Fragmentação, boa ou ruim para a biodiversidade?

Alguns cientistas falam sobre diminuir o desmatamento, mas porque isso seria importante? O que é a fragmentação e quais são as suas causas? Respostas como essas podem ser encontradas num artigo publicado por estudantes de graduação da Universidade Federal de São Carlos - campus de Sorocaba. Neste artigo há uma breve explicação sobre a fragmentação, processo que pode levar a perda da diversidade biológica e uma quebra no habitat, o que pode muitas vezes diminuir ou impedir a conexão de áreas vegetadas.

Segundo o artigo, quando uma área é quebrada e/ou perdida, e conseqüentemente, diminuída, tal área é dita como fragmentada. Cada área dessa passa a ser chamada de fragmento. As causas dessas fragmentações são devido a eventos naturais, como o incêndio natural, ou devido a ações antrópicas, como o desmatamento, por exemplo.

Apesar do que possamos pensar em primeiro instante, a fragmentação não é de toda ruim. No artigo, os autores levantam alguns estudos que indicam que elas podem ajudar a enriquecer a população de algumas determinadas espécies, aumentando a riqueza, número de espécies de uma região, dessas áreas. Ela permite até que espécies que não sobrevivem em grandes áreas possam permanecer ao longo do tempo em áreas pequenas. Porem, áreas pequenas muitas vezes necessita manter a conexão com outras áreas florestadas para que possa haver migração entre ás áreas, e assim se estabeleça uma troca de animais, fornecendo um fluxo de genes diferentes e além de propiciar a dispersão das espécies. Para o tal, se utiliza os corredores ou trampolins ecológicos, que, segundo o artigo, precisam conter as mesmas características dos fragmentos a serem ligados.

Figura 1: Ilustração da influência da conectividade em fragmentos naturais. (A) Fragmentos não conectados. (B) Fragmentos conectados indicando fluxo entre os fragmentos.

Mas mesmo sabendo que as fragmentações possam ser algo bom, elas, na maioria dos casos, acabam atingindo negativamente muitas espécies que necessitam de espaços maiores ou de espécies específicas para se alimentarem ou se reproduzirem. Não só o tamanho pode atrapalhar, mas como os climas dessas áreas também, agora menores, podem modificar, com a abertura de clareiras que acabam por tornar áreas úmidas (como florestas) em secas, diminuindo assim a distribuição e número de indivíduos das espécies sensíveis a essas mudanças climáticas, ou seja, diminuindo a biodiversidade dos habitas.

Figura 2: Ilustração da fragmentação na paisagem natural. (A) Paisagem não fragmentada. (B) Paisagem fragmentada.

Por Beatriz M. Teixeira, Gustavo L. de Deus, Mayra R. Kisch, Michelle Marrie N.Vicente.

Há bases científicas para acreditar na terapia gênica no câncer?

A Terapia Gênica tem uma base simples de funcionamento: um gene alterado por uma doença pode ser substituído por um gene normal ou ser suprimido impedindo a expressão da anomalia causadora da doença. O transporte do material genético, ou seja, do gene ou da sequência de DNA que irá substituir ou suprimir o gene mutado, é feito por vetores, os vetores tem a capacidade de guardar e levar o material genético até a região a ser tratada.

Este conhecimento foi construído a partir de 1960, quando foi comprovado que fragmentos de DNA externo poderiam ser introduzidos nas células de interesse através dos vírus, e em 1961 os vírus já eram utilizados não somente como transportadores desse DNA, mas como transportadores de um DNA modificado por engenharia genética. Os avanços tecnológicos a partir de 1970 permitiram o desenvolvimento de novas formas de transferência destas seqüências, provocando um boom nas pesquisas referentes à Terapia gênica, até que em 1999 aconteceu aquilo que todos temiam: a primeira morte causada pelo tratamento com a terapia, o que se repetiu em 2002 com pacientes que desenvolveram leucemia.

Estes e muitos outros casos fizeram com os debates éticos sobre a terapia fossem renovados. A apreensão de se usar este tratamento em humanos fez com que novos cuidados fossem tomados de maneira que mais estudos fossem desenvolvidos levando em consideração o histórico do paciente e outras possibilidades de tratamento.

Figura 1. Confecção de vetor viral. (Fonte: The future of gene therapy dos autores Marina Cavazzana-Calvo e Adrian Thrasher and Fulvio Mavilio,  2004).

           

Sobre os vetores estes podem ser divididos em virais e não virais. A utilização de vírus como vetores é simples de entender, pois funcionam como máquinas biológicas com grande capacidade de infectar células para sintetizar DNA ou RNA, tal capacidade de infecção e de confecção de material genético nas células hospedeiras possibilita a utilização como um meio de transporte.

Os vetores retrovirais carregam o material genético sob forma de RNA, e depois o convertem a DNA por uma enzima chamada transcriptase reversa, para depois ser integrado ao material genético do hospedeiro, que é realizado pela enzima integrase, responsável por integrar a cópia do DNA ao núcleo da célula hospedeira na região alvo do gene a ser tratado. Muitas terapias usam esse vetor por não serem reconhecidos facilmente pelo sistema imunológico.

Os vetores lentivirais são feitos a partir de lentivírus que são da mesma família dos retrovírus, são confeccionados a partir de um vírus de longo período. Podem transportar grande quantidade de material genético para a célula hospedeira e é o único vetor com capacidade de se replicar em células que não estão em divisão.

Os adenovírus pertencem a uma classe dos vetores virais derivados dos retrovírus. É um caminho na terapia gênica no câncer que apresenta a vantagem de replicar as células tumorais de forma a induzir posteriormente sua lise, ou seja, provocando a morte das células cancerígenas com o ponto positivo de não afetar as demais células, que estão em condições normais.

Distintos gêneros de adenovírus vêm sendo usados, além disso, há alguns que já são comercializados em países como a China (desenvolvedor dos produtos para terapia gênica utilizando os vetores em questão) e Rússia. Na China, o Gendicine (Figura 2) e o Oncorine são exemplos destes meios de adenovírus, com sucesso funcional em pacientes que sofrem com as reações dos tratamentos como radioterapia e quimioterapia, apesar disso, tais tratamentos não se fazem dispensáveis.

Figura 2. Gendicine - Primeiro medicamento comercializado para terapia gênica no câncer. (Fonte: Royal Society of Chemistry, 2013).

Figura 3. Via de atuação do Gendicine - segmento do DNA inserido no genoma do adenovírus para ser injetado no tumor. (Fonte: Royal Society of Chemistry, 2013).

Já vetores não-virais têm facilidade na utilização e produção em larga escala, mas não tem maior repercussão devido ineficiência em alcançar o DNA contido no núcleo, assim, estudam-se vias de transporte que de forma prolongada propiciasse a expressão do gene na célula cancerígena. Mediadores como lipossomos e plasmídeos têm sido estudados, mas os resultados presentes mostram que plasmídeos por apresentarem maior capacidade de expressão nas células alvo têm obtido maior sucesso.

Para a confecção do vetor as regiões que seriam causadoras da doença são suprimidas e apenas as com capacidade de infecção são preservadas e modificadas, recebendo a inserção do gene ou da sequência de nucleotídeos que será usada para tratar o gene afetado que causa a doença.

  

O sucesso da terapia gênica no tratamento do câncer e das outras doenças tratadas depende do conhecimento dos genes causadores das anomalias e na qualidade do vetor, ou seja, da capacidade de transporte e do sucesso da entrega do DNA nas células doentes.

O conhecimento da biologia do funcionamento do câncer e a confecção de vetores são cruciais para a melhora da terapia gênica. O câncer possui vários genes que podem estar envolvidos na expressão da doença o que dificulta a confecção de vetores, pois é necessário conhecimento dos genes específicos a serem tratados. A falta de especificidade do vetor pode atingir áreas do gene saudáveis provocando respostas imunológicas.

Os vetores por si só também apresentam várias limitações como a rápida degradação, não atingindo o gene defeituoso, viés no transporte, ou seja, o material genético não chega a região certa podendo atingir sequencias normais e provocar alterações ou ainda ativar genes promotores de câncer, que é um dos principais riscos do tratamento.

Novos estudos vêm sendo desenvolvidos visando o tratamento de Terapia Gênica simultaneamente com outros, como a quimioterapia e também o desenvolvimento de possíveis vacinas com o DNA modificado, porém ainda estamos longe de concluir se este tipo de terapia pode ser eficaz ou não contra o câncer.

APROVEITANDO RESÍDUOS SÓLIDOS – COMO ELES SE TRANSFORMAM?

Com o aumento do número de pessoas morando no Planeta Terra, a necessidade de utilizar energia para ver TV, preparar comida, acender a luz, jogar videogame, aquecer a água do banho, andar de carro e fazer tantas outras atividades aumenta.

Na sua casa muita coisa é jogada fora todos os dias, e esse lixo (Figura 1) pode ser classificado em resíduos sólidos de origem inorgânica, onde estão agrupados entre os materiais plásticos, vidros, metais e papéis; e os resíduos sólidos orgânicos, que são formados por pedacinhos de derivados de coisas vivas, como plantas e animais, o que é chamado de biomassa, e que é usada na natureza para sua manutenção. Quando nós, humanos, comemos uma maçã, por exemplo, e jogamos ela fora, essa fruta passa a ser um resíduo sólido orgânico. Porém, quando esses restos são jogados fora de maneira incorreta, poluindo o meio ambiente, passam a ser um problema (Figura 2). Uma solução é usar essa biomassa, então, para produzir energia! Não é legal?

                                         Figura 1. O que vai da sua casa para o lixo ?

Figura 2. O acúmulo de lixo polui o solo, as águas e deixa o cheiro do ambiente fedido.

A biomassa pode ser transformada em diferentes coisas, uma dela se chama biogás, que é uma mistura de gases que podem ser usados para gerar energia, e que são mais baratos para se fazer do que gerar energia através da água, ventos, ou sol. O lado bom disso tudo, é que o biogás é “do bem”, ele não polui a natureza!

            Para que essa biomassa seja transformada em biogás, algumas técnicas precisam ser feitas. A mais usada para isso se chama digestão anaeróbia (não precisa de oxigênio para acontecer). Aqui, bactérias muito legais “comem” o lixo, e o transformam em biogás, ou em adubo para colocar na terra.  Esse é a maneira mais utilizada para isso, porém existem outras estratégias que possuem nomes complicados, chamados de pirólise e gaseificação, ambos utilizam em seus processos temperatura muito quentes, mas que no final, também produzem biogás com o que ia ser jogado fora.

           

Hoje você aprendeu:

- As principais estratégias para aproveitar os resíduos sólidos

- Resíduos sólidos podem ser transformados em coisas úteis, como combustíveis (Figura 3)

- Transformar biomassa em biocombustível não faz mal à natureza

                                       Figura 3. Vamos relembrar?

Por Mariana Popst, Marina Salles, Thamires Acosta e Samara Rached.

A Problemática das Espécies Invasoras em Ilhas

Podemos dizer que, hoje em dia, devido à globalização, o mundo está cada vez mais integrado em todos os sentidos. Mas, você sabia que essa globalização afeta não só a nós, seres humanos, como a todas as espécies viventes? Pois é!
Devido à expansão do comércio internacional e do turismo, nós temos conseguido transportar uma variedade gigante de espécies para lugares em que elas jamais conseguiriam chegar sozinhas. Porém, não pense que essa globalização é tão boa para todas as espécies como é para nós. O problema das espécies invasoras é que no ambiente novo, elas não encontram seus competidores e predadores naturais, e acabam até mesmo virando pragas! Imaginem então como as ilhas sofrem com a invasão destas espécies por apresentarem áreas, no geral, pequenas e com ecossistemas fechados e restritos. Estas espécies tem uma capacidade incrível de alterar a sua fisiologia ou morfologia de acordo com as condições do ambiente em que se encontra (na biologia isso se chama plasticidade fenotípica). Você deve estar se perguntando: Mas quais espécies que eu conheço são invasoras? Aqui estão alguns exemplos: Aedes Aegypti, Abelha africana, Caramujo africano, Brachiaria (capim), entre muitos outros...

As consequências disto são que a invasão de relativamente poucas destas espécies sobre vastas áreas do globo tende a empobrecer e homogeneizar o ambiente e, nas ilhas, esta homogeneização se faz muito mais rápido! Você já se imaginou vivendo em um mundo com pouquíssima variedade de espécies? E que estas espécies dominem toda a paisagem? Infelizmente, essa é a previsão que muitos cientistas estão fazendo para o nosso mundo se essas invasões não forem controladas.

Charge retirada do site: http://zoo-centro-pedagogico.blogspot.com.br/2013/02/ameacas-ao-equilibrio-dos-ecossistemas.html

Por Aline Silveira, Daniela Santarém e Roberta Pagni

O enigma do posicionamento filogenético das Testudines

As tartarugas, cágados e jabutis são animais muito conhecidos por suas características diferenciadas, como o casco, e sua ampla ocorrência em diferentes ambientes. Mas olhando para as tartarugas, o que você considera mais provável: que elas sejam parentes mais próximas das cobras e lagartos ou dos crocodilos e aves? Essa é uma discussão que por muito tempo tem intrigado os pesquisadores, e permanece em debate. A ordem em que as tartarugas estão incluídas é denominada de Testudines, e uma outra peculiaridade da ordem, além do casco, é o crânio diferenciado que esses animais apresentam.

O problema é que por estes caracteres serem tão únicos e derivados é difícil fazer comparações e estabelecer parentesco das tartarugas com os outros animais, ou seja, estabelecer de onde o “ramo” das tartarugas despontou na “árvore da vida”.

Figura 1. Representação de crânios mostrando 
as classificações segundo os tipos de 
fenestras temporais. As setas vermelhas 
indicam as fenestrações.

Os crânios são utilizados para análise dos vertebrados comparando-se as homologias, que são semelhanças devido à evolução a partir de um mesmo ancestral. São três os tipos de crânio (Figura 1), diferenciados pela quantidade de aberturas (fenestras) na ossificação, sendo eles: Crânio Anapsida: nesse tipo de crânio não há fenestras; é considerado o tipo mais primitivo. Crânio Sinapsida: em que há uma fenestra inferior, como no crânio de mamíferos. Crânio Diapsida: são duas fenestras presentes, uma inferior e uma superior, como ocorre nas cobras, lagartos, crocodilos e aves. Já a ordem Testudines apresenta um padrão totalmente distinto, em que há reentrâncias laterais em cada lado do crânio, sendo tal fenestra superior (Figura 2).

Figura 2. Representação de crânio de tartaruga, evidenciando a reentrância lateral.

Surge então a questão: de qual dos outros crânios teria derivado o padrão encontrado nas tartarugas? Taxonomistas, paleontólogos e, mais recentemente, geneticistas atualmente discutem as cinco hipóteses para o parentesco das Testudines em relação aos outros grupos de Amniota (Figura 3), decorrentes de mais de 150 anos de debate entre os biólogos.

Figura 3. Representação do ramo dos Tetrapoda que mostra as hipóteses alternativas de parentesco entre Testudines e os outros grupos de Amniota. (1) Testudines como grupo basal, tendo crânio Anapsida (sem fenestras), (2) Testudines como os primeiros répteis, tendo crânio Anapsida, (3) Testudines como grupo irmão de cobras e lagartos, tendo crânio Diapsida (duas fenestras), (4) Testudines como grupo irmão de crocodilianos e aves, tendo crânio Diapsida e (5) Testudines como grupo irmão de crocodilianos, tendo crânio Diapsida. 

Cientistas do século XIX acreditavam que as Testudines apresentavam um crânio Anapsida, considerando que a reentrância no crânio delas não era uma fenestra. No início do século XX o crânio delas foi considerado como possuindo uma fenestra temporal de cada lado, porém com a migração desta para a parte superior, sendo assim um crânio Sinapsida diferenciado. A partir da inclusão de fósseis no final do século XX levou a crer que na verdade as tartarugas possuem crânio derivado de Diapsida, onde as duas fenestras teriam se fundido em uma só, e que seriam parentes próximas dos lagartos e serpentes (Lepidosauria). No entanto os estudos baseados somente em análise morfológica são os que enfrentam as limitações descritas anteriormente, decorrentes da dificuldade de fazer comparações entre a estrutura do esqueleto das tartarugas viventes com o dos demais Amniota.

Ainda no século XX, surgiram metodologias que utilizam análises moleculares (analisam o DNA)  e também apontam as Testudines como grupo-irmão de Archosauria, em que se incluem os crocodilianos e aves, ou até mesmo restringindo o parestesco das tartarugas aos crocodilianos. A inserção do debate da origem das tartarugas incentivou cada vez mais estudos com base genética, apresentando diversos métodos (genes nucleares, mitocondriais, microRNA, ou até mesmo em escala genômica) que acrescentaram muito a fim de desvendar esse enigma, principalmente com a eliminação das limitações de análises puramente morfológicas. A partir do século XXI, com a integração de estudos morfológicos e moleculares houve maior corroboração das hipóteses de Testudines agrupadas a Lepidosauria ou Archosauria.

Não há ainda uma conclusão para esse enigma, as pesquisas seguem acontecendo com o objetivo de corroborar alguma hipótese e agregar dados de diferentes procedências na tentativa de chegar à uma resolução. Porém, como pode ser observado no panorama atual onde duas hipóteses são as mais consideradas, a união de diferentes metodologias vem sendo uma resposta para que se possa embasar com mais ênfase a origem das tartarugas.

Por Antonio Neto, Bianca de Medeiros, Mariana Dias e Monique Romeiro