Nada é tão certo nesta seara, em que muitas questões permanecem em aberto. Um dos principais focos a se levar em conta é se a humanidade pode se sustentar, ou pode ser sustentada, e por quanto tempo, pois não é possível excluir a humanidade do ambiente em que vive, seja o ambiente terrestre ou o extra-terrestre. No que se refere ao terrestre, a permanência da humanidade na Terra está intimamente relacionada a fatores ambientais bem conhecidos, como as mudanças climáticas, perda de biodiversidade, ruptura dos ciclos do nitrogênio e do fósforo. Como a Terra não está em um sistema isolado, as interações com o universo influenciam diretamente a longevidade da vida terrestre. Raios solares, radiação, asteróides, cometas, e a possibilidade da existência da vida alhures são fatores incontestavelmente importantes. Mesmo porque algumas teorias sustentam que a vida tenha se originado a partir de matéria orgânica trazida à Terra por corpos celestes.

De acordo com Seth D. Baum (Pennsylvania State University), três abordagens principais podem ser usadas para a elaboração de argumentos sobre a longevidade (ou não) da humanidade na Terra: o determinismo ambiental, o paradoxo de Fermi e a escatologia física.

O determinismo ambiental estabelece que a permanência da humanidade na Terra depende unicamente de fatores ambientais, e não de decisões humanas. Assim, se as condições ambientais forem suficientemente generosas, poderemos viver na Terra por muito tempo. Caso contrário, estamos fadados ao desaparecimento.

No passado, o determinismo ambiental foi utilizado como argumento para explicar a superioridade cultural e fisiológica dos povos europeus sobre os outros povos. Dizia-se que os povos que viviam em regiões mais quentes e ensolaradas eram preguiçosos, ao contrário daqueles que viviam em regiões mais temperadas. Tais argumentos, ao lado do Darwinismo social, justificaram atitudes racistas e as práticas colonialistas que promoveram a escravidão e a exploração à exaustão dos povos de regiões não-européias.

Atualmente o determinismo ambiental é considerado como sendo uma alternativa pobre para explicar a sobrevida da humanidade na Terra, ainda que os fatores ambientais influenciem diretamente a ocupação de territórios inóspitos e a prosperidade em regiões exauridas. Considera-se que se o determinismo ambiental fosse o principal fator a estabelecer a permanência do homem na Terra, haveria muito pouco a se fazer para mudar cenários ambientalmente catastróficos. Por outro lado, se as decisões humanas podem influenciar diretamente a longevidade da espécie humana, muito pode ser feito para se transformar um cenário essencialmente pessimista. Mesmo assim, existem limitações ambientais que não podem ser ultrapassadas.

Como as formas de vida que conhecemos são as únicas que conhecemos,  e o sistema bioquímico que rege a vida na sua essência é universal, tal conhecimento nos indica que a posição do planeta no sistema solar determinou diretamente o surgimento da vida.  Por exemplo, a intensidade de radiação do sol, a ocorrência muito esparsa de “acidentes” com outros corpos celestes, bem como a história da evolução geofísica da Terra, são fatorres que influenciaram diretamente sobre o surgimento e evolução das espécies biológicas. Da mesma forma, a existência da humanidade no planeta só foi possível de acordo com as condições ambientais favoráveis para seu surgimento e manutenção. Mas não sabemos nada, ou sabemos muito pouco, sobre a existência de vida em outros planetas no Universo.

O físico Enrico Fermi (1901-1954) foi o primeiro a realizar cálculos sobre a possibilidade da existência de vida inteligente fora do planeta Terra, e formulou o seguinte paradoxo: se existem civilizações extra-terrestres, aonde estão? (conhecido como o paradoxo de Fermi). Possíveis soluções para tal questionamento:
a) existem, mas ficam apenas nos observando;
b) existem, mas em determinado ponto de sua existência são levadas inerentemente à auto-destruição;
c) existem, e crescem exponencialmente, mas ainda não as conhecemos.

Os problemas com estas respostas são os seguintes. A primeira parece ser uma resposta muito pouco provável, tendo em vista que tal atitude seria, no mínimo, bastante infantil para seres tão desenvolvidos. Já a segunda é bastante plausível, e poderia explicar o porquê de não termos ainda conhecimento de civilizações extra-terrestres. O problema é que, se tal destino for o de civilizações inteligentes, são menos inteligentes do que poderiam parecer. Tal parece ser o caso da civilização humana na Terra. A terceira resposta também é plausível do ponto de vista probabilístico, mas não do ponto de vista do determinismo ambiental. Pois a quantidade de recursos ambientais é sempre limitada, e não é possível para uma civilização crescer indefinidamente, em um único planeta, ou diferentes civilizações no Universo. A partir de determinado ponto de consumo e utilização dos recursos naturais, a perda de viabilidade ambiental leva à destruição de populações de tal forma que a constituição original de uma espécie fica inexoravelmente comprometida.

Embora exista a possibilidade da humanidade ocupar outros planetas, a atual tecnologia disponível ainda não permite a concretização desta proeza. Desta maneira, é melhor se levar em conta que os recursos naturais têm ocorrência e disponibilidade limitada, e diminuir sua  utilização, do crescimento populacional e das necessidades de consumo. Uma mudança de tal natureza no padrão de desenvolvimento humano poderia levar a uma situação de sustentabilidade prolongada. Civilizações extra-terrestres realmente inteligentes podem ter atingido tais níveis de equilíbrio em seu desenvolvimento, ainda que não nos sejam conhecidas.

Um dos atuais problemas para a sustentabilidade da sociedade humana na Terra é o consumo de energia. Inúmeras formas de utilização de diferentes matrizes energéticas estão sendo pesquisadas e exploradas, e ampliam os recursos para a expansão continuada da economia de consumo. Mesmo assim, os recursos energéticos disponíveis atingirão um limite de exploração e utilização. A possibilidade de se buscar recursos extra-terrestres não pode ser descartada, e a utilização de hélio-3, extremamente abundante na superfície lunar, poderia ser a solução como matriz energética durante os próximos 10 mil anos (através de fusão nuclear). Bastaria que fossem desenvolvidas formas de se extrair, trazer e armazenar hélio-3 na Terra.

O paradoxo de Fermi não exclui a possibilidade de estarmos no único planeta com vida de todo o universo. Esta hipótese parece ser ridícula? Não segundo Ward e Brownlee (2000). Se isso for verdadeiro, fica difícil aprendermos algo sobre a possibilidade da existência de vida extra-terrestre. E nosso grau de compromisso intra-específico e com o ambiente se torna significativamente mais importante.

Resta considerar a física escatológica, escatologia esta que faz alusão ao fim dos tempos, o fim do mundo, do universo, ou da humanidade, apocalíptico ou não. Tal escatologia seria de caráter determinista, e não haveria escolha. A ocorrência de asteróides gigantes, altamente destrutivos, corrobora uma hipótese desta natureza, e não poderiam ser impedidos por quem quer que seja, nem mesmo por Bruce Willis (e
m Armageddon). Porém, a física escatológica considera não somente finais cataclísmicos, como também um churrasco interminável, em que o sol aumentaria de tamanho (fato comprovado) e sua irradiação luminosa também. Em muitos milhões de anos tal aquecimento promoveria fusão dos silicatos, que consumiriam quantidades apreciáveis do CO2 presente na atmosfera, comprometendo o processo de fotossíntese. Em tais condições, a vida desapareceria por completo, antes de “passar do ponto”. Para tais casos, a geoengenharia teria que ser amplamente explorada para se evitar tais cenários. Mas não para sempre. Em 100.000.000.000.000 de anos as estrelas cessarão seu brilho, e em 100.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 de anos o número de prótons disponíveis no universo será muito pequeno.

Como a vida não será eterna, nem aqui nem em lugar nenhum, devem ser avaliadas e tomadas decisões de profundo caráter ético, de maneira a minimizar ao máximo o prejuízo à espécie humana, intrinsecamente ligada às outras espécies do planeta. Levar em conta que as possibilidades de manutenção da vida são infinitas implica que um possível número de tais decisões poderia também ser infinito. Porém, sermos realistas implica em sermos responsáveis. A existência do Universo é estimada em vários bilhões de anos – mas não a existência da humanidade. Ainda que seja possível migrar para outros planetas, indefinidamente, tal perspectiva é ainda impossível, no estado atual de nosso conhecimento científico e tecnológico. Logo, a sustentabilidade da espécie humana deve levar em conta nossas atuais limitações.

Embora a questão da premência em se tomar tais decisões seja bastante debatida, se definir o momento adequado para tais decisões dificilmente pode ser estabelecido. Aparentemente, não o atual, segundo nossos governantes. O grande fracasso da COP-15, e a falta de compromisso da Índia e da China em estabelecer políticas concretas contra emissões de carbono, mostram claramente que o momento atual “parece” não ser o mais importante para a tomada de decisões desta natureza, e a implantação de ações efetivas para minorar possíveis problemas naturais que afetariam a espécie humana na Terra.

Colonizar outros planetas parece ser uma real possibilidade, e muitos pesquisadores pensam que temos muito tempo para desenvolver tecnologias para tal, se nada de muito ruim acontecer antes: guerras nucleares, emergência de grandes pandemias, colapso ambiental, e o impacto de um grande asteróide (mas quem sabe… Bruce Willis … quem sabe?). Tais riscos são muito mais iminentes do que o fim do mundo, tal como concebido no apocalipse e por seitas catastrofistas. E por isso mesmo devem ser levados muito mais a sério. Mesmo o físico Stephen Hawking defende a idéia que a migração para outros planetas seria nossa salvação. Propostas incluem também a criação de uma biblioteca digital completa sobre a humanidade na Lua (Burrows, 2006), ou a criação de refúgios  (Hanson, 2008) ou de bancos de sementes aqui na Terra (Charles, 2006).

Embora tais cenários mais pareçam temas de histórias de ficção científica, não se pode negligenciar a crescente perda de diversidade biológica, o (possível, ou provável?) aquecimento global e a possível diminuição de fitoplâncton que comprometeria severamente a fixação de carbono através da fotossíntese.

Segundo Dawkins (em “O Gene Egoísta”), genes são as únicas entidades que se perpetuam na luta pela existência. Embora seu ponto de vista pareça um tanto quanto determinista e reducionista, poderia explicar que o instinto de sobrevivência da espécie humana (de origem genética) poderá, de certa forma, levar a uma mudança de visão de mundo (weltanschaung) em um futuro não muito distante. De outra forma, a evolução biológica, através da seleção natural, passará por cima da espécie humana como um caminhão passa por cima de um tomate.

A arte da confecção de peças de cerâmica é conhecida desde a antiguidade clássica, no caso da civilização ocidental, e mesmo de antes nas culturas orientais, para as quais já foram descobertas peças datadas de 16.000 anos. A cultura japonesa, em particular, traz consigo uma longa tradição na confecção de jarros, cumbucas, xícaras e bules de uma beleza única. São peças refinadas, utilizadas tanto no dia-a-dia como em ocasiões especiais e cerimônias. Os japoneses dominam como poucos a arte da confecção destas peças, que traz consigo nuances sofisticadas, reveladas em artigo de pesquisadores japoneses publicado na prestigiosa revista Accounts of Chemical Research. Fruto de 30 anos de investigações, a narrativa mostra os processos químicos e físicos associados à confecção artesanal de jarros da região de Bizen, província de Okayama, no Japão.

A origem da técnica foi copiada de artesanato da península da Coréia, e expressa, na sua essência, dois conceitos básicos: wabi (imagem de riqueza e beleza na simplicidade e pobreza) e sabi (senso estético de solidão), criados pelo mestre Sen no Rikyu (1522-1591). O artesanato de Bizen é um dos mais populares do Japão, e tem como base o emprego de argila e calor. O artista deve dominar a utilização tanto de um como de outro, de maneira a criar peças cerâmicas com diferentes nuances de cores: vermelho, laranja, púrpura, amarelo e preto, sem a utilização de tintas. Uma das tonalidades mais apreciadas do artesanato de Bizen é o vermelho-alaranjado, chamada de hidasuki. Esta coloração foi descoberta acidentalmente quando do uso de palha de arroz na separação dos jarros quando estes são levados ao forno. A palha de arroz, inicialmente utilizada para separar os jarros e não deixá-los grudar uns nos outros, promove o surgimento da cor hidasuki na superfície da argila.

Os artesãos que descobriram por acaso o hidasuki observaram que dois fatores influenciam na tonalidade da cor: a qualidade da argila e da palha de arroz utilizadas. A argila empregada na confecção destas peças deve necessariamente ser de plantações de arroz da região de Bizen – daí o nome – e apresenta na sua composição SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, MnO, K2O, Na2O e P2O5. A palha de arroz utilizada na confecção das porcelanas de Bizen é rico em potássio, o qual é reduzido a K2O na presença de cristobalita (SiO2) em forno. O surgimento da cor hidasuki se deve à presença de hematita na argila. A coloração das partículas de hematita muda de acordo com seu tamanho – pequenas partículas de coloração vermelha a partículas grandes, pretas. O aquecimento da hematita a temperaturas acima de 800 oC leva à agregação e crescimento dos cristais.

Sem a palha de arroz a cerâmica de Bizen não adquire a coloração hidasuki. Como ilustrado na figura abaixo, os autores japoneses prepararam pastilhas de argilas de Bizen de diferentes maneiras. Na figura (a) é mostrada uma pastilha feita de argila de Bizen sem arroz, e contém quartzo, cristobalita e mulita [(Al,Fe)6Si2O13, com a razão Al/Fe de aproximadamente 9/1]. A pastilha (b) foi feita na presença de palha de arroz, porém foi rapidamente resfriada, levando à formação de uma superfície vitrificada. As pastilhas (c) e (d) foram preparadas com argila de Bizen e palha de arroz, mas resfriadas lentamente. Medidas por difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de transmissão de elétrons e difratometria de elétrons permitiram os autores japoneses verificar que o resfriamento lento das peças de cerâmica leva a um aumento da concentração de hematita cristalizada de diferentes formas.

As análises indicaram que a argila preparada sem palha de arroz apresenta cristais de mulita na forma de agulhas [figura (a), a seguir]. Já a pastilha obtida por resfriamento rápido apresenta grandes cristais planos (b), que podem se tornar hexagonais na presença de Si, Ca, Mg e Na. Quando preparada com arroz e deixada a resfriar lentamente, as pastilhas formadas apresentam grandes cristais esféricos de corundum (óxido de alumínio, Al2O3) sobre os quais estão cristais escuros de hematita (c) e (d). Análises refinadas por microscopia de transmissão de elétrons destes cristais mostram cristais de corundum de aproximadamente 1,5 µm coberto de cristais de hematita de 0,5 µm [fotografia (a), depois do conjunto (a)-(d)] A fotografia (d) indica estruturas cristalinas marcadas C+H, com uma composição “sanduíche” alfa-Fe2O3/alfa-Al2O3/alfa-Fe2O3. Os autores indicam que o mecanismo de formação da coloração hidasuki é o seguinte: primeiro, uma reação dos componentes da argila de Bizen com o potássio presente na palha de arroz a 1250 °C resulta na formação de duas fases: uma líquida – SiO2 – e corundum, sólida (Al2O3). Durante o processo de resfriamento, os cristais de hematita crescem sobre os cristais de corundum. O problema é o oxigênio.

O teor de oxigênio durante o processo de preparação da porcelana de Bizen também é crítico. Os pesquisadores japoneses prepararam diferentes pastilhas de argila a 1250 °C, sob diferentes atmosferas: (a) atmosfera de N2 (nitrogênio), livre de O2; (b) com uma atmosfera composta de 99% de N2 e 1% de O2; (c) 98% N2 e 2% O2; (d) 95% N2, 5% O2. Como é possível ver, a coloração das pastilhas muda bastante de acordo com a composição de gases utilizada na sua preparação.

A presença de fósforo (na forma de P2O5) e carbono (das cinzas da palha de arroz) também influencia na coloração da cerâmica obtida. A presença de fósforo leva à formação de schreibersita (Fe3P). Já a presença de car
bono leva à formação de grafite. Ambos participam na coloração final da peça de cerâmica preparada. As peças de cerâmica mais claras são ricas em uma forma de hematita denominada de epsilon-Fe2O3, que forma cristais perpendiculares à superfície de mulita onde estão aderidos (figuras a, b e c, a seguir). Esta forma de hematita, epsilon-Fe2O3, muda sua forma cristalina de acordo com a pressão parcial de oxigênio (O2) na atmosfera em que os cristais são formados, e é responsável pela coloração de tom alaranjado das peças de cerâmica.

O trabalho dos autores japoneses traz à luz fatores químicos e físicos que determinam a composição de materiais argilosos utilizados na preparação de cerâmicas, material extremamente versátil utilizado para os mais diversos fins. Surpreendente é a tecnologia desenvolvida pelos artesãos japoneses durante séculos de maneira intuitiva e empírica. A principal motivação para a criação das peças de cerâmica de Bizen é estética – pura beleza.

Referência

O editor Shu-Kun Lin, do sistema MDPI de revistas de acesso aberto, acaba de lançar a revista Challenges, que terá por objetivo a publicação de projetos de pesquisas e idéias inovadoras. É, no mínimo, uma concepção bastante diferente do que pode ser publicado em uma revista científica.

Por detrás de uma proposta de projeto deve estar uma idéia, bem fundamentada. E ter idéias novas, construídas em bases científicas, não é simples. Bem pelo contrário – não são todos os dias que se têm boas idéias. Muitas vezes são difíceis de serem encontradas.

Algumas das melhores idéias científicas já propostas foram escolhidas por pesquisadores da Bell Laboratories, e demonstram o poder criativo de pesquisadores natos ou muito experientes na concepção de sistemas que literalmente transformaram o mundo.

1. A telefonia: A. Graham Bell, 1876.
2. A câmera para captura de movimento: Thomas Edison, 1897.
3. Sistemas de telecomunicações G. Marconi, 1897 e N. Tesla, 1901.
4. Sistemas de televisão: P. T. Farnsworth, 1930, V. K. Zworykin, 1935 e 1938.
5. Amplificadores de Semicondutores: W. B. Shockley, 1950.
6. Transistores: J. Bardeen e W. H. Brattain, 1950.
7. Masers e sistemas de comunicação por maser: A. L. Schaklow e C. H. Townes, 1960.
8. Detecção de câncer por imagens de ressonância magnética: R. D. Damadian, 1974.
9. Fibras óticas: R. D. Maurer e P. C. Schultz, 1972; D. B. Keck, 1973; W. W. Wolf, 1976.
10. Redes inteligentes: R. P. Weber, 1980.
11. O sistema ALOHA – INTERNET: 1968, início.

Com exceção da internet, que não foi patenteada, os anos dos 10 outros ítens se referem aos anos de publicação das patentes.

A publicação de projetos de pesquisa (inéditos?) é uma aventura que considero arriscada. Muitas vezes uma idéia leva à outra. Um projeto científico inicial desemboca em outro, que leva a outro, ou muitos outros. Publicar uma idéia pode ser arriscado. Pois nunca se sabe o real valor de uma idéia. Hoje, pode não ter valor nenhum. Mas amanhã…

Referência

O mais interessante é que os especialistas no assunto também acreditavam que corais coloniais, constituídos de vários indivíduos, fossem originários de corais solitários (individuais). Tal premissa também mostrou não ser verdadeira. A análise do DNA de 97 espécies de corais solitários indicou que vários corais solitários são descendentes mais próximos de corais coloniais do que de corais solitários de águas profundas. Também pelo menos duas linhagens de corais solitários de águas profundas derivam de corais coloniais. Os dados colhidos pelos pesquisadores indicam uma verdadeira suruba evolutiva, de formas coloniais originando formas solitárias, e vice-versa. E os corais lá do fundo tiveram uma grande participação nesta história.
Referência

Ornitorrinco é um bicho muito esquisito. É um mamífero semi-aquático, que vive apenas na Oceania (Austrália e Tasmânia). O verbete da Wikipédia sobre este animal está bastante completo, e diz que

O macho tem esporões nos tornozelos, que produzem um coquetel venenoso, composto principalmente por proteínas do tipo defensinas, que são únicas do ornitorrinco. Embora poderoso o suficiente para matar pequenos animais, o veneno não é letal para os humanos, mas pode causar uma dor martirizante e levar à incapacidade. Como somente os machos produzem veneno e a produção aumenta durante o período de acasalamento, é teorizado que ele seja usado como arma defensiva para afirmar dominância durante esse período.

O que não é dito pela Wikipédia é que o venoma do ornitorrinco é constituído não somente de peptídeos do tipo defensinas, mas também de vários outros tipos de peptídeos (detalhe: peptídios são pequenas proteínas). O curioso é que os genes que regulam a síntese destes peptídeos são muito similares a genes responsáveis pela regulação da síntese de peptídios análogos em répteis.

Recentemente o grupo de Daisuke Uemura, um dos grandes feras da química de produtos naturais, descobriu mais onze peptídeos do venoma do ornitorrinco. Estas substâncias regulam o fluxo de cálcio em células de neuroblastoma humano. O peptídeo 1, com apenas 7 aminoácidos, foi isolado como sendo o componente majoritário do venoma (concentração no venoma: 200 ng/uL). As estruturas deste e dos 10 outros peptídios foram estabelecidas por análises de espectrometria de massas do tipo MALDI-TOF/TOF (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Timeof-Flight/Time-of-Flight; Ionização por dessorpção a laser assistida por matriz-tempo-de-vôo/tempo-de-vôo), e mostraram ser coincidentes com fragmentos de um peptídeo precursor (denominado OvCNP), cuja estrutura foi predita a partir da análise do genoma do ornitorrinco.

Detalhe: o peptídio 1 é bastante polar, pois apresenta um aminoácido do tipo arginina (o primeiro, de cima para baixo), além de duas histidinas (o quinto e o sétimo aminoácidos na cadeia). Além disso, deve apresentar alguma rigidez conformacional devido à presença das duas prolinas.

O grupo de Uemura não é fraco: todos os peptídeos isolados do ornitorrinco foram sintetizados para terem suas estruturas confirmadas. Os peptídios do tipo CNP são hormônios vasorrelaxantes, de ampla distribuição no endotélio, no miocárdio, nos tratos gastrintestinais e genitourinários de humanos. Embora os autores tenham testado o peptídio 1 em diversos modelos de testes farmacológicos, ainda não conseguiram desvendar seu mecanismo de ação.

Isolar e manipular 200 ng de uma substância não é brincadeira. É ciência de primeira. Não se vê a amostra isolada. Apenas sabe-se que ela existe quando a mesma é analisada pelas técnicas de espectroscopia extremamente sofisticadas, hoje disponíveis.

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Os antibióticos naturais são alguns dos mais importantes antibióticos utilizados para o tratamento de infecções bacterianas ou fúngicas. Alguns exemplos de antibióticos naturais são as penicilinas (de fungos do gênero Penicillium), os aminoglicosídios como a estreptomicina (produzidos por bactérias do gênero Streptomyces) e os antibióticos poliaromáticos como as antraciclinas e tetraciclinas (produzidos principalmente por fungos e também por bactérias). Vários antibióticos são importantes não somente para tratar doenças humanas, mas também (e infelizmente) para a criação de gado, aves e porcos para o consumo humano.

Mais da metade de todos os antibióticos conhecidos são produzidos por bactérias do solo, e estas substâncias exercem funções extremamente importantes na manutenção da população de microrganismos. Associados à presença de antibióticos, muitos microrganismos desenvolveram resistência a estas substâncias, de maneira a poderem sobreviver na presença destas. Ou seja, no ambiente existem tanto microrganismos sensíveis como resistentes a antibióticos.

O surgimento de rotas metabólicas que levaram à formação de determinados antibióticos é fruto de pressões seletivas ao longo da evolução. Além disso, a persistência de uma rota metabólica em um determinado microrganismo deve ser decorrente de seus produtos conferirem algum tipo de vantagem adaptativa. No entanto, sabe-se que muitos antibióticos não são persistentes no ambiente – sofrem mudanças, em decorrência de estarem expostos a fatores como variação de pH, irradiação UV e até mesmo degradação por outros microrganismos.

Estudos recentes demonstraram que a tetraciclina (Tet) sofre mudanças estruturais no ambiente, e que os produtos de transformação da tetraciclina são mais estáveis (mais persistentes) no ambiente. Tais transformações são extremamente importantes, pois vários microrganismos são resistentes à tetraciclina, mas não são resistentes à seus produtos de transformação: a epitetraciclina (ETC), a anidrotetraciclina (ATC) e a epianidrotetraciclina (EATC).

Observou-se que os produtos de degradação da tetraciclina regulam os níveis populacionais de bactérias resistentes à tetraciclina. Enquanto a tetraciclina atua selecionando bactérias que adquirem resistência à própria tetraciclina, os produtos de transformação ETC, ATC e EATC atuam selecionando bactérias para se tornarem sensíveis à tetraciclina. O acúmulo de ETC, ATC e EATC também favorece o desaparecimento de linhagens bacterianas resistentes. E mais: enquanto que a seleção inicial em favor da resistência é de curta duração, a seleção subseqüente em favor de linhagens sensíveis é de longa duração.

Outro fator que influencia o surgimento e permanência de linhagens resistentes ou sensíveis a antibióticos no ambiente é a concentração dos antibióticos ali presentes. A diluição de tetraciclina e de seus produtos afeta diretamente o surgimento de resistência à tetraciclina. Em ambientes com forte ação humana, o desaparecimento da tetraciclina é devido à diluição muito mais do que à sua transformação em ETC, ATC ou EATC. Não há tempo para que a tetraciclina, que induz o surgimento de espécies resistentes, seja transformada nos seus produtos, que induzem o surgimento de espécies sensíveis. Sendo assim, nestes ambientes (de forte ação humana) existe uma maior propensão para que existam maiores concentrações de bactérias resistentes à tetraciclina.

Também se observou que a somatória das ações antibacterianas entre tetraciclina, ATC e EATC é aditiva. Prevalece a ação daquela(s) substância(s) que se encontra(m) em maior concentração.

A pesquisa realizada indica que, no ambiente natural, a ação de antibióticos é extremamente complexa. Os antibióticos originalmente produzidos por microrganismos sofrem vários processos de mudanças, em diferentes taxas de transformação, originando misturas complexas que exercem diferentes padrões de ação antibiótica. Um determinado antibiótico produzido por um determinado microrganismo resulta de um longo processo de seleção natural para sua biossíntese. Porém a persistência da rota de produção deste antibiótico será também função dos produtos de degradação do mesmo, que também conferem vantagens adaptativas ao microrganismo que produz o antibiótico original.

No caso da tetraciclina, um de seus produtos de transformação, a ATC, é também um dos precursores para formar a própria tetraciclina!
Verifica-se, assim, que a ocorrência de linhagens microbianas que produzem antibióticos é muito mais favorecida no ambiente natural do que quando isolada em laboratório. Em laboratório não existe competição entre linhagens de bactérias e fungos (pois estão todas isoladas e puras), o pH do meio  e a luminosidade são cuidadosamente controlados. Logo, nestas condições os microrganismos não são estimulados a produzirem antibióticos.

O estudo realizado se revela extremamente importante não só para melhor se entender os processos de seleção natural de microrganismos, mas também os fatores que regulam a produção de antibióticos, hoje essenciais para a sociedade.

A análise por microscopia eletrônica de varredura e por difração de raios-X quantitativa de tinturas utilizadas em cosméticos, obtidos a partir de peças do Museu Louvre (Paris), mostrou que a formulação de tais tinturas era baseada em sais de chumbo: galena (PbS, sulfeto de chumbo) para coloração escura e também na formulação de gloss para os lábios, além de três tinturas brancas à base de cerusita (PbCO3, carbonato de chumbo), fosgenita (Pb2Cl2CO3) e laurionita ([Pb(OH)Cl].

Segundo pesquisadores franceses, a ocorrência de substâncias à base de chumbo no Egito antigo é surpreendente, uma vez que este metal é pouco abundante naquela região. Porém, textos de autores romanos do século I d.C., como Plínio, o Velho, e Dioscórides, indicam que tais substâncias eram SINTETIZADAS pelos egípcios por suas propriedades medicinais. Por exemplo, Dioscórides afirma que “tais substâncias são bons remédios para os olhos e cicatrizes, para faces enrugadas e com manchas”. O mesmo autor forneceu descrições detalhadas de como tais substâncias eram sintetizadas em quantidade, uma vez que parte considerável da população as utilizava.

O processo de síntese era delicado, uma vez que devia ser realizado com ajustes de pH para evitar que substâncias secundárias (indesejadas) se formassem. Os egípcios agitavam energicamente óxido de chumbo, PbO, na presença de sal de cozinha bruto (NaCl), às vezes na presença de carbonatos de sódio (Na2CO3 ou NaHCO3) em água morna:

A questão é como os egípcios mantinham o pH neutro (em 7,0) para evitar a formação de hidróxidos de chumbo, uma vez que hidróxido de sódio (alcalino) é formado durante a reação. Uma alternativa seria que o sobrenadante líquido fosse continuamente retirado da reação, ao mesmo tempo em que se adicionava água fresca e mais cloreto de sódio. A reação era realizada durante semanas, quando se formava um precipitado branco. Tais reações foram recentemente (1999 e 2003) realizadas segundo os procedimentos descritos por Dioscórides, e foram obtidos os sais de laurionita e fosgenita.

Tais preparados já eram utilizados pelos egípcios no século 16 a.C., e continuaram a ser utilizados até o império romano, uma vez que os egípcios tinham fama de serem famosos por terem medicamentos para o tratamento de problemas nos olhos (como inflamações e conjuntivites). Tais problemas oculares eram freqüentes durante as cheias do Nilo. Para o tratamento, os egípcios desenvolveram tratamentos como colírios e emplastros que também serviam como cosméticos.

Atualmente a utilização de medicamentos a base de chumbo é totalmente proscrita, devido à toxidez de compostos de chumbo. Na idade média, vários alquimistas apresentaram problemas como saturnismo, doenças neurológicas decorrentes da intoxicação por chumbo. O nome “saturnismo” vem justamente de chumbo, elemento associado ao planeta Saturno, que não tinha muito boa fama na idade média. Um dia cinzento, carregado de nuvens, pode ser chamado de um dia “plúmbeo”, em alusão ao chumbo (PlumbusPlumbum, daí sua sigla, Pb). O fato é que o íon Pb2+ reage com vários tipos diferentes de moléculas biológicas, como co-fatores e proteínas, que naturalmente estão associadas a outros íons divalentes: Ca2+, Zn2+, Fe2+, Cu2+ e Mg2+. Uma vez associado a estas biomoléculas o íon Pb2+ altera suas funções, e forma espécies pouco solúveis em água. Esta é possivelmente a origem da toxidez de substâncias com chumbo.

O íon Pb2+ apresenta raio atômico e estados de oxidação idênticos aos do íon cálcio (Ca2+), um íon extremamente importante em vários processos celulares e fisiológicos. Como o Ca2+ atua ativando processos celulares de óxido-redução, os pesquisadores franceses levantaram a hipótese de que o íon Pb2+ poderia atuar de maneira muito similar, estimulando processos imunológicos quando aplicado em baixas concentrações. Uma vez que os sais utilizados pelos egípcios são muito insolúveis em água, deveriam estar em concentração muito baixa quando em contato com fluidos corporais (nos olhos e em feridas).

Desta forma, o grupo francês decidiu investigar possíveis respostas celulares promovidas pela presença de concentrações muito pequenas de Pb2+ (sub-micromolares), utilizando amperometria com ultramicroeletrodos de fibra de carbono com platina. Vários experimentos permitiram observar que quantidades de chumbo em concentrações entre 0,2 e 0,4 uM levaram à formação de NO neutro. Esta substância atua como mensageiro no sistema imunológico. Indica a presença de infecções para macrófagos (células do sistema imunológico), aumenta o fluxo sanguíneo, e promove a vascularização capilar (de vasos sanguíneos muito pequenos). Ou seja, na presença de sais de chumbo olhos tratados com estas substâncias estão muito menos propensos a sofrer infecções.

Assim, quando os egípcios utilizavam tais tinturas cosméticas nos olhos, garantiam a proteção de Horus e Ra contra possíveis doenças. Embora atualmente se conheçam os reais motivos de tais substâncias atuarem de forma eficaz, nada tira o mérito dos egípcios de prepararem tais substâncias com extremo cuidado e de utilizar as mesmas de forma adequada. Os antigos egípcios eram investigadores natos, químicos de mão cheia e médicos que faziam uso de conhecimento empírico. Uma bela história.

A referência completa deste trabalho é a seguinte: I. Tapsoba, S. Arbault, P. Walter e C. Amatore, Finding Out Egyptian Gods’ Secret Using Analytical Chemistry: Biomedical Properties of Egyptian Black Makeup Revealed by Amperometry at Single Cells, Analitical Chemistry, 2010, 82 (2), pp 457–460 (DOI: 10.1021/ac902348g).

Tive a oportunidade de estar presente à abertura oficial do Ano Internacional da Biodiversidade em Curitiba, dia 7 de janeiro. O tema não poderia ser mais apropriado, tendo em vista os debates sobre o aquecimento global e suas conseqüências de Copenhagen, em dezembro último. Se por um lado os interesses econômicos falam alto contra quaisquer medidas efetivas que minimizem os (ainda que supostos, ou potenciais) efeitos do aquecimento global, por outro lado, reportagem publicada hoje no jornal Folha de São Paulo on-line, diz que

Apesar de 2010 ser o Ano Internacional da Biodiversidade, não há muito o que comemorar. Pesquisadores estimam que 150 espécies sejam extintas todos os dias no mundo. Segundo o secretário da Convenção sobre a Diversidade Biológica da ONU, Oliver Hillel, o lançamento das atividades pelas Nações Unidas neste domingo (10), em Berlim, na Alemanha, e no Brasil, também na última semana, em Curitiba, servem para colocar o tema no foco das discussões. Ele reforça que, junto com a questão das mudanças climáticas, a perda da biodiversidade é o maior desafio para a humanidade atualmente. Por isso, durante este ano, serão promovidas atividades em todo o mundo para conscientizar a população.

O diretor do Departamento de Conservação da Biodiversidade do Ministério do Meio Ambiente, Bráulio Dias, afirma que, no Brasil, um calendário de eventos deverá ser divulgado nesta semana pelo ministério para debater o tema. “É importante neste ano ampliar a discussão com a sociedade pra refletir sobre a importância da biodiversidade”, salienta o diretor.

Nesta mesma linha, o jornal O Estado de São Paulo on-line trouxe outra notícia hoje.

Berlim – A chanceler alemã Angela Merkel fez um apelo aos países industrializados e às nações em desenvolvimento para investir mais em proteção da vida selvagem e disse que as Nações Unidas deveriam criar um órgão para reiterar os argumentos científicos em prol do salvamento de espécies da flora e da fauna.

“A estratégia não deve se limitar ao estabelecimento de uma meta, mas também deve contemplar a implementação, o monitoramento e a evolução  de metas integradas em planejamentos  nacionais”, disse Djoghlaf.

No evento de Curitiba, assisti às apresentações públicas do prefeito de Curitiba Beto Richa; da Vice-Ministra do Meio Ambiente, Sra. Izabella Teixeira; do Chefe da Missão Nave Oceanográfica SEDNA IV, Jean Lemire; de Eric Blencowe, representante do Governo do Reino Unido no evento; e do Secretário Executivo da Convenção de Diversidade Biológica, Dr. Ahmed Djoghlaf.

Richa destacou, de maneira extremamente clara e objetiva, a importância do tema e do destaque da cidade de Curitiba no cenário nacional e internacional de urbaização e conservação da biodiversidade. Atualmente Curitiba abriga 34 parques e bosques, num total de 2 milhões de metros quadrados de área verde. A Sra. Teixeira fez uma longa apresentação e explanação das conquistas do governo federal na área de conservação ambiental no Brasil. Já o Sr. Lemire fez uma apresentação piegas e cheia de efeitos dramáticos sobre sua expedição à Antártida (ou Antártica?), a qual foi inclusive ironicamente comentada pelo representante inglês, Eric Blencowe. Deste, outra apresentação clara, suscinta e objetiva sobre a importância do tema e o apoio que o governo do Reino Unido oferecerá, quando da celebração dos 350 anos da Royal Society neste ano. Por fim, as palavras do Dr. Djoghlaf ressaltam que a relevância do tema não deve se limitar às discussões e aos eventos, mas resultar em ações efetivas de conservação da biodiversidade e diminuição de sua taxa de desaparecimento.

Será mais um ano de muitos eventos, em todo o mundo. A programação completa pode ser visualizada na página da Convenção da Diversidade Biológica das Nações Unidas. Todas as iniciativas são excelentes, como não pode
riam deixar de ser.

Mas em que tais eventos resultarão? Espero, sinceramente, que não em mais um fiasco como o da COP-15. Muito há para se fazer, e é possível de ser feito.

O livro de Huxley (1825-1895) é parte da Coleção Pequenos Frascos, editada pela Editora UNESP, e foi lançado em 2009. A introdução por Roberto de Andrade Martins, professor do Instituto de Física Gleb Wataghlin da UNICAMP e coordenador do grupo de História e Teoria da Ciência, situa Huxley em seu momento histórico e ilustra como sua formação intelectual foi influenciada por pensadores da época, como Herbert Spencer e Robert Chambers. Ficou famoso por seu debate com o bispo anglicano Samuel Wilberforce, quando defendeu a unhas e dentes a teoria da evolução de Darwin. Foi um importante divulgador da ciência, defensor do ensino de qualidade e da importância da educação para a formação cidadã. Proferiu inúmeras conferências sobre este tema ao longo de sua vida, foi membro da London School Board e da Royal Comission on Scientific Instruction and the Advancement of Science, reitor da Universidade de Aberdeen, diretor do South London Working Man’s College, presidente da Geological Society, da British Association for the Advnacement of Science, e da Royal Society.
Os três textos de Huxley incluídos no livro são conferências intituladas Sobre a conveniência de se aperfeiçoar o conhecimento natural (1866), O natural e o sobrenatural (1892) e Ciência e cultura (1880). Apesar de seu estilo um tanto rebuscado, Huxley é de uma clareza e atualidade impressionantes. Argumenta em favor do conhecimento da ciência de forma contundente, e ilustra com fatos, como a melhoria das condições de saúde dos londrinos decorrente da mudança do estilo de vida das pessoas em função de sua educação, a importância do conhecimento natural para o desenvolvimento social. Do primeiro texto destaco as seguintes passagens:

“(…) o aperfeiçoamento do conhecimento natural (…) não apenas conferiu benefícios práticos ao homem como, ao assim fazê-lo, ensejou uma revolução em suas concepções do universo e de si próprio, e alterou profundamente seus modos de pensar e sua idéia de certo e errado. Sustento que o conhecimento natural, ao procurar satisfazer às demandas naturais, encontrou as idéias que poderiam por si próprias responder a anseios espirituais. Sustento que o conhecimento natural, ao procurar erigir as leis do bem-estar, foi levado à descoberta das leis de conduta e a estabelecer os fundamentos de uma nova moralidade.” (p. 43-44)

“Se os astrônomos descobriram que a Terra não é o centro do universo, mas um grão de poeira secundário, os naturalistas concluíram que o homem não é o centro do mundo vivente, mas uma entre miríades de outras variantes de vida.” (p. 52)

Estas e outras passagens apresentam um Huxley ardoroso defensor do método científico, do ceticismo e do espírito investigador para se conhecer o mundo em que vivemos, ao mesmo tempo inquiridor sobre idéias pré-concebidas. E vislumbra um futuro otimista para a humanidade, sustentado pelo conhecimento natural.

No segundo texto, Huxley questiona os preceitos religiosos para explicar o mundo natural a partir da bíblia. Afirma, sem dó nem piedade, que “(…) as várias religiões são, em grande medida, mutuamente excludentes, e seus seguidores exultam em acusar uns aos outros”. (p. 63) e ainda que “(…) parece estabelecida uma relação inversa entre o conhecimento sobrenatural e o natural. Enquanto o último tem-se expandido, avançado em precisão e confiabilidade, o primeiro tem minguado, cada vez mais vago e discutível (…)” (p. 64). Questiona duramente o dogma religioso, de todas as correntes cristãs, para explicar qualquer aspecto da natureza ou justificar pretensos princípios morais. Manifesta sua opinião sobre a origem do estado laico: “Foram as iniqüidades e não as irracionalidades do sistema papal que proveram base à revolta laica, revolta esta que era fundamentalmente uma tentativa de se libertar da intolerável opressão de certas decorrências práticas de um sobrenaturalismo que todos, em princípio, admitiam.” (p. 70-71). Demonstra, não somente neste texto, mas também no precedente, citando fatos históricos, como o movimento renascentista e o subsequente desenvolvimento da ciência “(…) afrouxaram amarras tradicionais e enfrequeceram o jugo do sobrenaturalismo medieval.” (p. 72). A ponto de a própria igreja e seus defensores “(…) lançar mão de ridículas e fraudulentas teorias para dar conta dos fenômenos religiosos (…)” e ainda de justificar as iniqüidades deísticas e absurdos bíblicos ao “elemento humano” quando da elaboração do livro sagrado. Consequentemente, a própria igreja, em inúmeros momentos de sua história, passa por contradições internas, que levam à suas inúmeras divisões (anglicanos, batistas, luteranos, católicos, etc), pois não consegue mais sustentar-se. Finalmente, as diversas variantes cristãs passam a adotar posturas ortodoxas, não em concordância com a bíblia, mas com alguns de seus livros, pois, segundo Huxley “quem define o cânon, define o credo”.

Huxley demonstra ter estudado a bíblia com muito cuidado e atenção, apresentando questionamentos longos e duros demais para que tenham resposta. Às afirmações dos sacerdotes da época, que argumentavam serem lendários e a-históricos os primeiros nove livros da bíblia, pergunta: “(…) quanto da precisão histórica do restante pode ser garantido? O que há de mais distinto na história do Êxodo que na do Dilúvio para que se acredite nela? Se Deus não perambulou pelo Jardim do Éden, como podemos estar certos de que falou no Sinai?” Huxley defende abertamente a posição que somente o agnosticismo e uma educação naturalista pode contribuir efetivamente para a compreensão do mundo que nos rodeia.

O terceiro texto é a conferência proferida quando da inauguração do Mason College, atual Universidade de Birmingham. Huxley discute sobre a importância de uma educação moderna e de um programa atual (à época) para a formação de cientistas e profissionais. Josiah Mason, idealizador e criador do Mason College, estabeleceu três premissas para sua faculdade: “a) não se permite que partidos políticos os influenciem; b) a teologia também é rigorosamente proscrita no recinto, e; c) é especificamente estabelecido que a faculdade não providenciará condições para ‘instrução e educação meramente literárias’.” (p. 119) Embora as duas primeiras possam ser perfeitamente compreensíveis, a terceira parece ser um tanto estranha. Mas Huxley não somente defende a proposta de Mason, como julga desnecessário o ensino de Latim e Grego para a formação do cientista, sendo mais adequado o ensino de línguas como alemão e francês. Ao questionamento de que o não aprendizado literário levaria à formação de um “mero especialista científico”, responde que a “instrução e educação meramente literárias é um evidente exemplo de tacanhice científica.” (p. 120) Porém, parece não levar em conta que uma formação complementar, “literária e científica”, poderia eventualmente conduzir a uma formação mais completa do pesquisador. Reforça sua posição quando assinala que “Cultura certamente significa algo totalmente distinto de aptidão para a aprendizagem ou para a técnica. Envolve a posse de um ideal e o hábito de estimar criticamente o valor das coisas tomando por base um padrão teórico. A cultura perfeita deve empregar uma completa teoria de vida, fundada sobre um claro conhecimento de suas possibilidades e limitações.