sexta-feira, 30 de outubro de 2015


portal geologo mineracao lua
Para muitos cientistas a Lua pode ter um componente que pode mudar drasticamente a história do consumo de energia no nosso planeta: o hélio-3.

O hélio-3 ou He-3 é um isótopo estável, não radioativo do hélio.

O interesse no hélio-3 é que este gás poderá ser utilizado em reatores de fusão nuclear que gerarão imensas quantidades de energia sem produzir rejeitos radioativos ou emissão de nêutrons, comuns aos reatores nucleares a urânio.

Segundo os astrônomos e geólogos o He-3 emitido pelo Sol não atinge a superfície da Terra, pois é defletido pelo nosso forte campo magnético. Já o mesmo não ocorre na Lua onde, acredita-se, que o He-3 esteja se acumulando ao longo de bilhões de anos no fundo das crateras mais frias e escuras.

Acredita-se que o teor de He-3 no regolito lunar seja de 28ppm. Este teor tende a crescer nas áreas escuras e protegidas dos raios solares podendo, então, atingir concentrações econômicas. Alguns especulam que a Lua pode conter vários milhões de toneladas de He-3.
A verdade ainda está para ser descoberta.

Os mais entusiasmados dizem que o He-3 extraído da superfície da Lua poderá gerar toda a energia que o Homem precisa por milhares de anos.

É uma aposta instigante, mas ainda sem sustentação.
Para que o regolito lunar possa ser lavrado e gerar quantidades importantes de He-3 é necessário que sejam descobertas as principais concentrações do gás, o que ainda não foi feito.
Existe uma sonda indiana, a Chandrayaan-I, lançada em 2008 que está mapeando a superfície da Lua em busca de importantes concentrações de He-3.

Os russos, por sua vez, dizem que em 2020 poderão estar prontos para lavrar o He-3 lunar.
Vários projetos americanos objetivam o lançamento de sondas lunares em busca do He-3, que para muitos será a maior revolução energética da história do Homem. Todos os projetos americanos ainda estão em estágio inicial.
No entanto é a China quem lidera a corrida.
Os chineses não estão para brincadeiras e já entraram na quinta missão lunar com a Chang´e 5-T1 que já se encontra, neste momento, em órbita lunar.
Em 2014 a sonda chinesa Yutu aterrissou na Mare Imbrium. Começava a invasão chinesa à Lua. ( veja matéria abaixo)
Desde então, quando todos acreditavam que a missão Chang’ e 3 já havia sido encerrada, na semana passada, a sonda retornou de sua décima quarta hibernação.
O que a Chang’e está fazendo (com sucesso) é a prospecção do He-3 ao mesmo tempo em que elabora um mapa do solo e do regolito lunar, usando como principais instrumentos um espectrógrafo e um radar de penetração. É óbvio que eles estão, também, mapeando e prospectando outros elementos valiosos como ouro, platinóides, terras-raras e outros que possam dar retorno econômico aos programas de prospecção lunar.
Já o objetivo da missão Chang’e 5 é o de trazer à Terra as primeiras amostras de He-3 da Lua: um feito considerável se bem sucedido.
Com isso os chineses já se preparam para lavrar as jazidas de He-3 encontradas, mesmo antes da criação das leis sobre a mineração lunar.
Na realidade os chineses estão tão à frente dos demais competidores que só entraves burocráticos e legais para desacelerá-los.
Talvez seja esse o artifício que os Estados Unidos irão usar para paralisar os chineses e ganhar tempo na corrida pelo He-3.
Até lá ficamos com as nossas especulações...
Portal do Geólogo -  28/10/2015 - Pedro Jacobi

Yutu desvenda segredos lunares

portal geologo mineracao lua yutu
O veículo lunar Yutu é o primeiro a chegar ao solo da Lua após a sonda soviética Luna 24 em 1976.
Yutu (foto) é o veículo que a sonda chinesa Chang e-3 transportou à Lua cujo objetivo é o de desvendar os seus segredos geológicos. Ele está equipado com câmera infravermelha, raio-X, espectrômetros para análise de rochas, solos e minerais. Além disso, o Yutu conta com um radar de penetração para estudar as camadas do solo. Quando a sonda chegou na Lua e aterrissou na borda da Mare Imbrium, uma região totalmente inexplorada, os cientistas chineses se encheram de esperanças. Eles esperavam que o Yutu fizesse uma jornada de 10.000 metros coletando inúmeras informações sobre a geologia lunar.

Foi uma decepção: o veículo parou subitamente após 100 metros e continua, até hoje, imóvel.
Apesar de perder a mobilidade Yutu manteve várias funções. Hoje, sabe-se, que a região onde ele está é composta por camadas de regolito lunar intercaladas em lavas basálticas ricas em titânio, desconhecidas dos exploradores americanos. São várias idades de rochas que compõem um quebra-cabeças que os geólogos chineses mal começam a desvendar. O radar de penetração do Yutu se mostrou uma excelente ferramenta de mapeamento dessas camadas e, com certeza, será utilizado nas expedições futuras Chang’e-4 e Chang’e-5.

Os dados e conclusões iniciais estarão sendo publicados, somente agora, em uma edição especial da Research in Astronomy and Astrophysics.

Os cientistas do mundo aguardam, ansiosos, por mais informações inéditas do nosso satélite.
Portal do Geólogo - 20/6/2014 - Pedro Jacobi

domingo, 25 de outubro de 2015

A Biologia e a Ecologia das aves lamentam...

Por volta de 2050, todas as espécies de aves marinhas terão plástico em seus corpos. 

Confira o texto publicado na seção Mundo de Ciência da CH de outubro.
Por: Cássio Leite Vieira
Publicado em 22/10/2015 | Atualizado em 22/10/2015
Pela goela abaixo
Atobá-de-pé-vermelho ao lado de detritos plásticos. (foto: Britta Denise Hardesty) 
 
O (a) leitor(a) de CH viu, na edição 326, entrevista com uma especialista norte-americana sobre como os plásticos têm causado uma situação lastimável nos oceanos. Lá havia um alerta: não se sabe o que acontece com 99% desse material que chegam aos mares pela ação do H. sapiens. Agora, novo estudo revela onde parte dessa poluição acaba. E a descoberta é triste: em poucas décadas, praticamente todas as aves marinhas do planeta,  de todas as espécies, terão plástico em seu corpo.
Esmiuçando o problema em números mais detalhados, a equipe que desenvolveu o modelo computacional  para estudar a relação entre plásticos e aves marinhas chegou às seguintes conclusões:

i) atualmente, cerca de 90% de quase todas as espécies de aves marinhas têm plástico em seu corpo;

ii) por volta de 2050, esses percentuais serão de 95% (indivíduos) e 99,8% (espécies). o próprio título do artigo, publicado na PNAS, reforça que o problema é “global, pervasivo e crescente” – exponencialmente crescente, segundo os autores.

Mal dá para engolir esses números, de tão dessaborosos.  Mas o fato é que as aves marinhas estão ingerindo plástico. E isso causa o bloqueio do estômago dessas belas criaturas, sem contar que o material acaba sendo fonte de substâncias  tóxicas contidas  no próprio plástico ou que gru dam nesse material. Segundo os autores, a densidade de fragmentos de plásticos nos oceanos chega a até 580 mil pedaços por km2.

Ao todo, foram estudadas 186 espécies de aves marinhas (56% do total mundial), mas o modelo computacional tem capacidade de expandir suas previsões.
Até 2025, os humanos terão feito a proeza de despejar nos oceanos cerca de 150 milhões de toneladas de plástico.
 
O impacto do plástico tem a ver basicamente com duas variáveis: quantidade desse material na água e número de espécies que habitam a região. o modelo, desenvolvido pela equipe de Chris Wilcox, da organização de Pesquisa Científica e Industrial da Comunidade das Nações (Austrália), mostra que as aves que estão sob o maior risco de ingerir plástico localizam-se na região entre Austrália e Nova Zelândia – região antes considerada razoavelmente limpa e hábitat de grande número de espécies de aves marinhas – e na parte sudoeste do oceano Índico.
Até 2025, segundo Jenna Jambeck, a entrevistada da edição 326, os humanos terão feito a proeza de despejar nos oceanos cerca de 150 milhões de toneladas de plástico.

Sem hipocrisia

E antes que se invertam os papéis...o vilão não é a poluição (plástico), mas, sim,  o poluidor (H. sapiens) – deve-se lembrar que o plástico proporcionou grandes avanços para a humanidade,  ao baixar o preço de produtos, tornando-os acessíveis aos mais pobres; diminuir o peso e aumentar a flexibilidade de objetos; substituir produtos animais e vegetais, diminuindo taxas de extinção e desmatamento etc.
E, deixando a hipocrisia de lado e mergulhando fundo no problema, as causas da atual situação dos mares e das aves marinhas – em resumo, da terra – têm raízes em séculos de uma visão de mundo na qual o mais importante é só e apenas só o H. sapiens. A  natureza, na visão cartesiana até hoje muito presente, está aí para nos servir.

As grandes  utopias  (comunismo, nazismo e globalização,  por exemplo) sempre buscaram transformar os humanos, achando possível mudar sua natureza. Ironicamente, ao alçá-los ao centro e alto do mundo, criaram uma nova classe de dominados, de ‘proletários sem voz’: a fauna e a flora, que estariam aí para serem exploradas.  É o humanismo  em seu mais amplo sentido.

A conta está aí. Pior: egoísta  e mesquinhamente, para as gerações futuras

sexta-feira, 23 de outubro de 2015

Por: Marcus V. Cabral
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Algumas fontes citam um grande terremoto que ocorreu em 11 de outubro de 1737 em Calcutá, na Índia, matando 300 mil pessoas. No entanto, estudos recentes (The 1737 Calcutta Earthquake and Cyclone, de Roger Bilham, BSSA, Vol. 84, No. 5, 1650-1657, Outubro de 1994) indicam que estas pessoas foram vítimas de um ciclone e não de um terremoto.
Veja a relação dos terremotos mais destrutivos da história, segundo o site Apolo11.com.
Data Local Mortos Graus Comentários
23/jan/1556 Shansi, China 830 mil 8 Abalo sísmico mais letal de todos os tempos
27/jul/1976 Tangshan, China 255 mil 7.5 Oficialmente 255 mil mortos, mas estima-se que 655 mil pessoas morreram
09/ago/1138 Alepo, Síria 230 mil N/D  
26/dez/2004 Costa oeste de Sumatra 227 mil 9.0 Maior desastre da era moderna. Ondas gigantes devastaram mais de 12 países
Saiba mais
12/jan/2010 Haiti 223 mil 7  
22/mai/1927 Próximo à Xining, China 200 mil 7.9 Causou grandes fraturas
22/dez/0856 Dangan, Irã 200 mil    
16/dez/1920 Gansu, China 200 mil 8.6 Grandes fraturas e deslizamentos
23/mar/0893 Ardabil, Irã 150 mil    
01/set/1923 Kanto, Japão 143 mil 7.9 Após o terremoto, tsunamis e incêndios devastaram a cidade de Tóquio
05/out/1948 Ashgabat, Turkmenistão 110 mil 7.3  
 /set/1290 Chiili, China 100 mil    
28/dez/1908 Messina, Itália 70 a 100 mil 7.2 Grandes tremores e tsunamis
12/mai/2008 Leste de Sichuan, China 88 mil 7.9  
08/out/2005 Paquistão 86 mil 7.6  
 /nov/1667 Shemakha, Caucasia 80 mil    
18/nov/1727 Tabriz, Irã 80 mil    
01/nov/1755 Lisboa, Portugal 70 mil   Gigantesco maremoto destrui Lisboa
25/dez/1932 Gansi, China 70 mil 7.6  
31/mai/1970 Peru 66 mil 7.9 Muitas enchentes e soterramentos
 / /1268 Silícia, Ásia Menor 60 mil    
11/jan/1693 Sicília, Itália 60 mil    
30/mai/1935 Quetta, Paquistão 30 a 60 mil 7.5 A cidade de Quetta foi completamente destruída
04/fev/1783 Calábria. Itália 50 mil    
20/jun/1990 Irã 50 mil 7.7  
26/12/2003 Bam, Irã 31 mil 6.5 A Cidade histórica de Bam foi completamente destruída
Apolo11.com

Estrutura E Função Dos Aminoácidos E Das Proteínas Como Constituintes Celulares

Por: Marcus V. Cabral

Os aminoácidos são usados para a síntese de proteínas.
Os aminoácidos são usados para a síntese de proteínas.
Aminoácidos

São compostos quaternários de carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N) e, em alguns casos, pode conter enxofre (S), como a cistina.

Existem 300 tipos de aminoácidos, porém somente 20 são utilizados no organismo humano, sendo denominados aminoácidos primários ou padrão.

Estrutura: Os aminoácidos são divididos em quatro partes: o grupo amina (NH2), grupo carboxílico (COOH), hidrogênio, carbono alfa (todas as partes se ligam a ele) e um grupo R. O grupo R é responsável pela diferenciação dos aminoácidos.

Função: Os aminoácidos são usados para a síntese de proteínas.


Você sabia?

Enquanto os vegetais são capazes de sintetizar os 20 aminoácidos necessários à produção de suas proteínas, as células animais sintetizam apenas alguns. Por esse motivo, dividimos os aminoácidos em dois grupos: Naturais (produzidos pelo organismo) e Essenciais (devem ser ingeridos).


Veja:

AMINOÁCIDOS NATURAIS

Glicina (Gli)

Tirosina (Tir)

Alanina (Ala)

Arginina (Arg)

Serina (Ser)

Histidina (His)

Cisteína (Cis)

Asparagina (Asn)

Ácido Glutâmico (Glu)

Glutamina (Gln)

Ácido Aspártico (Asp)

Prolina (Pro)


AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS

Fenilalanina (Phe)

Valina (Val)

Triptofano (Tpr)

Treonina (Thr)

Lisina (Lis)

Leucina (Leu)

Isoleucina (Ile)

Metionina (Met)

Ligação Peptídica: Ligação química que ocorre entre dois aminoácidos para a formação da proteína. A reação ocorre entre o grupo carboxílico de um aminoácido e o grupo amina de outro, liberando uma molécula de água.


Proteínas

As proteínas são compostos orgânicos de estrutura complexa e massa molecular elevada, sintetizadas a partir da união de um grande número de moléculas de aminoácidos através de ligações peptídicas. São as moléculas mais abundantes e importantes da célula.

As proteínas podem ser classificadas de acordo com a composição, número de cadeias polipeptídicas e forma. Veja:


Composição

• Simples: Por hidrólise liberam apenas aminoácidos.

• Conjugadas: Por hidrólise liberam aminoácidos mais um radical não peptídico.


Números de cadeias Polipeptídicas

• Monoméricas:
Formada por uma cadeia polipeptídica.

• Oligoméricas: Formada por mais de uma cadeia polipeptídica.


Forma

• Fibrosas: Insolúvel em água, alto peso molecular, formada por cadeias retilíneas.
• Globulares: Solúvel em água. peso molecular situa-se entre 10.000 a milhões daltons, são esféricas.


Dalton: Unidade de medida de massa atômica.

Hidrólise: Quebra de molécula através da adição de uma molécula de água.


Estrutura: As proteínas possuem complexas estruturas espaciais, que podem ser organizadas em quatro níveis, crescentes em complexidade:

Estrutura Primária
: É dada pela sequência de aminoácidos e ligações peptídicas da molécula, sendo a mais simples das estruturas. Determina a função e o arranjo espacial da proteína.

Estrutura Secundária: É dada pelo arranjo espacial de aminoácidos próximos entre si na sequência primária da proteína. Sendo o último nível de organização das proteínas fibrosas mais simples estruturalmente. A cadeia de aminoácidos fica torcida, formando uma hélice, como um fio de telefone.


O arranjo espacial pode ser de duas formas:

Alfa-hélice: Estruturas cilíndricas estabilizadas por pontes de hidrogênio entre aminoácidos. Os grupos R dos aminoácidos encontram-se viradas para fora.

Folha-hélice: Estrutura achatada e rígida, nas quais regiões vizinhas da cadeia polipeptídica associam-se por meio de ligações de hidrogênio.

Estrutura Terciária: A própria hélice se torce sobre si mesma, adquirindo uma forma espacial arredondada. Ocorre nas proteínas globulares. Essa estrutura se mantém estabilizada por forças covalentes, como pontes dissulfeto, e ligações não covalentes, como pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas, etc.

Estrutura Quartenária:
Algumas proteínas podem ter duas ou mais cadeias polipeptídicas, originando a estrutura quaternária. Essas cadeias se mantêm unidas por forças covalentes e não covalentes, como a estrutura terciária. Um dos principais exemplos de estrutura quaternária é a hemoglobina. Sua estrutura é formada por quatro cadeias polipeptídicas.


As proteínas exercem diversas funções entre elas estão: estrutural, hormonal, defesa, contração muscular, enzimática, nutricional, transporte, armazenamento.

Enzimas

As enzimas são proteínas especializadas na catálise de reações biológicas. Praticamente todas as reações do metabolismo celular são catalisadas por enzimas.

As enzimas aceleram a velocidade de uma reação, sem, no entanto, participar dela como reagente ou produto. Elas atuam ainda como reguladoras das reações, sendo consideradas as unidades funcionais do metabolismo celular.

- Reação Enzimática: Para que ocorra reação entre a enzima e o substrato, é necessário que as duas moléculas se liguem temporariamente formando o complexo enzima-substrato (modelo chave-fechadura). Isso só é possível se a forma das duas for compatível.

- Substratos:
São reagentes de uma reação enzimática. Por exemplo, a Maltose é o substrato da enzima Maltase.


O bom funcionamento da enzima depende de três fatores:

Substrato:
Deve ser específico para que ocorra encaixe.

Temperatura: Quanto mais alta, maior a velocidade da reação, até atingir a temperatura ótima. A partir dela, a atividade enzimática volta a diminuir, por desnaturação da molécula.


pH


Do mesmo modo que a temperatura, existe um pH ótimo, ideal para a catálise.


Proteína “deformada” perde a Função

Quando submetidas a temperaturas elevadas ou a certos tratamentos químicos, como a alteração do pH do meio, as proteínas em geral se alteram, algumas vezes de modo permanente, perdendo as ligações que mantinham a forma da proteína e, consequentemente, sua função biológica. Esse processo é chamado Desnaturação.

EXEMPLO: Um bom exemplo de desnaturação é observado quando cozinhamos o ovo. A clara é rica em Albumina (que é uma proteína) e, quando submetida a altas temperaturas, a mesma endurece e não volta a liquefazer, mesmo após o resfriamento.

terça-feira, 20 de outubro de 2015

Scientists discover key clues in turtle evolution

September 2, 2015
Eunotosaurus illustration. Credit: Mick Ellison
A research team led by NYIT scientist Gaberiel Bever has determined that a 260-million year-old fossil species found in South Africa's Karoo Basin provides a long awaited glimpse into the murky origins of turtles.
Bever, describes the extinct reptile, named Eunotosaurus africanus, as the earliest known branch of the turtle tree of life.

"Eunotosaurus is a critical link connecting modern turtles to their evolutionary past," said Bever, an assistant professor of anatomy at the NYIT College of Osteopathic Medicine. "This is the fossil for which science has been searching for more than 150 years. You can think of it as a turtle, before turtles had a shell."

While Eunotosaurus lacks the iconic turtle shell, its extremely wide ribs and distinctively circular torso are the first indications that this fossil represents an important clue in a long unsolved mystery: the origin of turtles. In a new study published in Nature, Bever and his colleagues from the Denver Museum of Nature and Science, Yale University, and the University of Chicago focus their attention on the of Eunotosaurus. Their findings indicated that the complex anatomy of the head houses convincing evidence of the important role played by Eunotosaurus in the deep history of turtle evolution.

"Our previous studies showed that Eunotosaurus possessed structures that likely represent the first steps in the evolution of the turtle shell" added Tyler Lyson of the Denver Museum of Science and Nature and a coauthor of the study, "but what those studies lacked was a detailed analysis of the skull."
 
 
A three-dimensional reconstruction of the adult skull of Eunotosaurus africanus, a 260 million year old relative of modern turtles. The individuation of each bone through CT scanning and digital dissection allows the skull to be studied inside and …more
Using high-resolution computed tomography, Bever digitally dissected the bones and internal structures of multiple Eunotosaurus skulls, all of which are housed in South African museums. He then incorporated his observations into a new analysis of the reptile tree of life. The process took the better part of four years, but according to Bever, the results were well worth the effort.
"Imaging technology gave us the opportunity to take the first look inside the skull of Eunotosaurus," said Bever, "and what we found not only illuminates the close relationship of Eunotosaurus to turtles, but also how turtles are related to other modern reptiles."

One of the study's key findings is that the skull of Eunotosaurus has a pair of openings set behind the eyes that allowed the jaw muscles to lengthen and flex during chewing. Known as the diapsid condition, this pair of openings is also found in lizards, snakes, crocodilians, and birds. The skull of modern turtles is anapsid - without openings—with the chamber housing the jaw muscles fully enclosed by bone.
The anapsid-diapsid distinction strongly influenced the long-held notion that turtles are the remnants of an ancient reptile lineage and not closely related to modern lizards, crocodiles, and birds. The new data from Eunotosaurus rejects this hypothesis.

"If turtles are closely related to the other living reptiles then we would expect the fossil record to produce early turtle relatives with diapsid skulls," said Bever. "That expectation remained unfulfilled for a long time, but with some help from technology and a lot of hard work on our part, we can now draw the well-supported and satisfying conclusion that Eunotosaurus is the diapsid turtle that earlier studies predicted would be discovered."
In linking turtles to their diapsid ancestry, the skull of Eunotosaurus also reveals how the evidence of that ancestry became obscured during later stages of turtle evolution.
"The skull of Eunotosaurus grows in such a way that its diapsid nature is obvious in juveniles but almost completely obscured in adults. If that same growth trajectory was accelerated in subsequent generations, then the original diapsid skull of the turtle ancestor would eventually be replaced by an anapsid skull, which is what we find in modern turtles."
Although the new study represents a major step towards understanding the reptile tree of life, Bever emphasizes that it will not be the final chapter in the science of turtle origins.
"The beauty of scientific discoveries is that they tend to reveal more questions than they answer" said Bever, "and there is still much we don't know about the origin of turtles. Which of the other diapsid groups form their closest cousin? What were the ecological conditions that led to the evolution of the turtle's shell and anapsid skull? And how much of the deep history of turtle evolution can be discovered by studying the genes and developmental pathway of modern ?"

 
More information: Evolutionary origin of the turtle skull, DOI: 10.1038/nature14900

Journal reference: Nature search and more info website

Plesiosaur Bites

Mine’s bigger than yours! The Monster of Aramberri, Predator X, and other monster pliosaurs in the media


During the past decade several dramatically named giant pliosaurs have hit the mainstream media, many claiming to be the biggest yet discovered. But only a trickle of peer-reviewed literature has been published to accompany these news stories. The lack of published data makes it really difficult to sift the facts from the fiction, and it’s easy to get the different stories muddled up, especially in the case of two identically sized congeneric pliosaur specimens from Svalbard: ‘The Monster’ and ‘Predator X’. So in an attempt to iron out the details and assess what we really know about all these specimens, here’s a short summary of the main players.

The Monster of Aramberri

Hit the mainstream media: 2002.
Estimated length in media: 18 m.
Conservative estimated length 15 m.
Material: Partial vertebral column, proximal end of a femur, part of the pelvic girdle, and cranial fragments. The fragment of rostrum collected in 1985 is now lost.
Where: Aramberri, Mexico.
Excavation: The original excavation in 1985 yielded a partial rostrum and vertebral column. The excavation site was reidentified in 2001 and additional material was collected during 2001 and 2002.
Peer-reviewed scientific references: Buchy et al. (2003).

Notes: The material was collected over a period of several years, but the discovery only hit the mainstream media in 2002 when more substantial pieces of the skeleton were discovered. An excellent account of the ‘Monster of Aramberri’ is given here by Richard Forrest. Buchy et al. (2003) described UANL-FCT-R2, the partial vertebral column discovered in 1985 [pictured below], but the majority of the skeleton has not been described and is in the process of being prepared. I’ve confirmed with Marie-Celine that the vertebrae described in 2003 are part of the ‘Monster of Aramberri’, but it is worth noting that the 2003 paper doesn’t explicitly mention ‘The Monster of Aramberri’ by name. Originally referred to Liopleurodon, it isn’t considered so any more (Buchy & Frey, 2003).
Monster of Aramberri vertebrae
Part of a figure from Buchy et al. (2003) showing some of the vertebrae and girdle elements of 'The Monster of Aramberri' of the

The Monster

Hit the mainstream media: October 2006
Estimated length in media: 15 metres
Conservative estimated length: 13-15 m
Material: anterior part of rostrum, two cervical and numerous dorsal vertebrae, a nearly complete coracoid and right forelimb, and several dorsal ribs and gastralia.
Where: Svalbard, Norway.
Excavation: Discovered in 2006 and excavated in 2007.
Peer-reviewed scientific literature: none.
Notes: ‘The Monster’, not to be confused with ‘The Monster of Aramberri’, was the first pliosaur from Svalbard to be excavated and the first to make the news. A second giant pliosaur (‘Predator X’, see below) was discovered at the same time, but was excavated the following season. Richard Forrest’s 2008 article on the plesiosaurs from svalbard provides a thorough discussion, including comments on ‘The Monster’, but it was written before the second pliosaur hit the mainstream media.
Paddle of 'the monster'
Partial forelimb of 'The Monster'

Predator X

Hit the mainstream media: March 2009
Estimated length in media:
15 m
Conservative estimated length: 13-15 m
Material: Partial skeleton including posterior skull region and anterior cervical vertebrae.
Where: Svalbard, Norway.
Excavation: Discovered in 2006 and excavated in 2008.
Peer-reviewed scientific literature: none.

Notes. The fossil material attributed to this pliosaur was first mentioned in stories covering “The Monster” in 2008, but the name ‘Predator X’ was coined after the specimen was excavated and it hit the media in 2009. According to an SVP poster by Knutsen et al. (2009) both ‘The Monster’ and ‘Predator X’ belong to the same taxon – they are congeneric and they are closest in their anatomy to Pliosaurus. They are both estimated to be the same size, and they are also both from the same geological formation, so with all these similarities it’s easy to confuse the two. ‘Predator X’ inspired the cover story for the 31 October 2009 issue of New Scientist, and was the main subject of a recent History Channel documentary of the same name, which also featured another giant pliosaur – the Weymouth Bay pliosaur. ‘Predator X’ will also appear in the BBC’s upcoming series Planet Dinosaur. Despite its widespread presence in the news and on TV, I was unable to find a suiatable photograph of the actual material.

The Weymouth Bay pliosaur

Hit the mainstream media: October 2009
Estimated length in the media: 16 m
Conservative estimated length: 12 m.
Material: skull and mandible (missing the tip of the manibular symphysis).
Where: Weymouth Bay, Dorset, UK.
Excavation: Discovered in pieces over a period of time – specific details unclear. The specimen was purchased by Dorset County Museum in Dorchester.
Peer-reviewed scientific literature: none.
Notes:
There is an excellent account of the Weymouth Bay pliosaur here by Richard Forrest. The skull as preserved is 2.1m long.









The Weymouth Bay pliosaur
The Weymouth Bay pliosaur and Richard Forrest


So there we have it, four mega-pliosaurs making big news in the space of a decade. All of them have conservative and realistic length estimates around the 15m mark, with the Weymouth Bay pliosaur possibly slightly smaller and ‘The Monster of Aramberri’ possibly slightly larger. But all the estimates are way too wooly to take seriously just yet. So all these monsters will remain jostling for top spot until the scientific papers are published, and until we have a better understanding of pliosaurid proportions.
There are or course plenty of other giant pliosaurs, which frequently pop up in discussions too, including additional real contenders for ‘biggest pliosaur ever!’. While I do plan to write more on giant pliosaurs in the future, I’ve stuck to the ones in the mainstream media for now. You might have noticed that Liopleurodon was conspicuously omitted from this post. Well, although it is entirely relevant to the present topic, it hasn’t been in the news recently so I decided to leave the magical Liopleurodon alone this time around. It will be nice to write about a pliosaur with an actual scientific name for a change, even if that’s opening a can of worms in itself!

References

Buchy, M.-C. & Frey, E. 2003. Was it really eating granite? We’re searching hard: history of the Monster
of Aramberri (and stories about it). First meeting of the EAVP – abstracts, 39.

Buchy M.-C., Frey E., Stinnesbeck, W. ; López-Oliva J.G. 2003. First occurrence of a gigantic pliosaurid plesiosaur in the Late Jurassic (Kimmeridgian) of Mexico. Bulletin de Societe géologique de France, 174, 271-278.

Knutsen, E., Druckenmiller, P., Hurum, J., Nakrem, H. 2009. Preliminary account of new Late Jurassic pliosaurid material from Svalbard, Norway. Journal of Vertebrate Paleontology, 128A.

Noè, L. F., Smith, D. T. J. & Walton, D. I. 2004. A new species of Kimmeridgian pliosaur (Reptilia; Sauropterygia) and its bearing on the nomenclature of Liopleurodon macromerus. Proceedings of the Geologists’ Association 115, 13-24.

fonte: http://plesiosauria.com

domingo, 18 de outubro de 2015

Simbiose: Parceiros inseparáveis

Associação simbiótica entre protozoário e bactéria ajuda a entender a origem de organelas celulares
MARIA GUIMARÃES | ED. 236 | OUTUBRO 2015
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© CAROLINA CATTA-PRETA / UFRJ
Microscopia eletrônica de varredura mostra a divisão de Angomonas deanei, um protozoário com bactéria simbiótica
Microscopia eletrônica de varredura mostra a divisão de Angomonas deanei, um protozoário com bactéria simbiótica
Os protozoários tripanossomatídeos são famosos por atacar seres humanos, além de plantas e animais de interesse econômico. Destacam-se os parasitas Trypanosoma cruzi, responsável pela doença de Chagas, T. brucei, da doença do sono na África, e os do gênero Leishmania, que causam as leishmanioses. Mas para a parasitologista Cristina Motta, do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), esse não é o aspecto mais interessante desses seres unicelulares. Alguns tripanossomatídeos albergam em seu interior uma bactéria sem a qual são incapazes de viver na natureza.


E vice-versa: a bactéria também não sobrevive sozinha. Essa relação de endossimbiose pode ajudar a entender a origem dos eucariotos (organismos com material genético compartimentalizado no núcleo da célula), cujas organelas – como a mitocôndria e o cloroplasto – resultam de associações com bactérias.
O que se observa nesses organismos é um passo intermediário na evolução das organelas. “São dois seres diferentes que se encontraram, viveram em harmonia e agora formam um só ser, já que um não existe sem o outro”, diz Cristina. Intrigante é o fato de cada protozoário conter apenas uma bactéria: elas se dividem mais depressa que o tempo de geração do hospedeiro, de seis horas, e poderiam ser numerosas dentro da célula.

“Mas isso não ocorre, o que indica fortemente que o protozoário controla a proliferação do endossimbionte.” Esse controle rigoroso é importante porque, sem ele, a bactéria pode tornar-se um parasita e dominar, ou até matar, o hospedeiro. Cristina e seus colegas vêm estudando esse controle, como mostram os resultados com as espécies Strigomonas culicis e Angomonas deanei, publicados em junho deste ano na revista Frontiers in Microbiology como parte da tese de doutorado defendida este ano por Carolina Catta-Preta. Usando compostos que inibem o ciclo celular do hospedeiro, mas normalmente não afetam bactérias, os pesquisadores mostraram que a divisão do endossimbionte também é impedida. É mais um indício de que a bactéria perdeu o controle da maquinaria que causa a sua fissão, agora a cargo do hospedeiro. Com o bloqueio feito em pontos diversos do ciclo celular do protozoário, em alguns casos o endossimbionte começa o processo de replicação do seu material genético, sem conseguir fazer a divisão final, formando assim um longo filamento que contém várias cópias do material genético bacteriano.
Normalmente, quando as bactérias se dividem, primeiro duplicam todo o seu conteúdo, inclusive o DNA. Depois se formam o septo e um anel que, por constrição, promovem a formação de duas células-filhas. No caso do simbionte estudado, essas estruturas típicas da divisão bacteriana não se formam. Com sua especialidade em microscopia, anos atrás Cristina já observara a ação coordenada da replicação de Angomonas deanei e da bactéria que vive dentro dele.

O primeiro DNA a se replicar no organismo composto é o do endossimbionte, que se alonga apoiado no núcleo do protozoário até dividir-se em dois. Segundo Cristina, o núcleo funciona como referência topológica e a bactéria precisa estar bem posicionada para se dividir e garantir que cada novo protozoário carregue um simbionte. Em seguida se divide o cinetoplasto, região especializada da mitocôndria que contém o DNA e está associada à estrutura locomotora do protozoário conhecida como flagelo. Quando o núcleo enfim se divide, o protozoário está pronto para se separar em dois com uma bactéria em cada um, conforme descrito em artigo de 2010 na PLoS One. Falta agora esmiuçar os mecanismos moleculares envolvidos nessa divisão sincronizada de estruturas. Cristina conta com o avanço tecnológico e dos conhecimentos científicos, que proporcionam o desenvolvimento de projetos com genomas, transcriptomas e mesmo com redes metabólicas. “É uma visão mais integrada, que nos permitirá entender mais profundamente essa relação simbiótica”, diz Cristina.
© CAROLINA CATTA-PRETA/UFRJ
O simbionte (verde) lidera o processo de divisão junto ao núcleo (azul). O cinetoplasto (vermelho,/em>) se divide em seguida
O simbionte (verde) lidera o processo de divisão junto ao núcleo (azul). O cinetoplasto (vermelho), se divide em seguida. Estruturas aparecem em reconstrução tridimensional…

Parcerias

A amplitude do trabalho exige a reunião de especialidades diferentes. No Rio de Janeiro, Cristina conta com colegas da UFRJ e do Instituto Oswaldo Cruz. Mas ela também ampliou os horizontes geográficos e mergulhou nos aspectos celulares e genéticos com a ajuda, em parte, de colaboradores de São Paulo, onde encontrou interlocutores interessados na questão evolutiva. Um deles é o parasitologista Erney Plessmann de Camargo, da Universidade de São Paulo (USP). Renomado por suas pesquisas com T. cruzi (ver entrevista em Pesquisa FAPESP nº 204), desde os anos 1980 ele se interessa pelo estudo da endossimbiose em tripanossomatídeos e mais recentemente empreendeu o sequenciamento de cinco espécies que contêm bactéria simbiótica em parceria com o Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC), em Petrópolis, na serra carioca. Em estudo publicado em 2013 na PLoS One, Cristina fez análises dos genomas de duas dessas espécies e mostrou perda de genes nas bactérias. “É um genoma reduzido, mas bastante funcional, capaz de completar vias biossintéticas essenciais do protozoário hospedeiro”, comenta, comparando a uma árvore bonsai.
Esses resultados ajudam a explicar algo que chamou a atenção de Cristina quando tinha 18 anos e começava um estágio no Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho: a baixíssima exigência nutricional de um parasita de insetos quando comparada à de outros tripanossomatídeos. Já naquela época, o microscópio eletrônico ajudou a flagrar a bactéria simbiótica. Mais tarde, o genoma de protozoários e respectivos endossimbiontes corroborou dados obtidos em estudos nutricionais e bioquímicos, indicando uma intensa troca metabólica entre os dois organismos.

Graças à bactéria, o protozoário consegue produzir praticamente todos os aminoácidos necessários, enquanto os tripanossomatídeos sem simbionte precisam ter o meio de cultura suplementado. O mesmo vale para o heme, composto à base de ferro, que faz parte de proteínas como a hemoglobina do sangue. “As bactérias sintetizam heme, que acaba sendo importante para o crescimento do protozoário”, conta o biólogo Sergio Schenkman, da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), coautor do artigo. “Os protozoários que causam doenças não fabricam heme, por isso precisam ser parasitas.” Para o pesquisador, essa lacuna cria neles um ponto fraco que pode ser usado como arma contra a doença ou para entendê-la.

A autossuficiência em relação aos nutrientes pode ser essencial nas sete espécies caracterizadas pela endossimbiose. Elas infectam apenas insetos, de nutrição inconstante. “Protozoários que parasitam vertebrados encontram um ambiente nutricional, no sangue ou no interior das células, mais rico”, compara Cristina. Sua associação com o grupo de Schenkman e o da bióloga Carolina Elias, do Instituto Butantan, tem cerca de uma década e busca elucidar aspectos do ciclo celular do protozoário e entender como a bactéria pode coevoluir com a célula hospedeira. “O ciclo celular só era conhecido em T. brucei, que não tem endossimbionte”, lembra o pesquisador da Unifesp. Em sua visão, só é possível compreender um organismo quando se detalha o seu processo de divisão celular para reprodução, a mitose, e quais moléculas o regulam. No caso dos protozoários e seus endossimbiontes, eles ainda não chegaram lá. “Não sabemos como o hospedeiro controla a formação do anel que provoca a divisão das bactérias.”
O objetivo é refinar cada vez mais a compreensão desse sistema integrado. Um enfoque na parceria com Schenkman, parte do trabalho de Carolina Catta-Preta, é usar o sistema de interferência de RNA, o RNAi, para influir no ciclo celular de A. deanei. É uma ferramenta mais precisa para manipular pontos exatos do controle da divisão celular, uma vez que sejam identificadas as sequências-alvo no organismo. Resultados ainda não publicados mostram que esse é um caminho promissor para corroborar e aprofundar o que já foi descrito com a ajuda de drogas que bloqueiam a divisão das bactérias, entre outros aspectos.
Em colaboração com colegas franceses, das universidades de Lyon e de Bordeaux e do LNCC, Cristina também está detalhando a rede metabólica e o metabolismo energético desses organismos por meio de análises em computador das sequências genéticas identificadas.
© MODIFICADA DE CATTA-PRETA ET AL., 2015, FRONTIERS IN MICROBIOLOGY
Estruturas aparecem em reconstrução tridimensional e ao microscópio eletrônico de transmissão
… e ao microscópio eletrônico de transmissão

Origem

Ainda há um longo caminho a trilhar para compreender esses organismos compostos, mas o olhar de Cristina vai muito além deles. “Usamos a endossimbionte em tripanossomatídeos para entender como surgiram as organelas na célula eucariota e também a sua estrutura e funcionamento otimizados”, conta. “Estabelecer como o protozoário controla a divisão da bactéria tem relação direta com a origem da mitocôndria na célula eucariota.”

Os estudos evolutivos mostram que as bactérias simbióticas das diferentes espécies de tripanossomatídeos têm um único ancestral, conforme mostra o estudo de 2013 na BMC Evolutionary Biology, cujo primeiro autor é o biólogo João Alves, do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP. O estudo indica ainda a transferência de genes de bactérias para o núcleo da célula hospedeira – tanto das endossimbiontes como de outras já perdidas. Algumas dessas transferências gênicas completam vias de síntese de aminoácidos essenciais para o protozoário.

A origem única do endossimbionte em tripanossomatídeos é mais um paralelo com o surgimento das organelas, como a mitocôndria, que deriva de um único encontro entre microrganismos. A teoria conhecida como endossimbiótica, que descreve esse acontecimento, se popularizou a partir dos anos 1970, com a publicação do livro Origem das células eucariotas, da evolucionista norte-americana Lynn Margulis, mas é bem mais antiga que isso. Em 1905, o biólogo russo Konstantin Mereschkowski propôs que estruturas de células vegetais teriam surgido de uma cianobactéria.

De lá para cá uma infinidade de estudos corrobora essa ideia, mas investigar e descobrir como esse processo pode ter acontecido é um privilégio de poucos. Os endossimbiontes dos tripanossomatídeos estão no meio do caminho evolutivo entre bactérias de vida livre e organelas. Tendo perdido a maior parte do seu material genético e da sua parede celular, eles não têm existência autônoma na natureza. Na prática, a associação já funciona como um organismo único, embora seja possível “curar” o protozoário por meio de tratamento com antibióticos. Uma cura útil na pesquisa, mas pouco desejável do ponto de vista do organismo, já que o condena a uma vida em laboratório, com nutrientes fornecidos pelos pesquisadores.

“Vejo a endossimbiose em tripanossomatídeos como um caso de amor eterno e isso sempre me incentivou a estudar essa história”, diz Cristina, comparando o casamento entre os dois microrganismos ao interesse que a move.

Mesmo dedicando a maior parte de seu tempo ao microscópio, ao laboratório e a análises em computador, Cristina afirma que sua ferramenta principal de trabalho é o pensamento. Por isso, há mais de 10 anos ela também se dedica a cursar especializações em filosofia e até ministra disciplinas de filosofia para a pós-graduação em biofísica. Esse olhar multidisciplinar vai além da ciência de bancada e lhe dá uma visão ampla. “O parasitismo também é uma forma de simbiose, porque o termo simbiose significa viver junto”, afirma, tornando mais abrangente o fascínio por seu objeto de estudo. “São dois lados da moeda em um único ser: o protozoário é ao mesmo tempo parasita do inseto e hospedeiro do endossimbionte.”

Artigos científicos

CATTA-PRETA, C. M. et al. Endosymbiosis in trypanosomatid protozoa: the bacterium division is controlled during the host cell cycle. Frontiers in Microbiology. v.6, artigo 520. 2 jun. 2015.

ALVES, J. M. P. et al. Endosymbiosis in trypanosomatids: the genomic cooperation between bacterium and host in the synthesis of essential amino acids is heavily influenced by multiple horizontal gene transfers. BMC Evolutionary Biology. v. 13, p. 190. 9 set. 2013.

MOTTA, M. C. M. et al. Predicting the proteins of Angomonas deanei, Strigomonas culicis and their respective endosymbionts reveals new aspects of the Trypanosomatidae family. PLoS One. v. 8, n. 4, e60209. 2 jun. 2013.

MOTTA, M. C. M. et al. The bacterium endosymbiont of Crithidia deanei undergoes coordinated division with the host cell nucleus. PLoS One. v. 5, n. 8, e12415. 26 ago. 2010.

[PaleoMammalogy • 2015] 

Spinolestes xenarthrosus

A Cretaceous Eutriconodont and Integument Evolution in Early Mammals

Spinolestes xenarthrosus 
Martin, Marugán-Lobón, Vullo, Martín-Abad, Luo & Buscalioni, 2015
doi: 10.1038/nature14905   
life reconstruction in its natural environment of the Las Hoyas wetland. 
Illustration: Oscar Sanisidro
The Mesozoic era (252–66 million years ago), known as the domain of dinosaurs, witnessed a remarkable ecomorphological diversity of early mammals. The key mammalian characteristics originated during this period and were prerequisite for their evolutionary success after extinction of the non-avian dinosaurs 66 million years ago. Many ecomorphotypes familiar to modern mammal fauna evolved independently early in mammalian evolutionary history. 
 
Here we report a 125-million-year-old eutriconodontan mammal from Spain with extraordinary preservation of skin and pelage that extends the record of key mammalian integumentary features into the Mesozoic era. The new mammalian specimen exhibits such typical mammalian features as pelage, mane, pinna, and a variety of skin structures: keratinous dermal scutes, protospines composed of hair-like tubules, and compound follicles with primary and secondary hairs. The skin structures of this new Mesozoic mammal encompass the same combination of integumentary features as those evolved independently in other crown Mammalia, with similarly broad structural variations as in extant mammals. Soft tissues in the thorax and abdomen (alveolar lungs and liver) suggest the presence of a muscular diaphragm. The eutriconodont has molariform tooth replacement, ossified Meckel’s cartilage of the middle ear, and specialized xenarthrous articulations of posterior dorsal vertebrae, convergent with extant xenarthran mammals, which strengthened the vertebral column for locomotion.
Class Mammalia 
Order Eutriconodonta 
Family Gobiconodontidae 
Spinolestes xenarthrosus gen. et sp. nov.

Etymology. Spinosus (Latin), in reference to the spiny integument; λέστης (Greek) or lestes (Latin spelling), meaning robber and a common term in taxonomic names of mammals. The specific name xenarthrosus refers to the special additional (ξένος, (Greek) strange) articulation facets (ἄρϑρον, (Greek) articulation) of the dorsal vertebrae.
Locality and horizon. Las Hoyas Quarry, Calizas de la Huérgina Formation, southwestern Iberian Basin (Cuenca, Spain). Las Hoyas is latest Barremian (125–127 Ma) in age, on the basis of charophytes and ostracodes17. The Las Hoyas Konservat-Lagerstätte occurs in finely laminated limestones deriving from a freshwater wetland. Fossils are usually preserved fully articulated, including soft tissues such as mineralized muscle and skin. Potential mechanisms for exquisite preservation are microbial mats, anoxia, and rapid burial by sediments18.
Thomas Martin, Jesús Marugán-Lobón, Romain Vullo, Hugo Martín-Abad, Zhe-Xi Luo and Angela D. Buscalioni. 2015. A Cretaceous Eutriconodont and Integument Evolution in Early Mammals.
Nature. 526, 380–384. doi: 10.1038/nature14905 


125-million-year-old mammal fossil preserved with hair, spines and even a fungal infection http://t.co/lr0RfD3h8o via @ScienceLife

A origem dos caboclinhos

Estudos flagram o processo de surgimento de 11 espécies em grupo de aves da América do Sul 

MARCOS PIVETTA | ED. 236 | OUTUBRO 2015
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O material genético e a aparência física de 11 espécies de caboclinhos, pequenas aves de áreas abertas da América do Sul que comem sementes e pertencem ao gênero Sporophila, o mesmo de seu primo curió, contam uma história evolutiva singular, ainda em construção, difícil de ser flagrada. Estudos recentes feitos a partir do sequenciamento de diferentes trechos de seus genomas indicam que oito dessas espécies – justamente as que devem ter se originado há menos tempo e vivem próximas entre si, partilhando, às vezes, um mesmo hábitat – conservam um DNA extremamente parecido, indistinguível para fins de identificação taxonômica. Segmentos do genoma de uma espécie se encontram misturados ao de outra espécie, formando um mosaico molecular.

Ainda assim, os machos de cada espécie apresentam diferenças nítidas em sua morfologia, em especial no padrão de cores e de emissão de sons. “A plumagem e o canto nas aves evoluem de forma mais rápida do que a maioria das diferenças genéticas”, diz Luís Fábio Silveira, curador da seção de Ornitologia do Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo (MZ-USP), autor de trabalhos recentes com os caboclinhos ao lado do biólogo evolutivo argentino Leonardo Campagna, que faz estágio de pós-doutorado no Laboratório de Ornitologia da Universidade Cornell, Estados Unidos. Apenas as três espécies mais antigas, o caboclinho-de-peito-castanho (S. castaneiventris), o caboclinho-lindo (S. minuta) e o caboclinho-comum (S. bouvreuil), acumularam diferenças significativas em seu DNA a ponto de os exames moleculares serem capazes de diferenciá-las entre si e das demais.

O caboclinho-de-peito-castanho e o caboclinho-lindo vivem em áreas distintas do norte da América do Sul e suas populações quase não têm contato com os exemplares das oito espécies mais jovens. O caboclinho-comum, como seu nome popular indica, é a forma mais abundante e ocorre no Pará, em todo o Nordeste e Sudeste, e em trechos do Centro-Oeste (ver mapa com a distribuição geográfica das espécies).

Sua área de ocorrência tem pontos de interseção com a das demais espécies. “A parte do genoma que produz a diferença morfológica entre as espécies deve ser pequena”, afirma Campagna. Em junho do ano passado, um estudo publicado na revista Nature mostrou que o DNA de duas espécies europeias de corvo, a gralha-preta (Corvus corone) e a gralha-cinzenta (Corvus cornix), era praticamente idêntico. A diferença equivalia a menos de 0,28% do genoma, apesar da distinção de cores característica de cada ave.
© CESAR MEDOLAGO
Macho de caboclinho-branco faz a corte da fêmea: ave reconhece parceiro da espécie
Macho de caboclinho-branco faz a corte da fêmea: ave reconhece parceiro da espécie.

De acordo com os trabalhos da dupla Silveira e Campagna, o S. bouvreuil é o parente vivo mais próximo das oito espécies mais jovens de caboclinho, que habitam o sul do Brasil, Uruguai, Paraguai, norte da Argentina e leste da Bolívia. “Antes se acreditava que era o S. minuta”, comenta Campagna. Essas espécies de origem mais recente, que devem ter surgido entre 1,2 milhão e 500 mil anos atrás, são o caboclinho-de-barriga-vermelha (S. hypoxantha), caboclinho-de-barriga-preta (S. melanogaster), caboclinho-de-papo-escuro (S. ruficollis), caboclinho-de-papo-branco (S. palustris), caboclinho-do-sertão (S. nigrorufa),  caboclinho-de-chapéu-cinzento (S. cinnamomea), caboclinho-de-sobre-ferrugem (S. hypochroma) e caboclinho-branco (S. pileata).

As cinco primeiras estão ameaçadas de extinção. O brasileiro e o argentino, que estudavam em separado os caboclinhos até 2013, quando resolveram trabalhar em conjunto, publicaram dois artigos sobre esse grupo de aves. O primeiro saiu em 2013 no periódico The Auk e o segundo em agosto deste ano na Molecular Ecology. Todos os tipos de caboclinho têm aproximadamente 10 centímetros de comprimento total e 7 gramas de peso, e são apreciados por seu bonito canto.

Fêmeas iguais
Diferentemente dos machos, as fêmeas e as aves jovens das 11 espécies de caboclinhos são muito semelhantes na aparência externa, com plumagem de cores menos chamativas. Isso faz com que seja difícil atribuir a que espécie pertence um exemplar do sexo feminino ou um filhote levando-se em conta apenas esse parâmetro. Em geral, as fêmeas têm o dorso mais escuro, amarronzado, e a parte ventral é mais clara, em tons de oliva. Como a existência de híbridos entre as 11 espécies é praticamente desconhecida na natureza, os pesquisadores acreditam que as aves tenham algum mecanismo, talvez o canto e a distribuição geográfica, que lhes permita reconhecer o parceiro sexual de sua espécie e, assim, reproduzir-se com os companheiros corretos. Também há evidências de que a plumagem das fêmeas possa exibir tonalidades na faixa do comprimento de onda do ultravioleta, invisível ao olho humano, mas não ao das aves. Esse seria um mecanismo extra de reconhecimento entre as espécies.

Em gaiolas em sua casa em São Paulo, Silveira está criando as 11 espécies com o intuito de entender os mecanismos que guiam a reprodução dos diferentes tipos de caboclinho. Quando um casal de aves cruza e produz filhotes saudáveis, o ornitólogo assume que a fêmea encontrou o macho de sua espécie. Ele então separa a dupla para posteriores estudos. Se os passarinhos recém-nascidos morrem depois de um tempo, provavelmente houve um cruzamento de duas espécies distintas, que perderam a capacidade de produzir híbridos sadios. “Não dá para descartar a existência de híbridos de caboclinhos, até porque é difícil identificar a espécie dos exemplares juvenis, mas nunca encontrei um deles na natureza”, pondera Silveira.

Outra particularidade que dificulta o reconhecimento das espécies é que os machos periodicamente perdem sua típica plumagem colorida, antes de migrar para o norte do país para fugir do frio invernal do sul, e ficam parecidos com as fêmeas.
© P. R. GRANT
Espécies de tentilhão de Galápagos com bico grosso e...
Espécies de tentilhão de Galápagos com bico grosso e…
A dupla de pesquisadores acredita estar diante de um caso complexo de especiação em curso, processo evolutivo em que, a partir da população de uma hipotética espécie ancestral, surgem outras espécies. “Essa é uma história que está em construção há poucos milhões de anos”, afirma Campagna. Por ora, os estudos genéticos e as análises sobre a morfologia e a distribuição geográfica das espécies permitem traçar um cenário aproximado da provável história evolutiva dos caboclinhos da América do Sul.

O gênero Sporophila, que literalmente significa comedor de sementes, compreende atualmente 38 espécies. Após a subida do istmo do Panamá, evento geológico que conectou as duas metades do continente uns poucos milhões de anos atrás (as previsões variam de 3 milhões a 12 milhões de anos), exemplares de Sporophila se dispersaram pelas Américas Central e do Norte. Silveira e Campagna trabalharam com um subconjunto de todo o gênero, os chamados caboclinhos do sul, as tais 11 espécies.

A maioria dessas espécies foi descrita nos séculos XVIII e XIX. Foram, portanto, alçadas a esse status há mais de um século, quando os taxonomistas usavam fundamentalmente a aparência externa, o canto, o hábitat e o comportamento das aves para diferenciá-las. “Seu esqueleto é idêntico. A partir da análise dos ossos também não é possível distinguir as espécies”, comenta Silveira. Em boa parte dos casos, o nome popular da ave destaca seu principal traço físico, a marca registrada que faz os taxonomistas reconhecê-la em meio a espécies semelhantes. O caboclinho-de-papo-escuro tem, por exemplo, uma mancha negra abaixo do bico e o caboclinho-branco é a espécie com mais quantidade de plumagem alva.

Segundo os estudos recentes da dupla, que analisou o DNA mitocondrial (herdado apenas da mãe) e 3 mil marcadores moleculares presentes no DNA desse grupo de aves, o representante mais antigo conhecido dessa linhagem é o caboclinho-de-peito-castanho, que ocorre no norte da América do Sul.

Os caboclinhos foram se diversificando e construindo uma jornada evolutiva que os levaria a ocupar também a porção meridional do subcontinente. Uma outra população ancestral teria, ao longo do processo evolutivo, se modificado e gerado o caboclinho-lindo, cujo hábitat por excelência é a Amazônia. Do estoque que originou essa espécie derivaria também o caboclinho-comum, que vive numa vasta porção do Nordeste e do Sudeste do Brasil e teria sido o responsável por gerar uma grande diversidade de formas à medida que foi ocupando novas áreas ao sul do subcontinente. “Ao menos oito espécies surgiram mais ou menos ao mesmo tempo. Elas compartilharam um ancestral comum com o S. bouvreuil e, antes disso, dividiram outro ancestral comum entre elas”, diz Campagna.
© PUTNEY MARK / WIKIMEDIA COMMONS
... e com bico fino: Darwin percebeu a diferença no século XIX e um estudo recente identificou gene associado a esse traço físico
… e com bico fino: Darwin percebeu a diferença no século XIX e um estudo recente identificou gene associado a esse traço físico.

Os modernos estudos de genética de populações permitem, em alguns casos, calcular quando uma espécie teria surgido. Silveira e Campagna estimam que as espécies derivadas do caboclinho-comum tomaram forma entre 1,2 milhão e 500 mil anos atrás. Nesse momento, as estimativas sugerem que as populações de aves do gênero Sporophila teriam aumentado 10 vezes de tamanho.

O gigantismo desse bando ancestral é citado como uma das possíveis explicações para ainda não ser possível ver distinções evidentes no DNA das formas mais recentes de caboclinho. “Espécies derivadas de populações muito grandes demoram mais tempo para fixarem suas diferenças no genoma”, afirma o biólogo argentino. Esse fenômeno se deve aos efeitos da deriva genética, que a cada geração faz com que alguns indivíduos herdem certas características simplesmente por acaso (não em razão da seleção natural, de alguma mutação ou da migração de populações). Os efeitos da deriva são mais lentos em grupos oriundos de populações numerosas.

A história dos caboclinhos remete à de outro grupo de aves, os tentilhões das ilhas Galápagos, no Equador.  Essas aves se tornaram um exemplo clássico do processo de especiação e de adaptação evolutiva e foram citadas no livro A origem das espécies,  de  Charles Darwin (1809-1882), que lançou as bases da teoria da seleção natural.  O naturalista inglês percebeu que o formato do bico dos tentilhões variava nas diferentes ilhas do arquipélago do Pacífico. O avanço dos estudos evolutivos mostrou que esse traço físico varia em função do tipo de alimentação disponível no território em que os tentilhões habitam, da competição entre as espécies e do isolamento geográfico. Em boa parte das ilhas do arquipélago do Pacífico, há tentilhões com bicos de formato diferente, adaptados à oferta local de comida. Os tentilhões de terra, por exemplo, tendem a ter bicos mais largos, mais hábeis para quebrar sementes. Os tentilhões canoros apresentam bicos finos e pontudos, bons para espetar insetos.
O casal de biólogos evolucionistas britânico Peter e Rosemary Grant, professores eméritos da Universidade de Princeton, Estados Unidos, disse em seu mais recente livro, 40 years of evolution: Darwin’s finches on Daphne Major island (40 anos de evolução: tentilhões de Darwin na ilha Daphne Maior, em tradução livre), lançado em 2014, que os caboclinhos parecem ser uma espécie de versão em terra firme dos tentilhões de Darwin. “Em muitos aspectos, os caboclinhos podem ser o equivalente continental dos tentilhões de Darwin”, escreveram os Grant, que, durante quatro décadas, passaram seis meses por ano em Galápagos. O casal, aliás, foi coautor de um trabalho da Universidade de Uppsala, Suécia, publicado em fevereiro deste ano na Nature que divulgou o sequenciamento de todo o genoma das 14 espécies de tentilhão de Galápagos e uma da Ilha do Coco, também no Pacífico, mas pertencente à Costa Rica. Um dos resultados foi a identificação do gene ALX1 como um dos responsáveis pelo formato dos bicos das aves.

Espécie ou variação morfológica

Nem todos os taxonomistas concordam com a ideia de que os 11 tipos diferentes de caboclinho devem ser vistos como espécies distintas. Ainda que a morfologia, alguns hábitos e a distribuição geográfica apresentem particularidades, ao menos oito espécies são praticamente iguais do ponto de vista molecular. “Se não há alterações genéticas que expliquem as diferenças no fenótipo, não há por que considerar algumas formas de caboclinho como espécie”, afirma o biólogo Miguel Trefaut Rodrigues, taxonomista especializado em répteis do Instituto de Biociências (IB) da USP, amigo  de Silveira. “Classificar seres vivos é sempre difícil. Mas a genética torna esse trabalho menos impreciso.” Para ele, as oito espécies mais novas de caboclinhos, cujo DNA é indistinguível entre si, deveriam ser consideradas como uma única espécie que apresenta diferentes morfologias, no caso um padrão de cores distinto na plumagem.
© ANDREAS TREPTE / WWW.PHOTO-NATUR.DE
... e gralha-cinzenta: as duas espécies europeias de corvo apresentam plumagem de cor distinta, mas seus genomas diferem em menos de 0,28%
… e gralha-cinzenta: as duas espécies europeias de corvo apresentam plumagem de cor distinta, mas seus genomas diferem em menos de 0,28%.

O biólogo evolutivo Fábio Raposo do Amaral, docente da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), campus de Diadema, prefere não entrar no mérito da questão se as formas mais recentes de caboclinhos devem ser consideradas como espécies diferentes ou como uma variação morfológica (de aparência externa) de uma única espécie. “No passado recente, fomos ingênuos e achamos que a genômica iria resolver automaticamente as questões taxonômicas mais complexas”, diz Amaral, que trabalha com aves. “Mas os caboclinhos estão numa situação intermediária, em que há um descompasso entre a variação morfológica e a genética. Mesmo com grandes conjuntos de dados em mãos, ainda temos muito o que aprender sobre como surgem as espécies.”

Silveira e Campagna esperam realizar novos estudos que talvez consigam encontrar assinaturas moleculares no genoma de cada espécie do gênero, talvez os genes responsáveis por algum traço específico, como fizeram os pesquisadores com o gene ligado à formação do bico nos tentilhões de Darwin. “Nossa ideia é sequenciar trechos do genoma que podem estar ligados à produção da cor nas penas de cada espécie”, diz o curador de seção de ornitologia do MZ-USP.

Artigos científicos

CAMPAGNA, L. et al. Identifying the sister species to the rapid capuchino seedeater radiation (Passeriformes: Sporophila). Auk. v. 130, n. 4, p.645-55. out. 2013.

CAMPAGNA, L. et al. Distinguishing noise from signal in patterns of genomic divergence in a highly polymorphic avian radiation. Molecular Ecology. v. 24, n. 16, p. 4238-51. ago. 2015.