O surgimento dos plastídeos

Plastídeos são organelas fotossintéticas encontradas em diversos organismos, o tipo que você deve conhecer melhor é o cloroplasto. Mas já que essas organelas são tão distribuídas entre diferentes formas de vida, será que elas são um sinal de ancestralidade comum entre esses seres ou foram compartilhadas de outro modo? Acontece que os plastídeos se originaram de um processo de endossimbiose, um tipo de relação ecológica em que um organismo vive dentro de outro, sendo que ambos colaboram para que essa relação dê certo. Isso quer dizer que, em algum momento, uma célula fotossintética estranha foi englobada por um protista unicelular que a reteve em seu interior sem digeri-la, sendo que, com o tempo, essa célula estranha foi reduzida a uma organela e passou a ser transmitidas para as gerações seguintes. Essa teoria da endossimbiose é a mesma considerada para a origem das mitocôndrias, com a exceção de que as mitocôndrias eram procariontes aeróbios e não fotossintetizantes.

Existem diferentes tipos de plastídeos, podendo eles terem de 2 a 4 membranas. Mas o que explicaria essa variação? A resposta para isso é que houve mais do que um evento de endossimbiose. Ao longo da evolução houveram três tipos principais, sendo eles endossimbiose primária, secundária e terciária. A partir da endossimbiose primária, foi originado um organismo – vamos chamá-lo de protoalga – , com um plastídeo contendo 2 membranas, sendo que elas já pertenciam ao microrganismo englobado (provavelmente uma cianobactéria). A terceira membrana, que seria a membrana fagossômica da célula “hospedeira” primária, foi perdida.

Já na endossimbiose secundária, um protista teria englobado uma alga existente que possuía esse plastídeo com 2 membranas, originando plastídeos secundários com 3 e 4 membranas, onde a terceira é considerada a membrana celular da alga que foi envolvida e a quarta a membrana fagossômica dessa nova célula hospedeira, sendo que esta última foi perdida em alguns grupos.

Na endossimbiose terciária, houve o englobamento de uma alga com plastídeo secundário com 3 membranas, sendo que as 2 novas que seriam acrescentadas seguindo o mesmo esquema da endossimbiose anterior foram perdidas e o plastídeo continuou com 3 membranas, mas agora chamado de plastídio terciário de substituição.

Para compreender melhor como aconteceram esses eventos, basta pensar nas bonecas russas como modelo, onde uma boneca é colocada dentro da outra, e a cada nova boneca adicionada por fora significaria um evento de simbiose. O interessante é que nesses eventos foram transferidas muito mais coisas do que apenas a capacidade de fazer fotossíntese, uma vez que foi possível a transferência de genes dos organismos englobados para o genoma dos hospedeiros. No artigo “Photosynthetic eukaryotes unite: endosymbiosis connects the dots”, publicado em

2003 na BioEssays, os autores destacam uma importante marca deixada no reino Plantae pela endossimbiose, dado que uma análise do genoma nuclear completo de Arabidopsis sugeriu que até 18% de seus genes, muitos sem função fotossintética e inclusive genes de resistência a doenças, se originaram de cianobactéria e foram adquiridos por meio da transferência de genes endossimbióticos. Sendo assim, esses eventos de endossimbiose foram de extrema importância tanto para a evolução inicial das algas, transferindo novos genes que trouxeram adaptações e vantagens para sua sobrevivência, como também para a evolução das plantas.

Samyra Stéphane Neves Pereira é graduanda em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Viçosa – Campus Rio Paranaíba.

POR QUE NÃO EXISTEM DESERTOS NO BRASIL?

Desertos são regiões quentes ou frias, caracterizadas por ter pouca água em estado
líquido disponível. Por ter pouca água no estado líquido, a biodiversidade de plantas e animais é baixa, visto que apenas poucas espécies de plantas e animais conseguem sobreviver e são adaptadas a essa escassez de água.

Os desertos são formados por conta do ar seco que vem dos trópicos, que não é muito úmido e faz com que seja necessária a captação da água do solo para a sobrevivência dos organismos, resultando na escassez de água. Isso normalmente acontece em locais com latitude (distância em graus de qualquer ponto da Terra em relação à linha do equador) a 30° ao sul ou ao norte. No mapa, é possível observar que o Brasil possui regiões a 30° de latitude, ao sul do país, o que poderia ocasionar a formação de um deserto e a região Sudeste seria a região mais seca e propícia para essa formação, porém isso não acontece graças ao Norte do país. Na Amazônia, ocorre um fenômeno conhecido por “rios aéreos”, que consiste no fluxo aéreo de água em forma de vapor, que vem das áreas tropicais do Oceano Atlântico e da umidade evaporada pelo sol na Amazônia. A Floresta Tropical possui uma alta taxa de evapotranspiração, ou seja, a água da superfície terrestre é carregada até a atmosfera em forma de vapor. Isso, em soma com o fluxo aéreo de vapor, colabora com a formação de rios aéreos. São eles os responsáveis por carregar água para as regiões Sul e Sudeste, deixando o ar mais úmido e impedindo que desertos se formem. Além disso, os rios aéreos são de extrema importância para a manutenção da biodiversidade do nosso país.

Regiões tropicais são conhecidas pela sua riqueza de biodiversidade, ou seja, pela quantidade de espécies diferentes que podemos encontrar naquele local. Locais com muita água são reservatórios de fauna e flora muito diversa, já que as plantas conseguem sobreviver nesses locais e, como produtores primários (primeira fonte de obtenção de alimento de diversos organismos), elas mantêm o ecossistema funcionando. Portanto, quanto maior é a diversidade de plantas, maior será a diversidade de animais também.

O Brasil está em uma Região Tropical favorável, com privilégios quando falamos de recursos hídricos. Porém, na medida que as consequências do aquecimento global se agravam, todo o regime de chuvas e evapotranspiração pode ser comprometido, fazendo com que as regiões Sul e Sudeste sofram com ondas de calor intensas e, em um pior cenário, pode apresentar características de um processo de desertificação devido a ausência dos rios aéreos.

Para evitar que isso ocorra, devemos trabalhar juntos para amenizar as consequências do aquecimento global. Coisas simples como utilizar transporte público, produzir menos lixo e consumir mercadorias de pequenos produtores da sua cidade já fazem toda diferença. Preservar a Amazônia significa preservar a nossa biodiversidade, mesmo para quem vive bem longe dela.

Disponível em: http://fenatema.org.br/noticia/desmatamento-na-amazonia-vai-provocar-grande-seca-no brasil/5585

Beatriz de Faria Alonso é graduanda em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Viçosa – Campus Rio Paranaíba.

Semente: não reluz, mas vale mais que ouro, luxo e fama!

Há 350 milhões de anos atrás, as plantas com sementes começaram a aparecer e até hoje este evento evolutivo é considerado um dos mais importantes no reino vegetal. Sementes são órgãos reprodutivos das plantas e compreendem a principal estratégia para a dispersão e sobre- vivência dos vegetais nas diversas regiões do mundo. De dentro para fora, essa estrutura é composta por um embrião, com ou sem reservas nutricionais e uma camada protetora chamada de tegumento, uma verdadeira casca que impede a perda de água, dificulta a ação de predadores e permite a sobrevivência das sementes em ambientes inóspitos como desertos, áreas alagadas, águas salinas, ambientes ácidos ou muito frios. Ao encontrar condições adequadas de iluminação, água e temperatura elas germinam e dão origem a um novo vegetal com caracteres semelhantes aos da planta mãe.

Existem dois grupos de plantas com sementes, onde o primeiro a surgir foram as gimnospermas. Este grupo é composto pelos vegetais que possuem sementes nuas, ou seja, não têm um fruto para envolvê-las. Neste grupo está a cica, espécie muito usada no paisagismo; os pinheiros e as sequoias, grandes árvores que se distribuem em florestas de clima temperado. No Brasil, temos um importante representante na região Sul, a Araucaria angustifólia (Bertol.) Kuntze, conhecida popularmente como araucária ou pinheiro-do paraná. Outro agrupamento são as angiospermas, provavelmente o mais conhecido, pois são os vegetais que exibem flores e suas sementes são guardadas em frutos, também é o maior grupo. Alguns de seus representantes mais populares mundialmente são os tomates (Solanum spp.), maçãs (Malus spp.) e laranjas (Citrus spp.); no Brasil, a depender da região, entre os destaques estão o açaí (Euterpe precatoria), o pequi (Caryocar brasiliense), a jabuticaba (Plinia spp.), a castanha-do-pará (Bertholletia excelsa), o cacau (Theobroma cacao).

A base da alimentação humana e animal é proveniente de plantas, sendo as sementes importantes fontes nutricionais. Na alimentação dos homens, por exemplo, algumas sementes mais consumidas diretamente são os feijões, milho, trigo, arroz entre outros. Ainda, as sementes mantêm a perpetuação das plantas nos ambientes naturais como a Mata Atlântica, Cerrado e Caatinga e possuem um papel fundamental na produção de ali- mento em larga escala.

Devido à grande importância que as sementes possuem para a humanidade e a recorrente preocupação com sua extinção, em 2008 criou-se um Banco Mundial de Sementes (Svalbard Global Seed Vault), apelidado de “Arca de Noé”. Ele foi construído em uma montanha rochosa na ilha de Svalbard, no arquipélago ártico, entre a Noruega e o Polo Norte. É um verdadeiro tesouro composto pelas principais espécies alimentícias do planeta. Atualmente, são mais de 1.000.000 de sementes oriundas dos quatro cantos da terra! A principal meta desse projeto é preservar 90% das sementes do mundo. O Brasil tem contribuído bastante com a manutenção deste banco, em seu último envio (fevereiro de 2020), foram 3.438 materiais genéticos, especificamente 3.037 acessos de arroz, 119 de cebola, 132 de pimentas, 87 de milho e 68 acessos mesclando abóboras, maxixe, melancia, melão, morangas e pepino.

Diante de toda a importância das sementes, é possível imaginar viver em um mundo em que elas deixassem de existir? É certo que a natureza vive em uma harmonia criada entre diversos grupos de plantas e animais, são diversas interações que mantém a dinâmica entre o homem e o meio ambiente. A extinção das sementes implicaria a extinção de mais de 240.000 plantas, sendo quase 19.000 com ocorrência exclusiva no território brasileiro, assim, aconteceriam diversos distúrbios ambientais, como efeito dominó, afetando todos os seres vivos. Algumas das consequências desse acontecimento ainda podem ser inimagináveis e elas poderiam impossibilitar ou tornar cada vez mais difícil a sobrevivência do homem neste planeta.

https://terramagna.com.br/blog/sementes/

Sâmara Magdalene Vieira Nunes é graduanda em Engenharia Florestal pelo Instituto de Ciências Agrárias da UFMG. Realiza pesquisas sobre mensuração florestal.

Márcio Venícius Barbosa Xavier é graduando em Engenharia Florestal pelo Instituto de Ciências Agrárias da UFMG. Desenvolve pesquisas com florística e fitossociologia.

O estudo das geleiras: Glaciologia e afins

Existe um estudo especial para as geleiras e gelo em geral, no qual é chamado de Glaciologia (do latim, “glacie” = gelo; “logia” = estudo/lógica). Basicamente a glaciologia surgiu como disciplina no século XVIII, onde o “pai” da glaciologia é Mikhail Lomonosov que, neste mesmo século, foi enviado algumas vezes ao ártico para pesquisar a geografia do ártico Siberiano, da qual, graças a isso, surgiu a Glaciologia.

Mas afinal de contas, por que é importante estudarmos isso? De acordo com o professor Jefferson Cardia Simões, professor na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e também um pioneiro da Glaciologia no Brasil, estamos muito perto da Antártida e, por isso, o Brasil é afetado por essa imensa massa de gelo, que representa cerca de 90% das geleiras do mundo. Isto quer dizer que as mudanças morfológicas alteram o clima em toda América além de afetar o nível do mar. Também é preciso ressaltar que geleiras (como as da Antártida) guardam em suas camadas inferiores um registo de Eras passadas bastante importante, sobre o clima, a composição química da atmosfera, velocidade dos ventos, registros de acontecimentos históricos e assim por diante. Essa possibilidade se dá por causa da neve que se acumula em cima das massas de gelo. Essa neve é formada pela precipitação e acumulação de cristais, que “guardam” de forma natural o registro de outros tempos. Leva cerca de 30 mil anos para que o processo de compactação da neve dê origem às geleiras.

Muito se diz a respeito da água doce das geleiras, mas na verdade nem toda água das geleiras é doce. Apenas a parte mais superficial, visto que é formada pelos cristais de neve que são de origem atmosférica, o que as fazem ser doce. Mas também há uma grande quantidade de águas do oceano que acumulam sais. As Eras Glaciais (períodos duradouros onde a grande parte da superfície terrestre fica coberta em espessas camadas de neve), se fizeram presente algumas vezes na história do planeta e, assim, moldando de maneira significativa a vida e geologia na Terra. Este processo, também conhecido como Glaciação, ocorreu pela última vez na história da espécie humana há cerca de 20 mil anos atrás, seguido do derretimento, que segundo uma publicação da revista ‘Nature’, acabou devido ao aumento do gás do CO2 devido ao ‘aquecimento’ do planeta.

O dióxido de carbono (CO2) é um gás comumente relacionado ao aumento do efeito estufa. Sendo assim, o processo em que se dá as Eras Glaciais, que começa com a inclinação do eixo da Terra em uma posição onde a luz solar incida em menor proporção nas latitudes Norte, faz com que o Ártico comece a congelar as áreas normais do planeta, como as florestas. O congelamento destas faz com que o CO2 seja reduzido, deixando o planeta mais frio.

https://www.jornalciencia.com/uma–nova-mini-era-do-gelo-esta-a-caminho/

Matheus de Castro Silva é graduando em Administração pela Universidade Federal de Viçosa – Campus Rio Paranaíba

Formigas-cortadeiras e os seus hábitos alimentares

Os insetos são animais que apresentam uma enorme diversidade de características, sejam elas morfológicas ou comportamentais, por exemplo. Assim, dentro deste grupo, existem as formigas-cortadeiras que possuem uma maneira peculiar de se alimentar e cuidam até de “vacas-leiteiras”.

É conhecimento de todos que as formigas trabalham muito para conseguirem sobreviver — Quem nunca se deparou com uma trilha de formiga-cortadeiras, não é mesmo? —. É comum encontrar esses insetos levando pedaços de folhas ou sementes para o formigueiro e causando aquele pequeno ou grande estrago nas plantas. Então, muitos pensam que elas consomem diretamente esse alimento (folhas e sementes), porém não é bem assim que ocorre. Elas utilizam o alimento recolhido para alimentar os fungos no formigueiro, que por sua vez são criados pelas formigas, crescem e depois são devorados por elas. Aliás, algo semelhante acontece na fábula de “João e Maria”, no qual a bruxa tem a intenção de alimentar as crianças e depois devorá-los.

Além disso, existem algumas espécies de formigas que podem retirar a sua alimentação de outros organismos, ou melhor, como citado no início, as “vaquinhas” de estimação. Nas plantas existem vários insetos que estão ali sugando e se alimentando, como é o caso dos pulgões, que retiram a seiva (substância açucarada) produzida pelas plantas para se alimentar. Assim, eles liberam fezes açucaradas que serão reaproveitadas pelas formigas. Elas se alimentam dessas fezes e em troca protegem os pulgões (“vaquinhas”) contra os predadores, até porque elas não querem que nenhum outro organismo invada ou acabe com a sua fonte de alimento açucarada.

Portanto, depois dessas informações sobre as formigas, ao ver uma trilha desses insetos carregando folhas para o formigueiro (não vale pisar, ok?), lembre-se que elas precisam cuidar e garantir a sua fonte de alimento, isto é, os fungos. Além disso, algumas cuidam de “vaquinhas”, elas não são brancas com manchas pretas e nem fornecem leite, mas garante uma substância açucarada e deliciosa para as formigas.

Vinicius Guilherme dos Santos é graduando em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Viçosa – Campus Rio Paranaíba

IRRADIAÇÃO EM ALIMENTOS COMO FORMA DE CONTROLE BIOLÓGICO

Em algum momento você já deve ter ouvido falar que a radiação faz mal à saúde, certo? Mas você sabia que ela é amplamente empregada na indústria de alimentos? Provavelmente você já consumiu inúmeros produtos tratados por irradiação. Um bom exemplo é o famoso Miojo ou macarrão instantâneo, bem como algumas carnes, especiarias, frutas e hortaliças. A radiação é utilizada com o objetivo de destruir os microrganismos presentes nos alimentos, sendo importante destacar que os alimentos submetidos a esta técnica não se tornam radioativos.

Existem basicamente dois tipos de radiação: Radiação não ionizante e Radiação ionizante (raios gama, raios X ou feixe de elétrons). Este segundo tipo é empregado na indústria de alimentos por possuir capacidade de reduzir elétrons do produto, a qual é aplicada. O alimento é exposto por um determinado tempo à radiação, e sua absorção consiste na absorção da radiação pela água ou moléculas dos alimentos, promovendo a destruição dos microrganismos prejudiciais à saúde, como por exemplo, Salmonella sp., Campylobacter sp., fungos, vírus, entre outros, causando perdas quase que imperceptíveis na qualidade do alimento. A irradiação também é utilizada para retardar o brotamento de tubérculos, como as batatas, assim como o amadure- cimento de legumes e frutas, devido à inativação ou destruição das enzimas responsáveis por estes processos. Os alimentos podem ser irradiados a granel e dentro de suas embalagens evitando a contaminação dos alimentos, já que este não tem contato com o ar.

A NASA (Agência Espacial Americana) utiliza irradiação para suas missões espaciais em diversos alimentos, como o peito de frango, que são armazenados em embalagens apropriadas, mantendo suas características nutricionais e sensoriais por um longo período. Apesar de suas vantagens, ela é pouco utilizada no Brasil, pois se vê um grande preconceito por parte da população, devido ao acidente em Chernobyl situado na Ucrânia, como também no Japão em Fukushima, e o fim da segunda guerra com a explosão das bombas nucleares em Hiroshima e Nagasaki. No Brasil o acidente mais marcante provocado pela radiação foi o de Césio-137 em Goiânia. Ironicamente, o Césio-137 e o Cobalto-60 são os elementos radioativos mais utilizados pelas indústrias de alimentos.

A radiação em alimentos pode ainda ter algumas desvantagens, como por exemplo: o alto custo em sua implementação nas fábricas, mão de obra qualificada, bem como alguns alimentos não podem ser irradiados e alguns microrganismos são resistentes à radiação. Apesar da radiação utilizada na indústria de ali- mentos ser a irradiante, ou seja, a que causa a destruição das células, ela não deixa os alimentos contaminados por radiação, sendo assim, não transmitido para o ser humano quando for consumido, pois estes apenas entram em contato por curtos períodos e em baixas cargas.

Assim como qualquer outro método, a irradiação não está imune aos erros humanos, podendo ocasionar acidentes, mas esta técnica apresenta grandes vantagens para a humanidade, já que grande parte da produção de alimentos é perdida devido a presença de microrganismos nocivos à saúde humana.

O Universo da Engenharia de Alimentos: O uso da radiação na conservação de alimentos (uniengenhariadealimentos.blogspot.com

Rafael Augusto Silva Soares é graduando em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Viçosa – Campus Rio Paranaíba

Joyce Anna de Souza é graduanda em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa – Campus Rio Paranaíba

Surgimento e radiação dos Tetrápoda

A origem e evolução dos tetrapoda é bastante evidenciada no registro fóssil e apresenta uma enorme corrida evolutiva. A diversificação conhecida como transição peixe-tetrápode ocorreu do meio para o final do Devoniano há cerca de 380 milhões de anos atrás, começando mais especificamente durante o Givetiano. O grupo basal mais antigo conhecido são os Osteolepidídeos e parece improvável que mais tetrapomorfos ocorreram antes deles. O processo entre a origem e radiação de novas espécies levou cerca de 10 milhões de anos e novas descobertas acerca dos grupos fósseis achados ajudam cada vez mais na estruturação teórica sobre eventos que proporcionaram a radiação dos tetrápodes.

Entre os tetrapodomorfos, os aspectos da morfologia importantes são: região do espiráculo, arco hióide e os membros anteriores. A região espiracular está intimamente relacionada à respiração aérea, enquanto os membros anteriores foram sugeridos como apoio para a porção anterior do corpo quando os animais emergiram parcialmente da água. O ato de respirar ar atmosférico e com os membros oferecendo maior suporte, foi o necessário para que eles pudessem explorar o ambiente terrestre, e depois, radiar e se diversificar no grupo tetrápode que conhecemos hoje.

Informações a respeito do ambiente e estudos sobre a composição geológica predominante no período explicaram alguns eventos que levaram à adaptação da respiração atmosférica. A temperatura diminuiu, em média, 5°C desde o início do Devoniano até meados do Carbonífero. Os níveis de CO2 na atmosfera eram mais elevados, enquanto os níveis de gás oxigênio eram relativamente baixos nesse período. Assim, pensando que o oxigênio é muito menos solúvel em água do que no ar, qualquer animal que pudesse explorar a vida fora da água possuía uma vantagem adaptativa.

A origem dos tetrápodes coincide com a segunda fase de expansão entre as plantas do Devoniano. Respirar o ar e ter membros capazes de suporte o peso do corpo permitiam que esses animais explorassem a vegetação. Os primeiros tetrápodes viveram na Laurásia (supercontinente da época da Pangeia que corresponde a atual América do Norte, Europa e Ásia), onde o clima continental era árido, sazonal e seco. Porém, estes animais viviam ao longo das margens continentais, onde o clima provavelmente era melhor em questões de umidade e temperatura.

Após a conquista do ambiente terrestre e a radiação dos tetrápodes, houve uma grande quantidade de evoluções morfológica e filéticas, resultando em uma diversidade com uma ampla gama de tamanhos, formas, especializações, hábitos, etc. Entretanto, faltam informações para compreender o caminho da evolução que nos trouxe até aqui, já que existe uma enorme lacuna de registros fósseis entre 15-20 milhões de anos, período após o fim do Devoniano.

Tetrápodes do período Devoniano. Ilustração: Maggie Newman

Júlia Beatriz Palhares é graduanda em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Viçosa – Campus Rio Paranaíba.