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21 de março de 2019

Por que os orientais possuem olhos puxados?

                 
Kim Taehyung, cantor sul-coreano eleito o homem mais bonito de 2017

Alguma vez essa pergunta já passou pela sua cabeça? A verdade é que o Brasil é um país de todos os povos, e há uma grande incidência de orientais e descendentes que adotaram este país como seu lar. Ao longo dos anos, nosso contato com a cultura e com as pessoas “do outro lado do mundo” foi ficando maior, e questionar-se sobre o motivo de termos olhos tão diferentes acabou sendo inevitável. O que será que aconteceu para que a espécie humana de uma determinada região tenha adquirido uma característica tão indicadora de sua ascendência?

Acontece que o que hoje vemos como um mero detalhe - os olhos mais puxados - um dia já teve total diferença para aqueles povos.

    Primeiro vamos perceber que não são todos os orientais que possuem essa característica, certo? Definimos como Oriente a porção a leste do nosso globo, uma divisão criada durante a crise do Império Romano que vai acabar também englobando países como Afeganistão, Arábia Saudita, Emirados Árabes Unidos… e por aí vai, que são países conhecidos por estarem na famosa porção do “Oriente Médio”. Aqueles que possuem, essencialmente, olhos puxados são pertencentes a países asiáticos do Extremo Oriente: China, Japão, Coreia do Sul e do Norte, Taiwan, Tailândia e Mongólia. 

A população desses países possui uma ascendência em comum, e é aí que essa história toda começa! 

Mas, antes de tudo, você consegue dizer o que faz esses olhos parecerem mais “puxados” e menores? É bom já deixar claro: não, esses povos não possuem um globo ocular menor, todos nós Homo sapiens sapiens possuímos o mesmo tamanho de olho! E nãaaao, eles não têm uma visão menor, mais limitada e nem são mais sensíveis ao sol do que os caucasianos, por exemplo! 

A característica que faz com que o olho tenha esse aspecto é o fato de que os leste-asiáticos não possuem a dobra na pálpebra superior, o que faz com que ela cubra uma área maior do olho. Além disso, a fenda palpebral (espaço entre a pálpebra inferior e superior) deles é menor! Tão simples, não é? Mas a grande questão é: como isso surgiu? E por que se conserva até hoje?

Imagem demonstrando os olhos de um asiático (de origem desconhecida) e um ocidental (de origem
desconhecida). Fonte: web.
   Bom, essa característica surgiu e se fixou por uma bela seleção natural. Veja bem: acredita-se que aqueles que deram origem aos japoneses, coreanos, chineses… tenham vindo da região da Mongólia, que é extremamente fria! 

Criança mongol, caminhando na neve. Fonte: web.
   Com um clima tão severo de muito frio e neve, que refletia a luz do sol e prejudicava muito a visão, essa característica obteve muito sucesso. Não porque as pessoas viviam de olhos cerrados e acabaram ficando assim! Mas sim porque aqueles que foram nascendo com os olhos menores iam tendo mais sucesso no ambiente, e tinham mais chances, inclusive, de se reproduzir, o que fazia com que eles passassem essa característica para as gerações futuras. Muitas gerações depois acabamos tendo um povo de olhos puxados completamente adaptado ao seu ambiente! 

Criança mongol. Fonte: web.
A característica genética se manteve muito uniforme nessa região da Ásia simplesmente porque não houve muita miscigenação com outros povos! Com a falta de “mistura” essa característica se manteve e está presente em praticamente toda a população. Além disso, é legal lembrar que, mesmo que hoje um asiático tenha filho com um ocidental, essa característica genética “é tão forte” que é bem provável que essa criança terá olhos puxados também.

                                Ariana Miyamoto foi miss Japão 2015, filha de mãe japonesa e pai afroamericano. Fonte: web.
Naomi Osaka é uma tenista profissional filha de pai haitiano e mãe japonesa. Em 2018, Osaka chegou à posição nº 17 no ranking mundial. Fonte: web.

  É interessante saber que outros povos também possuem a característica dos olhos puxados, que podem ter surgido por outras razões, mas também em função do ambiente em que viviam! Exemplo destes são os Khoisan, dois grupos étnicos do Sudeste da África. 

Crianças Khoisan, um dos povos mais antigos da humanidade. Fonte: web.

   A explicação para tudo isso é bastante simples e muito fascinante, não é? Perceber que somos tão iguais e só pequenos detalhes nos diferenciam é muito bonito! 

   No entanto, muitos asiáticos têm recorrido a cirurgias para tentar mudar essa característica. A obsessão por procedimentos estéticos que tornam os olhos “maiores” é notória (aliás, você já percebeu o tamanho dos olhos representados nos mangás japoneses?), e disso se destaca a grande demanda do procedimento cirúrgico que tira gordura e adiciona uma dobra nas pálpebras. Assim, os olhos ficam menos oblíquos e se tornam mais abertos e redondos.

Imagem mostrando o "antes" (na primeira imagem) e "depois" (na segunda imagem) de uma cirurgia estética no olho. Fonte: web.
   O que pode parecer só estético pode ser reflexo de uma grande pressão sofrida, principalmente, pelos jovens asiáticos acerca dos estereótipos e preconceitos exercidos pelo Ocidente. Frases como “eles são todos iguais” perpetuam essa visão xenófoba, totalmente desconhecedora e cega para outras culturas. Será que esse tipo de pensamento não provém de uma sociedade que simplesmente não é acostumada a ter contato com esses povos? Será que esse pré-conceito não surge porque nossa cultura é basicamente moldada pelo que a América nos oferece? 

   Depois de tudo isso, a mensagem mais importante deste texto não é nem mesmo o conhecimento científico e a curiosidade de saber de onde vem essa diferença, e sim a percepção de que precisamos nos abrir para novas culturas, olhar de formas diferentes e acima de tudo respeitar, porque somos irmãos. 


4 de fevereiro de 2019

Mente, cérebro e livre-arbítrio: Uma investigação filosófica

Por: Eduardo E. Quirino


Autoria desconhecida


Se você, como eu, gosta de ciência e a entende como nossa melhor forma de conhecer o mundo, esse texto irá te deixar angustiada(o). Se, diferentemente, você acredita que há mais coisas entre o céu e a terra que nossa vã filosofia é capaz de saber, ou seja, se você aceita a religião ou espiritualidade como fonte de verdade, esse texto também lhe deixará angustiada(o). 

Começarei explicando as angústias para o primeiro grupo. Se você ama ciência e acredita que ela resolve muitos problemas e os que não resolve agora ela poderá resolver no futuro, então você é muito provavelmente o que a filosofia chamaria de “cientificista”. O cientificismo geralmente é acompanhado por duas teses, a primeira é a tese do Fechamento Causal do Mundo e a segunda a tese do Monismo Ontológico do Físico (ou fisicalismo). Calma, apesar do nome essas duas teses são fáceis de explicar.  A primeira diz que todas as relações causais só ocorrem entre objetos físicos, ou seja, nada não físico causa (faz acontecer etc.) eventos físicos. A segunda tese é a de que tudo que existe é físico. 

Ok, vamos a um exemplo, para clarear o que está em jogo. Suponhamos que na sua frente haja um celular ou um computador nesse momento. Esse computador foi construído por um empresa que reuniu peças construídas em outras empresas,para essas peças chegarem lá precisaram ser extraída de minas de silício e minérios de metais. Voltando mais no tempo chegamos a montanhas ou rochas no chão, mais ainda, a supernovas, voltemos, voltemos… chegamos no início do universo. Ou seja, para seu computador ou celular estar onde ele está, muitos objetos tiveram que agir um sobre o outro. Esse regresso chegaria até o início do Universo. Nesse contexto, alguém que acredita nas duas teses acima afirmaria que: em nenhum momento, do Big Bang até o like no Tinder de dez minutos atrás, alguma coisa que não fosse física foi necessária para explicar como o celular passou a existir, além disso, a pessoa também afirmaria que não há objetos que não sejam físicos e essa é uma boa razão para eles não interferirem na nossa cadeia causal.  Coisas que não existem não atrapalham (mas pessoas que acreditam nelas, talvez). 

Com o avançar do argumento, as coisas ficarão mais nítidas. Enfim, adicionemos mais algumas coisas que você talvez também acredite. A física clássica, newton-cartesiana (devida, em grande medida, aos esforços de René Descartes e Isaac Newton) assume que um corpo é qualquer objeto. Para essa física, todo o corpo tem um movimento determinado por certas variáveis. Algo com certa massa, certa velocidade e lidando com certa quantidade de atrito se moverá uma quantidade exata de metros, que pode ser calculada com precisão infinitesimal (dependendo da complexidade do sistema analisado). 

Claro, você deve ter ouvido falar que há “outras físicas” a Relatividade Geral e a Mecânica Quântica. A Relatividade Geral é determinista no sentido acima. Dando-se valor preciso para as variáveis se encontra um único resultado que descreva o deslocamento de um corpo qualquer. Qualquer erro no resultado observado, está vinculado a erros cometidos por nós na hora de obter os dados que seriam postos nas equações ou por imprecisões matemáticas. E a Mecânica Quântica? Primeiro, não há A Mecânica Quântica, mas várias delas, vários corpos matemáticos com interpretações diferentes e que prevêem adequadamente todos os resultados empíricos obtidos, nenhuma sendo claramente melhor que a outra. Ainda assim, a maioria das interpretações aceitam que o mundo quântico é probabilístico. (Mais tecnicamente, o colapso da função de onda é obtido em termos de probabilidades), ou seja, os resultados das equações da Mecânica Quântica se dão em probabilidades, não havendo certeza antes de medirmos o sistema de qual será seu comportamento. Não importa para nós uma análise detalhada disso, apenas que no nível mais básico da nossa física, nas coisas absurdamente pequenas, a ideia de que tudo está determinado devido às condições iniciais (por exemplo, massa, velocidade, atrito, etc.) não se mantém. 

Feito esse tour, vamos voltar ao nosso assunto. Você acredita em Newton com ressalvas (para corpos com massas ou velocidades extremas ela não funciona muito bem), ótimo. Retomando rapidamente, a Mecânica Quântica, ainda que supostamente possa descrever qualquer sistema físico, nunca teve seus efeitos distintivos (emaranhamento, colapso, dualidade onda-partícula etc.)  observados em objetos grandes como moléculas de vários milhares de átomos. Moléculas tais como as que compõem o nossos neurônios. (Um vídeo legal sobre Mecânica Quântica é esse).

Agora vem a angústia. Se sistemas grandes como os que compõem nossos neurônios muito provavelmente se comportam em termos newtonianos e, portanto, deterministas e tudo que se comporta por determinação se movimenta perfazendo a única trajetória que poderia fazer; se nosso pensamento é um conjunto de neurônios sendo ativados em ordens e dinâmicas complexas e tudo o que existe é físico, então não temos livre-arbítrio.  (para um vídeo interessante explicando isso aqui)

Vamos analisar de novo, todos os nossos neurônios agem do único jeito que podem agir. Nossas escolhas são apenas neurônios sendo ativados. Se nossas escolhas são neurônios sendo ativados e eles são ativados do único jeito que podem, então eles não poderiam ser ativados de forma diferente. Assumindo que nossas escolhas são ativações de neurônios, que eles não podem ser ativados de forma diferente concluímos que não podíamos ter escolhido diferente, assim sendo, não temos livre-arbítrio. Que conclusão desagradável! Eu não posso escolher ter feito o que eu fiz e nem escolher não fazer. Eu não posso ser culpado e nem glorificado por minhas ações e aparentemente eu me iludo o tempo todo achando que eu posso escolher as coisas.

Nesse momento o segundo grupo de pessoas ri dos cientificistas, “nós temos almas, elas nos permitem agir livremente”, então… provavelmente também não. 

A visão de que há uma coisa que escolhe e pensa, uma coisa que é nossa experiência em primeira pessoa,ou seja, que há uma alma e que ela é distinta do corpo é presente em muitas religiões. No entanto, só foi aderida pela filosofia, testada criticamente e encaixada nos moldes dessa discussão por René Descartes. Sua ideia era justamente explicar a diferença de seres humanos e máquinas similares a seres humanos. 

Descartes supõs, então, que havia duas coisas que fariam o todo de um ser humano, uma parte pensante res cogitans e uma parte que tem massa, ocupa lugar no espaço, etc., a res extensa. Para o filósofo, as duas coisas eram substâncias completamente distintas, uma pensava a outra era operada pelas leis da natureza. Uma era determinada, a outra livre etc. Essa ideia se chama Dualismo¹

A primeira objeção que essa visão recebeu, e que ela nunca deu conta de resolver, diz que se dois objetos são de tipos completamente distintos como pode um afetar o outro? Ademais, mesmo que haja um modo de haver essa interação, há na física moderna a lei da conservação da energia, a chamada primeira lei da termodinâmica. Se entendermos o mundo como um sistema fechado, essas almas para agir sobre nós precisariam aumentar a energia no universo. Pode até não ser impossível, almas são coisas não conhecidas por nós, elas podem ter truques mágicos. O grande ponto é que é completamente improvável que apenas os seres humanos recebam as bênçãos da quebra da primeira lei da Termodinâmica. Quão antropocêntrico se deve ser pra sustentar essa crença? 

Sem essa violação, não haveria como a alma ativar objetos físicos com potencial de ação bem conhecidos como os neurônios. E não havendo essa causa, as almas se tornam ineficientes para sustentar o livre-arbítrio, ainda que sua existência não seja necessariamente falsa.   

Há outra opção, obviamente. A de que eu cometi um erro ao entender as moléculas do neurônios como newtonianas, elas podem muito bem ser quânticas (descritas quanticamente). O mundo inteiro é probabilístico e assim, escapamos das amarras do determinismo.

Infelizmente, isso não é tudo. Agora é a bela hora de definirmos o que se entende por livre-arbítrio, pois precisaremos fazer uma pequena, mas fundamental, distinção para mostrar que a Mecânica Quântica não é nossa cavalaria. 

Immanuel Kant, importantíssimo filósofo do Séc. XVIII, define livre-arbítrio, de maneira bastante simplificada, como a capacidade de iniciar uma cadeia causal. Ou seja, POR ESCOLHA mover um objeto (ou a si mesmo) e iniciar novos movimentos e consequências desses no mundo². Veja que aqui há duas coisas que o livre-arbítrio requer, iniciar algo sem causa anterior e escolher fazer isso. Concedendo que as leis probabilísticas da Mecânica Quântica tornem o colapso de uma entidade fundamental (sobre Colapso, ver vídeo acima), por exemplo, uma causa não causada, o que atenderia ao primeiro critério para a existência de livre arbítrio, uma vez que tratamos de probabilidade tratamos de POSSIBILIDADES em oposição ao determinismo (no qual elas não existem). E, aceitando que isso subindo cada vez mais na escala de grandeza dos corpos altere como o mundo é (uma grande concessão, aliás), não se está minimamente garantido que você tem escolhas. Ao que parece seriam completamente imprevisíveis quais mudanças um colapso qualquer causaria, principalmente por serem espontâneos e não determinados. Assim, a Mecânica Quântica, ao que parece não pode nos salvar de sermos seres sem escolha, uma vez que falha em atender o segundo critério para o livre-arbítrio. .

Então… somos só robôs de carbono vivendo na terra e fazendo tudo tal como fazemos devido ao Big Bang? Temos escolhas, mesmo que sem livre arbítrio? Podemos ter livre arbítrio? Apenas através do estudo da filosofia você poderá decidir se esses argumentos acima expostos são válidos ou não. Na verdade, eu posso adiantar que da forma exposta, o argumento não segue, no entanto, o que importa é saber PORQUE não. Acontece que o objetivo desse texto era apenas apresentar um problema para despertar interesse. Tudo o que foi dito foi amplamente debatido e há saídas bastante engenhosas propostas. No entanto, há ainda muito a ser feito. O debate a respeito da existência do livre arbítrio e suas implicações para a Ética, para o direito e para a sua vida continuam sendo do interesse de vários pesquisadores, entre cientistas, filósofos e, também, artistas. 

As pesquisas continuam, por escolha ou por determinação.  

Referências

1-Flanagan, Orwel; The Science of Mind;2ª edição. MIT Press 1991 Pág. 18-22
2-Pinzani, Alessandro; Sobre a terceira Antinomia, 2012. Acessado em: academia.edu 2018

Leituras Sugeridas:

para uma introdução geral à filosofia da mente:
Heil, J. Philosophy of mind: a contemporary introduction, 2° ed. Routledge press. 1998

Para uma análise da filosofia da mente nos contextos científicos
Flanagan, Orwel; The Science of Mind; MIT Press 1991

Sobre a visão Kantiana de liberdade:
Pinzani, Alessandro; Sobre a terceira Antinomia, 2012. Acessado em Academia.edu 2018

Para uma interessante abordagem puramente filosófica para os problemas acima e outros relacionados. 
Vihvelin, Kadri, "Arguments for Incompatibilism", The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Fall 2018 Edition), Edward N. Zalta (ed.),  
Van Inwagen, Peter, Philosophical Studies 27 (1975) 185-199.

Para um trabalho técnico em filosofia e neurociência que mostra como se pode ter escolha sem livre-arbítrio:
Mograbi, J.C Gabriel, Emergência, Mente e Decisão: A Relevância Causal de Muitos Níveis, Tese doutoral 2008 
                                                                                            
Exceto a primeira e a segunda sugestão nenhum dos livros são fáceis sem bagagem filosófica, infelizmente há pouca ou nenhuma literatura introdutória ou técnica em português.                                                            
                                                                                                     

8 de janeiro de 2019

O Cavalo de Troia das plantas

Antigas estratégias de batalha para a guerra genética dos organismos

Por: André Geremia Parise

O mítico Cavalo de Troia pelo pincel de Giovanni Domenico Tiepolo (1727-1804) | The National Gallery
Conta-nos Homero, nas suas obras épicas Ilíada e Odisseia, que os gregos sitiavam há nove anos a cidade de Troia, presumivelmente na Ásia Menor, hoje Turquia. O motivo: Páris, príncipe de Troia, fugiu com Helena, esposa do rei Menelau, de Esparta, para se casar com ela. Ultrajado, Menelau reuniu os gregos e cruzou o Mar Egeu para atacar Troia, recuperar sua esposa Helena e seu orgulho ferido.

O sítio durou quase uma década em uma sangrenta guerra, mas os gregos ainda estavam longe de conseguir alcançar o seu objetivo: as enormes muralhas da cidade eram intransponíveis e Troia continuava inexpugnável. Quando já estavam perdendo as esperanças de vencer a guerra, Odisseu, rei de Ítaca e membro do exército grego, teve uma ideia inspirado pela deusa Atena.

Odisseu sugeriu aos gregos que construíssem um gigantesco cavalo de madeira e o deixassem em frente aos portões da cidade. Em seguida, recolheriam seus exércitos e fingiriam bater em retirada, derrotados. Os troianos, ao acordarem naquela manhã funesta, encontraram o cavalo e acharam que os gregos o haviam deixado como um presente em reconhecimento da sua derrota.

Felizes e vitoriosos, os troianos trouxeram o cavalo para dentro da cidade e celebraram ao redor dele durante o dia inteiro. O que não sabiam, contudo, é que no ventre da estátua de madeira se escondiam Odisseu e toda uma tropa de soldados gregos. E assim, à noite, enquanto a cidade de Troia dormia satisfeita com a sua vitória, Odisseu e seus homens saíram do cavalo e traiçoeiramente abriram os portões da cidade, permitindo a entrada do exército grego e do vingativo Menelau. A ruína de Troia foi completa.

Apesar do ardil grego parecer antigo e ultrapassado (Ilíada e Odisseia foram escritas há mais de 2700 anos), na verdade ele é muito mais antigo do que que se imagina e, surpreendentemente, ainda é usado hoje em dia. Isso porque as plantas e os fungos estão em uma guerra igualmente épica há milhões de anos, cada um lançando mão de diversas armas e estratégias para tentar derrotar o outro.

Dentre essas estratégias, uma delas foi identificada não faz muito tempo e ainda há muita coisa por se descobrir a respeito. Contudo, a ciência já tem um nome para ela: silenciamento gênico inter-reinos. Mas, vamos com calma, começando por explicar o que é silenciamento gênico.

Silenciamento gênico: quando os genes são calados

Silenciamento gênico é o nome que se dá em biologia molecular quando um gene é impedido de ser usado pela célula (ou seja, ser expresso), levando à anulação do seu efeito. Todos aprendem na escola que o DNA é uma molécula extremamente importante, pois nela está codificada a “receita” para as proteínas que vão formar o e atuar no organismo. Quando uma proteína precisa ser fabricada, a célula lê o DNA e transcreve essas instruções em uma molécula semelhante ao DNA, chamada de RNA mensageiro (mRNA). O mRNA será, então, carregado para fora do núcleo da célula e será lido novamente, mas desta vez para dar origem a uma proteína. A mensagem transcrita será traduzida em uma proteína.

Acontece que nem todo RNA é lido e traduzido. Alguns RNAs sofrem um processamento diferente: por meio de uma enzima chamada Dicer eles são picotados em pedaços menores, que recebem o nome de siRNAs (sigla inglesa para pequenos RNAs de interferência) e esses pedaços serão juntados a um complexo de proteínas chamado RISC (sigla inglesa para Complexo de Silenciamento Induzido por RNA), no qual uma das proteínas componentes é chamada de enzima Argonauta. Esse complexo proteico + siRNA irá, então, navegar pela célula procurando um mRNA que seja complementar à “amostra” que o RISC carrega consigo. Se eles encontram um mRNA que se encaixa perfeitamente no siRNA, a enzima Argonauta irá cortar o mRNA, expondo suas extremidades às vorazes exonucleases, enzimas que ficam patrulhando o interior da célula à procura de RNAs desprotegidos para os destruírem.

Assim, apesar do gene estar sendo lido e transcrito, ele não está sendo traduzido em uma proteína, pois o processo é interrompido no caminho: os “documentos” contendo as instruções para a fabricação das proteínas são destruídos antes de chegarem ao seu destino. Pode-se dizer, então, que o gene foi silenciado.

Esquema demonstrando como funciona o silenciamento gênico: RNAs precursores com fita dupla ou dobrada (dsRNA ou hpRNA, representados pelas “escadinhas” no alto) são quebrados pela enzima Dicer em pedaços menores. Estes perdem uma das fitas (representados como apenas uma linha), tornando-se siRNAs, e são unidos ao complexo de silenciamento RISC, do qual a enzima Argonauta (Ago) faz parte. Quando o complexo encontra um mRNA que se encaixe no siRNA, a enzima Argonauta o corta e o mRNA é degradado. O complexo pode ser reutilizado na busca por mais mRNAs | Modificado de Majumdar et al., 2018
Como analogia, imagine que, em uma empresa, as instruções para cada atividade a ser realizada sejam despachadas como ofícios a partir de um escritório central (o núcleo da célula). Contudo, ao saírem desse escritório, alguém aborda o office-boy, rasga e joga fora os ofícios, de modo que as instruções nunca cheguem ao destino e a atividade não seja executada. Podemos dizer que as instruções foram silenciadas, pois a mensagem não foi entregue.

O silenciamento gênico tem importantes aplicações para a vida dos organismos. Por exemplo, durante o desenvolvimento embrionário, células que são inicialmente iguais acabam se desenvolvendo em células completamente diferentes. Neurônios, células musculares e células da pele têm todas o mesmo DNA e possuem a mesma origem, pois todas descendem de um único ovócito fecundado por um espermatozoide. Como é possível essa diferenciação?

Muitos processos estão envolvidos nesse interessantíssimo fenômeno e um deles é o silenciamento gênico. Apesar de todas as células terem o mesmo DNA, nem todos os genes são expressos, pois muitos são silenciados por siRNAs e seu complexo de proteínas RISC, formando, assim, células diferentes. Outra importante aplicação natural do silenciamento gênico por siRNAs é a defesa contra RNAs invasores, como o de vírus.

Silenciamento gênico inter-reinos: quando a guerra atravessa as fronteiras do organismo
Pois bem, o silenciamento gênico dentro de um único organismo foi bem aceito pela comunidade científica, mas não se imaginava que isso pudesse acontecer entre organismos diferentes. Contudo, em 1998, os pesquisadores Lisa Timmons e Andrew Fire descobriram que esse fenômeno poderia ocorrer entre organismos de espécies e até mesmo reinos diferentes.

Para isso, eles desenvolveram uma bactéria transgênica que produzia siRNAs capazes de silenciar genes específicos, dentre eles os que eram traduzidos em fibras musculares de um verme chamado Caenorhabditis elegans. Ao alimentarem os vermes com essas bactérias, depois de um tempo eles começaram a apresentar o comportamento espasmódico típico de quem não tinha aquelas fibras musculares.

Para verificar visualmente esse silenciamento, os pesquisadores utilizaram vermes C. elegans transgênicos que produziam uma proteína fluorescente, fazendo-os brilhar de verde. Após alimentarem os vermes com bactérias também transgênicas e produtoras de siRNAS, eles perceberam que os vermes literalmente apagavam, pois a proteína fluorescente não era mais produzida.

Experimento de Timmons e Fire mostrando os vermes Caenorhabditis elegans transgênicos fluorescentes antes (à esquerda) e depois (à direita) de serem alimentados com bactérias produtoras de siRNAs. Após a ingestão das bactérias, os vermes “apagam” | Modificado de Timmons & Fire, 1998
A partir daí muitas outras interações do gênero foram sendo descobertas, desta vez naturais, ou seja, não só entre animais transgênicos com bactérias transgênicas. Um importante caso de silenciamento gênico entre reinos se dá entre nós mesmos, os humanos, e os parasitas causadores de malária, que são do reino Protista.

Há muito tempo se sabe que pessoas portadoras de anemia falciforme são mais resistentes à malária. Não se sabe ainda exatamente o porquê disso e muitas hipóteses têm sido sugeridas e testadas. Por exemplo, acredita-se que o formato anormal que as hemácias assumem quando não estão carregando oxigênio faça com que haja um extravasamento de nutrientes, de modo que o parasita não consegue se alimentar adequadamente.

Porém, em 2012, Gregory LaMonte e colaboradores descobriram que as hemácias possuem uma grande quantidade de siRNAs que silenciam genes cruciais para a sobrevivência do parasita. Interessantemente, o parasita não tem a proteína Dicer e o complexo RISC, de modo que o mecanismo de funcionamento é outro ainda por ser elucidado.

Entre animais e animais o silenciamento gênico ocorre também. Já foi descoberto que o parasita Heligmosomoides polygyrus, um verme que vive no intestino de camundongos, secreta vesículas recheadas de siRNAs que irão silenciar os genes relacionados à imunidade dos camundongos, facilitando a infestação.

Porém, as relações de silenciamento gênico inter-reinos que são melhor estudadas até o momento são as que ocorrem entre plantas e fungos patogênicos. E é por isso que iremos nos concentrar nessa grande batalha genética.

A grande batalha: plantas vs. fungos

Plantas e fungos estão em uma guerra que já dura alguns milhões de anos, embora certos fungos e plantas tenham estabelecido uma profunda relação de amizade, tornando-se simbiontes e colaborando mutuamente, como é o caso das micorrizas. Esses fungos vivem nas raízes das plantas e as auxiliam a encontrar nutrientes no solo em troca dos açúcares que as plantas produzem. Fora isso, a batalha é homérica, apesar de microscópica.

Durante o processo de infecção, o fungo, para conseguir entrar na planta, necessita driblar o sistema imune da planta. Do outro lado, a planta precisa impedir o fungo de entrar nas suas células. Nos últimos anos se tem descoberto que parte dessa batalha se dá no nível genético: as plantas usam como armas os siRNAs, que entregam aos fungos para tentar silenciar genes relacionados à virulência. Os fungos, por sua vez, lançam nas plantas siRNAs que tentarão silenciar genes relacionados à imunidade.

Inclusive, recentemente foi desenvolvida uma nova tecnologia chamada HIGS (Silenciamento Gênico Induzido por Hospedeiro, em inglês), em que pesquisadores criam plantas transgênicas capazes de produzir siRNAs para silenciar genes específicos de fungos, especialmente os danosos à agricultura. Já se obteve sucesso no bloqueio a infecções em plantas comuns como trigo, bananeira, cevada, fumo, milho e amendoim. Contudo, ainda se está estudando se há algum risco para a saúde humana ingerir essas plantas produzindo siRNAs transgênicos. Por enquanto, não há dados conclusivos.

No entanto, como é muito frequente na ciência, essa tecnologia já está sendo desenvolvida com vistas de aplicação sem que se saiba sequer como funciona o mecanismo de transferência de siRNAs entre as plantas e os fungos. Porque, veja bem, ao contrário do que acontece com os animais, todas as células das plantas possuem uma parede celular feita de carboidratos como celulose e pectinas, além de outras substâncias, como lignina, que as protege e dá suporte. Os fungos também possuem uma parede celular, mas no caso ela é de quitina, o mesmo material do qual a carapaça dos insetos é feita. Como, então, os siRNAs saem de uma célula e chegam a outra? Porém, é claro que a necessidade de fazer dinheiro é muito maior do que a de compreender o mundo natural, então certas tecnologias são desenvolvidas sem que se sabia como funcionam, ou quais são os seus riscos para as pessoas e a natureza.

Fungo da podridão-cinzenta (Botrytis cinerea) atacando um morango. Por baixo de uma camadinha de mofo, uma verdadeira batalha imunológica | autoria desconhecida


Mas, voltando ao assunto, um pouco de luz foi lançada sobre esse instigante mecanismo ainda no ano passado, quando um time de pesquisadores, liderado por Hailing Jin, estudou a transferência de siRNAs entre uma planta parente da mostarda, a Arabidopsis thaliana, e o fungo da podridão-cinzenta, Botrytis cinerea.

Após uma série de estudos muito elegantes, eles descobriram que a transferência de siRNAs não é passiva, seguindo um gradiente de concentração, mas sim ativa, por meio de vesículas contendo os siRNAs que são entregues ao fungo. A planta produz siRNAs e os empacota em vesículas, as quais ela “presenteia” ao fungo. Este, tendo na superfície das suas células proteínas que reconhecem e atuam na absorção das vesículas, ao internalizá-las, tem a desagradável surpresa de descobrir que estavam recheadas de siRNAs que irão silenciar os seus genes. Um verdadeiro presente de grego!

Os pesquisadores perceberam que os genes fúngicos que os siRNAs das plantas silenciam são, justamente, genes relacionados à triagem e tráfego de vesículas na célula do fungo. Silenciando-os, a planta impede o fungo de criar e secretar vesículas ele também. Ou seja, a planta, malandramente, impede o fungo de utilizar as armas que ela mesma está usando contra o fungo.

Ao nos depararmos com um mecanismo desses, no qual durante uma guerra entre reinos adversários (o reino Plantae e o reino Fungi) um “presente” é utilizado para atravessar as muralhas de um dos combatentes (a parede celular do fungo) e entregar a devastação e a morte, não podemos deixar de lembrar da história épica do Cavalo de Troia que, repleto de inimigos, penetrou as muralhas da cidade para destruí-la e dar a vitória aos gregos.

Não à toa, num artigo escrito por Claudia Castillo-González e Xiuren Zhang, os autores bem-humoradamente fizeram essa analogia ao ilustrar essa interação, a qual eu compartilho aqui também. Contudo, veja como isso é fascinante: na árvore da vida, os ancestrais das plantas e dos fungos se separaram há cerca de um bilhão e setecentos milhões de anos. Apesar disso, os mecanismos básicos de silenciamento de genes ainda são essencialmente os mesmos, demonstrando como eles são bem conservados. Assim, é possível que plantas e fungos pelejem desde que ambos os grupos surgiram, há vários milhões de anos. Uma batalha que faz os dez anos que durou a Guerra de Troia parecerem briga de colégio!

Representação do mecanismo de ataque da planta: siRNAs são produzidos e carregados no “Cavalo de Troia” vegetal que irá ser entregue ao fungo com o auxílio das proteínas TET8 e TET9. Ao chegar na célula do fungo o cavalo libera os siRNAs que irão fazer o seu trabalho, silenciando genes fúngicos relacionados à infecção | Castillo-González & Zhang, 2018

5 de dezembro de 2018

Tamanho do cérebro é documento quando falamos de inteligência?

Por Axel Fogaça Rosado, Patrícia Aparecida Ferrari e Vanessa Schadeck Deconto


É fácil perceber que o ser humano está longe de ser o maior mamífero em relação a tantos outros exemplos de animais terrestres e aquáticos, entretanto, dificilmente alguém irá afirmar que exista algum animal mais inteligente que o ser humano. Afinal, o que é inteligência? O que confere essa capacidade intelectual diferenciada aos humanos? Talvez você possa pensar na relação do tamanho do cérebro com o do corpo, resposta em parte correta. Mas primeiro vamos contextualizar seu o funcionamento analisandos significados e consequências dessa nossa capacidade intelectual comparada aos outros animais.

O corpo de um organismo tende a se desenvolver de forma harmoniosa para garantir a manutenção de suas necessidades, com o intuito de manter-se vivo. Conforme a complexidade corporal aumenta, é preciso que ocorra uma diferenciação em sistemas específicos, como sistema respiratório, sistema digestório, sistema nervoso, entre outros, para que esse equilíbrio seja mantido. 

Vamos pensar agora no sistema nervoso. Ele basicamente funciona como uma grande rede que capta estímulos externos do ambiente e internos do próprio corpo, para no fim gerar uma resposta adequada. É composto por uma variedade de células; entre elas há os neurônios, cujo funcionamento baseia-se nas comunicações feitas entre eles. Esse sistema, sobretudo, resume-se a captar as informações, integrá-las gerando uma resposta e, por fim, executar essas respostas. Por ser semelhante a uma rede, quanto mais células ou neurônios envolvidos nesta circuitaria, mais eficiente e complexa pode ser a resposta a um estímulo.

Ficou confuso? Tente associar a um computador, onde os clicks do mouse ou o teclado geram inputs (entradas de informação), o processador integra-as com os programas que possui, e a tela gera o output (saída ou resposta adequada à esses estímulos).

E a inteligência onde entra nisso tudo? Sua definição e compreensão ainda são motivo de debate, já que envolvem diferentes aspectos, como conhecimento, criatividade, resolução de problemas e formas de integrar as informações obtidas do meio ambiente. Logo, sabemos que atualmente a “inteligência” pode ser compreendida como uma série de conjuntos necessários para realizar algo, como assimilar, processar e resumir. Isso é bem visível a partir de contextos específicos nos quais existem diferentes formas de “inteligência”, como a musical, verbal, lógico-matemática, espacial, cinestésica, intrapessoal e interpessoal¹. 

Mas afinal, como podemos medir a inteligência de um organismo? Contar o número de neurônios do cérebro e associar essa medida aos comportamentos observados de um animal de acordo com a complexidade? A pesquisadora Suzana Herculano-Houzel explica neste vídeo o que o cérebro humano tem de tão especial.

Figura 1. Esquema representando as diferentes características anatômicas do cérebro dos animais | Fonte: Herculano-Houzel (2012)

Número de neurônios x volume do cérebro

É comum a ideia citada acima de pensar no funcionamento do sistema nervoso como baseado nas interações e nas redes formadas entre os neurônios; entretanto, na prática, essa afirmação não é tão simples de ser respondida.

A partir da pesquisa de Herculano-Houzel foi possível contestar algumas relações evolutivas sobre a inteligência. Diferentes volumes corporais possuiriam variados tamanhos de cérebro, pois necessitariam de neurônios em quantidades adequadas para suportar as demandas do corpo ao executar uma atividade. Assim, comparando vários mamíferos, conforme sua massa corporal aumenta ou diminui, o volume cerebral acompanha essa proporção. Então, os animais maiores seriam os mais inteligentes? Tendo em vista essa relação, seria viável afirmar que dentre os mamíferos terrestres, o elefante pelo seu volume corporal seria o animal terrestre “mais inteligente”. Parece estranho, não? De fato é, um estudo de Houzel em 2017 indicou que vertebrados menores podem apresentar comportamentos tão ou mais complexos que os dos elefantes, como os macacos, golfinhos, corvos, papagaios e os humanos.

Como justificar essa complexidade maior e variada de inteligência em animais que possuem um menor número de neurônios?

Quantidade de neurônios x inteligência

Nesse caso, a quantidade de neurônios no cérebro do animal é apenas parte da equação para decifrar seus comportamentos e sua inteligência. Então por que apesar do elefante possuir uma quantidade superior de neurônios, ele não é mais “inteligente” que os seres humanos? Essa questão reside no fato da distribuição desses neurônios não ser padrão entre as espécies, ela não segue uma tendência exata entre os diferentes seres vivos, cada grupo possui uma anatomia cerebral levemente distinta.

Nos elefantes, por exemplo, a maioria dos neurônios está concentrada em uma estrutura chamada de cerebelo, que é responsável pelo controle dos movimentos, como foi demonstrado no estudo de Suzana Herculano-Houzel e co-autores em 2014. Já na região do córtex cerebral - área responsável por funções mentais mais complexas, como a atenção e o raciocínio - os elefantes apresentam um número menor de neurônios em comparação com o cérebro de um ser humano. Portanto, a diferença crucial estaria no número de neurônios concentrados no córtex cerebral, e não na quantidade total de neurônios no cérebro todo. No fim, a distribuição desses neurônios é mais importante para efeitos de comportamento do que a suas quantidades, embora, mesmo com essa diferença de distribuição neural, os elefantes possam apresentar comportamentos típicos associados aos humanos, como o interesse maior por esqueletos e cadáveres de indivíduos de sua própria espécie quando comparado aos de outras espécies.

Referências:

¹ GAZZANIGA, Michael S.; HEATHERTON, Todd F.. Ciência Psicológica. 2. ed. São Paulo: Artmed, 2007. 624 p.

25 de novembro de 2018

Aedes aegypti: o mosquito mais temido da atualidade

Figura 1 – Aedes aegypti com o desenho em forma de lira no tórax (Seta). |Fotografia: Paul Howell e Frank Hadley Collins (Fonte: Zettel & Kaufman, 2017). 

Por: Carolina Poluceno Silva, Leonardo Pisseta Gorges e Carlos José de Carvalho Pinto

  
O verão está chegando. Sol, calor, praia, férias e... MOSQUITOS! As altas temperaturas e chuvas constantes propiciam condições ideais para a proliferação desses insetos – que são bastante irritantes, não é mesmo? Porém, apesar de ser um incômodo, a maioria deles não é nocivo à nossa saúde.

No entanto, nos últimos anos, uma espécie de mosquito se tornou bastante famosa e ganhou espaço nas mídias televisiva e digital e, infelizmente, essa fama não se deu por um bom motivo. Esse mosquito é transmissor de diversas doenças e vem causando sérios problemas para a saúde da população brasileira. Muitos o chamam de “mosquito da dengue”, mas seu nome específico é Aedes aegypti. Esses nomes populares são utilizados para identificar esse mosquito justamente por ele transmitir as doenças que conhecemos por: dengue, zika e chikungunya (esse nome é difícil mesmo...). Além dessas três doenças, esse inseto minúsculo também é capaz de transmitir a febre amarela em algumas cidades do Brasil.

➢     Características e hábitos de vida do Aedes aegypti

Então, se existem muitas espécies diferentes de mosquito, como podemos identificar o Aedes aegypti? É relativamente simples. Esse mosquito, em particular, pode ser identificado por apresentar um desenho em forma de um instrumento musical chamado de lira (Figura 1) formado por escamas brancas na parte de cima de seu tórax (região logo atrás de sua cabeça)¹. Ele tem coloração escura e também apresenta pintinhas brancas em suas pernas.
O Aedes aegypti é uma espécie sinantrópica, isso quer dizer que ele é adaptado a viver junto com os humanos nas cidades, sendo encontrado principalmente nas casas das pessoas.

Um fato interessante sobre todos os mosquitos, inclusive o mosquito da dengue, é que só as fêmeas transmitem doenças, pois só elas picam, já que necessitam de sangue para auxiliar no desenvolvimento dos seus ovos. No caso do Aedes aegypti as fêmeas preferem sugar sangue de humanos².

Uma vez bem alimentadas, as fêmeas do mosquito buscam o local ideal para depositar os ovos, os chamados criadouros. Por ser uma espécie urbanizada que vive próxima às casas das pessoas, o Aedes aegypti busca principalmente por criadouros artificiais, que são aqueles gerados por resíduos ou objetos humanos, como pneus, garrafas, copos, latas, pratinhos de plantas, caixas d’água, piscinas, aquários, entre outros. Ao encontrarem o local ideal, as fêmeas depositam os ovos nas paredes de objetos que podem se encher de água quando chover. Você sabia que depois de depositados, ovos do mosquito tem uma capacidade muito grande de resistir a períodos de seca, podendo sobreviver nas paredes dos recipientes sem água por vários meses²?

Em condições favoráveis, ou seja, quando o recipiente se enche de água, esses ovos eclodem e nascem as larvas (Figura 2), que permanecem no ambiente aquático e se desenvolvem até tornarem-se mosquitos adultos, saindo da água prontos para voar em busca alimento.

Figura 2 – Larvas de Aedes aegypti na água. Fotografia: Genilton Vieira/IOC (Fonte: http://www.ioc.fiocruz.br/dengue/textos/oportunista.html).


As larvas demoram cerca de 10 dias para se transformarem em adultas¹. O ciclo de vida desse mosquito envolve as seguintes fases: ovo, larva, pupa e adulto (Figura 3). Para conhecer melhor as fases de vida do mosquito, assista a esse vídeo: ciclo de vida do Aedes aegypti.


Figura 3 – Ciclo de desenvolvimento de Aedes aegypti. |
 (Fonte: https://www.cdc.gov/dengue/entomologyecology/m_lifecycle.html - modificado).

➢     História do Aedes aegypti: de onde ele veio?

Esse mosquito, que hoje podemos encontrar em diversas regiões do mundo, principalmente nas áreas tropicais e subtropicais, é originário do continente Africano¹,². Além disso, o Aedes aegypti não era uma espécie domesticada, mas sim de floresta. Porém, com o tempo, conseguiu se adaptar (e muito bem!) aos ambientes urbanizados³.

A dispersão do mosquito pelo mundo se iniciou junto com as navegações europeias e com o tráfico de populações humanas africanas escravizadas. Acredita-se que as fêmeas tenham depositado seus ovos dentro desses navios e estes (que resistem à períodos de seca, lembra?) chegaram a vários lugares do mundo, o que inclui o Brasil ²,.

Em nosso país, no final do século XIX, o mosquito se dispersou por todo território, vindo a ser erradicado com o uso de um potente inseticida conhecido por DDT no ano de 1955. Porém, doze anos depois, o mosquito foi reintroduzido no Brasil, sendo novamente erradicado em 1973. Quando tudo parecia bem, o mosquito foi reintroduzido no ano de 1976 e permanece até os dias de hoje em nosso país. Essa última reintrodução ocorreu devido ao rápido processo de urbanização e à baixa eficiência no controle do mosquito ⁶,⁷.

➢     Conhecendo a origem das doenças transmitidas pelo Aedes aegypti

Dengue: é uma arbovirose (doença causada por vírus e transmitida por insetos) que tem seu nome originado do espanhol, significando “manha”, “melindre”, pois as pessoas com a doença costumam apresentar um estado de moleza ou cansaço. A dengue, devido as constantes epidemias registradas no mundo, é uma das doenças mais importantes da atualidade. Entre 1990 e 2016, foram registrados 12 milhões de casos no Brasil, que é um dos países com o maior número de casos de dengue no mundo!

Zika: o vírus causador dessa arbovirose foi descoberto no ano de 1947, na Uganda, quando foi isolado de um macaco do gênero Rhesus (o mesmo do sistema Rh sanguíneo). A doença recebeu o nome da floresta na qual foi encontrado o vírus, a floresta Zika¹°. Antes de 2017, somente 14 casos de Zika tinham sido bem documentados, embora que muitos casos devem ter ocorrido, mas não foram relatados na literatura, pois os sintomas de Zika são muito similares a outras doenças virais. A infecção por Zica durante a gestação pode causar má-formação no feto como a microcefalia que é uma diminuição do tamanho da cabeça da criança e geralmente é acompanhada de um retardo mental. Além de ser transmitido por mosquitos e da mãe para o feto durante a gestação, o vírus da Zica pode ser transmitido durante o ato sexual e, possivelmente, por transfusão de sangue.

Chikungunya: é uma arbovirose que tem origem na África e na Ásia. Foi descrita pela primeira vez em 1953, em uma localidade onde atualmente se encontra a Tanzânia. Seu nome tem origem em uma palavra dos povoados que habitam a região onde foi descrito e significa “aqueles que se dobram”. Isso porque um dos sintomas da doença são as fortes dores nas articulações, que fazem com que as pessoas fiquem com a aparência “curvada”.

Febre amarela: essa doença já é bastante antiga. Há relatos de febre amarela no século XV. No Brasil, o primeiro caso de febre amarela ocorreu no ano de 1685, em Pernambuco. A doença recebe esse nome por causar febre e deixar o doente com icterícia (ou seja, com os olhos e a pele amarelados)¹⁴.

➢     O que fazer para evitar a proliferação do Aedes aegypti?

Seria horrível deixar de aproveitar as férias por causa de febre e mal estar, não seria? A dengue é uma doença causada por 04 tipos de vírus que são transmitidos pela picada do Aedes aegypti. No começo da infecção, os sintomas são bastante parecidos com os sintomas da gripe comum. Então, como fazer para diferenciar as duas doenças na hora de procurar um médico?

É preciso estar atento: O primeiro sinal da doença é a febre alta que pode durar até dois dias. E ela não vem sozinha. Essa febre pode estar acompanhada por dores fortes nos músculos, nas articulações e atrás dos olhos. Ela também pode vir acompanhada por aquelas feridas vermelhas na pele que causam coceira; ou ainda de mal estar e vômito.

A doença é mais comum nos meses de verão, por causa do calor e das chuvas frequentes. A água das chuvas se acumula em recipientes, formando condições perfeitas para o Aedes aegypti. Sabe aquela garrafinha de plástico jogada no chão? Ela pode se tornar o berço ideal para que a fêmea do mosquito coloque até 200 ovos. Todos podem contribuir para que o problema não fique cada vez pior colocando areia nos pratos das plantas, jogando o lixo no lugar correto, colocando tela nos ralos, mantendo as caixas d'água fechadas e cuidando para não deixar água acumulada em outros objetos.

Evitar a proliferação é a maneira mais eficaz para combater o mosquito. No Brasil, as prefeituras têm profissionais que percorrem as ruas das cidades para verificar se existem possíveis criadouros nas casas, comércios, terrenos baldios, etc., e informam a população sobre a importância de não deixar objetos que acumulem água a céu aberto.

O controle efetivo do mosquito ocorre eliminando os possíveis criadouros, impedindo que as fêmeas coloquem os ovos e que novos mosquitos nasçam. Porém, é impossível que a prefeitura de qualquer cidade faça este trabalho sozinha. É importante que todas as pessoas ajudem, não deixando objetos que possam acumular água em suas casas, seus terrenos, sua escola, local de trabalho e no seu bairro. O combate ao mosquito é um dever de todos nós.

Referências:

¹ MARCONDES, C.B. Entomologia Médica e Veterinária. 2ª ed. São Paulo: Atheneu, 2011. 526 p.

² CONSOLI, R.A.G.B.; OLIVEIRA, R.L. Principais Mosquitos de Importância Sanitária no Brasil. Rio de Janeiro: Editora FIOCRUZ, 1994. 228 p.

³ CHRISTOPHERS, S.R. Aedes aegypti (L.) The Yellow Fever Mosquito: Its Life History, Bionomics and Structure. 1ª ed. Cambridge: University Press, 1960. 752 p.

⁵ POWELL, J.R.; TABACHNICK, W.J. History of domestication and spread of Aedes aegypti – A Review. Memórias do Instituto Oswaldo Cruz, v. 108, supl. 1, p. 11-17, 2013.

⁶ FUNASA. Dengue Instruções para Pessoal de Combate ao Vetor: Manual de Normas Técnicas. Brasília: Ministério da Saúde: Fundação Nacional de Saúde, 2001. 84 p.

⁷ BRAGA, I.M.; VALLE, D. Aedes aegypti: History of Control in Brazil. Epidemiologia e Serviços de Saúde, v. 16, n. 2, p. 113-118, 2007.

⁸ REZENDE, J.M. Notas Históricas e Fisiológicas Sobre a Palavra Dengue. Rev. de Patologia Tropical, v. 26, n.2, p. 375-380, 1997.

¹⁰ DICK G.W.A.; KITCHEN, S.F.; HADDOW, A.J. Zika Virus (I). Isolations and serological specificity. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene, v.46, n.5, p. 509-520, 1952.

¹² LUMSDEN, W.H.R. An Epidemic of Virus Disease in Southern Province, Tanganyika Territory, in 1952-53. Part II – General Description and Epidemiology. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene, v. 49, n. 1, p. 33-57, 1955.

¹⁴FRANCO, O. História da Febre Amarela no Brasil. Rio de Janeiro: Divisão de Cooperação e Divulgação, Departamento Nacional de Endemias Rurais, Ministério da Saúde. 1969. p. 208.