Nanotecnologia - Nova Física

Nanotecnologia Sensor vai tentar capturar "nova física" - antes que seja tarde para nós Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/11/2017 Sensor vai tentar capturar Estrutura do detector SciFi, vendo-se à frente as "esteiras" de fibras ópticas. [Imagem: LHCb/Univ.Heidelberg] SciFi O LHC (Grande Colisor de Hádrons), produz centenas de milhões de colisões de prótons por segundo. Mas os físicos que trabalham no experimento LHCb, um dos grandes detectores do laboratório, só conseguem gravar 2.000 dessas colisões por segundo. Assim, o maior laboratório do mundo deixa os físicos querendo mais - eles estão convencidos de que o vasto volume de dados não capturados contém respostas para várias questões não resolvidas. Afinal, eles sabem que o Modelo Padrão - a teoria que melhor descreve os fenômenos em nível atômico e subatômico - não está completo. Esta busca por uma "nova física" - a física além das teorias e modelos que conhecemos - poderia explicar, por exemplo, onde está a antimatéria que deveria ter sido criada após o Big Bang ou mostrar partículas ainda mais elementares. "Para extrair mais informações dos dados do LHC, nós precisamos de novas tecnologias para o nosso detector LHCb," defende Aurelio Bay, da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça. E, após cinco anos de trabalho, os cerca de 800 físicos do mundo todo envolvidos no projeto LHCb acabaram de definir o que será necessário fazer para atualizar o experimento, aumentando sua capacidade de coletar dados. Eles decidiram construir um novo detector - um rastreador de fibra cintilante chamado SciFi, que deverá entrar em operação em 2020. Fibras cintilantes O novo rastreador de partículas vai utilizar 10.000 quilômetros de fibras ópticas cintilantes, cada uma com um diâmetro de 0,25 mm. Quando as partículas viajarem através delas, as fibras vão liberar sinais de luz que serão capturados por diodos amplificadores de luz. Sensor vai tentar capturar Fibras ópticas como essa, com 0,25 mm de espessura, serão responsáveis pela coleta de mais dados do LHC. [Imagem: EPFL] As fibras cintilantes serão organizadas em três painéis medindo cinco por seis metros cada um, instalados atrás de um ímã, onde as partículas saem do ponto de colisão dentro do acelerador LHC. As partículas passarão por várias dessas "esteiras de fibra" e depositarão parte de sua energia ao longo do caminho, produzindo alguns fótons de luz que serão então transformados em um sinal elétrico. Os dados sobre como as partículas atravessam as fibras serão suficientes para reconstruir sua trajetória. Os físicos então usarão essas informações para restaurar seu estado físico primitivo. "O que nós essencialmente faremos é traçar a jornada dessas partículas de volta ao seu ponto de partida. Isso deve nos dar uma visão do que aconteceu há 14 bilhões de anos, antes de a antimatéria desaparecer, deixando-nos a matéria que temos hoje," disse Bay. Antes que seja tarde Em um mundo ideal, os físicos coletariam e analisariam todos os dados produzidos pelo colisor, mas isso envolveria analisar uma quantidade descomunal de dados. O SciFi será um componente chave para coletar dados à velocidade máxima, pois incluirá filtros que estão sendo projetados para preservar apenas dados úteis. "Nós já podemos estar no limite, porque, é claro, temos que salvar os dados em algum lugar. Em primeiro lugar, usamos o armazenamento magnético e depois distribuímos os dados no LHC GRID, que inclui máquinas na Itália, Holanda, Alemanha, Espanha, na França e no Reino Unido. Muitos países estão participando e numerosos estudos sobre esses dados estão sendo realizados simultaneamente," acrescentou Bay. "Se o LHC não tiver a energia suficiente para descobrir novas físicas, tudo acabou para a minha geração de físicos! Teremos que criar uma nova máquina, para a próxima geração," finalizou Bay.

Cientista Descobrem como Detectar a Quarta Dimensão do Espaço

Espaço Cientistas descobrem como detectar a quarta dimensão do espaço Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/05/2006 Cientistas descobrem como detectar a quarta dimensão do espaço Quarta dimensão do espaço Dois cientistas norte-americanos acabam de publicar uma pesquisa que demonstra como detectar a quarta dimensão do espaço. Somando-se o tempo, passaríamos então a "ver" nosso universo em cinco dimensões. A teoria é, na verdade, um novo modelo para o entendimento da força da gravidade, uma alternativa à Teoria da Relatividade Geral, de Einstein. A demonstração matemática permitirá que os astrônomos testem a nova teoria da gravidade e as cinco dimensões do universo. Charles R. Keeton e Arlie O. Petters batizaram sua teoria de modelo gravitacional de branas de Randall-Sundrum de tipo II. Universo de cinco dimensões A teoria sustenta que o universo visível é uma membrana incorporada em um gigantesco universo, de forma muito parecida com uma alga-marinha flutuando sobre o oceano. Esse "mundobrana" ou "universobrana" tem cinco dimensões - quatro dimensões espaciais mais o tempo - comparado com as quatro dimensões - três espaciais mais o tempo - da Teoria da Relatividade Geral de Einsten. O modelo matemático apresentado prevê certos efeitos cosmológicos que, se observados, ajudarão os cientistas a validar ou rejeitar a teoria do mundobrana. Segundo eles, as observações poderão ser possíveis com a utilização de um telescópio espacial com lançamento previsto para os próximos anos. Se comprovada, o impacto de uma nova dimensão não se restringirá à Física. "Ela irá confirmar que há uma quarta dimensão no espaço, o que irá criar uma alteração filosófica em nosso entendimento do mundo natural," diz Petters. Branas e mundobranas Cientistas descobrem como detectar a quarta dimensão do espaço O modelo de um mundo de branas de Randall-Sundrum - batizado com o nome de seus criadores, Lisa Randall, da Universidade de Harvard e Raman Sundrum, da Universidade Johns Hopkins - consiste em uma descrição matemática de como a gravidade dá forma ao universo, diferindo da explicação dada pela Teoria Geral da Relatividade. A imagem ao lado é uma simulação em computador de como seriam as branas. Keeton and Petters centraram sua atenção em uma conseqüência gravitacional em especial da teoria do mundobrana, que a distingue da teoria de Einstein. A teoria do mundobrana prevê que buracos negros relativamente pequenos, criados quando o universo nasceu, sobreviveram até hoje. Os buracos negros, com massa equivalente a um pequeno asteróide, seriam uma parte da matéria escura. Como seu nome sugere, a matéria escura não emite e nem reflete luz, mas exerce uma força gravitacional. A Teoria da Relatividade Geral, por sua vez, estabelece que esses buracos negros primordiais não existem mais. "Quando nós calculamos a que distância da Terra poderiam estar os buracos negros do mundobrana, ficamos surpresos de descobrir que os mais próximos podem muito bem estar no interior da órbita de Plutão," diz Keeton. Petters acrescenta: "Se os buracos negros do mundobrana formarem apenas um por cento da matéria escura em nossa parte da galáxia - uma estimativa conservadora - poderá haver milhares desses buracos negros em nosso Sistema Solar." Encontrar um buraco negro Agora, para comprovar sua teoria de cinco dimensões, os cientistas terão que encontrar esses buracos negros. Eles demonstraram que pode ser possível detectá-los observando a radiação de outras galáxias que está vindo continuamente para a Terra. Cientistas descobrem como detectar a quarta dimensão do espaço Ao passar perto de um corpo com a força gravitacional tão forte quanto um buraco negro, essa radiação é afetada, formando um efeito chamado "lente gravitacional." Os cientistas estão particularmente interessados nos jatos de raios-gama que vêm em direção à Terra. Raios-gama de alta concentração originam-se, por exemplo, de explosões estelares. Ao passar perto de um buraco negro, esse raios sofreriam um padrão de interferência, que pode ser detectado. A técnica das lentes gravitacionais ja é comum em astrofísica, sendo utilizada, por exemplo, para se procurar por planetas extrasolares. Mas os cientistas descobriram que a "assinatura" da quarta dimensão espacial também aparece no padrão de interferência captado, surgindo como uma contração entre as "franjas" do padrão. Segundo os cientistas, o telescópio espacial GLAST ("Gamma-ray Large Area Space Telescope"), a ser lançado em Agosto de 2007, será capaz de medir esse padrão de interferência. Agora, é só esperar o lançamento do GLAST e aguardar que os cientistas façam suas medições. E, caso a teoria seja comprovada, preparar-se para ver a ciência dando os primeiros passos rumo ao conhecimento de um outro universo, intuído por muitos, mas até agora fugidio e insistentemente se escondendo de nossos mais apurados "sensores". Bibliografia: Formalism for testing theories of gravity using lensing by compact objects. III. Braneworld gravity Charles R. Keeton, Arlie O. Petters Physical Review D 24 May 2006 Vol.: 73, 104032 (2006) DOI: 10.1103/PhysRevD.73.104032

Concepções Erradas sobre o Ensino da Evolução

Concepções erradas sobre evolução Traduzido de "Misconceptions about Evolution.", Understanding Evolution, com permissão. University of California Museum of Paleontology. 22 August 2008. -- Concepções erradas sobre a teoria da evolução e processos evolutivos . A evolução é uma teoria sobre a origem da vida . A teoria da evolução implica que a vida tenha evoluído (e continue a evoluir) de forma aleatória, ou ao acaso . A evolução resulta no progresso; através da evolução, os organismos estão continuamente a aperfeiçoar-se . Os organismos podem evoluir durante o seu tempo de vida . A evolução apenas ocorre de forma lenta e gradual . Porque a evolução é lenta, os seres humanos não a conseguem influenciar . A deriva genética ocorre apenas em populações pequenas . Os seres humanos não estão a evoluir . As espécies são entidades naturais distintas, com uma definição clara, e são facilmente identificáveis por qualquer pessoa Concepções erradas sobre selecção natural e adaptação . Selecção natural implica que os organismos se tentam adaptar . A selecção natural dá aos organismos o que eles precisam . Os seres humanos não podem ter impactos negativos nos ecossistemas porque as espécies irão evoluir de acordo com o que precisam para sobreviver . A selecção natural actua para beneficiar as espécies . Numa população, os organismos mais aptos são aqueles que são mais fortes, saudáveis, rápidos e/ou maiores . A selecção natural é a sobrevivência dos organismos mais aptos numa população . A selecção natural produz organismos que estão perfeitamente adaptados ao seu ambiente . Todas as características de um organismo são adaptações Concepções erradas sobre árvores evolutivas . Taxa que são adjacentes nas pontas de uma filogenia são mais próximos entre si do que com qualquer outro taxa em pontas mais distantes da filogenia . Taxa que aparecem perto da ponta ou no lado direito da filogenia são mais avançados que os outros organismos na árvore . Taxa que aparecem perto da base ou no lado esquerdo da filogenia representam os ancestrais dos outros organismos na árvore . Taxa que aparecem perto da base ou no lado esquerdo da filogenia evoluíram mais cedo do que os outros taxa da árvore . Numa filogenia, um braço longo indica que o táxon mudou pouco desde que divergiu de outros taxa Concepções erradas sobre genética populacional . Cada característica é influenciada por um locus do tipo Mendeliano . Cada locus tem apenas dois alelos Concepções erradas sobre a teoria da evolução e sobre a natureza da ciência . A evolução não é ciência porque não pode ser observada ou testada . A evolução é ‘apenas’ uma teoria . A teoria da evolução é inválida porque é incompleta e não consegue dar uma explicação completa para a biodiversidade que observamos à nossa volta . As falhas no registo fóssil refutam a evolução Concepções erradas sobre a aceitação da evolução . A teoria da evolução tem falhas mas os cientistas não o admitem . A evolução é uma teoria em crise e está a colapsar à medida que os cientistas perdem crédito nela . A maior parte dos biólogos rejeitou o ‘Darwinismo’ e já não concordam com as ideias desenvolvidas por Darwin e Wallace Concepções erradas sobre as implicações da evolução . A teoria da evolução leva a comportamentos imorais . A evolução suporta a ideia de ‘o poder faz a razão’ (da expressão em inglês ‘might makes right’) e racionaliza a opressão de algumas pessoas por outras . Se se ensinar aos estudantes que eles são animais, eles irão comportar-se como animais Concepções erradas sobre evolução e religião . A teoria da evolução e a religião são incompatíveis Concepções erradas sobre o ensino da evolução . Os professores devem ensinar “os dois lados” do tema da evolução e deixar os estudantes decidir - ou dar tempo igual para o evolucionismo e o criacionismo . A própria teoria da evolução é religiosa e portanto exigir que os professores ensinem evolução dá prioridade a uma religião em detrimento das restantes e viola a liberdade de expressão (viola a primeira emenda, no original) --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Concepções erradas sobre a teoria da evolução e processos evolutivos CONCEPÇÃO ERRADA: A evolução é uma teoria sobre a origem da vida CORRECÇÃO: De facto, a teoria da evolução inclui ideias e evidências relacionadas com a origem da vida (por ex., se ocorreu ou não próximo de uma fonte hidrotermal oceânica, a grande profundidade, que molécula orgânica surgiu primeiro, etc.) mas este não é o tópico central da teoria da evolução. A maior parte dos biólogos evolutivos estuda a forma como a vida terá mudado depois da sua origem. Independentemente de como a vida começou, depois ramificou-se e diversificou-se, e a maior parte dos estudos sobre evolução focam-se nesses processos. . CONCEPÇÃO ERRADA: A teoria da evolução implica que a vida tenha evoluído (e continue a evoluir) de forma aleatória, ou ao acaso CORRECÇÃO: A sorte e o acaso influenciam a evolução e a história da vida de maneiras muito diferentes; no entanto, alguns mecanismos evolutivos importantes são não-aleatórios e estes tornam todo o processo não-aleatório. Por exemplo, considere-se o processo de selecção natural, que resulta em adaptações - características dos organismos que parecem adequar-se ao ambiente em que eles vivem (por ex., a adequação entre a flor e o seu polinizador, a coordenação da resposta imunitária contra agentes patogénicos e a capacidade de ecolocalização dos morcegos). Estas incríveis adaptações claramente não aconteceram “por acaso”. Elas evoluíram através de uma combinação de processos aleatórios e não-aleatórios. O processo de mutação, que gera variação genética, é aleatório, mas a selecção é não-aleatória. A selecção favoreceu variantes mais capazes de sobreviver e se reproduzirem (por ex., para ser polinizado, para se defender de agentes patogénicos ou de se orientar no escuro). Ao longo de muitas gerações de mutações aleatórias e selecção não-aleatória, evoluíram adaptações complexas. Dizer que a evolução acontece “por acaso” é ignorar metade da história. Para aprender mais sobre selecção natural, veja o artigo sobre esse tópico [em inglês] ou esta publicação. Para aprender mais sobre mutações aleatórias, veja o artigo sobre ADN e mutações [em inglês]. . CONCEPÇÃO ERRADA: A evolução resulta no progresso; através da evolução, os organismos estão continuamente a aperfeiçoar-se CORRECÇÃO: Um importante mecanismo evolutivo, selecção natural, resulta na evolução de aptidões de sobrevivência e reprodução melhoradas; no entanto, isto não significa que a evolução é progressiva - por variadas razões. Primeiro, conforme irá ser descrito na correcção da concepção errada ‘A selecção natural produz organismos que estão perfeitamente adaptados ao seu ambiente’, a selecção natural não produz organismos perfeitamente adaptados ao seu ambiente. Muitas vezes permite a sobrevivência de indivíduos com uma pluralidade de características - indivíduos que são “suficientemente bons” para sobreviver. Logo, não são sempre necessárias alterações evolutivas para que uma espécie persista. Muitos taxa (como musgos, fungos, tubarões, didelfimorfos [mamíferos marsupiais americanos, da ordem Didelphimorphia] e lagostins) mudaram pouco fisicamente ao longe de grandes extensões de tempo. Segundo, há outros mecanismos evolutivos que não causam alterações adaptativas. Mutação, migração e deriva genética podem levar a que populações evoluam de maneiras que são largamente prejudiciais ou que as torna menos adaptadas ao seu ambiente. Por exemplo, a população Africander da África do Sul tem uma frequência anormalmente elevada do variante genético que causa a doença de Huntington porque este terá aumentado em frequências, por deriva genética, à medida que a população cresceu, a partir de uma pequena população fundadora. Finalmente, a noção de “progresso” não faz sentido quando falamos de evolução. Alterações climáticas, mudanças de caudais de rios, invasões de novos competidores - e um organismo com uma característica que é benéfica numa situação pode estar mal equipado para sobreviver quando o ambiente muda. E mesmo que nos focássemos num único ambiente e habitat, a ideia de como medir o “progresso” é enviesada pela perspectiva do observador. Da perspectiva de uma planta, a melhor medida de progresso pode ser a capacidade de realizar a fotossíntese; de uma aranha, pode ser a eficiência de um sistema de transferência de veneno; de um humano, a capacidade cognitiva. É tentador ver a evolução como uma grande escada progressiva, com o Homo sapiens a emergir no seu topo. Mas a evolução produz uma árvore, não uma escada - e nós somos apenas um de muitos ramos nessa árvore. . CONCEPÇÃO ERRADA: Os organismos podem evoluir durante o seu tempo de vida CORRECÇÃO: A definição de alterações evolutivas baseia-se em alterações no património genético das populações ao longo do tempo. São as populações, e não os indivíduos, que mudam. Alterações que ocorrem num indivíduo durante o seu tempo de vida podem ser de desenvolvimento (por ex., um macho de uma ave a quem cresce uma plumagem mais colorida quando atinge a maturação sexual) ou podem ser causadas pela forma como o ambiente afecta um organismo (por ex., uma ave que perde penas porque está infectada por parasitas); no entanto, estas mudanças não são causadas por alterações nos genes. Apesar de ser útil haver uma forma das alterações ambientais causarem alterações adaptativas nos nossos genes - quem não gostaria de ter um variante genético de resistência à malária quando fosse de férias para Moçambique? - a evolução não funciona dessa forma. Novos variantes genéticos (ou seja, alelos) são produzidos por mutações aleatórias e, ao longo de muitas gerações, a selecção natural pode favorecer variantes vantajosos, levando a que estes se tornem mais comuns na população. . CONCEPÇÃO ERRADA: A evolução apenas ocorre de forma lenta e gradual CORRECÇÃO: A evolução ocorre de forma lenta e gradual mas também pode ocorrer rapidamente. Temos vários exemplos de evolução lenta e gradual - por exemplo, a evolução gradual das baleias a partir do seu mamífero terrestre ancestral, como documentado no registo fóssil. Mas também sabemos de muitos casos em que a mutação ocorreu rapidamente. Por exemplo, temos um registo fóssil detalhado que mostra como algumas espécies de organismos unicelulares, chamados foraminídeos, evoluíram novas formas num piscar de olhos geológico, como se mostra abaixo. [eixo do y: anos, em milhares de anos; eixo do x: forma da concha de foraminídeos; seta: período de evolução rápida] Da mesma forma, podemos observar episódios de evolução rápida a acontecer ao nosso redor todo o tempo. Ao longo dos últimos 50 anos, observámos esquilos a evoluir novas épocas reprodutivas em resposta a alterações climáticas, uma espécie de peixe a evoluir resistência a toxinas despejadas ilegalmente no rio Hudson e uma série de micróbios a evoluir resistência a novos medicamentos que desenvolvemos. Diversos factores podem favorecer a evolução rápida - populações de pequeno tamanho, tempos de geração curtos, grandes mudanças nas condições ambientais - e as evidências deixam claro que isto já aconteceu várias vezes. Para aprender mais sobre o ritmo da evolução, veja o separador Evolution 101 [em inglês]. Para aprender mais sobre evolução rápida devido a alterações ambientais causadas pelos humanos, veja a notícia sobre alterações climáticas [em inglês], a reportagem sobre evolução de peixes resistentes ao PCB [em inglês], ou o perfil de um investigador sobre a evolução do tamanho dos peixes devido às práticas pesqueiras [em inglês]. . CONCEPÇÃO ERRADA: Porque a evolução é lenta, os seres humanos não a conseguem influenciar CORRECÇÃO: Como foi descrito na correcção da concepção errada ‘A evolução apenas ocorre de forma lenta e gradual’, a evolução por vezes ocorre de forma rápida. E uma vez que os seres humanos muitas vezes causam grandes alterações no ambiente, somos frequentemente os instigadores da evolução de outros organismos. Aqui estão apenas alguns exemplos de evolução causada por acções humanas, para explorar [em inglês]: - várias espécies evoluíram devido a alterações climáticas; - populações de peixes evoluíram devido às nossas práticas pesqueiras; - insectos como percevejos ou pestes agrícolas evoluíram resistências aos nossos pesticidas; - bactérias, o vírus HIV, parasitas que provocam malária e o cancro evoluíram resistências aos nossos fármacos. . CONCEPÇÃO ERRADA: A deriva genética ocorre apenas em populações pequenas CORRECÇÃO: A deriva genética tem um efeito maior em populações pequenas mas o processo ocorre em todas as populações - grandes ou pequenas. A deriva genética ocorre porque, devido ao acaso, os indivíduos que se reproduzem podem não representar exactamente o património genético de toda a população. Por exemplo, numa geração de uma população de ratos de cativeiro, os indivíduos de pêlo castanho podem-se reproduzir mais do que os indivíduos de pêlo branco, fazendo com que a versão do gene que codifica o pêlo castanho aumente na população - não porque beneficia a sobrevivências mas apenas devido ao acaso. O mesmo processo ocorre em populações grandes: alguns indivíduos podem ter sorte e deixar muitas cópias dos seus genes na geração seguintes enquanto outros podem ter azar e deixar menos cópias. Isto faz com que a frequência de diferentes versões de um gene sofra flutuações (“derive”) de geração para geração. No entanto, em populações grandes, as alterações das frequências de um gene de geração para geração tende a ser pequena enquanto em populações pequenas estas alterações podem ser maiores. Independentemente do seu impacto ser maior ou menos, a deriva genética ocorre sempre, em todas as populações. É igualmente importante ter em atenção que a deriva genética actua ao mesmo tempo que outros mecanismos evolutivos, como a selecção natural ou a migração. Para saber mais sobre deriva genética, veja o separador Evolution 101 [em inglês]. Para saber mais sobre tamanho populacional e qual a sua relação com a deriva genética, veja este artigo avançado [em inglês]. Veja também esta actividade pedagógica. . CONCEPÇÃO ERRADA: Os seres humanos não estão a evoluir CORRECÇÃO: Actualmente, os seres humanos são capazes de modificar o ambiente com tecnologia. Inventámos tratamentos médicos, práticas agrícolas e estruturas económicas que alteram significativamente os desafios da reprodução e sobrevivência que enfrentamos. Por isso, por exemplo, porque conseguimos tratar a diabetes com insulina, nos países desenvolvidos a versão genética que contribui para a diabetes juvenil já não está sob a forte influência da selecção negativa (ou seja, já não é fortemente seleccionada para desaparecer). Alguns argumentaram que tais avanços tecnológicos significam que optámos por nos excluir do jogo da evolução e nos colocámos fora do alcance da selecção natural - essencialmente, que parámos de evoluir. No entanto, não é este o caso. Os seres humanos ainda enfrentam desafios à sobrevivência e à reprodução só que não são os mesmos de há 20 mil anos. A direcção, mas não o facto, da nossa evolução mudou. Por exemplo, os humanos modernos que vivem em áreas densamente povoadas enfrentam maiores riscos de doenças epidémicas que os nossos ancestrais caçadores-recolectores (que, no seu dia-a-dia, nunca contactaram de forma próxima com tantas pessoas) - e esta situação favorece a disseminação de versões genéticas que nos protegem destas doenças. Os cientistas descobriram muitos destes casos de evolução humana recente. Explore estas ligações [em inglês] para saber mais sobre: - a evidência genética sobre evolução humana recente - a recente evolução de adaptações que permitem que seres humanos consigam viver em altitudes elevadas - a evolução recente de traços genéticos humanos que protegem da malária - a evolução recente da tolerância à lactose em humanos . CONCEPÇÃO ERRADA: As espécies são entidades naturais distintas, com uma definição clara, e que são facilmente identificáveis por qualquer pessoa CORRECÇÃO: Muitos de nós estão familiarizados com o conceito biológico de espécie, que define uma espécie como um grupo de indivíduos que realmente ou potencialmente acasalam na natureza. Esta definição pode parecer exacta e lógica - e, para muitos organismos (por ex., mamíferos), funciona bem - mas em inúmeros outros casos é difícil de aplicar. Por exemplo, muitas bactérias reproduzem-se assexuadamente. Nestes casos, como se pode aplicar o conceito biológico de espécie? Muitas plantas e alguns animais produzem híbridos na natureza, mesmo se maioritariamente se cruzem com indivíduos do seu próprio grupo. Deverão os grupos que ocasionalmente hibridizam em áreas específicas ser considerados a mesma espécie ou espécies distintas? O conceito de uma espécie é confuso porque os humanos inventaram o conceito para facilitar a compreensão da diversidade do mundo natural. É difícil de aplicar porque o termo espécie reflecte a nossa tentativa de dar nomes discretos a diferentes partes da árvore da vida - que não é nada discreta, mas sim uma teia da vida contínua, ligada desde as suas raízes até às suas folhas. Para saber mais sobre o conceito biológico de espécies, veja o separador Evolution 101 [em inglês]. Para saber mais sobre outros conceitos de espécies, visite este separador [em inglês]. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Concepções erradas sobre selecção natural e adaptação CONCEPÇÃO ERRADA: Selecção natural implica que os organismos se tentam adaptar CORRECÇÃO: A selecção natural leva à adaptação das espécies ao longo do tempo mas esse processo não envolve esforços, tentativas ou vontades. A selecção natural resulta naturalmente da variação genética de uma população e do facto de alguns desses variantes poderem ser capazes de deixar mais descendentes na geração seguinte do que outros variantes. Essa variação genética é gerada por mutações aleatórias - um processo que não é afectado pelo que os organismos de uma população querem ou o que estão a “tentar” fazer. Ou um indivíduo tem alelos que são suficientemente bons para a sua sobrevivência e reprodução ou não tem; não pode obter os alelos certos “tentando”. Por exemplo, as bactérias não evoluem resistências aos nossos antibióticos porque “tentam” muito. Em vez disso, as resistências evoluem porque mutações aleatórias por acaso produzem indivíduos que são mais capazes de sobreviver ao antibiótico e esses indivíduos conseguem reproduzir-se mais que outros, deixando mais bactérias resistentes. Para saber mais sobre o mecanismo da selecção natural, veja o artigo sobre este tópico [em inglês]. Veja também esta publicação ou esta actividade pedagógica. Para saber mais sobre mutação aleatória, veja o artigo sobre ADN e mutações [em inglês]. . CONCEPÇÃO ERRADA: A selecção natural dá aos organismos o que eles precisam CORRECÇÃO: A selecção natural não tem qualquer intenção ou sentido; não pode prever o que uma espécie ou um indivíduo “precisa”. A selecção actua sobre a variação genética de uma população e esta variação genética é gerada por mutação aleatória - um processo que não é afectado pelo que os organismos de uma população precisam. Se por acaso uma população tem variação genética que permite que alguns indivíduos sobrevivam a um desafio melhor que outros, ou se reproduzam mais, então esses indivíduos vão ter mais descendentes na geração seguinte e a população vai evoluir. Se essa variação genética não existir na população, a população pode sobreviver na mesma (mas não evolui por selecção natural) ou pode desaparecer. Mas a selecção natural não lhe vai dar o que “precisa”. Para saber mais sobre o mecanismo da selecção natural, veja o artigo sobre este tópico [em inglês]. Veja também esta publicação ou esta actividade pedagógica. Para saber mais sobre mutação aleatória, veja o artigo sobre ADN e mutações [em inglês]. . CONCEPÇÃO ERRADA: Os seres humanos não podem ter impactos negativos nos ecossistemas porque as espécies irão evoluir de acordo com o que precisam para sobreviver CORRECÇÃO: Tal como descrito na concepção errada anterior, ‘A selecção natural dá aos organismos o que eles precisam’, a selecção natural não dá automaticamente aos indivíduos as características que estes “precisam” para sobreviver. Claro que algumas espécies podem ter características que lhes permitem um maior sucesso sob certas condições de alterações ambientais provocadas pelos humanos mas outras poderão não as ter e extinguirem-se. Se uma população ou espécie não tiver a variação genética certa, não irá evoluir em resposta às alterações ambientais provocadas pelos humanos, independentemente dessas alterações serem causadas por poluentes, mudanças climáticas, invasões do habitat ou outros factores. Por exemplo, à medida que as mudanças climáticas fazem com que os glaciares do Oceano Árctico se tornem mais finos e derretam cada vez mais cedo, os ursos polares têm mais dificuldade em obter alimentação. Se as populações de urso polar não tiverem variação genética que permita que alguns indivíduos aproveitem as oportunidades de caça que não dependem dos blocos de gelo oceânico, este animal pode extinguir-se no estado selvagem. . CONCEPÇÃO ERRADA: A selecção natural actua para beneficiar as espécies CORRECÇÃO: Quando ouvimos falar sobre altruísmo na natureza (por ex., os golfinhos gastarem energias a tomar conta de um indivíduo doente ou um suricata a avisar outros da aproximação de um predador, ainda que isso coloque o indivíduo que dá o alarme em risco extra) é tentador pensar que esses comportamentos apareceram por selecção natural que favorece a sobrevivência das espécies - que a selecção natural promove comportamentos que são bons para a espécie, como um todo, mesmo que sejam desfavoráveis ou coloquem em risco indivíduos da população. No entanto, esta impressão está incorrecta. A selecção natural não antecipa nem tem intenções. Simplesmente selecciona indivíduos de uma população, favorecendo características que permitem que os indivíduos sobrevivam e se reproduzam mais, produzindo mais cópias dos genes desses indivíduos na geração seguinte. De facto, teoricamente uma característica que é vantajosa para o indivíduo (por ex., ser um predador eficiente) pode tornar-se cada vez mais frequente e acabar por conduzir à extinção de toda a população (por ex., se a predação eficiente na verdade fizer com que se extinga toda a população de presas, deixando os predadores sem fonte de alimentação). Então qual é a explicação que a evolução dá para o altruísmo se este não existe para benefício das espécies? Esses comportamentos podem evoluir de muitas maneiras. Por exemplo, se as acções altruístas são “pagas” noutras alturas, este tipo de comportamento pode ser favorecido pela selecção natural. De forma similar, se o comportamento altruísta aumentar a sobrevivência e a reprodução de um parente próximo do indivíduo (que é igualmente susceptível de ter os mesmos variantes genéticos para o altruísmo), este comportamento pode-se disseminar pela população via selecção natural. Para saber mais sobre o mecanismo da selecção natural, veja o artigo sobre este tópico [em inglês]. Veja também esta publicação ou esta actividade pedagógica. Estudantes avançados de biologia evolutiva poderão ter interesse em saber que a selecção actua a diferentes níveis e que, em certas circunstâncias, a selecção ao nível da espécie pode ocorrer. No entanto, é importante lembrar que mesmo neste caso a selecção não tem nenhuma previsão e não está a “apontar” para qualquer resultado; simplesmente favorece as unidades reprodutivas que são melhores a deixar cópias de si na geração seguinte. Para saber mais sobre os níveis da selecção, veja o artigo sobre este tópico [em inglês]. . CONCEPÇÃO ERRADA: Numa população, os organismos mais aptos são aqueles que são mais fortes, saudáveis, rápidos e/ou maiores CORRECÇÃO: Em termos evolutivos, aptidão tem um significado diferente do significado quotidiano da palavra. A aptidão evolutiva de um organismo não diz nada sobre a sua saúde mas antes sobre a sua capacidade de passar os seus genes para a geração seguinte. Quanto mais descendentes férteis um organismo deixar, mais apto é. Isto não se correlaciona necessariamente com força, velocidade ou tamanho. Por exemplo, um macho franzino de uma espécie de ave com penas da cauda brilhantes pode deixar mais descendentes que um macho forte mas mais escuro e uma planta frágil com grandes vagens cheias de sementes pode deixar mais descendentes que um espécime maior - o que significa que a ave franzina e a planta frágil tem mais aptidão evolutiva que os seus iguais mais fortes e maiores. Para saber mais sobre aptidão evolutiva, veja o separador Evolution 101 [em inglês]. . CONCEPÇÃO ERRADA: A selecção natural é a sobrevivência dos organismos mais aptos numa população CORRECÇÃO: Embora a “sobrevivência dos mais aptos” seja o lema da selecção natural, a “sobrevivência do suficientemente apto” é mais correcto. Na maior parte das populações, organismos com variações genéticas diferentes sobrevivem, reproduzem-se e deixam descendentes que transportam os seus genes para a geração seguinte. Não são apenas aqueles um ou dois indivíduos “melhores” que passam os seus genes para a geração seguinte. Isto é visível em populações ao nosso redor: por exemplo, uma planta pode não ter os alelos para florescer durante uma seca ou um predador pode não ser suficientemente rápido para conseguir apanhar uma presa sempre que tem fome. Estes indivíduos podem não ser os “mais aptos” da população mas são “suficientemente aptos” para se reproduzirem e passar os seus genes à geração seguinte. Para saber mais sobre o mecanismo da selecção natural, veja o artigo sobre este tópico [em inglês]. Veja também esta publicação ou esta actividade pedagógica. Para saber mais sobre aptidão evolutiva, veja o separador Evolution 101 [em inglês]. . CONCEPÇÃO ERRADA: A selecção natural produz organismos que estão perfeitamente adaptados ao seu ambiente CORRECÇÃO: A selecção natural não é toda-poderosa. Há várias razões para a selecção natural não poder produzir características “perfeitamente construídas”. Por exemplo, os seres vivos são feitos de características que resultam de um conjunto complicado de concessões - mudando uma característica para melhor pode significar uma mudança de outra para pior (por ex., uma ave com a plumagem da cauda “perfeita” para atrair parceiros pode ser particularmente vulnerável a predadores, por causa da sua longa cauda). E, claro, porque os organismos surgiram a partir de histórias evolutivas complexas (e não de um processo planificado ou de design), o seu futuro evolutivo está muitas vezes condicionado por características que já evoluíram. Por exemplo, mesmo que fosse vantajoso para um insecto desenvolver-se de outra forma que não através de mudas, esta alteração simplesmente não poderia acontecer porque a muda faz parte da composição genética dos insectos em vários níveis. Para saber mais sobre as limitações da selecção natural, visite o módulo sobre o tema [em inglês] e este módulo sobre concepções erradas sobre selecção natural e adaptação. . CONCEPÇÃO ERRADA: Todas as características de um organismo são adaptações CORRECÇÃO: Uma vez que os seres vivos têm adaptações tão impressionantes (camuflagens incríveis, truques para caçar presas, flores que atraem apenas os polinizadores certos, etc.), é tentador assumir que todas as características dos organismos têm que ser de algum modo adaptativas - reparar algo num organismo e automaticamente questionar: “Para que servirá aquilo?”. Enquanto algumas características são adaptativas, é importante lembrar que muitas não são adaptações. Algumas podem ser o resultado casual da história. Por exemplo, a sequência de bases GGC codifica o aminoácido glicina simplesmente porque essa foi a forma como começou por acontecer - e foi essa a forma que herdámos do nosso ancestral comum. Não há nada de especial na relação entre GGC e glicina. É apenas um acidente histórico que se manteve. Outras características podem ser o resultado secundário de outras características. Por exemplo, a cor do sangue não é adaptativa. Não há qualquer razão que suporte que ter o sangue vermelho seja melhor que ter o sangue verde ou azul. O vermelho do sangue é um resultado secundário da sua química, que o faz reflectir a luz vermelha. A química do sangue pode ser uma adaptação mas a cor do sangue não é uma adaptação. Para ler mais sobre explicações de características que não são adaptativas, visite o módulo sobre o tema [em inglês] e este módulo sobre concepções erradas sobre selecção natural e adaptação. Para saber mais sobre características que são adaptações, visite outra página no mesmo módulo [em inglês]. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Concepções erradas sobre árvores evolutivas CONCEPÇÃO ERRADA: Taxa que são adjacentes nas pontas de uma filogenia são mais próximos entre si do que com qualquer outro taxa em pontas mais distantes da filogenia CORRECÇÃO: Numa filogenia, a informação sobre o parentesco é representada pelo padrão de ramificação e não pela ordem dos taxa nas pontas da árvore. Organismos que partilham um ponto de ramificação mais recente (ou seja, um ancestral comum mais recente) são parentes mais próximos que organismos ligados por um ponto de ramificação mais antigo (ou seja, um que está mais próximo da raiz da árvore). Por exemplo, na árvore representada abaixo, o táxon A está adjacente ao B e mais distante do C e do D. No entando, o táxon A é igualmente próximo dos taxa B, C e D. O ancestral/ponto de ramificação partilhado por A e B é o mesmo que o ancestral/ponto de ramificação partilhado por A e C, assim como por A e D. De forma idêntica, na árvore abaixo, o táxon B está adjacente ao táxon A mas o táxon B é na verdade mais próximo do táxon D porque os taxa B e D partilham um ancestral comum mais recente (marcado na árvore abaixo) que os taxa B e A. Pode ajudar lembrar que o mesmo conjunto de relações pode ser representado de muitas maneiras diferentes. As seguintes filogenias são equivalentes. Apesar de cada filogenia abaixo ter uma ordem diferente de taxa nas pontas da árvore, cada uma representa o mesmo padrão de ramificação. Numa filogenia, a informação está contida no padrão de ramificação e não na ordem dos taxa nas pontas da árvore. Para saber mais sobre filogenética, veja o tutorial avançado sobre o tópico [em inglês]. . CONCEPÇÃO ERRADA: Taxa que aparecem perto da ponta ou no lado direito da filogenia são mais avançados que os outros organismos na árvore CORRECÇÃO: Esta concepção errada engloba dois equívocos distintos. Primeiro, num contexto evolutivo, termos como “primitivo” e “avançado” não se aplicam pois referem-se a julgamentos de valor que não têm lugar na ciência. Uma forma de uma característica pode ser ancestral de uma outra forma, mais derivada, mas dizer que uma é primitiva e a outra avançada implica dizer que a evolução envolve progresso - o que não é o caso. Para mais detalhes, veja a concepção errada sobre este tópico (‘A evolução resulta no progresso; através da evolução, os organismos estão continuamente a aperfeiçoar-se’). Segundo, a posição de um organismo numa filogenia apenas indica a sua relação com outros organismos e não quão adaptativos ou especializados ou extremos as suas características são. Por exemplo, na árvore abaixo, o táxon D pode ser mais ou menos especializado que os taxa A, B e C. Pode ajudar lembrar que o mesmo conjunto de relações pode ser representado de muitas maneiras diferentes. Numa filogenia, a informação está contida no padrão de ramificação e não na ordem dos taxa nas pontas da árvore. As seguintes filogenias são equivalentes mas têm taxa diferentes localizados no lado direito da filogenia. Não há qualquer relação entre a ordem dos taxa nas pontas da filogenia e características evolutivas que podem ser consideradas “avançadas”. Para saber mais sobre filogenética, veja o tutorial avançado sobre o tópico [em inglês]. . CONCEPÇÃO ERRADA: Taxa que aparecem perto da base ou no lado esquerdo da filogenia representam os ancestrais dos outros organismos na árvore CORRECÇÃO: Nas filogenias, as formas ancestrais são representadas por ramos e pontos de ramificação e não nas pontas da árvore. As pontas da árvore (independentemente de onde se localizam - topo, base, direita ou esquerda) representam os descendentes e a árvore representa as relações entre esses descendentes. Na filogenia abaixo, o táxon A é primo dos taxa B, C e D - não o seu ancestral. Isto é verdade mesmo que o organismo apresentado na filogenia esteja extinto. Por exemplo, Tiktaalik (apresentado na filogenia abaixo) é um organismo extinto, semelhante a um peixe e parente próximo do ancestral dos anfíbios, mamíferos e lagartos modernos. Apesar do Tiktaalik estar extinto, não é uma forma ancestral e por isso é representado na ponta da filogenia e não como um ramo ou nó. O verdadeiro ancestral do Tiktaalik, assim como dos amfíbios, mamíferos e lagartos modernos, está representado na filogenia abaixo. Para saber mais sobre filogenética, veja o tutorial avançado sobre o tópico [em inglês]. . CONCEPÇÃO ERRADA: Taxa que aparecem perto da base ou no lado esquerdo da filogenia evoluíram mais cedo do que os outros taxa da árvore CORRECÇÃO: Numa filogenia, é a ordem dos pontos de ramificação desde a raiz até à ponta que inica a ordem pela qual clados diferentes se separam uns dos outros - não a ordem dos taxa nas pontas da filogenia. Na filogenia abaixo, os pontos de ramificação mais antigo e mais recente estão marcados. Normalmente, as filogenias são representadas de modo a que os taxa com os ramos mais compridos apareçam na base ou no lado esquerdo da filogenia (como no caso da filogenia em cima). Estes clados estão ligados à filogenia pelo ponto de ramificação mais interior e de facto divergiram primeiro dos outros da filogenia. No entanto, é importante lembrar que o mesmo conjunto de características pode ser representado por filogenias com diferentes ordem dos taxa nas pontas e que os taxa com ramos mais longos não são sempre posicionados perto da esquerda ou da base da filogenia (como mostrado abaixo). É também importante ter presente que uma quantidade substancial de mudanças evolutivas pode ter ocorrido numa linhagem depois de ela ter divergido de outras linhagens próximas. Isto significa que características que associamos a estes taxa que actualmente apresentam ramos longos podem ter evoluído apenas muito depois de estes serem linhagens distintas. Para mais informação sobre este tema, veja a concepção errada seguinte. Para saber mais sobre filogenética, veja o tutorial avançado sobre o tópico [em inglês]. . CONCEPÇÃO ERRADA: Numa filogenia, um braço longo indica que o táxon mudou pouco desde que divergiu de outros taxa CORRECÇÃO: Em muitas das filogenias que aparecem nos livros de estudo e na imprensa popular, o comprimento do ramo não indica nada sobre a quantidade de mudanças evolutivas que ocorreram ao longo desse ramo. O comprimento dos ramos normalmente não significa nada e é apenas uma função da ordem da ramificação na árvore. No entanto, estudantes mais avançados podem estar interessados em saber que em filogenias mais avançadas, onde o comprimento dos ramos realmente tem significado, um ramo mais comprido normalmente indica ou um maior período de tempo desde que o táxon se separou dos restantes organismos na árvore ou mais mudanças evolutivas numa linhagem! Este tipo de filogenias podem ser normalmente identificadas ou por uma escala ou pelo facto de os taxa representados não se alinharem numa coluna ou linha. Na filogenia da esquerda1, em baixo, cada comprimento de um ramo corresponde ao número de mudanças de aminoácidos que evoluíram numa proteína ao longo desse ramo. Nos ramos mais compridos, a proteína colagénio parece ter experimentado mais alterações evolutivas que nos ramos mais curtos. A filogenia à direita ilustra as mesmas relações mas, nesta filogenia, o comprimento dos ramos não tem significado - notar a falta da escala e no alinhamento de todos os taxa. O equívoco de que um táxon num ramo curto sofreu poucas mudanças evolutivas provavelmente surgiu em parte por causa da forma como as filogenias são construídas. Muitas filogenias são construídas usando um grupo externo (outgroup, em inglês) - um táxon que não pertence ao grupo de interesse. Por vezes um grupo externo particular é escolhido porque se pensa que tem características em comum com o ancestral do clado de interesse. O grupo externo normalmente fica posicionado perto da parte de baixo ou do lado esquerdo da filogenia e é apresentado sem qualquer dos seus parentes próximos - o que faz com que o ramo do grupo externo seja longo. Isto significa que os organismos que se julga terem características em comum com o ancestral de um clado são muitas vezes apresentados nas filogenias com ramos compridos. É importante ter em mente que isto é um artefacto e que não há uma relação entre ramos compridos e poucas mudanças evolutivas. Pode ajudar lembrar que muitas vezes ramos longos podem tornar-se mais curtos simplesmente por se adicionar mais taxa à filogenia. Por exemplo, a filogenia à esquerda, abaixo, foca-se nas relações entre répteis e, consequentemente, os mamíferos aparecem com um ramo longo. No entanto, se simplesmente se incluírem mais detalhes sobre as relações entre mamíferos (como se mostra à direita, abaixo), nenhum táxon na filogenia tem um ramo particularmente longo. As duas filogenias estão correctas; a da direita simplesmente mostra mais detalhes sobre as relações entre mamíferos. Para saber mais sobre filogenética, veja o tutorial avançado sobre o tópico [em inglês]. -- 1Tirado de Organ, C.L., M.H. Schweitzer, W. Zheng, L.M. Freimark, L.C. Cantley, and J.M. Asara. 2008. Molecular phylogenetics of mastodon and Tyrannosaurus rex. Science 320(5875):499. DOI:10.1126/science.1154284 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Concepções erradas sobre genética populacional CONCEPÇÃO ERRADA: Cada característica é influenciada por um locus do tipo Mendeliano CORRECÇÃO: Antes de aprender as características complexas ou quantitativa, os alunos geralmente aprendem as características mendelianas simples, controladas por um único locus - por exemplo, ervilhas redondas ou enrugada, flores roxas ou brancas, vagens verdes ou amarelas, etc. Infelizmente, os alunos podem supor que todas as características seguem este modelo simples, e que não é o caso. Tanto as características quantitativas (por exemplo, altura) e qualitativas (por exemplo, a cor dos olhos) podem ser influenciadas por múltiplos loci e estes loci podem interagir uns com os outros, podendo não seguir as regras simples de dominância mendeliana. Em termos de evolução, esse equívoco pode ser problemático quando os alunos estão a aprender o equilíbrio de Hardy-Weinberg e genética de populações. Os alunos podem precisar de ser frequentemente relembrados de que as características podem ser influenciadas por mais de um locus e que estes loci podem não envolver a dominância simples. . CONCEPÇÃO ERRADA: Cada locus tem apenas dois alelos CORRECÇÃO: Antes de aprender as características complexas, os alunos geralmente aprendem os sistemas simples de genética, nos quais apenas dois alelos influenciam um fenótipo. Porque os estudantes podem não ter feito as ligações entre a genética mendeliana e a estrutura molecular do ADN, podem não perceber que muitos alelos diferentes podem estar presentes num locus e assim podem assumir que todas as características são influenciadas por apenas dois alelos. Este equívoco pode ser reforçado pelo facto de que os estudantes geralmente se concentram em sistemas genéticos diplóides e pelo uso de letras maiúsculas e minúsculas para representar alelos. A utilização de letras acima da linha do texto para indicar diferentes alelos de um locus (bem como relembrar frequentemente que os loci podem ter mais do que dois alelos) pode ajudar a corrigir este equívoco. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Concepções erradas sobre a teoria da evolução e sobre a natureza da ciência CONCEPÇÃO ERRADA: A evolução não é ciência porque não pode ser observada ou testada CORRECÇÃO: Este equívoco engloba duas ideias incorrectas: (1) que toda a ciência depende de experiências laboratoriais controladas, e (2) que a evolução não pode ser estudas usando essas experiências. Primeiro, muitas investigações científicas não envolvem experiências ou observações directas. Os astrónomos não podem ter estrelas nas suas mãos e os geólogos não podem recuar no tempo, mas ambos os cientistas podem aprender muito sobre o universo através da observação ou da comparação. Do mesmo modo, os biólogos evolutivos podem testar as suas ideias sobre a história da vida na Terra fazendo observações no mundo real. Segundo, apesar de não podermos realizar uma experiência que nos diga como foi que a linhagem dos dinossauros radiou, podemos estudar muitos aspectos da evolução com experiências controladas, num laboratório. Em organismos com tempos entre gerações curtos (ex.: bactérias ou moscas da fruta), podemos mesmo observar a evolução em acção no decorrer de uma experiência. E, em alguns casos, os biólogos observaram a evolução a ocorrer na natureza. Para aprender mais sobre evolução rápida na natureza, visite a história sobre as alterações climáticas, a nova história sobre a evolução de peixes resistentes ao PCB ou o perfil de investigador sobre a evolução do tamanho dos peixes devido às nossas práticas de pesca [todos em inglês]. Para aprender mais sobre a natureza da ciência, visite o o sítio da internet do projecto Saber Ciência. . CONCEPÇÃO ERRADA: A evolução é ‘apenas’ uma teoria CORRECÇÃO: Esta concepção errada deriva de uma confusão entre o uso casual e científico da palavra teoria. Na linguagem do dia-a-dia, teoria é muitas vezes usado como sinónimo para um palpite com pouco suporte dado pela evidência. Por outro lado, as teorias científicas são explicações abrangentes para uma ampla gama de fenómenos. Para ser aceite pela comunidade científica, uma teoria tem que ser fortemente suportada por várias linhas diferentes de evidências. A evolução é uma teoria científica bem suportada e amplamente aceite; não é ‘apenas’ um palpite. Para aprender mais sobre a natureza das teorias científicas, visite o sítio da internet do projecto Saber Ciência. Leia também esta publicação, neste blogue. . CONCEPÇÃO ERRADA: A teoria da evolução é inválida porque é incompleta e não consegue dar uma explicação completa para a biodiversidade que observamos à nossa volta CORRECÇÃO: Este equívoco decorre de uma má compreensão da natureza das teorias científicas. Todas as teorias científicas (da teoria da evolução à teoria atómica) são trabalhos em progresso. À medida que novas provas se descobrem e novas ideias se desenvolvem, a nossa compreensão de como funciona o mundo muda, assim como também mudam as teorias científicas. Apesar de não sabemos tudo o que há para saber sobre a evolução (ou sobre qualquer outra disciplina científica), sabemos muito sobre a história de vida, o padrão de ramificação de linhagens ao longo do tempo e os mecanismos que causaram essas mudanças. E iremos aprender mais no futuro. A teoria da evolução, como qualquer outra teoria científica, ainda não explica tudo o que observamos no mundo natural. No entanto, a teoria da evolução ajuda-nos a compreender uma grande variedade de observações (do aparecimento de bactérias resistentes a antibióticos até à semelhança física entre polinizadores e suas flores preferidas), faz previsões precisas em novas situações (por exemplo, que o tratamento de pacientes de SIDA com um conjunto de medicamentos deve retardar a evolução do vírus), e provou estar correcta uma e outra vez em milhares de experiências e estudos observacionais. Até à data, a evolução é a única explicação bem suportada para a diversidade da vida. Para saber mais sobre a natureza das teorias científicas, visite o sítio da internet do projecto Saber Ciência. Leia também esta publicação, neste blogue. . CONCEPÇÃO ERRADA: As falhas no registo fóssil refutam a evolução CORRECÇÃO: Apesar de ser verdade que há falhas no registo fóssil, isto não constitui evidência contra a teoria da evolução. Os cientistas avaliam as hipóteses e as teorias fazendo previsões sobre o que esperamos observar se uma determinada ideia for verdadeira e, depois, verificando se essas expectativas se confirmam. Se a teoria da evolução for verdadeira, então esperamos ver formas de transição ligando espécies antigas com os seus antepassados e os seus descendentes. Esta expectativa foi confirmada. Os paleontólogos encontraram vários fósseis com características de transição e novos fósseis estão continuamente a ser descobertos. No entanto, se a teoria da evolução for verdadeira, não esperamos que todas essas formas estejam preservadas no registo fóssil. Muitos organismos não têm partes do corpo que fossilizam bem, as condições ambientais para formar bons fósseis são raras e, claro, apenas se descobriu uma pequena percentagem dos fósseis que estarão preservados na Terra. Por isso, os cientistas esperam que para muitas transições evolutivas haja falhas no registo fóssil. Para saber mais sobre como testar ideias científicas, visite o sítio da internet do projecto Saber Ciência. Para saber mais sobre transições evolutivas e os fósseis que as documentam, visite o módulo sobre esse tópico [em inglês]. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Concepções erradas sobre a aceitação da evolução CONCEPÇÃO ERRADA: A teoria da evolução tem falhas mas os cientistas não o admitem CORRECÇÃO: Os cientistas estudaram as supostas “falhas” que os grupos anti-evolução afirmam que existem e não encontraram qualquer suporte para essas afirmações. Essas “falhas” baseiam-se em incompreensões sobre a teoria da evolução ou deturpações de evidências. À medida que os cientistas reúnem novas provas e novas perspectivas emergem, a teoria da evolução continua a ser aperfeiçoada; mas isto não significa que a teoria tem falhas. A ciência é um projecto competitivo e os cientistas estariam ansiosos para estudar e corrigir “falhas” na teoria da evolução, se estas existissem. Para saber mais sobre como a teoria da evolução muda, veja as concepções erradas sobre este tópico (“A teoria da evolução é inválida porque é incompleta e não consegue dar uma explicação completa para a biodiversidade que observamos à nossa volta”) nesta publicação, neste blogue. . CONCEPÇÃO ERRADA: A evolução é uma teoria em crise e está a colapsar à medida que os cientistas perdem crédito nela CORRECÇÃO: A teoria da evolução não está em crise; os cientistas aceitam a evolução como a melhor explicação para a diversidade da vida por causa das múltiplas linhas de evidências que a suportam, o seu vasto poder para explicar fenómenos biológicos e a sua capacidade de fazer previsões precisas numa grande variedade de situações. Os cientistas não debatem sobre se a evolução aconteceu mas debatem vários detalhes sobre como a evolução ocorreu e ocorre em diferentes circunstâncias. Os anti-evolucionistas podem ouvir debates sobre como a evolução ocorre e interpretá-los erradamente como debates sobre se a evolução ocorreu. A evolução é uma ciência rigorosa e é tratada como tal por cientistas e académicos de todo o mundo. . CONCEPÇÃO ERRADA: A maior parte dos biólogos rejeitou o ‘Darwinismo’ e já não concordam com as ideias desenvolvidas por Darwin e Wallace CORRECÇÃO: É verdade que aprendemos muito desde o tempo de Darwin. Hoje compreendemos as bases genéticas da herança das características, podemos datar muitos eventos no registo fóssil até algumas centenas de milhares de anos e podemos estudar a forma como a evolução moldou o desenvolvimento a um nível molecular. Estes avanços - que Darwin dificilmente poderia ter imaginado - expandiram a teoria da evolução e tornaram-na mais poderosa; no entanto, não derrubaram os princípios básicos formulados por Darwin e Wallace, de evolução por selecção natural e ancestralidade comum; simplesmente lhes adicionaram conhecimento. É importante ter em mente que a elaboração, modificação e expansão de teorias científicas é uma parte normal do processo da ciência. Para saber mais sobre como a teoria da evolução muda, veja as concepções erradas sobre este tópico (“A teoria da evolução é inválida porque é incompleta e não consegue dar uma explicação completa para a biodiversidade que observamos à nossa volta”) nesta publicação, neste blogue. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Concepções erradas sobre as implicações da evolução CONCEPÇÃO ERRADA: A teoria da evolução leva a comportamentos imorais CORRECÇÃO: A teoria da evolução não faz considerações éticas sobre o certo e o errado. Algumas pessoas interpretam mal o facto de a evolução ter moldado o comportamento animal (incluindo o comportamento humano) como suporte da ideia de que qualquer comportamento “natural” é um comportamento “certo”. Não é esse o caso. Cabe-nos a nós, enquanto sociedade e indivíduos, decidir o que é um comportamento ético e moral. A evolução simplesmente nos ajuda a compreender como a vida se alterou e se continua a alterar ao longo do tempo - e não nos diz se esse processo ou os seus resultados são “certos” ou “errados”. Além disso, muitas pessoas acreditam erradamente que a evolução e a fé religiosa são incompatíveis e por isso assumem que aceitar a teoria da evolução encoraja comportamentos imorais. Nenhum dos casos está correcto. Para saber mais sobre este tópico, ler a concepção errada “A teoria da evolução e a religião são incompatíveis”. Para saber mais sobre a noção de que a ciência não pode fazer declarações éticas, visite o sítio da internet do projecto Saber Ciência. . CONCEPÇÃO ERRADA: A evolução suporta a ideia de ‘o poder faz a razão’ (da expressão em inglês ‘might makes right’) e racionaliza a opressão de algumas pessoas por outras CORRECÇÃO: No século IXX e início do século XX, apareceu uma filosofia chamada Darwinismo Social. Esta filosofia surgiu de uma tentativa equivocada de aplicar à sociedade as lições sobre a evolução biológica. O Darwinismo Social sugere que a sociedade deve permitir que os fracos e menos aptos falhem e morram e que esta é uma política boa e moralmente correcta. Supostamente, o mecanismo de evolução por selecção natural serviu de suporte para estas ideias. Preconceitos pré-existentes foram justificados pela noção de que nações colonizadas, pessoas pobres ou minorias desfavorecidas deverão ter merecido a sua situação porque eram “menos aptos” do que aqueles que estavam em melhor situação. Neste caso, a ciência foi mal aplicada para promover uma agenda social e política. No entanto, enquanto o Darwinismo Social como orientação política e social tem sido amplamente rejeitado, a ideia científica de evolução biológica tem resistido ao teste do tempo. Para mais informação sobre o Darwinismo Social, visite o projecto Talk Origins Archives [em inglês]. . CONCEPÇÃO ERRADA: Se se ensinar aos estudantes que eles são animais, eles irão comportar-se como animais CORRECÇÃO: Uma parte da teoria da evolução inclui a noção de que todos os organismos na Terra são aparentados. A linhagem humana é um pequeno galho na árvore da vida que representa todos os animais. Isto significa que, no sentido biológico, os humanos são animais. Partilhamos características anatómicas, bioquímicas e comportamentais com outros animais. Por exemplo, nós, humanos, tomamos conta dos nossos jovens, formamos grupos cooperativos e comunicamos uns com os outros tal como muitos outros animais. E, claro, cada linhagem animal tem características comportamentais que são únicas. Nesse sentido, seres humanos agem como seres humanos, lesmas agem como lesmas, esquilos como esquilos. É improvável que as crianças, após saberem que estão ligados a todos os outros animais, se comecem a comportar como medusas ou texugos. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Concepções erradas sobre evolução e religião CONCEPÇÃO ERRADA: A teoria da evolução e a religião são incompatíveis CORRECÇÃO: Por causa de alguns indivíduos e grupos que declaram de forma persuasiva as suas crenças, é fácil ter a impressão de que a ciência (o que inclui a teoria da evolução) e a religião estão em guerra; no entanto, a noção de que temos sempre que escolher entre ciência e religião é incorrecta. Pessoas com diferentes fés e níveis de conhecimento científico não vêem qualquer contradição entre ciência e religião. Para muitas destas pessoas, a ciência e a religião simplesmente lidam com diferentes domínios. A ciência lida com causas naturais para fenómenos naturais e a religião lida com crenças que estão além do mundo natural. Claro que algumas crenças religiosas contradizem explicitamente a ciência (por ex., a crença de que o mundo e todas as formas de vida foram criadas em seis dias literais de facto entra em conflito com a teoria da evolução); no entanto, a maioria dos grupos religiosos não têm qualquer conflito com a teoria da evolução ou outras descobertas científicas. Na realidade, muitas pessoas religiosas, incluindo teólogos, sentem que um maior conhecimento da natureza até enriquece a sua fé. Além disso, na comunidade científica há milhares de cientistas que são religiosos devotos e que também aceitam a evolução. Para ver depoimentos sucintos de várias organizações religiosas sobre a evolução visite o separador Voices for Evolution, no sítio da internet da NSCE [em inglês]. Para saber mais sobre a relação entre ciência e religião, visite o sítio da internet do projecto Understanding Science [em inglês]. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Concepções erradas sobre o ensino da evolução CONCEPÇÃO ERRADA: Os professores devem ensinar “os dois lados” do tema da evolução e deixar os estudantes decidir - ou dar tempo igual para o evolucionismo e o criacionismo CORRECÇÃO: Quando os dois “lados” não são iguais não tem sentido dar tempo igual. A religião e a ciência são actividades muito diferentes e os pontos de vista religiosos não pertencem a uma aula de ciência. Nas aulas de ciência, os estudantes têm a oportunidade de discutir os méritos dos argumentos e da evidência no âmbito da ciência. Por exemplo, os estudantes podem querer investigar e discutir exactamente quando foi que o ramo das aves apareceu na árvore da vida: se antes dos dinossauros ou a partir do clado dos dinossauros. Em contraste, um debate que coloque um conceito científico contra uma crença religiosa não tem lugar numa aula de ciência e sugere de forma errada que é preciso “escolher” entre os dois. O argumento da “justiça” tem sido usado por grupos que tentam incutir as suas crenças religiosas nos programas científicos. Para saber mais sobre a noção de que a evolução e a religião não precisam ser incompatíveis, veja a concepção errada “A teoria da evolução e a religião são incompatíveis”. Para saber mais sobre porque é que as interpretações religiosas sobre a criação não é ciência e por isso não pertencem às aulas de ciência, visite o sítio da internet do projecto Saber Ciência. . CONCEPÇÃO ERRADA: A própria teoria da evolução é religiosa e portanto exigir que os professores ensinem evolução dá prioridade a uma religião em detrimento das restantes e viola a liberdade de expressão (viola a primeira emenda, no original) CORRECÇÃO: Este argumento falacioso baseia-se na noção de que evolução e religião são essencialmente a mesma coisa, já que ambas são “sistemas de crenças”. Esta noção é simplesmente incorrecta. A crença nas ideias religiosas baseia-se na fé e a religião lida com tópicos para além do domínio do mundo natural. A aceitação de ideias científicas (como a evolução) baseia-se em evidências do mundo natural e a ciência limita-se a estudar os fenómenos e processos do mundo natural. Ciência e religião são claramente diferentes e a promoção de doutrinas religiosas não é permitida nas aulas de ciência. [Nos Estados Unidos da América, várias decisões judiciais decidiram favoravelmente sobre o ensino da teoria da evolução; para informações adicionais sobre decisões judiciais significativas relacionadas como ensino da evolução, visite o sítio da internet da NCSE [em inglês].] Para saber mais sobre a diferença entre ciência e religião, visite o sítio da internet do projecto Saber Ciência.

A Incrível Eficiência Energética da Vida

A incrível eficiência energética da vida Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/11/2017 A incrível eficiência energética da vida Será que foi a evolução que gerou a eficiência energética da vida, ou foi a eficiência energética que guiou a evolução? [Imagem: Zighuo.he/Wikimedia Commons] Evolução e computação Toda a vida na terra executa cálculos e todos os cálculos parecem requer energia. Esse assunto tem sido alvo de bastante controvérsia ultimamente, envolvendo o chamado Limite de Landauer. Alguns afirmam que pode ser possível fazer computação sem consumo de energia, enquanto outros acreditam que o Limite de Landauer não é tão limitador assim. Polêmicas teóricas à parte, Christopher Kempes se reuniu com colegas do visionário Instituto Santa Fé, nos EUA, para pesquisar o custo energético da computação biológica. Da ameba unicelular aos organismos multicelulares, como os seres humanos, um dos cálculos biológicos mais básicos, comuns em toda a vida, é a "tradução" - processar a informação em um genoma e escrevê-la na forma de uma proteína. Embora de fato consuma energia, a equipe conseguiu demonstrar que a tradução é um processo altamente eficiente do ponto de vista energético. Eficiência energética da vida Para entender como a vida evoluiu na Terra, Kempes defende que precisamos primeiro entender as restrições dessa evolução. Uma restrição que não foi amplamente estudada até agora é como as leis da termodinâmica restringem a função biológica, o que poderá nos dizer se a seleção natural favoreceu organismos com alta eficiência computacional. Para medir a eficiência energética da tradução - o processo biológico pelo qual a sequência de uma molécula de RNA mensageiro é utilizada para ordenar a síntese da sequência de aminoácidos que forma uma proteína -, a equipe partiu justamente do Limite de Landauer. "O que descobrimos é que a tradução biológica é cerca de 20 vezes menos eficiente do que o limite físico inferior absoluto. E isso é cerca de 100.00 vezes mais eficiente do que um computador," contou Kempes. A replicação do DNA, outra computação básica comum em toda a vida, consome cerca de 165 vezes mais energia do que o Limite de Landauer. "Isso não é tão eficiente quanto a tradução biológica, mas ainda é incrivelmente bom em comparação com os computadores," acrescentou. Agora a equipe pretende ampliar seus cálculos para verificar a eficiência termodinâmica de cálculos biológicos de alto nível, como o pensamento, e, finalmente tentar entender a importância que a eficiência energética tem para a seleção natural. "Em última análise, nós queremos conectar tudo isso com a teoria da ciência da computação, não só para explorar esse tipo de coisa para a ciência da computação, mas também para ver se a teoria da ciência da computação tem algo a nos dizer sobre as células," disse o professor David Wolpert, coautor da pesquisa. Bibliografia: The thermodynamic efficiency of computations made in cells across the range of life Christopher P. Kempes, David Wolpert, Zachary Cohen, Juan Pérez-Mercader Philosophical Transactions of the Royal Society A DOI: 10.1098/rsta.2016.0343

Micro organismos espaciais

Espaço Poeira espacial pode transportar a vida entre planetas Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/12/2017 Poeira espacial pode transportar a vida entre planetas Experimento que expôs ao espaço 664 amostras biológicas e bioquímicas, durante 18 meses contínuos - e muitas delas sobreviveram.[Imagem: ESA/NASA] Vida que vem e vida que vai A panspermia é a teoria segundo a qual microrganismos ou moléculas precursoras da vida podem ter surgido espaço afora e caído aqui na Terra - assim como em outros planetas com as condições adequadas. Vários cientistas têm apoiado essa teoria, mostrando que meteoritos podem ter semeado a vida na Terra ou que a vida pode ter começado no espaço e chegado à Terra em cometas. O professor Arjun Berera, da Universidade de Edimburgo, na Escócia, acredita que nem mesmo é necessário depender dos asteroides e cometas - para ele, a vida pode se mover entre planetas impulsionada por partículas que mergulham velozmente atmosfera abaixo. Mais do que isso, ele afirma que os fluxos de poeira interplanetária que bombardeiam continuamente a atmosfera do nosso planeta podem continuar trazendo pequenos organismos de mundos distantes, ou enviando organismos terrestres a outros planetas. Curiosamente, isso dá sustentação a hipóteses especulativas de que a distribuição geográfica de algumas epidemias na Terra são compatíveis com a chegada de microrganismos do espaço - essas hipóteses nunca foram levadas muito a sério devido à quase impossibilidade de demonstrá-las experimentalmente. Fluxos rápidos Berera calculou como o fluxo de poeira espacial de alta velocidade - que pode viajar a até 70 km por segundo - se comporta ao colidir com partículas em um sistema atmosférico. Ele descobriu que as partículas de poeira cósmica podem atingir partículas atmosféricas, situadas a 150 km ou mais de altitude no caso da Terra, com força suficiente para lançá-las além do limite da gravidade da planeta - eventualmente chegando a outros planetas. O mesmo mecanismo poderia permitir o intercâmbio de partículas atmosféricas entre planetas distantes, podendo ter trazido originalmente a vida para a Terra. Algumas bactérias, plantas e pequenos animais chamados tardígrados são conhecidos por sua capacidade de sobreviver no espaço, conforme demonstrado em experimentos na Estação Espacial Internacional. Por isso, defende Berera, é possível que organismos desse tipo possam colidir com a poeira estelar que entra velozmente em nossa atmosfera. "A proposição de que colisões de poeira espacial poderiam impulsionar organismos por distâncias enormes entre os planetas levanta algumas perspectivas interessantes sobre como a vida e as atmosferas dos planetas se originaram. O feixe veloz de poeira espacial é encontrado por todos os sistemas planetários e pode ser um fator comum para a proliferação da vida," defendeu Berera. Bibliografia: Space dust collisions as a planetary escape mechanism Arjun Berera Astrobiology DOI: 10.1089/ast.2017.1662 https://arxiv.org/abs/1711.01895