Nadar como Peixe - Peixe-robô

Agência FAPESP – Um grupo de cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, acaba de apresentar uma série de robôs que nadam de forma semelhante à dos peixes, com agilidade e velocidade inéditas. Fabricados para a exploração marinha, os robôs foram projetados para realizar manobras em espaços inviáveis para os veículos submarinos tradicionais.
A idéia é construir peixes-robô de baixo custo e com tamanhos variados, que seriam usados em grupos para inspecionar estruturas como tubulações de óleo ou gás, patrulhar portos, rios e lagos e auxiliar na identificação de poluentes, entre outras aplicações. “Devido à grande resistência, seriam ideais como unidades de exploração para uso durante períodos extensos. Podemos, por exemplo, lançar vários e, mesmo que apenas uma pequena parte retorne, isso poderia representar o sucesso de uma missão sem ter que incorrer em uma grande perda de capital investido”, disse Valdivia Alvarado, do Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, um dos autores da pesquisa.
Robôs em forma de peixe não são novos. Em 1984, outro grupo do MIT demonstrou o Robotuna (“atum robô”), com cerca de 1,2 metro de comprimento. Mas enquanto o Robotuna tinha 2.843 partes controladas por seis motores, os novos têm menos de 30 centímetros, um único motor e contam com dez partes ou até menos.
Uma das partes é o próprio corpo, que é flexível e protege as partes internas das variações climáticas e ambientais. O corpo é feito de polímeros macios, o que o torna capaz de realizar movimentos semelhantes aos de um peixe, ganhando impulso por meio da contração de “músculos” localizados nas laterais, gerando uma onda que passa da cabeça à cauda do robô.
A idéia original do projeto foi publicada no periódico Dynamic Systems Measurements and Control e um novo artigo com os modelos recém-construídos sairá em breve.
Peixes são altamente capazes de se deslocar pelo ambiente em que vivem, podendo nadar em velocidades de até dez vezes o comprimento de seu corpo por segundo. O peixe-robô do MIT foi capaz de nadar a quase uma vez o comprimento do corpo por segundo. Parece pouco, mas é muito mais rápido do que modelos anteriores.
O novo robô também é mais durável. Como seu revestimento não tem costura, não há chance de que a água entre e danifique os componentes interiores. O grupo tem protótipos com quatro anos de funcionamento que continuam operando sem problemas em tanques de teste.
Os protótipos atuais precisam de uma fonte de energia de 2,5 a 5 watts, dependendo do tamanho. A eletricidade vem de uma fonte externa, transmitida por fios, mas os pesquisadores querem substituí-la em breve por baterias.
Ainda este ano, o grupo pretende conseguir movimentos ainda mais complexos e testar protótipos de robôs que lembrem lagartos ou raias. “O peixe foi uma demonstração da aplicação do conceito, mas queremos aplicar a tecnologia em outras formas de movimento, para que possa ser útil tanto na água como na terra ou no ar”, disse Alvarado.

AMOR, ESTRANHO AMOR

Peixe de mangue brasileiro se reproduz há milhões de anos sem sexo; biólogos agora explicam por quê

A cena deve ter acontecido repetidas vezes com aquaristas incautos. O sujeito compra um peixinho solitário (só para garantir que seu aquário não seja vitimado por uma superpopulação) e, semanas depois, dá de cara com ovos -dos quais saem peixinhos, é claro.

Não vale dizer que a "fêmea" já veio prenhe da loja. O Kryptolebias ocellatus, conhecido como killifish entre os criadores de peixes ornamentais, é uma espécie de fertilização externa. O que significa que as "fêmeas", por definição, não ficam prenhes, já que os machos lançam seu esperma sobre óvulos expelidos por "elas" na água. O que acontece é que o peixinho brasileiro é um dos dois únicos vertebrados que fecundam a si mesmos.

A esquisitíssima história natural e evolutiva desse comportamento está descrita num artigo recente na revista científica "PNAS", que tem como um dos autores o doutorando Sergio Maia Queiroz Lima, da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro). Lima e colegas dos EUA e da Austrália, com a ajuda de análises genéticas, mostraram que 97% dos indivíduos da espécie são gerados dessa maneira solitária.

Além disso, a comparação do DNA do bicho com o de uma espécie próxima que também se autofecunda (o K. marmoratus, do Caribe e da Flórida) sugere que toda essa linhagem de peixes pode ter adotado esse hábito há milhões de anos.

O dado é surpreendente porque se supõe que o sexo "tradicional", não-solitário, é uma ferramenta indispensável para a saúde genética de uma espécie. A dupla de Kryptolebias, no entanto, parece se virar muito bem, obrigado, sem ele.

Idiossincrático

Lima conta que os hábitos e a fisiologia do K. ocellatus são pouco conhecidos. Até a distribuição geográfica da espécie é pouco conhecida, embora ela aparentemente ocorra nos mangues que vão de Santa Catarina ao Rio de Janeiro.

O killifish brasileiro está adaptado à vida nas áreas com água doce do manguezal. "Ele não aguenta nem água salobra [comum na área de contato entre mar e rio]", diz Lima.

O parente caribenho do K. ocellatus, reconhecido adepto da autofecundação, tem sua população dividida em hermafroditas (com órgãos reprodutivos dos dois sexos) e machos. Lima se encarregou de analisar os tecidos genitais da espécie brasileira e verificou, em primeiro lugar, que todos os espécimes coletados eram hermafroditas.

"Quando você examina o animal, o que aparece é um tipo de mistura dos tecidos do macho e da fêmea", diz o biólogo. "A fecundação normalmente seria externa, mas o que acontece é que ele já bota o ovo fecundado -às vezes um único ovo."

Até aí, pareceria impossível distinguir a autofecundação de simples partenogênese, ou "nascimento virgem". Na partenogênese, o óvulo origina um novo animal sem fecundação.

No entanto, há uma diferença importante. Na partenogênese, o óvulo e o indivíduo que surge a partir dele carregam apenas um conjunto de cromossomos, as estruturas enoveladas que guardam o DNA.
No sexo "tradicional", os animais resultantes têm dois conjuntos de cromossomos, um cedido pelo pai e o outro, pela mãe. A não ser, claro, que pai e mãe sejam o mesmo bicho.

O que vale para cromossomos vale também para genes: os indivíduos recebem duas cópias, uma de cada genitor. É comum que essas cópias apresentem versões diferentes, os chamados alelos. O que ocorre com o K. ocellatus, contudo, é a presença de alelos iguaizinhos na maioria dos genes - exatamente o que se esperaria se o bicho estivesse quase só cruzando consigo mesmo.

Vício antigo

Os pesquisadores, usando estimativas das taxas de mutação no DNA e comparando as várias espécies do gênero Kryptolebias (a maioria não se autofecunda), avaliam que esse modo de reprodução provavelmente surgiu no ancestral comum das duas espécies adeptas da estratégia. E isso há pelo menos centenas de milhares de anos -uma das estimativas chega a 2 milhões de anos de separação entre as linhagens de killifish.

É aqui que o mistério se aprofunda. A variabilidade genética associada ao sexo -inclusive o fato de ele permitir alelos diferentes no mesmo DNA- é um trunfo no jogo da evolução. A reprodução sexuada aumenta as chances de produzir crias resistentes a parasitas, doenças ou ambientes novos e hostis. Por que deixar isso de lado?

O pulo-do-gato, aposta Lima, é que uma pequena parcela das fecundações de K. ocellatus ainda acontecem à moda antiga. "É uma estratégia mista, na verdade. Esse fato impede que haja problemas muito graves ligados à falta de diversidade genética. E o "selfing" [autofecundação] permite que o animal colonize novos ambientes com muita facilidade. Um único indivíduo é capaz de fundar uma nova população", diz.

A melhor maneira de encarar o peixinho, portanto, é vê-lo como um pioneiro - ou, quem sabe, uma estranha mistura de Adão e Eva, pronta para dar início a uma vasta família.

Reinaldo José Lopes escreve para a "Folha de SP"

BIOLUMINESCÊNCIA PROFUNDA

Sete novas espécies de vermes luminescentes que vivem a mais de 1,8 mil metros de profundidade são descobertas

Agência FAPESP – Em mais uma amostra da diversidade desconhecida dos oceanos, um grupo de pesquisadores dos Estados Unidos e da Suécia descobriu sete novas espécies de vermes. Os animais, que vivem nas profundezas, emitem luz verde brilhante.

A descoberta foi descrita na edição de 21 de agosto da revista Science, pelo Instituto de Oceanografia Scripps na Universidade da Califórnia em San Diego.

Pertencentes ao filo dos anelídeos (Annelida), as sete espécies medem entre 1,8 e 9,3 centímetros de comprimento. Foram encontradas com a ajuda de veículos operados remotamente em profundezas de 1,8 mil a 3,7 mil metros.

No artigo, os autores fazem a descrição de uma das espécies, à qual deram o nome de Swima bombiviridis, por causa da capacidade de nadar e da presença de “bombas verdes”, estruturas cheias de fluido que, ao serem liberadas, produzem luz por vários segundos.
Segundo os pesquisadores, um aspecto notável na descoberta é que não se trata de criaturas raras. Rara é apenas a oportunidade de observar e de coletar tais animais, como foi feito no estudo.

“Encontramos um grupo completamente novo de animais relativamente grandes e extraordinários. Mas não são animais raros. Pudemos observar com frequência centenas deles juntos”, disse a coordenadora do projeto. Os vermes são transparentes, com exceção de sua área abdominal.

“As profundezas entre 1 mil e 4 mil metros formam o hábitat menos explorado da Terra. Com pouco tempo de uso de veículos submersíveis e apenas na costa da Califórnia, conseguimos descobrir sete novas espécies. Isso mostra o quanto ainda temos pela frente para encontrar”, disse outro pesquisador, também do Instituto Scripps e autor do estudo.
O artigo Deep-sea, swimming worms with luminescent “bombs”, de Karen Osborn e outros, pode ser lido por assinantes da Science em http://www.sciencemag.org/.

Poluição faz caranguejo mudar de sexo, diz biólogo

Uma tinta muito usada por pescadores para pintar o casco de barcos pode estar fazendo um tipo de caranguejo do Sudeste do Brasil trocar de sexo.
Análises iniciais mostram que o contato com o poluente tem feito as fêmeas dos grupos estudados se masculinizarem.

De acordo com o biólogo Bruno Sant'Anna, da Unesp, caranguejos ermitões da espécie Clibanarius vittatus em 13 estuários estudados, de Cananeia (SP) a Paraty (RJ), registraram o composto TBT (tributilestanho) em seus órgãos.

Altamente tóxico, o TBT é usado como biocida em tintas para cascos de barcos desde os anos 1960. A aplicação desse produto, proibido países como Japão e França, evita que cracas, algas e mexilhões grudem nos cascos e diminuam a velocidade da embarcação.

Existem alternativas no mercado de tintas navais, mas a eficiência e o custo dos novos produtos têm feito com que muitos consumidores prefiram a tinta dita "envenenada".

Existem vários estudos, espalhados pelo mundo, mostrando que o TBT provoca imposição sexual em moluscos. "O poluente induz a produção de hormônio masculino", diz Sant'Anna. Em colaboração com cientistas da USP, o pesquisador tenta provar que o mesmo ocorre com ermitões.

A presença de TBT nos estuários onde os bichos vivem, e dentro dos próprios organismos, já está documentada. "A maior evidência de que a troca de sexo também está ocorrendo aqui é que coletamos ermitões com os dois sexos em 3 das 13 áreas mapeadas", diz.

Como não há na natureza ermitões hermafroditas, a hipótese de Sant'Anna é que os animais coletados estejam em pleno processo de troca de sexo. Em menos de um ano, as estruturas femininas sumiriam e os animais se tornariam machos, sob efeito do TBT. Por enquanto, o número de caranguejos hermafroditas é baixo --apenas 5% dos animais coletados-, mas já é suficiente para causar alarme nos pesquisadores.

Dieta poluída - O experimento no laboratório para comprovar a ligação entre TBT e mudança de sexo, começa em dias. Serão colocados no laboratório três grupos de 60 animais: só machos, só fêmeas e bichos de dois sexos. Metade de cada população vai entrar em contato com doses de TBT. O restante dos animais servirá como controle.

Segundo Sant'Anna, as fêmeas e os bichos com os dois sexos devem todos virar machos. "Os indícios do papel do TBT são grandes", diz.

Outros dois experimentos, já realizados na Unesp em São Vicente (SP), trazem uma conclusão boa e outra ruim.
"Nós analisamos como os bichos absorvem o poluente. A alimentação tem mais importância do que a água", diz Sant'Anna. Como os ermitões comem outros pequenos animais, o TBT deve estar presente em todos eles, e no dissolvido apenas na água do mar.

A boa notícia, que pode ser ruim também se não houver um esforço de fiscalização para impedir o uso das tintas envenenadas - disponíveis no mercado nacional, apesar de existir uma convenção da Organização Marítima Internacional contrária ao produto -, é que o TBT é eliminado em 35 dias pelos animais. Ou seja, é possível salvar os bichos que ainda não começaram a trocar de sexo.

O biólogo também vai estudar mais 12 estuários. Estados como Espírito Santo, Paraná e Santa Catarina serão mapeados. "Em todos esses lugares existem barcos e ermitões. A contaminação é praticamente inevitável", diz Sant'Anna. (Fonte: Eduardo Geraque/ Folha Online)

Nível alarmante de subida dos níveis do mar e os recifes de coral.

Um novo estudo olhou para trás para identificar a possibilidade de ocorrer, no futuro próximo, uma elevação no nível do mar com consequências catastróficas.

Segundo pesquisa publicada na revista Nature, o derretimento de gelo marinho há mais de 100 mil anos, antes da última glaciação, fez com que os níveis do mar se elevassem rapidamente, atingindo com grande intensidade os recifes de coral.
Os resultados confirmam o período e a magnitude da mais recente elevação de grande intensidade ocorrida no planeta e aumentam as preocupações de que o atual aquecimento global possa ter consequências semelhantes.

Paul Blanchon, da Universidade Nacional Autônoma do México, e colegas do Instituto de Ciência Mainha de Leibniz, na Alemanha, estudaram recifes fossilizados na península de Yucatán, no México, e descobriram que durante o último período interglacial muitos recifes morreram e foram substituídos por novos em um nível acima do anterior.
A mudança ocorrida durante o período ecológico foi causada pela rápida elevação de 2 a 3 metros no nível do mar que ocorreu há cerca de 120 mil anos. Segundo os cientistas, a velocidade do salto indica que ele ocorreu em um momento de grande perda de gelo durante a fase mais quente no último período interglacial.
Para os pesquisadores, caso o degelo na Antártica e na Groenlândia continue no nível atual, há um grande risco de que um “aumento catastrófico” no nível do mar ocorra por volta de 2100. Se isso se confirmar, os primeiros a sentir os efeitos serão os recifes de coral, já muito afetados pela ação humana.

“Em nosso mundo em aquecimento, as implicações de um salto rápido, em escala de metros, durante o último período interglacial são claras tanto para a estabilidade futura do gelo marinho como para o desenvolvimento de recifes de coral”, afirmaram.
O artigo Rapid sea-level rise and reef back-stepping at the close of the last interglacial highstand, de Paul Blanchon e outros, pode ser lido por assinantes da Nature em www.nature.com.

Estudo aponta riqueza de espécies em ilhas oceânicas - novo indicador: RIQUEZA ENDÊMICA

Apesar de contar com uma biodiversidade menor do que as áreas continentais, as ilhas oceânicas são áreas críticas para a preservação, pois possuem inúmeras espécies que não existem em nenhum outro lugar. Foi o que mostrou um estudo publicado na revista científica "Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)".

Os pesquisadores criaram um indicador - batizado de riqueza endêmica - para quantificar o número de espécies que vivem apenas em uma determinada região. Depois, dividiram o mundo em 90 áreas geográficas e calcularam o novo indicador para cada uma delas.
As ilhas oceânicas apresentaram uma riqueza endêmica nove vezes maior do que a de áreas continentais.

Holger Kreft, coautor do estudo, considera prioritária a criação de parques nacionais para proteger essas áreas.
As ilhas oceânicas constituem santuários com “relíquias” de linhagens evolutivas muito diferentes das que existem em outros lugares.
O Brasil tem quatro arquipélagos oceânicos: Atol das Rocas, Fernando de Noronha, Trindade e Martim Vaz e o arquipélago de São Pedro e São Paulo.

Fábio Mota, do programa Costa Atlântica, da Fundação SOS Mata Atlântica, recorda que as novas espécies identificadas em ilhas costumam ser incluídas na lista vermelha da União Internacional pela Conservação da Natureza (IUCN, na sigla em inglês) tão logo são descobertas.
“Como vivem em um ambiente tão restrito, já são consideradas criticamente em perigo, pois qualquer desequilíbrio pode causar sua extinção”, explica Mota.
Ele também recorda que, no Brasil, 0,6% do mar territorial está protegido por alguma categoria de conservação. Apenas 0,1% recebe proteção integral que proíbe todo tipo de atividade predatória ou extrativista.

Submarino-robô atinge ponto mais profundo da Terra

Um submarino-robô desenvolvido nos Estados Unidos alcançou a área considerada a mais profunda dos oceanos - o chamado Challenger Deep, na Fossa das Marianas, no Pacífico.
O local, perto da ilha de Guam, é o maior abismo da Terra, com 11 mil metros de profundidade - mais de 2 quilômetros do que o Monte Everest tem de altura.
O mergulho da embarcação não-tripulada Neureus ocorreu dia 14 de junho de 2009 e atingiu 10.902 metros de profundidade.
Nesta localização, a pressão chega a ser mais que mil vezes maior que a nível do mar.
Livre o Nereus é operado à distância por pilotos a bordo de um navio, com a ajuda de cabos de fibra óptica que permitem que ele desça a grandes profundidades e seja fácil de manobrar.
Ele também pode ser colocado em modo automático e "nadar" livremente.
"Com um robô como este, nós agora podemos virtualmente explorar qualquer parte do oceano", disse Andy Bowen, diretor do projeto e principal pesquisador por trás do desenvolvimento do submarino no Instituto Oceanográfico Woods Hole (WHOI, na sigla em inglês).
"Essas fossas são praticamente inexploradas e tenho certeza absoluta que o Nereus vai permitir novas descobertas", afirmou. "Este mergulho marca o início de uma nova era na exploração dos oceanos."
No Passado,o Challenge Deep só foi atingido antes por duas outras embarcações.
Em janeiro de 1960, Jacques Piccard e Don Walsh fizeram a primeira e única viagem tripulada ao local, a bordo do batiscafo suíço Trieste.
A embarcação era composta por uma esfera de aço de 2 metros de diâmetro, ocupada pelos dois tripulantes e pendurada em um tanque de petróleo gigante, projetado para permitir uma boa flutuação.
Durante a expedição, que durou nove horas, os dois homens passaram apenas 20 minutos no fundo do oceano - tempo suficiente para registrar a profundidade local em 10.916 metros.
Em 1995, o submarino-robô japonês Kaiko foi o primeiro veículo não tripulado a visitar o local.
Atualmente, os aparelhos mais aptos a descer a grandes profundidades chegam a uma média de 6,5 mil metros, o que permite os cientistas explorar 95% do fundo do mar.
Fonte: BBC Brasil

Reciclagem de sopa de lixo no oceano

Expedição pretende reciclar "sopa de lixo" no oceano.

Saindo de São Francisco, nos Estados Unidos, no próximo mês, uma expedição parte para o oceano com o objetivo de explorar uma "sopa de lixo" com o dobro do tamanho do Texas, que flutua no Oceano Pacífico.
De acordo com o jornal Times, o objetivo dos cientistas e ambientalistas é tentar reciclar o material.
O oceanógrafo Charles Moore, que descobriu o lixo acumulado no oceano em 1997, acredita que cerca de 100 milhões de toneladas de dejetos estão circulem na região. De acordo com Moore, o mar de lixo é translúcido e está numa superfície de água, por isso não pode ser detectado em fotografias de satélite. "Você só o vê da proa dos navios", declarou.
Peixes e aves confundem os minúsculos pedaços de lixo com alimento e podem chegar à mesa de consumidores com os dejetos no estômago. Moore não acredita que o problema possa ser solucionado.
"Tentar limpar o Pacífico teria falido qualquer país e matado animais selvagens", afirmou ao Times.
Em junho, o projeto Kaisei será colocado em prática sob a liderança de Doug Woodring na tentativa de provar que Moore está errado.
A expedição composta por 30 pessoas irá utilizar aeronaves não tripuladas e exploradores robóticos para mapear a extensão e profundidade do plástico acumulado e em seguida tentar reciclar este material.
Woodring admite que a tarefa não será fácil. "Nós não seremos capazes de limpar todo o oceano. A solução reside realmente em terra. Temos de tratar o plástico de uma forma totalmente diferente, e impedi-lo de chegar ao oceano", disse.

Veja um vídeo sobre o assunto no You Tube no endereço a seguir: http://www.youtube.com/watch?v=q6IoMuDa4GQ

Como funciona uma dessalinizadora

Em um mundo onde mais de 97% da água que existe é salgada, a transformação dessa água em água potável despertou o interesse da humanidade a muito tempo. Esse infográfico da revista Super Interessante da Espanha explica como" uma indústria transforma água salgada em água própria para o consumo.
No mundo são mais de 15.000 máquinas de dessalinização funcionando, mas a um alto custo. Isso porque o grande revés desta tecnologia é o consumo elevado de energia para a transformação da água, mas novos desenvolvimentos em nanotecnologia prometem diminuir os custos da produção, de cada litro de água, em até 25% permitindo a sua viabilidade.

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