Biologia + Ciências Naturais

Biologia e a raiz de -4: como anda a matemática nas ciências biológicas

ResearchBlogging.org

Quando eu estava no início da graduação os professores e veteranos adoravam perguntar o famoso “porque biologia?” e o que se via que a grande maioria ou era sobra da Medicina/Enfermagem ou simplesmente estava fugindo de disciplinas de cálculo. Ao longo do curso reformas foram feitas na grade curricular e disciplinas como Cálculo I, Estatística I e II foram removidas e substituídas por “Matemática para Ciências Biológicas” (aka “Cálculo I sem Integrais”) e “Introdução a Bioestatística (aka “Leituras Assistidas ao Manual do Biostat”). Enquanto a grade curricular retrocedia em direção ao ensino médio o teor dos artigos e projetos me convenciam de como compreender modelos matemáticos era importante para meu futuro acadêmico; saber estatística tornou-se a diferença entre fazer uma boa monografia ou fazer uma meia monografia. Hoje eu conheço menos matemática do que há 4 anos, talvez porque nunca tenha realmente tocado no assunto, mas tenho perfeita consciência de que equações diferenciais me aguardam no doutorado…

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A vida em um gráfico de linhas…

Recentemente uma série de artigos e cartas na PNAS me chamaram a atenção. Era uma discussão sobre um certo artigo intitulado de “Uso intensivo de equações impede a comunicação entre biólogos” (uma tradução livre da minha parte). Neste trabalho os autores avaliaram artigos publicados em 1993, em revistas de renome e os classificaram em termos de “densidade de equações” – desta forma esperavam identificar trabalhos teóricos e distingui-los das publicações “empíricas”. O resultado foi algo próximo do que muitos esperariam: artigos com muita matemática – os ditos teóricos – são estatisticamente menos citados enquanto artigos com baixa densidade de fórmulas – os ditos empíricos – que, geralmente possuem pouca fundamentação em trabalhos teóricos.

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Atentem que artigos mais extensos são mais bem recebidos em todos os casos. Mas em trabalhos curtos as citações de artigos teóricos despencam. Isso talvez aconteça porque artigos menores sejam mais focalizados o que tornaria seus modelos numéricos de uso mais restrito para quem está de fora da área teórica.

Este trabalho evidência algo que todo mundo já desconfiava: existe um abismo separando os biólogos segundo suas habilidades matemáticas. O artigo causou alguma repercussão pois tanto o título quanto as conclusões sugerem que o uso de recursos teóricos prejudicam a compreensão e divulgação da ciência e entre as soluções sugerem remover as equações dos artigos, descrever modelos com cenários-exemplo ou deslocá-las para apêndices das revistas (longe dos olhos dos leitores). As conclusões causaram alguma comoção que instigou réplicas por todos os lados.

Usar uma coisa sem saber como ela funciona, para mim, é Mágica. Acho abominável como hoje em dia a maioria dos pesquisadores usa cegamente aplicativos de estatística e filogenética sem ter a menor ideia de como funcionam os modelos que os fundamentam…

A maioria dos críticos defendeu o uso da matemática como importante ferramenta para descrição concisa de modelos contrariando a ideia de remover as demonstrações para apêndices e ressaltando a importância da compreensão de equações para o avanço da pesquisa nas ciências biológicas. Fernandes praticamente escreveu um artigo-resposta apontando possíveis erros metodológicos, em um deles os resultados do trabalho mudam quando as revistas tipicamente teóricas são separadas das empíricas pois a segmentação do público em cada uma tem forte efeito no método.

Até sugestões orientadas ao webdesign foram colocadas na mesa!

Eu particularmente subscrevo a opinião de Chitnis e Smith que sugeriram mudar o nome do artigo para “Analfabetismo matemático impede o avanço da pesquisa biológica” além de ressaltarem a importância da educação matemática dentro da biologia e para o avanço da mesma em diversas áreas, algo que Fawcett e Higginson mencionaram, mas pouco defenderam. Espero que a pressão por linhas de pesquisa mais multidisciplinares criem a demanda necessária para favorecer currículos onde a biologia e a matemática estejam mais integradas e que a mentalidade reinante do “biólogos não sabem somar” finalmente acabe.

À título de curiosidade, a raiz de -4 é… 2i

Fawcett TW, & Higginson AD (2012). Heavy use of equations impedes communication among biologists. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109 (29), 11735-9 PMID: 22733777Fawcett TW, & Higginson AD (2012). Heavy use of equations impedes communication among biologists. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109 (29), 11735-9 PMID: 22733777

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Vida e outras frituras

Estava passeando pelas nets quando dei de cara com este vídeo incrível. O Martin Hanczyc nele apresenta um pequeno grupo de gotinhas de óleo que fazem coisas extraordinárias. Vejam:

Martin vem pesquisando o comportamento de substâncias aparentemente inertes em busca das propriedades dos primeiros organismos vivos.

Em um artigo intitulado “Replicating vesicles as models of primitive cell growth and division” ele descreve como sistemas químicos simples podem se auto organizar e adquirir propriedades semelhantes às dos seres vivos como crescimento, fusão, fissão, ‘vacúolos’ e interações. Essas vesículas podem ser consideradas modelos de como as primeiras células funcionavam.

Sugestões de leitura:

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Andando sob as águas

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Lembro-me que em uma aula de Biologia de Vertebrados I, estávamos discutindo sobre a origem do grupo. Foi a primeira vez que ouvi falar de filogenética e foi também quando finalmente entendi o que eram “peixes de nadadeiras lobadas” e “peixes de nadadeiras raiadas”. É interessante como a biologia faz mas sentido quando vista como um todo do que em suas partes, não? Evolução ajuda muito neste aspecto. Agora deixemos minhas memórias de velho de lado e entremos no assunto.

O artigo, intitulado “Behavioral evidence for the evolution of walking and bounding before terrestriality in sarcopterygian fishes” toca justamente no assunto. O que estes pesquisadores fizeram foi usar um animal atual para fazer algumas inferências sobre a origem dos tetrápodes. Para quem desconhece o termo, tetrápodes são os vertebrados de quatro patas que inclui anfíbios, répteis, mamíferos e aves. Os tetrápodes são descendentes de peixes Sarcopterygii (os de nadadeiras lobadas). Estes peixes são hoje representados pelo lendário Celacanto (Latimeria chalumnae que é mais conhecido como “o fóssil vivo”).

Segundo a teoria clássica de Romer, era que peixes, obrigados a se migrar de um lago semi-seco para outro, teriam aos poucos se habituado com a vida na superfície. Isso soa meio absurdo, mas tem peixes bem normais (do tipo que vai para a panela) que fazem isso hoje em dia, o peixe gato é um exemplo só para ilustrar.

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O peixe-gato e seu andar de buldogue.

O que está em questão é que o processo “da água para a terra”, ocorrido durante o Devoniano, é muito drástico e exige mudanças no esqueleto apendicular. Alguns fósseis dos primeiros tetrápodes têm traços de animais aquáticos. Então como a forma de locomoção dos animais terrestre teria surgido dentro d’água?

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Esta é A Verdadeira origem dos animais terrestres. Esse negócio de paleontologia é só mentira, Youtube é o que há ;)

A pesquisa é bem simples. O peixe pulmonado Protopterus annectens possui nadadeiras longas e finas, bem inadequadas para a vida na terra, além disto, possui uma anatomia típica de ancestrais dos tetrápodes e foi usado de modelo. Testaram como era o nado dele com fotos e filmagens. O experimento mostrou que o P. annectens usa as nadadeiras posteriores para dar impulso a partir do substrato o que lhe dá aquela ginga de lagartixa quando foge com a alternância dos membros posteriores a cada passo. Notem no vídeo abaixo como existe uma clara diferença entre o apoio usado pelo Peixe-gato, do vídeo acima, e o P. annectens.

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Protopterus annectens gingando.

O nado do P. annectens ainda está longe de um caminhar, mas já é grande a diferença em relação aos peixes típicos. Os Actionopterygii (os de nadadeiras raiadas, incluindo o peixe-gato) geralmente usam as nadadeiras peitorais para forçar o deslocamento (tanto em água quanto em terra) enquanto o nosso modelo está usando as traseiras, isso é semelhante ao tipo de impulso usado pelos tetrápodes. Isto sugere que o P. annectens é um modelo de morfologia mínima para a locomoção baseada em substrato e que por sua vez é a base para a locomoção em terra seca.

PS: Há um outro artigo que saiu na mesma época. Esse vai mais longe e propõe novas interpretações sobre a origem dos tetrápodes. É interessante quando várias pesquisas em torno de um mesmo ponto são publicadas assim, quase ao mesmo tempo. A quem interessar possa, o título é “Woodland Hypothesis for Devonian Tetrapod Evolution“.

King HM, Shubin NH, Coates MI, & Hale ME (2011). Behavioral evidence for the evolution of walking and bounding before terrestriality in sarcopterygian fishes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108 (52), 21146-51 PMID: 22160688

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Atletas de fim de semana e imunidade

Você é daqueles que gostam de praticar exercícios de vem em quando? Aquele futebol no fim de semana (seguido de um Cervejão), aquelas caminhadas saudáveis uma vez por semana. Saiba que isso é inútil para se manter em forma, pode até ser perigoso. Por exemplo, os famosos atletas de final de semana possuem menos resistência física e podem sofrer efeitos colaterais pois esse tipo de coisa sobre carrega o coração. Mas se faltavam motivos para procurar atividade física o Inkfish acaba de nos dar um.

Lego Sumô
Sumô conta, né?

Pesquisadores recentemente decidiram fazer um teste e ver quais são os efeitos dos diferentes tipos de atividade física. Eles fizeram dois grupos de testes. O primeiro foi submetido a “Atividade Física Aguda”. Isso seria como o futebol no fim de semana, uma atividade física exaustiva em um intervalo de tempo grande e praticada de forma inconstante. O segundo grupo ficou com a “Atividade Física Crônica” que seria a atividade física regular que os profissionais tanto recomendam. Ambos os membros de cada grupo eram homens originalmente sedentários.

O experimento é bem simples e por isso revelador. O grupo do Fim de Semana ficou fazendo só atividade aguda durante dois meses. O da Academia ficou praticando atividade moderada 5 dias por semana por dois meses e depois foram colocados junto com o grupo anterior por mais dois meses para comparações.

Resultados

O grupo que fez atividade física moderada perdeu peso, melhorou a pressão sanguínea, batimentos cardíacos mais lentos e maior resistência física. Além disto, os neutrófilos (parte das células responsáveis pela imunidade) aumentaram em quantidade e tornaram-se mais longevas. Mesmo depois que pararam com a prática regular e foram para a atividade aguda continuaram mantendo as células mais saudáveis e melhor resistência física do que antes. Já o grupo que só fez atividade aguda continuou gordo e preguiçoso. Para piorar a situação deles, foi percebida uma maior morte de neutrófilos, um possível sinal de enfraquecimento do sistema imune.

Uma das coisas que destroem as células brancas são moléculas com potencial oxidativo que ficam soltas no corpo destruindo o que tocam. A atividade física aguda aumentou a quantidade de oxigênio reativo enquanto a atividade física regular reduz sua concentração. Além disto essas substâncias estão ligadas ao envelhecimento.

Resumo da Ópera

Pratica de atividade física constante e regular é importante para a saúde do coração, sangue E sistema imune. Agora procure fazer aquela caminhada todo o dia.

Para quem se interessar, sugiro um leitura tanto no texto do Inkfish quanto no artigo original. Alias, surgiu discussão interessante lá com outro trabalho, desta vez apontando que as plaquetas também melhoram a coagulação do sangue em condições de atividade física regular.

Syu, G., Chen, H., & Jen, C. (2011). Severe Exercise and Exercise Training Exert Opposite Effects on Human Neutrophil Apoptosis via Altering the Redox Status PLoS ONE, 6 (9) DOI: 10.1371/journal.pone.0024385

Biologia + Ciências Naturais

Guia de Pesquisa de Artigos Científicos

Introdução

O conhecimento científico é resultado de décadas de pesquisa, sistematização e constante revisão. Este conhecimento fica organizado na forma de artigos, livros e outras referências que são comumente conhecidas como “A Literatura”. As diferentes formas de organização da literatura científica exigem metodologias distintas de pesquisa, elaboração e organização. Veremos aqui as principais características d’A Literatura e como usá-la a nosso favor.

Sobre as revistas

A fonte mais tradicional de conhecimento são os livros e as enciclopédias. Os livros podem ser de um único autor, ou ter vários autores e, em matérias mais complexas, é comum que cada capítulo tenha um conjunto de autores próprios. As enciclopédias são consideradas fontes terciárias de informação, enquanto que alguns livros são considerados fontes secundárias.

Fontes de Informação:

  • Fonte Primárias: artigos, projetos e patentes onde o conhecimento foi publicado pela primeira vez. Geralmente são escritos em linguagem técnica e não são acessíveis ao grande público.
  • Fontes Secundárias: são artigos de revisão, livros compilando artigos e grandes relatórios de projetos. São publicados para prestações de contas ou são usados como referências por estudantes para seus próprios trabalhos.
  • Fontes Terciárias: são livros ou enciclopédias onde o conhecimento científico fica amplamente acessível, geralmente possuem uma linguagem mais compreensível ao grande público.

Geralmente as personagens mais comuns da literatura científica são as revistas (em inglês são conhecidas como Journals). Elas são publicações dedicadas a divulgar o trabalho de pesquisadores. Assim como jornalistas buscam mídias prestigiadas para veicular suas matérias, pesquisadores buscam revistas com boa reputação para divulgar seu trabalho. As revistas ganham reputação com o tempo, algumas mais jovens são conhecidas por serem criteriosas ou por estarem associadas a pesquisadores de renome e etc…

Leitura Recomendada: Como é calculado o Fator de Impacto das publicações?

Uma das principais características das revistas é a revisão por pares (p2p ou peer-review). Este processo é uma forma de garantir a qualidade do que é publicado nas revistas, consiste de convidar outros pesquisadores (referees) para avaliar os trabalhos que são enviados para as revistas e assim tornar criteriosa a seleção de novos materiais.

Sobre os artigos

Os artigos consistem de textos elaborados por pesquisadores tanto para divulgar sua pesquisa original quanto para revisar o estado de arte de uma certa área do conhecimento mas a maioria dos artigos se dedica a divulgar resultados de experimentos.

Existem muitos tipos de artigos, o estilo de escrita pode variar de acordo com a área do conhecimento e o formato também. É comum os artigos terem a seguinte estrutura:

  • Título: geralmente é grande e descreve o conteúdo do artigo.
  • Nomes dos autores e suas instituições de origem.
  • Abstract: um resumo do artigo, normalmente é escrito em inglês.
  • Introdução: uma breve discussão sobre o tema do artigo.
  • Materiais e Métodos ou Metodologia: descrição sobre como o trabalho foi feito.
  • Resultados e Discussão: em alguns artigos são separados, geralmente é a maior parte do artigo.
  • Conclusão: em artigos, costuma ser uma pouco mais extensa que uma conclusão de monografia.
  • Referências: lista de materiais consultados e citados no texto.

Além dos artigos que divulgam pesquisas novas, existem artigos de revisão. Estes são muito úteis para quem está começando a trabalhar em uma área pois trazem um resumo da literatura sobre o tema que tratam. Alguns trabalham com intensiva discussão sobre os avanços daquela área enquanto outros se resumem a descrever os principais fatos. Poucas revistas aceitam trabalhos de revisão, enquanto outras são dedicadas exclusivamente a eles.

Movimento Acesso Livre

Os primeiros periódicos eram impressos e acessíveis somente por universidades e seus assinantes. Com o surgimento da internet e da distribuição digital começou a surgir uma pressão para que o conteúdo dos artigos fosse livremente acessível para todos. Isto ficou conhecido como Movimento Acesso Livre (em inglês OpenAccess). Atualmente algumas revistas tornaram seu conteúdo livremente acessível na internet, outras liberam apenas artigos de uma certa idade enquanto outras surgiram especificamente para serem revistas de livre acesso.

Exemplos:

  • PLOS – Biblioteca Pública de Ciências
  • PNAS – Registros da Academia Nacional Americana de Ciências

Geralmente as revistas de livre acesso podem ser lidas por qualquer um. Embora existam discussões sobre como estas publicações se mantém, isso tem nenhuma influência sobre sua qualidade. De fato, revistas prestigiadas, como a PNAS, são de livre acesso. Quanto as revisas de acesso pago, é necessário um cadastro e uma taxa para acessar. As editoras oferecem opções como pagamento por apenas um artigo, pagamento por toda a revistas, anuidades e etc… Felizmente, algumas oferecem acesso institucional o que permite que pesquisadores de instituições cadastradas tenham acesso aos artigos livremente em suas redes. No caso das universidades brasileiras, o acesso é feito via CAPES, basta acessar o site da revista de um computador dentro de uma universidade associada para ter acesso à revista.

Pesquisando

Pesquisar a literatura científica é relativamente fácil pois há um esforço para tornar a informação publicamente acessível. Difícil mesmo é encontrar o que se procura. É necessário ter um conhecimento mesmo que superficial do tema pesquisado para a escolha correta das palavras-chave e para filtrar o conteúdo relevante.

A maioria dos artigos e suas revistas estão indexados em bancos de dados. Para buscá-los basta fazer uma pesquisa em alguns destes índices. Outros materiais interessantes como resumos de congressos ou artigos publicados muito antes da internet surgir ou em revistas que não existem mais são mais difíceis de conseguir. Os resumos dos congressos mais antigos eram publicados em uma compilação que era distribuída aos participantes (geralmente chamada de Anais que é o mesmo que Anuário). Enquanto que artigos mais antigos podem se encontrados em bibliotecas de universidades, quanto maior e mais antiga a biblioteca, maior a chance de ter um artigo raro. Alguns professores mantém bibliotecas particulares para materiais mais incomuns.

Direto na fonte com os editores

Uma das primeiras opções é pesquisar diretamente nos sites das publicações ou editoras das mesmas. Nem todas são de livre acesso então no máximo teremos acesso aos abstracts. Essas pesquisas são interessantes para ter uma pesquisa mais detalhadas. As vezes algumas revistas podem ter mais artigos interessantes sobre o mesmo tema, principalmente se forem especializadas. Para isto basta ir direto no site das revistas ou mesmo da editora da revista, algumas editoras oferecem serviços de pesquisa em todas as suas revistas ao mesmo tempo.

Índices

Alguns sites, assim como o Google, dedicam-se a indexar a informação dos artigos científicos para torná-los mais fáceis de pesquisar. Cada um tem o seu próprio paradigma e devido à complexidade da informação, frequentemente existem parâmetros demais para serem levados em consideração. As vantagens de pesquisar em um índice são:

  • Pesquisar em mais de uma revista ao mesmo tempo
  • Focar a pesquisa em um tema, região ou palavra-chave
  • Ter acesso a alguns serviços especiais de busca como acesso exclusivo a material
  • Geralmente os artigos nos índices são de boa qualidade

CAPES [periodicos.capes.gov.br]

O portal de periódicos da CAPES é uma ferramenta muito útil e um tanto complicada para alguns. Consiste de um metabuscador, um sistema que pesquisa em muitos índices diferentes ao mesmo tempo.

Existem 3 modalidades de busca no site da Capes:

  • Metabusca: permite buscar por palavras-chave escolhendo em quais índices pesquisar .
  • Periódico: permite buscar um periódico sobre o assunto que lhe interessa em vez de artigos individuais. É útil para quem está começando em uma área ou deseja procurar um local para publicar seu material.
  • Bases: permite procurar por índices de artigos, aqui você tem uma lista vasta de materiais que podem ser lidos. A maioria de acesso livre.

Como usar a Metabusca:

1. Escolha uma das áreas de busca:

  • Biológicas e Saúde
  • Exatas e da Terra
  • Sociais e Humanas

2. Diga uma das palavras-chave: geralmente é preciso ter alguma noção de palavra-chave para passar por aqui. Por exemplo, alguns autores podem referir-se a uma especie pelo seu nome popular, ou usar o nome científico abreviado. Por exemplo:

  • Nome comum (muito comum): Beija-flor
  • Nome científico: Eupetomena macroura; Hylocharis chrysura; Chlorostilbon lucidus… são muitas espécies, qual você está procurando?
  • Nome abreviado: E. macroura; H. chrysura; C. lucidus….

Na hora de usar as palavras-chave é bom ter imaginação para procurar sinônimos tanto em português quanto em inglês. Às vezes abreviações também são boas palavras-chave, mas frequentemente trazem materiais de outras áreas.

A opção de Busca Avançada é muito interessante. Além da simples pesquisa por palavras-chave, ela permite escolher a área do conhecimento (mais detalhada que a simples), subárea e quais bases de dados pesquisar. Isso é muito útil para restringir o escopo da pesquisa a uma base mais especializada ou a uma área mais evidente da pesquisa.

Como usar a Busca de Periódicos:

Esta busca serve para procurar por revistas e não por artigos. Uma de suas aplicações é ajudar pesquisadores a encontrar periódicos para publicar ou para acompanhar. É muito interessante acompanhar uma revista de referência na área quanto estamos começando. Existem três modalidades de busca de periódicos:

Busca Avançada: aqui é possível escolher a área do conhecimento e o fornecedor/editor da revista, além de palavras-chave do título. É um tanto ruim de filtragem e pode dar uma quantidade muito grande de resultados. Também é possível selecionar mais de um fornecedor/editor ou área do conhecimento.

Busca por Área: permite apenas escolher a área do conhecimento, mas com opções de subáreas. Nas opções de listagem é possível escolher quais as iniciais de nomes das revistas devem ser visualizadas. É interessante por permitir encontrar revistas em áreas bem específicas.

Busca de Referências: este aqui é bem interessante para quem está escrevendo. É uma busca de revista e artigo ultra específica que permite inserir até o título e página da revista para buscar. Seu objetivo é ajudar quem já está escrevendo o artigo a achar referências citadas por outros autores.

Como buscar nas Bases:

A busca de bases é uma forma de encontrar índices de referências. É bom dar uma passada aqui antes de escolher quais índices usar na Metabusca. Assim como a pesquisa de periódico, este aqui tem três modalidades que são bem parecidas com as anteriores:

  • Busca por título: permite usar uma palavra-chave para verificar se ela está indexada em alguma das bases.
  • Busca por área do conhecimento: apenas lista as bases com uma filtragem de área e subárea.
  • Busca Avançada: permite inserir, além das palavras-chave, alguns parâmetros como tipo de material indexado (pode ser artigo, patentes, livros, etc…), se é de acesso livre, nacional, área do conhecimento e etc…

SciElo [scielo.org]

É uma das bases mais conhecidas dos estudantes. Apesar de suas limitações é bastante popular pois tem artigos de acesso gratuito e é frequentemente a fonte que todo mundo acha quando tenta uma pesquisa no Google. O forte do SciElo e indexar revistas sul-americanas, por isso a maior parte de seu conteúdo é em espanhol ou português. O SciElo oferece os mesmos recursos do CAPES, só que em um formato extremamente simples e fácil de compreender. Basicamente o site de entrada da base oferece todas as duas modalidades e busca:

  • Artigos: é como a da CAPES. Aqui é possível escolher o país de origem do artigo (muito útil para levantar estado da arte nacional) e como a palavra-chave será tratada. Teste cada um dos métodos de pesquisa, podem dar resultados muito diferentes para cada tipo de palavra-chave.

Dica: o método “Proximidade Léxica” é o que trás mais resultados. Evite usar acentos nas palavras-chave, geralmente o SciElo fica confuso e dá resultado nenhum.

  • Periódicos: permite fazer uma busca por revistas em vez de artigos. As opções são as mesmas da CAPES: título, alfabético e área do conhecimento.

Google Acadêmico [scholar.google.com]

O portal da CAPES cobre a maior parte das nossas necessidades extraordinárias, mas no dia-a-dia é um tanto indigesto pesquisar por lá. Por isso o Google Acadêmico é tão interessante. Para quem não conhece, é um serviço do Google especializado em buscar conteúdo científico, tanto de acesso livre quanto restrito, de diversos fornecedores. Uma das vantagens do Google Acadêmico é a incrível facilidade de uso, outras são recursos incomuns que podem ser muito úteis em momentos desesperadores.

Usando o Google Acadêmico:

Sua interface é a mesma do Google normal, então basta jogar o que quiser que ele responde. Pode ser palavra-chave, nome de autor, título de artigo… Os resultados da busca são mostrados na tela da mesma forma que na pesquisa web, com algumas diferenças:

  • A maioria dos resultados está em PDF, que é o formato típico dos artigos. Geralmente o que não está em PDF não está disponível para download.
  • Os resultados são exibidos de forma padronizada e detalhada: título; autores; alguma coisa do texto.
  • Logo abaixo de cada resultado tem alguns links com opções sobre aquele material em especial:
  • Citado por: permite ver outros autores que usaram aquele artigo como referência, permite ter uma ideia de o quão relevante ele é.
  • Artigos Relacionados: faz uma nova busca com material semelhante, é uma forma de busca avançada automática.
  • Ver outras versões: às vezes, o Google acha o mesmo artigo em vários locais diferentes, talvez um deles seja de livre acesso, outros são apenas divulgações ou links para outras bases de dados.
  • Ver em HTML: ele tentará transformar o PDF ou qualquer outro formato de arquivo em um HTML para que você possa lê-lo.

Exemplo de resultado de busca no GA.

  • Antes do nome de alguns artigos tem um termo em chaves, ele tem um significado importante que pode te poupar algum tempo:
    • [citation]: são apenas citações, trabalhos que o Google indexou porque muita gente mencionou mas que ele próprio não achou na Web. É típico de livros e outros materiais que você não encontrará para baixar por aí…
    • [pdf,
      doc…]: é o formato do arquivo, se há um marcador como este no material, parabéns, significa que ele provavelmente poderá ser baixado como um arquivo. Os resultados que não tem isso geralmente são indicações de outras bases de dados.

Do lado direito, depois do nome do artigo também tem um link com um endereço da web resumido e uma marcação. É uma tentativa do Google de te levar direto para o arquivo do artigo. Isso é muito interessante pois alguns artigos não podem ser baixados nos seus sites de origem, mas podem ser baixados aqui. Então se estiver tendo dificuldades, tente este link. Ele ocorre mesmo em artigos que não tem marcador de formato de arquivo.

A busca avançada também oferece recursos como pesquisa por data, por periódico, por autor e etc… Por fim, alguns recursos que o Google Acadêmico oferece são:

  • Alerta por e-mail: permite receber um e-mail cada vez que um novo material é encontrado para a base. Infelizmente não é possível assinar resultados por RSS como na busca da Web.
  • Desde: dá para filtrar resultados pela data indicando desde que ano você quer resultados. Bom para ver as pesquisas recentes. Esta opção fica no topo da página de resultados, perto do campo de busca.
  • Incluir Citações: esta opção permite excluir as citações e forçar o Google a lista resultados que tenham pelo menos um resumo/abstract. Pode poupar muito tempo. Também fica no topo da página.
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Diatomáceas de Sedimento: respirando nitrato em condições escuras e anóxicas

Este artigo é muito interessante e me fez lembrar do meu primeiro plano de monografia, que era com diatomáceas de sedimento. Anja Kamp e seus colaboradores do Instituto Max Planck para Microbiologia Marinha fizeram um experimento para elucidar como as diatomáceas sobrevivem em condições de falta de luminosidade, nutrientes e anoxia. Isso é interessante porque justamente as diatomáceas são conhecidas por sobreviverem enterradas no sedimento por longos períodos, algo totalmente fora do padrão das outras algas.

As diatomáceas são organismos fotoautótrofos que podem ser encontrados em todo o planeta, tanto em águas continentais (rios e lagos) quanto marinhas (estuários inclusos) além serem encontradas entre o fitoplâncton (pelágicas) ou vivendo no fundo da água, no sedimento (bentônicas). Sua grande resistência, distribuição e produtividade as tornam responsáveis por certa de 40% da produção primária dos ecossistemas marinhos, são importantes como alimento para todo tipo de organismo e tem um importante papel no ciclo global do carbono.

Logo depois de grandes florações algais, os blooms, ocorre a precipitação de massa da superpopulação de diatomáceas. Geralmente esse processo é mediado pelo esgotamento dos nutrientes na coluna d’água, principalmente a sílica, que é usada pelas diatomáceas para sintetizar sua parede celular – atende pelo nome de teca – que é praticamente uma concha de vidro. Uma fração importante das diatomáceas depositadas no sedimento pode sobreviver por muito tempo em condições anóxicas e sem luminosidade. A forma como as diatomáceas sobrevivem nestas condições, assim como a função do nitrato intracelular, ainda é desconhecida.

As precipitações de blooms são apenas uma das formas pelas quais as algas acabam debaixo da terra. A atividade de animais no sedimento também pode enterra-las, isso se chama bioturbação. Outra coisa que pode acontecer são perturbações no sedimento causadas por correntes ou pela maré que podem soterrar colônias de diatomáceas betônicas.

Algumas diatomáceas que vivem em ambientes litorâneos apresentam um comportamento interessante. Elas migram de grão em grão para camadas mais profundas de sedimento para fugirem de serem levadas pela maré (MOSS, 1977; HARPER, 1969). Depois elas retornam para a superfície para fotossintetizar. Outras que carecem de mobilidade precisam esperar a boa vontade das ondas para desenterra-las e isso pode demorar muito tempo. Por isto, muitas apresentam uma incrível resistência e podem viver enterradas, sem fotossíntese ou oxigênio por bastante tempo. Algas que vivem enterradas no sedimento são chamadas de episâmicas (ROUND, 1965) e justamente as diatomáceas são as principais representantes deste grupo de algas (UBOM & ESSIEN, 2003).

Muitas diatomáceas estocam NO3- dentro das células em concentrações 100mM o que excede a concentração do ambiente em muitas vezes. Já era conhecido que elas usam o Nitrato para redução assimilatória (incorporação de nitrogênio), porém, o estoque também pode ser usado para redução dissimilatória. A redução dissimilatória de nitrato é um processo de respiração encontrado em bactérias, principalmente nas sulfurosas. Dentre os eucariotos, somente os fungos apresentam este mecanismo. A reação consiste de redução do NO3- para NO2- – com transporte de elétrons via fosforilação – seguido da redução do NO2- em NH4+(amônia) com uma fosforilação em nível de substrato.

Métodos:

Foram feitas 3 culturas de diatomáceas pelágicas e bentônicas para avaliar a capacidade máxima de estocagem de NO3- e a correlação entre isto e a sobrevivência em condições afóticas e anóxicas. Depois a diatomácea bentônica Amphora coffeaeformis foi usada como modelo para avaliar o consumo de Nitrado depois de uma súbita exposição a condições afóticas e anóxicas.

Resultados e Discussão:

Foi encontrada uma correlação positiva entre a concentração de nitrato intracelular a a resistência a condições anóxicas e afóticas das espécies avaliadas. Curiosamente não há relação a sobrevivência e ela ser pelágica ou não. Nitzschia punctata e A. coffeaeformis foram as recordistas com 28 semanas de sobrevivência. Nenhum dos cultivos apresentou crescimento durante o teste de sobrevivência, porém, todos ainda estavam crescendo assim que o teste iniciou. Este experimento mostrou que a armazenagem de NO3- intracelular é parte de um mecanismo que permite a estas algas sobreviverem em condições adversas. A. coffeaeformis foi a espécie que mostrou os maiores estoques de nitrato.

Foi registrado um grande consumo de nitrato intracelular durante o experimento de sobrevivência, sendo a maior parte usado nas primeiras 8 horas. 21 horas depois 87% do nitrato havia sido consumido. Durante o experimento de sobrevivência, a A. coffeaeformis consumia o nitrato intracelular liberando amônia no meio de cultura. Quando as colônias eram expostas a luz a respiração do nitrogênio prosseguia, mas sem liberação de amônia. Aparentemente o nitrato é usado para crescimento em condições ótimas e para sobrevivência em condições adversas. O consumo extremamente rápido do nitrato nas primeiras horas em condições adversas sugerem que ele é usado como fonte de energia durante a transição do estado de crescimento para um estado de latência das células. Isto é evidenciado pela queda abrupta do consumo de nitrato algumas horas depois de iniciado o experimento.

As células sobreviventes ao experimento mostraram pouca degradação dos pigmento e fotossintetizaram assim que expostas à luz. A habilidade das diatomáceas de processar o nitrato como os procariotos e fungos fazem pode ter sido incorporada ao seu DNA via transferência horizontal de genes de bactérias marinhas. Além disto, as diatomáceas revelaram ter uma combinação de mecanismos metabólicos que jamais foram encontrados juntos em qualquer organismo. Esta capacidade de sobreviver em condições anóxicas e afóticas explicaria porque a s diatomáceas se mantêm tão ativas em meios sem luz ou nutrientes e também porque elas retomam as atividades tão rapidamente depois de submetidas a condições adversas.

Ilustração do artigo: Mostra como seria o ciclo de vida das diatomáceas em função do nitrato intracelular. Elas o utilizariam para crescimento em ambiente rico em nutrientes. Quando expostas a condições adversas, o nitrato seria a fonte de energia para a entrada em um estado de resistência que duraria até que a alga encontrasse um ambiente adequado mais uma vez por ressurgência ou migração até camadas de sedimento ou água mais iluminadas e ricas em nutrientes.
Ilustração do artigo: Mostra como seria o ciclo de vida das diatomáceas em função do nitrato intracelular. Elas o utilizariam para crescimento em ambiente rico em nutrientes. Quando expostas a condições adversas, o nitrato seria a fonte de energia para a entrada em um estado de resistência que duraria até que a alga encontrasse um ambiente adequado mais uma vez por ressurgência ou migração até camadas de sedimento ou água mais iluminadas e ricas em nutrientes.

O experimento também evidência a importância das diatomáceas no ciclo do nitrogênio pois são extremamente abundantes em ambientes marinhos onde são responsáveis por cerca de 30-50% da perda de nitrogênio da água oceânica.

 

 

Artigo de Referência:
Kamp, A.; Beer, D.; Nitsch, J. L.; Lavik, G.; Stief, P. Diatoms respire nitrate to survive dark and anoxic conditions. Preceedings of the National Academy of Sciences, v.108, n.14, p. 5649–5654. 2011.

Referências Consultadas:
HARPER, M.A. Movement and migration of diatoms on sand grains. European Journal of Phycology. [S.I.], p. 97-103, ABR. 1969.

MOSS, B. Adaptations of Epipelie and Epipsammic Freshwater Algae. Oecologia . Berlin, v. 28, n° 1, p. 103-108, mar. 1977.

ROUND, F.E. The epipsammon; a relatively unknown freshwater algal association. European Journal of Phycology. [S.I.], p. 456-462. 1965.

UBOM, R. M.; ESSIEN, J. P.; Distribution and Significance of Epipsammic Algae in the Coastal Shore (Ibeno Beach) of Qua Iboe River Estuary, Nigeria . The Environmentalist. [S.I.], n° 23,p. 109–115. 2003.

Biologia + Ciências Naturais

Usando Biogeoquímica para entender melhor o passado do planeta: a relação entr e Molibdênio, Oxigênio e a Vida

O oxigênio é uma das causas de nosso envelhecimento pois destrói toda a matéria orgânica que pode. Um exemplo disto é que materiais como pólen e artefatos de madeira de importância histórica, os quais geralmente estragam com o tempo, são preservados por séculos e até milhões de anos quando mantidos longe do O2.

Entretanto, o gás que tudo “enferruja” é um elemento importantíssimo para a biosfera e a sua história ao longo destes milhões de anos está atrelada a eventos importantes da evolução biológica. Este artigo, publicado no PNAS e intitulado “Devonian rise in atmospheric oxygen correlated to the radiations of terrestrial plants and large predatory fish” trata justamente de avaliar as reais concentrações de oxigênio nos oceanos usando marcadores geoquímicos, especificamente o Molibdênio, e sua relação com o desenvolvimento de organismos complexos no planeta.

Atualmente a atmosfera terrestre possui uma concentração de 21% oxigênio, embora anteriormente as concentrações fossem indetectáveis pois a mesma se formou como um atmosfera redutora originalmente, rica em substâncias reduzidas como o CH4 e quase sem oxigênio livre. Os dados que temos sobre os níveis de oxigênio da atmosfera primitiva e posterior foram inferidos a partir de processos geoquímicos que interagiam com este oxigênio livre. Substâncias que aumentavam ou diminuíam de concentração no registro estratigráfico de acordo com as variações de O2 da atmosfera ou dos mares. Por exemplo, os níveis de Enxofre, Ferro e Molibdênio em depósitos sedimentares mostram que aconteceram aumentos nas concentrações oceânicas de Oxigênio durante o Ediacariano. Este, por sua vez, foi um período marcado pela grande diversidade de organismos bilaterais e bem mais complexos que os dos períodos anteriores que são conhecidos como Fauna Ediacara.

Fauna do Ediacário: será a explosão do cambriano um fenômeno climático?
Fauna do Ediacarano: será a explosão do cambriano um fenômeno climático?

 

A concentração de Molibdênio (Mo) nos oceanos é regulada pelas concentrações de H2S e O2. Na presença do Oxigênio o Mo mostra-se solúvel na forma de um ânion: molibidato. Em águas sulfídricas ele reage com o H2S combinando-se com partículas em suspensão rapidamente. Atualmente a concentração de Molibdênio no mar é de 105nM e em rios é de 6nM. Seu tempo de residência é bastante longo sendo que o mar mantém uma composição isotópica de Mo homogênea em todo o planeta. Ambientes estagnados e ricos em H2S são raros atualmente, porém, são responsáveis por uma redução considerável nas concentrações de Mo pois a acumulação nos sedimentos é de 2 a 3 vezes maior nestes ambientes. Mas nem todo o Molibdênio é removido da água, em ambientes oxigenados, como os mares atuais, o isótopo Mo98 é mais presente do que o isótopos mais leves. É esse fracionamento isotópico  nos sedimentos do período é que dá a dica sobre a oxigenação dos mares antigos.

Resumo da Ópera: altas concentrações do Molibdênio 98 indicam um ambiente mais oxigenado enquanto que baixas concentrações caracterizam um ambiente redutor com fixação sulfídrica do Mo.

Outros fatores podem acarretar no aumento das concentrações de Mo em ambientes anóxicos, águas enriquecidas com enxofre, por exemplo. Para evitar erros de interpretação os autores usaram o Ferro como parâmetro de comparação. Enriquecimento de Molibdênio em ambiente anóxico geralmente está associado a aumento das concentrações de Ferro também. Outro elemento importante para compreender a oxigenação é o carbono orgânico total (CTO). A relação entre ele e o Mo reflete suas concentrações nas águas marinhas superficiais. Quanto maior for a deposição sulfídrica de Mo, menor será a razão Mo/CTO e a concentração de Mo da água marinha.

Apesar de fatores que possam intervir como descargas fluviais e concentrações intermitentes de H2S que afetam algumas áreas individualmente, em média os dados mostram que há dois momentos importantes da oxigenação dos oceanos no Eon Proterozoico. Durante a maior parte do período a concentração do Molibdênio manteve-se em estáveis 1.1‰ e sofreu um aumento para 1,6‰ e um declínio para em 1,4‰ no fim do Neo-Proterozoico (550 Ma). Um aumento para 2,0‰, quase a concentração moderna, entre o médio Siluriano e o médio Devoniano (430-390 Ma).

O primeiro evento de oxigenação dos oceanos identificado com a a ajuda do Molibdênio coincide com a diversificação inicial de grandes animais como os primeiros bilatérios no Ediacariano. Mesmo assim, é provável que a oxigenação fosse baixa em relação aos níveis modernos pois ainda havia uma predominância de ambientes sulfídricos nos oceanos no início do Paleozoico. E mesmo em condições de águas estagnadas este ambiente dificilmente se manteria por 150 milhões de anos como se manteve até o segundo evento de oxigenação se a oxigenação atmosférica fosse tão alta quanto a atual.

O segundo evento de oxigenação ocorreu no Devoniano e recebeu pouca atenção apesar de ser o mais importante da história terrestre. Este aumento já havia sido previsto em modelos anteriores da atmosfera daquele período. A oxigenação do Devoniano coincide com a diversificação das plantas vasculares e domínio dos grandes peixes predadores que caracterizam este período.

Estes gráficos, tirados do artigo, mostram a relação entre: A) Razão Molibdênio/Carbono Orgânico Total em sedimentos (bolinhas brancas são dados pretéritos, as verdes são novos); B) Molibdênio na água inferido a partir de sedimentos ricos em H<sub>2</sub>S (as bolinhas vermelhas são ambientes marinhos muito sulfídricos, as rosas são os de média concentração); A) Tamanho máximo dos cordados em função do tempo. Notem que concentrações maiores de Mo 98 indicam águas mais oxigenadas e ao mesmo tempo há um aumento no tamanho máximo dos organismos.
Estes gráficos, tirados do artigo, mostram a relação entre: A) Razão Molibdênio/Carbono Orgânico Total em sedimentos (bolinhas brancas são dados pretéritos, as verdes são novos); B) Molibdênio98 na água inferido a partir de sedimentos ricos em H2S (as bolinhas vermelhas são ambientes marinhos muito sulfídricos, as rosas são os de média concentração); A) Tamanho máximo dos cordados em função do tempo. Notem que concentrações maiores de Mo 98 sedimentar indicam águas mais oxigenadas e ao mesmo tempo há um aumento no tamanho máximo dos organismos.

A atuação das plantas terrestres foi vital neste processo. A biomassa terrestre possui uma relação Carbono/Fósforo maior que a biomassa marinha pois plantas vasculares, por exemplo, ao morrerem fixam muita biomassa que acaba sendo enterrada pela constante erosão e formação de solo. Esta fixação constante de carbono orgânico no solo previne que o Oxigênio da atmosfera seja consumido em degradações de matéria orgânica, o que ajuda a mantê-lo em níveis mais altos por mais tempo. Os peixes do período também evidenciam o aumento do oxigênio na água pois são um dos grupos menos tolerantes à hipoxia. O período Devoniano testemunhou um grande aumento no tamanho máximo dos animais marinhos.

Os resultados obtidos pelos autores corroboram outras pesquisas com dados paleo-biogeoquímicos e estão de acordo com o registro fóssil, porém, dão uma ideia mais precisa de quando cada transformação ocorreu na atmosfera do planeta.

Referências: