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Novo estudo resolve o mistério da flor que deixou Charles Darwin perplexo

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Em 1879 Charles Darwin escreveu uma carta a seu amigo íntimo, o botânico e explorador chamado Dr. Joseph Hooker. Ele expressou seu incômodo com o mistério intrigante de como as primeiras plantas floridas evoluíram. Ele escreveu ao Dr. Hooker “O rápido desenvolvimento, até onde podemos julgar, de todas as plantas superiores dentro dos tempos geológicos recentes é um mistério abominável”. Agora parece que um dos mistérios que desconcertou Charles Darwin sobre as plantas floríferas foi resolvido.

Se de alguma forma você não está familiarizado com o nome, Charles Darwin era um naturalista britânico que viveu entre 1809-1882. Ele é mais famoso por sua teoria da evolução que é baseada na seleção natural e no livro A Origem das Espécies.

Charles darwin
Charles Darwin. (Julius Jääskeläinen / CC BY 2.0 )

Charles Darwin e o mistério das plantas com flores

A história da súbita ascensão e disseminação de plantas floridas ainda é cheia de mistério. O professor Richard Buggs, biólogo evolucionário da Queen Mary, Universidade de Londres, disse à BBC News: “No registro fóssil aparecem muito de repente no Cretáceo, datado de aproximadamente 100 milhões de anos atrás, e não há nada que se pareça com um angiospermas [planta que produz flores e dá sementes em frutos] antes delas e então elas aparecem de repente e em considerável diversidade”.

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O Professor Buggs forneceu sua explicação para Charles Darwin cunhar a frase “um abominável mistério” em um artigo publicado no American Journal of Botany. Ele também explicou por que Charles Darwin estava tão preocupado em tentar resolver a história evolutiva das plantas floridas. Ele disse que Darwin temia que sua incapacidade de resolver o enigma pudesse minar suas outras teorias sobre a evolução aos olhos de seus críticos.

Teoria de Darwin

Charles Darwin também enfrentava o desafio de um cientista rival que afirmava que Deus desempenhava um papel – que a intervenção divina explicava o surgimento de plantas floridas.

“O mistério parece ter sido feito particularmente abominável para ele por seu uso altamente publicitado pelo guardião da botânica no Museu Britânico para defender a intervenção divina na história da vida”, disse o professor Buggs.

Infelizmente, esse mistério permanece. Segundo o professor Buggs, “Cento e quarenta anos depois, o mistério ainda não foi resolvido”. É claro que fizemos muitos progressos em nossa compreensão da evolução e em nosso conhecimento do registro fóssil, mas este mistério ainda está lá”.

Um dos Mistérios das Flores de Darwin é finalmente resolvido

Entretanto, Charles Darwin poderia estar orgulhoso de uma equipe de pesquisadores da UC Santa Cruz, em Santa Cruz, Califórnia, EUA, que desvendaram o mistério de por que algumas plantas têm dois conjuntos diferentes de anteras. As anteras são a parte do órgão reprodutor de uma flor, o estame, e elas contêm o pólen.

As plantas floríferas geralmente dependem de abelhas e outros polinizadores para ajudá-las a se reproduzir, pois os polinizadores movem o pólen das anteras masculinas de uma planta para o estigma feminino de outra planta. Entretanto, o pólen é alimento para as abelhas, e se elas tiverem o suficiente, é mais provável que esqueçam de ir para outra flor – pois elas irão para casa para alimentar seus descendentes.

Uma abelha Hesperapis regularis visita uma flor de Clarkia cylindrica no Parque Nacional de Pinnacles. (Foto de Tania Jogesh )
Uma abelha Hesperapis regularis visita uma flor de Clarkia cylindrica no Parque Nacional de Pinnacles. (Tania Jogesh )

Kathleen Kay, professora associada de ecologia e biologia evolutiva da UC Santa Cruz, afirma que é por isso que “as plantas têm desenvolvido maneiras de otimizar o comportamento das abelhas para maximizar a transferência de pólen entre as flores”. É aqui que entram os dois conjuntos distintos de anteras (referidas na botânica como heteranteria).

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Um comunicado de imprensa da UC Santa Cruz afirma que Darwin ficou perplexo com as flores que tinham dois conjuntos de anteras e lamentou em uma carta que “desperdiçou um enorme esforço sobre elas, e ainda não consegue ter um vislumbre do significado das partes”. Mas a equipe de pesquisa da UC Santa Cruz encontrou uma resposta, que eles publicaram na revista Proceedings of the Royal Society B.

A equipe encontrou uma explicação para a heteranteria em flores silvestres do gênero Clarkia. Eles mostraram que esta característica permite que as plantas ” dosem pólen” às abelhas. “O que está acontecendo é que as anteras se abrem em momentos diferentes, então a planta está distribuindo pólen para as abelhas gradualmente”, disse Kay. Como as abelhas só recebem um pouco de pólen de cada vez, é mais provável que elas passem para outra flor antes de tosquiá-la das pernas e voltar para o ninho. Kay explicou:

“Se uma flor dosar uma abelha com uma tonelada de pólen, a abelha estará no paraíso do pólen e começará a se preparar e depois sairá para alimentar sua prole sem visitar outra flor. Portanto, as plantas têm diferentes mecanismos para a distribuição gradual do pólen. Neste caso, a flor está escondendo algumas anteras e gradualmente revelando-as aos polinizadores, e isso limita a quantidade de pólen que uma abelha pode remover em cada visita.”

Flores com anteras
Fotos de close-up de flores clarkia mostram os dois tipos de anteras, um verticilo interno conspícuo e um verticilo externo que se mistura com as pétalas. (Crédito da imagem: Kay et al., PRSB 2020 )

Charles Darwin pode ter estado no caminho certo

O comunicado de imprensa da UC Santa Cruz afirma que quando Kay começou seus estudos sobre a heteranteria, ela percebeu como esta pesquisa poderia consumir tempo e “quanto tempo Darwin havia passado intrigado” com ela.

No entanto, Kay pensa que Charles Darwin pode ter estado em um caminho de descoberta semelhante ao dela e de sua equipe. Aparentemente, pouco antes de sua morte, ele fez o pedido para que as sementes de C. unguiculata fossem usadas em experimentos. Se sua vida tivesse sido um pouco mais longa, quem sabe o que ele poderia ter encontrado?

Matéria originalmente publicada em Ancient Origins. Tradução e adaptação de Damares Alves.

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Formigas superam humanos em atividades de resolução de quebra-cabeças em grupo

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As formigas podem ter cérebros minúsculos, mas quando se trata de trabalho em equipe, elas mandam muito bem. Em um estudo interessante, pesquisadores compararam as habilidades de cooperação entre formigas e humanos usando um desafio chamado “piano-movers”. Esse teste envolvia mover uma carga em forma de T por um espaço estreito parecido com um labirinto, o que avaliava como indivíduos e grupos das duas espécies resolviam problemas. Surpreendentemente, em alguns pontos, as formigas se saíram melhor que os humanos. O estudo foi publicando na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

O problema dos “piano-movers” é um quebra-cabeça clássico que testa a habilidade de resolver problemas e trabalhar em equipe. Os participantes precisavam manobrar um piano (neste caso, uma carga em forma de T) por câmaras conectadas por passagens estreitas. Isso exigia raciocínio espacial e boa coordenação. O desafio era basicamente passar por espaços apertados, calcular ângulos e evitar obstáculos para chegar à saída.

Os humanos decidiram participar do quebra-cabeça voluntariamente. Para as formigas, a carga parecia comida, então elas tinham motivação natural para levá-la juntas até o ninho. Foram usados dois labirintos parecidos (um para cada grupo). As formigas enfrentaram o problema em três tipos de grupos: uma formiga sozinha, um pequeno grupo de 7 formigas e um grande grupo com 80 formigas. Os humanos também resolveram o quebra-cabeça nessas mesmas três situações: uma pessoa sozinha, um grupo de 6 a 9 pessoas e outro grupo maior com 26 pessoas. Para deixar a comparação mais justa, em alguns casos os grupos humanos tiveram que completar o desafio sem poder conversar e usaram máscaras cirúrgicas e óculos escuros para cobrir boca e olhos.

Formigas juntas, mais fortes

No desafio 1×1, os humanos superaram as formigas. Os participantes humanos individuais empregaram o seu raciocínio espacial para navegar no quebra-cabeças de forma eficiente, muitas vezes tomando caminhos diretos entre os pontos-chave. Esta capacidade de simplificar problemas complexos deu-lhes uma vantagem sobre as formigas. Mas, em grupos, as coisas foram diferentes. As formigas destacaram-se ao ampliar as suas estratégias simples para grandes grupos, enquanto os humanos lutaram para tirar partido das suas vantagens cognitivas individuais em contextos coletivos.

Grupos de formigas agiram em conjunto de forma calculada e estratégica. Exibiram uma notável memória coletiva que lhes permitiu evitar repetir erros e otimizar a sua estratégia. Os humanos, pelo contrário, não se saíram muito melhor em grupos maiores. Quando a sua comunicação era restrita (semelhante à das formigas), os grupos de humanos tiveram um desempenho pior do que mesmo um único indivíduo. Favoreceram soluções gananciosas que pareciam boas a curto prazo, mas que não eram estrategicamente benéficas. Não só os grupos de formigas tiveram um desempenho melhor do que as formigas individuais, como, em alguns casos, tiveram um desempenho melhor do que grupos de humanos.

“Uma colônia de formigas é, na verdade, uma família”, diz Ofer Feinerman e a sua equipe no Instituto de Ciência Weizmann, um dos coautores do estudo. “Todas as formigas no ninho são irmãs e têm interesses comuns. É uma sociedade unida em que a cooperação supera grandemente a competição. É por isso que uma colônia de formigas é, por vezes, referida como um superorganismo, uma espécie de corpo vivo composto por múltiplas ‘células’ que cooperam entre si.”.

Estratégias evolutivas divergentes

O estudo revela estratégias evolutivas divergentes no desenvolvimento cognitivo. As formigas maximizaram as capacidades coletivas à custa da inteligência individual, enquanto os humanos desenvolveram uma cognição individual sofisticada, mas lutam com a eficiência coletiva. “As nossas descobertas validam esta visão. Mostramos que as formigas que atuam em grupo são mais inteligentes, que para elas o todo é maior do que a soma das suas partes. Em contraste, a formação de grupos não expandiu as capacidades cognitivas dos humanos. A famosa ‘sabedoria da multidão’ que se tornou tão popular na era das redes sociais não veio à tona nas nossas experiências”, acrescenta Feinerman.

A experiência abre portas a mais pesquisas. Expandir o âmbito para outras espécies poderia aprofundar a nossa compreensão das raízes evolutivas da cognição coletiva. Investigar as variações na dinâmica de grupo humana entre culturas ou tipos de tarefas poderia produzir estratégias práticas para melhorar o trabalho em equipa. Enquanto isso, as lições dos grupos de formigas podem informar a concepção de sistemas robóticos descentralizados. Comportamentos simples, baseados em regras, podem permitir uma cooperação eficiente entre enxames de robôs.

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Plantas parasitas obrigam suas vítimas a preparar o jantar para elas

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Um estudo publicado na revista Nature Plants revelou que duas espécies de plantas parasitas estão perdendo genes relacionados à fotossíntese e outras funções das plantas à medida que continuam os seus hábitos parasitas.

Cerca de 1% das espécies de plantas com flores são excluisivamente parasitas, e seus truques e especialistas começam a surpreender os cientistas. Atualmente, percebe-se que algumas dessas plantas parasitas estão evoluindo para se tornarem extremamente dependentes de suas plantas hospedeiras, chegando ao ponto de perderem partes significativas de seus genomas relacionados a processos fotossintéticos.

As plantas da família Balanophoraceae, nativas de regiões tropicais e temperadas da Ásia e da África tropical, costumam ser confundidas com fungos que crescem ao redor das raízes das árvores na floresta. No entanto, há mais do que os olhos podem ver. As estruturas que parecem ser cogumelos são, na verdade, inflorescências – conjuntos de flores organizados em um caule.

Diferentemente de outras plantas parasitas que usam uma projeção fina conhecida como haustório para penetrar o tecido do hospedeiro e roubar seus nutrientes, as plantas do gênero Balanophora induzem o sistema vascular do hospedeiro a crescer em um tubérculo para armazenar nutrientes. Isso resulta na formação de uma estrutura única, composta pelo tecido da planta hospedeira, que a Balanophora utiliza para se alimentar.

Para entender melhor como essas plantas parasitas subtropicais evoluíram para essa forma única, pesquisadores do Instituto de Genômica de Pequim (BGI) e da Universidade da Colúmbia Britânica analisaram os genomas de Balanophora e Sapria, outro gênero de planta parasita com uma estrutura vegetativa muito diferente. As Saprias, que fazem parte da família Rafflesiaceae – incluindo algumas flores notoriamente malcheirasas – são geralmente encontradas nas florestas tropicais da Ásia.

Segundo o estudo, a Sapria perdeu 38% de seus genomas e Balanophora perdeu 28% de seus genomas ao longo do tempo, à medida que evoluíram seus comportamentos parasitários.

O estudo também revelou que as plantas parasitas Balanophora e Sapria perderam quase a totalidade dos genes relacionados à fotossíntese, absorção de nitrogênio, desenvolvimento radicular e controle do desenvolvimento floral. Como essas plantas não dependem da luz solar e da água para produzir alimentos – já que extraem seus recursos das plantas hospedeiras – a perda desses genes parece ser uma consequência natural.

Além disso, os pesquisadores notaram que os genes associados à produção de ácido abscísico (ABA), um hormônio vital para a resposta e sinalização ao estresse nas plantas, também foram perdidos em ambas as espécies parasitas. No entanto, apesar dessa perda, eles observaram um acúmulo de hormônio ABA nos caules floridos de Balanophora, e os genes responsáveis ​​pela resposta à sinalização ABA ainda estavam presentes nas plantas parasitas. Isso sugere que a perda genética pode, paradoxalmente, ser benéfica para essas plantas.

Segundo a equipe de pesquisa, essas descobertas são fundamentais para entender as principais mudanças genômicas que ocorrem em plantas parasitas.

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Maior depósito de ouro do mundo encontrado, vale mais de US$ 80 bilhões

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Uma reserva de ouro colossal foi encontrada na província de Hunan, China central. O depósito contém cerca de 1.000 toneladas métricas do metal precioso, com valor estimado em 600 bilhões de yuans (cerca de R$ 470 bilhões de reais).

A descoberta supera a famosa mina South Deep na África do Sul, anteriormente considerada a maior do mundo. O Departamento Geológico de Hunan identificou 40 veios de ouro até 2 km de profundidade no condado de Pingjiang. Modelos 3D sugerem que as reservas podem se estender até 3 km abaixo da superfície.

“Muitos núcleos de rocha perfurados mostraram ouro visível”, disse o prospector Chen Rulin.

As amostras indicam uma concentração excepcional de 138 gramas de ouro por tonelada de minério, muito acima do padrão para minas subterrâneas de alta qualidade.

A China já lidera o mercado global de ouro, com reservas superiores a 2.000 toneladas no início de 2024. Sua indústria de mineração contribui com cerca de 10% da produção mundial.

O anúncio impulsionou ainda mais o preço do ouro, que já estava em alta devido às incertezas globais. Especialistas divergem sobre termos atingido o “pico do ouro”, mas essa descoberta sugere que ainda existem reservas economicamente viáveis a serem exploradas.

O ouro se formou nas estrelas muito antes da Terra existir. Leva eras para se concentrar em formas facilmente mineráveis. As amostras coletadas ao redor do local em Hunan indicam que o depósito pode ser ainda maior do que o previsto inicialmente.

O ano de 2024 tem sido notável para descobertas relacionadas ao ouro. Em março, um caçador de tesouros na Inglaterra encontrou o que pode ser a maior pepita de ouro já achada no país. Dois meses depois, cientistas australianos revelaram um novo mecanismo de formação do ouro, sugerindo que terremotos têm um papel na criação de grandes pepitas.

Pesquisadores também estão explorando novas maneiras de manipular esse recurso precioso. Um estudo publicado em abril relatou a criação de um novo tipo de ouro bidimensional chamado “goldene”, com apenas uma camada de átomos de espessura e propriedades únicas.

Embora o ouro seja um metal antigo e valorizado ao longo da história humana, ainda há muito a ser descoberto sobre ele. A reserva encontrada em Hunan promete impactar significativamente o mercado global de ouro nos próximos anos.

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