“Lutas de jaula” entre micróbios passam o teste de Darwin

Se se colocarem duas espécies de micoorganismos numa placa de Petri, concerteza não se irá ver um combate entre elas a olho nu. No entanto, observando ao microscópio, uma guerra acesa está a ocorrer. Se os organismos utilizarem a mesma fonte de alimento e o mesmo espaço para proliferar, existirá uma competição intensa de forma a que uma espécie provoque a extinção da outra. Os cientistas que estudam este tipo de fenómenos baseiam-se numa ideia proposta por Charles Darwin em 1859, no livro “A Origem das Espécies”. Darwin defendia que, quanto mais próximas as espécies são, maior será a competição entre elas.

O ecologista Lin Jiang, do Georgia Institute of Technology, Atlanta, abordou o assunto através de micoorganismos unicelulares, de forma a tirar a limpo se a hipótese de Darwin estava correcta. “Pode olhar-se para um ecossistema maior”, afirmou Jiang, “mas no terreno há sempre factores de distracção, e a co-existência de duas espécies torna-se dependente de muitas outras coisas”. Um predador, por exemplo, pode interferir com o sistema, matando uma das espécies. Portanto, Jiang criou um sistema no laboratório recorrendo a protistas, seres unicelulares que se alimentam de bactérias.

Foram escolhidas 10 espécies de protistas – algumas próximas umas das outras e outras distantes – e emparelharam-nas em 45 possíveis combinações. Cresceram cada par em ecossistemas simples, designados por microcosmos. Estudaram os microorganismos durante 10 semanas, recolhendo amostras todas as semanas, de forma a determinar a prevalência de cada espécie de protista. Após as 10 semanas, mais de metade dos microcosmos apresentavam apenas um único tipo de protista sobrevivente.

Quando a equipa de Jian analisou e comparou os dados recolhidos, tendo por base a relação entre as diferentes espécies testadas, descobriu que a hipótese de Darwin estava correcta. De facto, quanto mais próximas eram as duas espécies de um dado microcosmos, maior era a probabilidade de no final das 10 semanas apenas restar uma das espécies. Este trabalho foi publicado na revista Ecology Letters.

Marc Cadotte, ecologista da Universidade de Toronto, afirmou: “Este trabalho vem finalmente suportar uma das maiores hipóteses de estudos antigos. Perceber de que forma as espécies competem é importante para o conhecimento acerca de como se renovam habitats, se evitam espécies invasoras, se mantêm os ecossistemas naturais, e como se aumenta a biodiversidade de uma determinada área”.

Fonte: Science/AAAS

Neutrinos do Big Bang

Entrevista com Lawrence Krauss, director do Projecto Origens e co-diretor da Cosmology Initiative da Universidade do Estado do Arizona.

A ideia: As relíquias mais famosas que sobraram do Big Bang são as microondas que existem em todo o cosmos. No entanto, essa radiação cósmica apareceu quase 400.000 anos após o nascimento do universo, e muito do que aconteceu antes ainda permanece misterioso. Por outro lado, os neutrinos foram criados apenas um segundo ou mais após o Big Bang, e uma média de mais de 150 ainda devem preencher cada centímetro cúbico do universo. "O fundo cósmico de neutrinos tem sinais directos do como era o Universo nos seus primeiros momentos”, explica Krauss. Esses neutrinos poder-nos-iam dizer muito sobre o que aconteceu naquela época, se os conseguíssemos detectar directamente.

O problema: Os neutrinos são extraordinariamente difíceis de detectar, pois raramente colidem com átomos. Esses neutrinos antigos são ainda mais difíceis de detectar, e tais partículas de baixa energia interagem menos com qualquer matéria. "Um desses neutrinos pode viajar, provavelmente, um milhão ou 1 bilião de anos-luz antes de interagir com alguma matéria", explica Krauss. “Para detectá-los precisamos de um detector do tamanho de uma estrela ou até mesmo do tamanho da nossa galáxia."

A solução: Embora essas relíquias do Big Bang possam ser muito difíceis de detectar directamente, o cosmólogo Roberto Trotta e os seus colegas descobriram que, colectivamente, a atracção gravitacional desses neutrinos influencia o desenvolvimento do Universo, com efeitos de ondas neste mar primordial dos neutrinos visíveis na radiação cósmica.

Os cientistas estão também a tentar desenvolver outras maneiras de detectar essas partículas antigas. O físico teórico Andreas Ringwald da DESY, sugere a realização de experiências com elementos radioativos como o trítio. "Uma ideia maluca como essa precisa de soluções igualmente radicais", conclui Krauss.

Fonte: Scientifica American

Taxa de mutação em humanos é mais lenta do que se pensava

Más notícias para os fãs dos X-Men… É capaz de demorar mais do que o previsto a formação de um novo conjunto de super-humanos mutantes. As primeiras determinações das taxas de mutação em humanos revelaram que a velocidade a que diferentes gerações acumulam alterações de um pare de bases é muito inferior ao inicialmente imaginado.

O trabalho, publicado na revista Nature Genetics, revela também que alguns indivíduos sofrem mutações mais rápido do que outros. Isto significa que será mais comum herdar um número diferente de mutações de cada progenitor.

“Todos sofremos mutações”, afirma um dos co-autores do estudo, Philip Awadalla, da Universidade de Montreal. “E a velocidade de mutação pode ser extraordinariamente variável de indivíduo para indivíduo”.

Combinando os resultados obtidos com outros trabalhos prévios, foi proposto que em média existe a mutação de um par de bases em cada 85 milhões, por geração, através de erros na replicação do DNA durante a formação do óvulo e/ou do espermatozóide. Este valor significa que cada criança herda em média 30-50 novas mutações. Trabalhos anteriores tinham proposto uma taxa de mutação que era mais do dobro do que a agora apresentada.

A razão por detrás da variabilidade nas taxas de mutação permanece por esclarecer. Factores genéticos podem tornar alguns indivíduos mais susceptíveis a sofrerem mutações, ou podem potenciar a acção da maquinaria de reparação de mutações que nós possuímos nas nossas células. Factores ambientais e a idade dos pais na altura da concepção podem também influenciar a taxa de mutação, afirmou Peter Keightley, da Universidade de Edinburgo. Mais estudos são necessários, de forma a serem caracterizados os mecanismos subjacentes a esta variabilidade.

Fonte: Science News

O futuro carregado através de nano-filmes

Imagine que era capaz de carregar o seu SmartPhone devido a estar a enviar uma SMS.

Apesar de parecer ficção científica, é este o potencial de nano-filmes piezoelétricos que convertem o movimento em cargas eléctricas, afirmam cientistas Australianos.

A equipa do Dr. Madhu Bhaskaran, da Universidade RMIT e da Universidade Nacional da Austrália, mediu o potencial piezoelétrico de nano-filmes, de forma a este poder ser utilizado como fonte de energia para pequenos dispositivos electrónicos. Esse estudo foi publicado no jornal Advanced Functional Materials.

“Com o crescente interesse em energias alternativas, temos que encontrar formas mais eficientes de alimentar os microchips, que são os blocos de construção de toda a tecnologia que nos rodeia”, afirmou o Dr. Bhaskaran. “A piezoeletrónica poderia ser utilizada, por exemplo, em sapatilhas de corrida para carregar telemóveis. Ou então, poderia permitir o carregamento de computadores portáteis através da utilização do próprio teclado. Mais, poderia permitir o carregamento dos pacemakers através da utilização da pressão sanguínea.” O seu potencial de aplicação é infindável…

O processo deve ser simples…

Os dispositivos electrónicos já possuem actualmente chips integrados que se encontram revestidos com filmes finos, pelo que a integração de filmes piezoelétricos nesses chips será um processo simples.

Para avaliar a criação de voltagem, os investigadores cobriram um substrato de silicone com filmes finos (700 e 1400nm de espessura) baseados em chumbo, e aplicaram-lhes forças muito pequenas (0,1-2,5 mN). Seguidamente, criaram umas “nano-ilhas” de 200-400nm, de forma a investigar se as superfícies texturadas permitiam criar mais energia do que as contínuas. Apesar de a geometria planar não ter influência na criação de voltagem, as superfícies texturadas permitiram um aumento da corrente gerada.

Foram obtidos valores de voltagem até cerca de 40 mV, e correntes eléctricas de cerca de 200 pA. Para uma força aplicada de 5 mM, a potência eléctrica obtida pelos nano-filmes foi de cerca de 250 mW. Este valor representa cerca de 10X menos energia do que a necessária para a utilização de um SmartPhone, por exemplo, portanto o próximo passo será tentar amplificar a energia eléctrica gerada, de forma a poder ser integrada nesse tipo de dispositivos eléctricos.

Fonte: ABC Science

Cientistas da UCLA conseguem prever com rigor a idade a partir de uma amostra de saliva

Está consciente da sua idade? Cuidado com as suas cuspidelas… Os geneticistas da UCLA podem agora utilizar a saliva para determinar a sua idade. Esta descoberta foi publicada na revisa PLoS One, e apresenta inúmeras potenciais aplicações. Um teste baseado nesta investigação pode, por exemplo, ser utilizado pelos investigadores criminais como uma nova ferramenta forense para determinar a idade de suspeitos.

“A nossa descoberta fornece uma resposta para a busca antiga de determinação de marcadores da nossa idade”, afirmou o investigador responsável Dr. Eric Vilain, professor de genética humana, pediatria e urologia na Escola de Medicina David Geffen da UCLA. “Com uma simples amostra de saliva nós conseguimos prever com rigor a idade de um indivíduo, sem ser necessário nenhum conhecimento prévio acerca do mesmo”.

Vilain e os seus colaboradores debruçaram-se sobre o processo de metilação de uma das bases azotadas do DNA. “Enquanto os genes determinam parcialmente a nossa idade corporal, o ambiente também influencia o nosso DNA, à medida que envelhecemos”, explica. “O padrão de metilação muda durante o crescimento e contribui para as doenças associadas ao envelhecimento”.

Utilizando amostras de saliva provenientes de 34 pares de gémeos verdadeiros do sexo masculino, com 21-55 anos de idade, os investigadores da UCLA analisaram o genoma associado e identificaram 88 locais no DNA que apresentavam uma elevada correlação entre a metilação e a idade. Os dados obtidos foram depois extrapolados para uma população geral de 31 homens e 29 mulhares, com idades compreendidas entre os 18 e os 70.

Seguidamente, os cientistas construíram um modelo predictivo utilizando dois dos três genes que apresentaram uma relação mais elevada entre a metilação e a idade. Quando utilizaram os dados recolhidos com os gémeos e com o outro grupo, foi-lhes possível prever correctamente a idade de uma pessoa dentro de um intervalo de 5 anos – um nível de exactidão sem precedentes.

“A relação da metilação com a idade é tão forte que é possível determinar quão velha uma pessoa é apenas examinando dois dos cerca de 3 biliões de blocos de construção que constituem o nosso genoma”, afirmou o primeiro autor Sven Bocklandr, um antigo geneticista da UCLA que trabalha neste momento na Bioline.

Vilain e a sua equipa prevêem que este teste se torne uma ferramenta forense muito útil. Analisando vestígios de saliva deixados numa dentada ou numa chávena de café será possível determinar a idade de um suspeito de um crime.

No entanto, numa minoria da população a metilação não se correlaciona com a sua idade cronológica. Utilizando estes dados, será possível um dia os cientistas calcularem a “bio-idade” de uma pessoa – uma medida que relaciona a idade biológica e a idade cronológica de um indivíduo.

Pode também ser utilizada por médicos para avaliarem o risco de doenças relacionadas com a idade em rastreios médicos de rotina, e intervenções específicas baseadas na bio-idade dos pacientes, em vez da sua idade cronológica. Por exemplo, em vez de ser aconselhado que toda a gente faça uma colonoscopia aos 50 anos, esse exame poderá ser efectuado em função da bio-idade dos indivíduos.

“Os médicos podem prever o risco para uma doença em particular e adaptar o tratamento em função da verdadeira idade biológica do DNA, em oposição com a idade da pessoa”, salientou Vilain. “Ao eliminar exames caros e desnecessários, os esforços poderão ser melhor canalizados para quem realmente precisa deles”.

A equipa da UCLA está actualmente a explorar se as pessoas com uma bio-idade inferior vivem mais tempo e padecem de menos doenças. Estão também a examinar se o contrário é verdadeiro, ou seja, se uma bio-idade elevada está associada a uma maior taxa de doenças e uma morte mais prematura.

Fonte: E! Science News