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18 de maio de 2018

De couro até drones: possibilidades de criação com fungos

Produtos de arquitetura criados a partir de fungos | autoria desconhecida

Sabe aqueles bolores verdes que surgem no seu pão? Aquelas manchas escuras no teto do banheiro? Ou mesmo algumas doenças, como a candidíase, e até mais graves, aspergilose, por exemplo? São essas algumas das referências que fazem com que os principais fungos conhecidos sejam os bad guys do Reino Fungi.

No entanto, eles também são os produtores dos famosos queijos, como o gorgonzola e o camembert, produzidos a partir de fungos do gênero Penicillium spp., e ainda muitos têm ótimas propriedades como antibióticos contra várias infecções bacterianas inconvenientes.

Todas essas suas particularidades não estão à altura do potencial que carregam. Por exemplo, experimente imaginar-se com aquela jaqueta de couro maneira para conquistar o crush. Esse couro, na realidade, não é feito de boi, mas de micélio, estrutura vegetativa de grande parte dos fungos. Parece ficção científica? Talvez. E se pudéssemos fabricar nossas embalagens de isopor com a ajuda de fungos? Ou, ainda, construir um drone a partir de micélios?

Tudo isso é possível! Genial, não? Essas grandes inovações que buscam trazer os fungos como aliados no nosso dia a dia já são contemporâneas a nós.

A partir de uma pesquisa financiada pelo Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (US NSF), desenvolvida pela Rensselaer Polytechnic Institute e feita por Eben Bayer e Gavin McIntyre, dois pós-graduandos na época, surgiu uma alternativa para solucionar o uso indiscriminado do isopor, material não biodegradável que demora milhares de anos para se decompor. 

Eles recorreram aos fungos, organismos pouco conhecidos, mas que atendiam a todas as características para um substituto do isopor, já que o micélio suporta altas e baixas temperaturas e tem tempo de degradação rápido. Isso era apenas o começo da experimentação desses seres como solução!

Assim, em 2004, os antigos alunos abrem uma empresa, a Ecovative. A partir disso, começam a criar novos produtos com micélio como tijolos e artigos de decoração, mas seu carro-chefe ainda é o isopor micelial, o Mycobond.

Aparatos fundamentais na produção do MycoBond | adaptado de Ecovative 

O uso de fungos revolucionou e impulsionou novos empreendimentos e a criação de empresas (a Mycoworks, por exemplo) que produzem peças de vestuário que mimetizam o couro, utilizando apenas a parte vegetativa desses organismos.

Produtos desenvolvidos a partir de micélio | adaptado de Ecovative e MycoWorks

Você quer mais? Desde da descoberta da penicilina, um potente antibiótico produzido através do fungo Penicillium notatum, e a partir da Segunda Guerra Mundial, em que foi produzido em larga escala o medicamento, esses seres tornaram-se alternativa de matéria-prima para variados produtos.

Além disso, muito investimento está sendo feito para o uso deles na biorremediação, visando a recuperação de áreas ambientais afetadas por alguma substância química com uso de fungos. Por exemplo, associações e organizações já bem conhecidas, como a de Paul Stamets, investem em pesquisas na regeneração de áreas afetadas com derivados do petróleo. 

E, para finalizar, novos projetos quase futuristas estão acontecendo. Estudantes das universidades de Stanford, Spelman e Brown,  em parceria com a Ecovative Design e a Nasa, produziram um drone biodegradável. Esse protótipo participou, em 2014, na Competição Internacional de Máquinas Geneticamente Modificadas. Foram aproveitadas as propriedades inerentes da formação do micélio, composto por biomoléculas bem estruturadas, em que a base do drone é construída em poucas semanas, apenas com a inoculação do fungo desejado (no caso Streptomyces capreolus). Depois dessa etapa é realizada a esterilização para cessar o crescimento do organismo.

Drone biodegradável produzido a partir de micélio | Forbes

Todas essas possibilidades com o uso do micélio indicam como ainda não conhecemos bem esses seres conterrâneos a nós, que há tempos ocupam nichos ecológicos importantíssimos na biosfera. 

A partir deles, sabe-se de inúmeras interações benéficas e maléficas com outros organismos, como a associação com cianobactérias e/ou algas, formando os líquens e o parasitismo por fungos, como do gênero Cordyceps, em alguns insetos. Ademais, através de algumas dessas relações ecológicas, por exemplo as micorrizas, garantiram a conquista terrestre pelas plantas, elas gerando produtos da fotossíntese e eles auxiliando na absorção e fixação de nutrientes. 

Por isso, fungar não é só sinônimo de estragar, às vezes é justamente o contrário e necessário. Então não se engane! Os fungos sempre estiveram presentes no nosso cotidiano, só precisamos dar a chance de descobrir suas capacidades.

7 de maio de 2018

Botânica Forense: quando as plantas entram na cena do crime

Plantas frequentemente estão na cena do crime e podem ajudar a solucioná-lo | autoria desconhecida

Na sarjeta de um condomínio residencial de Taipei, em Taiwan, o corpo de uma jovem foi inesperadamente encontrado em uma calçada. Não se sabe as circunstâncias da morte, mas existe a suspeita de que ela teria sido atropelada por um caminhão e seu corpo foi arrastado até ali para disfarçar o acidente. Ao ser levada para a autópsia no hospital, porém, um pequeno detalhe chama a atenção dos legistas: emaranhado aos cabelos negros da jovem estava um pequeno ramo com um frutinho. E aquele pequeno ramo seria uma das principais chaves para descobrir quem matou a pobre moça de Taipei...

A botânica, ciência que estuda as plantas, é um campo de pesquisa muito rico e com muitas subáreas. Pode-se estudar a origem e evolução das plantas, a sua fisiologia, a sua anatomia, sua composição química, dentre muitas outras coisas. E, como os seres humanos dependem totalmente das plantas para viverem, existem muitas aplicações da botânica em nossas vidas. Para citar alguns exemplos, pode se buscar o melhoramento de espécies e variedades de vegetais para o consumo humano, o desenvolvimento de novos medicamentos e produtos à base de plantas, o uso de plantas para descontaminação do solo e o próprio paisagismo e jardinagem, uma aplicação muito nobre da botânica, diga-se de passagem.

Contudo, uma área ainda bastante subutilizada e até desconhecida da botânica é, justamente, a botânica forense. Ou seja, o uso de plantas e algas para ajudar a solucionar crimes e outros assuntos legais (nem só de crimes vivem os legistas). Assim como a medicina, a química e a balística podem vir em auxílio da Justiça ao contribuir para a solução desses problemas legais, a biologia, nas suas múltiplas formas, também pode (há um capítulo somente sobre entomologia forense — o uso de insetos para solucionar crimes — no recém-lançado livro do Sporum. Link para download aqui) e a botânica não faz exceção.

As plantas, por geralmente não poderem se mover, têm a anatomia de seus corpos e mesmo a sua bioquímica estreitamente relacionada ao lugar onde vivem. Desse modo, muitas plantas vivem somente em locais específicos, pois dependem da qualidade do solo, da quantidade de luz que recebem, da umidade e assim por diante. Saber a maneira como as plantas vivem e compreender a sua anatomia e fisiologia pode ser muito útil quando uma planta aparece numa cena de crime. A taxonomia, a anatomia, a fisiologia vegetal e a ecologia são disciplinas que auxiliam na identificação da planta e de seu local de origem, e isso pode ter valor de prova em um julgamento, indicando, por exemplo, onde a vítima estava quando foi morta, ou se foi movida de um lugar a outro.

Outra área importante da botânica é a palinologia, ou seja, o estudo do pólen. Estes minúsculos grãos extremamente resistentes são produzidos em locais e estações do ano específicas e podem durar milhares de anos. Assim, são úteis em estudos paleontológicos e arqueológicos, como o estudo que reconstruiu a trajetória que Ötzi, a múmia de mais de 5000 anos encontrada nos Alpes italianos, percorreu nas últimas horas antes de sua morte por meio de pólen encontrado em seu trato digestivo.

A comparação de grãos de pólen encontrados no controverso Sudário de Turim com o pólen de plantas endêmicas da região de Israel levou pesquisadores a afirmarem que a origem do tecido é a Palestina e que o corpo que o sudário supostamente envolveu teria recebido um funeral hebraico. Contudo, devido à delicadeza do tema esses estudos são muito criticados e não há consenso ainda sobre a origem do tecido. Quanto ao pólen utilizado para resolver crimes, falarei de um caso ocorrido em Magdeburgo mais adiante.

Diatomáceas e suas belíssimas carapaças podem ser usadas para elucidar crimes | autoria desconhecida

O estudo das algas também pode contribuir para análises forenses. De especial valia são as diatomáceas, minúsculas algas unicelulares que possuem belíssimas carapaças de sílica. Como a sílica é um mineral, não se degrada tão facilmente, permanecendo no corpo de uma vítima por muitas horas depois de o crime ter ocorrido e, por isso, essas algas são muito úteis para a criminalística. Por exemplo, se a vítima foi afogada, ou se afogou, ela irá acabar inalando água. Com a água vêm milhares de diatomáceas que acabam indo para os pulmões e, a partir daí, para a corrente sanguínea através de minúsculos ferimentos nos alvéolos pulmonares. Por fim, vão parar em órgãos internos e na medula óssea. Assim, se forem identificadas diatomáceas na medula de uma vítima, isso indica que ela estava viva quando entrou na água e que sua causa mortis foi afogamento.

Agora, alguns casos que foram elucidados com o auxílio da botânica forense.

O primeiro caso de que se sabe ter usado plantas para resolver um crime foi o que ficou conhecido como caso Lindbergh. Em 1932, nos Estados Unidos, o bebê Charles Lindbergh Junior foi sequestrado e assassinado e o principal suspeito era Bruno Richard Hauptman. A principal evidência que ligou o sequestro do bebê a Hauptman foi uma escada de madeira utilizada para acessar o segundo andar da casa dos Lindbergh. Através de estudos da anatomia das madeiras da escada, Arthur Koehler, do Laboratório de Produtos Florestais do Serviço Florestal dos EUA, além de identificar quatro espécies de árvores que compunham a escada, demonstrou através das marcas de aplainamento que a madeira utilizada na sua fabricação provinha de um depósito de madeira próximo à casa de Hauptman mesmo antes de ele ser considerado suspeito. Em seguida, Koehler percebeu que a escada havia sido trabalhada com uma ferramenta cujas marcas eram compatíveis um uma plaina de mão encontrada na casa do suspeito. Por fim, o padrão do nó de um dos degraus da escada coincidia com uma madeira cortada encontrada no sótão de Hauptman. Essas três linhas de evidências serviram de provas para a sua prisão e condenação à morte.

Casa da família Lindbergh com a escada usada pelo sequestrador e foto do bebê raptado | New York Daily News

Em relação ao pólen, em 1994 foram encontrados em uma vala 32 ossadas de homens na cidade de Magdeburgo, na Alemanha. Após muito estudo chegou-se a duas hipóteses sobre a origem dos esqueletos: a primeira é a de que os homens teriam sido assassinados pela polícia secreta nazista na primavera de 1945. Na segunda hipótese, as vítimas teriam sido soldados soviéticos mortos pela polícia secreta da Alemanha Oriental no verão de 1953. Palinólogos foram acionados para tentar descobrir esse mistério e recolheram das cavidades nasais dos crânios pólen que teria sido respirado pouco antes dos homens morrerem. As suas análises demonstraram que se tratava de pólen produzido por plantas que florescem nos meses de verão, demonstrando que a hipótese dos soldados soviéticos era a correta.

Outro caso interessante aconteceu em Taipei também, onde um homem foi encontrado morto em uma valeta ao lado de uma estrada, com os joelhos machucados e pedaços de grama agarrada em suas mãos fechadas. Na autópsia, identificou-se um pedaço de folha de bambu em seu estômago. Porém, não havia bambu na valeta. Com mais informações concluiu-se que ele havia sido vítima de um acidente de carro e estava sendo levado a um hospital quando os culpados mudaram de ideia e o abandonaram num bosque de bambu ali perto. Ele ficou algum tempo lá até se arrastar até a vala (como demonstrado pelas contusões nos joelhos e a grama das mãos) e morreu ali.

No Brasil, o caso mais famoso de um crime solucionado com o auxílio da botânica foi o assassinato da advogada Mércia Nakashima, em Nazaré Paulista, SP, no ano de 2010. Após o seu desaparecimento o seu carro foi encontrado no fundo de uma represa por bombeiros e, na manhã seguinte, seu corpo foi localizado. Do alto de uma colina a cerca de cem metros do local do crime uma testemunha que se preparava para pescar naquela madrugada relatou ter visto o carro ser empurrado para dentro da represa, ter ouvido gritos de mulher e viu um homem alto que não conseguiu identificar.

Carro da advogada Mércia Nakashima sendo retirado da represa de Nazaré Paulista | Paulo Toledo Piza

Um suspeito do crime era Mizael Bispo de Souza, ex-namorado de Mércia. Em meio às investigações foi encontrado no lodo preso à sola dos sapatos de Mizael e no tapete de seu carro algas verdes. O biólogo e professor Dr. Carlos Eduardo de Mattos Bicudo, especialista em algas, foi convidado para identificá-las e, de acordo com ele, havia 90% de probabilidade de pertencerem ao gênero Stigeoclonium. Segundo o biólogo, essas algas crescem entre 20 e 50 cm de profundidade em lagos de água doce, necessariamente aderidas a algum substrato, como lodo ou pedras. Segundo ele, a única maneira de aquelas algas estarem no sapato de Mizael seria se ele tivesse entrado na água. Além disso, elas estavam nos sapatos e tapete por um tempo compatível com o dia do assassinato, pois as algas são delicadas e teriam se estragado completamente se tivesse passado mais de três semanas. Ainda, aquelas algas sabidamente cresciam ali, pois haviam sido coletadas anos antes naquela mesma represa pela equipe de Bicudo em um estudo financiado pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) para estudar as algas do Estado de São Paulo, demonstrando a importância da ciência básica. Quem poderia imaginar que um inventário de algas seria útil mais tarde para solucionar um crime de repercussão nacional?

Algas do gênero Stigeoclonium ajudaram a solucionar o caso Mércia Nakashima | Birger Skjelbred

O depoimento de Bicudo foi uma das principais provas que levaram à condenação de Mizael a 22 anos e oito meses de prisão por ter brutalmente assassinado Mércia e empurrado seu carro para dentro da represa de Nazaré Paulista.

E em relação ao caso da jovem de Taipei que abre este artigo, após encontrarem o ramo em seus cabelos, os pesquisadores identificaram ser de uma planta conhecida como erva-moura (Solanum nigrum), da família das solanáceas, a mesma do tomate e da berinjela. Os pesquisadores voltaram à calçada onde a jovem foi encontrada e acharam mais ramos partidos da mesma planta. Ao olharem para cima encontraram-na plantada em uma jardineira a 3,5 metros de altura. Seria muito improvável que alguém no nível do chão tivesse arrancado aquele ramo. Quando analisaram as plantas os pesquisadores viram que havia alguns caules partidos e isso levou-os a concluir que a jovem não havia sido atropelada e sim caído do alto do prédio. Durante a queda seus cabelos roçaram nas plantas e arrancaram os ramos. Dias depois, quando a família foi contactada, descobriu-se que ela sofria de depressão e já havia feito uma tentativa de suicídio anteriormente. A conclusão foi que ela se suicidou.

Observando esses casos percebe-se que o estudo de plantas e algas pode ser muito valioso para ajudar a solucionar crimes e outros casos forenses. No entanto, essa ferramenta ainda é pouco utilizada, talvez porque as pessoas sempre tendem a subestimar a importância das plantas para o seu cotidiano. Quando ocorrer um crime novamente espero que os legistas se lembrem de perguntar, também, às plantas sobre o que ocorreu. Por vezes elas têm respostas surpreendentes.

A) Rua de Taipei onde foi encontrado o corpo da jovem, B) ramo de erva-moura preso em seus cabelos que ajudou a identificar a causa mortis | adaptado de Coyle et al., 2005.

Este texto foi baseado principalmente no artigo de Coyle e colaboradores, publicado na revista Croatian Medical Journal (em inglês), no artigo de Damas e colaboradores publicado na Revista Brasileira de Criminalística (em português), e na palestra proferida pela professora Dra. Lezilda Carvalho Torgan (da Fundação Zoobotânica do Rio Grande do Sul) no VIII Seminário em Botânica da Universidade Federal do Paraná que aconteceu em outubro de 2017 e que aguçou minha curiosidade pelo tema, levando-me a escrever este artigo, pelo que rendo os meus agradecimentos.

26 de abril de 2018

Sereias de verdade pesam mais de 300 kg


O mar está agitado e seus sentidos já não estão mais em dia graças ao balanço do navio. Um vai e vem infindável e uma saudade da terra firme, a qual os seus pés já não tocam a muito tempo. Depois de algumas bebidas a bordo, e quando o mar começa a acalmar, um canto suave é ouvido. Não é possível! Será que um dos tripulantes escondia uma voz angelical de mulher? Mas, e o que seria aquela forma tão bonita, com aqueles lindos cabelos longos, lá no horizonte, sentada em uma pedra? Parece que o canto vem de lá, e ele parece tão convidativo!

O mito das sereias é universal, em qualquer lugar do mundo já se ouviu histórias de homens navegantes que escutavam um canto enfeitiçador vindo dos mares e morriam afogados graças a ele. A figura da sereia (nome grego que tem o significado de: meio mulher, meio peixe) também é praticamente a mesma em todos os lugares: uma linda mulher de cabelos longos, com voz encantadora e uma cauda de peixe surpreendente no lugar das pernas e pés. Mas, você já pensou como pode, em tantos lugares diferentes, esse mito ter aparecido? E o que era a tal figura que eles avistavam? Seria possível uma mulher híbrida estar cantando para enfeitiçar homens marinheiros?

Com algum tempo de pesquisas, se chegou a uma conclusão e para a entendermos bem, é necessário que tenhamos compreensão do que era ser um marinheiro naquela época. Imagine que você é aquele marinheiro descrito no primeiro parágrafo deste texto: sem ver terra firme por muito tempo, com o balanço do mar constante alterando seus sentidos e provocando enjôos, e o mais importante: com bebidas fortíssimas e algumas intoxicações alimentares. O resultado de tudo isso? Alucinações, muitas alucinações! Mas, elas não eram sem fundamento, no final das contas os marinheiros, de fato, viam uma figura misteriosa no mar: uma forma que pesava em média 300 kg. 

A Ordem Sirenia, representada pelos únicos mamíferos aquáticos essencialmente herbívoros, recebeu esse nome justamente por conta do mito da sereia, e os membros atuais dessa ordem são os famosos peixes-boi (ou manati) e dugongos. Acredita-se que o que os marinheiros viam no mar eram peixes-boi repousando, animais com um corpo robusto, membros posteriores ausentes, cauda achatada e mamilos nas axilas. Os longos cabelos que eles atribuíam à lindas mulheres? Nada mais, nada menos do que algas que ficavam presas na cabeça desses mamíferos quando eles iam pra superfície. 


Peixe-boi (foto 1) e dugongo (foto 2). A principal diferença entre esses dois mamíferos é o formato da cauda: enquanto o dugongo tem uma cauda parecida com golfinhos, os peixes-boi possuem cauda em forma de leque. Além disso, perceba que o formato do corpo do dugongo é mais “hidrodinâmico”. 

Esses animais habitam rios, estuários e águas oceânicas costeiras rasas, e há apenas duas famílias viventes atualmente: Dugongidae, com duas espécies (Dugong dugon e a extinta Hydrodamalis gigas, conhecida como vaca marinha de Steller), e Trichechus, onde encontram-se as três espécies de peixe-boi: Trichechus senegalensis, Trichechus inunguis e Trichechus manatus

O fato dos mamilos dos peixes-boi serem nas axilas pode ter contribuído para a confusão desses seres com mulheres, já que quando uma fêmea amamenta, ela pode segurar seu filhote de forma semelhante aos seres humanos! Uma curiosidade é de que esses animais foram os primeiros mamíferos marinhos brasileiros a serem descritos, já nos anos 1500, e hoje nós contamos com espécies no nordeste e no Rio Amazonas

Ao mesmo tempo, todas as quatro espécies de Sirenios viventes estão ameaçadas de extinção, sendo que este é o mamífero aquático mais ameaçado de extinção do Brasil. Aqui, eles são protegidos por uma lei ambiental desde 1967, mas apenas na década de 80 é que se deu mais atenção à questão da proteção desses animais, com a criação do Projeto Peixe-boi Marinho. 

Legenda: Peixe-boi amamentando seu filhote dentro da água. Perceba a localização das mamas: na axila! 
Bom, agora a gente consegue entender melhor da onde surgiu tudo isso, né? A intoxicação, bebedeira e desidratação tomaram a frente e pegaram o trabalho de fazer com que um peixe-boi ficasse mais formoso e também perdesse uns quilinhos pra parecer com uma linda mulher. Não fica engraçado pensar que O GRANDE Ulisses, em a Odisséia, teve que ser amarrado no mastro do navio e fazer a tripulação inteira tapar os ouvidos com cera, só pra não ser tentado por um mero peixe-boi? 

The Sirens and Ulysses por William Etty, 1837 - o quadro mostra uma cena de Odisseia, de Homero, onde Ulisses resiste à tentação das sereias ao ser atado pela tripulação, enquanto eles tapavam os próprios ouvidos.


13 de abril de 2018

A bioquímica por trás de um litrão


O que monges medievais, guerreiros nórdicos, diplomatas prússios e estudantes da universidade têm em comum? Todos eles complementavam suas dietas e rituais sociais com cerveja. Seja qual for o tipo, o preço e a quantidade de lúpulo, a cerveja é um líquido de amplo consumo. Sua fabricação foi tornada uma arte por inúmeros mestres cervejeiros e cada detalhe na execução dos rigorosos métodos de fabricação importa para que grãos, flores e fungos façam apresentem em conjunto o melhor dos gostos, destacando as características singulares de cada tipo desse mágico refresco alcoólico.

Os efeitos sociais e bioquímicos do consumo de cerveja já são bem conhecidos por todos, no entanto, esse pequeno texto se dedicará a analisar cientificamente os procedimentos para a fabricação de cerveja, sem, no entanto, adentrar nos meandros técnicos das explicações.

O nome em inglês e alemão (beer/bier) para cerveja deriva do latim bibere que significa “beber”. O local da sua origem é controverso, mas a sugestão mais plausível é de que ela nasceu na Mesopotâmia ou no Egito cerca de 8000 anos antes da era Comum (a.C). É interessante ressaltar que o hábito do consumo e fabricação de bebidas alcoólicas é mundialmente encontrado. E, assumindo uma definição bem ampla de ‘cerveja’, pode-se afirmar que ela já existia, entre outros lugares, como na Amazônia! (onde aqui ela era feita de mandioca). Ela se desenvolveu pelo mundo todo principalmente em padarias (onde era feita majoritariamente por mulheres) e em mosteiros, onde monges estudavam a teologia e os segredos da santidade cristã e nas horas vagas faziam e fermentavam seu prazer na vida. Mas como, afinal, se faz cerveja?

Primeiramente, os ingredientes!

O primeiro passo é o mais óbvio, colher os ingredientes fundamentais da cerveja. Seguiremos a ideia da lei de pureza na qual a cerveja possui apenas 3 ingredientes: malte de cevada, lúpulo e água.

A cevada é um dos grãos de domesticação mais antiga. Estava presente já nas primeiras grandes civilizações mediterrâneas e do Oriente Médio. Ela é rica em proteínas e amidos. Os amidos são açúcares complexos, moléculas grandes que servem, em geral, para guardar energia para as plantas sobreviverem em épocas de escassez. Os seres humanos são capazes de quebrar o amido em açúcares menores e digerí-los, porém vários outros seres vivos não têm essa capacidade, entre eles as leveduras sobre quem falaremos mais em breve.

O lúpulo é uma planta da espécie Humulus lupulus e usamos suas flores para incorporar o gosto amargo, delicioso e característico. Foi usado inicialmente devido a esse amargor, no entanto se observou posteriormente que ele também mantém a cerveja sem estragar por mais (muito mais) tempo.

A água é um líquido e vocês a conhecem. Vou acrescentar apenas que dependendo dos minerais diluídos na fonte a cerveja pode ter gostos diferentes e até ser incapaz de ser usada para fazer alguns estilos de cerveja, muito importante também é regular o índice de acidez da água, tal cuidado é fundamental para que o processo funcione.

Comecemos então: uma vez colhidos os ingredientes temos que ter em mente qual cerveja faremos. A cerveja é uma bebida de baixo teor alcóolico de fermentação simples (não destilada). Ela é gaseificada e tem algumas propriedades de gosto,coloração e densidade, é relativo a esses últimos que nós iremos escolher o estilo da cerveja: queremos ela mais amarga ou menos? Com gosto de frutas cítricas, doces, caramelo, lúpulo ou especiarias? Indiferente da resposta que dermos, o processo de fazer a cerveja é quase o mesmo se modificando nas escolhas de lúpulo, malte e adjuntos (outras coisas que se coloca junto com o lúpulo para dar toque especiais). A ideia geral por trás da fabricação de cerveja é liberar açúcares pequenos a partir dos amidos que serão alimentos para as leveduras, elas se multiplicarão e depois serão obrigadas a fazer processos anaeróbios para produzir sua energia; e os principais resíduos desse processo são o álcool e o CO2. O álcool é um efetivo fungicida e sua presença começa a restringir a capacidade máxima de leveduras até que o processo se estabilize e a produção de álcool cesse, quando se quer muito mais álcool faz-se uma destilação simples para retirar o álcool “puro” como é o caso da cachaça e da vodka, por exemplo. A cerveja não é destilada e, portanto, não tem um teor etílico elevado.

Isso é a ideia geral, o que acontece realmente é um tema bastante complexo.

Da água para...a cerveja!

Os grãos de cevada possuem várias proteínas e amidos, entre essas proteínas eles têm enzimas. A função das enzimas é facilitar reações químicas (geralmente em contextos biológicos.) tais como a quebra de açúcares maiores em açúcares menores. Para fabricar cerveja é necessário fazer o malte a partir da cevada, ou seja, torrar os grãos moê-los e, por fim, esquentá-los e misturar com água numa temperatura determinada. A parte da temperatura é muito importante, visto que a eficiência química das enzimas depende muitíssimo da temperatura e do grau de acidez (pH) em que estão. Agora temos o malte, seu cheiro adocicado nos indica que o processo de quebra dos açúcares maiores já começou. O próximo passo é colocar o recém-obtido malte de volta na água e cozinha-lo lentamente atingindo e mantendo temperaturas ideais e fixas por tempo determinado esse processo se chama brasagem.

Essa parte também tem a ver com as enzimas. Antes precisávamos despertar o potencial enzimático e agora vamos usar esse potencial. É preciso ficar mexendo para garantir que não haja parte do malte que fique mais frio ou mais quente que as outras, e assim, o produto final perder o seu equilíbrio. O caldo obtido depois de cozinhar e mexer é extremamente doce. As enzimas foram colocadas cuidadosamente nas suas temperaturas ótimas e fizeram sua magia. Os amidos foram quebrados da forma que fosse conveniente ao estilo de cerveja que se quer. Cada estilo de cerveja tem uma rampa de temperatura que determina por quais temperaturas específicas o caldo com o malte tem que ficar e por quanto tempo devem permanecer nelas. Depois há um processo de separação por filtração simples e as cascas de cevada junto com muitas proteínas e alguns açúcares são retirados do caldo açucarado chamado “mosto”. Esse subproduto é altamente nutritivo e é bom para fazer bolos e pães ou mesmo adubar uma horta. Em seguida se esquenta ao ponto de fervura para matar bactérias e desnaturar as enzimas que caso contrário iriam ficar trabalhando para além do tempo desejado. Outra coisa que se faz nesse instante da produção é a adição do lúpulo. O fato da água estar fervendo faz toda a diferença para a obtenção dos aromas da flor. Com o aumento da temperatura, a capacidade da água de dissolver os nutrientes e substâncias aumenta (existem casos em que a solubilidade reduz com o aumento da temperatura, mas não é esse) agora temos um mosto com aromas e sabores doces e amargos. Ainda assim se você tomar a cerveja nesse estado talvez ela não te surpreenda muito, mas aguarde...


O processo de produção da cerveja | Fonte: Jornal Diário de Pernambuco

A magia acontece em nível microscópico

Resfriamos o mosto e adicionamos as leveduras. Leveduras (Saccharomyces cerevisiae) são uma espécie de fungos. Elas são seres minúsculos e unicelulares que sobrevivem se alimentando de moléculas de açúcar que encontram no ambiente; não conseguem quebrar amido sozinhas e por isso nós facilitamos o trabalho nas etapas anteriores, no entanto, agora se encontram isoladas num lugar com comida e água abundante e uma temperatura ideal. É uma verdadeira tarde de inverno na casa da avó; elas estão prontos para se empanturrar. O mestre cervejeiro veda o mosto com a levedura dentro para que nenhuma espécie competidora venha roubar o açúcar dos fungos. Para se alimentar as leveduras fazem o processo de fermentação alcoólica. A fermentação em si é uma linda conquista da evolução. Um primor da bioquímica. É um conjunto de ações e reações extremamente complexo cuja natureza exata escapa nossos propósitos. O importante para nós é que ela é o meio pelo qual as leveduras conseguem se alimentar, não requer gás oxigênio e libera como subprodutos o álcool e o gás carbônico (CO2). Nessa etapa da produção o CO2 não é o objetivo, a formação do álcool e dos aromas complexos do malte e do lúpulo com o fermento são adquirido pela ação das leveduras. O tempo em que o mosto permanece parado deixando-as agindo depende de cada cerveja também, isso porque as variadas cervejas tem graduações igualmente distintas de teor etílico.

No envase, parte final do processo, retira-se a maioria das leveduras que a essa altura se multiplicaram e se tornaram algo fisicamente parecido com uma argila meio estranha e pálida. Retirado isso, sobra um líquido parecido com cerveja, contudo sem o gás, que foi perdido na hora que retiramos a massa de leveduras. Não há problema nisso, porque é no envase que a magia acontece. Adicionando açúcar nas garrafas, as leveduras, agora em muito menor número, produzem pouco álcool e gás, o suficiente, no entanto, para gaseificar uma garrafa e assim completar essa maravilha sociobiológica.

As questões interessantes a respeito da cerveja não se encerram tão facilmente. Alguns fatos interessantes sobre ela brotam aqui e ali ao longo de toda a história humana, tornando a bebida além de gostosa, um ícone cultural. Inúmeras histórias começam, acabam ou ocorrem devido a ela. De novo e como sempre, a ciência se aproximou da técnica humana explicando e ampliando seu sucesso, garantindo que a lei de pureza seja algo meramente estilístico, quando já foi uma medida de segurança sanitária. Os acadêmicos dedicados a entender o comportamento dos seres minúsculos e os mestres da técnica cervejeira encontraram uma intersecção e dela obtemos o litrão nosso de cada dia. Um brinde à cerveja!

Referências:

ROSA, N. A.; AFONSO J. C.; A Química da Cerveja; Quím. nova esc. – São Paulo-SP, BR. Vol. 37, N° 2, p. 98-105, MAIO 2015; Disponível em:< http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc37_2/05-QS-155-12.pdf> Acesso em: 15/03/18

31 de março de 2018

Cinquenta Tons do Sexo: Quando o binário dá lugar ao amplo espectro sexual


A ideia de dois sexos é simplista. Biólogos agora acham que há um maior espectro que esse.”
As categorias de macho (XY) e fêmea (XX), antes encaradas como bem definidas e opostas, estão sendo colocadas à prova. Isso porque estudos recentes tornaram cada vez mais complexas as relações entre essas categorias. E esses estudos aumentam ano a ano, principalmente pelo advento das tecnologias do DNA e da modernização das técnicas moleculares, as quais possibilitam maior acesso e análises dos genomas. A seguir, exponho alguns estudos realizados nos últimos anos que mostraram o quão complexa é a categoria do sexo e como a biologia pode (e deve!) contribuir para seu entendimento.

 “Colcha de retalhos” celular
A ideia de que todas as células de um indivíduo do sexo masculino são XY e todas as do sexo feminino são XX, agora divide espaço com uma visão dos indivíduos enquanto verdadeiras “colchas de retalhos” quanto ao sexo de suas células. Isso quer dizer que algumas pessoas do sexo masculino podem ter células no seu corpo que possuem cromossomos XX, enquanto alguns indivíduos do sexo feminino podem ter populações celulares que contenham cromossomos XY. Essa situação pode acontecer devido a diferentes processos como o mosaicismo, o quimerismo e o microquimerismo. 

No mosaicismo (figura 1) o indivíduo se desenvolve de um único zigoto, mas acaba havendo divisão desigual dos cromossomos sexuais, formando um mosaico, ou seja, num mesmo organismo, células com diferentes sexos. Por exemplo, um zigoto XY pode desenvolver um organismo com populações celulares diferentes, compostas de XY ou até X. Ao fim do desenvolvimento, se a maioria das células desse indivíduo for composta por apenas um X, esse indivíduo será do sexo feminino e terá uma condição chamada Síndrome de Turner. Contudo, se a maioria das células contiverem os cromossomos XY, será formado um indivíduo do sexo masculino.

O quimerismo (figura 1) ocorre quando dois zigotos se fundem no útero. Assim, se um deles tiver o par de cromossomos XY e o outro XX, haverá populações celulares dos dois cariótipos no indivíduo. Em um artigo publicado em 2011, o geneticista Paul James e colaboradores relataram o caso de uma mulher de 46 anos que possuía grande parte do seu corpo composto por células com cromossomos XY. Esse caso se trata de uma forma de quimerismo, onde a paciente não sofreu nenhum prejuízo quanto à fertilidade, uma vez que estava grávida do quarto filho no momento do diagnóstico.

setembro de 2002 • CIÊNCIA HOJE • 67
Figura 1. Representação do quimerismo e mosaicismo.
Uma variação do quimerismo, chamada microquimerismo (figura 2), ocorre quando células-tronco do feto ultrapassam a placenta, chegando ao corpo materno, e o contrário também ocorre. Em uma revisão publicada na revista Nature em 2015, Claire Ainsworth afirma que os trabalhos que mostraram esse processo desestabilizaram a divisão dos sexos, uma vez que pessoas do sexo masculino podem carregar células de suas mães e pessoas do sexo feminino que geraram indivíduos do sexo masculino podem “hospedar” suas células. E o mais interessante é que já foi evidenciado que essas células se integram e são funcionais nos “tecidos do hospedeiro”.

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Figura 2. Microquimerismo na gravidez. Células-tronco
do feto passam para o corpo materno e vice-versa.
Para além do binário: as várias facetas do sexo
Ainda na mesma revisão, Ainsworth relata que a categoria do sexo está sendo redefinida. No lugar de um binarismo simplista formado apenas por macho e fêmea, agora se fala em um amplo espectro do sexo. A autora relata que os estudos das Desordens do Desenvolvimento Sexual (DSD) expuseram esse amplo espectro através do relato de uma diversidade para além das categorias bem definidas de macho e fêmea. 

As relações do sexo se mostram cada vez mais complexas, uma vez que são relatados cada vez mais casos de discordância entre sexo cromossômico e sexo gonadal/anatômico. Essas condições intersexuais, também chamadas DSD, como relatado anteriormente, são desafiadoras para os médicos e familiares da criança que na maioria das vezes escolhem se ela vai ser criada como um menino ou como uma menina. Uma revisão sobre as DSD, publicada em 2014, evidenciou que essas condições são encontradas em um a cada 100 nascimentos, expondo que essas variações são mais comuns do que se supunha até então.

Desse modo, a figura 3 representa o amplo espectro sexual derivado das diversas pesquisas sobre as DSD. Com certeza essas descobertas não se assentam muito bem em um mundo binário e supostamente bem definido, dividido em machos e fêmeas. 
Figura 3. Espectro Sexual. Representação do espectro sexual, com fêmea e macho típicos nos polos e as nuances entre essas categorias. As complexas relações entre o sexo cromossômico, gonadal e genital são evidenciadas, sendo responsáveis pela formação das diversas categorias intermediárias do sexo. Adaptado de Brito, 2015.
Outra reflexão interessante trazida pela autora Claire Ainsworth refere-se ao fato de que os sistemas legais acabam se ancorando nessas categorias do sexo, partindo do pressuposto que elas são distintas e bem delineadas. Desse modo, aqueles que por alguma razão não se enquadram nessas dicotomias podem ter seus direitos legais influenciados, uma vez que esses sistemas legais se apoiam no sexo que é atribuído no nascimento.

Termino com um comentário de John Achermann, da University College London’s Institute of Child Health, que resume muito bem as ideias aqui apresentadas: “Eu penso que há maior diversidade entre macho e fêmea, e há certamente uma área de sobreposição onde algumas pessoas não podem facilmente se definir dentro de uma estrutura binária.”

Texto escrito e enviado por: Bruno Tavares.