Notícia - Lâmpadas vivas

Sobrevivente de Nagasaki e Prémio Nobel da Química, Osamu Shimomura, um investigador japonês estabelecido nos Estados Unidos, dedicou a vida ao estudo da bioluminescência. As suas descobertas encontraram aplicações na medicina, na genética e na biotecnologia.

Shimomura diminui a intensidade da luz no laboratório, retira um punhado de bichinhos secos, que parecem estar a transformar-se em pó, de um frasco marcado com a etiqueta Cypridina-1944, coloca-os num almofariz, acrescenta água e começa a moer. Em breve, brota do recipiente uma suave luminescência azul, que se intensifica à medida que se aplica maior pressão. O fulgor deste ser marinho (Cypridina luciferin, do grupo dos ostracodes, um género de crustáceos microscópicos) iluminou o caminho do investigador, de 82 anos, desde os dias negros do pós-guerra no Japão até à conquista do Prémio Nobel da Química, em 2008. O professor jubilado do Marine Biological Laboratory, no Massachusetts, é responsável pela descoberta da proteína verde fluorescente (GFP), “uma das ferramentas mais importantes da biologia moderna”, de acordo com a Academia sueca.

A proteína pode ser encontrada na Aequorea victoria, uma alforreca bioluminescente, isto é, com capacidade para gerar a sua própria luz. A descoberta revolucionou a biologia molecular em 1961 e, hoje, é possível manipular esse “farol” químico para iluminar o interior da célula.

Graças a Osamu Shimomura (e a Martin Chalfie e Roger Y. Tsien, que partilharam o Nobel), a GFP pode ser introduzida numa célula viva para observar as suas alterações e compreender, por exemplo, a organização dos neurónios, a propagação de um tumor ou a interacção das proteínas entre si. “A GFP foi uma consequência acidental do meu trabalho. O objectivo inicial era a aequorina, a proteí­na da Aequorea que produz luz azul. Queria compreen­der o processo químico da emissão de luz pe­los animais, fundamental para a ciência”, explica.

A aventura começara décadas atrás com a Cypridina, muito abundante no Japão. Na década de 1940, os soldados nipónicos recorriam à sua luz para ler os mapas de noite, nos campos de batalha; para isso, bastava deitar algumas gotas de saliva num pouco de pó de Cypridina moída. A bioluminescência deste crustáceo produz-se pela oxidação do pigmento luciferina e pela acção da enzima catalizadora luciferase. Determinar a natureza e o funcionamento de ambos os elementos tornou-se o Santo Graal da bioquímica de então.

O jovem Shimomura cresceu num dos períodos mais difíceis da história do seu país. O pai, coronel do Exército, levou a família para longe de Osaka durante a Segunda Guerra Mundial, pois receava que a cidade fosse alvo de bombardeamentos. Instalaram-se numa casa a dez quilómetros de Nagasaki... “No primeiro dia da escola secundária, disseram-nos que não ia haver aulas porque os alunos tinham de ir trabalhar na indústria bélica, pelo que fui parar a uma fábrica de aviões nos arredores de Nagasaki”, recorda. “A fábrica foi atacada pelos caças B-29 norte-americanos com bombas de magnésio e vi morrer muitos dos meus colegas. No dia 9 de Agosto de 1945, as sirenes voltaram a tocar como sempre.” Do topo de uma colina, viu um único avião inimigo lançar três pequenos pára-quedas com objectos alongados. “Quando voltei ao trabalho, uma luz intensa invadiu o interior do edifício e cegou-me temporariamente. Menos de um minuto depois, soou uma explosão e a onda de choque causou-me dor nos ouvidos. Depois, tudo se tornou cinzento. No regresso a casa, caía uma chuva negra. Quando cheguei, a minha avó tirou-me a roupa e deu-me banho. Talvez me tenha salvo da radiação.”

No pós-guerra, não havia futuro para os jovens no Japão. Muitos professores tinham sido mortos nos bombardeamentos, pelo que Shimomura não conseguiu concluir o ensino secundário. Embora continuasse a estudar por sua conta, as tentativas para se matricular na universidade foram rejeitadas. Um dia, deslocou-se à de Nagoya para pedir emprego a um professor catedrático, mas este tinha viajado. Deambulando, desiludido, pelos corredores da Faculdade de Química, deparou com o professor Yoshimasa Hirata, meio surdo e bastante distraído, que supôs que o jovem queria trabalhar para ele. “Podes vir para o meu laboratório para me ajudares a isolar e purificar compostos.” Shimomura aceitou de imediato.

No primeiro dia, Hirata pegou numa pequena quantidade de Cypridina seca, fê-la refulgir de azul e disse-lhe: “Não sabemos nada sobre isto. Começa por isolar e estudar a luciferina deste organismo.” Shimomura conta: “Comecei a trabalhar tendo como única ajuda a pouca literatura existente, quase toda em inglês. Sabia apenas que a luciferina era o combustível que causava a bioluminescência, mas ignorava se se tratava de uma proteína, de um açúcar, de um aminoácido ou de outro tipo de molécula desconhecida. Das dezenas de milhares de substâncias que compõem a Cypridina, teria de isolar uma que fosse altamente instável, que se degradasse rapidamente quando exposta ao oxigénio.”

Fez as experiências em câmaras de hidrogénio, um gás perigoso devido à sua natureza explosiva. Cada tentativa exigia uma semana de trabalho mas, embora a amostra fosse mais pura do que a anterior, não conseguia que a luciferina se cristalizasse. Até que, uma tarde, deixou por acaso uma pequena quantidade da substância num meio muito ácido. No dia seguinte, observou, espantado, que se tinha formado uma camada de cristais vermelhos na solução. Eureka! Tinha conseguido.

No final dos anos 50, aceitou uma oferta de emprego da Universidade de Princeton e não tardaria a sentir-se fascinado pelos lampejos luminescentes da Aequorea, muito abundante na costa norte-americana do Pacífico. Durante um Verão que passou a trabalhar num laboratório de Vancouver, Shimomura e a mulher, Akemi (também especializada em biologia marinha) pescaram 9000 alforrecas com redes de limpar piscinas. Extraíam das medusas as tiras de órgãos bioluminescentes com tesouras, envolviam-nos em panos de algodão e espremiam-nos para extrair o líquido luminoso, que podia brilhar durante várias horas. Contudo, suspendiam a reacção e separavam a luciferina da luciferase o mais depressa possível.

“Se a revolução molecular se tivesse verificado antes, Shimomura não teria tido necessidade de apanhar tantos espécimes, pois poderia ter reproduzido a proteína em grande quantidade dentro de uma bactéria, como é actualmente feito pelos laboratórios”, escreveu o oceanógrafo David Gruber. O certo é que a descoberta foi feita a tempo: se os seus estudos se tivessem prolongado, já não teria encontrado um único exemplar da alforreca, actualmente extinta nas águas do Pacífico.

Por fim, descobriu que o segredo da bioluminescência da Aequorea era uma fotoproteí­na, que baptizou com o nome de aequorina: ao ser activada com cálcio, emitia uma luz azul. “A medusa geria a concentração deste elemento nas suas células para controlar a produção luminosa”, explica Shimomura. “Quando a incomodam, o nível de cálcio sobe e acende-se o alarme, que parece um néon intermitente.” Em 1961, observou que a luminosidade da medusa, contemplada sob luz ultravioleta, adquiria uma tonalidade esverdeada, devido à acção da GFP, que emite bioluminescência na zona verde do espectro visível. O facto de a GFP estar relacionada com o nível de cálcio é determinante: a mobilidade deste elemento desempenha um papel fundamental em muitos processos biológicos, como a contracção muscular, a transmissão de impulsos nervosos, a libertação de neurotransmissores, a divisão celular ou a segregação de insulina. A possibilidade de “aplicar a fluorescência molecular para seguir a rota do cálcio permite melhorar o conhecimento sobre numerosas doenças”.

Na década de 80, Martin Chalfie, neurobiólogo de Harvard, quis saber se seria possível implantar a GFP da alforreca no verme Caenorhabditis elegans, de forma a poder sintetizar a proteína e produzir luz. Assim, poder-se-ia observar em directo os genes que intervêm na bioluminescência. Chalfie tinha razão: a GFP podia fazer brilhar criaturas diferentes da Aequorea. Era perfeita para a revolução da biologia molecular e foi de imediato usada em experiências com genes de diversas plantas, rãs, peixes, cabras, ratos, macacos...

O bioquímico norte-americano de origem chinesa Roger Y. Tsien foi ainda mais longe e propôs-se estudar a célula como se esta fosse uma cidade e quisesse espiar os seus habitantes nos afazeres quotidianos: tratava-se de observar como nascem as moléculas de proteínas e como se modificam, viajam, colaboram, competem e chegam mesmo a “assassinar” outras. O seu estudo é semelhante a uma antropologia celular. Tsien pretendia inventar técnicas vi­suais com tintas fluorescentes que permitissem aos neurofisiólogos observar o cérebro sem necessidade de abrir a cabeça dos doentes. “Os corantes modificam a intensidade de fluorescência na presença de iões de cálcio livres dentro da célula, tal como se verifica com a alforreca Aequorea para produzir luz. Os iões de cálcio colam-se às proteínas e fazem-nas agir. Só é possível estudar o processo em células vivas”, explica Gruber.

Tsien descreveu a estutura da molécula da GFP, o que lhe permitiu combinar os 238 aminoácidos da proteína e inventar mutações. Foi assim que encontrou a fórmula para criar uma proteína sintética superbrilhante, bastante mais visível do que a natural, e tintas de todas as cores, de modo que o interior da célula, quando se pretende estudar as proteínas, mais parece um quadro de arte contemporânea.

Hoje, oncologistas, imunologistas, virulogistas, neurobiólogos, biólogos celulares e botânicos recorrem às proteínas fluorescentes de Tsien, que refulgem alegremente dentro de todo o género de cobaias. São produzidas em massa na empresa Aurora Biosciences, que lhe pertence e cujo capital ultrapassa os 1500 milhões de dólares. Alguns laboratórios fabricam criaturas de ficção científica, como ratos com caudas e orelhas verdes, gatos que irradiam uma suave tonalidade azul iridiscente e coelhos cor-de-rosa. Há mais de 24 mil estudos publicados sobre a GFP e suas aplicações. Shimomura ouve o número, sorri e repete o mantra com que começava as suas aulas: “Nunca te dês por vencido. Se encontrares um tema interessante, estuda-o até ao fim. Se enfrentares dificuldades, ultrapassa-as. Não desanimes.”

Brilho selectivo

No início de Junho, o Instituto Tecnológico do Massachusetts anunciou um novo método para marcar moléculas com fluorescência, que irá permitir observar a actividade celular como nunca aconteceu antes. O facto é que a molécula da proteína verde fluorescente é tão grande (possui 238 aminoácidos) que pode interferir no trabalho normal de outras proteínas que também se queira estudar. O método, denominado PRIME (sigla de probe incorporation mediated by enzymes), baseia-se na enzima ligase fluoróforo, que é geneticamente acrescentada a cada célula que se pretende observar. A nova sonda emite uma fluorescência azul, é muito menor do que a GFP e não dificulta a passagem das proteínas submetidas a vigilância, que podem entrar livremente no núcleo da célula sem ter de ofuscá-la. A enzima “sabe” que só deve aplicar a fluorescência às proteínas que se encontram em determinadas re­giões celulares, e não a todas.

Super Interessante

A.P.S.

Notícia - Descobertas 208 novas espécies na Ásia, entre elas lagarto “psicadélico” e macaco que espirra

Um lagarto de cores “psicadélicas”, um macaco que espirra à chuva e cinco plantas carnívoras fazem parte da lista de 208 novas espécies descobertas durante 2010 na bacia hidrográfica do rio Mekong, na Ásia, segundo um relatório do Fundo Mundial da Natureza (WWF).

As novas espécies foram encontradas num território com uma “biodiversidade extraordinária” que abrange o Camboja, Birmânia, Tailândia, Vietname e China, revela o relatório “Wild Mekong”, apresentado hoje pela organização.

No total foram descobertas para a ciência 145 espécies de plantas, 28 répteis, 25 peixes, sete anfíbios, dois mamíferos e uma ave. De 1997 a 2009, na região foram encontradas 1376 novas espécies. A WWF fez as contas e estima que, em média, uma nova espécie é descoberta a cada dois dias naquela região.

Faz parte da lista de 2010 o macaco Rhinopithecus strykeri, descoberto nas montanhas remotas do estado de Kachin, no Norte da Birmânia. O animal, cujo nariz virado para cima o faz espirrar à chuva, já é considerado ameaçado por só existirem entre 260 e 330 indivíduos.

Apesar de a espécie ser nova para a ciência, as populações locais conhecem-no bem e dizem que é muito fácil de encontrar quando está a chover porque os macacos espirram quando apanham água no nariz. Para evitar molharem as suas narinas, passam os dias chuvosos sentados com as cabeças protegidas entre as pernas.

Em dois rios do Sul da Tailândia, foi encontrado o peixe Schistura udomritthiruji, que faz lembrar um pepino, e num restaurante no Vietname, dois investigadores encontraram à venda aquela que, afinal, era uma nova espécie de réptil, Leiolepis ngovantrii.

Ainda no Vietname foi descoberta a espécie de lagarto Cnemaspis psychedelica - de cor laranja, azul, amarelo e preto – na pequena ilha de Hon Khoai, e uma felosa, uma pequena ave encontrada nas florestas.

O relatório da WWF refere ainda a descoberta de cinco espécies de plantas carnívoras na Tailândia e Camboja. “Especialistas em botânica afirmam que estas podem atrair e alimentarem-se de pequenos ratos, lagartos e até de algumas aves”, escreve a organização.

No entanto, “muitas destas novas espécies lutam pela sobrevivência em habitats cada vez mais pequenos, tentando escapar à extinção”, disse Stuart Chapman, director de conservação da WWF para a região do Mekong, em comunicado.

“O tesouro de biodiversidade da região poderá perder-se se os Governos não investirem na conservação, fundamental para garantir a sustentabilidade a longo prazo, tendo em conta as alterações ambientais globais”, acrescentou.

Na próxima semana, os seis líderes da região do Grande Mekong reúnem-se na Birmânia para chegar a acordo relativamente a uma nova estratégia de cooperação económica para a próxima década. A WWF pede que tenham em conta os benefícios da biodiversidade e os prejuízos da sua perda.

Notícia - As formigas agricultoras

Se pensa que o Homem descobriu a agricultura, está enganado! Há mais de 50 milhões de anos que pequenas formigas desenvolvem culturas de fungos, como forma de garantir alimento, numa relação de contornos verdadeiramente impressionantes.

A descoberta da agricultura pelo homem terá acontecido há mais de 10 000 anos. Ao permitir o controlo das fontes de alimento, a agricultura lançou as bases para o desenvolvimento das civilizações. Mas apesar desta descoberta ter sido um triunfo incontestável, na realidade o homem não foi o primeiro ser a pôr em prática técnicas agrícolas.

Há cerca de 50 milhões de anos atrás, não muito depois do desaparecimento dos dinossauros, e muito antes do homem se ter diferenciado dos chimpanzés, algures na bacia do Amazonas, um grupo de humildes formigas descobriu uma forma de assegurar alimento – tornaram-se agricultoras, cultivando fungos no interior dos formigueiros para a sua alimentação. Esta alteração do modo de vida terá ocorrido apenas num grupo restrito de formigas, já que a maioria das actuais 10 000 espécies mantém os seus hábitos de predador. Contudo, a razão porque tal terá acontecido permanece indeterminada. É provável que a competição ou alguma alteração no ambiente tenha “empurrado” este grupo de formigas para uma modificação drástica dos seus hábitos, alteração essa que terá sido vantajosa, pois só assim se explica que actualmente existam cerca de 200 espécies agricultoras. Todas estas espécies pertencem à tribo Attini, e distribuem-se fundamentalmente pelas florestas tropicais da América Central e do Sul. Nesta categoria encontram-se géneros considerados “inferiores” ou mais primitivos e géneros “superiores”, dos quais fazem parte os géneros Atta e Acromyrmex, que correspondem às conhecidas “formigas cortadeiras”, extremamente especializadas.

Mas esta relação está longe de ser uma exploração; pelo contrário, ambos os intervenientes souberam tirar dela o melhor proveito. Na ausência de enzimas que possibilitam a degradação da matéria vegetal e de insectos mortos, estas formigas obtêm os nutrientes de que necessitam através dos fungos. Em contrapartida, eles ganham um local no solo onde se podem desenvolver, protegidos pelas formigas de predadores e parasitas, e conseguem obter mais material da área circundante do que se estivessem por sua conta, material esse que já vem preparado pelas enzimas produzidas pelos insectos. Os fungos utilizam esta biomassa preparada para crescerem e acumulam tantos nutrientes que as extremidades das suas hifas incham com açúcares e proteínas, que depois os insectos podem “morder”. Para além disso, na preparação do substrato para as suas culturas, as formigas conseguem atenuar os efeitos dos fungicidas presentes nas plantas e desenvolveram a capacidade de escolher as folhas com menor conteúdo destes compostos. Esta aptidão é retribuída pelos fungos, já que eles conseguem degradar as substâncias insecticidas presentes no alimento trazido pelas formigas. A horta de fungos é, assim, uma forma eficiente de transformar material indigestível em alimento utilizável pela colónia de formigas.

Contudo, esta relação simbiótica assume contornos distintos, dependendo do tipo de “agricultores” envolvidos, nomeadamente do tipo de material que recolhem como substrato para o crescimento dos seus fungos. Assim, as formigas consideradas “inferiores” constituem colónias relativamente pequenas e colhem uma grande variedade de alimentos que colocam à disposição dos seus fungos, esperando que estes os degradem, desde ervas, folhas caídas, excrementos de insectos e mesmo os seus cadáveres. Contrariamente, as formigas “superiores” tendem a usar apenas material vegetal e as “cortadeiras” utilizam apenas material retirado de plantas vivas.

Estas últimas possuem uma complexidade social espantosa. Os seus formigueiros são enormes estruturas elaboradas, com centenas de câmaras de diferentes tamanhos, por vezes a mais de três metros de profundidade, onde chegam a existir mais de 8 milhões de trabalhadoras, frequentemente pertencentes a diferentes castas, especializadas em tarefas distintas. À superfície, a área envolvente do formigueiro é mantida escrupulosamente limpa pelas trabalhadoras. As colectoras de material vegetal, detentoras de uma força surpreendente, cortam as folhas e carregam-nas até ao formigueiro. Enquanto cortam, elas bebem a seiva que se liberta das margens cortadas, o que constitui uma importante fonte de energia para estes indivíduos. Já no formigueiro, pela acção de diferentes tipos formigas, as folhas são cortadas em fracções cada vez mais pequenas, mastigadas e encharcadas com enzimas, transformando-se numa pasta mole, que é posteriormente espalhada sobre o substrato dos fungos. Existem, ainda, as formigas colectoras de detritos, que os recolhem e transportam até câmaras específicas, situadas a grandes profundidades.

Os efeitos das “formigas cortadeiras” são, por vezes, devastadores. Uma manada de elefantes dificilmente pode causar tanto distúrbio como a passagem das trabalhadoras formigas, que procuram matéria verde para alimentarem as suas hortas, desfolhando em pouco tempo qualquer planta que apareça no seu caminho. Por isso são responsáveis por enormes prejuízos na agricultura, nos países em que atingem grandes densidades. Contudo, para responder a estes ataques das formigas, as plantas desenvolveram um arsenal de substâncias que incorporaram nas suas folhas, incluindo insecticidas e fungicidas que, ao aniquilarem os fungos, afectam indirectamente os insectos. Como resposta, as formigas adquiriram, ao longo da evolução, a capacidade de detectar muitos destes compostos, evitando utilizar folhas de plantas que os produzam. É por este motivo que as plantas nativas não são tão molestadas quanto as introduzidas, que não tiveram tempo de desenvolver defesas. Por isso estas formigas tendem a evitar as florestas húmidas virgens e a preferir zonas já perturbadas.

Apesar do seu impacto devastador, verificou-se que as formigas, ao tratarem cuidadosamente das suas culturas de fungos, desempenham funções ecológicas muito importantes. Elas estimulam o crescimento de novas plantas, promovem a degradação do material vegetal e o enriquecimento e arejamento do solo. Embora possam espalhar a devastação à superfície, elas criam um verdadeiro Éden para os fungos, em autênticos jardins subterrâneos.

Mas a complexidade da simbiose entre as formigas agricultoras e os seus fungos, adquirida durante uma extensa história evolutiva, é bem maior do que inicialmente se pensou. Muito antes dos humanos, as formigas começaram a tomar medidas para optimizarem as condições de crescimento das suas culturas. Por exemplo, os investigadores descobriram que certas áreas da cutícula das formigas se encontram revestidas por uma substância de aspecto poeirento, que estudos micromorfológicos e bioquímicos revelaram ser massas filamentosas de bactérias do grupo dos Actinomicetes, especialmente do género Streptomyces, produtoras de metabolitos secundários, muitos dos quais com propriedades antibacterianas e antifúngicas específicas. À luz das propriedades bioquímicas únicas deste grupo, foi proposto que as bactérias associadas às formigas seriam responsáveis pela supressão do desenvolvimento de agentes patogénicos potencialmente devastadores, nomeadamente outras espécies de fungos, parasitas, que invadem as plantações das formigas. Assim, a utilização de antibióticos tem sido uma constante desde que as formigas iniciaram as suas “actividades agrícolas”

Porém, as descobertas não se ficam por aqui. Também elas foram pioneiras na utilização de técnicas de fertilização, já que realizam adubações à base de folhas misturadas com excrementos, de forma a maximizar o crescimento das culturas. Para além disso, as formigas realizam autênticas mondas quando fungos indesejáveis aparecem, eliminando-os com as suas mandíbulas.

Os cientistas conhecem há mais de um século estas formigas que cultivam massas de fungos para alimento, mas enquanto as formigas foram estudadas, o mesmo não aconteceu com os fungos. Por não desenvolverem corpos frutíferos (estruturas da reprodução sexuada) nos formigueiros, foi difícil fazer a classificação taxonómica dos fungos e determinar se poderiam viver no exterior, na ausência da relação simbiótica. No entanto, uma equipa de cientistas conseguiu analisar o ADN de mais de 500 tipos de fungos encontrados em formigueiros, tornando possível relacionar os fungos cultivados pelas formigas e alguns dos cogumelos que apareciam nas redondezas. Os cientistas descobriram que a maioria dos fungos pertence à família Lepiotaceae, escolha que não terá sido arbitrária, já que estes são especializados na decomposição de detritos vegetais.

A partir do momento em que os fungos iniciaram a relação simbiótica deixaram de se reproduzir sexuadamente e acabaram por depender das formigas para a sua dispersão. Reproduzem-se de forma vegetativa, através de rebentos, que não são mais do que “clones” do fungo original. Pelo facto de se ter observado que as novas rainhas destes formigueiros, ao saírem para acasalar e formar novas colónias, transportam fungos nas suas peças bucais, durante muito tempo pensou-se que esta seria a forma de todas as hortas começarem, o que significaria a existência de linhagens de fungos com milhares de anos. No entanto, investigações genéticas demonstraram que, apesar das formigas de uma mesma colónia só cultivarem um tipo de fungo, outras colónias da mesma espécie utilizam outros tipos de fungos, o que implica que, de vez em quando, as formigas saiam dos formigueiros para obter fungos livres na natureza, de forma a refrescarem os seus stocks e, provavelmente, obterem uma maior variedade alimentar. Por outro lado, algumas colónias de diferentes espécies cultivam exactamente os mesmos tipos de fungos. Por tudo isto considera-se, actualmente, que as formigas agricultoras “domesticaram” fungos várias vezes ao longo da sua evolução.

Em situações de desespero, resultantes de factores ambientais (como uma inundação) ou do ataque de doenças ou parasitas que “limpam” estas hortas, as formigas podem tornar-se mais beligerantes, pois estes condicionalismos têm efeitos devastadores, podendo condenar à indigência toda a colónia. Nas situações de crise as formigas ou morrem ou têm de procurar novos fungos para cultivarem. Esta procura pode ser feita na natureza ou mesmo no formigueiro das suas vizinhas. Já foram observadas operações organizadas de “furto”, em que as formigas de uma colónia tomam de assalto outro formigueiro para obterem fungos, forçando-o a sair, e chegando mesmo a fazer “prisioneiros”, que põem a trabalhar.

Os cientistas sempre se impressionaram com a harmonia da relação existente entre as formigas e os seus parceiros, mas apenas agora estão a desvendar as nuances que esta história evolutiva e de simbiose tem por trás. Eles estão a aplicar ferramentas moleculares para reconstruir a história genealógica da simbiose, determinando a sua origem e como terá progredido ao longo dos milhões de anos da sua existência. Esta interdependência assume um carácter tão forte que virtualmente controla o ecossistema de muitas regiões neotropicais. Existem cientistas que consideram esta relação como um dos maiores passos da evolução animal, colocando-a a par da conquista do meio terrestre. Mas estas descobertas são importantes ainda noutro sentido. O facto desta simbiose ter despertado tanto interesse constitui um motivo para que os fungos sejam estudados. Este tem sido um grupo bastante desprezado, apesar do seu papel crucial no funcionamento de todos os ecossistemas.

O mais antigo agricultor da Terra tem seis patas e pode ser capaz de nos dar algumas ideias de como praticar agricultura sem causar danos ambientais, pois é isto que tem feito durante muitos milhões de anos. As formigas poderão fornecer-nos algumas pistas sobre a forma de manter as mesmas técnicas agrícolas por tão longo tempo. Por exemplo, uma das lições que podemos reter prende-se com a necessidade de manutenção das diferentes variedades de plantas de cultivo em meio natural. Da mesma forma que as formigas saem para trazer novos fungos se uma doença devastar as suas culturas, os agricultores também deveriam poder ir buscar à natureza as plantas originais após o ataque de doenças. Por tudo isto, o que quer que nós tenhamos aperfeiçoado, em termos de práticas agrícolas, terá sido inquestionavelmente melhor realizado pelas formigas agricultoras, ao longo de 50 milhões de anos.

Maria Carlos Reis

Notícia - A Vida Secreta e Surpreendentemente Fascinante dos Anfíbios

Muitas vezes esquecidos, os anfíbios possuem das mais espantosas e interessantes adaptações do reino animal, tornando a realidade frequentemente bem mais surpreendente do que a ficção que poderíamos criar sobre eles.

Os anfíbios, tal como os répteis, foram sempre vistos como formas de vida inferiores e desinteressantes, por muito tempo incapazes de entusiasmar até as maiores personalidades da comunidade científica. Felizmente a Ciência moderna trouxe à luz a verdadeira essência destes animais excepcionais, dando a conhecer alguns dos seus comportamentos e capacidades extraordinariamente complexas, bizarras e até enternecedoras.

Os primeiros colonizadores

A classe Amphibia é uma classe de vertebrados incrivelmente diversa que existe há mais de 230 milhões de anos, composta pelos descendentes directos dos primeiros vertebrados a conquistar o meio terrestre. Os anfíbios dividem-se em três ordens: Anura (anfíbios sem cauda, como as rãs e os sapos), Caudata (anfíbios com cauda, como as salamandras e os tritões) e Gymnophiona (anfíbios ápodes, como as cecílias e que não ocorrem em Portugal).

Apesar de não serem capazes de produzir calor corporal e de possuírem ciclos de vida complexos, os anfíbios conseguiram conquistar o meio terrestre, colonizando todos os continentes à excepção da Antárctida. Uma vez que não despendem energia a manter a temperatura corporal, têm menores necessidades alimentares, o que lhes permite sobreviver em habitats muito pobres e passar por grandes períodos de inactividade.

A rã-dos-bosques (Rana sylvatica) consegue sobreviver aos Invernos do Canadá e Alasca enterrando-se na manta morta e deixando congelar até 65% da água do seu corpo. O sucesso desta estratégia deve-se à produção de glucose que actua como anti-congelante nas suas células e não permite a formação de cristais que danificariam os tecidos. Na Primavera, quando as temperaturas começam a subir, as rãs-dos-bosques saem da hibernação - descongelam - e reproduzem-se. Já os sapos do género Cyclorana habitam algumas das regiões mais áridas do continente Australiano, enterrando-se em esconderijos por si criados, onde podem permanecer inactivos durante anos. Têm a capacidade de armazenar grandes quantidades de água na bexiga e de produzir um “casulo” que reduz as perdas de água. Emergem do subsolo apenas quando há chuvadas intensas para se alimentarem e, claro, rapidamente se reproduzirem. Graças à capacidade de armazenar água em pleno deserto Australiano, estas espécies sempre foram muito utilizadas pelos Aborígenes.

A sedução a sangue frio

Quando as condições ambientais se tornam mais favoráveis, muitos anfíbios começam a despertar dos períodos de inactividade, emergindo dos seus esconderijos terrestres ou aquáticos para se reproduzirem.

O início da época de reprodução dos anuros (rãs, relas, sapos) é imediatamente denunciada pelos coros que se iniciam ao fim da tarde e se prolongam noite dentro. Estas autênticas serenatas, audíveis até 1 km de distância, são produzidas pelos machos para tentar atrair as fêmeas, que elegem o futuro pai da sua descendência apenas com base no seu canto. Há, no entanto, espécies de anuros que não valorizam tanto o romantismo, caso do macho de uma rã nativa da Papua-Nova Guiné (Liophryne schlaginhaufeni) que segrega e excreta uma hormona sobre a fêmea, pondo-a inconsciente para depois proceder à cópula.

A corte dos urodelos (tritões, salamandras) não passa pela produção de vocalizações atractivas, mas pela segregação e transmissão de feromonas por parte do macho. A corte do tritão-de-ventre-laranja (Triturus boscai) é particularmente complexa. Em meio aquático, o macho coloca-se diante da fêmea, dobra a cauda para a frente de modo a ficar paralela ao corpo, realizando com ela movimentos ondulatórios regulares que se destinam a transmitir partículas odoríferas à fêmea. No caso da fêmea não se sentir atraída, o macho pode realizar novos movimentos, entre os quais se destaca o “flamenco”, alçando a cauda e oscilando a sua ponta de um lado para o outro.

Não existe entre os vertebrados classe com maior variedade de estratégias reprodutivas e formas de cuidados parentais do que a classe Amphibia. Apesar de muitos anfíbios não exibirem qualquer cuidado parental, limitando-se a colocar as posturas em meios aquáticos, há espécies que dedicam muita da sua energia a cuidar da descendência de formas por vezes inacreditáveis.

A face terna dos anfíbios

A evolução dos cuidados parentais representa uma enorme mudança na história natural dos animais, promovendo a sobrevivência da descendência perante condições ambientais adversas.

A maioria dos anfíbios é ovípara, depositando os ovos em meio terrestre ou aquático onde as larvas se desenvolvem autonomamente. No entanto, existem espécies vivíparas capazes de alimentar os seus fetos com uma mucoproteína (leite uterino) depois das reservas vitelinas já se terem esgotado, caso dos sapos do género Nectophrynoides, da rã-coqui (Eleutherodactylus jasperi) actualmente considerada extinta, ou da cecília recentemente descoberta na Índia, Gegeneophis seshachari. Além das diferenças inter-específicas, pode ainda existir variação nas estratégias reprodutivas de populações da mesma espécie como resultado de diferentes condições ambientais: a salamandra-de-pintas-amarelas (Salamandra salamandra) que habitualmente é ovovivípara e deposita as suas larvas em meio aquático, em regiões montanhosas dá à luz indivíduos completamente metamorfoseados.

Quando presente, o cuidado parental característico das salamandras e dos tritões consiste na assistência às posturas. Nas salamandras aquáticas, a fêmea (Família Proteidae) ou o macho (Cryptobranchus alleganiensis) prestam assistência às posturas para promover essencialmente as trocas gasosas, movimentando rapidamente as brânquias ou o próprio corpo. No caso dos tritões europeus (p.ex. Triturus marmoratus), a fêmea passa muito tempo a colocar criteriosamente cada ovo na vegetação para que esteja mais protegido de predadores e dos efeitos nefastos da radiação ultravioleta.

Cerca de 75% das cecílias são vivíparas, alimentando os fetos com células do oviducto e dando à luz larvas totalmente metamorfoseadas. Os cuidados prestados pela cecília africana Boulengerula taitanus às suas larvas após a eclosão são únicos entre os anfíbios. A progenitora desenvolve uma camada dérmica rica em gorduras e nutrientes que assegura a nutrição das larvas. Estas possuem dentes especializados para raspar e consumir a pele da mãe durante as primeiras 4 semanas de vida.

Os anuros apresentam a maior diversidade de cuidados parentais na classe Amphibia. A assistência às posturas é a forma mais comum de prestação de cuidados, sendo frequentemente feita pelo macho, fenómeno raro no mundo animal. Em algumas espécies um dos progenitores carrega os ovos fertilizados durante o desenvolvimento larvar no dorso ou mesmo em bolsas especializadas.

Os sapos-parteiros, Alytes spp., carregam os cordões de ovos enrolados nos membros posteriores, colocando-os em meio aquático apenas quando já estão prontos para eclodir. O macho da rã marsupial australiana (Assa darlingtoni) possui bolsas ao longo dos seus flancos onde os girinos podem completar o desenvolvimento larvar até à metamorfose.

Os cuidados parentais mais complexos encontram-se frequentemente em habitats tropicais húmidos. Algumas rãs-flecha (família Dendrobatidae), transportam os girinos no seu dorso e depositam-nos em pequenas bolsas de água que se formam em plantas epífitas como as bromélias. A larva completa então o seu desenvolvimento nestes minúsculos meios livres de predadores, alimentando-se de invertebrados e dos ovos não fertilizados que a progenitora lhe fornece periodicamente.

Há espécies que apresentam cuidados parentais ainda mais impressionantes, como as rãs australianas do género Rheobatrachus, em que a fêmea engole cerca de 20 ovos fertilizados que se desenvolvem no seu estômago. Durante o período de desenvolvimento larvar a progenitora não só não se alimenta como fica com o sistema digestivo inibido, suspendendo a produção de ácido e os movimentos peristálticos. Terminado o desenvolvimento larvar, a progenitora regurgita os indivíduos recém-metamorfoseados. Infelizmente as duas espécies que compõem este género, R. vitelinus e R. silus, descobertas na década de 70, foram dadas como extintas na década seguinte, ficando muito por desvendar acerca das capacidades únicas destes anuros.

O estranho mundo das armas anfíbias

Os anfíbios são uma parte essencial da cadeia trófica, constituindo presas habituais para uma vasta gama de predadores. Essa pressão deu origem a uma série de características fisiológicas, morfológicas e comportamentais que, isoladas ou em sinergia, podem potenciar a sua sobrevivência a ataques predatórios.

As formas mais comuns de defesa anti-predatória em adultos são os comportamentos de fuga (saltar ou enterrar-se) e a produção de secreções cutâneas nocivas. No entanto, muitos anfíbios adoptam estratégias mais curiosas, fazendo-se de mortos, empolando o seu tamanho ou atraindo o predador para partes do corpo menos essenciais e/ou tóxicas. É muito frequente que anuros menos ágeis invistam em aparentar estar mortos, caso de espécies como o Stereocyclops parkeri, que estica totalmente os seus membros, ficando hirto, ou da Acanthixalus spinosus, que encolhe os seus membros e coloca a língua cor-de-laranja de fora.

De uma forma geral há entre as salamandras e os tritões um claro investimento na produção de toxinas e na exploração de comportamentos que podem maximizar a eficácia dessas secreções. A salamandra-de-pintas-amarelas possui, na parte de trás da cabeça, glândulas que segregam toxinas capazes de provocar ardor e cegueira temporária. Quando atacada, é capaz de produzir um esguicho de intensidade de direcção controladas, preferencialmente para os olhos do atacante. Já as salamandras da família Plethodontidae agitam a cauda verticalmente enquanto mantêm o resto do corpo rígido, procurando atrair o predador para a parte do seu corpo mais dispensável e tóxica.

Os anfíbios capazes de produzir toxinas são frequentemente espectaculares, apresentando padrões corporais acentuados por cores fortes (laranja, vermelho, amarelo) que servem como sinalizadores da sua perigosidade. Certas espécies exploram o carácter dissuasor dessas cores e, apesar de serem absolutamente inofensivas, apresentam padrões semelhantes aos das espécies mais tóxicas.

Os géneros Pleurodeles e Echinotriton apresentam capacidades únicas para reduzir a sua palatibilidade e aumentar a sua probabilidade de sobrevivência. A salamandra-de-costelas-salientes (Pleurodeles waltl), endemismo ibérico que se pode encontrar no Sul e Centro de Portugal, tem a capacidade de, perante um ataque, projectar as pontas das suas costelas para fora do seu corpo. Apesar da projecção não se fazer através de poros especializados, as pontas expostas das costelas ficam posicionadas imediatamente abaixo das manchas alaranjadas dos flancos, aumentando o impacto visual deste comportamento. Como se não bastasse, estas espécies são também tóxicas, pelo que as pontas das costelas podem injectar toxinas na corrente sanguínea do predador.

Se a estratégia defensiva da salamandra-de-costelas-salientes pode parecer bizarra, a utilizada por alguns sapos africanos (Géneros Astylosternus e Trichobatrachus) prova que a realidade é muitas vezes bem mais impressionante do que a ficção. Estes anuros têm a capacidade de projectar a parte terminal das falanges de alguns dedos através da pele. Estas estruturas ósseas de forma semelhante à das garras de alguns mamíferos, causam feridas profundas em quem tentar pegar ou abocanhar estes sapos. Não se conhece mais nenhum vertebrado com uma estrutura semelhante a uma garra sem queratina, composta apenas por massa óssea, que tem de se libertar da estrutura esquelética e perfurar a pele para se tornar funcional.

No século XVIII, o famoso cientista sueco Carl von Linné, responsável pela criação do actual sistema de nomeação científica das espécies referiu-se aos anfíbios como criaturas “feias e asquerosas”, reforçando que Deus não se havia esmerado na sua criação. Agora, depois de conhecer uma parte da vida secreta destes vertebrados, cabe ao leitor decidir se estas criaturas tão menosprezadas não podem de facto integrar orgulhosamente o grupo dos animais mais interessantes e inspiradores deste planeta.

Joana Teixeira Ribeiro

Notícia - Vampiros – os mitos e a história real

Quem não ouviu já falar de vampiros, criaturas que buscam o sangue das suas presas na noite? Contudo, nem tudo o que se diz corresponde à verdade e muitos são os factos deturpados pela associação destes mamíferos a criaturas míticas milenares.

Os vampiros são morcegos, cuja imagem está impregnada de informações distorcidas por séculos de ignorância, mitos e superstição. O enraizamento cultural destes conhecimentos condiciona os esforços empreendidos no sentido de clarificar o papel destes animais nos ecossistemas e de contrariar o declínio de outras espécies de morcegos que acabam por ser afectadas. A maior parte das pessoas desconhece que apenas três das cerca de mil espécies de morcegos que existem actualmente alimentam-se de sangue, encontrando-se restringidas às regiões tropicais da América Latina, desde o seu aparecimento, há cerca de sete milhões de anos.

Os mitos com vampiros remontam há milhares de anos. Os mais antigos provêem da Europa, mas estudos etnológicos revelam que praticamente nenhuma cultura está isenta de conter no seu espólio criaturas medonhas sugadoras de sangue, às quais se associou a imagem dos morcegos. Estas criaturas míticas foram responsabilizadas, ao longo dos tempos, por mortes pouco claras e por devastadoras epidemias, como a peste negra e a varíola. Mas este folclore que liga os morcegos aos vampiros é particularmente intrigante, na medida em que os mitos surgiram em locais onde estas espécies de morcegos nunca existiram. Apesar de se assumir que esta associação remonta às tradições antigas, a história indica que ela é uma invenção humana recente.

Os europeus desconheceram a existência destes animais até ao século XVI, altura em que os exploradores espanhóis regressaram das Índias com a primeira descrição de seres que se alimentavam de sangue e que mordiam as pessoas durante a noite, comportamento que associaram ao das criaturas das fábulas a que chamavam vampiros. Mas esta designação de origem eslava, que significa “bêbado de sangue”, não foi prontamente atribuída aos morcegos vampiros e só no final do século XIX as três espécies foram descritas para a Ciência. Contudo, esta associação só foi completada em 1897, quando Bram Stocker publicou “O Drácula”, uma obra onde os vampiros se transformavam em morcegos, conjugando a mitologia europeia com uma personagem histórica real – Vlad Tepes – um príncipe da Valáquia (actual Roménia), com fama de sanguinário, que viveu entre 1430 e 1476. Não existem evidências que este príncipe tivesse o hábito de beber o sangue das vítimas, mas sabem-se duas coisas – que no castelo de Vlad Tepes não existiam vampiros e que estes mamíferos não são a fonte dos mitos de vampiros do Velho Mundo.

Mas vamos conhecer um pouco melhor estes animais. A forma como os vampiros evoluíram permanece um mistério. Os registos fósseis mostram que há muitos milhares de anos eles habitavam as florestas tropicais, onde se alimentavam essencialmente de aves e pequenos mamíferos. A chegada dos colonizadores europeus ao continente americano, e especialmente do gado que com eles trouxeram, providenciou aos vampiros uma nova e praticamente ilimitada fonte de alimento, permitindo que as suas populações crescessem exponencialmente. A sem precedente desflorestação da América Latina, na tentativa de aumentar a área para explorações de gado, permitiu que esta tendência se intensificasse, até ao ponto dos vampiros se tornarem numa séria praga agrícola em muitas áreas. Todavia, em nichos não perturbados de floresta, eles vivem actualmente como os seus antepassados – em reduzidos grupos, alimentando-se do sangue de pequenos animais.

Das três espécies de morcegos vampiros que existem actualmente, apenas uma (a mais comum - Desmodus rotundus) preda exclusivamente mamíferos. As outras duas – Diaemus youngi e Diphylla ecaudata – alimentam-se de diversos vertebrados, preferencialmente aves. Ao contrário do que a indústria cinematográfica nos levou a acreditar, os vampiros são animais muito pequenos e leves. Vivem em grutas, minas, buracos de árvores e em edifícios abandonados, em colónias com cerca de 100 animais, mas que podem chegar aos 2000 indivíduos.

São voadores rasos e fazem manobras espantosas, devido às suas longas e estreitas membranas alares. Contrariamente aos outros morcegos, os vampiros são grandes adeptos da locomoção no solo, sendo capazes de correr com grande velocidade e dar grandes saltos, assumindo uma postura bípede. Eles procuram as suas vítimas durante a noite, podendo voar mais de 10 km nas suas buscas. Exactamente como localizam e seleccionam presas individuais é desconhecido, mas certamente diversos factores estão envolvidos, nomeadamente a sua excepcional visão. Adicionalmente, as fossas nasais sensíveis ao calor permitem-lhes detectar as presas através da radiação infravermelha por elas emitida e escolher as áreas do corpo com melhor irrigação superficial e, por isso, mais “apetitosas”.

A especialização alimentar condicionou a anatomia e fisiologia dos vampiros. Eles possuem um estômago fino, capaz de se distender e um intestino rodeado de grandes capilares que aumentam a taxa de absorção. Mas a adaptação mais espantosa prende-se com a composição da saliva, constituída por três ingredientes activos, que mantêm o sangue fluído - um anticoagulante, uma substância química que previne a aglutinação dos glóbulos vermelhos e uma última que inibe a constrição dos vasos sanguíneos sob a ferida. A mordedura é rápida, de modo a não alertar as presas, e o sangue é lambido (e não sugado) através de movimentos rápidos e contínuos da língua, durante cerca de 30 minutos. Durante este período, os morcegos ingerem o equivalente a duas colheres de sopa de sangue. Porque o sangue tem cerca de 80% de água, à medida que se alimentam os vampiros urinam, removendo o excesso deste líquido.

Vivem numa cultura fortemente social, onde o reconhecimento individual é muito importante. Uma vez que não podem sobreviver mais de dois dias sem uma refeição, estes laços são fundamentais para lhes garantir a sobrevivência, pois um vampiro pode alimentar outro com regurgitações de sangue, quando solicitado. Este comportamento é bastante vantajoso em termos adaptativos, tal como acontece com a sua capacidade de adoptar crias órfãs. É um altruísmo recíproco, muito raro entre os mamíferos, conhecido apenas nos cães selvagens, nas hienas, nos chimpanzés e nos humanos.

Os hábitos alimentares dos vampiros, que à primeira vista nos parecem repulsivos, podem de facto resolver ou atenuar alguns dos nossos problemas. Descobertas recentes acerca das propriedades anticoagulantes da saliva dos vampiros demonstram que esta possui um ingrediente vinte vezes mais poderoso que qualquer anticoagulante actualmente conhecido, o que promete o desenvolvimento de novos medicamentos de prevenção e combate de doenças cardiovasculares.

Mas apesar de serem animais verdadeiramente fascinantes, os vampiros podem criar alguns problemas, nomeadamente quando existem em grandes densidades junto de pessoas e animais domésticos. Mordeduras ocasionais raramente prejudicam as vítimas, mas mordeduras repetidas, especialmente em animais jovens, podem enfraquecê-los, enquanto as feridas podem tornar-se focos de infecção. Para além deste aspecto, tal como outros animais, é possível que os vampiros contraiam raiva. Apesar da maior parte dos morcegos infectados acabar por morrer da doença, alguns poderão sobreviver o tempo suficiente para infectar as suas presas. Em muitas regiões da América Latina as perdas económicas dos agricultores provocadas, anualmente, por surtos desta doença nos bovinos, são imputadas aos ataques dos vampiros.

Quando os vampiros não encontram o seu alimento de eleição, podem utilizar presas alternativas, como os humanos, embora isto só aconteça a pessoas que dormem ao relento. Estes episódios, embora esporádicos, e na maior parte das vezes sem consequências, são suficientes para criar um clima de histeria colectiva, despoletando verdadeiras “caças aos vampiros”, que acabam por atingir todos os morcegos da área. Ao longo das últimas três ou quatro décadas, foram iniciados na América Latina programas de controlo de vampiros. Infelizmente, os resultados resumem-se à perda incalculável de insectos altamente benéficos para a agricultura, devido à utilização de venenos, e de morcegos inofensivos, que se alimentam de frutos e néctar, muitos dos quais já se encontram em perigo de extinção.

Será apenas através de programas educativos que a atitude pública perante os morcegos poderá ser alterada. Quanto aos conflitos entre o ser humano e os vampiros, para além de acções educativas, restam-nos campanhas de controlo bem planeadas. No entanto é importante lembrar que o actual comportamento alimentar dos vampiros é apenas uma adaptação às alterações dos seus habitat provocadas pelo Homem.

Maria Carlos Reis