Crianças usam o método científico

por Sharon Begley

Ao fazer um bolo, se ele ficasse muito crocante em cima e cru por dentro, faria sentido tentar assar a próxima tentativa com algumas alterações: em temperatura mais baixa, por mais tempo ou numa assadeira diferente, por exemplo. Mas, provavelmente, não daria certo promover todas essas mudanças de uma vez.
Perceber que é possível identificar qual variável é mais importante, testando uma de cada vez, é um princípio fundamental da investigação científica. Desde a década de 1990 estudos têm mostrado que as crianças pensam cientificamente – fazem previsões, executam pequenas experiências, chegam a conclusões e revêm as suas hipóteses iniciais à luz de novas evidências. Porém, mesmo que as crianças brinquem de maneira que as permita conhecer a causa e efeito e embora elas tenham um sentido elementar de probabilidade, não estava claro se os pequenos apresentam compreensão implícita de uma estratégia-chave da ciência experimental: isolar variáveis e testar cada uma de maneira independente.
Para investigar se as crianças entendem esse conceito, cientistas do Massachusetts Institute of Technology e da Universidade de Stanford propuseram um desafio a 60 crianças de 4 a 5 anos. Os pesquisadores mostraram aos pequenos que quando colocavam algumas contas de plástico individualmente sobre uma caixa especial, elas faziam luzes verdes de LED piscarem e faziam uma música tocar. Os investigadores tiraram então dois pares de contas anexadas – um par colado e outro que pode estar separado –, e mostraram que ambos ativavam a máquina quando colocados sobre a caixa, o que colocou a possibilidade de que apenas uma conta dentro de um par funcionaria. Em seguida as crianças foram deixadas sozinhas para brincar. Elas iriam separar o par solto e colocar cada conta individualmente na máquina, para ver qual a ligava? “Sim, elas fizeram isso”, relataram os cientistas na Cognition.
O sentido das crianças de que elas chegariam à resposta somente testando os componentes de um par era tão forte que elas fizeram algo que nenhum cientista esperava: quando o par foi colado as crianças o seguraram verticalmente, para que apenas uma conta se encostasse na caixa. Isso mostrou uma determinação impressionante de isolar variáveis causais, afirma Noah Goodman, de Stanford. "Elas de facto desenharam uma experiência para obter a informação que queriam." Isso sugere que princípios básicos da ciência ajudam crianças pequenas a entender o mundo.
A evidência cada vez mais clara de que as crianças pensam cientificamente apresenta um enigma: se mesmo as menores têm uma compreensão intuitiva do método científico, por que é que esse entendimento parece desaparecer dentro de alguns anos? Estudos sugerem que alunos do último ano da primária até ao fim do ensino médio têm dificuldades para estabelecer uma experiência controlada e não conseguem descobrir qual o tipo de evidência que apoiaria ou refutaria uma hipótese. Uma razão para o nosso fracasso pode ser o facto de sermos muito bons – quando crianças ou adultos – para montar quebra-cabeças relacionados com a vida real, mas atrapalhamo-nos com imagens abstratas, sugere Goodman.
Além disso, quando aprendemos mais sobre o mundo, o nosso conhecimento e crenças ultrapassam os nossos poderes de pensar cientificamente. A mensagem para educadores parece ser desenvolver a intuição que as crianças apresentam sobre ciência enquanto fazem um trabalho que ligue conceitos abstratos e quebra-cabeças do mundo real.

Fonte: Scientific American

O Mar Morto já esteve “morto”?

O Mar Morto morreu uma vez. Durante um período quente há muito tempo que o secou completamente, segundo novas evidências.
Isso é uma má notícia para o lago hoje. Tem vindo a diminuir nas últimas décadas e pode estar prestes a morrer novamente. "O lago pode realmente secar em breve", segundo Emi Ito, da Universidade de Minnesota em Minneapolis, que revelou os novos dados numa reunião da União Geofísica Americana. Ito e os seus colegas examinaram núcleos no leito do lago escavados pelo Dead Sea Deep Drilling Project. Sedimentos nestes núcleos, depositados há mais de 200.000 anos, registam a história do lago. Em teoria, o Mar Morto supersalgado deveria estar protegido contra a seca completa, pois o sal aumenta a quantidade de calor necessária para evaporar a água. Simulações de computador sugerem que uma diminuição do Mar Morto, deve, eventualmente, estabilizar porque ele vai ficando mais salgado.
Mas as pedras lisas enterradas a 253 metros abaixo do leito do lago de hoje sugerem que o Mar Morto ficou outrora sem água. Além do mais, estas pedras estão pousadas em cima de cerca de 45 metros de sal. "Isso mostra quanto sal se obteria se o Mar orto evaporasse na totalidade ", disse Steven Goldstein do observatório Lamont-Doherty da Universidade de Columbia, em Palisades, NY.
Os pesquisadores não usaram datação por carbono radioativo para descobrir a idade dos sedimentos, mas a equipa estima que o lago desapareceu há 120 mil anos atrás. O clima mais quente que provavelmente havia nessa época poderia ter secado as fontes de água do Mar Morto.
Hoje, o mar Morto está ameaçado novamente, desta vez pelo desvio de água do rio Jordão para irrigação e outros usos. Atualmente alimentado apenas pelo escoamento da montanha e nascentes submarinas, o Mar Morto perdeu 10 metros entre 1997 e 2008.
Se o Mar Morto desaparece novamente, porém, a sua história oferece alguma esperança. O lago já regressou de volta à vida uma vez. Talvez este corpo de água bíblico possa ser ressuscitado novamente.

Fonte: Science News

Estudo mostra mais arbustos num mundo em aquecimento

Os cientistas usaram dados do satélite da missão NASA Landsat para confirmar que mais de 20 anos de temperaturas mais quentes no norte do Quebec, no Canadá, resultaram num aumento na quantidade e extensão de arbustos e gramíneas. "Pela primeira vez, fomos capazes de mapear essa mudança em detalhe, e é por causa da resolução espacial e do comprimento do registo que se pode começar com Landsat", diz Jeff Masek, cientista do programa do projeto.
Masek e os seus colaboradores apresentaram o seu estudo na reunião de Geofísica Americana em San Francisco.
O estudo, com foco no Quebec, é um dos primeiros a apresentar uma visão detalhada de como as temperaturas mais altas estão a influenciar a distribuição e densidade de plantas em áreas do norte da América do Norte.
"Ao contrário do declínio do gelo marinho, que é um efeito dramático que estamos a ver como resultado do aquecimento global, as mudanças na vegetação têm sido subtis", diz Masek.
Modelos de computador prevêem a expansão para o norte da vegetação devido às temperaturas mais quentes. "Eles prevêem uma mudança dramática nos próximos 100 anos, e as pessoas têm-se perguntado por que não estão já a ver essas mudanças, afirma Masek.
A diferença entre as previsões de computador e a vegetação da vida real podem ter a ver com todos os outros fatores que entram em jogo quando se trata de plantas, como a disponibilidade de água e luz solar, o tipo de terreno, a concorrência de outras plantas para o solo, recursos e espaço; e predadores de plantas como o caribu.
"As temperaturas quentes são apenas parte da equação", diz Doug Morton, o investigador principal do estudo e pesquisador da NASA Goddard.
Os cientistas monitorizam a vegetação com satélites medindo a "verdura" de uma área em estudo. Morton diz que estudos anteriores usaram compilações anuais, o que torna difícil determinar se o aumento da 'verdura' foi devido à expansão da cobertura vegetal ou se o que os cientistas estavam a ver era apenas o efeito de uma temporada de crescimento mais longo.
Para este estudo, os cientistas focaram-se apenas em medições da 'verdura' efetuadas durante o pico de crescimento do verão, entre 1986-2010.
Usando a resolução maior (30 metros) de Landsat e visualizando aa mesma área ao mesmo tempo, há 23 anos, Masek e os seus colegas foram capazes não só de rastrear as áreas como eles continuaram a mostrar mais 'verdura' ao longo dos anos. "Faz sentido", diz Masek. "Isto é como a invadir dos arbustos ocorre. Eles aumentam de tamanho, eles aumentam em densidade, e então propagam-se para o norte."
Em contraste com a expansão dos arbustos, os cientistas encontraram poucas evidências para um aumento da “verdura” em áreas florestais, sugerindo que a resposta da floresta ao aquecimento recente pode estar a ocorrer mais lentamente. Masek acrescenta que este estudo mostra que a obtenção de uma perspectiva geral do efeito do aquecimento nas florestas requer observações contínuas de novas missões dos EUA que prolonguem e melhorem esses registos de dados.

Fonte: E! Science News

Abelhas caçadoras de mel trabalham como cérebros complexos

As caçadas estão cheias de decisões, para nós e para as abelhas. Uma das primeiras decisões que ambos enfrentam é o lugar onde viver. P. Kirk Visscher da Universidade da Califórnia, Riverside, em colaboração com Thomas Seeley em Cornell University, NY, esteve durante muito tempo a estudar como é que as abelhas tomam essas decisões. Enxames de abelhas separam-se da sua colónia mãe e vão à procura de uma casa, à procura de uma cavidade segura numa árvore ou em outro lugar que vai fazer um bom lar para a nova colónia. Neste processo, elas comunicam umas com as outras o que encontram através de uma dança: uma abelha exploradora a regressar de um bom local move-se mais e mais numa figura padrão em forma de oito que indica a direção e a distância para o local, e outras abelhas batedoras interpretam esta dança e inspecionam o local elas mesmas.

Normalmente, as batedoras do enxame encontram mais do que um local, caso em que o enxame enfrenta uma decisão que deve ser tomada rapidamente, pois o enxame está exposto e a época para a colheita de mel é passageira. A decisão, no entanto, também deve ser uma boa decisão, o bem-estar futuro da colónia depende de um bom local para o lar.

Visscher, Seeley e colegas publicaram na revista Science Express que eles doutro sinal que desempenha um papel nesse processo - um sinal que é semelhante aos que ocorrem entre os neurónios no cérebro de macacos, quando estes tomam decisões. O chamado "sinal de paragem", é um zumbido muito curto emitido pelo remetente enquanto os batedores batem com a cabeça contra a dançarina. O seu efeito é reduzir e, finalmente, acabar com a dança.

"Parece que os sinais de paragem em enxames de abelhas têm a mesma finalidade que as ligações inibidoras no cérebro dos macacos quando decidem como mover os olhos em resposta a estímulos visuais", disse Visscher, professor de entomologia. "Num caso, temos as abelhas e no outro temos neurónios que suprimem os níveis de atividade de unidades - abelhas a dançar ou centros nervosos - que representam diferentes alternativas. O comportamento das abelhas pode lançar alguma luz sobre as questões gerais de tomada de decisão. As abelhas são muito maiores do que os neurónios, com certeza, e podem ser mais fáceis de estudar! "

Para estudar o sinal de paragem, Seeley, Visscher, e Thomas Schlegel da Universidade de Bristol, Reino Unido, criaram enxames, um de cada vez, numa ilha fora da costa de Maine, que foi desprovida de cavidades naturais de nidificação. Eles também estabeleceram duas caixas de ninho idênticas. Eles marcaram as abelhas batedoras que visitaram as duas caixas com marcas de tinta de duas cores. Eles, então, gravaram em vídeo as batedoras a dançarem com um microfone e videotape para determinar quando é que as mesmas receberam sinais de paragem, e a partir do quais abelhas.

O que a equipa observou foi que os sinais foram parar principalmente aos dançarinos que relataram um determinado local, que foram emitidos por olheiros que tinham sido marcados noutro local.

"A mensagem que o olheiro transmite para o dançarino parece ser que a bailarina deve conter o seu entusiasmo, porque não há outro local do ninho digno de consideração", disse Visscher. "Tal sinal inibitório não é necessariamente hostil. Está simplesmente a dizer: 'Espera um minuto, aqui está outra coisa a considerar, então não vamos ter pressa em recrutar cada abelha para um local que pode não ser o melhor para o enxame. Todas as abelhas têm um interesse comum na escolha do melhor local disponível. "

Visscher explicou que o tipo de inibição cruzada obervado na sinalização de paragem das abelhas se assemelha à inibição cruzada encontrada em sistemas nervosos. No trabalho de pesquisa, modelos teóricos desenvolvidos pelos membros da equipa Patrick Hogan e James Marshall da Universidade de Sheffield, Reino Unido, demonstraram que a inibição cruzada ajuda a garantir que uma decisão não vai se tornar um impasse entre alternativas de igual qualidade.

"Isso é fundamental, porque o enxame deve escolher um único local para o ninho, mesmo se dois locais de igual qualidade estão disponíveis", disse Visscher. "Esta inibição cruzada reduz a produção de danças e, assim, o recrutamento de abelhas para um local concorrente."

Enxames de abelhas de mel são produzidos quando, para estabelecer uma nova colónia, muitos milhares de abelhas operárias deixam uma colmeia que se tornou lotada, trazendo a sua rainha mãe. O enxame de abelhas aglomera-se perto da colmeia dos pais por alguns dias, enquanto várias centenas de abelhas batedoras, as mais antigas do enxame, localizam e anunciam potenciais ninhos e escolhem os melhores.

Para anunciar um local para o ninho, uma abelha dança num padrão em oito, para a frente e para trás. O ângulo do seu corpo durante essa dança representa para as outras abelhas o ângulo para voar. A duração da volta informa as outras abelhas de quão longe o local do ninho é. A dança pode ser entendida como uma reconstituição em miniatura do vôo para a meta; quanto maior o vôo, mais longa é a curva, e o ângulo do vôo em relação à direcção do sol é o mesmo que o ângulo da linha reta entre a dança e o enxame.

Para ser selecionado como um futuro lar, um local deve atrair um certo número de abelhas batedoras. Além disso, há uma competição entre locais para a atenção de um número limitado de batedoras. Quando um local atrai um número "quorum" de batedoras, as abelhas detectam-no, e começam a mudar os seus sinais sobre o enxame. Eles, então, produzem um sinal de tubulação pela vibração dos músculos das suas asas enquanto pressionam para baixo outra abelha. Este sinal leva as abelhas dos enxames, a maioria das quais simplesmente ficam tranquilamente no enxame durante o processo de tomada de decisão, para se aquecerem em preparação para a descolagem.

O sinal de tubulação também está associado com uma mudança no comportamento do sinal de paragem. Depois da tubulação começar, os sinais de paragem já não são entregues reciprocamente, em vez disso dançarinos começam a receber sinais de paragem de batedores que tinham visitado o seu próprio local para o ninho, bem como o local do ninho alternativo.

"Aparentemente, neste momento, a mensagem dos sinais de paragem muda, e pode ser pensado como, "parem de dançar, é hora de se prepararem para o enxame voar", explicou Visscher. "É importante para os batedores irem com o enxame quando descola, porque eles são responsáveis por orientar o vôo para o local do ninho."

Fonte: E! Science News

Câmaras de imagem térmica em smartphones de soldados

Os smartphones já são ferramentas para todas as ocasiões para os civis. Mas será que podem ser também úteis para soldados? A DARPA quer dar um passo nessa direção, reduzindo o tamanho das câmaras de imagem térmica para caberem nos telefones dos soldados.
A imagem térmica mostra como se vê o mundo com comprimentos de onda de infravermelhos de 8 a 12 micrómetros. Nesses comprimentos de onda, as pessoas, os animais de sangue quente, e os motores em funcionamento motores brilham contra o frio fundo das plantas e do solo. Os bombeiros usam câmaras de imagem térmica para identificar pontos quentes perigosos. Os soldados usam-nas para verificar o que pode estar escondido no mato, especialmente com pouca luz.
Mas as câmaras de imagem térmica de hoje são grandes e caras: as versões standard dos militares assemelham-se a binóculos e custam milhares de dólares. Os modelos civis usados por bombeiros e empreiteiros custam 1000 dólares ou mais e podem pesar alguns quilos. Os principais problemas são o alto custo, grande tamanho, e requisitos de energia dos sensores de infravermelhos necessários para gravar imagens em comprimentos de onda cerca de 20 vezes maiores do que a luz visível.
Para superar esses problemas, a DARPA está a pagar à Raytheon Vision Systems 13,4 milhões de dólares ao longo de três anos para desenvolver formas de tornar os sensores pequenos e baratos o suficiente para serem integrados em telemóveis. Em breve cada soldado dos EUA poderà ter uma câmara de imagens térmicas no seu bolso traseiro.

Fonte: New Scientist