Imagine a cena: você acorda no meio da noite e vai, tateando no escuro, pegar um copo de água na cozinha. Enquanto você refresca a sua sede, quatro ninjas aparecem e te atacam. O que fazer? WWBD?* Neste momento de pânico, o melhor mesmo é pegar as cápsulas de luz de seu batcinto e estourá-las enquanto você protege seus próprios olhos com sua capa. Assim, você pode fugir ou atacar os ninjas enquantos eles estiverem atordoados com a luz inesperada.
Parece bizarro mas algo semelhante acontece com um camarão (Heterocarpus laevigatus) que vive nas profundezes dos mares do Pacífico. Este camarão se defende de predadores cuspindo luz! Sim! Ao detectar o predador, ele cospe substâncias químicas que iniciam uma reação bioluminescente! A nuvem de luz azul, no meio da escuridão do fundo do mar, desorienta os predadores, dando tempo para a escapada do camarãozim. Não acreditam em mim? Vejam o vídeo:
* What would Batman do?
Fuck$%& Fantastic!
É tudo o que posso falar da palestra do Dr. Stenbjörn Styring (Uppsala University) que assisti ontem, em um evento da FAPESP. O Dr. Stenbjörn Styring é um destes cientistas visionários que pensam no mundo daqui a 50 anos e começa trabalhar para tornar tudo realidade em apenas 20. Ele é um desses que solta uma piada infame por minuto o que torna a sua visão de fututo não somente impressionante como divertida. Escrevo aqui que ele ainda vai ganhar um Nobel e, se isso acontecer, vai significar que o nosso mundo não será mais o mesmo.
O Dr. Stenbjörn Styring está tentando fazer uma molécula que faz fotossíntese artificial. Não todo o processoq eu a planta faz, mas sim só a parte que nos interessa: ele quer fazer uma única molécula capaz de usar energia luminosa para quebrar moléculas de água e sintetizar gás hidrogênio. Esta molécula, inspirada em sistemas biológicos, seria capaz de converter energia luminosa em energia química com uma eficiência assustadora e resolveria o problema do combustível mundial.
Você deve estar pensando: “ah, mas células fotovoltaicas fazem isso! Elas transformam luz solar em energia elétrica!” o problema é que nós precisamos pensar em fazer energia elétrica E combustíveis a partir de luz solar. Energia elétrica acende as luzes de nossas casas mas quem faz nossos carros andarem são os combustíveis. A não ser que usemos baterias, um problema à parte, não podemos armazenar energia elétrica, por isso usamos combustíveis como reservatórios de energia. Para se ter uma idéia, 84% do nosso uso energético é baseado em combustíveis e apenas 16% é baseado em eletricidade. A molécula do Dr. Stenbjörn Styring faria combustível usando apenas dois recursos abundantes no planeta: luz solar e água.
Muita gente pensa que o segredo da fotossíntese é a captura de gás carbônico e a liberação de oxigênio. Na verdade, o ponto principal desta reação é a captação da energia solar e o seu uso para quebrar a água a fim de liberar prótons e elétrons para reações de síntese. Esta reação dá à planta energia química na forma de ATP e poder redutor, na forma de NAPDH, essenciais para combater a indomável termodinânica da não-vida.
A molécula utilizada pelo Dr. Stenbjörn Styring é complicadíssima: ele começou fazendo uma molécula orgãnica com um núcleo de Rutênio e mostrando que esse núcleo perdia elétrons ao absorver luz vermelha. Depois ele extendeu a molécula para receber uma região que possuía um íon Manganês. Este elemento é responsável pela quebra da água em plantas no fotossistema II. O mais impressionante é que ele conseguiu montar uma molécula com o núcleo de Rutênio, dois Manganês e um centro fenólico que realmente conseguia QUEBRAR A ÁGUA em resposta à luz!!!! Pena que a molécula (por enquanto) se destrói em poucos segundos. Mesmo assim, é um avanço técnico de deixar o queixo no subsolo!
Além disso, ele conseguiu adicionar regiões contendo Ferro que são capazes de captar os elétrons vindos do Rutênio e de transferí-los para íons de Hidrogênio. Dois íons de Hidrogênio mais elétrons resulta em gás Hidrogênio, que pode ser usado como combustível!!!! Tudo isso medido e comprovado utilizando-se técnicas com uma precisão impresionante. Ou seja: Dr. Stenbjörn Styring provou, em poucos minutos, que é possível fazer fotossíntese artificial, apesar de ter mais uns 20 ou 30 anos de pesquisa e desenvolvimento até ela se tornar uma realidade comerciável.
Uma vez industrializada, a molécula de fotossíntese artificial pode ser usada em toda superfície que recebe luz solar para fazer combustível. Este combustível vai vir com baixíssimos custos ambientais uma vez que uma molécula de fotossíntese artificial pode gerar muitas moléculas de hidrogênio. Sem contar que, fora o Rutênio (que pode ser facilmente substituído), todos os outros elementos são abundantes no planeta não tendo os problemas das células fotovoltaicas atuais, que usam elementospoucos abundantes no planeta.
Um dia vamos fazer combustível a partir de água e luz para abastecer nossas jetpacks e vou poder falar que escrevi neste blog que isso ia acontecer.
Mais detalhes: Molecular Biomimetics Research group - Uppsala University
Imagens: FAPESP (Eduardo Cesar) e site do grupo.
Na ScienceOnline 09 tive a oportunidade de ouvir dois editores, um da Nature e um da PLoS One, falarem sobre o seu trabalho. Em um dos momentos, Henry Gee - editor da Nature - comentou sobre o aumento da qualidade nos trabalhos vindos da China, particularmente os de paleontologia. A China sempre teve ótimos fósseis de diversas eras. No entanto, os trabalhos eram ruins: mal-descritos, incompletos, impossíveis de ler. Henry comenta que, de repente, começaram a surgir muitos trabalhos bons de fósseis chineses com pesquisadores estrangeiros mas com muitos estudantes chineses: assim, a China começou a virar uma potência na paleontologia mandando seus estudantes para fora. Só que um fenômeno interessante aconteceu: os trabalhos agora são escritos na maioria por chineses que estudaram fora do país mas agora trabalham na China!
Henry nota que o mesmo fenômeno NÃO aconteceu com a Índia em situações similares: a melhora de qualidade na China só aconteceu quando o governo chinês passou a premiar trabalhos publicados em revistas de ponta (mas de ponta mesmo, Qualis 0). Ou seja: não basta mandar alunos para fora e esprar que eles sejam melhores ao voltar, incentivos à Ciência de qualidade no país devem ser feitos.
Muita gente acha que o Brasil tem cacife o suficiente para não mandar mais gente para fora. Sinto muito mas este argumento só cola quando trabalhos publicados por brasileiros - melhor - liderados por barsileiros começarem a ser publicados frequentemente em revistas de ponta. Estamos melhorando, e muito, mas achar que chegamos lá é pretensão demais.
Antes do texto, um pedido de desculpas. Tenho estado ausente nos últimos 10 dias preparando o lançamento do ScienceBlogs Brasil. Era para ser hoje mas questões logísticas nos fizeram adiar a estreia. É um pouco decepcionante mas este adiamento pode garantir a sustentabilidade econômica do projeto no longo prazo, além de dar tempo para polirmos melhor o novo site. Se você quiser evr um pouco do trabalho em progresso, visite o futuro blog aqui.
Ciência, enfim. Umas semanas atrás falei da transformação incrível que gafanhotos do deserto sofrem ao mudar do modo solitário para o modo gregário (que vive me grupo) que leva à formação daquelas destrutivas nuvens de gafanhotos. A transformação física que um gafanhoto sofre de uma formas para outra (figura acima) nada se compara à sua mudança comportamental. Gafanhotos solitários, que evitam outros indivíduos, ficam agitadíssimos à procura do resto do grupo. Isso pode ser visto na figura abaixo.
Em verde está a trajetória percorrida por um gafanhotos solitário e um gregário por 500 segundos. Nesta caixa existem dois painéis de vidro. Atrás do painel esquerdo, há 20 gafanhotos, atrás do painel direito, não há gafanhotos. O gafanhoto solitário, em verde, foge em linha reta dos demais gafanhotos. O gafanhoto gregário, em laranja, vai atrás dos demais gafanhotos de forma desenfreada. Ele anda muito mais e faz muito mais curvas do que o gafanhoto solitário.
Este experiemento mostra, de forma elegante, como gafanhotos mudam o seu comportamento para formar uma nuvem de gafanhotos. É engraçado que tudo isso é auto-organizado, sem exigir que haja um gafanhoto-chefe ou um sinal ambiental para a nuvem se formar.
M. L. Anstey, S. M. Rogers, S. R. Ott, M. Burrows, S. J. Simpson (2009). Serotonin Mediates Behavioral Gregarization Underlying Swarm Formation in Desert Locusts Science, 323 (5914), 627-630 DOI: 10.1126/science.1165939
Imagens: Science
Esta semana foi particularmente excitante para paleontólogos e fã de dinossauros em geral (na verdade nenhum dos fósseis são de dinossauros, mas…). Eu até queria ter tempo de comentar todos as descobertas científicas desta semana mas vou ter que me contentar em apenas indicar os textos:
1- baleias 47.5 milhões de anos atrás: Descreveram um fóssil de baleia ancestral com um bebê baleia pronto para nascer. Fósseis em boas condições de fetos são incrivelmente difíceis de achar e as características dos animais permitem concluir que este espécime dava a luz em terra! O tamanho de um macho adulto encontrado também revelou que ele não deveria ser muito maior que as fêmeas, sugerindo que ele não deveria manter haréns ou mantinham territórios. Mais detalhes e fotos aqui e aqui e, em inglês, aqui.
2- cobras 65 milhões de anos atrás: Um fóssil de cobra de 13 m foi encontrado na Colômbia. O interessante é que os pesquisadores podem usar o tamanho da cobra para estimar a temperatura do ambiente no qual a mega-cobra vivia: répteis de tamanho muito avantajado não conseguem viver em locais muito frios. Logicamente, esta estimativa depende da cobra ancestral ter uma fisiologia comparável às cobras modernas. Mais aqui ou em inglês aqui.
3- artrópodes 400 milhões de anos atrás: Um fóssil em excelente condições de um artrópode com boca radial e dois mega-apêndices. Fósseis semelhantes foram associados à faunas do Cambriano, cerca de 500 milhões de anos atrás. A importância do fóssil não é mostrar quão antigos estes animais são mas sim que eles diraram pelo menos 100 milhões de anos! Toma puny humans (2 milhões de anos)!
4 -esponjas 635 milhões de anos atrás???? Um mistério paleontológico é que os primeiros fósseis de animais a surgirem já apresentavam inúmeras características complexas. Onde estariam as formas de transição entre coisas disformes e desorganizadas para os animais? Uma técnica ninja pode ajudar a desvendar este capítulo da história: ao invés de procurar registros como impressões do corpo, esqueletos, etc., os cientistas começaram a procurar por pedaços menores de animais e tentaram extrair substâncias orgânicas deles. O mais impressionante é que funcionou! Eles isolaram moléculas de um tipo de colesterol encontrado na membrana celular de certas esponjas modernas. Eles utilizaram esta evidência para sugerir que esponjas já existiam tanto tempo atrás. É claro que deve-se ter muito cuidado com estas conclusões, mesmo assim esta técnica promete revolucionar o modo que a paleontologia de tanto tempo atrás busca evidências! Mais informações aqui e, em inglês, aqui.
Assim como as orelhas não evoluíram para segurar os óculos, as impressões digitais não foram selecionadas por que ajudam a pegar bandidos em seriados de TV (e, eventualmente, na vida real).
Uma das funções conhecidas das impressões digitais é o aumento da fricção ao segurar objetos. Se a pele que fica na ponta dos dedos fosse lisa, como nas bundas de bebês, objetos poderiam deslizar mais facilmente de nossas mãos - um perigo quando se você é um primata ancestral que precisa pular de galho em galho (será que algum antepassado nosso pulava de galho em galho?).
Um estudo que saiu do forno na Science sugere mais uma função para as impressões digitais: aumentar nossa percepção de texturas. Para testar esta hipótese, os cientistas envolvidos no projeto criaram um sensor de texturas e o cobriram com uma capa lisa ou com uma capa que simulava impressões digitais. Eles descobriram que as impressões digitais artificiais amplificavam em até 100 vezes certos tipos de vibrações provocadas pela superfície testada. Curiosamente, as vibrações amplificadas eram justamente as que ocorriam na frequência que nossos sensores tácteis funcionam (200-300 Hz). Isso sugere que a distância entre os riscos das impressões digitais e nossos sensores estão funcionalmente relacionados.
Além disso, é possível que as curvas presentes nas impressões digitais também ajudem otimizar sensações de textura, uma vez que elas permitiriam a amplificação de vibrações originadas em diferentes direções.
Foto: fazem (FLICKR)
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Mais sobre impressões digitais:
- eu fiquei pensando se usei os termos corretamente. Impressões digitais são as marcas deixadas pelos padrões existentes em nosso dedo. Acabei chamando estes padrões de impressões digitais também para deixar mais claro, alguém sabe o nome formal deles?
- irmãos gêmeos não têm impressões digitais idênticas.
- o sistema de identificação de pessoas a partir de impressões digitais não é lá muito confiável. É claro que, se as impressões forem medidas semrpe no mesmo scanner, como em sistemas biométricos, a precisão é melhor. No entanto, associar uma impressão digital parcial em um copo a uma pessoa já é mais embaçado.
Existe uma discussão ganhando força sobre a validade do Brasil mandar alunos para fazer o doutorado no exterior. Existem muitos argumentos pró mandar jovens cientistas para o exterior assim como existem muitos argumentos contra. Neste texto, vou falar um pouco sobre a minha experiência no exterior e por que acho que ela valeu muito mais do que o dinheiro gasto pelo governo.
Eu fui aluno de doutorado na Universidade de Cambridge (Inglaterra) de outubro/2003 a setembro/2007. Nestes 4 anos, me especializei em ritmos circadianos de plantas, tópico de pesquisa praticamente inexistente no Brasil. Além disso, publiquei um artigo na Science, um na Plant Cell, uma carta na Nature além de mais três revisões e dois capítulos de livros. Me considero, pois, um caso de sucesso.
Obviamente não posso usar uma experiência pessoal para justificar um programa inteiro de fomento ao doutorado no exterior. A combinação de fatores que explica minha trajetória lá fora dificilmente podereia ser replicada repetititvamente. No entanto tenho que dizer enfaticamente que o que mais aproveitei da minha estadia no exterior não foi o engordamento do meu currículo: foi a mudança de visão de mundo resultante da minha exposição um mundo acadêmico diferente do brasileiro.
Durante meus anos na Inglaterra, pude ver laboratórios funcionando de forma totalmente diferente dos laboratórios brasileiros. Vi Departamentos organizados de formas novas, muitas mais eficientes. Lá de longe, tive a oportunidade de discutir Ciência com cientistas de culturas diferentes e com filosofias distintas da minha: de longe, também é mais fácil fazer uma auto-crítica de nossa Ciência. Este tipo de experiência, que não pode ser medida, me fez um profissional mais maduro, mais consciente do lugar da Ciência brasileira, de seus problemas e de suas possíveis soluções. Posso dizer com certeza que esse tipo de mudança nunca teria acontecido se continuasse no Brasil. Também não aconteceria se eu passasse apenas um ano lá fora.
Alunos de bolsa doutorado sanduíche, que passam um ano no exterior mas fazem o doutorado predominantemente no Brasil, não fazem parte da estrutura das Universidades que participam. Na minha experiência, eles fazem sua pesquisa mas não têm a oportunidade de ver com detalhe o funcionamento das insituições que visitam. A interação com os alunos também é diferente: você é alguém de fora e não um deles. Bolsas-sanduíches, na minha opinião, podem trazer os artigos científicos mas não são tão boas para trazer novas visões de mundo.
E por que novas visões de mundo são importantes? Porque elas diversificam o pensamento acadêmico no país. Elas trazem novas idéias, novos ideais. As Universidades sobrevivem disso! Uma Universidade que não busca se inovar, que se fecha para novas idéias, caduca, se degrada e perde o seu sentido na comunidade! Para evitar isso é necessário mandar jovens pesquisadores para todos os locais do mundo e para todos os locais do país.
Outro fator de uma miopia incrível é a exigência de se voltar ao país após o doutorado. Veja só: após o Brasil me financiar por quatro anos, pagando pelo meu aperfeiçoamento, a Inglaterra estava disposta a me manter por mais três anos. Uma maneira é pensar que eu produzia artigos científicos para a Inglaterra e não para o Brasil por mais três anos (cabeça de planilhas). Outra maneira é pensar que minha formação, como jovem pesquisador brasileiro, seria paga por estrangeiros!
Muitos devem ter pensado: mas daí você nunca mais iria voltar! Será? E se eu não voltasse, seria “um desperdício do dinheiro investido em mim”? Dificilmente. Se eu não voltasse, isso significaria que eu estaria fazendo sucesso no exterior. Isso abre portas para a pesquisa brasileira lá fora. Um colega que precisasse de uma colaboração no exterior teria um ponto de contato para acertá-la. Meu orientador disse que o departamento teve receio de me aceitar porque não sabiam da qualidade dos pesquisadores brasileiros mas que, depois da experiência que tiveram, estariam mais abertos para trazer mais jovens cientistas do Barsil, inclusive usando dinheiro deles. Achar que só pesquisa feita por brasileiros no Brasil valoriza o país é míope e revela um provincianismo danoso para as pesquisas no país. E não é necessário citar o caso do Dr. Nicolelis para dizer que muitos cientistas brasileiros no exterior buscam formas de ajudar pesquisadores no Brasil.
Outra desculpa usada para se cortar as pesquisas no Brasil é a tal fuga de cérebros. O que estas pessoas não percebem é que a pior fuga de cérebros que acontece atualmente é a dos jovens pesquisadores brasileiros desistirem da Academia! Quantos cientistas excelentes deixam de fazer pesquisa por falta de emprego ou falta de bolsas? Aposto um braço que este número é muito maior e muito mais assustador do que os cientistas que se refugiam no exterior. Mas é muito mais fácil dizer que é caro demais mandar gente para fora, é muito fácil dizer que somos auto-suficiente nas pesquisas. Balela! Ciência não é uma atividade regional. É uma atividade internacional! Temos que formar gente aqui E lá fora. Temos que fazer pesquisas relevantes para o país E para o mundo!
Eu voltei para o Brasil para realizar o meu pós-doutorado. Eu voltei e não me arrependo de tê-lo feito, principalmente porque vi o abismo que existe entre a pesquisa feita no exterior e a feita no Brasil (digo, em média). E digo que grande parte deste abismo não vem da carência de dinheiro (falta de dinheiro sim é um problema mas não nos tornaríamos uma potência científica se tivéssemos mais) mas sim da visão de mundo míope de muitos de nossos cientistas que, por diversos motivos, ainda tentam fechar as portas da Ciência do Brasil para o resto do mundo.
UPDATE: me esqueci de linkar, mas essa discussão foi provocada por uma cutucada do MHL
