Mais uma do melhor amigo do homem

Estudo aponta que cães são capazes de reconhecer emoções humanas. Esta é a primeira vez que uma pesquisa comprova a habilidade de um animal não humano de reconhecer emoções em animais de outra espécie. 

 

Por: Catarina Chagas

Publicado em 19/01/2016 | Atualizado em 19/01/2016

Segundo especialistas, estudo comprovou que cachorros possuem uma representação mental do que são emoções positivas e negativas. (foto: Chatter Stone/Flickr CC BY 2.0) 

 

Donos de cachorros dirão “eu já sabia!”, mas agora está comprovado pela ciência: cães têm a habilidade de reconhecer emoções humanas, pelo menos a alegria e a raiva. A conclusão é resultado de um estudo realizado por uma cientista brasileira na Universidade de Lincoln, no Reino Unido, em parceria com a Universidade de São Paulo (USP) e Universidade Federal de São Paulo. A equipe avaliou como os animais reagiram a sons e fotografias de cães e humanos com expressões positivas (felicidade/brincadeira) e negativas (raiva/agressividade). O estudo foi publicado na revista Biology Letters.

Durante o teste, 17 cachorros de diferentes raças foram expostos a dois tipos de estímulos emocionais, visual e auditivo. Projetadas em telas estavam fotografias de humanos e animais com diferentes expressões e, paralelamente, era reproduzido um som neutro ou vocalização positiva ou negativa, que podia ou não corresponder às emoções expressas nas imagens. As vocalizações humanas foram feitas em português, por ser uma língua desconhecida para os cães participantes do estudo – um cuidado para evitar que os animais reconhecessem alguma palavra específica, em vez de focar no conteúdo emocional do som.

Durante o teste, cachorros foram expostos a imagens de cães e humanos com expressões de alegria e raiva, combinadas a diferentes sons. (imagem: Natalia Albuquerque)

Os resultados mostraram que os cachorros passavam mais tempo a observar as expressões que combinavam com os sons, demonstrando o que os pesquisadores chamam de ‘preferência do olhar’. “Este é um paradigma bastante consolidado, rotineiramente utilizado no estudo de diferentes espécies animais”, explica a bióloga Natalia Albuquerque, doutoranda em psicologia experimental na USP e autora principal do trabalho. “Ele permite que um indivíduo avalie os dois estímulos visuais apresentados simultaneamente e decida qual dos dois é mais associado ao som. Neste paradigma, espera-se que, se o animal é capaz de reconhecer o conteúdo dos estímulos, ele vá passar mais tempo olhando para a face positiva ao escutar o som positivo e para a face negativa ao escutar o som negativo”.

Para os cientistas, portanto, o resultado dos testes demonstra que os cães são capazes de reconhecer as emoções de outros cães e também as de seres humanos. “Isso quer dizer que esses animais possuem uma representação mental do que são emoções positivas e negativas”, destaca a pesquisadora. Esta é a primeira vez que se demonstra a habilidade de reconhecer emoções de indivíduos da mesma espécie em mamíferos não primatas, e a primeira evidência de reconhecimento de emoções de indivíduos de outra espécie em animais não humanos.

“Outros estudos mostraram que cães são capazes de discriminar expressões emocionais, mas nós mostramos que eles podem fazer mais do que isso: eles conseguem acessar seu conteúdo”

Pesquisas anteriores já haviam demonstrado que os cachorros podiam diferenciar expressões faciais distintas. Porém, o reconhecimento de emoções é uma habilidade muito mais complexa, pois exige extrair informações de diferentes estímulos e integrar essas informações em uma percepção coerente. “Outros estudos mostraram que cães são capazes de discriminar expressões emocionais, mas nós mostramos que eles podem fazer mais do que isso: eles conseguem acessar seu conteúdo”, celebra Albuquerque.

Para a médica veterinária Norma Labarthe, da Fundação Oswaldo Cruz, a comprovação experimental dessa habilidade dos cães nos faz refletir sobre aquilo que julgávamos ser exclusivo dos seres humanos. “O fato de cães reconhecerem emoções humanas não chega a ser uma novidade para mim, mas ler um artigo que traz evidências científicas de que eles reconhecem emoções humanas apenas por estímulos auditivos ou visuais estáticos, sem a interferência de odores, movimentos ou atitudes, é intrigante e emocionante”, comenta.

De olho na evolução

Até agora, havia evidências apenas de que chimpanzés e macacos rhesus seriam capazes de reconhecer emoções em indivíduos de sua espécie. Reconhecer que cachorros também são capazes de fazê-lo reforça a ideia de que essa habilidade confere algum tipo de vantagem adaptativa aos animais, por exemplo, a capacidade de adequar seu comportamento a diferentes situações, com vistas a estabelecer vínculos de longa duração com outros indivíduos.

Nos cachorros, animais essencialmente domésticos, a habilidade de reconhecer emoções de outra espécie – a humana – ganha importância ainda maior. “Essa capacidade pode ter sido selecionada ao longo do processo da domesticação”, reflete a pesquisadora. “Compreender as reais capacidades dos cães pode trazer luz às investigações do comportamento e cognição humanos, uma vez que algumas habilidades podem ter sido desenvolvidas ao longo da história evolutiva compartilhada entre as duas espécies”. Embora sejam filogeneticamente distantes de nós, os cachorros convivem com os seres humanos há milhares de anos.
Albuquerque disse à CH Online que, como era de se esperar, os resultados obtidos no estudo levantaram novas perguntas de pesquisa. Há outros animais capazes de reconhecer expressões emocionais? Os cães são capazes de reconhecer outras emoções além da alegria e da raiva? Que mecanismos possibilitam tal capacidade? O grupo já começou a trabalhar em alguns desses pontos. “Esperamos ter respostas muito em breve!”, aposta a autora.

Catarina Chagas
Instituto Ciência Hoje/ RJ

Assassino da natureza: Glifosato não é água

Estudos revelam que os herbicidas à base de glifosato, o agrotóxico mais comercializado no Brasil e no mundo, têm efeitos adversos para a saúde humana e dos animais e para os ecossistemas. Na base desse problema, está a falta de rigidez na regulamentação de seu uso: leia o artigo da CH 332.

Por: Sonia Corina Hess e Rubens Onofre Nodari

Publicado em 18/01/2016 | Atualizado em 18/01/2016

Herbicidas contendo glifosato são classificados como pouco tóxicos no Brasil e têm seu uso autorizado em vários cultivos. (foto: Andreas Levers / FreeImages.

 

Em 1969, a empresa Monsanto obteve a patente do composto químico glifosato para uso como herbicida.

O glifosato é o princípio ativo do produto comercial Roundup, que mata qualquer tipo de planta, exceto os vegetais transgênicos denominados RR (Roundup Ready), que foram desenvolvidos para serem resistentes ao referido produto.

Ao investigar a composição química de grãos de soja produzidos em Iowa, nos Estados Unidos, pesquisadores relataram, em trabalho publicado em 2014, que os grãos da soja geneticamente modificada Roundup Ready acumulavam glifosato, o que não foi observado em grãos de variedades não transgênicas. Além disso, foram encontradas diferenças substanciais na composição química dos grãos investigados, como os teores de proteínas, minerais e açúcares, evidenciando que a soja transgênica não tem o mesmo perfil químico e nutricional que a soja não transgênica produzida em sistema orgânico ou convencional. Não são, portanto, alimentos equivalentes.
Os grãos geneticamente modificados, contaminados com glifosato, são usados como alimento na criação de bois, porcos, ovelhas e frangos. Consequentemente, ovos, leite, manteiga, queijo e outros produtos animais são contaminados.
Desde 2005, também tem sido comum a aplicação de agrotóxicos à base de glifosato para secar plantas não transgênicas pouco antes da colheita de modo a facilitar esse processo, o que tem resultado no aumento de resíduos desses herbicidas em alimentos como trigo e cana-de-açúcar, entre outros.
No Brasil, herbicidas contendo glifosato e seus derivados são classificados como pouco tóxicos e têm uso autorizado nas culturas de algodão, ameixa, arroz, banana, cacau, café, cana­de­açúcar, citros, coco, feijão, fumo, maçã, mamão, milho, nectarina, pastagem, pera, pêssego, seringueira, soja, trigo e uva. Além do uso agrícola, esse agrotóxico é frequentemente aplicado em áreas urbanas para eliminar ervas em calçadas, ruas e jardins.

Além do uso agrícola, o glifosato é frequentemente empregado em jardinagem em áreas urbanas. (foto: Scot Nelson / Flickr / CC BY 2.0)

Em 2008, o Brasil se tornou o maior mercado mundial de agrotóxicos e, quatro anos depois, respondia por 19% das vendas desses produtos no mundo. Entre 2010 e 2012, os herbicidas à base de glifosato foram os mais vendidos no país, representando 29% do total das vendas. Em 2012, foram comercializadas, pelo menos, 187 mil toneladas desse produto e seus sais, quantidade equivalente a 920 gramas por habitante e que significa um aumento de 40% em relação a 2010 (ver ‘Paraíso dos agrotóxicos’, em CH 296).

Riscos à saúde humana e animal

Segundo seu fabricante, o glifosato age como herbicida ao interromper a síntese de aminoácidos essenciais à sobrevivência do vegetal. Estudos recentes feitos com bactérias presentes no trato intestinal de humanos e outros animais concluíram que o composto bloqueia a síntese de aminoácidos e outros processos metabólicos dos microrganismos benéficos, que deixam de fornecer ao seu hospedeiro aminoácidos, neurotransmissores, hormônios, vitaminas, enzimas, entre outras substâncias, levando ao desenvolvimento de doenças. Por outro lado, bactérias patogênicas se mostraram altamente resistentes ao herbicida.
Essas pesquisas apontam que herbicidas à base de glifosato têm sido responsáveis pelo desencadeamento de doenças cada vez mais comuns na população, como desordens gastrointestinais, obesidade, diabetes, doenças cardíacas, depressão, autismo, infertilidade, câncer, doença celíaca, de Alzheimer e de Parkinson e intolerância a glúten.

Pesquisas apontam que herbicidas à base de glifosato têm sido responsáveis pelo desencadeamento de doenças cada vez mais comuns na população, como desordens gastrointestinais, obesidade, diabetes...

Os riscos desses herbicidas para a saúde humana e animal vêm sendo demonstrados ao longo dos anos por uma série de estudos, alguns dos quais serão destacados a seguir. Pesquisadores franceses relataram, em 2007, que o Roundup causou danos às células embrionárias e da placenta de seres humanos e de equinos e, em 2009, o grupo mostrou que quatro formulações comerciais de glifosato (Roundup), em concentrações da ordem de miligramas por litro (mg/L), causaram morte de células humanas placentárias, umbilicais e embrionárias.

Outro trabalho de 2009 apontou que o glifosato desregula mecanismos endócrinos em células hepáticas humanas e, em 2012, demonstrou­se que o Roundup, em concentrações da ordem de miligramas por litro, induz a morte de células de testículos de ratos, entre outros efeitos indicativos de interferência hormonal nesses mamíferos. Coelhos brancos machos que receberam soluções de glifosato apresentaram diminuição do peso corporal, da libido, do volume das ejaculações e da concentração de esperma, além de aumento da quantidade de espermatozoides anormais ou mortos.
Em 2013, foi divulgado estudo que concluiu que o glifosato, na concentração de nanogramas por litro, induz a proliferação de células humanas de câncer de mama. Em 2014, pesquisadores inferiram que o aumento da incidência de problemas renais crônicos em uma região agrícola do Sri Lanka está associado à contaminação ambiental por herbicidas à base de glifosato, que resulta em acúmulo de sais nos rins das pessoas expostas.

Um estudo de longa duração divulgado em 2014 mostrou que ratos que beberam água contendo o herbicida Roundup (0,1 micrograma por litro) ou com milho transgênico tolerante a esse produto apresentaram cerca de 70 diferenças significativas em parâmetros sanguíneos, clínicos e urinários e no peso corporal e dos órgãos, além de modificação do consumo alimentar, se comparados com animais não expostos ao herbicida. Como resultado dessas alterações, aumentou o risco de desenvolvimento de câncer e danos nos rins, fígado e sistema gastrointestinal dos ratos, principalmente dos machos, e de câncer de mama nas fêmeas, assim como diminuiu o tempo de vida dos animais de ambos os sexos.

Sonia Corina Hess
Departamento de Ciências Naturais e Sociais,
Universidade Federal de Santa Catarina, campus de Curitibanos

Rubens Onofre NodariDepartamento de Fitotecnia, Centro de Ciências Agrárias,
Universidade Federal de Santa Catarina

Era do gelo e da floresta

Pesquisa contradiz a hipótese de que as florestas tropicais tenham se reduzido e fragmentado durante a última era glacial. Segundo o estudo, possivelmente houve uma expansão da mata atlântica nesse período, aproveitando a retração dos oceanos e a consequente exposição da plataforma continental brasileira. 

 

Por: Catarina Chagas

Publicado em 11/01/2016 | Atualizado em 11/01/2016

As florestas tropicais estão entre as áreas de maior biodiversidade do mundo. Até agora, acreditava-se que a razão para isso teria sido a redução das áreas florestais durante o último período glacial. (foto: Leonardo Merçon/Instituto Últimos Refúgios) 

 

Talvez seja o cinema: confesso que o famoso filme de animação da Fox teve forte influência sobre a imagem mental que faço da era do gelo, com aquelas enormes áreas esbranquiçadas, poucas espécies zanzando solitárias por aí e uma realidade tão distante quanto possível das florestas tropicais como a Amazônia ou a mata atlântica. Mas um trabalho brasileiro publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) desta semana veio para virar meus devaneios glaciais do avesso. Segundo o artigo, há cerca de 21 mil anos, nossa mata atlântica se expandiu, ocupando uma área maior do que aquela que lhe costumamos atribuir. Os resultados contrariam o que até agora se dava como certo na história das florestas tropicais.

Desde 1969, a teoria mais aceita pela comunidade científica para explicar a enorme biodiversidade das florestas tropicais é a “hipótese dos refúgios florestais”, publicada pelo geólogo alemão Jurgen Haffer na prestigiosa revista Science em julho daquele ano. Segundo o trabalho, as florestas da América do Sul, durante os períodos glaciais, teriam se retraído e fragmentado, criando “refúgios ecológicos” isolados – isto é, cercados de campos abertos e sem comunicação com as outras áreas de floresta – nos quais as espécies haveriam evoluído de forma independente, gerando a enorme diversidade de animais e plantas que vemos hoje.

Desde 1969, a teoria mais aceita pela comunidade científica para explicar a enorme biodiversidade das florestas tropicais é a “hipótese dos refúgios florestais”

Para elaborar sua hipótese, Haffer se baseou em estudos da distribuição geográfica de aves amazônicas, mas a teoria foi logo aceita como verdadeira também para outros grupos de plantas e animais e outras florestas tropicais. Ao tentar replicar o estudo com espécies de pequenos mamíferos da mata atlântica, no entanto, uma equipe da Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes) surpreendeu-se com o resultado.
“Nosso objetivo era testar se espécies de mamíferos que dependem de floresta, ou seja, que não ocorrem em áreas abertas e, portanto, sofrem com a fragmentação atual da mata atlântica (causada pelo homem) teriam também sofrido reduções populacionais no último período glacial em função da suposta fragmentação (causada pelo clima) apontada pela hipótese dos refúgios”, conta o biólogo Yuri Leite, da Ufes, que coordenou a pesquisa. “Ou seja, a hipótese dos refúgios era o ponto de partida do nosso trabalho, assumida como verdadeira. No entanto, os dados obtidos não mostraram reduções nas populações de mamíferos de floresta durante o período glacial, mas sim expansões”.

Nossa Atlântida particular

Pesquisa científica é assim: por vezes, o resultado obtido é exatamente o oposto do que se esperava – o que, neste caso, tornou as coisas ainda mais interessantes. Instigados pela sugestão de que a mata atlântica teria ocupado, no último período glacial, uma área ainda maior (estamos comparando, vale lembrar, com a área que atribuímos à mata atlântica antes da devastação do bioma pelo homem nos últimos séculos), os cientistas começaram a buscar uma explicação para isso.

O estudo sugere que, durante o período glacial, a retração dos oceanos fez emergir a placa continental brasileira, que se estende a leste do nosso litoral. Dessa maneira, a mata atlântica ocuparia um espaço maior do que costumamos pensar. (foto: Leonardo Merçon/Instituto Últimos Refúgios)

Segundo Leite, vários outros pesquisadores já haviam mostrado que, durante a glaciação, os locais onde há florestas tropicais ficaram mais frios, mas não necessariamente muito mais secos, de modo que as florestas poderiam ter resistido ao período a partir de uma mudança na sua composição de espécies vegetais. Mesmo assim, daí a imaginar uma expansão das áreas verdes haveria um grande salto. “Nossa explicação para isso é o aumento da área disponível em função do recuo do nível do mar, que expôs a plataforma continental”, esclarece o pesquisador.

Hoje submersa, a enorme plataforma continental sul-americana projetava-se, naquela época, em direção leste ao longo de nosso litoral, aumentando a área disponível para a expansão da floresta. Com o fim do período glacial e novo aumento no nível do mar, esta parte da mata atlântica teria se afundado, perdida para sempre em meio às águas. A ideia inspirou o nome simpático que os pesquisadores atribuíram a esta nova hipótese: Mata Atlândida, em referência ao lendário continente imaginado por Platão.

Estudar o presente para entender o passado

Para chegar a essas conclusões, a equipe combinou duas metodologias complementares: os modelos de distribuição geográfica da floresta e de algumas espécies animais e as simulações baseadas em sequências de DNA desses bichos.

O estudo da distribuição atual de animais e projeção de sua distribuição na pré-história consiste em selecionar uma espécie e mapear os pontos geográficos exatos onde ela ocorre hoje, identificando para cada um deles as condições climáticas, isto é, fatores como temperatura, índices de precipitação etc. Em seguida, um programa de computador cria um modelo matemático com as condições climáticas que permitem a existência dessa espécie. Com a ajuda de bancos de dados sobre as condições paleoclimáticas, é possível identificar onde, no passado, aquele animal poderia ter encontrado condições semelhantes para existir.

Para estudar o passado da mata atlântica, a equipe da Ufes selecionou espécies de pequenos mamíferos, como cuícas e ratos-do-mato.

 

Já as análises genéticas dos animais atuais partem do princípio de que as sequências de DNA dos indivíduos vivos hoje são um produto da história evolutiva de sua espécie. Por exemplo, se uma população animal passou por um gargalo evolutivo em dado momento da pré-história – isto é, um período de redução drástica –, no presente ela terá menor variabilidade genética do que outras espécies que não enfrentaram esse processo, pois seus representantes serão todos descendentes dos poucos sobreviventes do gargalo. Assim, é possível testar, a partir de indivíduos atuais, se as sequências de DNA são ou não compatíveis com os cenários que imaginamos para o passado das espécies, com períodos de redução ou expansão.

Para estudar o passado da mata atlântica, a equipe da Ufes selecionou espécies de pequenos mamíferos, como cuícas e ratos-do-mato. “Selecionamos esses animais por serem abundantes ao longo da mata atlântica, possibilitando amostras grandes e que permitem testes estatísticos mais robustos”, justifica Leite. “Além disso, as espécies que escolhemos dependem de floresta para viver, não ocorrendo em outros tipos de ambientes”. O estudo genético mostrou que as espécies estudadas passaram por uma ampliação de suas populações durante o período glacial, sugerindo que estavam distribuídas em uma área maior que a esperada. No futuro, para comprovar a nova hipótese de expansão da floresta durante a era glacial, os cientistas pretendem fazer o mesmo com outras espécies de animais e plantas.

Catarina Chagas
Instituto Ciência Hoje/ RJ

Termodinâmica e vida

Publicado em 08/01/2016

Tags: Física, Biologia, Termodinâmica

Em sua primeira coluna de 2016, Carlos Alberto dos Santos explica por que a termodinâmica clássica não dá conta de explicar a entropia nos organismos vivos e apresenta a termodinâmica de não-equilíbrio, que surgiu para revolucionar o estudo dos sistemas biológicos.

Aplicar a termodinâmica aos organismos vivos não foi trabalho de um cientista só. Schrödinger (à esquerda) lançou as primeiras ideias, mas foi Prigogine quem conseguiu transformá-las em equações. (fotos: domínio público/ Wikimedia Commons) 

 

Tudo indica que os avanços da biologia sintética, da biologia quântica e da biologia sistêmica farão das ciências da vida um marco importante no paradigma científico deste século. Parte desse sucesso deve-se à termodinâmica, ciência que, embora tenha surgido há mais de 150 anos, apenas nos últimos 50 teve sua importância reconhecida no estudo dos sistemas biológicos. Como veremos a seguir, essa demora tem a ver com a indisponiblidade de recursos matemáticos, que só começaram a aparecer no final dos anos 1940, com os estudos de Prigogine.

O passo inicial para esse reconhecimento foi dado por Erwin Schrödinger, em 1944, ao publicar seu memorável livro O que é vida?. Suas reflexões dirigiram-se para o aspecto físico da célula viva, incluindo mecânica quântica, termodinâmica e mecânica estatística. O livro de Schrödinger influenciou muitos cientistas, incluindo James Dewey Watson, que decidiu investigar os “códigos de instruções hereditárias” sugeridos por Schrödinger e terminou chegando à definição da estrutura molecular do DNA, em colaboração com Francis Crick e Maurice Wilkins. No entanto, foi Ilya Prigogine quem providenciou os recursos operacionais para a aplicação da termodinâmica, com o desenvolvimento da termodinâmica dos sistemas dissipativos, a partir do final dos anos 1940, pelo qual ganhou o Nobel de Química de 1977.
A termodinâmica clássica – aquela habitualmente tratada nos livros textos, da educação básica à universitária – refere-se a sistemas fechados em condições de equilíbrio.

Mas os sistemas naturais, como materiais biológicos, constituem sistemas abertos em condições de não-equilíbrio. Por isso, as ferramentas elaboradas na termodinâmica clássica normalmente não podem ser usadas nos sistemas biológicos.
A segunda lei da termodinâmica diz que os sistemas em equilíbrio evoluem para um estado no qual a energia é mínima e a entropia é máxima. Vejamos. A entropia é um conceito de difícil compreensão. Na linguagem popular, ela é associada à desordem, mas, na linguagem científica, pode ser associada à indisponibilidade de energia – ou seja, quanto maior a entropia,
 menos energia disponível – ou à quantidade de microestados em que um sistema pode se encontrar.
Observe o exemplo simples apresentado na figura abaixo. Trata-se de duas moléculas gasosas em um recipiente com dois compartimentos. No Estado 1, as duas moléculas ficam restritas a um dos lados. Esse é o estado de entropia mínima, o estado mais organizado, pois sabemos precisamente em qual compartimento as moléculas se encontram. Ao se abrir a comporta que separa os dois compartimentos, o sistema passa para o Estado 2, com três possíveis configurações, ou microestados. As duas moléculas podem permanecer em um dos lados, ou uma molécula fica em um dos lados e a outra no lado oposto. Esse estado tem entropia maior, porque tem três possíveis microestados. Podemos também dizer que é o estado mais desorganizado, pois não podemos saber em qual microestado o sistema se encontra.

O Estado 1, acima, representa um estado de entropia mínima. Abaixo, um estado de entropia maior, pois admite maior variedade de microestados. (imagem: Carlos Alberto dos Santos)

O paradoxo observado por Schrödinger foi que os sistemas vivos tendem para estados de maior ordem, ou seja, de menor entropia, em aparente contradição com a segunda lei da termodinâmica. Os seres vivos são sistemas altamente organizados. Como isso é possível?

Ordem no caos

A saída imediata para o encaminhamento da solução é o reconhecimento de que os sistemas vivos não obedecem à termodinâmica clássica, a que denominamos de equilíbrio. Eles não são sistemas fechados, mas abertos, e trocam matéria e energia com seu meio ambiente. É aí que está o início da explicação. Mas Schrödinger ainda não sabia como transformar isso em equações: esse conhecimento veio com os trabalhos de Prigogine. Mas o primeiro, o ‘pai da mecânica quântica ondulatória’, adiantou reflexões que logo depois foram utilizadas pelo segundo, o ‘poeta da termodinâmica’.

A tendência dos sistemas que obedecem à termodinâmica clássica é a morte rápida, quando a energia é mínima e a entropia é máxima. Agora, como os organismos vivos evitam isso ao longo de um grande período? Para alguns seres humanos esse período pode passar de um século. Como diz Schrödinger, a resposta óbvia é: comendo, bebendo e respirando. O termo técnico disso é metabolismo, que significa troca. Troca do quê? O que é que nosso corpo recebe para evitar o aumento de entropia que o levaria à morte? A resposta de Schrödinger foi ousada e muito combatida por uma parte da comunidade científica: os seres vivos extraem entropia negativa do meio ambiente. Ou seja, os organismos se alimentam na verdade de entropia negativa, para não deixar sua entropia interna se aproximar do máximo.

Prigogine transformou isso em equações, com a criação da termodinâmica de não-equilíbrio, a termodinâmica aplicável aos sistemas dissipativos, como os seres vivos e todos os materiais biológicos. Sistemas que trocam matéria e energia com o meio ambiente, e evoluem de modo irreversível, do nascimento à morte.
A teoria de Prigogine começa com a definição da entropia total, constituída de dois termos: a entropia interna, cujo crescimento é sempre igual ou maior do que zero, e a entropia transferida do meio ambiente, cujo crescimento pode assumir qualquer valor, maior, igual ou menor que zero, de modo que a entropia total sempre cresce.

Reconhecimento tardio

Embora tenha sido criada no final dos anos 1940, a teoria de Prigogine só foi extensivamente usada em estudos biológicos a partir dos anos 1990, um comportamento muito similar ao apresentado pelos artigos contendo, ao mesmo tempo, os termos biologia e física.

Trabalhos catalogados com a expressão “dissipative system”. (gráfico: Web of Science)

O desafio que esta realidade coloca para professores de biologia, física e química é a elaboração da correspondente transposição didática para disciplinas universitárias básicas. Até que ponto, e de que modo, é possível tratar o tema em cursos básicos? Pelo que se sabe dos currículos nacionais, estamos um tanto longe disso. As disciplinas básicas oferecidas pela física limitam-se à termodinâmica de equilíbrio. Raramente os departamentos de química oferecem cursos específicos sobre termodinâmica – geralmente, o tema é incluído em disciplinas como físico-química. Da mesma forma, nos cursos de biologia, o tema ora aparece na biofísica, ora na bioquímica. Portanto, se quisermos que os avanços científicos oriundos da termodinâmica de não-equilíbrio tenham reflexos na formação de profissionais das ciências da natureza, precisamos de uma abordagem didática interdisciplinar já nos cursos universitários básicos.
Carlos Alberto dos Santos
Professor aposentado do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)

Mamute ferido indica presença do homem no Ártico antes do que se imaginava

Em São Paulo

14/01/201618h01

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  Para caçar mamutes no Ártico, humanos tinham que ter ferramentas de caça, roupas apropriadas e aquecidas para sobreviver na região
  

Uma carcaça de mamute congelada encontrada no Ártico traz evidências de que a chegada do homem ao continente pode ter ocorrido 10 mil anos antes do que os registros anteriores mostravam. O animal foi encontrado com ferimentos aparentemente por lanças afiadas que só podem ter sido feitos por homens em um período que não se imaginava que já estivéssemos por lá.

O achado, publicado na edição desta quinta-feira, 14, da revista Science, sugere que humanos estiveram no Ártico da Eurásia cerca de 45 mil anos atrás. Registros encontrados anteriormente apontavam a presença humana na região em geral entre 35 mil anos e 30 mil anos atrás.
A descoberta do mamute foi feita por pesquisadores russos, liderados por Alexei Tikhonov, da Academia de Ciências Russa, em 2012, em uma falésia na costa oriental da Baía de Yenisei, na região central do Ártico siberiano.

De acordo com os cientistas, os ossos do animal apresentavam diversos estranhos ferimentos em diversas partes, como nas costelas, na presa direita e na mandíbula. Análises indicaram que foram feitos por alguma arma afiada, como uma lança.

Pitulko et al/Science

Pela análise, um dos golpes visava a base do tronco do animal. Os autores lembram que esse método de caça ainda é praticado na África por caçadores de elefante, que têm como alvo a base do tronco para cortar grandes artérias e causar uma hemorragia fatal. É uma espécie de golpe final depois de o animal ter sido bastante ferido, como parece ser o caso do mamute siberiano, que tinha várias lesões na região torácica (costelas e escápula esquerda).

Para os pesquisadores, a descoberta não deixa dúvida de que homens estiveram presentes no Ártico siberiano há 45 mil anos. Provavelmente foi a caça de mamutes que possibilitou que eles vivessem na inóspita região e se espalhassem pelo norte. O domínio dessa técnica pode ter sido um importante salto cultural para a sobrevivência da espécie. Dali eles teriam chegado depois ao estreito de Bering e, então para a América, antes de a última era do gelo chegar a seu ponto máximo.

[PaleoMammalogy • 2016]

[PaleoMammalogy • 2016] 

Ounalashkastylus tomidai • A New Desmostylian Mammal from Unalaska (USA) and the robust Sanjussen jaw from Hokkaido (Japan), with comments on feeding in derived desmostylids

Ounalashkastylus tomidai  Chiba, Fiorillo, Jacobs, Kimura, Kobayashi,

 Kohno, Nishida, Polcyn & Tanaka, 2016

Just as cattle assemble in a herd, and a group of fish is a school, multiple desmostylians constitute a “troll” — a designation selected to honor Alaskan Ray Troll, the artist who has most often depicted desmos.

blog.SMU.edu Art by Ray Troll  DOI:  10.1080/08912963.2015.1046718

Abstract

Derived members of the enigmatic mammalian order Desmostylia have molars comprising appressed columns whose morphology does not render their function in feeding simple to discern. Here we describe a new genus and species, Ounalashkastylus tomidai, more derived than Cornwallius but less derived than Desmostylus and Vanderhoofius, which develop a hypertrophied medial eminence on the dentary ontogenetically. Tooth morphology, vaulted palate and the medial eminence, which can rise to the level of the occlusal surface of M2, suggest that derived desmostylids clenched their teeth strongly while employing suction during feeding, most likely on marine and coastal plants.

Keywords: marine mammal, phylogeny, paleoecology, North Pacific

Systematic paleontology

Mammalia
Desmostylia
Desmostylidae

Ounalashkastylus tomidai new genus and species

Type specimen. MOTA 2004.009.03 nearly complete left dentary with C1,P4root, M1, and M2.

Etymology. Genus after the Aleut word Ounalashka, meaning ‘near the peninsula’, and from which Unalaska is derived; plus –stylus, Latin ‘column’, in reference to desmostylians. Specific name in honour of Dr. Yukimitsu Tomida, distinguished vertebrate paleontologist.

 Diagnosis. Desmostylid differing from Ashoroa and more basal Desmostylia in having cylindrical, stylodont cuspsthat wear into rings of enamel surrounding exposed dentine;more derived than Cornwallius in having six or more cusps on lower molars; cheek teeth lower crowned (more primitive) than Desmostylus when compared at a similar minor stage of wear on homologous cusps and as shown by the curvature of the walls of the cylindrical cusps from the base of the crown toward the occlusal surface; less derived than Desmostylus and Vanderhoofius but similar to Cornwalliusin that erupted M3 does not lie in a trough developed by a medial eminence; M3 elongate compared to Desmostylus.

Type locality and age. Arriaga Quarry (now the site of a school), Unalaska, Unalaska Island, Alaska. Dutch Harbor Member, Unalaska Formation. The geological setting and age were discussed by Jacobs et al. (2007) who concluded that geological and biochronological limits (excluding the evolutionary stage of Ounalashkastylus) lay between 24.1 and 13 Ma, but that the locality most likely falls near the Oligocene-Miocene boundary (23.03 Ma), or slightly younger.

Kentaro Chiba, Anthony R. Fiorillo, Louis L. Jacobs, Yuri Kimura, Yoshitsugu Kobayashi, Naoki Kohno, Yosuke Nishida, Michael J. Polcyn and Kohei Tanaka. 2016. A New Desmostylian Mammal from Unalaska (USA) and the robust Sanjussen jaw from Hokkaido (Japan), with comments on feeding in derived desmostylids.
Historical Biology. 28(1-2); 289–303.  DOI:  10.1080/08912963.2015.1046718

New fossils intensify mystery of short-lived, toothy mammals unique to ancient North Pacific

Oddball creature, Desmostylia, from waters where “Deadliest Catch” TV show is filmed, ate like a vacuum cleaner and is new genus and species of the only order of marine mammals ever to go extinct — surviving a mere 23 million years

http://blog.smu.edu/research/2015/10/05/new-fossils-intensify-mystery-of-short-lived-toothy-mammals-unique-to-ancient-north-pacific/  @SMUResearch

Extinct Hippolike Creature Was Prehistoric Vacuum Cleaner https://shar.es/16ADEY via @LiveScience

The Archaeology News Network: New fossils of short-lived, toothy mammal found in ancient North Pacific http://archaeologynewsnetwork.blogspot.com/2015/10/new-fossils-intensify-mystery-of-short.html

http://eartharchives.tumblr.com/post/131028635961/newly-discovered-oddball-hippo-sized-marine-mammal 

http://phys.org/news/2015-10-fossils-mystery-short-lived-toothy-mammals.html

    

[Paleontology • 2015]

[Paleontology • 2015] 

A Vanished History of Skeletonization in Cambrian Comb Jellies (Ctenophora)

Fig. 3. Idealized three-dimensional models of Cambrian skeletonized ctenophores. (A to C) Side views of Gemmactena actinala gen. et sp. nov, Batofasciculus ramificans, and Thaumactena ensis gen. et sp. nov., respectively. (A′ to C′) Oblique aboral views corresponding to (A) to (C).

DOI: 10.1126/sciadv.1500092

Abstract

Ctenophores are traditionally regarded as “lower” metazoans, sharing with cnidarians a diploblastic grade of organization. Unlike cnidarians, where skeletonization (biomineralization and sclerotization) evolved repeatedly among ecologically important taxa (for example, scleractinians and octocorals), living ctenophores are characteristically soft-bodied animals. We report six sclerotized and armored ctenophores from the early Cambrian period. They have diagnostic ctenophore features (for example, an octamerous symmetry, oral-aboral axis, aboral sense organ, and octaradially arranged ctene rows). 

Unlike most modern counterparts, however, they lack tentacles, have a sclerotized framework, and have eight pairs of ctene rows. They are resolved as a monophyletic group (Scleroctenophora new class) within the ctenophores. This clade reveals a cryptic history and sheds new light on the early evolution of this basal animal phylum. Skeletonization also occurs in some other Cambrian animal groups whose extant members are exclusively soft-bodied, suggesting the ecological importance of skeletonization in the Cambrian explosion.

Keywords: Cambrian, Chengjiang biota, Ctenophora, skeleton

Fig. 4. Phylogenetic relationship of fossil and extant ctenophores based on a comprehensive cladistic analysis (tables S2 and S3).
The skeletonized ctenophores from the Chengjiang biota form a clade here described as the new class Scleroctenophora. The cladogram is a strict consensus of the three most parsimonious trees. Apomorphies (character number and state above and below nodes, respectively) are mapped on the cladogram. Tree length = 53; consistency index = 0.9231; retention index = 0.9394; rescaled consistency index = 0.8671. Illustrated taxa are marked in bold.

DOI: 10.1126/sciadv.1500092

Qiang Ou, Shuhai Xiao, Jian Han, Ge Sun, Fang Zhang, Zhifei Zhang and Degan Shu. 2015. A Vanished History of Skeletonization in Cambrian Comb Jellies.  Science Advances. 1(6); e1500092. DOI: 10.1126/sciadv.1500092