A evolução do voo e a origem das aves

O Planeta Terra como conhecemos hoje, passou por diversas mudanças ao longo dos milhares de anos para se tornar habitável. Como exemplo disso, temos as eras de gelo e as extinções em massa. Além disso, foram necessários alguns milhares de anos, e a ação de seres vivos como as bactérias, para que o oxigênio se tornasse presente na Terra, permitindo o início da expansão da diversidade no planeta. Isso foi um ponto positivo para que plantas terrestres se estabilizassem no ambiente, aumentando o oxigênio disponível, e permitindo que a “vida” saísse da água para colonizar o ambiente terrestre.

Dentre os animais que conseguiram se adaptar em um determinado momento da história na Terra, antes de serem extintos, podemos citar os dinossauros. Como sabemos, existiram várias espécies destes, algumas delas carnívoras, herbívoras, com um tamanho corporal maior ou com tamanho reduzido, e, em especial, as que utilizavam as quatro pernas (tetrápodes) e aquelas que só utilizavam duas (terópodes).

Um exemplo terópode é a espécie Microraptor zhaoianus, que apresentava penas por todo o corpo. Era uma espécie carnívora, sendo um dos menores dinossauros que já viveram na Terra, e que demonstram uma estreita relação evolutiva entre as aves e dinossauros, já que possuía longas penas em suas patas e cauda.

A origem das aves ainda é algo muito debatido no mundo acadêmico, e a teoria mais aceita é a de que as essas teriam evoluído a partir de pequenos e ágeis dinossauros terópodes, que com os milhões de anos adquiriram as penas e só depois aprenderam a voar. Em relação ao surgimento das penas, nos dinossauros terópodes, acredita-se que, em um primeiro momento, não surgiram para o voo propriamente dito, e sim com uma função metabólica, como a regulação da temperatura corporal para manter o corpo aquecido. Uma curiosidade sobre as penas, é que elas são distribuídas assimetricamente no corpo dos animais, o que é muito importante nas asas que possuem a função de voo, pois permite uma maior estabilidade do mesmo.

Quanto à origem do voo nos ancestrais das aves, duas teorias tentam buscar explicações. A primeira é a teoria arborícola, ou top-down (de cima pra baixo), que considera que os ancestrais das aves viviam no topo das árvores, e dessa forma pulavam de galho em galho entre elas. Além disso, aqueles que conseguissem se descolocar mais teriam uma vantagem na hora de fugir de predadores ou mesmo na busca por alimento, e, os que possuíssem uma maior força e habilidade na hora de planar teriam um sucesso relativamente maior. Um exemplo é o próprio Microraptor, onde a partir de experimentos em laboratório, tentando reproduzir como era o voo nessa espécie, viram que, por ser um animal escalador, saltava em busca de suas presas. Outra inferência com o estudo foi o fato de que esses indivíduos conseguiam alcançar distâncias maiores caso pulassem de perna fechada em relação à perna aberta.

A segunda é a teoria terrícola, ou bottom-up (de baixo pra cima), onde afirma que os ancestrais das aves eram na verdade corredores bípedes, e começaram a voar correndo ou se impulsionando do solo. Isso pode ter sido tanto para que conseguissem dar pequenos e rápidos saltos para escapar de predadores, ou mesmo para dar saltos sobre suas presas, utilizando suas asas primitivas para capturá-las contra o solo ou apenas derrubá-las no chão.

Portanto, embora ainda existam lacunas quanto à origem e evolução das aves, principalmente devido ao registro fóssil desse grupo não ser completo, a partir dessas informações, é possível obter uma compreensão razoável sobre o assunto. Espera-se que através de mais descobertas fósseis seja possível o esclarecimento sobre a origem desse grupo que tanto é debatido.

Elisa Gabriella Martins, Bacharela em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Viçosa, Campus Rio Paranaíba.

Armas biológicas

As descobertas científicas desencadearam avanços em diversas áreas, sendo um exemplo o desenvolvimento e a potencialização de armas. Observações históricas mostram que o progresso da ciência está associado à evolução das armas biológicas.

A utilização de organismos patogênicos ou toxinas produzidas por microrganismos e plantas para causar enfermidades ou a morte proposital de animais, vegetais e humanos já é relatada a milhares de anos. Um dos registros mais antigos da utilização de microrganismos em conflitos datam do início do século VI a.C., quando os assírios contaminavam os poços de seus inimigos com animais mortos.

Um dos mais conhecidos e desastrosos usos de armas biológicas foi o lançamento de cadáveres vítimas da peste negra sobre a cidade de Kaffa, pelos tártaros em 1346, alastrando a doença pela cidade e levando os exércitos inimigos à rendição. Acredita-se que esse episódio possa ter agravado a situação da peste negra, que se espalhou por todo o continente.

No século XV, Pizarro presenteou nativos com roupas contaminadas com varíola, levando a dizimação de tribos inteiras. Em 1754-1767, tropas inglesas também distribuíram cobertores contaminados com varíola durante a guerra Franco-Indiana e durante a Guerra da Independência dos Estados Unidos.

De 1932 até o final da Segunda Guerra Mundial, o Japão conduziu pesquisas com armas biológicas que utilizava os agentes biológicos da peste, antraz, cólera, entre outros, com a finalidade de obter conhecimento e desenvolver técnicas que permitissem um uso mais eficiente desse tipo de armas. Na segunda metade do século XX, durante a Guerra Fria, os Estados Unidos e a então União Soviética, implantaram programas para o desenvolvimento de armas biológicas também, assim como o Canadá e o Reino Unido.

O uso de ataques bioterroristas se tornaram causa de medo e discussão por parte da população em geral após o ataque bioterrorista nos EUA, com a disseminação de antraz pelo correio postal, que seguiram os acontecimentos dos ataques terroristas de 11 de setembro de 2001.

A primeira geração de armas biológicas foi usada durante a I Guerra Mundial, que consistia na manipulação rudimentar de microrganismos nesse período. A eficiência delas ainda era precária devido à falta de conhecimento quanto à dispersão do agente biológico, período de incubação, entre outros, tornando assim difícil seu uso generalizado. Por isso, as principais armas utilizadas na I Guerra Mundial eram as armas químicas.

Nos anos 40, durante a II Grande Guerra, os estudos relativos ao desenvolvimento, dispersão e efeitos de diferentes agentes biológicos deram um grande salto, o que possibilitou a criação da segunda geração de armas biológicas, e, antes mesmo de a guerra começar, os alemães realizaram inúmeros testes de dispersão atmosférica com bactérias não patogênicas. Não só o desenvolvimento do conhecimento na área da microbiologia, mas também na área da biologia molecular com a descoberta do DNA e sua estrutura, despertou o interesse da utilização de conhecimentos biológicos para cada vez mais potencializar o poder destrutivo das armas biológicas.

Organismos vivos sempre foram usados como armas biológicas, mas foi a partir de 1970 com a revolução da biotecnologia e invenção da técnica do DNA recombinante, que muitos militares observaram grande potencial para novas armas. Com a manipulação genética se desenvolveu então a terceira geração de armas biológicas, a partir desse momento a munição passou a ser os microrganismos patogênicos geneticamente modificados.

A quarta geração de armas biológicas foi desenvolvida no século XXI em consequência de uma fusão das duas principais ciências desenvolvidas na II Guerra Mundial, a física quântica e a biologia molecular. Foi essa fusão que proporcionou o nascimento da nanobiotecnologia. O potencial dessa ciência unifica aminoácidos e proteínas, criando novos processos celulares, novos vírus e novas bactérias. Esta, desponta então como a grande ameaça, pois a manipulação do material genético de agentes patogênicos com finalidade bélica, a nível nanotecnológico, afasta cada vez mais a possibilidade de utilização de técnicas para a defesa dos estados.

No Brasil há poucos casos confirmados de ataques com agentes biológicos e as ameaças quanto a utilização deste tipo de armas no pais estão relacionados com o setor da agroindústria, onde o pais se destaca e desperta maior atenção na esfera internacional. Há suspeita de que, na década de 80, o inseto-bicudo do algodoeiro (Anthonomus grandis) tenha sido introduzido de forma maliciosa, visando destruir a cotonicultura nacional. Acredita-se também que a introdução da praga conhecida como vassoura de bruxa nas plantações de cacau no estado da Bahia também tenha sido resultado de um ataque com agentes biológicos.

Desenvolvimento de soro antiveneno para abelhas africanas

Abelhas podem ser encontradas tanto em regiões de mata como em áreas urbanas. É muito comum esses indivíduos atacarem seres humanos a fi m de protegerem seu território. No último levantamento do ministério da Saúde foram registrados no país cerca de 10 mil casos de picadas de abelhas em 2013, provocando a morte de 40 pessoas.

Ao atacar, as abelhas exalam alguns feromônios que atraem todo um enxame. Quando uma pessoa leva mais de 100 ferroadas, podem ocorrer lesões nos rins, fígado e coração, debilitando esses órgãos. A maioria das mortes acontece devido à falência dos rins.

É por isso que o Instituto Butantan e os cientistas da UNESP, estão desenvolvendo um soro antiveneno para tratar as pessoas atingidas pelas picadas da Apis mellifera melífera, espécie conhecida como abelha africana que, pertencente ao gênero Apis, é muito comum no Brasil.

O soro está sendo sintetizado a partir do próprio veneno das abelhas, que é inoculado em cavalos cujo sistema imunológico reage produzindo anticorpos, esses anticorpos compõem então o soro e combatem o envenenamento tóxico causado pelas picadas que, em casos extremos, pode matar rapidamente.

Paca: conhecendo um pouco mais

Dentro do grupo dos roedores, que é muito amplo e diversificado, encontramos a Cuniculus paca, mais conhecida como Paca, encontrada preferencialmente em florestas tropicais.

O animal possui porte médio, podendo chegar, quando adulto, à pesar entre 5 e 10kg, ou até aos 14kg, e medir de 30 a 60 cm de comprimento, perdendo apenas para a capivara, que é o maior roedor do mundo. Seu corpo é robusto e alongado, com patas curtas e fortes e unhas grandes, que são pró- prias para a corrida e escavação de tocas, sua cauda é muito pequena e o corpo é protegido por pelos ásperos e curtos, apresentando de três a cinco listras longitudinais, de manchas claras de cada lado do corpo, com coloração variando do avermelhado até o marrom escuro. No ventre, os pelos são mais fi nos e de cor branca ou amarelada e tem dois pares de mamilos (dianteiro e traseiro). Possuem a cabeça alongada, com orelhas pequenas, dentes grandes e mandíbulas poderosas e é dotada de um olfato privilegiado.

A paca é uma espécie considerada generalista quanto à sua dieta, ou seja, é baseada em frutos, folhas, raízes, talos, casca de árvores, cana-de-açúcar e outras coisas conforme a estação, não se prendendo à um único tipo de alimento. Esses animais possuem como uma de suas características os dentes da frente grandes, pois crescem continuamente enquanto o animal os desgasta roendo madeira ou objetos duros. São considerados dispersores de sementes pequenas e predadores das grandes sementes, mas podem ser dispersores das grandes sementes também, uma vez que se afastam de um local carregando as sementes e posteriormente não conseguem consumi-las totalmente.

Na reprodução as fêmeas atingem a maturidade sexual com cerca de 9 meses de idade, enquanto os machos a atingem com um ano. O sucesso reprodutivo é baixo, porém a produção de esperma nos machos é contínua. De acordo com alguns estudos as fêmeas são mais receptivas em Dezembro e Janeiro, de modo que a maioria dos nascimentos ocorrem entre Abril e Maio. A gestação, segundo a literatura, não ultrapassaria 115 dias. Normalmente, nasce um filhote por parto ou, dificilmente, dois ou três.

A criação desses animais silvestres pode ser uma importante alternativa econômica, visto que o consumo da carne deles é uma realidade mesmo sem a existência de um mercado formal deste produto. Com a domesticação deste animal em cativeiro pode-se, portanto, influenciar na sua conservação através do aumento populacional e na diminuição da pressão que vem da caça e do tráfico. Isso também auxiliaria na conservação das matas, pois a utilização de espécies silvestres adaptadas às condições ambientais locais causaria menores danos ao meio ambiente em relação, por exemplo, a bovinocultura que modifica drasticamente um ambiente.

O valor comercial da paca é a referente à sua carne, tendo um sabor especial que agrada a todos, é muito valorizada devido a pequena oferta. É considerada de boa qualidade, rica em proteínas e minerais e encontrada em restaurantes sofisticados. O couro pode ser utilizado para confecção de pulseiras, relógio, luvas e outras peças pequenas de artesanato.

Por apresentarem algumas características, como tamanho mediano, baixo custo de manutenção e curto período de prenhes, as pacas são consideradas animais experimentais para a criação em cativeiro que, futuramente, pode ter um grande sucesso no comércio de carnes.

Liliane de A. Melo; Mitchel, I.A. Costa; Maiza, C. Camargos e Michelle Scalabrini.

Efeitos do aquecimento global sobre as populações de anuros

Os anuros são o grupo de vertebrados que correm o maior risco de serem extintos perante às alterações climáticas decorrentes do aquecimento global. Isto se dá devido às características fisiológicas, ecológicas, evolutivas e outras adaptações do grupo. Estes animais possuem um importante papel de controle biológico de diversos insetos como baratas, pernilongos, moscas entre outros e sua extinção ou diminuição pode causar um aumento considerável destes bichos.

O aquecimento global pode causar consequências diretas como o aumento da temperatura no planeta e também consequências indiretas, como mudanças no regime hídrico, alteração da umidade, alteração no PH do solo e aumento na incidência de raios UVB no planeta, além de influenciar no tipo e quantidade de presas e na distribuição das espécies de anfíbios.

Sapos, Salamandras e Cecílias são animais ectotérmicos, ou seja, suas funções fisiológicas estão relacionadas com a temperatura do ambiente, portanto, alterações climáticas drásticas podem resultar em mudanças na sua fisiologia e consequentemente nos seus ciclos de vida, o que afetaria a distribuição desse gênero.

As mudanças nos padrões de distribuição de uma espécie podem desencadear outras variações que influenciam na alimentação, relação com microrganismos patogênicos e características da reprodução. O grupo apresenta baixa habilidade de dispersão, portanto não há uma grande disseminação dessas espécies para áreas com características climáticas mais favoráveis à sua sobrevivência, ocorrendo uma alta extinção local de espécies de anuros.

A pele desses animais é extremamente permeável à água, o que os deixa sensíveis ao excesso de radiação solar e outras sustâncias presentes no meio ambiente. Outras características da pele fazem com que eles sejam mais sujeitos a infecções por microrganismos. Acredita-se que alterações nos regimes climáticos possam estar associadas ao aumento da ocorrência de epidemias, causando um grande declínio nas populações de anfíbios, mesmo eles apresentando, além da pele, barreiras de proteção bioquímicas e biológicas contra infecções microbianas.

Como mecanismos biológicos de proteção contra infecções, tem-se uma microbiota na pele composta por fungos e bactérias produtoras de antibióticos. Essa microbiota resistente presente na pele também pode ser vulnerável a alterações da temperatura, incidência de radiação solar, disponibilidade de água e nutrição. O ambiente onde o animal está inserido influencia ainda no perfil de tais comunidades microbianas, portanto a diminuição da distribuição dessas espécies assim como as dispersões e as colonizações de outros locais vão influenciar na proteção biológica contra doenças, o que os deixa ainda mais suscetíveis a contaminação por microrganismos causadores de doenças. Já os mecanismos bioquímicos estão relacionados com a secreção de moléculas bioativas a partir das glândulas dérmicas. Ambas as características têm relação com a modulação das secreções cutâneas, que resultam em uma diferenciação na produção dos peptídeos antimicrobianos e, portanto, em uma maior susceptibilidade a agentes infecciosos na pele.

Temperaturas muito altas também interferem diretamente na reprodução, pois fazem com que as poças de água onde os anfíbios depositam seus ovos sequem ou se aqueçam de modo que os girinos muitas vezes não conseguem sobreviver. A diminuição das chuvas resultará em poças mais rasas com menor quantidade de água, estas secarão mais rápido e com isso espécies com períodos larvários longos ou baixa plasticidade no desenvolvimento terão de mudar os seus habitats de reprodução, depositando seus ovos em locais com água mais volumosas e duradouras ou mudando a época de reprodução (Katzenberger et al, 2012).

A alteração no tempo de metamorfose pode provocar outros problemas como a sobreposição dos períodos de reprodução de várias espécies e com isso o aumento da densidade de girinos nas poças, resultando em uma maior competição por recursos (Katzenberger et al, 2012).

Roberta Silva Castro.

Abelhas: Manejo, importâncias econômicas e ecológicas

Na natureza, todos os seres vivos possuem seu papel e importância para o ecossistema. Isso não é diferente quando se trata das abelhas. Esses organismos pertencem a ordem Hymenoptera, a qual inclui formigas, vespas e abelhas, extremamente abundantes em diversos ambientes.

Estes insetos são caracterizados por formarem colônias e apresentarem complexas estruturas sociais, nas quais as abelhas são divididas em castas. A dieta no estágio larval, o tamanho das células e o óvulo não fecundado são fatores determinantes da casta que a abelha irá pertencer: operária, zangão ou rainha.

Os zangões são abelhas-macho que nascem de ovos não fecundados a partir da partenogênese, enquanto as operárias são fêmeas oriundas de ovos fecundados, elas são responsáveis pela manutenção da colônia. As rainhas por sua vez, produzem novos indivíduos e, normalmente são as maiores da colônia, por conta do sistema reprodutor mais desenvolvido. Geralmente, há apenas uma rainha por colmeia, onde produz cerca de dois mil ovos por dia.

Os principais órgãos sensitivos das abelhas são as sensilas (projeções de neurônios presentes nas antenas), peças bucais e pernas. Tais órgãos permitem que ocorra comunicação entre as parceiras de ninho, localização de alimentos e identificação de intrusos na colmeia.

Ecologicamente as abelhas são fundamentais na manutenção de diversas espécies, uma vez que são essenciais para a reprodução sexuada das plantas. Elas se destacam pela função de polinizadoras, sendo consideradas os insetos mais importantes a executar esse papel no ecossistema.

As abelhas também são importantes economicamente devido à produção de diversos artigos que são comercializados: geleia real, geleia comum, cera, própolis, pólen apícula e apitoxina (veneno de abelha). A polinização em si é extremamente importante economicamente e ecologicamente, fato visualizado quando há apicultura em conjunto com agricultura e/ou pomares, onde durante o ato de se alimentar, as abelhas acabam trocando pólens entre as plantas e assim as plantas são fecundadas e produzem frutas e sementes.

Não é aconselhável a coleta das abelhas indiscriminadamente, pois pode resultar na extinção de espécies. Também é importante que não ocorra cultivo de espécies raras ou em risco de extinção. É necessário que o apicultor tenha pelo menos 40 caixas de abelhas ou que faça o cultivo próximo de áreas que tenham colônias naturais, pois as abelhas são altamente sensíveis à endogamia. Apesar de todas essas necessidades, segundo o IBAMA, o cultivo de qualquer espécie de abelha da família Apidae é permitido em todas as regiões do país, exceto para aquelas espécies que estejam na lista vermelha de espécies ameaçadas de extinção.

Caio Campos, Maiara Leite, Marcela Monteiro e Pablo Silva.