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quarta-feira, 16 de maio de 2018

Cientistas anunciam 'transplante de memória' entre caracóis com sucesso

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Estudo, em que se observou transferência de comportamento condicionado através de choques elétricos, indica que, diferente do que se pensava, a memória pode estar ligada ao RNA e não às sinapses entre neurônios.

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BBC
Por BBC 
Apesar das diferenças óbvias, há semelhanças entre o funcionamento das células cerebrais dos caracois e humanos (Foto: David Glanzman) 

A transferência de memória já vinha aparecendo, há décadas, em livros e filmes de ficção científica. Agora, parece estar mais perto de se tornar um fato científico.
Uma equipe de cientistas conseguiu, com sucesso, fazer uma espécie de "transplante de memória" - transferindo material genético conhecido como RNA de um caracol marinho para outro.


Alguns dos animais envolvidos foram treinados para desenvolver uma resposta defensiva diante de choques elétricos em laboratório.
Quando o RNA destes caracóis foi transferido a outros que não haviam sido treinados, estas reagiram da mesma forma que aqueles que haviam recebido choques moderados.


A pesquisa, publicada no periódico eNeuro, ajuda no conhecimento sobre as base fisiológicas da memória.

RNA significa ácido ribonucleico; trata-se de uma molécula ligada a funções essenciais de organismos vivos - incluindo a síntese de proteínas no corpo que definirá a expressão dos genes de uma forma mais geral.

Os cientistas administraram uma série de choques elétricos leves na cauda dos caracóis da espécie marinhos Aplysia californica.
Os animais reagem a adversidades contraindo o corpo. Com os choques, eles passaram a ter contrações que duravam 50 segundos - uma espécie de reação defensiva extrema.


Depois, quando tocavam levemente os animais que receberam os choques, estes reagiam com a mesma contração de 50 segundos, enquanto caracóis que não tinham recebido choques reagiam com uma contração de apenas um segundo.

O próximo passo foi extrair RNA de células nervosas de ambos os tipos de caracóis, os condicionados e os não-condicionados. As moléculas foram depois injetadas em dois grupos de caracóis não treinados.

Os cientistas observaram, surpresos, que os caracóis que receberam o RNA de animais condicionados, quando tocados, reagiam com contrações de cerca de 40 segundos. Os caracóis que receberam o RNA de animais não-condicionados não demonstraram nenhuma mudança em seu comportamento defensivo.

Tinta roxa
Cientistas notaram um efeito parecido em células sensoriais que estavam sendo analisadas em placas de Petri.


Professor da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA), David Glanzman, um dos autores do estudo, afirmou que os resultados indicam algo como "uma transferência de memória".
Ele também destacou que os caracóis usados no experimento não foram feridos.


"Estes são caracóis marinhos. Quando percebem ameaças, soltam uma bela coloração roxa e se escondem dos predadores. Estes caracóis (usados no estudo) se assustaram e soltaram tinta, mas não foram fisicamente afetados pelos choques", defende Glanzman.

Tradicionalmente, pensava-se que as memórias de longo prazo ficavam armazenadas nas sinapses do cérebro, as junções entre os neurônios. Cada neurônio tem milhares de sinapses.

"Se as memórias ficassem nas sinapses, nosso experimento não funcionaria de jeito nenhum", diz o cientista.

Para Glanzman, as memórias estão alocadas nos núcleos dos neurônios. O estudo vai ao encontro de algumas hipóteses levantadas algumas décadas atrás, segundo as quais o RNA estaria relacionado à memória.

De acordo com os pesquisadores, os processos celulares e moleculares nos caracóis são similares aos dos humanos, apesar de o sistema nervoso dos animais marinhos ter apenas 20 mil neurônios - comparados aos cerca de 100 bilhões de neurônios que o homem tem.

Acredita-se que os resultados publicados no eNeuro podem contribuir na busca por tratamentos para atenuar efeitos de doenças como o Alzheimer e a Perturbação de Estresse Pós-Traumático (PTSD, na sigla em inglês).

Perguntado se este processo poderia levar a um eventual transplante de memórias adquiridas em experiências de vida, Glanzman se disse incerto, mas expressou otimismo de que uma maior compreensão sobre o mecanismo de armazenamento da memória pode levar a mais oportunidades para explorar diferentes aspectos da memória. 
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Astrônomos encontram oxigênio em galáxia a mais de 13 bilhões de anos-luz da Terra

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Achado foi registrado com o supertelescópio ALMA e publicado na revista 'Nature' desta quarta-feira (16). Trata-se do registro mais distante do gás no Universo. 

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Por G1 


Representação gráfica da galáxia MACS1149-JD1. Gás na galáxia é soprado pelo vento estelar (Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

Cientistas encontraram sinal de oxigênio em galáxia localizada a 13.28 bilhões de anos-luz de distância da Terra, demonstra estudo publicado nesta quarta-feira (16) na "Nature". O registro foi feito pelo supertelescópio ALMA (Atacama Large Milimeter Array) e é o ponto mais distante do Universo em que o gás foi registrado.

O ano-luz é uma medida de distância utilizada em astronomia e indica o caminho percorrido pela luz no vácuo no período de um ano. Para se ter uma ideia da distância do ponto de oxigênio encontrado, o Sol está a 8 minutos-luz do nosso planeta.

O feito foi alcançado por uma equipe internacional de astrônomos, coordenada por Takuya Hashimoto, pesquisador no Observatório Astronômico Nacional do Japão.

A galáxia tem o nome de de MACS1149-JD1 e, para identificar o gás, os cientistas primeiro verificaram a presença de uma luz infravermelha emitida pelo oxigênio.

"Eu fiquei tão animado que eu sonhei com o sinal de oxigênio e tive dificuldade de dormir à noite", diz Hashimoto, em nota.

O cientista descreve que o sinal infravermelho percorreu 13,28 bilhões de anos-luz; e, por isso, trata-se do oxigênio mais antigo já detectado por qualquer telescópio.
Para chegar a essa distância, os cientistas mediram o comprimento de onda do sinal infravermelho.


Oxigênio e estrelas
Segundo os cientistas, por um certo período após o Big Bang, não havia oxigênio no Universo. O oxigênio foi criado nas estrelas e liberado quando morreram. Por isso, a detecção de oxigênio em MACS1149-JD1 indica que gerações anteriores de estrelas expeliram o gás. 

A partir disso, os astrônomos também identificaram que as estrelas mais antigas da galáxia existiram há cerca de 250 milhões de anos.

Não é a primeira vez que o ALMA registra o oxigênio mais distante. Em 2016, cientistas encontraram oxigênio em galáxia a 13.1 bilhões de anos-luz.

"Com a descoberta, nós também encontramos a fase mais antiga de formação de estrelas de que se tem registro", disse Hashimoto, do Observatório Astronômico Nacional do Japão, em nota. 
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terça-feira, 15 de maio de 2018

Projeto global quer instalar sonar em veleiros e navios de carga para mapeamento completo dos oceanos

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Apenas 15% do oceano do planeta é mapeado; ideia é juntar dados transmitidos para ajudar especialistas em a criar atlas submarino global Seabed 2030.

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BBC
Por BBC 



Imaginamos o fundo do mar como uma superfície plana e arenosa, mas a realidade é muito diferente (Foto: Getty Images) 

Geólogos mapearam cadeias montanhosas, desertos e florestas. Astrônomos desbravaram o céu. Mas os oceanos do planeta continuam em grande parte inexplorados. Há quem diga que conhecemos melhor a Lua ou até mesmo Marte do que nosso próprio fundo do mar.

O terreno marinho desempenha um papel fundamental no ecossistema. Relevos e vales submersos determinam padrões climáticos e correntes marítimas; a topografia do oceano influencia o manejo da pesca, que alimenta milhões de pessoas; quilômetros de cabos subaquáticos conectam bilhões de indivíduos à internet; montes submarinos oferecem proteção contra ameaças costeiras, como possíveis furacões ou tsunamis, e podem até dar pistas sobre a movimentação pré-histórica dos continentes ao sul do planeta.

Em 2017, uma equipe internacional formada por especialistas de diversas partes do mundo deu o pontapé inicial para elaborar um mapa completo de todos os oceanos, como parte do projeto sem fins lucrativos Gráfico Batimétrico Geral dos Oceanos (Gebco, na sigla em inglês).

Enquanto os primeiros oceanógrafos se esforçavam para vasculhar o fundo dos oceanos de nó (1 milha náutica – 1,852 km – por hora) em nó, os avanços recentes na tecnologia sonar permitem que uma única embarcação forneça milhares de quilômetros quadrados de mapas de alta resolução durante uma única expedição.
Algumas áreas do fundo do oceano apresentam intensa atividade vulcânica | Foto: Science Photo Library (Foto: Science Photo Library)

Mas as tão esperadas descobertas subaquáticas não são apenas de interesse dos cartógrafos ou pesquisadores marinhos. Muito abaixo da superfície do oceano há um tesouro enterrado: metais preciosos, elementos de terras-raras, petróleo e diamantes – riquezas que até hoje são inacessíveis, inclusive para os exploradores mais obstinados.

Alguns ambientalistas temem que a criação do mapa permita às indústrias extrativas lucrar com esses recursos naturais, colocando em risco habitats marinhos e comunidades costeiras.

Um mapa batimétrico global – isto é, um levantamento completo do fundo do oceano - certamente oferecerá uma compreensão melhor do nosso Planeta Azul, mas também pode nos levar a um universo outrora reservado à ficção científica: robôs submarinos, vulcões subaquáticos, joias marinhas, corais com propriedades farmacêuticas, plumas de sedimentos tóxicos e empreendimentos oceânicos desprovidos de seres humanos ou embarcações.

A questão é: uma vez que o mapa estiver pronto, será que ele vai ser usado como uma ferramenta em prol da conservação e do gerenciamento responsável? Ou como um "mapa do tesouro", funcionando como um guia para exploração e extração?
Apenas 15% do oceano do planeta é mapeado. 

Basta acessar o Google Earth e dar um zoom no meio do Pacífico, por exemplo. Você vai encontrar uma representação do fundo do mar com base na batimetria por satélite e derivada da gravidade: de baixa resolução, indireta e muitas vezes imprecisa. Considerando que mapeamos o Sistema Solar e o genoma humano, é surpreendente que não haja nenhum levantamento do fundo do mar. Mas a razão é simples: os oceanos são vastos, profundos e praticamente impenetráveis – a água fica literalmente no caminho dos pesquisadores.

Durante séculos, mapear as profundezas do oceano significava enfrentar o alto mar, pendurar linhas de prumo na lateral do navio (para determinar a profundidade) e depois traçar as descobertas essenciais em mapas cartográficos. Os marinheiros transformaram seus levantamentos em mapas já no século 16, mas naquela época não existiam padrões internacionais para terminologias ou escalas, o que significa que os primeiros mapas não eram apenas ferramentas rudimentares de navegação, mas também confusos e contraditórios.

Só a partir da virada do século 20, época marcada pelo crescente interesse no mundo natural, que um grupo de geógrafos se reuniu sob a liderança do príncipe Albert 1º, de Mônaco, para criar os primeiros gráficos internacionais do oceano - que, mais tarde, dariam origem ao Gebco. O príncipe estava fascinado pela relativamente nova ciência da oceanografia e encomendou quatro iates de pesquisa para explorar o Mediterrâneo.

Mais de 100 anos depois, o Gebco e a Nippon Foundation anunciaram formalmente o lançamento do Seabed 2030, projeto colaborativo que tem como objetivo mapear todo o fundo do mar até 2030. A ideia é usar dados coletados de embarcações ao redor do mundo - incluindo levantamentos das primeiras expedições.
Primeiros mapas não eram apenas ferramentas rudimentares de navegação, mas também confusos e contraditórios (Foto: Getty Images) 

Os navios modernos, como os usados na empreitada, são equipados atualmente com batimetria multifeixe – sistema sonar que emite ondas sonoras em forma de leque sob o casco da embarcação. Cada feixe sonar mede o tempo que leva para um sinal atingir o fundo do mar e retornar à superfície, calculando assim a profundidade da água, que pode ser marcada como uma coordenada em uma matriz de dados batimétricos. 

"Os múltiplos feixes ampliam a área do mapa e nos oferecem uma cobertura maior", explica Vicki Ferrini, presidente do subcomitê do Gebco para mapeamento submarino.

A maioria dos navios já conta com a tecnologia sonar para identificar obstáculos e navegar, mas as embarcações com multifeixes aumentam consideravelmente a área do fundo do mar que os pesquisadores podem rastrear.

"É como aparar a grama com um cortador motorizado em vez de usar um equipamento manual", compara Ferrini.
Parte do problema, no entanto, é que as "vias" marítimas são muito parecidas com as rodovias: certos trechos possuem tráfego intenso, enquanto outros sequer têm rotas. Ou seja, grandes extensões do oceano não contam com um fluxo regular de embarcações. Um navio que faz a rota Havaí – Japão, por exemplo, oferece dados valiosos sobre o trajeto, mas missões planejadas para águas mais remotas são igualmente importantes.


"Um levantamento batimétrico feito com múltiplos feixes modernos vai muito além de apenas dirigir um navio ao redor do oceano", diz o contra-almirante Shepard Smith, diretor do Escritório de Pesquisa Costeira da Administração Oceânica e Atmosférica dos Estados Unidos (NOAA, em inglês), que contribui para o Seabed 2030.

"Os dados do sonar são valiosos, mas particularmente em áreas onde não temos nada."
"No Pacífico ou no Ártico, por exemplo, linhas de rastreamento individuais podem ser bastante úteis para entender melhor as áreas mal mapeadas", acrescenta.


O Gebco espera mitigar esse problema incentivando navios de carga, barcos de pesca e embarcações de lazer a participarem do projeto, transmitindo seus dados em tempo real e transformando o mapa submarino efetivamente em um crowdsourcing (conteúdo colaborativo, criado pelos usuários).

A organização também oferece uma espécie de "livro de receitas": um manual de referências técnicas sobre a construção de grades batimétricas, que pode ajudar os países em desenvolvimento a usar os conhecimentos compartilhados.

Os colaboradores também são convidados a sugerir nomes para vários elementos subaquáticos - colinas, cumes, recifes, caldeiras e valas, para citar alguns - enviando uma carta à Organização Hidrográfica Internacional, em Mônaco.

O mapa vigente está baseado no Data Center Oceanográfico Britânico, no Reino Unido. E pode ser acessado por meio de um aplicativo marítimo para o sistema operacional iOS.
"Todo mundo – de pesquisadores a formuladores de políticas públicas e o público em geral – pode acessar os dados atuais", observa Helen Snaith, líder do Centro Global do SeaBed 2030.


Talvez nenhuma expedição moderna revele a complexidade do mapeamento dos oceanos em águas profundas de forma mais impressionante que a busca pelo avião da Malaysian Airlines (MH370), desaparecido desde 2014. As investigações indicam que a aeronave, que seguia em direção a Pequim, caiu em uma área remota do Oceano Índico. A região era tão mal mapeada que as equipes de resgate tiveram que fazer um levantamento básico da área de busca antes de elaborar um mapa mais preciso com resolução suficiente para detectar os destroços.

E, na verdade, a região era profunda demais para ser explorada com o mapeamento baseado em navios. Em águas mais rasas, rebocadores equipados com sonar são puxados por uma embarcação tripulada, mas a profundidade do Oceano Índico, o clima de monções e as fortes correntes marítimas tornam quase impossível a navegação de veículos rebocados. Então, em vez disso, os peritos enviaram uma frota de veículos subaquáticos autônomos (AUVs, na sigla em inglês).

Embora a robótica submarina ainda esteja engatinhando, as pesquisas em águas profundas dependem cada vez mais de submarinos para vasculhar o leito marinho em busca de um mapeamento mais detalhado.

"Os AUVs apresentam muitas vantagens", diz James Bellingham, diretor do Instituto Woods Hole de Robótica Marinha, em Massachusetts, nos EUA.

"Eles são mais rápidos, fornecem inspeções do fundo do mar em alta resolução, incluindo avaliação de risco, reduzem os custos iniciais de capital e proporcionam maior acesso ao oceano", explica.

Um sistema batimétrico de múltiplos-feixes apropriado custa muitos milhões de dólares e requer operadores treinados para classificar os dados, uma vez que os navios, por definição, flutuam na superfície do oceano – não abaixo dele. 
Grande parte do oceano não faz parte das rotas marítimas, sendo raramente navegado (Foto: Getty Images) 

Os AUVs, por outro lado, não são tão caros e são idealmente adequados para grandes extensões de águas remotas e abertas. 

Pesquisadores estão projetando atualmente novos modelos que podem ser lançados da terra e precisam ser alimentados apenas por baterias. É claro que esses ativos também apresentam riscos: as baterias precisam ser recarregadas, os sistemas de navegação devem ser monitorados a partir de navios próximos e um AUV avariado deve ser levado de volta ao porto para manutenção.

Segundo Bellingham, "no futuro, um veículo autônomo de superfície poderá rebocar veículos subaquáticos", eliminando assim os seres humanos de todos os aspectos do mapeamento no mar.

O Oceano Índico é conhecido, em sânscrito, como Ratnakara, que seria "mina de pedras preciosas". O nome é de fato profético: entre as montanhas e vales submarinos deste longínquo oceano estão escondidos grandes reservatórios de recursos naturais, incluindo ligas metálicas raras, petróleo, fontes hidrotermais e até diamantes. Esse tesouro subaquático já está no radar comercial - e um punhado de exploradores começou a fazer seus próprios mapas de alta resolução do fundo do mar. 

Segundo Ferrini, essas informações podem ser valiosas para os pesquisadores. E as empresas petrolíferas, mineradoras e de análises sísmicas podem decidir compartilhar dados reduzidos ou com resolução mais baixa para o mapa do Gebco, protegendo seus interesses comerciais e acrescentando informações importantes ao projeto de 2030.

Por exemplo, o grupo De Beers, corporação internacional especializada em mineração de diamantes, fechou uma parceria com o governo da Namíbia há mais de 20 anos para explorar diamantes ao longo da costa do país, rico em minerais. Recentemente, a companhia acrescentou à sua frota naval vários AUVs - parte de um sistema de perfuração e mineração que pode vasculhar a superfície do fundo do mar, soltar sedimentos profundos do leito marinho em busca de diamantes brutos e transportá-los por centenas de metros até a superfície.

Enquanto a mineração de ouro, estanho e diamantes em águas rasas é um empreendimento realizado há décadas, a mineração comercial em águas profundas é uma indústria nova. E seu impacto ambiental ainda é desconhecido. Os cientistas preveem, entre outras coisas, a degradação do habitat natural, com recuperação lenta e incerta, vazamento químico nos transportes e extinção de espécies.

Um porta-voz da De Beers afirmou, por sua vez, que a empresa "não faz mineração em áreas consideradas com alta diversidade de vida marinha".

"A recuperação do leito marinho (após a mineração) ocorre naturalmente durante um determinado tempo e é auxiliada pelo sedimento que nós devolvemos para o fundo do mar", acrescentou.

Ainda assim, os incentivos econômicos do setor frequentemente superam as preocupações com segurança ambiental. Metais de terras raras encontrados em águas profundas são usados em tudo – de telefones celulares e DVDs a baterias recarregáveis, ímãs, memória de computador e iluminação fluorescente. E, como as reservas terrestres de petróleo estão esgotando rapidamente, a exploração de poços em águas profundas torna-se uma perspectiva cada vez mais tentadora.
Criação de mapa requer a cooperação de diferentes partes que têm objetivos distintos - e muitas vezes opostos (Foto: Getty Images)

"É uma corrida", diz Bellingham.
"Uma corrida para se chegar a uma compreensão básica do nosso oceano, antes de alterá-lo dramaticamente. Já perdemos essa corrida no Ártico: a vida marinha que vivia no gelo não sobrevive mais", ressalta.


Além dos efeitos óbvios da mudança climática, parte das nossas águas também se tornou vítima da "urbanização oceânica": o fundo do mar está repleto de oleodutos, cabos submarinos de fibra óptica e espaços para aquicultura – o que sugere que estamos ansiosos para explorar nossas águas antes mesmo de conhecê-las adequadamente.

Com ou sem mapa, as leis marítimas internacionais restringem atualmente a mineração em águas profundas a mais de 200 milhas da costa - distância a partir da qual os países não têm mais jurisdição sobre suas águas. A Convenção das Nações Unidas (ONU) sobre o Direito do Mar é o arcabouço jurídico que define os direitos e deveres dos Estados no uso e exploração dos oceanos.

O Artigo 76 da Convenção refere-se repetidamente à "plataforma continental", extensões de terra submersas que terminam nos "abismos" oceânicos. A lei estabelece que a vida marinha deve ser protegida e que a receita proveniente de qualquer empreendimento de mineração nesta região deve ser compartilhada com a comunidade internacional.

O oceano profundo é o maior e menos compreendido habitat de vida animal e vegetal na Terra. Dois terços do nosso planeta correspondem a um paraíso marinho de beleza e mistério. São regiões caracterizadas pela alta pressão, baixas temperaturas e escuridão quase constante. Mas abrigam uma variedade de criaturas surpreendentes - o polvo-dumbo, a lula-vampira-do-inferno, o tubarão-fantasma, caranguejos-aranha, corais e enguias elétricas - organismos fora do comum que apresentam adaptações evolutivas impressionantes.

Embora esses habitantes subaquáticos tenham mudado pouco desde a era dos dinossauros, eles não são muito resistentes. Demoram a se reproduzir e são altamente sensíveis a distúrbios.

Um atlas submarino internacional requer a cooperação de diferentes partes que têm objetivos distintos (e muitas vezes opostos): de autoridades do governo e oceanógrafos a operadores de submarinos militares, pescadores e mineradores offshore. Uma vez que as informações batimétricas detalhadas forem divulgadas, medidas preventivas devem ser tomadas para proteger tanto o mapa quanto a paisagem que ele descreve.

"Um mapa de alta resolução é um investimento na gestão responsável do fundo do mar nos próximos séculos", diz o contra-almirante Smith.

De fato, a preservação dos oceanos depende de uma administração consciente - especialmente quando nos voltamos para suas profundezas em busca de recursos naturais que não conseguimos mais encontrar em terra.

Leia a versão original desta reportagem (em inglês) no site BBC Future.  
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