quarta-feira, 14 de julho de 2021

 O limite de frio das árvores


Os limites da faixa de baixa temperatura das espécies de árvores resultam da interação da fenologia, tolerância ao congelamento na descarga e requisitos de comprimento da estação para maturação. Na linha das árvores de baixa temperatura, as árvores se tornam vítimas de sua altura. 

É a aerodinâmica da árvore em forma de vida que impõe às árvores temperaturas do ar criticamente baixas e limitantes do crescimento, das quais as plantas de baixa estatura escapam. 

Os humanos não podem mudar o limite de baixa temperatura das árvores (a linha das árvores), mas podem ter removido árvores da linha das árvores por corte ou queima. A linha das árvores rastreia os meios sazonais de baixa temperatura, o limite de alcance das espécies de árvores rastreia os extremos de baixa temperatura. 

A linha das árvores é uma linha de referência bioclimática global mais importante contra a qual outras zonas bioclimáticas e os biomas associados podem ser definidos. Em altas altitudes ou latitudes, as árvores atingem os limites da faixa de baixa temperatura. Ao tentar uma explicação, os limites de alcance das espécies de árvores individuais (definidos pela tolerância ao congelamento) e o limite geral da árvore da forma de vida (definido pelas restrições de crescimento térmico) precisam ser distinguidos. 

A borda fria geral do nicho fundamental das árvores é chamada de linha das árvores, por definição, a borda inferior do cinturão alpino, uma linha de referência bioclimática mais importante. As árvores podem estar ausentes da linha das árvores devido a distúrbios ou interações bióticas. 

A borda local real da distribuição das árvores, o delineamento do nicho realizado, é impulsionada por efeitos estocásticos. Portanto, a teoria da linha das árvores e o teste de hipóteses estão inevitavelmente ligados ao conceito de nicho fundamental. 


References

    • Falster D.S.
    • Westoby M.
    Plant height and evolutionary games.
    Trends Ecol. Evol. 2003; 18: 337-343
    • Körner C.
    Alpine Treelines.
    Springer, 2012
    • Körner C.
    • Hiltbrunner E.
    The 90 ways to describe plant temperature.
    Perspect. Plant Ecol. Evol. Syst. 2018; 30: 16-21
    • Sakai A.
    • Larcher W.
    Frost Survival of Plants. Responses and Adaptation to Freezing Stress.
    Springer, 1987
    • Bodner M.
    • Larcher W.
    Chilling susceptibility of different organs and tissues of Saintpaulia ionantha and Coffea arabica.
    Angew. Bot. 1987; 61: 225-242
    • Iversen J.
    Viscum, Hedera and Ilex as climate indicators. A contribution to the study of the post-glacial temperature climate.
    Geol. Fören. Förhandl. 1944; 66: 463-483
    • Ohsawa M.
    • Nitta I.
    Forest zonation and morphological tree-traits along latitudinal and altitudinal environmental gradients in humid monsoon Asia.
    Glob. Environ. Res. 2002; 6: 41-52
    • Walther G.-R.
    • et al.
    An ecological “footprint” of climate change.
    Proc. R. Soc. B. 2005; 272: 1427-1432
    • Purves D.W.
    The demography of range boundaries versus range cores in eastern US tree species.
    Proc. R. Soc. B. 1989; 276: 1477-1484
    • Körner C.
    • et al.
    Where, why and how? Explaining the low-temperature range limits of temperate tree species.
    J. Ecol. 2016; 104: 1076-1088
    • Lenz A.
    • et al.
    Fast acclimation of freezing resistance suggests no influence of winter minimum temperature on the range limit of European beech.
    Tree Physiol. 2016; 36: 490-501
    • Lenz A.
    • et al.
    European deciduous trees exhibit similar safety margins against damage by spring freeze events along elevational gradients.
    New Phytol. 2013; 200: 1166-1175
    • Körner C.
    • Basler D.
    Phenology under global warming.
    Science. 2010; 327: 1461-1462
    • Huang J.G.
    • et al.
    Photoperiod plays a dominant and irreplaceable role in triggering secondary growth resumption.
    Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2020; 117: 32865-32867
    • Yang Y.
    • et al.
    Explaining the exceptional 4270 m high elevation limit of an evergreen oak in the south-eastern Himalayas.
    Tree Physiol. 2020; 40: 1327-1342
    • Lenz A.
    • et al.
    Growth and carbon relations of temperate deciduous tree species at their upper elevation range limit.
    J. Ecol. 2014; 102: 1537-1548
    • Körner C.
    Carbon limitation in trees.
    J. Ecol. 2003; 91: 4-17
    • Loehle C.
    Height growth rate tradeoffs determine northern and southern range limits for trees.
    J. Biogeogr. 1998; 25: 735-742
    • Grace J.
    • Norton D.A.
    Climate and growth of Pinus sylvestris at its upper altitudinal limit in Scotland: evidence from tree growth-rings.
    J. Ecol. 1990; 78: 601-610
    • Millar C.I.
    • et al.
    From treeline to species line: thermal patterns and growth relationships across the krummholz zone of whitebark pine, Sierra Nevada, California, USA.
    Arct. Antarct. Alp. Res. 2020; 52: 390-407
    • Paulsen J.
    • Körner C.
    GIS-analysis of tree-line elevation in the Swiss Alps suggest no exposure effect.
    J. Veg. Sci. 2001; 12: 817-824
    • Körner C.
    The use of "altitude" in ecological research.
    Trends Ecol. Evol. 2007; 22: 569-574
    • Körner C.
    Alpine Plant Life.
    3rd edn. Springer, 2021
    • Karger D.N.
    • et al.
    Why tree lines are lower on islands - climate and biogeographic effects hold the answer.
    Glob. Ecol. Biogeogr. 2019; 28: 839-850
    • Holtmeier F.-K.
    • et al.
    Regeneration of trees in the treeline ecotone: northern Finnish Lapland.
    Fennia. 2003; 181: 103-128
    • Kaspar J.
    • Treml V.
    The causes of upper tree limits in the mountain ranges of Central Europe north of the Alps - a stem growth perspective.
    J. Veg. Sci. 2018; 29: 1007-1016
    • Carbon A.
    • et al.
    Temperature and water potential co-limit stem cambial activity along steep elevational gradients.
    New Phytol. 2020; 226: 1325-1340
    • Dolezal J.
    • et al.
    Sink limitation of plant growth determines tree line in the arid Himalayas.
    Funct. Ecol. 2019; 33: 553-565
    • Noroozi J.
    • Körner C.
    A bioclimatic characterization of high elevation habitats in the Alborz mountains of Iran.
    Alp. Bot. 2018; 128: 1-11
    • Paulsen J.
    • Körner C.
    A climate-based model to predict potential treeline position around the globe.
    Alp. Bot. 2014; 124: 1-12
    • Tranquillini W.
    Physiological Ecology of the Alpine Timberline: Tree Existence at High Altitudes with Special References to the European Alps.
    Springer, 1979
    • Grace J.
    • et al.
    Climate and the meristem temperatures of plant communities near tree-lines.
    Oecologia. 1989; 79: 198-204
    • Körner C.
    Climatic controls of the global high elevation treelines.
    in: Goldstein M.I. DellaSala D.A. Encyclopedia of the World’s Biomes. Elsevier, 2020: 275-281
    • Germino M.J.
    • Smith W.K.
    Sky exposure, crown architecture, and low-temperature photoinhibition in conifer seedlings at alpine treeline.
    Plant Cell Environ. 1999; 22: 407-415
    • Brodersen C.R.
    • et al.
    Photosynthesis during an episodic drought in Abies lasiocarpa and Picea engelmannii across an alpine treeline.
    Arct. Antarct. Alp. Res. 2006; 38: 34-41
    • Hobbie S.E.
    • Chapin F.S.
    An experimental test of limits to tree establishment in Arctic tundra.
    J. Ecol. 1998; 86: 449-461
    • Tumajer J.
    • et al.
    Forward modeling reveals multidecadal trends in cambial kinetics and phenology at treeline.
    Front. Plant Sci. 2021; 12: 613643
    • Körner C.
    Winter crop growth at low temperature may hold the answer for alpine treeline formation.
    Plant Ecol. Divers. 2008; 1: 3-11
    • Körner C.
    • Paulsen J.
    A world-wide study of high altitude treeline temperatures.
    J. Biogeogr. 2004; 31: 713-732
    • Körner C.
    Treelines will be understood once the functional difference between a tree and a shrub is.
    Ambio. 2012; 41: 197-206
    • Hoch G.
    • Körner C.
    Growth and carbon relations of tree forming conifers at constant vs. variable low temperatures.
    J. Ecol. 2009; 97: 57-66
    • Rossi S.
    • et al.
    Evidence of threshold temperatures for xylogenesis in conifers at high altitudes.
    Oecologia. 2007; 152: 1-12
    • Alvarez-Uria P.
    • Körner C.
    Low temperature limits of root growth in deciduous and evergreen temperate tree species.
    Funct. Ecol. 2007; 21: 211-218
    • Schenker G.
    • et al.
    Physiological minimum temperatures for root growth in seven common European broad-leaved tree species.
    Tree Physiol. 2014; 34: 302-313
    • Wieser G.
    • et al.
    Effects of climate change at treeline: lessons from space-for-time studies, manipulative experiments, and long-term observational records in the central Austrian Alps.
    Forests. 2020; 10: 508-523

 

Iniciativa multinacional aponta diretrizes para mitigar os impactos de espécies invasoras

14 de julho de 2021


Iniciativa multinacional aponta diretrizes para mitigar os impactos de espécies invasoras Minks em paisagem da Patagônia argentina. Os animais foram introduzidos na América do Sul para a produção de peles (foto: Programa Patagonia-Aves Argentinas)

José Tadeu Arantes | Agência FAPESP – Espécies exóticas invasoras são causadoras de impactos ambientais, sociais e econômicos negativos. Um exemplo, entre muitos, é a gramínea braquiária – de origem africana e introduzida no Brasil para formação de pastagens destinadas à criação de gado bovino –, que se tornou uma grande ameaça para a sobrevivência de espécies nativas e a biodiversidade em várias escalas espaciais.

A erradicação completa de espécies exóticas invasoras é frequentemente inviável. E tentativas feitas nesse sentido já produziram resultados indesejados e até mesmo prejudiciais, porque a simples retirada da espécie exótica invasora não reconstitui o ambiente – como, por exemplo, em áreas de Cerrado invadidas por pinheiros. Por isso, considerando que espécies exóticas invasoras que não podem ser erradicadas precisam ser administradas continuamente, pesquisadores do Brasil, Argentina, Chile e Reino Unido definiram os eixos estratégicos para uma política nesse sentido, com foco na mitigação dos impactos, mais do que na eliminação das espécies.

O projeto resultante, que recebeu o nome de CONTAIN (“conter” em inglês), surgiu a partir de uma chamada de propostas lançada em 2018 por acordo de cooperação entre a FAPESP; o Natural Environment Research Council (NERC), o UK Research and Innovation (UKRI) e o Newton Fund (NF), do Reino Unido; o Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet), da Argentina; a Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica (Conicyt), do Chile; e o Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica (Concytec), do Peru.

A iniciativa busca estabelecer e desenvolver ferramentas de manejo que permitam otimizar o controle de espécies exóticas invasoras em horizontes de médio e longo prazo. A participação do grupo brasileiro, sediado na Universidade Estadual Paulista (Unesp), é coordenada por Alessandra Fidelis, professora do Instituto de Biociências, no campus de Rio Claro.

Um estudo elaborado pelos integrantes do CONTAIN foi publicado no periódico BioScience. O trabalho contou com apoio da FAPESP por meio do projeto “Uso do manejo adaptativo na otimização do manejo a longo prazo de espécies invasoras prejudiciais à biodiversidade e economia rural”, conduzido por Fidelis.

“Nosso estudo procurou contemplar não apenas as invasões em si, mas também traçar diretrizes para a interação com gestores, tendo o objetivo de conter a proliferação das espécies e mitigar seus impactos”, diz a pesquisadora à Agência FAPESP.

O estudo utilizou como definição de espécies exóticas invasoras aquelas que “transitam com sucesso pelos três estágios iniciais de invasão [transporte, introdução e estabelecimento] e, subsequentemente, estabelecem múltiplas populações autossustentáveis, compostas por indivíduos que se reproduzem, sobrevivem e se dispersam, em uma paisagem além da sua distribuição nativa”. E indicou que um subconjunto delas “produz uma gama de impactos ambientais, sociais e econômicos negativos em várias escalas espaciais”.

Nesse vasto subconjunto, foram enfocadas as seguintes espécies exóticas invasoras: no Brasil, a braquiária e outras gramíneas de origem africana (introduzidas para o plantio de pastagens destinadas à alimentação de rebanhos bovinos) e as árvores do gênero Pinus (introduzidas do hemisfério norte para a produção de polpa e resina); na Argentina, o mamífero de origem norte-americana mink (também chamado de vison e introduzido para a produção de peles) e as árvores dos gêneros Pinus e Ligustrum (de origem asiática e utilizada em arborização); no Chile, o pinheiro, o mink e a vespa de jaqueta amarela (de origem asiática).

“Definimos seis critérios de planejamento para mitigar os impactos. Os três primeiros configuram um levantamento detalhado da situação: mapear a presença da espécie exótica invasora na região e sua distribuição espacial; investigar por quanto tempo essa invasora está presente; avaliar o que sabemos sobre os impactos causados por ela”, informa Fidelis.

E prossegue. “Os três critérios seguintes dizem respeito à resposta que podemos dar a essa situação: que tipos de intervenções são factíveis, do ponto de vista técnico, social e econômico; que consequências negativas essas intervenções podem acarretar; fazer o balanço dos custos e benefícios das intervenções e das consequências."

A atual pandemia já explicitou com clareza meridiana os riscos que a degradação dos ambientes naturais pode causar. E a urgência da adoção de políticas de controle e mitigação bem embasadas em conhecimentos científicos. “No caso das espécies enfocadas por nosso estudo, temos um motivo a mais, e um motivo bastante forte, para implementar essas políticas, pois foi descoberto que o mink é transmissor do novo coronavírus”, comenta Fidelis.

Evidentemente, tudo isso só será efetivo se os conhecimentos gerados nas universidades e nos institutos de pesquisa transbordarem o ambiente acadêmico e forem abraçados pela sociedade, em especial pelos gestores, públicos e privados.

O artigo Management policies for invasive alien species: addressing the impacts rather than the species pode ser acessado em https://doi.org/10.1093/biosci/biaa139.

terça-feira, 13 de julho de 2021

 

Há cerca de 66 milhões de anos, um asteróide atingiu o que hoje é o Golfo do México, provocando a extinção dos dinossauros - e um enorme tsunami.

MARK GARLICK / fonte científica

Tsunami gigante do impacto de um asteroide destruidor de dinossauros revelado em "mega ondas" fossilizadas

Quando uma rocha espacial gigante atingiu as águas perto da Península de Yucatán, no México, 66 milhões de anos atrás, ela levantou uma camada de poeira que bloqueou o Sol por anos, fazendo com que as temperaturas caíssem e matando os dinossauros. O impacto também gerou um tsunami no Golfo do México que alguns modeladores acreditam ter enviado uma onda inicial de até 1.500 metros (ou quase 1 milha) de altura, atingindo a América do Norte, seguida por pulsos menores. Agora, pela primeira vez, os cientistas descobriram megaripples fossilizados desse tsunami enterrados em sedimentos no que hoje é o centro da Louisiana.

“É ótimo ter evidências de algo que foi teorizado por muito tempo”, disse Sean Gulick, geofísico da Universidade do Texas, Austin. Gulick não estava envolvido no trabalho, mas ele co-liderou uma campanha em 2016 para perfurar os restos da cratera de impacto , chamada Chicxulub.

Para procurar estruturas enterradas antigas, os pesquisadores contam com técnicas de imagens sísmicas para "ver" o subsolo. Eles detonam explosivos ou usam martelos industriais para enviar ondas sísmicas para a terra e ouvem os reflexos das camadas de sedimentos e rochas abaixo. As empresas usam a técnica para pesquisar petróleo e gás e têm montanhas de dados - especialmente em áreas como o Golfo do México.

Mais de 10 anos atrás, Gary Kinsland, um geofísico da Universidade de Louisiana, Lafayette, obteve dados de imagens sísmicas para o centro de Louisiana da Devon Energy. No momento do impacto de matança de dinossauros, o nível do mar estava mais alto, e Kinsland pensou que as informações desta região poderiam conter pistas sobre o que aconteceu nos mares rasos ao largo da costa.

Quando Kinsland e seus colegas analisaram uma camada de cerca de 1.500 metros abaixo do solo - associada ao tempo do impacto - eles viram ondulações fossilizadas . Essas “mega ondas” estavam espaçadas de até 1 quilômetro uma da outra e tinham uma média de 16 metros de altura, relataram em um estudo da Earth & Planetary Science Letters publicado online em 2 de julho.

Imagens sísmicas de camadas subterrâneas na Louisiana revelaram megaripples associados a um tsunami.

Kaare Egedahl

Kinsland acredita que as ondulações são a marca das ondas do tsunami à medida que se aproximavam da costa em águas com cerca de 60 metros de profundidade, perturbando os sedimentos do fundo do mar. (Ondas gigantescas só ganham altura quando atingem a rampa da costa.)

Kinsland diz que a orientação das ondulações também foi consistente com o impacto. Quando ele desenhou uma linha perpendicular às suas cristas, diz ele, foi direto para Chicxulub. Ele acrescenta que o local era perfeito para preservar as ondulações, que acabariam sendo soterradas por sedimentos. “A água era tão profunda que, uma vez que o tsunami cessou, as ondas regulares de tempestade não poderiam perturbar o que estava lá embaixo.”

A descoberta é a mais recente em uma enxurrada de pesquisas sobre o impacto do Chicxulub, que foi levantada pela primeira vez na década de 1980. Núcleos da expedição de perfuração de 2016 ajudaram a explicar como a cratera de impacto foi formada e mapearam o desaparecimento e a recuperação da vida na Terra. Em 2019, pesquisadores relataram a descoberta de um sítio fóssil em Dakota do Norte , 3.000 quilômetros ao norte de Chicxulub, que dizem registrar as horas após o impacto e inclui destroços varridos para o interior pelo tsunami.

“Temos pequenas peças do quebra-cabeça que vão sendo adicionadas”, diz Alfio Alessandro Chiarenza, paleontólogo da Universidade de Vigo que não participou do novo estudo. “Agora, esta pesquisa é outra, dando mais evidências de um tsunami cataclísmico que provavelmente inundou [tudo] por milhares de quilômetros.”

Postado em:

doi: 10.1126 / science.abl4152

 

quinta-feira, 8 de julho de 2021

 

Técnica menos agressiva ao meio ambiente detecta agrotóxicos em abelhas e no pólen

08 de julho de 2021

Agência FAPESP* – São cada vez mais comuns no Brasil episódios de mortandade de abelhas ou de abandono de colmeias como consequência do uso extensivo de agrotóxicos na agricultura. Mesmo em baixas concentrações, esses produtos químicos podem afetar o comportamento desses insetos, reduzindo seu tempo de vida. Para os produtores de mel, identificar previamente se as abelhas estão expostas ou sendo intoxicadas por agrotóxicos é importante para a definição de estratégias que evitem prejuízos, como a transferência de colmeias para outro local.

Técnica menos agressiva ao meio ambiente detecta agrotóxicos em abelhas e no pólen Ao combinar cromatografia e espectrometria de massas, pesquisadoras do IQSC-USP conseguiram identificar em um reduzido número de insetos doses baixas de duas substâncias muito usadas no Brasil: a imidacloprida e o tiametoxam (abelhas jataí; foto: Canva)

 

No entanto, a determinação de agrotóxicos em matrizes biológicas, como no organismo das abelhas, é uma tarefa difícil de ser executada, já que geralmente os produtos se encontram em concentrações extremamente baixas. Isso faz com que, pelos métodos convencionais, centenas ou até milhares de abelhas sejam sacrificadas para que os equipamentos consigam detectar os agrotóxicos, correndo ainda o risco de não encontrá-los. Para colaborar nesse sentido, pesquisadoras do Instituto de Química de São Carlos da Universidade de São Paulo (IQSC-USP) desenvolveram uma nova técnica mais rápida, simples, barata e que exige quantidades bem menores desses insetos para que nanogramas de agrotóxicos sejam identificados nos tecidos de abelhas, no pólen presente nas colmeias e até mesmo no mel.

No estudo, as cientistas trabalharam com duas espécies de abelhas, as africanizadas (Apis mellifera L.) e as nativas jataí (Tetragonisca angustula). O objetivo era utilizar o menor número possível desses insetos para que dois agrotóxicos muito utilizados no Brasil e no mundo, o imidacloprida e o tiametoxam, pudessem ser detectados. Os resultados foram expressivos. No método convencional, foram necessárias cerca de 150 abelhas da espécie Apis mellifera L. (aproximadamente 15 gramas) para que os agrotóxicos fossem identificados, mas no trabalho realizado no IQSC-USP, com apenas três polinizadoras (0,3 grama), esse resultado já foi possível de se obter, ou seja, um número 50 vezes menor.

Já com relação à detecção de agrotóxicos no tecido das abelhas da espécie Tetragonisca angustula, com apenas dez insetos (0,03 grama) as pesquisadoras já conseguiram identificar os agroquímicos, enquanto no método padrão seria preciso contar com 5 mil abelhas (15 gramas), número 500 vezes maior. O número de abelhas que vivem em uma colmeia de jataí pode variar de centenas até 5 mil polinizadoras. Isso significa que uma colmeia inteira da espécie poderia ser comprometida para que os produtos químicos pudessem ser identificados pelo método convencional.

O trabalho contou com financiamento da FAPESP e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

“Pensando na principal função da abelha, que é realizar a polinização, se nós tirarmos uma quantidade menor desses insetos da natureza para fazer esse tipo de avaliação será uma grande vantagem. O avanço que conseguimos vai possibilitar a substituição das técnicas tradicionais por alternativas mais amigáveis ao meio ambiente, reduzindo a mortandade de abelhas para as análises”, explica Ana Maria Barbosa Medina, doutoranda do IQSC-USP e autora do trabalho.

Segundo a cientista, outro benefício que a nova técnica vai proporcionar ao meio ambiente é a redução da quantidade necessária de pólen para a detecção dos agroquímicos. No estudo, ela utilizou 150 vezes menos grãos de pólen para identificar os agrotóxicos abordados na pesquisa. Todos esses avanços, consequentemente, também possibilitaram que as análises ficassem mais rápidas e com menor custo, já que houve diminuição do uso de reagentes (15 vezes menos produtos). A técnica pode ainda ser adaptada para detectar outros tipos de agrotóxicos e em outras espécies de abelhas.

“Com a utilização de pequenas quantidades de insetos é possível alertar a comunidade científica de que esses agrotóxicos estão contaminando as abelhas e que medidas precisam ser tomadas. Em nosso estudo, conseguimos identificar concentrações menores de agrotóxicos que o método tradicional. O apicultor quer saber se o local onde ele tem as colmeias está expondo as abelhas à contaminação e, caso ele descubra cedo que os insetos estão sendo afetados, pode se mudar para outro local e evitar prejuízos financeiros. A ideia é fazer esse tipo de monitoramento utilizando menos abelhas”, explica Eny Maria Vieira, professora do IQSC-USP e orientadora da pesquisa. A docente conta que a quantidade de agrotóxico que elas conseguem detectar é tão pequena que é como se elas encontrassem no meio de um trilhão de carros brancos um pontinho preto em um dos veículos.

Como funciona o método

Para avaliar se há agrotóxicos no tecido das abelhas, as pesquisadoras seguem um protocolo. Resumidamente, elas coletam certa quantidade de abelhas que são trituradas e misturadas com acetonitrila (solvente), um composto orgânico. A mistura é agitada e alguns sais são adicionados. Todo esse processo faz com que os agrotóxicos, se presentes, saiam do tecido das abelhas e se juntem ao solvente, já que eles possuem grande afinidade pelo produto orgânico.

Essa mistura passa por uma centrifugação, que separa tanto os sais quanto as abelhas e permite que a parte líquida composta pelo solvente e os agrotóxicos seja retirada e colocada no cromatógrafo, equipamento que faz a separação dos produtos químicos e os envia para outro aparelho, o espectrômetro de massas, responsável por detectar e quantificar os agrotóxicos. Para reduzir a quantidade de insetos, reagentes e pólen necessários para a identificação dos compostos tóxicos, as pesquisadoras realizaram inúmeros testes com diferentes medidas até alcançarem as mínimas possíveis que viabilizassem a detecção.

O imidacloprida e o tiametoxam, ambos inseticidas da família dos neonicotinoides, foram introduzidos na década de 1990 e desde então seu uso vem aumentando ao longo dos anos. Mesmo banidos da União Europeia, eles estão entre os inseticidas mais utilizados nas plantações em todo o mundo, sendo aplicados em culturas de cana-de-açúcar, arroz, cereais, milho, girassóis, batatas, frutas, algodão, vegetais, entre outras. No Brasil, os dois produtos são autorizados para aplicação.

A Apis mellifera L., também conhecida popularmente como abelha “africanizada” ou “assassina”, é um poli-híbrido originário do cruzamento de abelhas europeias (Apis mellifera melífera, Apis mellifera ligustica e Apis mellifera carnica) com africanas (Apis mellifera scutellata). Elas vivem em colmeias, que podem ser artificiais ou naturais. Em seu interior, as obreiras usam cera para construir os favos, onde armazenam mel e pólen para alimentar tanto as larvas como os insetos adultos. As fêmeas diferenciam-se dos zangões (machos) por possuírem ferrão.

Já a Tetragonisca angustula, também chamada jataí-amarela, é uma abelha social da família dos meliponíneos, de ampla distribuição no Brasil. Mede até quatro milímetros e constrói ninhos de cera em espaços ocos na natureza. Sem ferrão, tem o hábito de morder as pessoas e de se enroscar nos cabelos se for provocada, mas é considerada uma abelha dócil e de fácil manejo pelos produtores de mel.

Importância para a humanidade

As abelhas são consideradas os agentes polinizadores mais importantes devido ao seu grande número, já que representam cerca de 25 mil das 40 mil espécies existentes. Elas polinizam uma ampla variedade de flores, contribuindo para manter a biodiversidade vegetal na Terra e garantir a produção de frutas e sementes, além da reprodução de várias plantas. De acordo com a Organização das Nações Unidas para Alimentação (FAO), 85% das espécies conhecidas de plantas com flores e 70% das culturas agrícolas dependem dos polinizadores para se reproduzirem, principalmente das abelhas.

Algumas plantas, inclusive, precisam de visitas frequentes, como a flor de maçã, que demanda de quatro a cinco visitas das abelhas para receber os grãos de pólen suficientes para sua fertilização. Acredita-se que aproximadamente 60% das plantas cultivadas para o consumo humano no Brasil dependem da polinização feita por abelhas e, nesse contexto, estima-se que os valores globais do serviço de polinização das culturas representam entre US$ 195 bilhões e US$ 387 bilhões anuais para o setor agrícola. Além de aumentar a produtividade e qualidade dos frutos, as polinizadoras também são indispensáveis para a produção de mel e de produtos como geleias e própolis.

Para desenvolver e comprovar a eficácia do método desenvolvido no IQSC-USP, as pesquisadoras coletaram abelhas Apis mellifera L. de sítios e apiários do interior de São Paulo. Já para a validação e detecção da técnica em abelhas jataí, as cientistas obtiveram amostras de abelhas e de pólen no meliponário do Centro de Recursos Hídricos e Estudos Ambientais (CRHEA), da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP, e de plantações de morango em Bom Repouso (MG).

“Nós identificamos os dois agrotóxicos estudados no tecido das abelhas africanizadas. Já nas abelhas jataí, nós detectamos o imidacloprida, que originalmente não é utilizado no morango, mas sim em culturas de batata e milho próximas da região. Isso comprova que as abelhas não procuram alimento em uma única fonte, viajando para outras regiões, com diferentes plantações”, explica a doutoranda. Esse foi o primeiro estudo do mundo que identificou agrotóxicos em abelhas jataí.

* Com informações da Assessoria de Comunicação do IQSC-USP.

segunda-feira, 5 de julho de 2021

James Havens

Os dinossauros podem ter vivido no Ártico o ano todo

O Alasca é conhecido hoje por seus ursos-pardos e pretos, mas cerca de 70 milhões de anos atrás, os dinossauros provavelmente chamavam a terra de seu lar. Um novo estudo sugere que pelo menos meia dúzia de espécies, incluindo alguns tiranossauros, viveram no Ártico o ano todo , relata o The Guardian . Os pesquisadores encontraram fósseis de dinossauros muito jovens no norte do Alasca, sugerindo que as criaturas eram residentes permanentes da área e aninhadas lá, eles escreveram esta semana na Current Biology. 
 
Embora fósseis de dinossauros tenham sido encontrados no Ártico antes, ninguém sabia se eles viviam ali sazonalmente ou em tempo integral. Os cientistas dizem que o novo estudo pode responder a essa pergunta - ao mesmo tempo que levanta uma série de novas, incluindo como os dinossauros foram capazes de tolerar invernos árticos potencialmente brutais.

sexta-feira, 2 de julho de 2021

 

Yuan Longping (1930–2021)

Yuan Longping selecionando espécimes de arroz híbrido para uma palestra em um campo de arroz em Pequim, China

Crédito: Xinhua via Zuma Press

Crianças chinesas recitam um poema da dinastia Tang que credita o suor e o trabalho árduo do fazendeiro pelo arroz em seus pratos. Eles também deveriam reconhecer o cientista agrícola Yuan Longping, o 'pai do arroz híbrido', a safra de maior rendimento que alimenta bilhões. Ele morreu no dia 22 de maio, aos 90 anos.

Como um jogador-chave na Revolução Verde, Yuan se tornou um dos cientistas mais famosos da China, passando a dirigir o Centro Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento de Arroz Híbrido da China em Changsha. Quando as Olimpíadas chegaram à China em 2008, ele carregou a tocha.

Questionado sobre o segredo de seu sucesso, ele listou quatro fatores: conhecimento, trabalho árduo, intuição e oportunidade, citando a afirmação de Louis Pasteur de que “o acaso favorece a mente preparada”. Sua vida refletiu a conjunção fortuita de todos os quatro fatores contra o pano de fundo de um século turbulento.

Yuan Longping nasceu em 7 de setembro de 1930 em Beiping, como Pequim era chamada na época. Na véspera da vitória do Partido Comunista da China em 1949, ele ingressou em uma faculdade nos arredores de Chongqing, na província de Sichuan, que mais tarde se tornou a Southwest University, para estudar agricultura e genética de colheitas.

Na década de 1950, a China procurou a União Soviética em busca de orientação em ciência e tecnologia. Muitos biólogos chineses adotaram as idéias errôneas do agrônomo soviético Trofim Lysenko. Um dos professores de Yuan na faculdade, Guan Xianghuan, continuou a seguir a teoria de hereditariedade e genética de Gregor Mendel e do biólogo evolucionista norte-americano Thomas Hunt Morgan. Por causa disso, Guan foi rotulado de inimigo do Partido Comunista em 1957 e tirou a própria vida nos primeiros anos da Revolução Cultural na década de 1960. Um dos mentores posteriores de Yuan, o geneticista Bao Wenkui, que fez seu PhD no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, foi igualmente perseguido e preso por longos períodos.

Ao se formar em 1953, Yuan foi designado para ensinar agronomia na Escola Agrícola de Anjiang, na província de Hunan, um lugar tão pequeno que ele teve dificuldade para encontrá-lo em um mapa. Durante o Grande Salto para a Frente (1958–60) e a fome resultante, Yuan viveu na zona rural de Hunan. Em todo o país, dezenas de milhões morreram; alguns comeram casca de árvore e grama. Yuan viu os corpos daqueles que morreram de fome na estrada. A memória da fome nunca o deixou.

A partir de 1960, Yuan se concentrou no arroz, a cultura básica mais importante da China, trabalhando nos campos ao redor de sua escola. No Ocidente, a pesquisa sobre a hibridização de trigo e milho (milho) levou ao avanço da Revolução Verde. A primeira geração de plantas híbridas é normalmente mais vigorosa e produtiva do que qualquer um dos pais, um fenômeno conhecido como heterose. Por ser uma cultura autopolinizável, entretanto, o arroz apresentava um desafio único.

No verão de 1961, Yuan descobriu um talo de arroz híbrido na natureza. Em 1964, ele e um estudante passaram o verão vasculhando quilômetros de campos em busca de plantas masculinas estéreis de ocorrência natural. Em um artigo na edição de abril de 1966 da principal revista científica, Chinese Science Bulletin, Yuan relatou sua descoberta de plantas de arroz estéreis masculinas. Isso pode ter salvado sua vida.

Com o início da Revolução Cultural em 1966, o país mergulhou no caos político. Cartazes denunciando Yuan como contra-revolucionário foram espalhados pelo campus, e uma vaga foi reservada para ele no "estábulo", ou prisão para intelectuais. Os funcionários da escola ficaram perplexos quando uma carta chegou de líderes provinciais e nacionais que tinham visto o artigo de Yuan, expressando apoio por sua pesquisa promissora. A temida designação contra-revolucionária foi para outro professor, e Yuan teve permissão para continuar trabalhando.

Os cientistas da geração de Yuan foram convidados a fazer enormes sacrifícios por seu país. Em suas memórias de 2010, ele lembrou como um ano ele passou apenas um dia com sua família. Particularmente na década de 1970, Yuan passou grande parte de seu tempo na Ilha de Hainan, na costa sul da China, onde ele e sua equipe caçavam as variedades selvagens necessárias para produzir sementes híbridas.

O etos científico da era Mao enfatizava o trabalho em equipe e o aprendizado com os camponeses. Yuan orientou vários alunos sobre a importância do trabalho de campo. Muitos deles deram suas próprias contribuições para a ciência agrícola. Até o final dos anos 1970, com exceção de seu artigo de 1966, o nome de Yuan não aparecia na pesquisa de arroz híbrido que ele supervisionou.

O sucesso de Yuan inspirou a produção de arroz híbrido na Índia, Vietnã e Filipinas. Quando o geneticista japonês Hiroshi Ikehashi identificou um gene que promove a fertilidade em híbridos em meados da década de 1980, Yuan foi capaz de cruzar diversas linhagens de plantas. Como resultado, os rendimentos do arroz continuaram a aumentar quando os do milho híbrido e do trigo estagnaram. Em 1999, estimou-se que os aumentos de produção ocasionados pelo arroz híbrido alimentavam um adicional de 100 milhões de chineses a cada ano ( D. Normile Science 283 , 313; 1999 ).

Eleito membro internacional da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos em 2006, Yuan nunca foi admitido na Academia Chinesa de Ciências, apesar de ter sido indicado três vezes. Ele regularmente expressava desinteresse pela política: incomum para alguém de sua proeminência, ele nunca se filiou ao Partido Comunista.

Yuan viu a agricultura como sua vocação e continuou visitando a estação de pesquisa de Hainan até cair em março. A única concessão que fez à velhice foi dirigir para o campo, em vez de caminhar ou andar de bicicleta como antes. Por último, ele expressou otimismo com as infinitas possibilidades da ciência e tecnologia, e que o próximo aumento de produtividade, com potencial para contribuir para a segurança alimentar e a paz mundial, está ao nosso alcance.

Nature 595 , 26 (2021)

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-01732-2