A vespa que investiu em energia solar

A energia solar é uma das formas de energia alternativa mais promissoras. O Sol vai funcionar por bastante tempo e o potencial é imensurável. Quer uma ideia de escala? Praticamente toda a energia que sustenta a vida na Terra é solar, capturada pelas plantas e algas e transformada carboidratos durante o processo de fotossíntese.

O que pesquisadores descobriram agora é que um certo tipo de vespa (Vespa orientalis) parece conseguir usar energia solar para produzir energia para suas atividades também. A pesquisa foi publicada no Naturwissenchaften e divulgada pelo ScienceDialy.

Vespas em geral são mais ativas durante a manhã. Já se sabia que algumas espécies de vespas orientais eram mais ativas perto do meio dia, justamente quando a incidência de luz solar era maior, mas se desconhecia o porque. Par esclarecer a questão, os pesquisadores verificaram quais fatores estariam influenciando este comportamento. Será que ao meio-dia o ar é mais seco ou a temperatura mais adequada? O resultados mostraram que o que realmente induzia as vespas a saírem de casa era a incidência de radiação UVB. Detalhe, esta espécie constrói ninhos subterrâneos.

Fotos da estrutura da cutícula. Notem que as camadas ficam mais finas de fora para dentro. Isso dificultaria a luz de voltar para o exterior, aumentando a captação.

 

Por que essa vontade toda de pegar um Sol? As estrias amarelas no corpo da vespa são ricas em um pigmento chamado Xantopterina. As Pterinas em geral são pigmentos que já foram associados com a fotossíntese por captarem radiação dos espectros próximos do azul e UV em algumas plantas. De fato, quando a cutícula da vespa é exposta à luz surge um diferença de potencial elétrico nela. Além da proteína, a estrutura da cutícula permite uma melhor captação da energia solar com efeitos anti-reflexo na superfície externa e camadas internas progressivamente mais finas que criam efeitos de refração interna.

Além disto os pesquisadores mencionaram para o ScienceDialy que haviam descoberto outras funcionalidades como um sistema de resfriamento na cutícula que auxilia a manter as atividades sob Sol sem superaquecer e um sistema de localização acústica que ajuda a se orientar no ninho escuro. Eles também tentaram reproduzir os mecanismos de captação de luz da vespa, mas não obtiveram uma eficiência semelhante. De qualquer forma, estamos diante de uma solução orgânica engenhosa para um problema energético complicado. Agora resta saber se conseguiremos transformar a dica da vespa em algo útil.

 

Artigo:

Marian Plotkin, Idan Hod, Arie Zaban, Stuart A. Boden, Darren M. Bagnall, Dmitry Galushko, David J. Bergman. Solar energy harvesting in the epicuticle of the oriental hornet (Vespa orientalis). Naturwissenschaften. 2010.

Acidificação dos oceanos e impactos sobre organismos com conchas

Uma das preocupações recentes com o aquecimento global é que a alta concentração de CO2 na atmosfera altere a química dos oceanos. Vejamos, muito dos efeitos da mudança climática foram atrasados pela capacidade do oceano em absorver o dióxido de carbono atmosférico. Isto foi bom para o clima por um tempo, mas foi péssimo para a vida marinha. Quando o mar absorve o CO2 atmosférico ele torna-se mais e mais ácido e isto muda a dinâmica de nutrientes necessários à vida no oceâno. Este processo é conhecido como acidificação e é extremamente prejudicial principalmente para organismos que dependem de carbonato de cálcio dissolvido na água para formar suas conchas calcárias como corais, foramnínferos, equinodermos e algas coralinas.

O impacto da acidificação no desenvolvimento de duas espécies de mariscos foi o tema de um artigo, publicado no PNAS e divulgado no ScienceDialy.

O trabalho é dos pesquisadores da Stony Brook University: Christopher J. Gobler e Stephanie C. Talmage. Eles conduziram experimentos para avaliar o impacto das concentrações de CO2 na água do oceano no desenvolvimento de larvas de mariscos comerciais (Mercenaria mercenaria e Argopecten irradians). Os animais foram cultivados em diferentes concentrações de dióxido de carbono na água que representavam as condições do planeta antes e depois da Revolução Industrial, a qual foi decisiva para as mudanças recentes da concentração de carbono na atmosfera com o início da queima de larga escala de combustíveis fósseis. Segundo os autores, o estudo da acidificação do oceano é recente e demanda mais atenção; enquanto as temperaturas globais subiram apenas 8% as concentrações de CO2 nos mares aumentaram em 40%.

 

Isso com sal e limão... hum...

 

Os resultados mostraram que as larvas cultivadas em concentrações pré-revolução industrial, aproximadamente 250 ppm, tiveram uma sobrevivência maior com conchas mais robustas e crescimento mais rápido do que as cultivadas em concentração de 390 ppm. Ademais, larvas cultivadas nas concentrações previstas para o final deste século apresentaram problemas de formação nas conchas. Isto mostra a quais tipos de pressões evolutivas estarão expostos este animais e quais tipos de impactos já sofreram nas ultimas décadas desde a Revolução Industrial.

 

Stephanie C. Talmage And, Christopher J. Gobler. Effects of past, present, and future ocean carbon dioxide concentrations on the growth and survival of larval shellfish. Proceedings of the National Academy of Sciences, September 20, 2010 DOI: 10.1073/pnas.0913804107

Um nova técnica melhora a extração de Biocombustíveis de celulose

Um dos grandes problemas dos biocombustíveis é a competição com outras formas de agricultura. Muitos adversários do etanol e biodiesel afirmam que plantar biocombustíveis reduz as áreas de plantio para alimentos o que faria o preço destes últimos aumentar acentuando os problemas da fome no mundo. A discussão até que faz sentido, mas já foi mostrado que, até agora, as altas nos preços dos produtos agrícolas nada tem haver com as plantações de cana, beterraba e milho usadas para produção de biocombustíveis. Entretanto, agora temos uma produção pequena, e quando tivermos produção de etanol em larga escala, para suprir as necessidades de toda a frota de veículos do país? A questão é preocupante.

Um outro problema que apontam nos biocombustíveis é seu custo/benefício. Muitos alegam que é contra-produtivo investir tanto na extração de tão pouco etanol, como é o caso das plantações do Brasil onde muitas dependem de subsídios do governo federal para funcionarem plenamente. Outros apontam como solução o biocombustível de algas, o qual não compete com as plantações normais e é muito mais produtivo, porém, esbarra nos custos exorbitantes para se manter uma cultura algal na escala necessária.

A produção atual de biocombustíveis depende em muito da ação de bactérias. O processo todo, como no caso da cana, consiste de extrair açucares simples, como glicose, e pela ação de micro-organismos produzir álcoois, ou seja, fazer biocombustíveis é fazer cachaça. Um processo parecido é usado no milho e na beterraba das fazendas norte americanas, mas lá o foco são os conteúdos lipídicos das células. O defeito deste processo é que ele deixa um resíduo. A maior parte da biomassa das plantas é composta de lignina e celulose os quais, são os componentes da madeira. Ambos poderiam ser usados para produzir grande quantidade de energia, porém, são moléculas muito difíceis de processar, mesmo por bactérias. Existe uma forma de “pré-digerir” quimicamente estes compostos para produzir açucares mais simples que poderiam ser usados pelos micro-organismos para produzir combustíveis, porém, mais uma vez, o processo todo é caro e demorado demais para ser economicamente viável.

Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte (EUA) desenvolveram um método para tornar a extração de combustível diretamente da biomassa um processo mais eficiente. Isto poderá abrir as portas para que sejam produzidas novas fontes de biocombustíveis usando plantas e algas que até agora foram desconsideradas. Com a extração direta de energia da biomassa, será possível usar os caules de milho ou até mesmo o bagaço de cana como fonte de combustível.

As técnicas químicas usadas até agora resultam em muitos passos de purificação que podem ser ineficientes em muitos casos específicos e produzem resíduos que logo são descartados. O que os pesquisadores fizeram foi expor a matéria orgânica ao ozônio gasoso que ataca as moléculas de celulose e lignina produzindo resíduos ricos em carboidratos que podem ser transformados em combustível sem grandes problemas. Embora o processo de ozonização seja mais caro que o processo químico tradicional, sua relação custo/benefício é muito boa.

Artigo original no ScienceDialy

Veja outros sobre o tema:
O biocombustível, o gado e a floresta
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Etanol de cana-de-açúcar: Solução global (?), problema local
Sobre o zoneamento da cana-de-açúcar e biocombustíveis

Tiranos do Sul?

Pesquisadores de Cambridge e Melboune encontraram evidências de que Tiranossauros podem ter existido no Hemisfério Sul, relatado no o ScienceDialy.

Isso é especialmente interessante por que os Tyrannosaurus rex são tipicamente encontrados no hemisfério norte, até então os fósseis foram encontrados somente lá.

O que foi encontrado foi fragmento da bacia do dinossauro, o T. rex tem um morfologia bem específica deste osso o que torna a identificação precisa. Também é um animal pequeno, com aproximadamente 80kg. As descobertas foram feitas na Dinosaur Cove, sudeste da Austrália.

A descoberta já era esperada pois muitos grupos também considerados típicos do norte já estavam sendo encontrados no sul. Esta descoberta mostra que o grupo dos Tiranossauros teve uma distribuição ampla um pouco mais cedo em sua história evolutiva.

Os Tiranossauros de grande porte, com seus 12 metros de comprimento somente surgiram mais tarde na história evolutiva. São de 70 milhões de anos atrás, do fim do período cretáceo enquanto que o fóssil descoberto é de 110 milhões de anos atrás, bem mais cedo no mesmo período.

Nesta época em especial já estava ocorrendo a separação dos continentes, porém, a 110 milhões de anos os continentes dos hemisfério sul como América do Sul, Antártica, África e Austrália ainda estavam conectados. Isso deixa uma questão: Por que os Tiranossauros do Norte deram origem a formas gigantes como o T. rex enquanto os animais do sul não?