Cinco perguntas sobre Fósseis

Como se conhece a idade de um fóssil?

Existem dois tipos de datações, as absolutas e as relativas.

As datações absolutas consistem em analisar proporções de elementos radioativos cuja vida média é conhecida, presentes nas rochas onde estão os fósseis.

O carbono 14, muito usado na Arqueologia, tem uma vida média de apenas 6000 anos, proporcionando medidas confiáveis até cerca de 100.000 anos, sendo, por isso, pouco usado na Paleontologia.

Os paleontólogos usam isótopos de potássio, argônio, rubídio e estrôncio entre
outros, pois estes possuem uma vida média de vários milhões de anos.

Porém as datações mais usadas são as relativas, por serem mais práticas e viáveis.

Estas consistem em relacionar as diversas camadas de sedimentos entre si (Estratigrafia), e relacionar os fósseis com os de outras localidades previamente datadas pelos métodos absolutos (Bioestratigrafia).

Como se forma um fóssil?

A fossilização de um organismo representa um evento raro na natureza. A grande maioria dos organismos se degrada e não deixa rastro algum.

Para que um organismo se preserve é necessário que este tenha uma morte em condições que facilitem a sua conservação.

Ambientes com pouco oxigênio, e por tanto sem degradação e com muita sedimentação, são os melhores para fossilizar um organismo. Alguns destes ambientes são: pântanos, leito marinho profundo, fundo de lagos, etc.

Mortes catastróficas também aumentam bastante as chances de fossilização, por serem rápidas e por afetar vários indivíduos de uma vez, por exemplo, enxurradas de lama.

Os fósseis estão constituídos por restos originais dos organismos ou são unicamente rochas?

Os fósseis podem ser constituídos tanto por restos originais dos organismos como por minerais que ocupam o seu lugar ou ainda por uma combinação de ambos.

Na maioria dos casos a matéria orgânica se degrada e é substituída por minerais externos, mas se o organismo possui um esqueleto formado por minerais (como uma concha, ou ossos), este esqueleto pode se preservar.

Em alguns casos excepcionais, os tecidos moles se preservam, como no caso dos insetos e aracnídeos preservados em âmbar ou os mamutes congelados na Sibéria.

O que é um “fóssil vivo”?

Um fóssil vivo é um organismo que sobreviveu por um considerável tempo sem sofrer mudanças morfológicas significativas, tendo chegado até os nossos dias.

Exemplos de fósseis vivos são Latimeria, ou celacanto, um peixe sem mudanças no aspecto externo geral e em detalhes da anatomia desde o período Cretáceo (uns 100 milhões de anos atrás); Sphenodon, ou tuatara, um réptil que sobrevive desde o Jurássico (mais de 150 milhões de anos atrás); ambos foram contemporâneos dos dinossauros.

Mas existem fósseis vivos ainda mais antigos, como Limulus, um artrópode marinho relacionado aos escorpiões que habita o Golfo do México, existente desde o Permiano (uns 250 milhões de anos atrás) ou como Lingula, um braquiópode, semelhante a um molusco marinho, existente desde o Cambriano (mais de 500 milhões de anos atrás!).

Algumas coníferas, entre estas, a Araucaria, tão comum no Sul do Brasil, existem desde o Triássico (mais de 200 milhões de anos).

Por que um fóssil vivo não se extingue? Por que um fóssil vivo “não evolui”?

Existem diversos motivos pelos quais um organismo sobrevive milhões de anos sem sofrer mudanças. Um deles é que simplesmente esse organismo já está muito bem adaptado a uma diversidade de condições, ou seja, possui um “design” de sucesso, não sendo necessário que este mude.

Este é o caso de Limulus, que entre outras coisas possui uma ampla carapaça que dificulta o ataque de predadores, suporta grandes variações de salinidade e temperatura, e pode sobreviver meses sem alimento.

Já outros organismos se mantém sem mudanças devido a uma continuidade das características do ambiente que selecionam as características presentes no organismo. Este pode ser o caso de Lingula.

A sobrevivência de alguns fósseis vivos também pode dever-se ao fato destes habitarem ambientes isolados, onde não enfrentam a competição com outros organismos potencialmente melhor adaptados a esses ambientes. Esse é o caso do tuatara, que encontra-se isolado na Nova Zelândia.

Juan Carlos Cisneros Martínez é biólogo, mestre e doutor em Geociências. Atualmente é professor da Universidade Federal do Piauí e atua na área de Paleontologia.

Influenza A (H1N1): por quê é difícil contê-lo?

Um das primeiras vezes que fomos capazes de conhecer o poderio “bélico” dos vírus fora em uma data bastante peculiar. O mundo experimentava uma guerra de fácil solução perto do que estava surgindo naquele mesmo ano de 1918. Acredita-se que um dos precursores da gripe suína tenha surgido da gripe aviária (gripe espanhola de 1918), levando à morte de 20 a 100 milhões de pessoas naquela década.

Com o advento da II Revolução Industrial e a ascensão do Capitalismo, houve a diminuição do espaço físico rural pela invasão das fábricas, obrigando pequenos agricultores a condensar a sua produção em locais cada vez menores, tendo desta forma o contato direto com animais e plantas. 

Voltados ao aspecto macrobiótico, não observarmos a sequência de acontecimentos que passam despercebidos aos nossos olhos no mundo microbiótico.

Referindo-se ao meio microbiótico, mais especificamente aos vírus (seres considerados acelulares, supostamente simples, parasitas intracelulares obrigatórios, tendo sua estrutura composta por: capsídeo, um ácido nucléico, envelope e proteína), encontramos dois tipos: o Retrovírus e o Vírus de DNA.

A grande eficiência evolutiva dos vírus é devida ao fato desses possuírem a capacidade de se replicar e se excretar, ter imensa adaptação a diferentes hospedeiros, obter mecanismos imunológicos distintos e sua forma de transmissão ser vertical, ou seja, de um indivíduo para outro, o que o torna mais veloz e mais eficiente.

Devido ao vírus Influenza A Subtipo H1N1 ser do tipo Retrovírus, suas mutações acontecem em taxas altíssimas, entre 10-3 e  10-4 nucleotídeos a cada nova geração viral. Desta forma, temos como conseqüência a leitura de seu material genético de forma diferente, gerando implicações evolutivas e de saúde pública, uma vez que o vírus pode mudar até mesmo dentro de um só hospedeiro.

O surgimento da variação nestes vírus acontece de duas formas:

1.Mutação:

  • Modo Espontâneo: são erros durante a sua replicação;
  • Modo Induzido: a influência de agentes químicos e físicos possibilita a maior resistência e ocasiona a seleção das formas mais virulentas.

2. Ressortimento:

  • Exclusivo de vírus que possuem genoma RNA segmentado, e pode ser ilustrado como uma mistura ao acaso de cartas de um baralho: o vírus da Influenza atende os requisitos necessários, uma vez que os pesquisadores mapearam o genoma dos vírus e identificaram partes do genoma de aves, suínos e humanos formando uma nova sepa.
Fonte: World Wide Web

O que torna o vírus da Influenza A Subtipo H1N1 um exemplo de irradiação adaptativa tão bem sucedida são suas interações glicoprotéicas. Há 16 subtipos de Hemaglutinina (HA) virais e 9 subtipos de Neuraminida (NA), as quais podem recombinar-se para criar novas combinações de vírus da gripe. Mudando por Seleção Natural de seu RNA segmentado e que passou por ressortimento (a partir de hospedeiros anteriores como aves, suínos e humanos), pode-se considerar o Influenza A (H1N1) um vírus triplorecombinante.

Essa recombinação se iniciou no ano de 1918 com a gripe aviária, quando ocorreu o primeiro contato entre sepas de aves e de homens. Neste mesmo ano houve infestação desta variante do H1N1 para suínos (contato entre sepa homem-suíno).

Em 1957 aconteceu um segundo contato da sepa ave–homem e os humanos passaram a carregar um novo Vírus (H2N2). Isso se repetiu em  1968 entre as sepas ave-homem e o vírus novamente sofreu mutação, desta vez gerando o subtipo H3N2.

Em 1979 acredita-se que tenha ocorrido o primeiro contato entre o vírus das aves e dos suínos, sendo esta variante também denominada H1N1. Em 1998 as três sepas entraram em contato novamente, desta vez dentro de suínos (aves – H2N2 -, suínos – H1N1 -, humanos – H3N2) surgindo assim o Vírus H1N2.

 Devido ao seu alto potencial mutagênico por erros durante a replicação e pelo contato de suínos doentes com homens, esta sepa se transformou na hoje conhecida Influenza A Subtipo H1N1, responsável pela pandemia iniciada no ano de 2009. Acredita-se que o paciente zero, o que deu origem à pandemia, seja do México, país que registrou mais de 100 mortes devido à influenza A. Em todo o mundo há registro de mortes pelo influenzavírus A – H1N1. Em 2010, entretanto, a pandemia foi considerada controlada.

O vírus Influenza A Subtipo H1N1 tem como característica alto grau de mutação, por possuir de forma exclusiva o material genético de RNA, sendo agravado pelo uso indiscriminado de drogas que o torna mais resistente às mesmas, fazendo com que o controle das epidemias seja cada vez mais difícil.

A evolução rápida destes vírus é uma evidência sólida das modificações ao longo das gerações, e também do relativo parentesco que mantemos com animais como aves e outros mamíferos.

Nathan Lima Amorim é acadêmico do Curso de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba.

Eric Azevedo Cazetta é acadêmico do Curso de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba e bolsista do Programa de Iniciação ao Ensino – PIBEN.

Afinal, o que são insetos bioindicadores?

As ações antrópicas (aquelas desenvolvidas pelo ser humano) vêm afetando os ecossistemas, modificando drasticamente natureza, influenciando a diversidade com a retirada de ambientes nativos e causando a homogeneização da paisagem.

Muitos organismos percebem e respondem às alterações, mesmo em escalas reduzidas, nos ecossistemas naturais através de variações nas comunidades, sendo, portanto, chamados bioindicadores.

Os bioindicadores são espécies que podem ter uma amplitude estreita a respeito de um ou mais fatores ecológicos, e quando presentes, podem indicar uma condição ambiental particular ou estabelecida. Ou seja, eles vivem em limites muito específicos, que podem indicar se o ambiente está ou não certos parâmetros.

Dentre estes organismos estão os insetos, que representam aproximadamente 53% das espécies de animais descritas. Ocorrem em praticamente todos os ambientes, graças às suas peculiaridades estruturais e fisiológicas que permitem adaptações a condições ambientais bastante distintas.

Os insetos são importantes nos processos biológicos dos ecossistemas naturais. Estudos sobre a diversidade e abundância deste grupo podem prover uma rica base de informações sobre o grau de integridade dos ambientes em que se encontram.

Os insetos bioindicadores podem ser ser divididos em subgrupos:

  • indicadores ambientais que respondem às perturbações ou mudanças ambientais; 
  • indicadores ecológicos que demonstram efeitos das mudanças ambientais como alterações de habitats, fragmentação, mudanças climáticas, poluição e outros fatores que geram impacto na biota;
  • indicadores de biodiversidade, que refletem índices de diversidade.

Sendo assim, a utilização de insetos como bioindicadores, pode permitir ações efetivas que possam manter, recuperar ou restaurar a sanidade ambiental, visando a conservação dos ecossistemas.

Nilcilene de Fátima Resende é bióloga e mestranda em Biologia Animal pela Universidade Federal de Viçosa. Atua na área de entomologia.
Alunos

Como as plantas se reproduzem?

As plantas são classificadas em grupos, de acordo com a frequência de autopolinização ou polinização cruzada. Contudo, algumas destas plantas posicionam-se em situação intermediária, o que gera dúvidas quanto ao grupo em que devem ser incluídas.

Plantas autógamas ou de autofecundação são aquelas em que o polinizador (androceu ou pólen) é produzido na mesma planta que o gameta receptor (gineceu ou óvulo) e não existe auto-incompatibilidade entre estes.

Nestas plantas pode ocorrer a fecundação cruzada, no entanto esta taxa não passa de 5%. Espécies como trigo, soja, aveia, cevada, arroz e alface dificilmente ultrapassam 1%. Na planta do fumo as trocas de gametas atingem altas taxas, o que muitas vezes exige a proteção das inflorescências para evitar o fluxo de genes (ou cruzamento) entre variedades cultivadas muito próximas.

A autofecundação é motivada por diversos mecanismos, entre eles o mais positivo é a cleistogamia, situação na qual os antécios nunca abrem. A casmogamia é outra ferramenta que auxilia a autofecundação, onde a polinização do estigma ocorre antes da abertura do antécio, isso ocorre com trigo, cevada, aveia e alface.

Plantas alógamas são plantas que utilizam da fecundação cruzada para se reproduzirem. Diversos mecanismos facilitam a fecundação cruzada entre as plantas, a diocia pode ser considerado o mais efetivo, e ocorrem quando cada planta contribui com gametas ou femininos ou masculinos. Isso acontece no mamão, espinafre e na araucária (pinheiro do Paraná).

Algumas plantas monóicas (as que possuem ambas as estruturas, masculinas e femininas na mesma planta) apresentam fatores associados com a presença de inflorescências macho e fêmeas separadas na mesma planta, o que favorece a alogamia.

No milho, por exemplo, o pólen amadurece antes da inflorescência fêmea, fazendo com que a autofecundação raramente atinja mais que 5%. Outra ferramenta é a maturação do estigma e do pólen em épocas distintas, chamado de protandria, quando os grãos de pólen são formados antes que o estigma e de protoginia, quando o gineceu atinge a maturação antes dos estames. Algumas estruturas florais podem impedir a autofecundação como quando pistilos e anteras possuem formatos diferentes.

A macho-esterilidade, muitas vezes utilizada no melhoramento vegetal para formação de híbridos, é outro fator limitante da autofecundação e é decorrente de aberrações cromossômicas produzindo grãos de pólen estéreis.

Por último temos a autoincompatibilidade, onde apesar de apresentarem pólen e óvulos funcionais não ocorre fecundação devido a obstáculos fisiológicos.

Plantas alógamas são heterozigotas e isto tende a permanecer nas sucessivas gerações de fecundação cruzada. A redução desta heterozigose geralmente leva a perda de vigor, determinada pela depressão endogâmica (cruzamentos entre genótipos aparentados ou iguais).

Há plantas autógamas com frequente alogamia, ainda. Plantas deste grupo possuem taxas de fecundação cruzada bastante variadas, dependentes do ambiente de cultivo e de fatores climáticos associados.

O sorgo e o algodão, por exemplo, possuem taxas entre 5 a 10% e em algumas situações podem chegar a 50% de alogamia. Espécies deste grupo, como café, quiabo, sorgo, berinjela, algodão, mamona e fava estão situadas em posição intermediária entre as espécies tipicamente autógamas e alógamas.

O último grupo é das plantas de reprodução assexual, que são divididas em plantas de propagação vegetativa e apomíticas. Por propagação vegetativa temos rizomas (banana), tubérculos (batatinha), estolões (morango), ramas (batata-doce), pedaços do caule (mandioca), bulbos (cebola), ou outras partes. Nestas plantas, todos os descendentes são clones da planta original.

A apomixia, por sua vez, é um mecanismo no qual as sementes são produzidas sem a fusão dos gametas a partir de uma célula não reduzida do óvulo (célula mãe).

Variedades comerciais produzidas por reprodução assexuada são altamente heterozigotas, por serem selecionadas de indivíduos com elevado vigor de híbrido. Quando reproduzidas por via sexual, evidenciam ampla segregação em suas gerações seguintes e sofrem perdas por endogamia.

Estudar e entender os mecanismos de propagação das espécies é fundamental para o melhoramento vegetal e influenciará diretamente as cultivares desenvolvidas pelos programas e a forma com que as sementes serão produzidas.

Sydney Antonio Frehner Kavalco é agrônomo, mestre e doutorando em Biotecnologia pela Universidade Federal de Pelotas. Atualmente é bolsista CNPq e atua no melhoramento genético de trigo.

Biologia Molecular na Medicina Veterinária

Detentor do maior rebanho comercial de bovino do mundo, o Brasil ocupa hoje uma posição de destaque no cenário da pecuária mundial. Aliado a isso, o crescimento populacional e a elevação do consumo conforme a renda aumentada da população faz da pecuária o setor que mais cresce dentro das atividades do campo.

Além da ferramenta de seleção de animais superiores, os princípios de melhoramento genético se baseiam cada vez mais em biotécnicas reprodutivas que visam aumentar o ganho de produção, reduzindo o intervalo entre geração.

Ferramentas atuais

Dentre as principais existentes podemos citar a inseminação artificial, criopreservação de sêmen e embriões, sexagem do sêmen, transferência de embriões, produção in vitro de embriões, transgenia e clonagem (Figuras 1 e 3).

Figura 1 – Fêmea bovina “Vitória da Embrapa”, primeiro bovino clonado do Brasil e da América Latina. Fonte: Revista Globo Rural.

Apesar da existência de inúmeras biotécnicas, mesmo as mais simples, muitas vezes se encontram distantes da realidade dos produtores, seja por falta de informação, seja por falta de técnico habilitado para sua aplicação. Para se ter uma idéia deste déficit tecnológico, atualmente estima-se que apenas 9% das fêmeas em idade reprodutiva no Brasil sejam submetidas a inseminação artificial, considerada a biotecnia mais simples dentre as existentes.

No entanto, outra vertente do melhoramento, conhecida como Engenharia Genética, tem alcançado muito sucesso avanço no meio científico. Com o sequenciamento do genoma bovino no ano de 2009 permitiu-se, mais do que nunca, a exploração de genes que controlam características de interesse econômico e que causam enfermidades genéticas.

Figura 2 – Detecção de um agente viral (Herpesvírus Bovino 1) no sangue de bovinos através da Reação em Cadeia da Polimerase (PCR). Foto: arquivo dos autores.

Marcadores moleculares validados também estão sendo utilizados para métodos de confirmação de paternidade, identificação individual e rastreabilidade de produtos de origem animal.

Biotecnologia à serviço da sociedade

Não somente relacionada ao melhoramento genético, a biologia molecular está intimamente ligada a várias situações referentes à produção e clínica dos animais.

Atualmente, a possibilidade de utilização de testes moleculares como a técnica da PCR (reação em cadeia da polimerase) e hibridização in situ facilitaram imensamente o diagnóstico de patógenos que possam acometer os animais de produção (figura 2).

Por constituírem métodos altamente sensíveis e específicos, estes testes permitem identificar patógenos mesmo em quantidades mínimas.

A contribuição desses compreende ainda o estudo etiológico de determinada enfermidade, contribuindo para o controle e tratamento mais efetivos dos rebanhos, visto que permitem identificar uma doença precocemente.

Por fim, apesar da enorme distância existente entre o produtor e as biotécnicas utilizadas na reprodução e produção animal, o papel do profissional das ciências animais e biológicas se torna bem claro neste contexto.

Figura 3 – Vitória, já adulta. Fonte: Revista Globo Rural.

É preciso, cada vez mais, buscar a otimização na produtividade do pecuarista, buscando alcançar a sustentabilidade da produção. Para isto, fica condicionado o papel do profissional em reduzir as fronteiras entre os laboratórios e o campo, buscando disseminar a informação ao produtor para correta aplicação dos recursos biotecnológicos.

Emílio César Martins Pereira é médico veterinário e mestre em Medicina Veterinária. Atualmente é professor temporário da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba e atua na área de Reprodução Animal.

Giancarlo Magalhães dos Santos é médico veterinário, mestre e doutor em Medicina Veterinária e atua na área de Reprodução Animal.

Sanely Lourenço da Costa é médica veterinária, mestre e doutoranda em Medicina Veterinária pela Universidade Federal de Viçosa. Atua na área de Reprodução Animal.

II Simpósio da Biodiversidade – SIMBIO 2011

O colegiado do Curso de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Viçosa, do Campus de Rio Paranaíba promoveu entre os dias 17 e 20 de maio o II Simpósio da Biodiversidade – SIMBIO. O evento, de abrangência nacional, foi organizado por professores e alunos dos cursos de Ciências Biológicas, Agronomia e Ciências de Alimentos.

Durante os quatro dias do evento, o público assistiu à palestras de especialistas com temas importantes dentro da grande área da biodiversidade. Além disso, houve apresentação de trabalhos inscritos e concurso de fotografia.

Jaqueline Dias Pereira, coordenadora do curso de Ciências Biológicas do Campus de Rio Paranaíba afirma que os temas variados das palestras podem auxiliar os acadêmicos na escolha da especialização que pretendem fazer após a graduação. “ O SIMBIO é o principal evento do curso e é muito importante, pois traz palestrantes de todo o país. Esse contato com professores de outras universidades e de diferentes áreas permite ao aluno já criar uma consciência do que ele vai querer”, afirma Jaqueline.

Rock com Ciência

A novidade no II Simpósio da Biodiversidade foi a gravação do programa de rádio e podcast Rock com Ciência, que é um projeto de extensão em Divulgação Científica do curso de Ciências Biológicas. Foram convidados os professores Edmilson Escher, Orlando Moreira Filho e Claudio Oliveira. Pela primeira vez o programa foi gravado com plateia, que participou fazendo perguntas aos convidados.

O tema do programa, transmitido no dia 21 de maio pela rádio local Maximus FM, foi a popularização da ciência. A divulgação científica foi bastante discutida entre os convidados, uma vez que há um grande conflito entre cientistas e jornalistas nas publicações sobre ciência.

Ciência é uma coisa chata?

Os convidados do Programa Rock com Ciência comentaram também que a popularização da ciência deve ter uma abordagem diferente para cada tipo de público.

A estudante de Ensino Médio, Paloma Silva, é bolsista do BIC-Júnior da UFV – CRP e contou que sempre teve muitas dúvidas a respeito da sua vocação. “Quando eu entrei para o projeto de genética da UFV, percebi que poderia ir além, associar filosofia e genética, conhecer as técnicas e aplicar raciocínio para criar ciência. Hoje eu sei o que eu quero. Estar conhecendo a ciência dessa forma despertou a minha vocação”, afirma Paloma. A estudante completou dizendo que ciência não é uma coisa chata e o aluno precisa apenas procurar qual a área que lhe interessa mais.

Sobre o resultado geral do evento, o presidente da comissão organizadora do SIMBIO, professor Rubens Pazza, foi positivo. “Foi bastante produtivo, tivemos participantes de vários estados, o alcance foi bom. De modo geral o público gostou muito das palestras. São coisas que animam a fazer o próximo Simpósio ainda melhor”, completou o professor.

Janaína Pazza é jornalista e editora-chefe do jornal Folha Universitária do Alto Paranaíba.

Como estudamos as Células?

Você certamente já ouviu falar da células. Nos organismos vivos, são conhecidas como as suas unidades fundamentais, que formam todos eles. É dentro das células que a maior parte das reações químicas do metabolismo dos organismos vivos acontece.

O estudo das células pode ser feito de modo direto, pela observação da célula onde ela se encontra, ou pelo estudo dos seus componentes após isolamento e observação em separado.

Um grande avanço na observação das células foi a invenção do microscópio. São creditadas a Antonie van Leeuwenhoek (1632 – 1723), com um simples microscópio de lente única, as primeiras observações biológicas em microscópio.

Ainda no século XVII, Robert Hooke observou que a casca do carvalho era formada por espaços vazios semelhantes a favos de uma colméia, aos quais chamou de pequenas caixas ou células, cunhando o termo que muito tempo depois foi utilizado para as unidades fundamentais dos organismos vivos.

O avanço da tecnologia permite que hoje possamos realizar grandes aumentos e observar a estrutura das células cada vez mais de perto. Os principais microscópios atuais dividem-se de acordo com o processo utilizado para a observação.

O microscópio de luz, também conhecido como óptico, utiliza um feixe de luz que atravessa o material a ser observado e amplia a imagem através de um sistema de lentes. Algumas variações deste tipo de microscópio utilizam filtros de polarização da luz ou para observação de corantes fluorescentes excitados por luz ultravioleta.

Apesar de permitir a observação em bons detalhes, o aumento obtido pelos microscópios ópticos geralmente não passa das 1.000 vezes, embora a capacidade de definir detalhes seja mais importante que o aumento que as lentes proporcionam.

Por sua vez, os microscópios eletrônicos utilizam feixes de elétrons e outros aspectos físicos para ampliar a imagem e esclarecer detalhes da estrutura celular.

Um importante passo para a visualização de células ao microscópio é a preparação do material. Cada tipo de microscópio exige preparação especial. Em primeiro lugar, o objeto a ser estudado não pode ser muito denso, para permitir que a luz ou o feixe de elétrons transpasse as células.

Figura: Fotomicrografia de células em metáfase após tratamento utilizado para permitir o estudo dos cromossomos individualizados. O aumento é de 1.000x. Em (a), microscopia de luz, usando microscópio óptico comum. Em (b) microscopia com epifluorescência, com a localização de um DNA específico que estava sendo estudado. Foto: Laboratório de Genética Ecológica e Evolutiva, Universidade Federal de Viçosa, Campus de Rio Paranaíba.

Nos microscópios ópticos o objeto precisa ser colocado em uma lâmina de vidro, e precisa ser suficientemente fino para que o feixe de luz o transpasse. Isso é conseguido através de pequenos cortes onde se pode utilizar o micrótomo, um equipamento que realiza cortes extremamente finos, com micrômetros de espessura. Além dos finos cortes, em geral o material observado é incolor.

Assim, foram desenvolvidos diferentes corantes capazes de se agregar nas células e permitir a observação dos seus detalhes. Alguns corantes possuem maior afinidade com estruturas alcalinas, enquanto outros têm maior afinidade com estruturas ácidas, permitindo ainda a coloração diferencial da célula.

Isto possibilita, por exemplo, observar de uma só vez uma célula com a região nuclear corada em azul e citoplasmática corada em vermelho. Além disso, técnicas citoquímicas realizam reações químicas nas lâminas, identificando e localizando diferentes compostos na célula, como carboidratos, por exemplo.

O conjunto de técnicas para o estudo das células têm permitido cada vez mais compreendermos detalhes sobre como os organismos vivos são constituídos.

Através destas técnicas sabemos que podemos identificar dois principais tipos de células, a procariótica e a eucariótica, bem como os diferentes tipos de células eucarióticas e sua organização para formar tecidos e órgãos.

Mas isto é assunto para uma próxima oportunidade.

Rubens Pazza é biólogo, mestre em Biologia Celular e doutor em Genética e Evolução. Atualmente é professor da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba e atua na área de Genética Ecológica e Evolutiva.

Tuberculose: há cura quando se completa o tratamento

A Tuberculose, uma doença infectocontagiosa causada pelo bacilo de Koch, cientificamente chamado de Mycobacterium tuberculosis, e por uma série de outros microorganismos em quantidades menores, é uma doença mortal, que quando descoberta a tempo, tem cura.

Essa doença afeta principalmente os pulmões, devido ao bacilo se reproduzir com maior facilidade em áreas do corpo com alto índice de oxigênio. Entretanto, pode ocorrer a infecção também nos rins, meninges, ossos, intestino delgado e até mesmo em órgãos genitais, de forma independente ou junto com a infecção pulmonar.

Quando a bactéria afeta os pulmões a doença muitas vezes é confundida com uma simples gripe de longa duração, fazendo com que o quadro clínico se agrave cada vez mais. Os primeiros sintomas são quase sempre brandos, e constituem-se basicamente de tosse contínua que causa certo desconforto. Posteriormente a tosse se agrava e passa a ocorrer com presença de secreções, por cerca de mais quatro semanas, passando depois a tosse com pus ou sangue, indicando uma séria infecção. A pessoa passa a ter febre baixa, cansaço excessivo, rouquidão, fraqueza, sudorese noturna, palidez, emagrecimento, perda te apetite e prostração. Nos casos mais graves pode ocorrer dor torácica seguida de eliminação de grande quantidade de sangue, causada pelo colapso do pulmão e acumulo de pus na membrana que o reveste (pleura). Nesse estágio a pessoa se encontra em um quadro praticamente irreversível.

Quando o organismo entra em contato com o bacilo pela primeira vez, e tem uma boa resistência natural ele pode sozinho matar e expulsar o microorganismo antes que ele se instale, estabelecendo dessa forma proteções futuras contra a bactéria. Porém, quando o organismo não consegue combater o corpo estranho, ele se reproduz rapidamente nos pulmões, causando pequenas lesões seguidas de tosse seca, caracterizando a tuberculose primária. Caso a pessoa continue sem tratamento ocorre a progressão da doença e o aparecimento dos sintomas já citados. A doença então avança, os bacilos “cavam” nos pulmões formando as cavernas tuberculosas e causando inflamações e o sangramento, e assim a tosse passa a ser com pus e sangue, a chamada hemoptise.

A transmissão da Tuberculose só ocorre através de quem está contaminado pela for
ma pulmonar da doença. O contágio se dá quando o paciente tosse, espirra ou mesmo fala, liberando assim milhões de bactérias no ar, que podem ficar suspensos por horas, contaminando quem respirar no local, desde que não tenham contato com a luz do sol. Os bacilos depositados pelos doentes em toalhas, roupas, pratos, copos e outros objetos pessoais não oferecem risco para transmissão da doença, apesar de ocorrerem muitos mitos sobre essa hipótese.

O diagnóstico da doença pode ser dado rapidamente através de uma radiografia do tórax e análise das secreções pulmonares e escarro do paciente. A tuberculose extrapulmonar também tem o diagnóstico após a análise das secreções do local da inflamação. Após o diagnóstico o indivíduo é medicado com antibióticos, e tem que se comprometer a tomar a medicação corretamente até o final do tratamento, que dura cerca de seis meses. Caso o tratamento não seja feito corretamente os bacilos não são totalmente eliminados e a doença pode voltar com uma gravidade ainda maior, visto que só as bactérias mais resistentes terão sobrevivido no corpo do paciente.

Letícia Aparecida Cruvinel é acadêmica do curso de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba e bolsista do programa de Iniciação à Extensão – PIBEX .

A macrovisão da micromudança

A evolução é a ciência que estuda como a natureza se transforma ao longo das gerações, através da acumulação de pequenas mudanças que ocorrem nas populações de organismos vivos. Para entender como a evolução produziu a biodiversidade é preciso que estudemos dois processos:

a) como as espécies mudam através do tempo (microevolução); b) como uma espécie se torna duas espécies ou mais (macroevolução)

Micro x macro

Na verdade, estes dois “processos” são o mesmo, mas vistos em escalas diferentes. É como se tivéssemos um balde sob uma goteira… o constante pingar, em algum momento, encherá o balde, que transbordará. Podemos pensar nessas micromudanças da mesma forma, “pingando” aos poucos na história do grupo. Em algum momento, haverá um transbordamento, e os indivíduos da população, que estavam divergindo aos poucos de suas gerações passadas, podem passar a acumular diferenças cada vez maiores.

O primeiro processo é bastante conhecido e responde como ocorreu o desenvolvimento dos bicos dos tentilhões estudados por Darwin nas Ilhas Galápagos, por exemplo. Também explica o mecanismo de resistência de insetos a pesticidas, o surgimento de superbactérias, resistentes a todos os tipos de antibióticos, e por que nem sempre as vacinas contra a gripe funcionam como gostaríamos.

Entretanto, alguns críticos da teoria da evolução argumentam que a microevolução não poderia explicar a origem de novas espécies, ou a macroevolução. Estes dizem que membros de uma espécie não podem se tornar tão diferentes de outros indivíduos através da variação natural a ponto de se tornarem duas espécies não intercruzantes. Mas será que é isso que os cientistas concluem?

Uma questão de tempo…

Uma das maiores limitações com relação ao entendimento da Evolução é que suas evidências nos mostram uma história que nem sempre está acontecendo em frente a nossos olhos e que nem sempre ocorre do mesmo jeito para todos os seres vivos, uma vez que os protagonistas dessa história tem tempos diferentes para o desenvolvimento de seus papéis. Por exemplo, a gestação de um grande mamífero, como um elefante, pode levar até 22 meses. Em contrapartida, uma geração bacteriana pode durar apenas meia hora.

É fácil perceber, portanto, que se a evolução é a mudança ao longo das gerações, e as gerações entre diferentes organismos tem diferentes durações, não podemos esperar que a evolução opere no mesmo ritmo para todos os organismos. É por isso que é muito mais fácil percebermos que uma população de microorganismos mudou e passou a ter resistência a um composto qualquer, que poderá ser decisiva na sua sobrevivência e levá-la a tornar-se uma nova espécie, do que um organismo mais complexo e com maior tempo de geração adquirir uma grande mudança em sua biologia. Impossível é pensar que vivendo (com sorte) 100 anos, um ser humano seria capaz de ver essa mudança durante o período de sua vida.

Mas isso não significa que não podemos provar que as microevoluções produzem os padrões macroevolutivos. A natureza tem diversos meios de nos mostrar que as mudanças ao longo das gerações são capítulos da história natural dos grupos.

Uma das formas de vermos o registro histórico das mudanças dos grupos é olharmos literalmente para o passado da Terra. Com alguma sorte e a combinação certa entre acaso e solo adequado, um organismo pode passar a figurar como personagem principal na história de sua família.

Outra forma de percebermos que todos os organismos tem ancestrais diretos e um ancestral único comum é vermos as semelhanças que existem em biomoléculas, como o DNA. Em todos os seres vivos, o DNA é composto pelos mesmos elementos químicos e tem o mesmo papel.

Estas são evidências mais que seguras de que todos fazemos parte de uma história que vem acontecendo há muitos e muitos anos.

Karine Frehner Kavalco é bióloga, mestre em Genética e Evolução e doutora em Genética. Atualmente é professora da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba e atua na área de Genética Ecológica e Evolutiva.

Desbravadores da Natureza

Simone Rodrigues Slusarski

 

Os naturalistas que vieram ao Brasil no século XIX haviam tomado a difícil decisão de viajar, pois além dos perigos da viagem, a comunidade científica não era unânime quanto à valorização do trabalho do viajante.  Muitos dos mais importantes naturalistas europeus nunca viajaram. Para esta função treinava-se jardineiros coletores, desenhistas, pintores e preparadores de animais que acompanhavam ou substituíam os próprios naturalistas.   O exemplo mais conhecido do pesquisador que defendia a viagem como parte indispensável foi Alexander von Humboldt. Acreditava que as impressões estéticas vivenciadas pelo viajante, fazia parte da atividade científica e não podia ser substituída por descrições ou amostras destacadas dos lugares de onde foram tiradas. Alguns dos viajantes-naturalistas que vieram ao Brasil e foram influenciados por esta ideia de Humboldt, como Martius e Saint Hilaire, optaram pelas expedições, pelo simples fato de “ver com os próprios olhos” e assim produzir ciência in loco. Muitos cientistas vieram ao Brasil e cada um deixou uma importante contribuição científica retratando o ambiente, a história e os costumes de nossos povos.

Langsdorff esteve aqui em 1803 e retornou em 1813 como cônsul da Rússia. Em 1820 foi encarregado pelo governo Russo a organizar uma expedição científica, a qual fizera parte Riedel e Freyreiss. Esta missão organizou um herbário com 60.000 exemplares que foi levado para São Petersburg, hoje Leningrado. Sellow nasceu em 1789 na Alemanha, conheceu Humboldt e Langsdorff, veio jovem para o Brasil e com recursos financeiros dos dois amigos pode desenvolver suas pesquisas. Foi Sellow o botânico que forneceu a maior quantidade de material utilizado na Flora Brasiliensis, publicação de Martius.  Maximiliano, um naturalista possuidor de recursos financeiros, viajou pelo Brasil de 1815-1817. Em 1820 publicou “Reise nach Brasilien”, retratando a flora e a fauna, com várias ilustrações de próprio punho. Na mesma época, Auguste de Saint Hilaire, por influência de Conde de Luxemburgo, permaneceu no Brasil de 1816-1822. Além de coleta de material zoológico e botânico, contribuiu com observações da geografia humana, história e etnogeografia. Uma de suas obras mais famosas é a Flora Brasiliae Meridionalis, em colaboração com Jussieu e Cambessedés. Em uma passagem nos relatos de suas expedições, Saint-Hilaire retrata a  diversidade da Mata Atlântica:

“Nada aqui lembra  a cansativa monotonia de nossas florestas de carvalhos e de pinheiros; cada árvore tem, por assim dizer, um porte que lhe é próprio; cada uma tem sua folhagem e oferece frequentemente uma tonalidade de verde diferente das árvores vizinhas. Vegetais, que pertencem a famílias distantes, misturam seus galhos e confundem suas folhas”.  

Ele documentou também a extensa devastação feita em nossas matas pelo homem branco, referindo-se ao fato de que as pastagens são queimadas anualmente a fim de se obter erva fresca para o gado e que os fornos de Ipanema eram aquecidos com toras de peroba. Até o presente momento, estes trabalhos foram relevantes para a flora brasileira, porém a obra mais extensa e de maior importância para o Brasil, no que diz respeito a sua vegetação, foi a de Carl Friedrich Phillipp von Martius.  Martius nasceu na Baviera em 17 de abril de 1794, veio ao Brasil integrante de uma comitiva de sábios reunidos para acompanhar D. Leopoldina, a Arquiduquesa que havia contraído casamento com Pedro I, herdeiro da coroa portuguesa. Os pesquisadores chegaram ao Brasil em 15 de julho de 1817 e iniciaram imediatamente suas expedições pelas matas de Santa Tereza, Tijuca e Niterói.  Além da taxonomia de plantas superiores escreveu também sobre nossas plantas medicinais, criptógamas, observações fitogeográficas, questões etnogeográficas, assuntos linguísticos, costumes indígenas e organizou um mapa fitogeográfico do Brasil. Influenciado por Metternich, Chanceler da Áustria, o imperador desse país e o rei da Bavieria se interessaram pelo trabalho do ilustre botânico e em 1840, foi publicado o primeiro fascículo da Flora Brasiliensis, no formato definitivo como hoje a conhecemos. A obra foi continuada por Eichler e posteriormente por Urban, culminando em 130 fascículos onde são descritas 20 mil espécies.

Muitos outros naturalistas também estiveram aqui com expedições mais restritas, mas também de grande importância. Podemos ressaltar Poeppig (1831-1832), dedicou-se a flora amazônica. Gardner, botânico inglês chegou ao Brasil em 1837, explorou as matas da Tijuca e a Serra dos Órgãos, expandindo mais tarde suas coletas.  Regnell, nascido na Suécia em 1807, veio para o Brasil em 1840, patrocinou expedições com Loefgren, Lindman e Malme.  Barbosa Rodrigues nasceu em 1842 em Minas Gerais, estudou a flora de vários estados, fundou o Museu Botânico que dirigiu até 1889, no ano seguinte foi nomeado Diretor do Jardim Botânico do Rio de Janeiro.  Outros botânicos como Hermann von Ihering, Pilger, Taubert, Leônidas Damásio, Lutzelburg, Schlechter, Pacheco Leão, Wetts- tein, Alberto Loefgren, além de outros não citados, também tiveram grande contribuição em pesquisas relacionadas com a flora brasileira.

 


 

Como citar esse documento:

Slusarski, S.R. (2011). Desbravadores de natureza. Folha biológica 2 (2):1