz, ondas essas que já morreram. Quando os elétrons irradiam sua energia, produzem raios-X pela interação com o onipresente mar de fótons remanescentes do Big Bang – a radiação cósmica de fundo. As colisões entre esses elétrons e os fótons do fundo podem transferir energia suficiente aos fótons para enviá-los para a faixa de energia dos raios-X. O formato de charuto do HDF 130 e seu comprimento de cerca de 2,2 milhões de anos-luz são consistentes com as propriedades dos jatos de rádio.
O HDF 130 está a mais de 10 bilhões de anos-luz de distância e existiu a uns 3 bilhões de anos depois do Big Bang, quando as galáxias e os buracos negros estavam se formando em um ritmo acelerado. Perto do centro desse fantasma em raios-X fica uma fonte de rádio puntual que indica a presença de um buraco negro super-maciço em crescimento. Essa fonte corresponde à localização de uma galáxia elíptica maciça visível em imagens ópticas muito profundas (não exibidas aqui). O objeto vermelho nas vizinhanças, na imagem do SDSS, logo acima e à direita da fonte de rádio, é outra galáxia – não relacionada com o caso – que fica mais próxima da Terra.
Créditos: X-ray: NASA/CXC/IoA/A. Fabian et al.; Optical: SDSS; Radio: STFC/JBO/MERLIN
Quer esquentar as coisas?… Derreta o que está congelado.
[ Arctic Tundra May Contribute to Warmer World ]
Pesquisadores predizem que o derretimento do permafrost vai intensificar as mudanças climáticas
|
As áreas com permafrost derretem, mais carbono antigo é liberado e o equilíbrio do carbono muda. |
27 de maio de 2009
Um estudo publicado na edição de 28 de maio da Nature ajuda a definir a contribuição potencial do derretimento do permafrost para o aumento das concentrações atmosféricas de carbono, que já alcançaram níveis sem precedentes.
“Em um trabaho anterior nós estimamos que o derretimento geral do permafrost poderia liberar até entre 0,8 a 1,1 gigatons de carbono por ano”, diz Ted Schuur, um ecologista da Universidade da Flórida e autor principal do estudo. “Antes deste estudo, não sabíamos quão rápido o carbono poderia ser liberado do permafrost e como isso realimentaria as mudanças climáticas com o tempo”.
Uma grande quantidade de carbono orgânico na tundra fica armazenado no solo e permafrost. Esse depósito de carbono, depositado ao longo de milhares de anos, permanece trancado no chão permanentemente congelado. Nos últimos anos, essa área começou a derreter, permitindo o acesso a plantas e bactérias que podem tirar o carbono da terra e liberá-lo na atmosfera.
|
|
|
O ciclo de carbono é a troca de carbono da biosfera para a geosfera, hidrosfera e atmosfera. |
É preciso uma melhor compreensão sobre a taxa de liberação de carbono para poder estimar a força da realimentação positiva (positive feedback) para as mudanças climáticas, uma provável consequência do derretimento do permafrost. Os cientistas usam o termo realimentação positiva para descrever o seguinte efeito bola-de-neve: um clima mais quente permite o derretimento do permafrost, liberando mais carbono na atmosfera, o que, por sua vez, vai aumentar mais ainda a temperatura global.
De 2004 a 2006, Schuur e sua equipe usaram datação por radio-carbono, uma técnica tipicamente empregada para determinar a idade de artefatos, para rastreas o movimento de carbono orgânico “antigo”, acumulado dentro dos solos e do permafrost em um local do Alaska. A capacidade de distinguir o carbono antigo do novo, permitiu aos pesquisadores rastrear o atual metabolismo de carbono anitgo na área onde o derretimento do permafrost está aumentando.
Surpreendentemente, essa pesquisa revelou que, durante os estágios iniciais do derretimento do permafrost, aumentam o crescimento de plantas e a fotossíntese, o que retira carbono da atmosfera. Esse aumento contrabalança o aumento da emissão de carbono causado pelo derretimento. No entanto, um derretimento continuado eventualmente vai liberar mais carbono do que as plantas podem absorver, suplantando sua capacidade de compensação. Colocando isto em um contexto global, se a tempertatura média global continuar a subir, os cálculos atuais predizem que a realimentação positiva do derretimento do permafrost poderia adicionar anualmente à atmosfera tanto carbono quanto outra fonte significativa, a modificação do uso das terras.
|
|
|
A datação por rádio-carbono foi usada para detectar a perda de carbono velho pelo solo neste sitio de pesquisa no Alaska. |
O sitio no Alaska onde Schuur e seus colegas realizaram sua pesquisa, foi monitorado ao longo das duas últimas décadas, sendo que as medições da temperatura do permafrost começaram antes que o permafrost começasse a derreter. Esse registro detalhado, junto com o estudo de Schuur do sistema de troca de carbono do ecossistema e da liberação do carbono antigo, fornecem um quadro abrangentes da dinâmica das trocas de carbono em resposta ao derretimento do permafrost.
Segundo Schuur, “Os registros existentes desse sitio são em uma escala de décadas, o que quer dizer que podemos seguir mais acuradamente o lento ritmo das mudanças no sistema. No geral, esta pesquisa documenta as mudanças de longo prazo nas plantas e no solo que ocorrem com o derretimento do permafrost, o que nos dá uma base para fazer previsões de longo prazo acerca do equilíbrio de carbono do ecossistema com maior confiança”.
Ratatouille…
Descoberta significativa para o rastreamento de doenças transmitidas por roedores
|
Os ratos em Baltimore, e provavelmente em outras áreas urbanas, são bairristas. |
27 de maio de 2009
Nessa vida de ratos, uma coisa é certa: não há lugar como nossa casa.
Agora, um estudo publicado nesta semana em Molecular Ecology descobre que isso é verdade tanto para pessoas, como para ratos.
Embora os ratos urbanos pareçam circular livremente, a maioria forma bairros distintos onde passam a maior parte de suas vidas.
Tal com qualquer outra cidade grande, Baltimore, Matyland., tem vários bairros movimentados – cada um com personalidade própria. Porém, os cientistas da Escola de Saúde Pública Bloomberg da Universidade Johns Hopkins afirmam que os humanos não são os únicos habitantes de Baltimore bairristas.
|
|
|
Em Baltimore, os cientistas descobriram que ratos — e as doenças que eles carregam — permanecem perto de casa. |
Os ratos tipicamente permanecem perto de suas moradias, raramente se aventurando a mais de um quarteirão de distância. Entretanto, em face do perigo, alguns roedores podem viajar quase quinze quilômetros para repovoar áreas abandonadas.
Uma compreensão sobre como os ratos nas áreas urbanas se interconectam fornece informações sobre quais populações podem espalhar doenças, segundo Sam Scheiner, diretor de programa na Divisão de Biologia Ambiental da Fundação Nacional de Ciências (NSF), que financiou a pesquisa através do programa de Ecologia de Doenças Infecciosas (em conjunto com os Institutos Nacionais de Saúde).
O porto de Baltimore já foi um grande terminal de grãos, o que pode explicar por onde os ratos marrons (Rattus norvegicus) foram introduzidos na cidade. Os ratos marrons, também conhecidos como rato castanho e ratazana, podem chegar a pesar um quilo e transmitem várias doenças para as pessoas.
A despeito dos custosos esforços para erradicação deles, o número de ratos em Baltimore não mudou nos últimos 50 anos, afirma o cientista Greg Glass da Johns Hopkins, co-autor do artigo na Molecular Ecology junto com outros pesquisadores da Johns Hopkins e da Escola de Medicina da Universidade Yale.
|
|
|
Ratos marrons e outros deixam rastros de sua passagem. |
Para entender por que, os pesquisadores capturaram perto de 300 ratos de 11 áreas residenciais de Baltimore e realizaram estudos genéticos para saberem se os ratos eram aparentados. Os cientistas descobriram que os ratos de Baltimore Leste eram separados de suas contrapartes, não aparentadas, do lado Oeste por um largo curso de água, conhecido como Jones Falls.
Dentro desses hemisférios, as famílias de ratos formam comunidades menores que ocupam áreas de cerca de 11 quarteirões. Cada comunidade se subdivide em bairros que abrangem pouco mais do que um beco médio. Para um rato da cidade, esse beco é o lar doce lar.
As descobertas indicam que, embora os ratos raramente emigrem, os esforços de erradicação restritos a certos bairros podem sair pela culatra, encorajando os roedores a repovoar outras áreas e espalhar ainda mais as doenças. A melhor solução pode ser um esforço em uma escala muito maior, direcionado a famílias inteiras.
Bisbilhotando um buraco negro
 |
 |
|
Buraco negro super-maciço
|
XMM-Newton leva os astrônomos até a borda de um buraco negro
27 de maio de 2009
Usando os novos dados coletados pelo observatório espacial da ESA XMM-Newton, os astrônomos conseguiram chegar mais perto do que nunca de um buraco negro super-maciço que fica lá no fundo do centro de uma galáxia ativa distante.
A galáxia – conhecida como 1H0707-495 – foi observada durante quatro órbitas de 48 horas cada do XMM-Newton
em torno da Terra, a partir de janeiro de 2008. Pensava-se que o buraco negro em seu centro estivesse parcialmente obscurecido por nuvens intermediárias de gás e poeira, mas essas observações atuais revelaram as mais distantes profundezas da galáxia.
“Agora podemos começar a mapear a região imediatamente em volta do buraco negro”, comentou Andrew Fabian, da Universidade e Cambridge, que chefiou as observações e análises.
Quando a matéria despenca para dentro de um buraco negro super-macicço, são produzidos raios X. Os raios X iluminam e são refletidos pela matéria antes de sua eventual acreção. Os átomos de ferro no fluxo gravam as características linhas de ferro na luz refletida. Essas linhas de ferro são distorcidas de várias formas características: elas são afetadas pela velocidade dos átomos de ferro em órbitas, pela energia necessária para que os raios X escapem do campo gravitacional do buraco negro, e pela rotação do buraco negro. Todas essas características mostram aos astrônomos que eles estão rastreando matéria em um raio igual ao dobro do raio do próprio buraco negro.
|
|
|
|
||
O XMM-Newton
detectou duas características de brilho da emissão de ferro nos raios X refletidos que nunca antes tinham sido vistos juntas em uma galáxia ativa. Essas características de brilho são conhecidas como as linhas L e K do ferro e só podem ser tão brilhantes se houver uma grande abundância de ferro. Ver ambas nessa galáxia sugere que seu núcleo é muito mais rico em ferro do que o resto da galáxia.
A emissão direta de raios X varia em brilho com o tempo.
Durante a observação, a linha L do ferro estava brilhante o suficiente para que sua variação fosse acompanhada.
 |
|
| O XMM-Newton |
Uma meticulosa análise estatística dos dados revelou uma defasagem de 30 segundos entre as mudanças na luz em raios X observada diretamente e a vista a partir da reflexão pelo disco. Esse retardo no eco permitiu a medição do tamanho da região refletiva, o que leva a uma massa estimada entre 3 a 5 milhões de massas solares para o buraco negro.
As observações das linhas de ferro também revelaram que o buraco negro está girando muito rapidamente e engolindo matéria de modo tão rapido que chega ao limite de sua capacidade teórica de absorver matéria, devorando o equivalente a duas Terras por hora.
A equipe continua a rastrear a galáxia usando sua nova técnica. Ainda há muita coisa para estudar. Longe de ser um processo contínuo, como a água escorrendo por um dreno, um buraco negro é um comilão desastrado. “A acreção é um processo muito tumultuado por causa dos campos magnéticos envolvidos”, explica Fabian.
A nova técnica permitirá aos astrônomos mapear o processo em toda sua gloriosa complexidade, levando-os a regiões jamais vistas na própria borda deste e de outros buracos negro super-macicços.
O artigo “The detection of Broad Iron K and L line emission in the Narrow-Line
Seyfert 1 Galaxy 1H0707-495 using XMM-Newton”, de A. Fabian et al. será publicado amanhã na Nature.
