O fantástico mundo das orquídeas

As orquídeas, plantas de uma exuberante beleza, pertencem à família Orchidaceae, umas das maiores dentre as angiospermas. Este grupo é composto por aproximadamente 790 gêneros e o número de espécies é estimado em 25000 a 30000. Possuem ampla distribuição, não sendo encontradas apenas em regiões polares e desérticas, e a maior diversidade localiza-se nas regiões tropicais da América e da Ásia.

Há estimativas que no Brasil ocorram cerca de 195 gêneros e entre 2500 e 3000 espécies de orquídeas distribuídas em todos os biomas. Nosso país é o terceiro em número de espécies destas plantas, precedido apenas pela Colômbia e Equador.

As Orchidaceae apresentam hábitos diversos, entre eles: rupícolas, crescendo sobre rochas; epífitas, crescendo sobre arbustos e árvores próximas ao solo abrigadas da luz, ou perto do topo das árvores e cactos, submetidas a bastante luz; terrestres, crescendo tanto em campinas e savanas em meio à relva, como sobre o solo de florestas.

As características morfológicas e reprodutivas das orquídeas são bastante diversificadas. Como exemplo, existem orquídeas com variadas dimensões, desde plantas extremamente pequenas, até plantas com mais de três metros de altura. Entretanto, elas são classificadas em uma única família devido às estruturas florais idênticas.

Em uma flor típica de orquídea, existem três sépalas e três pétalas. Uma destas pétalas é o labelo, bem diferente das outras, sendo maior, mais vistoso, projetando-se do centro da flor e auxiliando na reprodução. A partir deste labelo, surge um órgão carnudo (coluna ou ginostêmio), resultado da fusão dos órgãos femininos (carpelos) e masculinos (estames).

O desenvolvimento das orquídeas é bastante lento, pois sua multiplicação por sementes é demorada (das 2,5 milhões de sementes produzidas em uma cápsula, apenas 5% germinam), e a divisão de uma muda leva, praticamente, dois anos.

Na natureza, as orquídeas estão associadas a fungos micorrízicos (fungos que vivem no solo em associação com plantas). Por não possuírem grande reserva nutricional, as sementes precisam de uma fonte externa de energia para germinar. Essa energia é provida pelo fungo, que é capaz de colonizar as sementes e fornecer açúcares simples, proporcionando sua germinação simbiótica. Essa associação, que é obrigatória na fase juvenil, pode permanecer por todo ciclo de vida da planta.

Elas são excelentes bioindicadores ambientais, pois são sensíveis às interferências antrópicas em matas primárias devido à ocupação dos nichos. Este fato é verificado em fragmentos florestais, preservados e conservados após intervenção do homem, nos quais a abundância e diversidade desta família apresentam baixos índices.

Orquídea do gênero Vanilla. Fonte: World Wide Web.

Algumas poucas espécies apresentam uso na indústria. A partir dos frutos de algumas espécies do gênero Vanilla, pode ser fabricada a baunilha. Algumas espécies produzem compostos de aplicação medicinal, como a espécie Cyrtopodium cardiochilum Lindl.

Entretanto, a maior importância das orquídeas é o potencial ornamental de suas flores. Por serem tão belas, garantem especial destaque em ambientes externos e internos.Também por isso são alvo da ação humana em coletas irregulares, um dos fatores responsáveis pelo seu declínio na natureza.

O cultivo em vasos para o comércio está crescendo e, infelizmente, reduzindo o número de populações naturais rapidamente. A coleta predatória é ato comum em determinados lugares onde existem pessoas interessadas no lucro ou no papel ornamental destas plantas. Muitos não sabem quais são as consequências que este tipo de ação causa ao habitat onde os exemplares estavam inseridos e como isso interfere no processo de desaparecimento e possível extinção de espécies.

Neste aspecto, torna-se importante o desenvolvimento de práticas de educação ambiental para a preservação e conscientização de populações locais, afim de abranger todas as idades, todas pessoas, do quão importante é preservar nossa biodiversidade. Afinal, é preciso conhecer para preservar!

Dinaíza Abadia Rocha Reis é acadêmica do curso de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba e Bolsista de Iniciação Científica pela FAPEMIG.

Crianças da Lua, aprisionadas pelo Sol

Estas crianças são portadoras de uma rara doença chamada Xeroderma Pigmentoso. É uma doença genética (autossômica recessiva) em que seu portador possui alelos não funcionais (genes mutados) herdados de ambos os pais. Esses alelos fazem com que o organismo dos seus portadores seja incapaz de corrigir os danos nas moléculas de DNA causados pela luz UV (ultravioleta) presente nos raios solares.

Devido à deficiência nesse mecanismo de correção, os portadores do xeroderma pigmentoso desenvolvem, ainda muito jovens, lesões degenerativas na pele nos locais expostos à luz solar. Primeiro aparecem manchas e sardas em grande quantidade e a pele se apresenta mais ressecada que o normal e logo após aparecem as lesões.

Caso a doença não seja diagnosticada, o portador pode desenvolver de maneira acelerada variados tipos de cânceres de pele, através das lesões causadas pelos raios UV, que podem gerar mutações e/ou morte nas células expostas ao sol.

As lesões ocorrem através de alterações indiretas nas bases do DNA, pela geração de espécies reativas de oxigênio que podem reagir com bases de nitrogênio, levando à quebra da molécula de DNA. Quando os raios UV são absorvidos diretamente pelas bases, possibilitam que ocorram ligações covalentes entre pirimidinas (moléculas que compõem o DNA – citosina e timina) adjacentes nas fitas, o que causa graves distorções estruturais na dupla hélice, causando o bloqueio da replicação (a célula é incapaz de se reproduzir) e a parada na transcrição (a célula não consegue mais produzir proteínas).

Os tumores e as manchas na pele não são as únicas preocupações dos portadores da doença. Essas pessoas desenvolvem envelhecimento precoce, sérias alterações oftalmológicas, muitas vezes ocorrem complicações neurológicas, comprometimento da audição e complicações em diversas áreas do corpo devido às lesões causadas por cirurgias para retirada de tumores. Além de sofrer com a doença, os portadores sofrem também com a grande rejeição social, devido às marcas causadas pelas lesões nas regiões expostas ao sol e à sociedade.

A designação “crianças da lua” ocorre por essa doença normalmente ser diagnosticada muito cedo, antes mesmo de um ano de idade, devido ao aparecimento das lesões.

Após o diagnóstico, os portadores da doença devem se ausentar ao máximo dos raios UV. Para isso devem usar diariamente protetor solar de fator no mínimo FPS 50. Muitos, ao sair durante o dia, usam capas de proteção anti- UV cobrindo qualquer área exposta ao sol. São chamadas assim também por raramente conseguirem sobreviver até a idade adulta, devido a diagnósticos imprecisos, baixa condição financeira e pela falta de cuidados específicos.

Alex, um garoto britânico que tem a doença, usando roupa protetora para não expor sua pele aos raios UV. Fonte: www.bbc.co.uk.

A doença, por ser genética, não tem cura, e atinge tanto o sexo masculino quanto o feminino. A sua frequência varia de população para população, sendo mais elevada onde ocorre elevada taxa de consanguinidade (casamento entre parentes), que pode aumentar a frequência dos genes mutados para doença. Os medicamentos usados são somente para controlar o aumento das lesões cutâneas, e uma criança com xedorema pigmentoso sempre se sentirá mais à vontade sem a luz solar.

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.

Dúvidas comuns sobre Paleontologia

Os homens das cavernas caçavam dinossauros?

Os dinossauros foram extintos mais de 60 milhões de anos antes do surgimento dos primeiros hominídeos e portanto, não conviveram com eles.

Porém, outros animais pré-históricos foram contemporâneos dos humanos, como os mamutes, as preguiças gigantes, os tigres de dentes de sabre e muitos outros. Os humanos caçaram e inclusive pintaram alguns destes animais nas cavernas.

Se o ser humano evoluiu a partir do macaco, por que o macaco ainda existe?

O Homo sapiens não se originou de nenhum macaco existente na atualidade. O ser humano e os outros “macacos” compartilham um ancestral comum, e fazem parte do mesmo grupo, o dos primatas.

Nossos parentes mais próximos na atualidade são os chimpanzés e os bonobos, com os quais compartilhamos um mesmo ancestral que encontra-se extinto. Portanto o chimpanzé não deve ser visto como o nosso “avô” e sim como o nosso “primo”.

Qual foi a causa principal da extinção dos dinossauros?

Um meteoro de grandes proporções atingiu a Terra há 65 milhões de anos, no final da era dos dinossauros. A sua cratera ocupa parte da Península de Yucatán e o Golfo do México. Este impacto teria tido conseqüências catastróficas não apenas para os dinossauros, mas também para a muitos seres vivos na Terra, incluindo vários grupos de invertebrados, plantas e protistas que também se extinguiram. No entanto, no caso particular dos répteis, ao parecer mudanças na flora e no clima já afetavam a alguns grupos antes mesmo da queda do meteoro, pelo que a queda deste teria apenas acentuado os problemas que eles já tinham.

Os dinossauros deixaram algum descendente?

De acordo com a maioria dos cientistas na atualidade, as aves são descendentes diretos dos dinossauros, ou seja, podemos dizer que as aves são dinossauros.

Os crocodilianos são parentes próximos dos dinossauros, mas não seus descendentes. O dragão de Komodo, embora de aspecto terrível, não é um dinossauro e sim um lagarto.

Microorganismos também podem se fossilizar?

Alguns microorganismos possuem partes duras, que podem fossilizar-se. Um exemplo destes organismos o constituem os foraminíferos, um grupo de protistas marinhos, principalmente planctônicos, que existe até nossos dias.

Os foraminíferos possuem carapaças formadas por uma proteína chamada quitina e estas tem uma grande capacidade de preservação. Outros microorganismos que se preservam com certa facilidade são os ostracóides (pequenos crustáceos aquáticos) e o pólen de diversas plantas. Pela sua abundância, os microorganismos fósseis são muito úteis para datar rochas através da Bioestratigrafia.

Esqueleto fóssil e reconstituição de um Lystrosaurus sp. Fonte: Museu de Melbourne

Os continentes estiveram mesmo todos unidos no passado? Quais as provas disso?

Os continentes se movimentam. Este fenômeno é conhecido como Deriva Continental, e o mecanismo que o causa chama-se Tectônica de Placas.

Os continentes tem se unido e separado mais de uma vez. A última vez que os continentes uniram-se foi no início do período Triássico, há 250 milhões de anos. Este super continente é denominado Pangéa, e sua existência durou mais de 50 milhões de anos.

Muitas evidências geológicas corroboram o movimento dos continentes, mas os argumentos mais fortes em favor da Deriva Continental tem sido obtidos pela distribuição dos fósseis. Alguns grupos de répteis terrestres extintos são encontrados unicamente na América do Norte e na Europa, e outros unicamente na América do Sul e na África, o que só pode ser explicado satisfatoriamente pela deriva continental. O réptil terrestre do período Triássico Lystrosaurus tem sido encontrado em regiões tão distantes entre si tais como África, Rússia, China, Antártida e Índia.

O movimento dos continentes é muito lento e continua em nossos dias. Se Colombo chegasse hoje a América, a encontraria 30 metros mais longe do que em 1492.

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.
Esqueleto

Transgênicos são naturais?

Há tempos que agricultores de todo o mundo manipulam genes de plantas e animais, sem mesmo sabermos sobre a existência de genes e cromossomos. A seleção das melhores sementes e dos melhores animais de um rebanho para cruzá-los entre si existe no mínimo há 10 mil anos. O melhoramento genético tradicional, como é chamado, transformou as plantas e os animais radicalmente, daquilo que eram quando o homem começou a trabalhar com eles para o que temos hoje. O objetivo dessas modificações é óbvio: aumentar a produção e a qualidade de sementes, frutos, plantas, bois, cavalos etc. Ao cruzar animais e plantas com características desejáveis os produtores conseguiram criar variedades importantes para o melhoramento. Entretanto, ao mesmo tempo, tiveram um grande trabalho para tirar, também por meio de cruzamentos, características indesejáveis nessas novas variedades.

Esquema mostrando transgênese utilizando cultura de tecidos vegetais. Fonte: World Wide Web (com modificações).

Existem dois métodos para produzir uma planta transgênica: usar uma bactéria chamada Agrobacterium tumefaciens ou por meio de biobalística. A técnica de se utilizar uma bactéria para transferir genes específicos a um vegetal surgiu quando cientistas observaram que o A. tumefaciens inseria trechos de seu DNA numa planta, provocando a doença galha de coroa, ou seja, é um processo que acontece na natureza.

A partir da observação dessa interação, pesquisadores criaram a técnica que consiste em três passos: 1) Retira-se do micróbio o seu plasmídio (uma pequena molécula de DNA) e dele se extrai o gene causador da doença. 2) No plasmídio é inserido um gene de interesse, por exemplo o gene que torna o vegetal resistente a insetos. 3) Então é devolvido o trecho de DNA modificado para o A. tumefeciens. Para a transferência do DNA modificado para a planta, basta apenas colocar a bactéria em contato com a planta, milho, por exemplo, e ele irá transferir para o vegetal o gene de resistência a insetos. Esta nova planta, dotada de uma característica que não tinha antes, é chamada de transgênica.

Na biobalística, partículas microscópicas de ouro ou tungstênio são cobertas com os genes escolhidos e literalmente atiradas contra as células do vegetal que se pretende modificar. Á medida que se chocam com elas, algumas partículas penetram nas células, inserindo nas plantas os genes com o traço desejado.

Uma planta geneticamente modificada traz, muitas vezes, vantagens para suportar as adversidades do ambiente. É o que ocorre, por exemplo, com o milho e o algodão que recebem o gene que os tornam resistentes a certos insetos. Esse gene vem da bactéria Bacillus thurgiensis (Bt), que produz uma toxina contra insetos. O Bt vem sendo usado há anos na agricultura orgânica como bioinseticida natural. Sua desvantagem é que, ao ser espalhado na lavoura mata todos os insetos sensíveis a ele, indiscriminadamente. No caso da planta transgênica, que tem o Bt dentro de seu genoma, somente o inseto que a ingere morre, uma utilização que é mais sensata sustentável.

Outro exemplo é a soja que tem inserido em seu genoma um gene que a torna capaz de processar o glifosato, um herbicida largamente utilizado para matar ervas daninhas que crescem junto com o cultivo da soja. Sem o gene da resistência ao glifosato, o agricultor não poderia aplicar o produto após a soja germinar, pois a mataria junto com as ervas daninhas. Nesse caso seria necessário a utilização de pelo menos duas aplicações de outros dois tipos de herbicidas na cultura para matar as plantas daninhas, mais caros e não biodegradáveis. A presença do gene de resistência ao glifosato permite que ele seja aplicado na soja sem matá-la. Isso porque o gene é capaz de degradar o herbicida, transformando-o em um composto não tóxico para o vegetal.

Para o melhorista, a principal vantagem da utilização de transgênicos parece ser a possibilidade da utilização de genes que não poderiam ser obtidos pela hibridação. Outra vantagem é a possibilidade de introdução de um gene específico sem a necessidade de cruzamentos e retrocruzamentos, diminuindo o número de gerações e o tempo gasto para o desenvolvimento de uma nova cultivar. O produtor é diretamente beneficiado, principalmente pela diminuição do custo de produção e do uso de agrotóxicos. Para o meio ambiente, o uso de plantas transgênicas pode levar a um menor uso de defensivos, diminuindo a poluição ambiental.

A produção de plantas transgênicas, apesar de trazer uma série de vantagens ao melhorista, não diminui a importância do melhoramento convencional. Na verdade, as técnicas de engenharia genética vieram auxiliar o melhorista a fazer um trabalho mais rápido e eficiente. Além disso, a transgenia não foi algo inventado pelo homem. Bactérias já a usam há milhares de anos!

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

A falsa dualidade entre Criação e Evolução

A questão sobre as origens do homem e do mundo remete a um amplo debate, no qual filosofia, religião e ciência entram em cena para explicar, a seu modo, como foi que isso ocorreu. Desde as primeiras manifestações mítico-religiosas o homem busca resposta para essa questão. Neste âmbito, até hoje a teoria criacionista é a que tem maior aceitação. Ao mesmo tempo, ao contrário do que muitos pensam, as diferentes religiões do mundo elaboraram uma versão própria.

O cristianismo, uma das crenças religiosas mais adotadas no mundo e protagonista das principais discussões sobre o tema, adota a Bíblia como fonte explicativa sobre a criação do homem. Segundo a narrativa bíblica, o homem foi concebido depois que Deus criou céus e terra. Feito a partir do barro e a imagem e semelhança de Deus, o homem teria ganho vida quando Deus insuflou o hálito da vida em suas narinas (Gn 2,7). O fato é que o livro do Gênesis não tem a intenção de descrever como se deu a criação, mais sim, apenas demonstrar que tudo provém de Deus (CIC)*. Vê-se pois, criacionismo é a crença de que o mundo e tudo o que existe nele são potencialidades de um ato criador de um deus.

Em contrapartida ao criacionismo há a teoria do evolucionismo. A Evolução Biológica consiste na mudança das características hereditárias de grupos de organismos ao longo de gerações. Grupos de organismos, denominados populações e espécies são formados pelas divisões de populações e espécies ancestrais; posteriormente os grupos descendentes passam a se modificar de forma independente. Portanto, numa perspectiva de longo prazo a evolução é a descendência com modificações, de diferentes linhagens a partir de ancestrais comuns. A evolução não busca explicar a origem da vida, mas sim descrever as mudanças pelas quais ela passa.

A discussão sobre ter havido evolução ou não é uma questão que foi resolvida no século XIX. Hoje não se discute mais isso. Essas são dúvidas de religiosos e cientistas desatualizados e que plantam esta idéia na sociedade. . Deus e Evolução não são mutuamente excludentes.

A evolução de fato ocorre; isso não está sob discussão. Não se trata de acreditar nela ou não, mais sim de aceitar a realidade. O fato agora é: acreditar que tudo tenha provido da vontade de um ser transcendental ou não. Isso é questão de fé e depende de cada pessoa. Pela fé compreende-se que Deus teria criado o mundo e inserido nele todas as potencialidades para que chegassem ao que é hoje e o que será no futuro. A ciência não pode opinar se foi Deus ou não quem criou tudo, justamente por que este também não é o seu objetivo. Já à evolução cabe descrever como, por quê meios e leis o mundo chegou ao que é hoje.

*CIC: Catecismo da Igreja Católica. Tido pelos católicos “como texto de referência, seguro e autêntico, para o ensino de sua doutrina”.

Willian Silva Lopes é acadêmico do curso de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba e versado em filosofia religiosa/teológica pelo Seminário Maior Dom José André Coimbra.

Vermelho é a cor do raro

Correspondendo a menos de 2% da população mundial, os ruivos marcam sua presença no mundo e os cabelos avermelhados (rutilismo) causam uma abundância de mitos e medos desde tempos remotos.

A mitologia grega que diz que quando um ruivo morre, transforma-se em vampiro. Já a cultura antiga alemã considerava os ruivos bruxos. Os egípcios consideravam que a cor vermelha trazia azar e por isso queimavam mulheres ruivas em rituais que tinham como objetivo extinguir os cabelos avermelhados. No século XVI se acreditava que a gordura corporal de um ruivo era essencial para a elaboração de poções, e mesmo na iconografia da Igreja Católica Romana geralmente Eva é representada como uma mulher ruiva, simbolizando o pecado, e seu filho Caim, também ruivo, por ter matado seu irmão.

Mas verdade seja dita, nenhuma destas “lendas” são verdadeiras, sendo fruto da curiosidade a respeito de uma bela variação da natureza humana. Em pequenas cidades formadas por poucas famílias, o gene que causa o tom avermelhado nos cabelos pode ser numericamente dominante.

A origem do fenótipo é incerta. Acreditava-se que seu surgimento fora há cerca de 100 mil anos atrás, com a origem no Homem de Neandertal. Segundo essa teoria, os ruivos teriam surgido antes que o homem tivesse migrado para a Europa. Entretanto, um estudo feito na Universidade de Edimburgo (Escócia) liderada pelo Prof. Jonathan Rees, encontrou poucas evidências de que a pele branca e o cabelo ruivo fossem realmente uma vantagem adaptativa na evolução humana fora da África.

Esse estudo foi realizado através de análises dos genes relacionados ao cabelo
ruivo, a partir do qual pôde-se verificar as mudanças das proteínas que produzem a cor do nosso cabelo. Quando o gene muda, o aminoácido na proteína formada também pode mudar, e aí surgem as variações que enxergamos nos organismos, ou seja, as madeixas avermelhadas.

Um gene é formado por uma sequência de moléculas chamadas “bases”. Elas são formadas de carbono, oxigênio e nitrogênio, e por isso, são chamadas de bases nitrogenadas. A cada três bases no DNA, temos um aminoácido (bloco formador das proteínas), e chamamos essa trinca de códon. As duas primeiras bases de um códon são cruciais para a codificação de um aminoácido, mas mudanças na terceira base nem sempre alteram o resultado final de uma proteína. Estudando as mudanças provocadas na terceira base, comparadas às mudanças provocadas pelas duas primeiras bases, a equipe do Prof. Rees descobriu quais características genéticas são resultado da seleção natural e quais são meros frutos do acaso.

Foi o que aconteceu com o gene do cabelo ruivo. Não há evidência de seleção natural sobre esta característica. A cor do cabelo, assim como o da pele, vem do pigmento melanina, podendo ser de dois tipos. Um dos tipos de melanina é a eumelanina, que pode ser marrom ou preta, e o outro tipo é a feomelanina, que pode ser vermelha ou amarela. A cor da pele e do cabelo de cada um de nós é o resultado da mistura dos dois tipos de melanina. Pessoas brancas produzem menos melanina que pessoas morenas. O cabelo preto é composto quase que unicamente de eumelanina, enquanto o cabelo ruivo possui quase 100% de feomelanina.

O gene responsável pela produção da melanina é chamado MC1R e se localiza no par cromossômico 16 (o ser humano possui 23 pares de cromossomos, que são as moléculas de DNA que herdamos de nossos pais e de nossas mães). A equipe de dermatologistas do Prof. Rees descobriu, em 1997, que todos os ruivos apresentam variantes nesta região do genoma (MC1R).

Cientistas da Universidade de Louisville, no Kentucky (EUA) comprovaram em 2002 o que os anestesistas já supunham há tempos: os ruivos são mais tolerantes a anestesia. O estudo realizado com 10 mulheres ruivas mostrou que é necessário 20% a mais de anestesia para desacordar uma ruiva, no entanto não são só as ruivas que exibem essa tolerância. Em 2004, um estudo com homens ruivos também chegou a estes resultados.

Para se ter um filho ruivo é necessário que ambos os pais tenham uma das cinco variações do gene MC1R e que essas sejam herdadas pelo seu filho. Caso só um dos pais apresente a variação, existe uma chance de seu filho ser portador do gene variante e deste ter filhos ruivos, se casado com uma portadora da variação.

Atualmente, a Escócia é a maior detentora de pessoas ruivas: calcula-se que 10 a 13% da população escocesa seja ruiva. No Brasil estima-se que os ruivos representem menos de 1% da população. Dizem que os ruivos entrarão em extinção até 2060, mais isso não passa de mais uma lenda, afinal o gene do rutilismo é recessivo e pode “passar despercebido” nas famílias, surgindo, após varias gerações de morenos e loiros na família, uma criança ruiva.

João Paulo de Morais é acadêmico do curso de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba e é ruivo.

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.