Mamutes louros e morenos

Tenho que mudar os nomes desta secção. Eu tendo a colocar os textos sobre criaturas vivas na "criatura do dia" e as coisas extintas no "fóssil do dia". Contudo muitas vezes os restos de criaturas desaparecidas não são propriamente fósseis, os tecidos originais ainda lá estão, e permitem mesmo pesquisas genéticas. Já falei aqui, aqui e aqui de algumas notícias referentes ao mamute lanudo, Mammuthus primigenius. Pois bem, uma outra acaba de sair. O interessante neste estudo é que pela primeira vez se conseguem tecer considerações sobre uma característica fenotípica de um animal extinto a partir do seu ADN. Qual a característica? [... ler mais]

Trata-se da cor do pêlo. Numa tradução livre do resumo do artigo de Holger Römpler e colegas na Science (ref1):

Através da amplificação do receptor de tipo 1 de melanocortina do mamute lanudo, descrevemos a sequência completa de nucleótidos de um gene codificado no núleo de uma espécie extinta. Encontrámos dois alelos e mostramos que um alelo produz uma proteína funcional enquanto o outro codifica uma proteína com actividade muito reduzida. Esta descoberta sugere que os mamutes poderiam ser polimórficos na cor da pelagem, com indivídos de pelagem clara e indivíduos de pelagem escura ocorrendo simultaneamente.

O artigo é muitíssimo curto. Os autores utilizaram material extraído de um osso encontrado na sibéria de um mamute com cerca de 43,000 anos e reconstruiram o receptor de tipo 1 de melanocortina (Mc1r). Verificaram que o animal era heterozigótico, isto é possuía duas variantes, uma delas produzindo uma proteína com actividade muito reduzida. A actividade reduzida no Mc1r resulta em cabelo ruivo nos seres humanos e vacas, e pelo ruivo ou louro em ratos, cavalos e cães. Para verificar que não se tratava de qualquer tipo de dano do ADN daquele exemplar os autores testaram mais animais e encontraram a mesma variante. Para além de animais com as duas variantes os autores encontraram alguns animais com apenas uma variante (homozigóticos). A existência de mamutes "morenos" e "louros" não é em sim uma grande surpresa. Na verdade, já se sabia, a partir de alguns animais encontrados em bom estado de preservação, que havia variabilidade na coloração dos mamutes. A presença de um indivíduo heterozigótico mostra que essa variação podia ocorrer na mesma população. O que este trabalho mostra pela primeira vez é que é possivel investigar características de espécies extintas a partir do seu ADN nuclear. É claro que já se está a ver qual o trabalho do mesmo tipo que se poderá fazer no futuro: o genoma do Homem de Neandertal. Seriam os neandertais louros, morenos ou ruivos?

Ficha técnica
O pequeno ícone no alto da contribuição pode ser encontrado numa versão muito maior nas páginas da livscience, mais exactamente neste artigo.

Referências
(ref1) Holger Römpler, Nadin Rohland, Carles Lalueza-Fox, Eske Willerslev, Tatyana Kuznetsova, Gernot Rabeder, Jaume Bertranpetit, Torsten Schöneberg, Michael Hofreiter (2006). Nuclear Gene Indicates Coat-Color Polymorphism in Mammoths. Science Vol. 313. no. 5783, p. 62. Laço DOI.

Contar os passos para voltar para casa

A formiga do Saara, de seu nome científico Cataglyphis bicolor, é um necrófago que patrulha as areias do deserto em busca de outros insectos ou artrópodes que tenham sucumbido às elevadas temperaturas. Esta pequena criaturinha é notável porque é capaz de tolerar temperaturas corporais acima dos 50 graus Celsius, que matariam a maioria dos outros animais. Notável também é a forma como elas se conseguem orientar numa paisagem sem referências visuais, e sem utilizar pistas olfactivas, que desaparecem rapidamente debaixo do calor escaldante do deserto. [... ler mais]

Sabia-se já há algum tempo que elas usam o Sol para indicar a direcção. Mas só a direcção não é suficiente, para se poderem orientar as formigas precisam de "conhecer" as distâncias. Uma equipa formada por investigadores da Universidade de Ulm na Alemanha e da Universidade de Zurique na Suiça resolveu averiguar como elas o fazem.

Numa tradução livre do artigo de Matthias Wittlinger e colegas na Science (ref1):

As formigas do deserto, Cataglyphis, navegam no seu vasto habitat desértico por integração do percurso. Elas integram continuamente as direcções seguidas (determinadas pela sua bússola celestial) e as distâncias percorridas, controladas por mecanismos ainda desconhecidos.

A forma como os investigadores procederam para desvendar o mecanismo é engenhosa. Os autores utilizaram formigas de um abrigo que tinham de percorrer uma certa distância até à fonte de alimento. Apanhavam então as formigas que se aprestavam a regressar e modificavam-lhes as patas com acrescentos ou encurtamentos.

Testamos aqui a hipótese que as formigas viajantes medem as distâncias percorridas usando algum tipo de integrador de passadas, ou "contador de passos". Manipulámos os comprimentos das patas e, logo, o comprimento da passada, em formigas que se moviam livremente. Animais com patas alongadas ("andas") ou patas encurtadas ("cotos") utilizam passadas maiores ou menores, respectivamente, e como consequência ajuízam de forma errada a distância percorrida. A distância percorrida é sobrestimada por animais que se deslocam em andas e subestimada por animais que andam sobre cotos.

Este último ponto é o importante, é a indicação clara que estes animais "contam" os passos. As formigas após terem dado o número de passos que "julgavam" ser os adequados mostravam-se perdidas e começavam às voltas em busca da colónia. Eu acho fascinante saber que estas formigas contam os passos para poderem voltar para casa. É claro que as formigas do deserto não têm propriamente dotes matemáticos mas sim um "odómetro" incorporado nos seus pequenos organismos. Aliás os autores verificaram que nos trajectos seguintes as formigas já não se enganavam a calcular a distância. Apenas quando se alterava o tamanho da passada antes do percurso de regresso elas se enganavam.

Um filme das formigas, nas suas "andas" feitas de pêlo de porco, pode ser visto na página de material suplementar na Science, neste laço (21 Mbytes). Caso este apontador não esteja disponível para quem não tenha subscrição da revista, ou prefiram um filme menor, experimentem este na NewScientist (3.5 Mbytes).

Ficha técnica
Imagem da Cataglyphis bicolor no início da contribuição retirada da AntWeb, desta página aqui, onde se podem obter outras perspectivas do animal em alta definição.
O filme da NewScientist faz parte deste artigo.

Referências
(ref1) Matthias Wittlinger, Rüdiger Wehner, Harald Wolf (2006). The Ant Odometer: Stepping on Stilts and Stumps. Science Vol. 312. no. 5782, pp. 1965-1967. Laço DOI.

A hemipenectomia da aranha

Um dos leitores deste blog, após o meu relato das dimensões dos gâmetas masculinos das Drosophilas, enviou-me uma referência, não muito antiga, sobre os orgãos sexuais das aranhas macho da espécie Tidarren sisyphoides. Como eu referi na contribuição anterior, os aspectos reprodutivos são fundamentais para compreender a evolução. Se eu insisto nestes temas isso não se deve necessariamente a alguma tara minha, mais ou menos doentia, ou a algum tipo de obsessão com pornografia animal. [... ler mais]

Os predadores invertebrados são a este respeito fascinantes, pois os machos têm muitas vezes que evitar serem uma refeição. As aranhas são particularmente interessantes. Para fecundar as fêmeas as aranhas macho utilizam pedipalpos, que são estruturas modificadas do seu dispositivo bucal. Esses pedipalpos são "carregados" com esperma que o macho procura introduzir na abertura ventral da fêmea. Para os machos da Tidarren sisyphoides trata-se de uma manobra particularmente arriscada, pois como se pode ver na imagem o macho (indicado pela seta) é muito menor que a fêmea. A barra corresponde a 1 milímetro.


Os pedipalpos destas aranhas macho são gigantescos quando comparados com as dimensões do animal: em conjunto correspondem a cerca de um quinto da massa do animal. A imagem abaixo mostra esses palpos do macho, indicados pelas setas. A barra representa 1 milímetro. Estas coisas realmente impressionam quer pelo peso, quer pela dimensão.


Mas o realmente assombroso não são as dimensões dos pedipalpos, mas sim o que a Tidarren sisyphoides faz a um deles. Isso é descrito num artigo de Margarita Ramos, Duncan Irschick e Terry Christenson nos Proceedings of the National Academy of Sciences (ref1). Numa tradução livre do resumo:

Uma consequência potencial do dimorfismo no tamanho dos sexos é o conflito entre características. Por exemplo, uma estrutura que evolui para a reprodução pode prejudicar o desempenho de outras actividades (por exemplo a locomoção). Fornecemos aqui evidência, quantitativa, de um animal que ultrapassa um compromisso evolucionário, gerado por uma variação de escalas diferencial e dimorfismo de tamanho entre sexos, através da remoção obrigatória de um orgão reprodutivo não danificado, aumentando assim dramaticamente o seu desempenho locomotor.

O ênfase é meu, e já estão a ver de onde vem o título da contribuição.

O género de aranhas Tidarren (Araneae, Theridiidae) é interessante porque, nalgumas espécies que apresentam dimorfismo extremo entre os tamanhos dos sexos (com os machos representando cerca de 1% da massa total da fêmea), os machos, antes de atingirem a maturidade sexual, removem voluntariamente um dos seus dois pedipalpos (orgãos copulatórios modificados) que são grandes de umas forma desproporcionada (cada um representa cerca de 10% da massa corporal num adulto). A remoção ou do pedipalpo esquerdo ou do direito parece ser ao acaso.

Os autores não descrevem no resumo o processo, mas os detalhes são interessantes. O pedipalpo não cai por si mesmo, é arrancado. A aranha prende-o num fio de seda e torce-o até o arrancar. O resultado é o que se mostra abaixo, um único pedipalpo numa posição mais central.


A questão é: o que leva os machos a fazerem um coisa dessas, que pelo menos de um ponto de vista humano (masculino) parece tão arrepiante? Foi isso que os autores investigaram e a resposta é simples: um melhor desempenho atlético!

Investigadores anteriores tinham feito a hipótese que a remoção do pedipalpo poderia aumentar o desempenho locomotor, uma previsão que tinha permanecido por testar. Verificámos que, para machos Tidarren sisyphoides, a velocidade máxima aumentava (44%) de forma significativa e a resistência aumentava (63%) de forma significativa após a remoção do pedipalpo. Para além disso, as aranhas com um só pedipalpo percorriam distâncias superiores em cerca de 300% antes de cairem de exaustão e tinham uma maior taxa de sobrevivência após o esforço que as que tinham dois pedipalpos.

Não resisto a referir alguns dos detalhes. Os autores investigaram o aspecto da exaustão perseguindo os machos com um pincel até eles "caírem para o lado" e não se moverem mais. Com dois pedipalpos isso acontecia em média após 17 minutos e 30 segundos (±55 segundos). Com apenas um pedipalpo após 28 minutos e 30 segundos (±45 segundos). Das aranhas que caíam com exaustão, morria uma em cada duas no caso dos dois pedipalpos, e apenas uma em cada oito para o caso de um pedipalpo.

Aqueles que pensam que os cientistas em geral têm uma vida social mais rica desenganem-se. Imaginem estes cientistas que, ao descreverem o seu trabalho, dizem: "passo o dia a perseguir aranhas com um pincel para ver as vantagens da remoção dos orgãos sexuais". Os autores concluem com:

A remoção do pedipalpo pode ter evoluído no macho Tidarren devido a um aumentar da capacidade de procurar por fêmeas (maior resistência e sobrevivência após a retirada), e para ultrapassar outros machos na teia da fêmea (maior velocidade máxima). Os nossos dados também ilustram como a evolução de conflitos pode resultar na evolução de um novo comportamento.

Alguns leitores do outro lado do Atlântico estarão possivelmente a interrogar-se se os futebolistas brasileiros, antes do jogo com a França, não poderiam ter feito um sacrifício deste tipo pelo seu país. Mesmo que os jogadores estivessem de tal forma empenhados, isso não mudaria muito as coisas. Embora os brasileiros que eu conheço aqui em Gaia me digam que no Brasil é tudo grande, pondo as aranhas à escala humana, seria preciso remover algo com cerca de nove quilos.

Nota: após investigar um pouco descobri que o leitor que me enviou a referência possivelmente encontrou-a a partir da Pharyngula de PZ Myers, mais exactamente aqui (em inglês). PZ Myers fala aí também de um outro artigo, desta vez sobre o uso de pornografia em estudos de peixes, do qual falarei amanhã (afinal sempre sou capaz de ter uma pequena tara).

Referências
(ref1) Ramos M., Irschick D.J., Christenson T.E. (2004) Overcoming an evolutionary conflict: Removal of a reproductive organ greatly increases locomotor performance. PNAS 101(14):4883-4887.Laço DOI.

Algo gigante na pequena mosca do vinagre

As pequenas moscas do vinagre, como o exemplar de Drosophila melanogaster desta imagem, que medem pouco mais de dois milímetros e meio nas fêmeas e um pouco menos nos machos, detêm um característica sexual impressionante. Todos nós estamos habituados a pensar nos gâmetas femininos, os óvulos, como células gigantescas, ricas em nutrientes e imóveis, e nos gâmetas masculinos como pouco mais que um bocado de ADN que se move. Esta diferença em geral traduz-se naquilo que se designa por anisogamia, em que um número muito elevado de gâmetas masculinos compete para fertilizar os gâmetas femininos, muito mais raros. [... ler mais]

A Drosophila melanogaster encontra-se numa situação em que, embora ainda se possa falar em anisogamia, ela não é tão vincada como noutras espécies animais. As D. melanogaster machos possuem espermatozóides com cerca de 1.75 milímetros de comprimento, quase tão longos como eles, e cerca de 300 vezes maiores que os espermatozóides humanos. Deve notar-se que as drosófilas fêmeas acasalam várias vezes e armazenam o esperma dos diferentes machos em pequenas "bolsas", e há vários trabalhos que sugerem que algum tipo de competição pós-acasalamento entre os espermas das várias proveniências poderá explicar esta tendência para o gigantismo.

Os 1.75 milímetros da D. melanogaster parecem impressionantes, mas algumas espécies do género Drosophila vão muito para além disso. Este minúsculo novelo, com umas poucas dezenas de milésimo de milímetro, não parece nada por aí além, mas quando "desenrolado" tem cerca de 6 centímetros de comprimento. Pela conversa acima devem estar a ver a que corresponde. Pois é, trata-se de um espermatozóide de uma outra espécie de Drosophila, a D. bifurca. Os gâmetas masculinos nesta espécie são mais de 20 vezes maiores que o animal que os produz, e cerca de 1,000 vezes maiores que aqueles produzidos pelos seres humanos. Trata-se de um recorde no reino animal, e levanta algumas questões interessantes. Para nos situarmos um pouco nestes temas convém recuar até 1948. Nesse ano, A. J. Bateman iniciou a teoria moderna da seleção sexual com base num trabalho sobre a Drosophila melanogaster. Bateman mostrou que na mosca da fruta havia uma diferença marcante entre as fêmeas e os machos no que se refere à curva que relaciona o sucesso reprodutivo com o sucesso de acasalamento. Este gradiente de selecção sexual era quase nulo para as fêmeas e bastante acentuado para os machos. Apesar das dimensões algo elevadas dos seus gâmetas masculinos, a Drosophila melanogaster corresponde ainda à situação de anisogamia e a teoria previa que os gradientes de seleção natural de ambos os sexos se deveriam aproximar à medida que se convergia para a isogamia, pois ao produzirem espermatozóides maiores os machos produziriam também menos, e os gâmetas femininos tornavam -se assim menos raros. Este efeito era designado por paradoxo do esperma gigante. Contudo as coisas não são assim tão simples e nestes casos nada melhor que testar as previsões da teoria com as observações.

As espécies no género Drosophila possuem uma variação nas dimensões dos seus gâmetas masculinos superior ao que se encontra no resto do reino animal, pelo que são particularmente adequadas a este tipo de estudos. Adam Bjork e Scott Pitnick escolheram por isso várias espécies dentro do género Drosophila para um estudo apresentado na revista Nature (ref1). As espécies por eles escolhidas foram a D. melanogaster cujos espermatozóides medem um "míseros" 1.87 milímetros, D. virilis com 5.70 milímetros, D. lummei com 8.04 milímetros, e claro a D. bifurca com uns fabulosos 58.29 milímetros.

A Drosofila bifurca está já muito próxima daquilo que se designa por isogamia, com uma diferença relativamente pequena no tamanho relativo entre os gâmetas masculinos e femininos. A imagem abaixo mostra o pequeno "rolinho" copiado 6 vezes e colocado junto a uma imagem de um óvulo de Drosophila bifurca:

Numa tradução livre de parte do primeiro parágrafo do artigo de Adam Bjork e Scott Pitnick:

Os nossos resultados confirmam o paradoxo do esperma-gigante mostrando que a diferença entre sexos nos gradientes de seleção natural diminui quando o tamanho do esperma aumenta. Contudo, uma solução para o paradoxo é providenciada quando esta descoberta é interpretada em conjunto com a "oportunidade para selecção" e "oportunidade para selecção sexual". Para além disso, mostramos que a maior parte da variação nas medidas de intensidade da seleção se explica pelas dimensões do esperma e investimento relativo na produção de esperma.

Os conceitos de oportunidade para a selecção são parâmetros que medem a variação do sucesso reprodutivo relativo entre machos e fêmeas. Curiosamente o aproximar dos gradientes era devido essencialmente à variação entre as fêmeas, e não nos machos como se esperava da teoria. O que os autores verificaram era que, enquanto em animais que se podiam considerar anisogâmicos, como a D. melanogaster, havia pouca variação no sucesso reprodutivo entre fêmeas, em criaturas quase-isogâmicas como a D. bifurca aumentava significativamente a variação no sucesso reprodutivo das fêmeas. As razões para isso são discutidas brevemente pelos autores no artigo. Há muitos aspectos diferentes a considerar.

Não há apenas variação nas dimensões dos gâmetas, há também variação acentuada no número. A D. bifurca apresenta um quociente entre produção de esperma e ovos de 5.8 para 1 contra os 29.3 para um da D. melanogaster. A redução na quantidade acontece porque o esperma gigante exige um razoável investimento energético, sobretudo para um animal tão pequeno. Para além da própria massa dos gâmetas, é preciso investir também numa grande massa testicular: nos machos de D. bifurca os testículos representam cerca de 11% do peso do corpo (desidratado). Há ainda o factor do elevado tempo de maturação: os machos da D. bifurca só estão férteis 17 dias após a eclosão enquanto as fêmeas apenas necessitam de apenas 7 dias para produzir gâmetas fertéis. Isto limita e muito o número de acasalamentos que uma D. bifurca macho pode efectuar. Ao trocarem um maior número de espermatozóides pequenos por um menor número de espermatozóides gigantes, os machos levam as fêmeas a terem que investir em mais acasalamentos para assegurarem a fertilização, daí a maior variação no sucesso reprodutivo das fêmeas. Deve notar-se que a cauda do espermatozóide é pura e simplesmente eliminada, não contribui para o futuro embrião. As vantagens terão a ver com a escolha do espermatozóide, e os autores do artigo sugerem que os flagelos longos da D. bifurca se devem à selecção pós-copulatória, mas não entram em detalhes.

Embora as questões ligadas ao acasalamento dos animais e ao sucesso reprodutivo sejam fulcrais para a compreensão dos processos evolutivos, confesso que ao percorrer a lista de artigos deste número da Nature e ao ler apenas o título deste artigo não o tinha selecionado para uma contribuição. Só umas semanas depois, ao folhear a revista, e ao ver a figura (e a referência aos 6 centímetros), é que não resisti a falar dele aqui.

Ficha Técnica
Imagem da Drosophila melanogaster da autoria de André Karwath, obtida da Wikimedia Commons, a partir desta página.
Fotos dos gâmetas de Drosophila bifurca da autoria de R. Dallai, disponíveis em vários locais na internet, incluindo na ref1 abaixo.

Referências
(ref1) Adam Bjork and Scott Pitnick (2006). Intensity of sexual selection along the anisogamy-isogamy continuum. Nature 441, 742-745. Laço DOI.

A úlcera do comedor de homens

Esta foto de um ensonado leão, Panthera leo, neste caso asiático, tirada no Jardim Zoológico de Bristol em Inglaterra, não engana ninguém. Trata-se de um animal que provavelmente não diria não a um tenro e suculento humano, se algum se colocasse a jeito. Provas de que os primos africanos deste leão se permitiam tais repastos, de tempos a tempos, é hoje encontrada em criaturas microscópicas que habitam os seus estômagos. [... ler mais]

A bactéria Helicobacter pylori existe nos estômagos dos seres humanos e descobriu-se há não muito tempo que era responsável pelas úlceras gástricas. Uma questão que se colocava sobre esta bactéria era quando na história da nossa espécie se teria acomodado ao nosso estômago. Alguns cientistas sugeriam um passado distante, outros acreditavam que teria acontecido nos últimos milhares de anos. Os cientistas que defendiam uma origem recente para a Helicobacter pylori procuraram parentes próximos desse microorganismos noutras criaturas. Um dos parentes mais próximos que encontraram foi a Helicobacter acinonychis, que infecta tigres leões e chitas (creio que no Brazil se designam por guepardos). Os resultados do estudo de foram publicados na PLoS Genetics (ref1) e são surpreendentes. Numa tradução livre do resumo:

A infecção dos seres humanos pela Helicobacter pylori é tão velha que a estrutura genética da população de Helicobacter pylori reflecte antigas migrações humanas. Uma espécie estreitamente relacionada, Helicobacter acinonychis, é específica dos grandes felinos, incluindo chitas, leões e tigres, enquanto hospedeiros relacionados de mais perto com os humanos acolhem espécies de Helicobacter relacionadas de forma mais distante. Esta observação sugere um salto entre espécies hospedeiras. Mas quem comeu quem e quando é que isso aconteceu?

Claro que o meu comentário acima e o título da contribuição retiram a expectativa quanto a esta interrogação. Continuando:

Para resolver esta questão, determinámos a seguência genómica de estirpe Sheeba da H. acinonychis que comparámos com genomas da H. pylori. Os genes conservados entre os genoamas são tão semelhantes que o salto entre hospedeiros provavelmente ocorreu nos últimos 200,000 anos (intervalo de 50,000 a 400,000 anos). Contudo, o genoma da Sheeba possui também características peculiares que indicam a direcção do salto de hospedeiros, nomeadamente de humanos primitivos para os felinos.

Pois é, em vez de homem comedor de leões foi homem alimento de leões. Nesta história os nossos antepassados eram as presas. Como é que os cientistas determinaram isso?

A Sheeba possui um número invulgarmente elevado de genes fragmentados, muitos deles codificando proteínas do exterior da membrana, que podem ter sido destruídas para contornar respostas indesejáveis do sistema imunitário dos hospedeiros felinos.

É na verdade muitíssimo pouco provável que as bactérias nos estômagos humanos conseguissem evoluir genes funcionais a partir de fragmentos, é bastante mais razoável admitir que genes funcionais no hospedeiro humano fossem por algum motivo indesejáveis no estômago dos grandes gatos e a evolução favorecesse a sua perda. Da próxima vez que virem uma chita a lamber os beiços lembrem-se que, num passado não tão distante como isso, os antepassados dessa chita poderiam estar a limpar os restos de um repasto em que o prato principal teria sido um infeliz humano.


O terrível final da vida de um pobre Homo sapiens ficou assim preservado, não no registo fóssil, mas em bactérias vivas no interior do estômago dos grandes felinos.

Ficha técnica
Foto do leão asiático retirada do wikimedia commons, da autoria de Adrian Pingstone, obtida a partir daqui.
Foto do par de chitas cortesia do U.S. Fish & Wildlife Service, da autoria de Gary M. Stolz obtida a partir daqui.

Referências
(ref1) Eppinger M, Baar C, Linz B, Raddatz G, Lanz C, et al. (2006) Who ate whom? Adaptive Helicobacter genomic changes that accompanied a host jump from early humans to large felines. PLoS Genet. No prelo. Laço DOI.

Fogos em Angola vistos do espaço

Enquanto procurava notícias sobre acontecimentos do último mês no Monte Merapi encontrei esta interessante imagem de satélite da região de Angola, tirada no passado dia 24 de Junho, pelo Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) no satélite Aqua da NASA.

Os pontinhos brilhantes na imagem marcam a posição de fogos, que se estendem desde a costa de Angola à esquerda até ao lago Tanganica à direita (mesmo junto ao canto superior), estendo-se através da República Democrática do Congo e a Zâmbia. Esta imagem é uma composição, o MODIS indica pontos onde a temperatura é mais elevada e esses pontos são colocados sobre uma fotografia dessa região. [... ler mais]

Na fotografia original não se vêm pontinhos brilhantes, estes foram acrescentados digitalmente. Já agora, eu preenchi os contornos e usei uma cor diferente do vermelho original, para que as posições ficassem mais visíveis.

Estamos a falar de centenas, senão mesmo milhares de pequenos incêndios, resultantes muito provavelmente de queimadas com intuitos agrícolas. Se olharem com atenção podem ver mesmo as colunas de fumo que emanam dos fogos, mais fáceis de ver na ampliação em baixo da zona da fronteira norte de Angola. Mais uma vez saliento o facto de que os pontos brilhantes foram acrescentados digitalmente para marcar posições de temperatura elevada detectadas por intermédio do MODIS. O fumo, contudo, faz parte da fotografia original.


Trata-se de um exemplo impressionante como uma actividade humana aparentemente descoordenada pode ser visível do espaço.

Ficha Técnica
Imagens e inspiração para o texto retiradas do Earth Observatory da NASA, desta página.

O bicharoco dos quase mil pés

Esta longa e fina criatura, de seu nome científico Illacme plenipes é um artrópode de um grupo vulgarmente conhecido por mil-pés ou milípedes. Também cohecidos por Diplópodes, foram um dos primeiros grupos de animais a estabelecer-se em Terra firme e mesmo hoje em dia mantêm um número muito razoável de espécies, cerca de 10,000 das quais foram descritas. A despeito do nome, os milípedes mais comuns têm "apenas" de 80 a 400 patas. A única espécie conhecida que de facto quase faz jus ao "mil" no nome é mesmo a Illacme plenipes.[... ler mais]

Este animal é objecto de um artigo de Paul E. Marek e Jason E. Bond na revista Nature (ref1). Numa tradução livre do resumo do artigo

A espécie de milípede Illacme plenipes é a que se aproxima mais de atingir a marca mítica dos 1000 pés sugerida no seu nome - os indivíduos podem possuir até 750 pernas. Registamos aqui a redescoberta desta espécie extremamente rara, que não tinha sido assinalada desde a sua descrição original, há cerca de 80 anos atrás, numa pequena localidade de 0.8 km2 no condado de San Benito, California. Devido à raridade e limitado alcance geográfico desta espécie delicada, o seu frágil habitat deve ser protegido a todo o custo.

As 750 pernas referem-se ao exemplar que tinha sido apanhado em 1926. Os autores do artigo recolheram quatro machos, três fêmeas e cinco juvenis que apresentaram uma contagem mais modesta no número de membros. Se atentarem na imagem da fêmea na figura no topo da contribuição, e tiverem paciência, poderão contar cerca de 170 segmentos. A maioria desses segmentos tem patas, e como se pode ver na imagem abaixo elas vêm a dois pares por segmento. As excepções são a cabeça, sem patas mas com um par de antenas, os primeiros três segmentos, com apenas um par de patas, e os segmentos terminais que são ápodes.

As fêmeas da amostra tinham entre 662 a 666 pernas. Não chega aos mil, mas mesmo assim são muitas pernas. Quando eu atrás referi "longo", queria na realidade dizer alongado: a escala na figura no topo da página representa 10 mm, a escala na imagem acima 0.4 mm. As fêmeas da espécie têm pouco mais de 3 centímetros de comprimento, e pouco mais de meio milímetro de largura. Os machos têm a mesma largura, mas cerca de metade do comprimento, e umas míseras 318 a 402 pernas. Deve notar-se, contudo, que os milípedes desta família poderão talvez continuar a "ganhar" segmentos e pernas após a maturidade sexual, e é possível que o exemplar com 750 patas fosse um animal bastante velho.

Na ampliação em que se mostram as patas, vê-se que o exosqueleto desta espécie é ornamentado por numerosos "pêlos" (setae) e estranhas projecções cuticulares que não tinham sido documentadas anteriormente. Algumas das setas no dorso destas criaturas parecem mesmo segregar uma espécie de seda cuja função é desconhecida. Os detalhes são interessantes e os autores incluem no artigo algumas fantásticas microfotografias deste notável animal. Mostro abaixo grandes ampliações de uma estrutura que parece algo sinistra.

A este nível de ampliação mesmo a mais inofensiva das criaturas ganha um aspecto terrível. Notem a imensa quantidade de setas e as quatro projecções dentro de uma cavidade circular que parecem mais aterradoras do que de facto são, pois basta ver um pouco "mais ao longe" para a coisa parecer bastante menos ameaçadora, e para se começar a adivinhar do que se trata.

Tenho a certeza que a maioria dos leitores identificou os apêndices com o que de facto são: patas transformadas que funcionam como antenas. A identificação é mais óbvia quando se recua ainda mais por forma a ver a cabeça da Illacme.

O artigo dedica no entanto muito mais do seu espaço, e um maior número de microfotografias, a outro tipo de estruturas, que mostro na imagem abaixo.

Para aqueles que não estão a ver do que se trata, as coisas marcadas a cor à esquerda da imagem (a escala são 0.4 mm) designam-se por gonopódios. Isso mesmo, dispositivos que os machos usam para a cópula. Embora sejam uma característica dos diplópodes, nesta espécie em particular, onde correspondem aos nono e décimo par de patas, são estruturas incrivelmente complexas. São bifurcadas e dotadas de uma extremidade serrilhada que faz lembrar uma garra de um pássaro. Possuem também um receptáculo que se assemelha a uma pá e que se vê melhor na ampliação à direita da imagem.. O artigo é muito curto e infelizmente não há verdadeira pornografia milipédica. Confesso que com orgãos em forma de garras e pás, me interessaria ver como se desenrola o sexo dos milípedes.

Depois de 80 anos escondido, espero que este pequeno "não mil mas 600 e tal pés" não tenha sido redescoberto apenas a tempo de ser descrito antes de uma eventual extinção. No material suplementar inclui-se um filme de uma das fêmeas, que penso todos podem aceder a partir daqui (11 Mbytes).

Referências
(ref1) Paul E. Marek and Jason E. Bond (2006). Biodiversity hotspots: Rediscovery of the world's leggiest animal. Nature 441, 707. Laço DOI.

O Gansus com pés de pato

A imagem mostra parte do esqueleto de um fóssil descoberto recentemente na China. Baptizado de Gansus yumenensis, trata-se dos restos de uma ave. Na imagem notam-se mesmo os vestígios da plumagem, sob a forma de manchas acastanhadas próximas dos ossos das asas. O nome genérico Gansus não tem a ver com nenhum tipo de parentesco próximo com os gansos: trata-se do nome da província chinesa onde os fósseis foram encontrados. As criaturas que deixaram os ossos nestes sedimentos viveram muito antes dos gansos actuais, entre 110 e 115 milhões de anos atrás. Numa outra região da China, Liaoning, foram descobertos inúmeros fósseis de aves primitivas, correspondentes à altura em que as aves se começavam a diversificar, cerca de 120 milhões de anos atrás. Os fósseis descobertos em Gansu mostram o que sucedeu "logo" a seguir. [... ler mais]

A descoberta destes exemplares ocorreu em 2004, embora os primeiros vestígios, muito incompletos de Gansus tenham sido recolhidos em 1981. Não resisto a incluir aqui uma das frases de um dos cientistas que estudaram estes fósseis, Matthew C. Lamanna, retirada do comunicado de imprensa do CMNH:

Fomos a Chamgma na esperança de descobrir um, talvez dois, fragmentos de aves fósseis. Em vez disso, encontrámos dezenas, incluindo alguns esqueletos completos, com tecidos moles. Fomos bem sucedidos, para lá dos nossos sonhos mais loucos.

As condições de preservação de alguns dos esqueletos são excelentes, com vestígios de pele e penas em alguns deles. Infelizmente não foram recuperados vestígios do crânio nem da maioria das vértebras cervicais. Na reconstrução à direita mostra-se a cinzento uma reconstrução do esqueleto da ave, em que os ossos a cinzento são hipotéticos, apenas os ossos a branco são de elementos preservados.

O animal seria mais ou menos do tamanho de um pombo, e viveu numa área que seria então um lago cheio de peixes e crocodilos, rodeado de um ambiente com vida vegetal luxuriante, onde deambulariam dinossauros e mamíferos primitivos. Os cientistas que escavaram os sedimentos não encontraram dinossauros não avianos, mas descobriram insectos, crustáceos, penas isoladas, e muitas aves. Muito deste material ainda está a ser preparado pelo que se deve esperar mais informação sobre essas outras aves.

A maioria dos fósseis de aves detectados nesta formação são de Gansus, que seria assim possivelmente a ave mais comum neste ambiente, e o estudo desta ave fornece elementos importantes para a compreensão da evolução e diversificação das aves a partir de pequenos dinossauros carnívoros. Numa tradução livre do resumo do artigo de Hai-lu You e colegas que descrevem a descoberta na Science (ref1):

Exemplares tridimensionais da ave voadora Gansus yumenensis do Cretácico Inicial da formação de Xiagou no noroeste da China mostram que este grupo possuía características anatómicas avançadas previamente conhecidas apenas em aves orniturinas do Cretácico Tardio e do Cenozóico. A análise filogenética coloca o Gansus dentro da Ornithurae, tornando-o o membro mais antigo deste clã.

Aqui convém abrir um parêntesis para referir que antes da extinção que ocorreu no final do Cretácico, 65 milhões de anos atrás, a maioria das aves conhecidas pertenciam a um grupo conhecido por "aves-inversas" as Enantiornithiurine. Esse grupo de aves não sobreviveu para lá do Cretácico e distinguia-se das aves modernas, que pertencem a um grupo designado por Ornithiurine, por os ossos nos seus ombros e pés articularem de forma oposta às das aves modernas. Ora o Gansus pertence claramente às Ornithiurine. Antes desta descoberta, as mais antigas aves orniturinas conhecidas eram de 99 milhões de anos atrás, e o Gansus permitiu juntar mais de uma dezena de milhões de anos ao registo dessas criaturas. Os autores concluem então com:

A Formação de Xiagou preserva a mais antiga amostra dominada por aves ornituromorfas. A anatomia do Gansus, tal como a de outras aves ornituranas não-neorniteanas (isto é não modernas), indica especialização para um estilo de vida anfíbio, apoiando a hipótese de que as aves modernas têm a sua origem em nicho aquáticos ou de litoral.

O Gansus possuía pés com membranas interdigitais. Estes pés-de-pato são a prova de que se trataria de um animal aquático, capaz de nadar e possivelmente mergulhar. Destaquei a negrito uma afirmação que parece um pouco forte mas que é apoiada por uma série de estudos que mostram que os antepassados das aves modernas se encontram em grupos de aves ornituranas de características aquáticas.

Animais semelhantes a patos no meio dos dinossauros? Parece estranho mas é verdade, embora devessem ser algo diferentes, pelo menos num aspecto importante. O cladograma resultante da análise filogenética no artigo da Science mostra que o Gansus ficaria algures entre o Hesperornornis e o Ichthyornis. Isso significa que, embora não se tenha encontrado o crânio do animal, é de suspeitar que teria dentes. Fica embaixo uma reconstituição do artista do artista Mark Klinger do aspecto que o Gansus teria em vida.


Ficha Técnica
Imagens retiradas das páginas do comunicado de imprensa do Carnegie Museum of Natural History, na página apontada por este laço.

Referências
(ref1) Hai-lu You, Matthew C. Lamanna, Jerald D. Harris, Luis M. Chiappe, Jingmai O' Connor, Shu-an Ji, Jun-chang L., Chong-xi Yuan, Da-qing Li, Xing Zhang, Kenneth J. Lacovara, Peter Dodson, Qiang Ji (2006). A Nearly Modern Amphibious Bird from the Early Cretaceous of Northwestern China. Science, Vol. 312. no. 5780, pp. 1640 - 1643. Laço DOI.

Castrada pelo parasita

Para celebrar o regresso à actividade nada melhor que regressar aos parasitas. Já falei aqui de vespas parasíticas que eliminam os reflexos de fuga das baratas, de vermes que levam pobres grilos ao suicídio, de microrganismos que tornam os ratos esquizofrénicos e os levam a perder o medo dos predadores. Para os pequenos crustáceos de que vou falar hoje, os efeitos dos parasitas incluem a castração. Os infelizes castrados são da espécie Daphnia magna, e o parasita castrador a bactéria Pasteuria ramosa. [... ler mais]

As dáfnias são pequenos animais, com cinco a seis milímetros de comprimento, que vivem em lagos de água doce no norte e oeste da América do Norte. Reproduzem-se por um processo a que se chama partenogénese cíclica. Durante a maior parte do tempo a população é constituída por fêmeas que produzem clones idênticos a elas e, apenas com o aproximar do Inverno, ou durante uma estação seca, são produzidos machos e ocorre reprodução sexuada. A imagem no topo desta contribuição mostra à esquerda uma fêmea com imensos ovos numa bolsa no interior da carapaça. A dáfnia da direita, bastante maior, está infectada com a Pasteuria ramosa. O gigantismo é uma das consequências da infecção, e faz sentido quando se nota que 25% do peso de uma dáfnia infectada são parasitas. A castração é outra consequência: os recursos que a dáfnia consagraria à sua reprodução são desviados pelo parasita para produzir esporos. As bactérias enfrentam um problema curioso: por um lado mobilizar o máximo de recursos para produzir esporos, por outro lado fazê-lo evitando que o hospedeiro morra antes que consigam explorá-lo da forma mais eficiente. Esse dilema foi estudado por Knut Helge e colegas num artigo na PLoS Biology (ref1). Numa tradução livre do resumo:

A hipótese de compromisso para a evolução da virulência prevê que o período de transmissão do parasita e a exploração do hospedeiro são balançados de forma a que o tempo-de-vida de transmissão com sucesso (TTS) é maximizado. Contudo, a evidência experimental para esta previsão é fraca, sobretudo porque o TTS, que indica a aptidão do parasita, é difícil de determinar. Para parasitas castradores, este modelo simples foi modificado para levar em consideração o facto de os parasitas converterem os recursos reprodutivos do hospedeiro em estádios de transmissão. Parasitas que matam o hospedeiro demasiado cedo pouco irão beneficiar desses recursos, enquanto adiar a morte do hospedeiro resulta num retorno menor. Tal como previsto a partir de modelos de optimização, um parasita que induza a castração deverá portanto castrar cedo, mas mostrar níveis intermédios de virulência, onde a virulência é medida como o tempo até à morte do hospedeiro.

Espera-se que os parasitas desviam os recursos do aparelho reprodutor o mais rapidamente possível. Por outro lado espera-se que em muitas situações o hospedeiro morra. Afinal se o hospedeiro sobreviver nem todos os recursos foram aproveitados convenientemente. Contudo, uma taxa de reprodução maior do parasita dentro do hospedeiro pode aumentar a transmissão, mas os efeitos nocivos para o hospedeiro podem levar à morte precoce do organismo parasitado, o que termina a produção de esporos dentro daquele hospedeiro. Explorar recursos durante muito tempo num organismo debilitado também não é muito eficiente, daí que se espere que o comportamento que optimiza a aptidão dos parasitas adie a morte do organismo parasitado, mas não muito, apenas o suficiente para que os recursos existentes na dáfnia sejam todos convertidos em esporos. Isto leva ao "compromisso" de que os autores falam.

Tal como em muitas questões na ciência, há aqui o problema de quantificar os diversos parâmetros para saber exactamente quando os dados estão ou não de acordo com as hipóteses a testar. Um parâmetros importantes é a aptidão do parasita que consiste no volume de esporos que consegue produzir. Neste caso trata-se de um número assombroso: numa só dáfnia pode chegar a cerca de 4 milhões e meio. Outro parâmetro é a virulência do parasita, o tempo que medeia entre a infecção e a morte do hospedeiro. Finalmente temos o tempo entre o "agarrar" o aparelho reprodutor e o abandono do hospedeiro para infectar outros indivíduos, o TTS, que embora em muitas situações seja difícil de determinar, no caso da castração das dáfnias é relativamente simples.

Estudámos a virulência num sistema experimental onde um parasita bacteriano castra o seu hospedeiro e produz esporos que não são libertados até à morte do hospedeiro. Isto permite estimar o TTS do parasita, que pode então ser relacionado com a sua virulência.

Ou seja no caso da castração das dáfnias, a aptidão, virulência e TTS do parasita podem ser quantificados com grande precisão.

Expusemos réplicas individuais clones um determinado hospedeiro de Daphnia magna (Crustacea) à mesma quantidade de esporos bacterianos e seguimos os indivíduos até à sua morte. Verificámos que o parasita mostra uma grande variação no tempo que leva a matar o hospedeiro e que o estágio de transmissão produz picos a níveis intermédios de virulência.

Basicamente os autores obtiveram o resultado esperado: os parasitas que matam os hospedeiros demasiado cedo produzem menos esporos, aqueles que o fazem demasiado tarde não beneficiam muito com isso. Os autores testaram em seguida se os diferentes comportamentos dos parasitas tinham uma base genética. As dáfnias são também deste ponto de vista um objecto de estudo ideal devido à possibilidade de reprodução assexuada, que produz populações de indivíduos idênticos.

Uma experiência adicional testou a base genética da variação na virulência comparando as curvas de sobrevivência de dáfnias infectadas com esporos de parasitas obtidas de infecções que matam depressa versus infecções que demoram a matar. hospedeiros infectados com "esporos que matam depressa" tinham uma taxa de mortalidade significativamente superior aos hospedeiros infectados com "esporos que demoram a matar", indicando que a variação no tempo até à morte era pelo menos em parte devida a diferenças genéticas entre os parasitas. Especulamos que o claro pico no TTS a tempos de mortalidade intermédios pode ser causado pela excepcionalmente forte compromisso entre reprodução de hospedeiro e parasita.

Este é um exemplo claro da forma como a selecção natural leva os organismos a optimizar as suas estratégias reprodutivas. A variabilidade nos parasitas deverá ser consequência das diferenças entre diferentes estirpes de dáfnias. Afinal ambos os lados nesta batalha pela vida continuam a evoluir. Este é um trabalho interessante que conseguiu quantificar o tal "compromisso" que era em geral assumido nos estudos sobre este tema de forma implícita mas não testada.

Ficha técnica
Imagem de Daphnia magna, retirada da sinopse de Liza Gros no PloS Biology. Ver referência (2) abaixo.

Referências
(ref1) Jensen KH, Little T, Skorping A, Ebert D (2006). Empirical Support for Optimal Virulence in a Castrating Parasite. PLoS Biol 4(7): e197. Laço DOI.
(ref2) Gross L (2006). The Results Are In: Bacterial Parasite Strives for Balance in Host Infection. PLoS Biol 4(7): e223. Laço DOI.

Os microscópicos fazedores de rochas

Formações rochosas semelhantes a pilares formadas por finas lâminas de carbonato de cálcio, como esta de um parque algures nos Estados Unidos da América, os estromatólitos, foram durante algum tempo motivo de controvérsia nos meios geológicos. Este tipo de rochas encontram-se em camadas com que idades que variam desde o bastante jovem, aquilo que se designa por "actual" em termos geológicos, até mais de 3,500 milhões de anos atrás. Até ao fim dos anos 1950 os geólogos e paleontólogos tinham uma grande dificuldade em explicar estas estruturas. Alguns investigadores defendiam que se tratava de fósseis de organismos desaparecidos enquanto outros argumentavam que se tratava de simples estruturas sedimentares.[... ler mais]

As coisas mudaram quando se descobriram estromatólitos "vivos" num ambiente marinho em Shark Bay, na Austrália, em 1954.

O grosso de uma coluna estromatolítica é formada por material rochoso sólido, com apenas uma fina camada exterior, formada por filamentos de aspecto gelatinoso, constituída por organismos vivos. O estromatólito é uma estrutura construída pela acção desses organismos.

Os estromatólitos "modernos" são devidos à acção de tapetes de vários tipos de microorganismos, em especial bactérias. A densidade de bactérias é muito elevada: num metro quadrado de tapete bacteriano podem existir cerca de 3,000 milhões de organismos individuais. O constituinte mais importante são as cianobactérias, um tipo de bactérias que realizam a fotossíntese, e que fornecem a energia e o carbono, directa ou indirectamente, para uma vasta comunidade. A imagem ao lado mostra uma microfotografia de algumas cianobactérias que se encontram nos estromatólitos de Shark Bay, retirada de uma rtigo de Dominic Papineau e colegas na revista Applied and Environmental Microbiology (ref1). Notem a escala: estas criaturas com poucos micrómetros construiram estruturas com cerca de um metro de altura. Embora seja importantes como fornecedores primários de energia, as cianobactérias não são no entanto os organismos mais abundantes no estromatólito: os resultados de Dominic Papineau e colegas verificaram que menos de 5% das sequências de material genético que analisaram provinha das cianobactérias. Outros tipos de bactérias dominam a amostra em número. Estes minúsculos organismos produzem a coluna estromatolítica de duas formas: (1) prendem os sedimentos entre o muco que as células produzem e que existe entre os filamentos, e (2) induzem o cimentar das partículas sedimentares pois a actividade fotossintética ao consumir o dióxido de carbono baixa a pressão parcial de CO2 nesse meio e favorece a precipitação de carbonato de cálcio. As partículas precipitadas são assim "soldadas", constituindo uma série de crostas que formam uma rocha designada por laminite cianobacteriana.

Os estromatólitos são bastante raros hoje em dia, encontrando-se apenas em ambientes hipersalinos como Shark Bay, ou então em áreas de elevada alcalinidade, pobres em nutrientes, com temperaturas demasiado elevadas ou demasiado baixas, ou locais sujeitos a correntes ou ondas fortes. Embora raros hoje em dia, os estromatólitos eram extraordinariamente abundantes no passado. Durante três quartos do tempo de vida na Terra as cianobactérias terão sido os principais construtores de recifes, originando impressionantes barreiras de carbonato de cálcio. A abundância destas estruturas começou no entanto a declinar durante o Câmbrico com o advento de seres multicelulares e de elevados níveis de bioturbação, ou seja o remexer dos sedimentos por criaturas que escavam.

Os estramotólitos existentes em Shark Bay são relativamente recentes, com cerca de 3,000 anos apenas, e a sua descoberta não resolveu de vez o problema das estruturas mais antigas. Continuou a não ser claro se os estromatólitos mais antigos, que existiram durante um período da história da Terra designado por Arqueano, que cobre o período de aproximadamente 3,800 milhões a 2,500 milhões de anos antes do presente, também teriam uma origem semelhante. Um estromatólito é definido como uma estrutura de acreção laminada que tem relevo sinóptico, isto é, que se destaca do fundo oceânico. Nalguns casos estruturas deste tipo podem formar-se em águas saturadas com precipitados químicos. Além disso durante o Arqueano a Terra era um planeta muito diferente daquele que temos hoje. A actividade tectónica e os fenómenos vulcânicos eram muito mais comuns, e a atmosfera não possuia oxigénio livre. Com este ambiente de certa forma extraterrestre não admira que um artigo recente sobre estromatólitos no Arqueano tenha como primeiro autor Abigail C. Allwood, do Australian Centre for Astrobiology. Num artigo na Nature (ref2), Abigail Allwood e colegas estudaram alguns estromatólitos antiquíssimos. Numa tradução livre do resumo:

A Strelley Pool Chert (SPC) (Pilbara Craton, Australia) com 3,430 milhões de anos, é uma formação rochosa sedimentar contendo estruturas laminadas com uma origem posivelmente biológica (estromatólitos). Determinar a biogenicidade de fosséis tão antigos é o objecto de um debate continuado. Contudo, muitos dos obstáculos na interpretação dos fósseis são ultrapassados no SPC devido à sua vasta extensão, excelente preservação e variedade morfológica dos seus relevos estromatolíticos que fornecem informação de carácter paleontológico numa escala que excede outras rochas de idade semelhante. Apresentamos aqui um estudo paleontológico e paleoambiental do SPC numa escala de vários km, em que identificamos sete tipos morfológicos de estromatólitos, muitos previamente desconhecidos, em diferentes partes de uma plataforma de carbonatos de uma zona entre marés. Levamos a cabo a primeira análise específica dos tipos morfológicos das estruturas no seu paleoambiente e refutamos hipóteses abiogénicas para a sua formação. Finalmente, argumentamos que a diversidade, complexidade e associacões ambientais dos estromatólitos descrevem padrões que em cenários semelhantes ao longo da história da Terra mostram a presença de organismos.

A área estudada pelos autores tinha cerca de 10 km de extensão, e foi isso que permitiu um estudo tão detalhado. A conclusão dos autores no artigo é clara: mesmo os mais antigos estromatólitos são de origem microbial. A vida não só existia nesses tempos remotos mas mostrava uma saudável pujança. Não deixa de ser impressionante pensar que 3,400 milhões de anos atrás a vida na Terra já era capaz de moldar de forma tão marcante algumas partes do nosso planeta.

Ficha Técnica
Imagem do estromatólito "fóssil" cortesia do National Park Service, retirada desta página em particular.
Imagem da Hamelin Pool Marine Nature Reserve, Shark Bay, cortesia de Paul Harrison (Reading, UK), obtida via Wikki Commons a partir deste laço.
Imagem de cianobactérias retirada da referência (1) abaixo

Referências
(ref1) Dominic Papineau, Jeffrey J. Walker, Stephen J. Mojzsis, and Norman R. Pace (2005). Composition and Structure of Microbial Communities from Stromatolites of Hamelin Pool in Shark Bay, Western Australia. Appl Environ Microbiol. 71(8): 4822-4832. Laco DOI.
(ref2) Abigail C. Allwood, Malcolm R. Walter, Balz S. Kamber, Craig P. Marshall and Ian W. Burch (2006). Stromatolite reef from the Early Archaean era of Australia. Nature 441, 714-718. Laço DOI.

A anémona que flutua

Resolvi os meus problemas de ligação à rede, pelo que esta semana irei colocar algumas contribuições. Para começar deixo aqui mais uma imagem retirada do Censo da Vida Marinha de que falei aqui algumas vezes. A figura mostra uma pequenita anémona bebé, com apenas alguns milímetros de comprimento, que flutuava nos mesmos mares que as os anjos e elefantes devoradores de borboletas. Com o tempo, e se tiverem a sorte do seu lado, anemonazitas semelhantes a esta assentarão num local qualquer com os seus tentáculos para cima e adoptarão uma vida menos móvel.

Não é da luz que elas têm medo

Muitos de nós já viram esta imagem: uma grande e gorda lagarta com inúmeros pequenos casulos colados ao corpo. Neste caso trata-se da lagarta da folha do tabaco, de seu nome científico Manduca sexta, e da pequena vespa parasítica Cotesia congregata, que como podem calcular é tida em grande estima pela generalidade das tabaqueiras. Embora imagens de parasitas a sairem dos seus hospedeiros sejam algo que só por si vale a pena partilhar, há muitos outros aspectos interessantes, em particular os resultados de um estudo recente que mostra que a relação entre a planta, a lagarta, e a vespa, é bastante mais complicada do que poderia parecer. As plantas mandam mensagens destinadas às vespas, "dizendo-lhes" que estão a ser atacadas por um tipo específico de lagarta. [... ler mais]

ntes de falar nisso, no entanto, não resisto a mostrar mais uma imagem que mostra a quantidade enorme de vespas que bem trabucaram outra pobre Manduca.

A pesquisa de que vou falar foi efectuada por K. Shiojiri e colegas e publicada na revista PLoS Biology (ref1). A presa neste artigo é a lagarta Mythimna separata, uma peste agrícola que devora vegetais importantes para alimentção humana e para rações animais, como milho, soja e sorgo. O predador é a vespa Cotesia kariyai, uma prima próxima da vespa que mostrei com a larva da folha do tabaco. Eu bem procurei mas não encontrei nenhuma foto com imagens de casulos e pequenas vespas a emergirem desses casulos para esta espécie.

Este estudo aborda um aspecto curioso da relação lagarta-vespa. As pequenas vespas são activas durante o dia, enquanto as lagartas em geral só se alimentam durante a noite, escondendo-se durante o dia. O que Shiojiri e colegas testaram foi se é de facto a luminosidade que determina o comportamento das lagartas. É que há outro factor aqui. Quando ameaçadas por herbívoros muitas plantas emitem aquilo que se designa por voláteis das plantas induzidos por herbívoros (VPIH). Este químicos, que se propagam no ar, são em muito casos específicos quanto à espécie que está a atacar a planta. Os VPIHs são vantajosos para as plantas, pois as pequenas vespas parasíticas detectam-nos e procuram a fonte das emissões. A questão que os autores do estudo se puseram foi então a seguinte: as lagartas possuem um comportamento nocturno como resposta ao carácter diurno das vespas, ou respondem às emanações da planta, que apenas são produzidas durante o dia? Este último facto é importante, pois as plantas se atacadas durante a noite não libertam este VPIH específico. Numa tradução livre do resumo do artigo:

Embora muitos organismos mostrem ritmos diários no seus padrões de actividade, as causas destes padrões são mal compreendidas. Mostramos aqui que voláteis das plantas afectam o comportamento nocturno da lagarta Mythimna separata. Qualquer que seja o estudo de luminosidade, as lagartas comportavam-se como se estivessem na escuridão se expostas a voláteis emitidas por plantas (infestadas ou não por lagartas congéneres) no escuro. De igual modo,independemente do estado de luminosidade as lagartas comportavam-se se estivessem na luz se expostos a voláteis emitidos por plantas na luz. As lagartas aparentemente utilizam a informação providenciada pelos voláteis das plantas para se informarem sobre o seu ambiente e modularem o seu padrão de actividade diária, dessa forma evitando potencialmente a ameaça do parasitismo.

O método utilizado pelos autores no estudo foi simples, em vez de darem às lagartas plantas vivas, deram-lhes alimentação artificial. As lagartas foram colocadas num pequeno recipiente plástico, com um pequeno abrigo onde se podiam esconder. Os autores verificaram então que as lagartas comportavam-se da mesma forma quer na escuridão quer na claridade, alimentando-se e escondendo-se em números iguais. Tendo estabelecido que a luz não era o factor que controlava o ciclo de actividade das baratas os autores testaram então os efeitos da presença de uma planta de milho. A simples presença da planta, não infestada, levava a que mais 20% das lagartas se escondessem durante o dia, enquanto o número de lagartas escondidas em condições de escuridão caía 30%. O passo seguinte foi utilizar as emanações de plantas infestadas. Ao expor lagartas em condições de claridade ou escuridão a voláteis de plantas atacadas por lagartas (com as plantas em condições de claridade), os autores verificaram que o número de lagartas a esconderem-se aumentava 20 a 40%, quer as lagartas estivessem à luz quer às escuras.

O resultado é fascinante, se a lagarta sente que a planta está a "pedir ajuda" às vespas parte a recolher-se, quer seja noite ou dia. A presença dos VPIH é sentida pela lagarta como indicador imediato de ameaça. O ciclo de vida nocturno é uma consequência indirecta.

Ficha Técnica
Imagens de Manduca sexta, e Cotesia congregata, no topo da página cortesia de R.J. Reynolds Tobacco Company Slide Set, obtidas a partir de www.insectimages.org.
Imagem de Manduca sexta, com inúmeras Cotesia, cortesia de Alton N. Sparks, Jr., The University of Georgia, obtidas através de www.insectimages.org.
Imagem de Cotesia kariyai, cortesia de Dr. James Whitfield e Dr. Michael Sharkey, Hymenoptera institute, Univ. Kentucky.
Imagem de Mythimna separata, cortesia de Liza Gross, PLoS Biology (ref2), ver abaixo.

Referências
(ref1) Shiojiri K, Ozawa R, Takabayashi J (2006) Plant Volatiles, Rather than Light, Determine the Nocturnal Behavior of a Caterpillar. PLoS Biol 4(6): e164. Laço DOI.
(ref2) Gross L (2006) Plants Tell Caterpillars When It's Safe to Forage. PLoS Biol 4(6): e194. Laço DOI.

A corrida do vampiro

A contribuição para hoje era sobre astronomia, mas estou com dificuldade em colocar as minhas animações num servidor externo ao blogger. Para não ficar mais um dia em branco resolvi por isso socorrer-me de um artigo antigo (Março 2005) sobre os morcegos vampiros comuns, da espécie Desmodus rotundus. Apesar da má reputação a felpuda criaturinha da imagem até tem um aspecto simpático. O que me leva a falar neste animal não são os sinistros hábitos alimentares, mas sim uma característica algo supreendente: estes morcegos conseguem correr. [... ler mais]

Fazem-no com uma passada que embora pouco habitual é bastante eficiente. O artigo foi publicado na Nature (ref1) e é da autoria de Daniel Riskin e John Hermanson, ambos da Universidade de Cornell. Numa tradução livre do resumo:

A maioria dos tetrápodes conservaram a locomoção terrestre desde que esta evoluiu na era Paleozóica, mas os morcegos tornaram-se tão especializados para o vôo que perderam practicamente quase toda a habilidade de manobrar em terra. Os morcegos vampiros, que se esgueiram até à sua presa no solo, são uma importante excepção. Mostramos aqui que os morcegos vampiros comuns podem também correr usando uma passada acoplada única, em que os membros anteriores em vez dos posteriores são utilizados para produzir força, uma vez que as asas são muito mais poderosas que as pernas. Esta habilidade para correr parece ter evoluído de forma independente dentro da linhagem dos morcegos.

Os autores colocaram morcegos vampiros numa esteira rolante e verificaram que a baixas velocidades os morcegos eram capazes de caminhar, mas, assim que a velocidade da esteira aumentava, os morcegos desenvolviam algo que só se pode designar por corrida, pois incluía uma fase em que todas as patas estavam fora de contacto com o solo. A passada utilizada era no entanto distinta das formas de corrida utilizadas pelos outros animais de quatro patas, pois eram os braços que produziam a força. As imagens são impressionantes:


As imagens acima não fazem no entanto justiça à fantástica cavalgada do vampiro. A coisa só pode ser apreciada em toda a sua glória neste filme que até é bastante pequeno (569 kbytes). Como mais nenhuma espécie de morcegos mostra esta habilidade os autores concluem que os morcegos vampiros desenvolveram esta forma de corrida de forma independente, isto é, trata-se de uma novidade evolutiva. Os morcegos atingem velocidades razoáveis para um animal do seu tamanho. Na figura o morcego está a correr a puco mais de meio metro por segundo, mas podem atingir cerca de 2 metros por segundo (mais de 7 km/hora).

Agora porque razão terão os morcegos necessidade de correr não é claro. Após a introdução do gado nas Américas pelos humanos no século XVI, os morcegos passaram a alimentar-se preferencialmente nestes animais. Mas os morcegos não são esquisitos, sendo capazes de se alimentarem mesmo de sangue de répteis. É óbvio que correr deve ter alguma utilidade para manobrar em volta das presas, mas sem examinar o comportamento destes vampiros com outros animias, que não o gado, as vantagens do comportamente não são óbvias.

Este animais são muito pequenos, com apenas 8 centímetros de comprimento. Mas há aqui claramente material para pesadelos, não custa imaginar um vampiro gigante a correr desenfreadamente atrás de nós.

Ficha técnica
Imagem do morcego nas paredes da gruta retirada da Wikimedia Commons.
Imagens do morcego a correr e filme retirados da página sobre este estudo na Universidade de Cornell.

Referências
(ref1) Riskin, D.K., and J.W. Hermanson (2005). Biomechanics: Independent evolution of running in vampire bats. Nature 434:292. Laço DOI.

A montanha de fogo reacende a sua fornalha

Depois de falar nos hábitos alimentares e no sexo dos anjos, volto hoje a notícias mais terra a terra. Esta é uma imagem do vulcão Gunlung Merapi, que significa montanha de fogo, no centro da ilha de Java, que tem aparecido nas notícias nos últimos dias. A imagem foi tirada pelo instrumento ASTER a bordo do satélite Terra da NASA no dia 26 de Abril de 2006. Podemos ver na imagem uma pluma de vapor a emanar do cimo do vulcão, e rios de lava "seca" de erupções anteriores, com uma cor escura. [...ler mais]

Comprovando que a Indonésia é de facto a terra dos vulcões, uma panorâmica cobrindo mais terreno mostra que este vulcão não stá sozinho, existindo logo ali ao lado um outro vulcão, designado Merbabu.


Trata-se de uma imagem de cor "falsa", em que as regiões com vegetação densa surgem a vermelho e as zonas acinzentadas são regiões em que o terreno foi desbravado, e possivelmente habitadas. A mesma região tinha sido observada em Outubro de 1994, com o radar SIR a bordo do vai-vém espacial Endeavour.

Mais uma vez as cores são artificiais. Os dois cumes vulcânicos são evidentes, e as regiões com tons mais verdes e amareladas são fluxo de lava de diferente idades e rugosidades. Seis semanas após estas imagens terem sido tiradas, uma erupção no vulcão Merapi matou 66 pessoas. Uma anterior em 1930 tinha destruído 13 aldeias e tirado a vida a 1,370 habitantes das aldeias redondezas. Não admira que os tremores de terra frequentes no final de Abril e plumas de vapor que mostraram que uma erupção estava iminente tenham levado as autoridades locais a reagir. Afinal o Merapi, localiza-se numa das regiões mais densamente povoadas do mundo, e o número de pessoas a evacuar pode atingir as 80 mil. Segundo os despachos informativos de várias agências alguns milhares de pessoas foram já evacuados. Os fluxos piroclásticos e a possibilidade de torrentes de lama semelhantes aos que acompanharam estas erupções anteriores são neste momento os grandes motivos de preocupação.

Por enquanto a NASA e a UGCS não colocaram imagens à disposição do público. Encontrei contudo esta imagem, obtida também no espaço, que foi tirada por astronautas em 2003.


O Merapi teve 68 erupções registadas desde 1548, e detém a distinção algo sinistra de ser o vulcão com o maior número de nuvens ardentes: das 68 erupções históricas, 32 tiveram "nuvens ardentes". Uma nuvem ardente é uma grande massa de gases vulcânicos muito quentes que se precipita pelas encostas do vulcão, e que é completamente letal para quem tenha o infortúnio de ser apanhado por ela. Tal como as erupções de Tera, e de Tambora, apresentadas aqui anteriormente, este vulcão está também associado ao colapso de uma sociedade até então próspera. Uma erupção gigantesca em 1006 cobriu toda região central de Java com cinzas vulcânicas. Pensa-se que tessa erupção tenha levado ao colapso da civilização Mataram. Não vou entrar aqui em detalhes, pois o pouco que sei acerca dessa cultura foi através de um documentário televisivo. Dela sobrevivem por exemplo as ruínas de Prambanan, o maior complexo de templos da religião hindu na Indonésia. A imagem da estátua de Ganesh, o deus com cabeça de elefante, é de um dos templos desse santuário. Confesso que gostaria de o visitar, em parte devido ao fascínio que adquiri pela história de Sita. Baixos relevos da história de Sita adornam os muros em redor do santuário, do qual mostro mais uma imagem em baixo.


Ficha técnica.
Imagem do ASTER, cortesia do Earth Observatory da NASA, onde pode ser encontrada uma versão de alta resolução.
Imagem do SIR, cortesia do PhotoJournal da NASA, com acesso a versão de alta resolução.
A foto do vulcão tirada do vai-vém espacial é também cortesia do Earth Observatory da NASA.
As imagens de Prambanan, foram retiradas da Wikipédia versão inglesa.