Quem “surgiu” primeiro: o ovo ou a galinha?

 

A dúvida que serve de inspiração para comerciais e brincadeiras está perto de ser esclarecida. Pelo menos é o que dizem os cientistas da Universidade de Sheffield e Warwich

Conclusões passadas davam conta de que seria o ovo, graças à evolução em que dois animais semelhantes (sem serem galinhas) teriam cruzado e originado um ovo que se tornaria a primeira galinha. No entanto, uma nova descoberta aponta que a galinha veio primeiro. Segundo os cientistas, a formação da casca do ovo depende de uma proteína que só é encontrada nos ovários deste tipo de ave. Portanto, o ovo só existiu depois que surgiu a primeira galinha. A proteína, chamada ovocledidin-17 (OC-17), atua como um catalisador para acelerar o desenvolvimento da casca. Sua estrutura rígida é necessária para abrigar a gema e seus fluidos de proteção enquanto o filhote se desenvolve lá dentro.

 

A descoberta foi revelada no documento “Structural Control of Crystak Nucleo by Eggshell Protein”, que em tradução livre quer dizer: “Controle Estrutural de Núcleo de Cristais pela Proteína da Casca do Ovo.”

 

Na pesquisa, foi utilizado um supercomputador para visualizar de forma ampliada a formação de um ovo. A máquina, chamada de HECToR, revelou que a OC-17 é fundamental no início da formação da casca. Essa proteína é que transforma o carbonato de cálcio em cristais de calcita [os mesmos dos olhos dos trilobitas], que compõe a casa do ovo.

 

Dr. Colin Freeman, do Departamento de Engenharia Material da Universidade de Sheffield, constatou: “Há muito tempo se suspeita de que o ovo veio primeiro, mas agora temos a prova científica de que, na verdade, a galinha foi a percussora.”

 

Para o professor John Harding, o estudo poderá servir como base para outras pesquisas. “Entender como funciona a produção da casca de ovo é interessante, mas também pode ser pista para a concepção de novos materiais e processos”, disse ele. “A cada dia a natureza [sic] nos mostra suas soluções inovadoras para todo tipo de problema que ela encontra. Isso só comprova que podemos aprender muito com ela”, finalizou o professor.

 

(Terra)

 

Nota: Design inteligente, complexidade irredutível, antevidência... E os pesquisadores naturalistas teimosos insistem em dizer que “a natureza é sábia”. Criacionistas já diziam há muito tempo que é óbvio que as aves foram criadas antes dos ovos, que dependem delas para serem formados; e que os ovos são outra maravilha de design inteligente, pois permitem que o oxigênio chegue ao filhote e o gás carbônico saia de lá. Isso para citar apenas uma de suas propriedades. Quem surgiu primeiro, o ovo ou a galinha? Resposta: ambos foram criados por Deus. [MB]

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Hidrofólios imitam barbatana de baleia para reduzir cavitação e ruído

Um dos maiores problemas enfrentados pelos projetistas de hélices e turbinas subaquáticas é a cavitação. Na superfície das bordas móveis, grandes quedas de pressão podem resultar em uma vaporização repentina do fluido, o que leva não somente à perda de eficiência, mas também a danos estruturais graves, com as bolhas de ar destruindo hélices de navios e tubulações. A cavitação também é uma das principais causas de poluição sonora subaquática, que prejudica a vida selvagem e danifica os ecossistemas. Os engenheiros já haviam descoberto que a criação de pequenas protuberâncias nas extremidades das estruturas melhora a eficiência dos hidrofólios, o equivalente a um aerofólio, mas projetado para funcionar na água – eles são usados não apenas em embarcações, mas também em técnicas de geração de eletricidade que dispensam represar os rios.

Rafat Simanto e colegas da Universidade Nacional Chungnam, na Coreia do Sul, decidiram então testar se as protuberâncias nos hidrofólios também poderiam ajudar a minimizar a cavitação. Usando um túnel de cavitação, a equipe submeteu uma coleção de hidrofólios com diferentes formas de protuberância a uma variedade de condições e analisaram os resultados.

Eles descobriram que um design de hidrofólio que copia as protuberâncias das barbatanas da baleia jubarte produz efeitos positivos dramáticos. As protuberâncias direcionam o fluxo de água para as calhas que se formam entre as protuberâncias, fazendo com que a cavitação seja reduzida em até 60%.

“Em nosso experimento, modificamos a extremidade dos modelos de hidrofólio com protuberâncias senoidais”, explicou o professor Byoung-Kwon Ahn, coordenador da equipe. “De acordo com as nossas observações, as protuberâncias nos bordos de ataque podem efetivamente suprimir tanto a cavitação quanto o ruído.”

(Inovação Tecnológica)

Leia mais sobre biomimética aqui.

Bibliografia:

Rafat I. A. Simanto, Ji-Woo Hong, Ki-Seong Kim, Byoung-Kwon Ahn, Suyong Shin, “Experimental investigation on cavitation and induced noise of two-dimensional hydrofoils with leading-edge protuberances”, Physics of Fluids, vol. 34, 124115; DOI: 10.1063/5.0127170

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Aprendizagem ou puro instinto?

Como ocorre a aprendizagem nos animais? Tudo o que eles fazem é consequência unicamente da sua carga genética? Suas atividades são realizadas somente pelo instinto ou eles são capazes de aprender? Há uma espécie de ave com características interessantes: pinyon jay (Gymnorhinus cyanopephalus); ela pertence à família corvidae e costuma comer sementes do pinheiro pinyon pine em grande quantidade. Mas elas não apenas consomem, também plantam suas sementes como jardineiros!

Os pinyon jay são também conhecidos como gaios, e podem formar organizações sociais com bandos superiores a 500 indivíduos. Eles vasculham a paisagem buscando alimento, em especial sementes de pinheiro. Ao encontrá-las, carregam mais de 50 de uma só vez – não com o bico, mas por meio de uma estrutura expansível do seu corpo: o esôfago.[2] As sementes que não são consumidas por eles são escondidas no solo para estoque em locais especiais.

Estudos estimam que, de setembro a janeiro, 250 gaios enterram cerca de 4,5 bilhões de sementes.[1] Aquelas que não forem reencontradas por eles, meses depois poderão originar novas plantas. O interessante é que essas sementes não costumam ser enterradas por eles em locais aleatórios, mas em áreas abertas, próximas a pilhas de arbustos e também árvores caídas – com condições apropriadas para o desenvolvimento de novas plantas (onde há disponibilidade de nutrientes, proteção contra ventos fortes, sol, etc.).

Como essas aves conseguem encontrar as sementes vários meses após escondê-las? Tal ação envolveria algum processo de aprendizagem?

Os gaios as armazenam em períodos de abundância – fim do verão e outono. Eles consomem plantas, nozes, frutas pequenas e sementes de pinheiro, mas, no fim do inverno, esses alimentos estão indisponíveis; assim, eles recuperam as sementes que foram armazenadas, encontrando-as com grande precisão. Na época de inverno, a dieta deles se reduz quase unicamente (95%) às sementes de pinyon pine.

Os gaios possuem uma memória espacial ótima, utilizam pontos de referência para localizar as sementes escondidas, recuperando não apenas o alimento, mas também uns dos outros (pela observação).

A aprendizagem pode ser classificada como “modificação adaptativa do comportamento com base na experiência” (p. 97).[3] Nos animais, a aprendizagem não gera alterações de comportamento pelo simples desejo de mudar; ela ocorre em casos de imprevisibilidade ambiental relevantes à espécie.

“A capacidade de aprender depende da organização do sistema nervoso estabelecida durante o desenvolvimento, seguindo instruções codificadas no genoma” (p. 1.138).[4]

Até mesmo nos insetos podemos identificar organismos com grande capacidade de aprendizagem. Isso acontece com as abelhas melíferas na busca por alimentos. Elas localizam quais “odores, formas e cores estão associados às diferentes flores produtoras de pólen ou néctar; em que momento particular do dia uma espécie de planta estará com as flores abertas; como retornar à colmeia após uma expedição de forrageio”, etc. (p. 98).[3]

De acordo com o autor, a seleção natural favoreceu o cérebro das abelhas melíferas, possibilitando que elas sejam capazes de incorporar informações importantes de variáveis ambientais, modificando atividades genéticas nas células cerebrais e alterando comportamentos do indivíduo, facilitando a exploração dos recursos das regiões vizinhas durante o forrageamento.

Na família dos corvos (Corvidae) esses comportamentos de aprendizagem espacial em resposta às pressões ecológicas específicas também ocorre. Neles, a aprendizagem espacial acima referida envolve a formulação de mapas cognitivos – “uma representação no sistema nervoso do animal da relação espacial entre os objetos ao seu redor” (p. 1.139).[4]

A adaptação de um organismo ao ambiente pode ser melhorada a partir da sua capacidade de aprendizagem, pelo estabelecimento de uma memória espacial do ambiente no qual vive.[4]

Dentre os Corvidae, quatro espécies possuem a predisposição para estocar alimentos, o que só é possível graças à ótima capacidade espacial deles. A aprendizagem acontece para que eles consigam solucionar problemas especiais em seu ambiente.
A época de escassez inicia-se cinco meses após o período de estocagem. Os machos apresentam probabilidades maiores do que as fêmeas de reencontrar as sementes escondidas. Isso acontece devido à responsabilidade deles em prover alimento para elas e seus filhotes. Assim, machos possuem memória melhor a longo prazo.
A ação de longos períodos de tempo, unindo-se à seleção natural com mutações genéticas seria a receita-chave para a geração de organismos com esse nível de complexidade?

(Moema Rubia Patriota é bióloga pela Universidade Estadual de Londrina, com especialização em Gestão, Licenciamento e Auditoria Ambiental pela UNOPAR, e MBA em Gestão Ambiental pela UFPR. É a idealizadora do Projeto: @polegarverdeambiental no Instagram)

Referências:
1. Providential planting, JOHNSON James J. Scofield.
2. The Coronell lab: allaboutbirds.org/guide/pinyon_jay/overview
3. ALCOCK, John. Comportamento animal: uma abordagem evolutiva (9 ed.).
4. REECE, URRY, et al. Biologia de Campbell.

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Uma doce complexidade

Muito pequenas, com o cérebro menor do que uma semente de gergelim e realizando atividades cotidianas tão bem estruturadas e complexas que deixam qualquer um de boca aberta! Existem mais de 20 mil espécies de abelhas. Abordar a quantidade de atividades realizadas por elas com tamanha precisão obviamente não é possível aqui. Então, vamos nos fixar em uma ação específica: a produção do mel.

O mel contém nutrientes, minerais e vitaminas; além disso, possui antioxidantes – especialmente em suas variedades mais escuras. Ele é uma solução concentrada dos açúcares glicose e frutose, com porcentagens menores de mais de 20 açúcares complexos. Apresenta também vestígios de minerais essenciais.

Em tempos antigos, o mel era usado para curar feridas e infecções. Povos da Birmânia utilizavam-no em cadáveres, para preservar o corpo pelo tempo necessário – até que os custos para o funeral fossem arranjados.

O mel cru (aquele não tratado termicamente) apresenta componentes com características antibacterianas. Um exemplo é a enzima glicose oxidase; ela é adicionada ao mel pelas abelhas (como um conservante). Quando colocada em contato com a água, promove (a partir da glicose) a liberação lenta de peróxido de hidrogênio (H2O2), que oxida os componentes externos das bactérias, formando buracos na membrana celular e causando a morte do micro-organismo.

O mel produzido a partir da Manuka (Leptospermum scoparium), um arbusto da Nova Zelândia, é conhecido como “mel que cura”. Ele possui uma enzima chamada metilglioxal – com características antibacterianas e virais únicas. Ensaios clínicos com a forma do mel não tratado termicamente foram realizados em hospitais, demonstrando que vírus e bactérias (incluindo as superbactérias resistentes aos antibióticos produzidos pelo ser humano) não são capazes de sobreviver às concentrações elevadas desse mel. Ele também foi testado em processos de cicatrização de feridas de pacientes com o sistema imune comprometido. Os resultados são iniciais, mas promissores.

E a produção do mel, como acontece? As abelhas apresentam dois estômagos, um responsável pela digestão e outro pela retenção do néctar (saco de mel). Entre eles há uma válvula que não permite a mistura do conteúdo dos dois estômagos. Para encherem o estômago com néctar, as abelhas forrageiras visitam até 1.500 flores, e, no retorno para a colmeia, adicionam enzimas a ele (iniciando o processo de conversão em mel). O néctar tem elevada concentração de água (80%); ele passa por um processo de desidratação, decaindo a uma média de 18% de água em seu conteúdo para a produção do mel.

Para que o néctar perca uma porcentagem tão elevada de água algo precisa ser feito. Ao ser depositado nas células (favos), ele fica exposto para alcançar taxas de evaporação mais rápidas. De noite, as coletoras auxiliam nesse processo, batendo as asas vigorosamente na entrada da colmeia e acelerando o processo de evaporação. Parte delas permanece de um lado, aspirando ar, e a outra metade soprando o ar carregado de vapor d’água. Depois de prontas, as células de mel são vedadas com uma tampa de cera. É no inverno que ele será utilizado como fonte de energia para a sobrevivência das abelhas.

Os favos onde o mel é armazenado na colmeia são compostos de cera. Eles possuem o formato hexagonal – design especial que possibilita o acúmulo máximo de mel, com o uso mínimo de cera em sua produção. A resistência dos favos é tanta, que eles já foram recuperados intactos da tumba de faraós e resgatados do fundo do mar sem danos.

Em uma colmeia típica, a quantidade necessária de mel para a manutenção da população no inverno é em média de 27 quilos. A distância média percorrida pelas abelhas, para essa produção, é de cinco milhões de quilômetros de voo.

As abelhas apresentam um biotermostato interno, sendo capazes de identificar quando a colmeia está sob ameaça térmica. Para que a rainha bote ovos, a temperatura da colmeia precisa estar próxima a 34 ºC. Temperaturas muito elevadas levam ao derretimento do favo de mel; muito frias provocam a morte da ninhada.

Quando as temperaturas estão baixas, as abelhas amontoam-se para aquecer a colmeia com seus corpos; quando ela está elevada demais, um alerta é acionado e transmitido para a colônia. Assim, as forrageiras largam seus trabalhos, enchem a boca de água advinda das fontes mais próximas e retornam, espalhando-a nos locais apropriados. O restante delas ventila a colmeia abanando as asas, acelerando, assim, a evaporação da água que ajudará no resfriamento do ambiente.

Como todas essas ações inteligentes e organizadas tiveram início? Qual foi a primeira abelha a iniciar essa dinâmica? Como foi a incorporação dessas ações no padrão genético e a transmissão às futuras gerações? Os processos evolutivos aleatórios, destituídos de propósito (que teriam levado milhões de anos para se desenvolver), seriam capazes de explicar a origem das abelhas com toda essa bagagem?

Moema Rúbia Patriota

Referências:

Revista: Creation 21(4):48–50, September 1999. A sweet revelation, autor: Tom Hennigan. Retirado de: https://creation.com/a-sweet-revelation This article is from
Revista: Creation 37(1):14–17, January 2015. Honey: A healing gift from the Creator, autor: Patrick Clarke. Retirado de: https://creation.com/gods-healing-gift-of-honey

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A evolução do instinto animal

O que significa agir por instinto? Animais e seres humanos possuem instinto, mas é importante defini-lo. Primeiro, devemos compreender que os estudos do comportamento animal, o que inclui os instintos, são aprofundados por meio de uma área de pesquisa chamada Etologia. Ela é relativamente recente. Originou-se na Europa, na década de 1930, por iniciativa de Konrad Lorenz e Nico Tinbergen. Mas, antes dela, Charles Darwin já havia dado algumas contribuições para o campo do comportamento animal.[1]

É importante ter conhecimento de que os estudos em Etologia têm como base a cosmovisão evolucionista. Ser criacionista não tira de nós a necessidade de conhecer o modo como os evolucionistas interpretam as pesquisas científicas nas mais diferentes áreas. Inclusive sabemos que há alguns pontos em comum entre essas diferentes cosmovisões (o que inclui o processo de microevolução e a seleção natural, mas não nas mesmas intensidades). Um conhecimento sólido e crítico só é construído graças ao estudo de ambos os “lados da moeda”.

De acordo com Charles Darwin, “um ato que para nós exigiria experiência para desempenhar é em geral considerado instintivo quando é desempenhado por um animal, mais ainda se for um animal jovem sem experiência, ou por muitos indivíduos que da mesma forma não conheçam sua finalidade” (p. 321). Os instintos são importantes para o bem-estar das espécies, quando suas condições de vida são alteradas podem ocorrer pequenas modificações nelas.[2]

Podemos citar a formiga saúva. Existem mais de 200 espécies delas. Elas vivem em colônias e apresentam subdivisões de tarefas entre os membros do formigueiro. Os bitus são os machos, eles acasalam com as fêmeas e morrem logo após. As cortadeiras cortam folhas e carregam para o formigueiro; os soldados protegem a colônia contra a invasão; as enfermeiras cuidam dos ovos, dos casulos e das pupas; e a tanajura (fêmea) realiza o voo nupcial com os bitus na primavera, sendo fertilizada. Depois desse episódio ela cai no solo, arranca as próprias asas e inicia a formação de uma nova colônia.[3]

Haja organização! Com certeza, há uma quantidade imensa de informação sobre esses organismos; apenas pincelamos de leve. Como teria surgido toda essa estrutura organizada entre a colônia das formigas saúva? Cada uma sabe sua função e a faz com perspicácia. De onde veio toda essa informação? Como a tanajura teria desenvolvido a “técnica” de arrancar as próprias asas no momento certo para reiniciar o processo de construção de uma nova colônia?

Para Darwin, mesmo os instintos mais complexos surgiram a partir de pequenas variações, conforme a necessidade da espécie às modificações do ambiente. Essas variações seriam acumuladas até onde se mostrassem vantajosas pela ação da seleção natural.[2] Como ações necessárias para a sobrevivência de uma espécie poderiam surgir lenta e gradualmente (milhões de anos)?

Richard Dawkins, biólogo evolutivo e etólogo (proeminente crítico do criacionismo), defende a ideia de que o instinto tenha surgido a partir do aprendizado pela observação. Em entrevista ele cita uma família de aves – Turdidae, nela estão aquelas popularmente conhecidas como sabiás ou tordos. Para se alimentar de certos caramujos, essas aves são capazes de esmagar conchas. Conforme Dawkins, um ancestral da espécie teria aprendido a maneira correta de esmagar uma concha. Esse comportamento teria sido copiado, as aves foram aprendendo e o comportamento foi sendo repetido pelas gerações seguintes por meio da observação.[5]

Como esse comportamento aprendido teria sido transmitido para uma próxima geração? O que seria transmitido não é a informação de como quebrar a concha, mas uma tendência genética capaz de acelerar o aprendizado desse comportamento. Assim, a seleção natural selecionaria os genes por muitas gerações, criando um “pool genético” (conjunto de genes presentes em uma população).[5] No caso, não haveria origem de novos genes que expressem tais comportamentos, mas a seleção daqueles que se adaptam às condições de sobrevivência da espécie pela seleção natural.

Outro exemplo dado por Dawkins foi acerca do comportamento aprendido por observação de uma espécie de ave conhecida por “tits”, pertencente à família Paridae (que inclui muitas espécies de chapim). Ele conta que, quando era criança, época em que havia entregadores de leite de porta em porta, as garrafas de leite tinham tampas de papelão ou papel laminado. Essas aves descobriram meios de abrir as tampas e tomar o leite do interior das garrafas. Por meio da observação, outras aves foram aprendendo e adquirindo esse hábito. Com isso, as gerações que aprendessem com mais rapidez teriam mais alimento disponível, havendo mais proles desses indivíduos para transmitir esses genes às gerações seguintes. Conforme citado acima, a transmissão seria de genes que possibilitem o rápido aprendizado para essa característica [5].

A aprendizagem por experiências específicas pode gerar alterações no comportamento do organismo, mas “a capacidade para aprender depende da organização do sistema nervoso estabelecida durante o desenvolvimento, seguindo instruções codificadas no genoma [conjunto de genes presente em uma espécie]. A aprendizagem em si envolve a formação de memórias por mudanças específicas na conectividade neuronal” (p. 1.138).[6]

Caso a hipótese do instinto surgido a partir da aprendizagem pela observação seja real. Como instintos complexos presentes em organismos “mais simples” teriam se estabelecido? De onde veio a informação genética que possibilitasse o desenvolvimento de tais comportamentos? A capacidade neural de uma aranha obviamente não será a mesma que a de um mamífero ou ave, por exemplo.

Como a aranha é capaz de fabricar a seda para a sua teia com características que intrigam tanto os cientistas? Alto nível de resistência, elasticidade e mais forte que o aço (nas mesmas dimensões)?[7] Essa ação não é pensada, é instintivamente realizada. Como compreender a origem da informação complexa e especificada presente na carga genética das aranhas?

Moema Patriota

Referencias:

[1] BERTELLI, Isabella. As contribuições da Etologia paraa Psicologia. 2008.  

 

[2] DARWIN, Charles. 1809-1882. A origem das espécies; tradução Carlos Duarte e Anna Duarte. São Paulo: Martin Claret, 2014.

 

[3] SOUZA, Ricardo. Formiga saúva/Atta spp. 2010. 

 

[5] Vídeo: DAWKINS, Richard. Como o aprendizado evolui para um instinto herdado?

[6] REECE, J.B... [et al.]. Biologia de Campbell. 10ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.

[7] MONTENEGRO, R. V. D. A teia da aranha.

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Quem são os ornitorrincos para os cientistas evolucionistas?

Ao observar a foto de um ornitorrinco, o que vem à sua mente? Animal que bota ovos como aves e répteis, tem bico de pato, pelos como os mamíferos e cauda achatada parecida com a de um castor. Essas são apenas algumas de suas características. Você já deve imaginar que esse animal inusitado causa muito alvoroço no mundo científico, deixando todos confusos e curiosos. No fim do século 18 alguns de seus espécimes chegaram à Grã-Bretanha. No início os naturalistas pensaram que ele seria uma falsificação e procuraram por marcas de costuras que poderiam ter sido feitas por um taxidermista no intuito de fraudar uma nova espécie. Os ornitorrincos são monotremados – mamíferos que botam ovos e pertencem à subclasse Prototheria. Eles não são os únicos que botam ovos entre a classe Mammalia; temos também algumas espécies de equidna. Eles vivem principalmente na Austrália, sendo encontrados em córregos em Nova Gales do Sul, centro e sudeste de Victoria, dentre outras regiões. Alimentam-se dentro da água.

E seu “bico”? Diferentemente do bico das aves, ele não é tão rígido; é seu principal órgão sensorial, com muitos nervos e poros sensíveis na superfície, respondendo a impulsos produzidos por criaturas subaquáticas.

Durante os mergulhos, seus olhos e ouvidos fecham automaticamente, a cabeça se movimenta de um lado para o outro captando sinais de campo elétrico que são gerados por suas presas. O bico auxilia grandemente na busca por alimento e localização embaixo d’água.

Os ornitorrincos não são animais grandes, geralmente apresentam o tamanho de um gato pequeno, medem de 40 a 50 cm e os machos são maiores que as fêmeas. Possuem esporões nas patas traseiras, sendo estes conectados a um ducto que chega a uma glândula de veneno.

As fêmeas, assim como os demais mamíferos, possuem glândulas mamárias que se estendem por toda a barriga no período de lactação, mas não possuem tetas – os filhotes mamam o leite que é rico em ferro direto dos poros da mãe.

Esses animais possuem um esqueleto aerodinâmico, bem adaptado ao seu estilo de vida. Ele é suficientemente pesado para suportar a musculatura grande que auxilia tanto na natação quanto na escavação realizada pelos membros anteriores.

Os mamíferos que pertencem ao grupo dos marsupiais (como os cangurus e gambás) e eutérios (que compõe a maior parte dos mamíferos - possuem placenta) têm na sua maioria cintura peitoral composta por dois pares de ossos - escápulas e clavículas. Nos ornitorrincos os cientistas observaram que “os ossos das cinturas peitoral e pélvica são bastante semelhantes aos de certos répteis, mas o resto de seu esqueleto é definitivamente [como o dos] mamíferos. O ouvido interno também é mamífero, tendo três ossículos de condução sonora: o martelo, a bigorna e o estribo” (p. 12).[3] A diferença na cintura peitoral dos ornitorrincos está na presença de procoracóide e ossos interclaviculares, como nos répteis.

Exemplo de cintura peitoral presente nos mamíferos – escápula e clavícula

Mais abaixo, exemplo de cintura peitoral de um réptil com a indicação dos ossos que também são encontrados nos ornitorrincos: procoracoide e interclaviculares.[3]

O posicionamento das pernas também é semelhante ao dos répteis, mas o movimento na sua base é típico de um mamífero - possuem ligamentos muito fortes entre a musculatura e os ossos. Fora da água as pernas posteriores se estendem horizontalmente promovendo um andar arrastado como o dos lagartos.

Nas vertebras cervicais (do pescoço) eles possuem costelas rudimentares como em alguns répteis. Mas a mandíbula inferior é formada por um par de ossos – assim como a de outros mamíferos, além de sete vertebras cervicais que também são características do grupo ao qual pertence. 

            

O esqueleto é adaptado para sustentar o nado, a caminhada e a escavação - atividades necessárias para a sobrevivência dele.

A calda achatada contém tecido gorduroso (sendo um meio de armazenamento de energia); cerca de metade da reserva de seu corpo encontra-se acumulada nela; é uma importante fonte de alimento extra durante o inverno. Também é utilizada pela espécie no transporte de folhas para a produção do ninho e a proteção dos ovos - mantendo-os aquecidos além de promover a estabilização do nado.

Os pelos do corpo são ótimos isolantes térmicos e ajudam a reter a água mesmo dentro dos lagos. Além dos pelos grossos, possuem também uma camada interior de pelos mais finos que aprisionam uma camada de ar sobre os pelos mais externos, e com isso ele mantém certo nível de impermeabilidade que possibilita que o animal permaneça aquecido mesmo em águas frias. Em apenas um milímetro quadrado do seu corpo há uma média de 600 a 900 pelos.

Quando jovens apresentam dentição; conforme entram na fase adulta eles vão sendo substituídos por almofadas queratinizadas.

Possuem um sistema circulatório duplo/fechado e glóbulos vermelhos anucleados; estas são mais algumas características de mamíferos.

Em um artigo publicado pela revista Nature,[1] o sequenciamento do DNA de uma fêmea de ornitorrinco foi realizado e comparado com o genoma de outros mamíferos e do frango. O interesse estava em encontrar famílias de genes envolvidos na biologia que ligaria os monotremados aos répteis através de características como postura de ovos e visão, além de atributos típicos dos mamíferos (lactação, por exemplo) e outras específicas dos ornitorrincos como o forrageamento subaquático. Como resultado, nas sequências do genoma encontraram traços de répteis e de mamíferos - “os ornitorrincos possuem características ancestrais reptilianas e derivadas de mamíferos”. Seu genoma seria considerado um amálgama (mistura de características de diferentes classes em um mesmo indivíduo).

Os ornitorrincos são classificados como mamíferos primitivos. De acordo com um documentário da Discovery Channel[5] eles são “criatura[s] altamente sofisticada[s] em fina sintonia com seu meio ambiente”, além disso “teria[m] sobrevivido por tanto tempo não apesar das suas estruturas arcaicas, mas justamente por causa delas”.

De acordo com a bióloga Rebecca Young, da Universidade do Texas[2]: “[...] eles estão em algum lugar entre um lagarto e o que pensamos ser um mamífero placentário semelhante a um humano, mantendo algumas características reptilianas e mamíferas.”

Em 2010, em um estudo liderado por Warren,[2] encontraram 83 toxinas no veneno do ornitorrinco. Eles possuem genes “que se assemelham aos genes de veneno de outros animais, incluindo cobras, estrelas-do-mar e aranhas. É provavelmente um exemplo de evolução convergente, em que espécies não relacionadas evoluem características semelhantes.”

“O ornitorrinco [seria] o único remanescente de um ancestral que divergiu de todos os outros mamíferos há cerca de 150 milhões de anos [sic].”[6]

Essas são as considerações feitas por cientistas evolucionistas, obtidas a partir da interpretação e especulação de resultados de pesquisas. Tais interpretações também podem ser influenciadas pela cosmovisão do pesquisador – seja ela evolucionista ou criacionista. Qual seria a maneira correta de interpretar os resultados obtidos pelas análises do fenótipo do indivíduo e também do sequenciamento do seu DNA? Não são questões simples.

Há muito para ser explorado e aprendido sobre essa temática; é necessário conhecer além do exposto para tirarmos algum tipo de conclusão.

Partindo da citação retirada do documentário da Discovery Channel (“Criatura[s] altamente sofisticada[s] em fina sintonia com seu meio ambiente”) e analisando tudo o que foi colocado sobre a espécie, é nítido que os ornitorrincos são extremamente bem adaptados ao seu ambiente. Possuem corpo completamente funcional e complexo, com diversas peculiaridades. São animais singulares e muito curiosos.

Embora possuam uma aparência diferente daquela com a qual estamos acostumados, eles são eficientes e muito bem estruturados. Qual a probabilidade de esse “indivíduo” com toda a sua complexidade ter se originado sem qualquer direcionamento ou designer?

Moema Rubia Patriota

Referências:

[1] Genome analysis of the platypus reveals unique signatures of Evolution

https://www.nature.com/articles/nature06936.pdf 

[2] How the Venomous, Egg-Laying Platypus Evolved

 https://news.nationalgeographic.com/2016/07/animals-platypus-evolution-science/ 

[3]Fauna of Australia: ORNITHORHYNCHIDAE. https://www.environment.gov.au/system/files/pages/a117ced5-9a94-4586-afdb-1f333618e1e3/files/16-ind.pdf

[4] Australian Natural History Serie – Platypus, fourth edition, 2008, Tom Grant 

[5] Ornitorrinco: Um Sobrevivente Silencioso (Dublado) Documentário Discovery Channel

https://www.youtube.com/watch?v=rk_LT-khPhw

[6] Which Animals Have Barely Evolved?

https://news.nationalgeographic.com/2015/11/151114-animals-mammals-evolution-platypus-opossum/  

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Estudo revela que 90% dos animais surgiram ao mesmo tempo

Uma nova pesquisa que envolve a análise de milhões de códigos de barra de DNA desmascarou muito do que sabemos hoje sobre a evolução das espécies. Em um imenso estudo genético, o pesquisador associado sênior Mark Stoeckle do Programa para o Ambiente Humano na Universidade Rockefeller e o geneticista David Thaler da Universidade de Basel descobriram que 90% de todos os animais da Terra surgiram ao mesmo tempo. Mais especificamente, eles descobriram que 9 em cada 10 espécies de animais no planeta surgiram ao mesmo tempo que os humanos, cerca de 100.000 a 200.000 anos atrás (segundo a cronologia evolutiva). “Essa conclusão é muito surpreendente e eu lutei contra ela o máximo que pude”, afirma Thaler.

Durante a última década, centenas de cientistas coletaram cerca de 5 milhões de códigos de barra de DNA de 100.000 espécies de animais em diferentes partes do globo. Stoeckle e Thaler analisaram essas 5 milhões de impressões genéticas para chegar a uma das descobertas mais surpreendentes sobre evolução até agora.

Existem dois tipos de DNA. A maioria das pessoas conhece o DNA nuclear. Esse é o DNA que contém o esquema genético para cada indivíduo único. É passado dos pais para os filhos. O genoma é feito de tipos de moléculas arranjados em pares. Existem 3 bilhões desses pares, que são usados então para formar milhares de genes.

O outro tipo de DNA, menos familiar, é encontrado na mitocôndria das células. A mitocôndria gera energia para a célula e contém 37 genes. Um desses é o gene COI, que é usado para criar códigos de barra de DNA. Todas as espécies têm um DNA mitocondrial muito similar, mas seu DNA é também suficientemente diferente para distinguir entre as espécies.

Paul Hebert, diretor do Instituto de Biodiversidade de Ontário, desenvolveu uma nova forma de identificar espécies estudando o gene COI.

Ao analisar o COI de 100.000 espécies, Stoeckle e Thaler chegaram à conclusão de que a maioria dos animais apareceu simultaneamente. Eles descobriram que a mutação neutra entre espécies não era tão variada quanto se esperava. A mutação neutra se refere a pequenas mudanças no DNA que ocorrem ao longo das gerações. Eles podem ser comparados aos anéis das árvores, já que podem informar qual a idade de certa espécie ou indivíduo.

Quanto a como isso deve ter acontecido, é incerto. Uma provável possibilidade é a ocorrência de um evento abrupto. Um trauma ambiental em larga escala pode ter erradicado a maioria das espécies da Terra.

“Vírus, eras glaciais, novos competidores bem-sucedidos, perda de presas – tudo isso pode causar períodos em que a população de um animal reduz bruscamente”, argumenta Jesse Ausubel, diretor do Programa para o Ambiente Humano. Tais momentos dão origem a mudanças genéticas generalizadas pelo planeta, causando o aparecimento de novas espécies. No entanto, a última vez que tal evento ocorreu foi há 65 milhões de anos [segundo a cronologia evolucionista], quando um asteroide atingiu a Terra e (acredita-se) dizimou os dinossauros e metade de todas as outras espécies no planeta.

O estudo foi publicado no periódico Human Evolution, neste link.

(Meio Info)

Nota: Tudo indica que houve um “gargalo” na história da Terra, e que em algum momento dessa história os seres vivos simplesmente apareceram sobre o planeta, quase como num passe de mágica. O que isso lhe sugere? Cuidado! Você pode estar pensando em hipóteses perigosamente criacionistas... [MB]

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O mundo dos beija-flores

Os beija-flores, tão pequenos e belos, são popularmente conhecidos como colibris, pertencem à ordem Apodiformes e à família Trochilidae. Dentro desse grupo encontramos a menor ave conhecida: o colibri-abelha-cubano, com menos de 2g. As espécies de beija-flor vivem nas Américas. A maior diversidade encontrada está na região setentrional das Cordilheiras dos Andes, com 290 espécies. No Brasil, já foram identificadas 84 espécies. Os beija-flores não são aves sociáveis, apresentam poucos comportamentos cooperativos conhecidos. Um deles tende a ocorrer quando elas precisam se unir para expulsar predadores do seu território, defendem seu espaço por meio de vocalizações e também por confrontos diretos, mesmo quando sozinhos.  

Os machos atraem as fêmeas para acasalar usando "música", voos radicais quase indistinguíveis a olho nu e plumagens atraentes. A interação deles ocorre principalmente durante a reprodução, depois, a responsabilidade de construir ninhos, incubar os ovos e cuidar dos filhotes é da fêmea. 

O movimento de suas asas é tão acelerado que nossos olhos não são capazes de acompanhá-los; por isso os biólogos comumente utilizam câmeras de precisão, de alta velocidade, para estudá-los. Em reportagem da National Geographic Brasil (agosto/2017), ornitólogo Christopher Clark analisou os movimentos dos colibris-abelha-cubano - as manobras aéreas realizadas pelos machos durante o cortejo sexual, uma sequência de movimentos que não leva mais de um segundo, estes não distinguíveis a olho nu. Para a análise foi necessária uma câmera de precisão, que divide cada segundo de ação em 500 quadros, possibilitando uma observação detalhada dos movimentos aéreos. 

Durante o regime nazista, os primeiros helicópteros estavam em aperfeiçoamento. Nesse período, os beija-flores atraíram muito a atenção dos estudiosos. O conhecimento de tal complexidade poderia ser de grande importância para o desenvolvimento dessas máquinas, tendo em vista a capacidade dos beija-flores de pairar imóveis no ar por 30 segundos ou mais. 

  

Em julho de 2014, um estudo conduzido por David Lentink, professor assistente de engenharia mecânica em Stanford, trouxe novamente comparações e aprofundamentos da dinâmica do voo dos beija-flores com os helicópteros: análises quantitativas das asas dessas aves foram realizadas, indicando que elas geram sustentação de maneira mais eficiente que as melhores lâminas de micro-helicópteros. Tais descobertas podem ajudar na construção de veículos robóticos ainda mais potentes e inspirados nesses pássaros.

  

"Um helicóptero é realmente o dispositivo flutuante mais eficiente que podemos construir. Os melhores beija-flores são ainda melhores, mas acho incrível que estamos chegando perto. Não é fácil igualar o desempenho deles, mas se nós construirmos asas melhores com melhores desempenhos, poderíamos aproximar dos beija-flores " (LENTINK). 

Boa parte das aves produz força de sustentação com o movimento descendente das asas, o que as impele para a frente. Os beija-flores, diferentemente, geram forças de sustentação tanto ascendente quanto descendente, além de serem capazes de voar "de ré". 

Tyson Hedrick é pesquisador da Universidade de Carolina do Norte, especializado em biomecânica dos animais. Em uma de suas pesquisas, utilizou uma câmera capaz de filmar mil quadros por segundo, com um equipamento de raio X acoplado. Com isso, pôde observar os ossos das asas dos beija-flores em movimento, percebendo que eles não se movem para cima e para baixo com deslocamento vertical do ombro, durante o bater das asas, mas dão pequenos giros. Eles promovem sustentação movendo suas asas tanto para cima quanto para baixo, gerando vórtices - que são movimentos circulares ao redor de um centro de rotação. Assim, eles conseguem pairar e realizar manobras. 

Seu cérebro equivale em média a 4,2% do peso do corpo; proporcionalmente, é um dos maiores do reino animal.  Algumas das suas espécies são capazes de bater as asas até cem vezes por segundo. Durante o repouso, seu batimento cardíaco é de em média 500 a 600 vezes por minuto; quando em atividade, podem superar mil batimentos por minuto. 

De onde vem toda essa energia? 90% do seu alimento é néctar, que confere a manutenção para um metabolismo acelerado; os outros 10% são pólen e artrópodes, fontes de lipídios e proteínas.  

Essas aves são o grupo de vertebrados com a mais elevada taxa metabólica existente. Para repor suas energias, precisam alimentar-se a cada 10 ou 15 minutos. Com um hipocampo grande e volumoso, eles são capazes de lembrar a localização das flores em seu território, além de saber quando elas estarão com boa disponibilidade para a coleta do néctar. 

Se os beija-flores tivessem o tamanho de um ser humano de porte médio, teriam que beber uma lata de refrigerante a cada minuto que estivessem pairando no ar, devido ao acelerado consumo de calorias durante o voo. 

Conforme o site Stanford News, períodos superiores a 42 milhões de anos, com a ação da seleção natural, teriam "transformado" os beija-flores nos organismos voadores mais eficientes do mundo, especialmente pela sua capacidade de pairar no ar.  

Tamanha eficiência e complexidade poderiam ser resultado da ação de milhões de anos somados à ação da seleção natural? Esses dois fatores atuantes tornariam possível a origem dessa "máquina" com elevado grau de eficiência? 

                              

Macho de uma espécie de beija-flor tentando atrair a fêmea para acasalar 

Referências: 

GOLLER, Benny; ALTSHULER,Doug. Beleza Fugaz. Nacional Geographic Brasil Rumo à Lua. São Paulo, Abril Print, ano 18, nº 209, agosto,2017

SICK, H. Ornitologia Brasileira. Ed. Nova Fronteira S.A., Rio de Janeiro, Brasil, 1997. 

WILLIAMSON, S. A field guide to hummingbirds of North America. Houghton Mifflin Company, Boston, NY, USA,2002. 

Del HOYO,J.;ELLIOT,A.& SARGATAL, J. Handbook of  the Birds of The World. Vol. 5: Barnowls to Hummingbirds.Linxs Edicions,Barcelona, 1999. 

Animal Diversity Web - ADW, Trochilidae hummingbirds. Disponível em: http://animaldiversity.org/site/accounts/information/Trochilidae.html. Acesso em: 08 Mai 2018 

Beija-flores da Estação Experimental Cascata – Embrapa Clima Temperado / Bergmann …[et. al.] – Pelotas: Embrapa Clima Temperado, 2010. 

Standford News - Hummingbirds vs. helicopters: Stanford engineers compare flight dynamics. Disponível em: https://news.stanford.edu/news/2014/july/birds-versus-bots-073014.html. Acesso em: 10/5/2018.

(Moema Patriota é bióloga, graduanda em MBA em Gestão Ambiental, https://www.facebook.com/polegarverde/, https://www.youtube.com/channel/UCcv3W7tpnaDR1vYO2UfBp1w)

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