Dar uma injeção de “sangue novo” é uma expressão utilizada há tempos como metáfora para o efeito revitalizante de mentes novas em uma organização estagnada. Contudo, uma pesquisa recente sugere que pode haver um sentido literal. Uma descoberta que remete a vampiros e histórias de banhos com sangue sugere que o sangue jovem parece, de fato, rejuvenescer cérebros antigos.
Pesquisadores da Universidade de Stanford, liderados pelo neurocientista Tony Wyss-Coray, mostraram, em um estudo de 2014, que as infusões de sangue de camundongos jovens reverteram as deficiências cognitivas e neurológicas observadas nos animais idosos. Eles utilizaram uma técnica um tanto bizarra, na qual dois camundongos foram suturados juntos de tal maneira que compartilhavam um sistema circulatório (conhecido como parabiose), e constataram que os camundongos idosos unidos a seus jovens homólogos mostravam mudanças na atividade gênica em uma região do cérebro chamada hipocampo, bem como conexões neurais aumentadas e maior "plasticidade sináptica" - um mecanismo que se acredita ser subjacente à aprendizagem e à memória, no qual a força das conexões neurais muda em resposta às experiências. Eles também deram infusões de plasma sanguíneo jovem (o componente líquido do sangue, contendo proteínas e hormônios mas sem células) em camundongos idosos, o que melhorou significativamente o seu desempenho em testes de aprendizagem e memória.
Tais descobertas podem ter implicações profundas se puderem ser replicadas em humanos. Como a expectativa de vida tem aumentado, o declínio cognitivo normal relacionado à idade e a doenças neurodegenerativas como o Alzheimer se tornou um dos maiores desafios da saúde pública mundial. O hipocampo - região envolvida na formação de memórias “episódicas” (lembrança de eventos) e na memória espacial (usada para navegação pelo ambiente) - é especialmente afetado pelo envelhecimento, juntamente com o declínio das habilidades de aprender e recordar. Ele também se deteriora mais cedo quando é afetado pelo Alzheimer.
No novo estudo, publicado na última quarta-feira na revista Nature, Wyss-Coray e seus colegas vão além, mostrando que o plasma de cordões umbilicais e de jovens adultos humanos também possui efeitos benéficos em camundongos idosos. O estudo os deixa próximos de iniciar testes em humanos. “Os resultados sugerem que existem fatores no sangue de organismos jovens, inclusive humanos, que podem rejuvenescer um cérebro antigo e fazê-lo trabalhar como um mais novo”, diz Wyss-Coray. “Isso nos aproxima um pouco [da aplicação em humanos] pois mostra que o sangue humano possui os mesmos fatores.” Os pesquisadores identificaram ainda uma proteína que parece importante para a produção desses benefícios, fornecendo um novo foco na busca de tratamentos para a perda cognitiva. “Eles isolaram um alvo que parece rejuvenescer o declínio cognitivo relacionado à idade no hipocampo ", diz o biólogo Eric Blalock, da Universidade de Kentucky, que não esteve envolvido no estudo. "É bastante emocionante."
Os cientistas coletaram o plasma de cordões umbilicais humanos, além de pessoas jovens e de outras mais velhas (de 19 a 24 anos e de 61 a 81 anos). Eles descobriram que os níveis de várias proteínas se diferenciavam de acordo com a idade da fonte de plasma. Deram infusões dos três tipos de plasma a camundongos envelhecidos (projetados para ter sistemas imunes deficientes que não reagiriam com aversão ao plasma humano) a cada quatro dias, por duas semanas.
Os pesquisadores constataram várias mudanças. Por um lado, o plasma do cordão umbilical aumentou a atividade de diversos genes ligados a plasticidade neural e memória. Também o plasma de jovens adultos ativou um subconjunto dos mesmos genes. Já o plasma de idosos nao teve efeito algum na expressão gênica.
A equipe então mediu a atividade elétrica no hipocampo de camundongos tratados com cada um dos tipos de plasma ou com uma solução salina, o que mostrou que o plasma de cordão umbilical promovia uma forma de plasticidade sináptica chamada “potenciação de longo prazo” (LTP, na sigla em inglês), a qual se acredita ser a base neural da memória.
A seguir, foram demonstrados efeitos benéficos no comportamento. Para isso foi utilizada uma tarefa de condicionamento do medo, na qual os ratos têm de se lembrar dos recintos onde receberam choques elétricos, e uma tarefa de labirinto, que envolve lembrar-se de um buraco entre muitos onde eles podem se esconder com segurança. Os camundongos tratados com o plasma do cordão umbilical apresentaram um desempenho significativamente melhor em ambas as tarefas em comparação aos animais infundidos com solução salina. "O que faz com que isso seja importante é mostrar efeitos sobre comportamentos que dependem do hipocampo, e que sabemos que mudam com a idade", diz Blalock. E essas mudanças “podem ser revertidas através desse tratamento”.
Para rastrear o que pode estar produzindo esses efeitos, a equipe compilou uma lista de proteínas do plasma, comuns tanto a camundongos quando a humanos, cujos níveis diminuem com a idade. Testaram algumas das melhores candidatas e encontraram duas que afetam a plasticidade neural. Uma (CSF2) já era conhecida por reverter o prejuizo cognitivo e proteinas toxicas acumulaldas em roedores que desenvolvem Alzheimer; portanto, focaram na segunda, TIMP2, cujo papel no envelhecimento cerebral não havia sido estudado.
Os pesquisadores usaram marcação radioativa para identificar como a TIMP2 injetada por via intravenosa atravessava a barreira hemato-encefálica. Em seguida, injetaram a proteína em camundongos idosos com sistemas imunológicos normais e verificaram que os efeitos benéficos do plasma do cordão umbilical se repetia no desempenho da memória e da LTP no hipocampo, enquanto que os camundongos manipulados sem TIMP2 apresentavam LTP reduzida.
Estes resultados mostram que a TIMP2 é suficiente para produzir efeitos benéficos. Assim, para demonstrar que TIMP2 também é necessária para memória, os pesquisadores injetaram anticorpos neutralizantes de TIMP2 em camundongos jovens normais, o que fez com que os animais executassem muito mal uma tarefa de memória espacial. Por fim, o estudo mostrou que camundongos idosos (e imunodeficientes) tratados com plasma de cordão umbilical do qual se removeu a TIMP2 não apresentaram nenhuma das melhorias no desempenho de memória vistas com o plasma normal. "Ficamos surpresos com isso", diz Wyss-Coray. "Eu não esperava que fosse algo tão claro."
A TIMP2 pertence a uma família de proteínas que regulam a atividade de uma classe de enzimas, que, por sua vez, regula muitas proteínas diferentes. “Talvez por isso a TIMP2 é tão poderosa”, diz Wyss-Coray. “Ela não apenas tem uma função, mas também regula uma rede amplas de proteínas e suas atividades”. Mas mesmo com o apelo destes resultados, Wyss-Coray não acredita que a TIMP2 seja a palavra final. “Seria bom demais para ser verdade se esse fosse o único fator, mas ele provavelmente é bastante importante”, ele explica. Blalock concorda: “Certamente é um alvo razoável”.
O estudo deixa muitas questões em aberto, que a equipe trabalha para responder. “Estamos tentando descobrir em que lugar do corpo esses fatores sao produzidos. Por que eles diminuem com a idade? Podemos, potencialmente, regulá-los?”, diz Wyss-Coray. “Como os elementos do sangue conversam com o cérebro? Eles interagem com vasos sanguíneos do cérebro, regulam neurônios diretamente ou regulam células de suporte?”. Wyss-Coray e seus colegas também estão procurando por outros fatores. Anteriormente, eles descobriram que, além de camundongos idosos se beneficiarem de sangue novo, camundongos jovens expostos a sangue antigo sofreram declínio de memória, sugerindo que o sangue antigo pode conter fatores de “envelhecimento”. “Queremos saber o que são estes fatores, pois teoricamente poderíamos inibir [esses] elementos para também alcançar efeitos benéficos”, explica Wyss-Coray. “Ainda há muitas questões abertas no nível da biologia básica.”
Também há implicações médicas imediatas. "As descobertas nos permitem avançar e testar diretamente a infusão de plasma humano em pessoas", diz Wyss-Coray. "O próximo passo é fazer testes de segurança, e, depois, testes maiores de eficácia”. No ano passado, uma empresa chamada Ambrosia, com sede em Monterey, Califórnia, lançou o primeiro ensaio clínico dos Estados Unidos para testar o efeito anti-envelhecimento do sangue jovem nas pessoas, mas os participantes tiveram de pagar para participar, levantando questões éticas. Wyss-Coray criticou o teste, mas a Alkahest, companhia que ele co-fundou, terminou recentemente seu próprio ensaio de segurança, pequeno e mais rigoroso, em 18 pacientes de Alzheimer sem detectar "nenhum efeito adverso secundário".
Uma vantagem dessa terapia é que o teste de toxicologia é desnecessário. "O plasma é um produto humano, então não é preciso passar por estudos toxicológicos em animais", diz Wyss-Coray. "Se acharmos uma fração de plasma humano que seja benéfica, você potencialmente poderia usá-la em alguns anos, enquanto um plano típico de desenvolvimento de fármacos leva de cinco a dez anos." Também pode ser possível, ele acrescenta, "produzir esses elementos sinteticamente ou desenvolver pequenas moléculas que imitem a atividade, mas isso leva muito mais tempo”.
Simon Makin
sexta-feira, 28 de abril de 2017
Descoberta arqueológica dispara controvérsia sobre chegada do homem à América
Quem foram os primeiros americanos e quando e como eles chegaram aqui? Por décadas, arqueólogos acreditaram saber as respostas a essas perguntas. Baseando-se nas evidências disponíveis, parecia que um grupo de grandes caçadores da Ásia, conhecido como cultura Clóvis, havia sido o primeiro a abrir essa trilha, caminhando pela hoje submersa massa de terra da Beríngia para entrar no Novo Mundo há cerca de 13 mil anos.
Porém, no começo dos anos 2000, sinais de uma presença humana anterior nas Américas começaram a surgir, erodindo o apoio ao chamado primeiro modelo de Clóvis. Um novo entendimento sobre como as pessoas finalmente conquistaram o Novo Mundo começou a tomar forma: o Homo sapiens chegou de barco há pelo menos 15 mil anos, seguindo a costa ocidental das Américas.
Agora, os cientistas por trás da nova descoberta estão tentando reescrever a história da colonização humana das Américas mais uma vez - e de uma forma muito mais radical. Em um artigo publicado ontem, dia 26 de abril, na Nature, os pesquisadores descrevem os ossos quebrados de um mastodonte (um parente extinto do elefante) e pedra gastas encontradas no sul da Califórnia. A equipe argumenta que os restos demonstram que os humanos já estavam nas Américas há 130 mil, no início do final do Pleistoceno. Se eles estiverem certos, a descoberta poderia pôr em cheque a suposição de que o H. sapiens foi o primeiro e único membro da família humana a alcançar o Novo Mundo, pois naquela época várias espécies de hominíneos, incluindo os Neandertais, vagavam pelo planeta. Isso também pode sugerir que arqueólogos tenham perdido registros de mais de 100 mil anos de seres humanos nesta parte do mundo. Contudo, o anúncio sofreu duras críticas de outros cientistas, que argumentam, de diversas formas, que esses restos não necessariamente refletem a atividade humana, e que sua idade é incerta.
Paleontólogos escavaram os restos no início dos anos 1990 em um sítio arqueológico no condado de San Diego, descoberto durante obras de melhorias de estrada na rota 54 do estado. Os pesquisadores recuperaram ossos de diversas espécies de idade de gelo de diferentes níveis estratigráficos no local. Para o novo estudo, Steven Holen do Museu de História Natural de San Diego e seus colegas focaram no esqueleto parcial de um mastodonte macho encontrado neste local, apelidado de Mastodonte Cerutti pelo seu descobridor, o co-autor Richard Cerutti, também do museu. Os ossos dos membros do mastodonte apresentam evidências de rupturas chamadas fraturas espirais, que serpenteiam em torno do longo eixo do osso. Tais fraturas ocorrem, tipicamente, quando a força é aplicada ao osso fresco. As extremidades de alguns dos ossos também foram quebradas, e vários pedaços grandes de pedras gastas se encontravam nas proximidades. Quando a equipe experimentalmente quebrou ossos de carcaças de grandes mamíferos modernos usando martelos e bigornas, o dano resultante se assemelhava ao visto nos ossos e pedras do local. Juntos, o padrão de danos visível nos ossos e pedras e a proximidade das rochas aos ossos sugerem que os humanos estavam batendo com as pedras nos ossos para chegar à parte nutritiva do animal, ou para fazer ferramentas de osso.
Nada disso seria notável por si só. Tais comportamentos têm sido bem documentados em sítios arqueológicos ao redor do mundo. O que torna a descoberta importante é a suposta idade dos restos mortais. A equipe determinou a idade dos ossos de mastodonte aplicando uma técnica chamada datação por urânio, a qual utiliza a decomposição radioativa do urânio para medir a passagem do tempo. Os resultados indicaram que os ossos têm 130 mil anos, com uma margem de erro de 9 mil anos - mais de 100 mil anos mais velhos do que os sítios arqueológicos comumente aceitos como os mais antigos nas Américas.
Hoje, o sítio do Mastodonte Cerutti fica no meio de um cenário urbano. Porém, há 130 mil anos, durante o último período interglacial, havia um rio sinuoso em uma planície de inundação perto da costa. Camelos, lobos e capivaras perambulavam por lá. "Foi um lugar muito agradável para se viver", disse Holen em uma teleconferência com a imprensa no dia 25 de abril.
Se Holen e seus colegas estiverem corretos sobre a idade e a natureza das descobertas, os pesquisadores precisarão repensar tudo o que pensavam saber sobre o povoamento do Novo Mundo, incluindo qual espécie humana foi a primeira a colonizá-lo. A maioria dos pesquisadores concorda que os seres humanos vieram para as Américas pelo nordeste da Ásia. Há 130 mil anos, os autores argumentam, o Homo sapiens, o Homo erectus, os Neandertais e os Denisovanos (um grupo conhecido apenas através DNA antigo recuperado da caverna de Denisova, na Sibéria) já poderiam estar presentes nessa parte do mundo. Eles poderiam ter atravessado Beringia a pé há mais de 135 mil anos, quando o nível do mar era suficientemente baixo. Caso contrário, poderiam ter viajado de barco, seguindo as costas da Ásia, Beríngia e América do Norte para chegar à latitude do sítio do Mastodonte Cerutti.
Durante a teleconferência com a imprensa, Holen disse que a nova descoberta deveria encorajar outros arqueólogos a procurarem mais sítios com essa idade - algo que ele diz que não foi feito antes porque ninguém esperava que os humanos já estivessem nas Américas tão cedo.
Especialistas não envolvidos no novo estudo expressaram profundo ceticismo sobre a avaliação da equipe, particularmente a alegação de que os ossos quebrados e pedras gastas refletem a atividade humana. "Você não pode empurrar a antiguidade humana no Novo Mundo 100 mil anos com base em evidências inerentemente ambíguas como ossos quebrados e pedras inclassificáveis - não quando estão vindo de uma escavação de rodovia feita há 25 anos e você não tem nenhuma das informações tafonômicas detalhadas que são exigidas para uma afirmação tão grandiosa", diz David Meltzer da Universidade Metodista do Sul, autoridade sobre o povoamento das Américas.
Essa falta de evidência tafonômica - informações sobre o que aconteceu com os restos entre o momento em que foram depositados e quando foram descobertos - resume-se à "diferença entre a escavação paleontológica e a arqueológica", diz o arqueólogo Andy Hemmings, da Universidade Atlântica da Flórida, referindo-se às diferentes abordagens que os cientistas possuem para desenterrar fósseis em oposição a vestígios de cultura material, que requerem uma proveniência mais detalhada. "Eles não mapearam cada objeto e prestaram atenção às relações entre os itens. As peças foram encontradas a 15 pés ou 15 centímetros de distância uma da outra?", ele diz. Essas informações são importantes para reconstruir a forma como os ossos quebraram e qual relação existia entre os ossos e as rochas, se é que há alguma.
Embora os pesquisadores pudessem reproduzir experimentalmente os danos nos restos processando o osso fresco com ferramentas de pedra, observam os críticos, a equipe não descartou causas alternativas. "Uma coisa é mostrar que ossos quebrados e rochas modificadas poderiam ter sido produzidos por pessoas, o que Holen e seus colegas fizeram. É bem diferente mostrar que apenas pessoas poderiam ter produzido essas modificações. Holen [e seus colegas] certamente não fizeram isso, tornando esta uma reivindicação muito fácil de recusar", diz o arqueólogo Donald Grayson da Universidade de Washington. Outros comentaristas explicaram que a equipe precisaria olhar para muitas outras coleções de fósseis de grandes ossos de mamíferos, para ver se causas naturais poderiam explicar os padrões de ruptura evidenciados no sítio do Mastodonte Cerutti.
E também não é apenas os restos de uma tecnologia de tipo martelo de pedra/bigorna o que muitos especialistas esperariam ver em um sítio de 130 mil anos de idade. James Adovasio, da Universidade Atlântica da Flórida, diz que os locais de matadouro de idade comparável de outras partes do mundo tendem a conter ferramentas de pedra incontestáveis. Ele observa que, nessa época, os humanos eram mestres em moldar pedra, capazes de criar uma variedade de ferramentas sofisticadas e afiadas para cortar e fatiar. "A total ausência dessas coisas aqui é, digamos, intrigante", comenta. Adovasio liderou as escavações no controverso sítio de Meadowcroft, na Pensilvânia, que data de, talvez, 16 mil anos atrás.
A possibilidade de os humanos arcaicos terem chegado ao Novo Mundo é outro ponto de tropeço para alguns críticos. O estreito de Bering foi inundado há 130 mil anos, observa Jon Erlandson, da Universidade de Oregon, um dos principais proponentes do modelo de rota costeira. "Há algumas evidências de que o Homo erectus conseguiu atravessar algumas pequenas porções de água, mas nenhuma evidência de que o erectus, ou os Neandertais, pudessem fazer viagens de longas distâncias ou de que possuíssem barcos sofisticados como os humanos modernos que colonizaram a Austrália”.
Não obstante a questão das espécies, se os seres humanos entrassem no Novo Mundo tão cedo quanto Holen e seus colaboradores sugeriram, por que existe uma lacuna tão grande no registro arqueológico entre os restos do Mastodonte Cerutti e os outros sítios mais antigos das Américas? "Se haviam pessoas em San Diego 130 mil anos atrás, você tem que explicar por que não havia mais nenhum deles lá até 115 mil anos depois disso", Erlandson afirma. Ele se opõe à sugestão dos autores de que pesquisadores simplesmente não têm procurado restos dessa idade, observando que ele e outros arqueólogos têm feito exatamente isso há algum tempo, muitas vezes através dos mesmos tipos de esforço de construção-monitoramento os quais levaram à descoberta do Mastodonte Cerutt. "Eu fiz bastante monitoramento de construção na área de Santa Bárbara e temos escavações cuidadosamente monitoradas de sedimentos da mesma idade. Estávamos procurando por artefatos e não os encontramos", ele explica. Erlandson acrescenta que há uma longa história de pessoas reivindicando sites extraordinariamente velhos nas Américas, incluindo o local de Calico Hills, na Califórnia, que o famoso paleoantropólogo Louis Leakey disse ter, talvez, 200 mil anos. Mas essas reivindicações foram todas desacreditadas.
Não apenas não existem outros vestígios de seres humanos nas Américas em qualquer lugar perto de 130 mil anos de idade, como também não há quaisquer sinais de atividade humana na região pela qual acredita-se que os humanos tenham entrado no Novo Mundo. "Não há sequer um sussurro de qualquer coisa dessa época no nordeste da Ásia", observa o arqueólogo Robin Dennell da Universidade de Exeter, na Inglaterra, que estuda a dispersão de ancestrais humanos na Ásia, na Austrália e nas Américas. No que lhe diz respeito, Dennell não se incomodou com a interpretação, feita pela equipe, dos ossos e das pedras como sinais de atividade humana. Mas ele está preocupado com a datação. "O argumento para o sítio ter 130 mil anos parece se apoiar em apenas três datações feitas com urânio," ele observa. "Eu gostaria de ver o Mastodonte Cerutti passando por mais datações antes de afirmar que ele foi da última época interglacial."
Peritos de datação arqueológica não envolvidos na pesquisa tiveram reações mistas em relação ao estudo. "Acho que a datação é boa", diz o geocronologista Rainer Grün da Universidade Griffith, na Austrália. Mas a geoquímica Bonnie Blackwell, da Williams College, acredita que a equipe poderia fazer mais para reforçar sua tese. Ossos são esponjosos e o urânio pode ser absorvido por ele ou lixiviado para fora, de maneira que pode afetar a exatidão dos resultados. Ela gostaria de ver os dentes do mastodonte sendo datados utilizando uma técnica chamada ressonância de spin eletrônico (ESR, na sigla em inglês), a qual observa os elétrons no esmalte do dente para estimar a idade. Blackwell usou uma combinação de séries de urânio e ESR para datar com sucesso restos de mastodonte do sítio de Hopwood Farm, em Illinois.
"Precisamos deixar nossas mentes abertas. Admiro esses colegas por buscarem. Eles devem ser elogiados por fazer isso", diz o arqueólogo Tom Dillehay da Universidade Vanderbilt, que lutou durante anos para convencer a comunidade arqueológica que restos do controverso local de Monte Verde, no Chile, antecedem a cultura Clóvis. Hoje, a maioria dos estudiosos aceita que Monte Verde remonta há cerca de 15 mil anos, talvez até entre 18 mil a 20 mil anos, como Dillehay sugeriu. “Contudo, mais evidências serão necessárias" para uma data tão precoce, ele comenta sobre as reivindicações de atividade humana no sítio do Mastodonte Cerutti.
Hemmings concorda. "Eu realmente quero acreditar em hominíneos nas Américas há 130 mil anos, mas não com essa evidência. Não há o suficiente para comemorar e abrir o champanhe”.
Kate Wong
Porém, no começo dos anos 2000, sinais de uma presença humana anterior nas Américas começaram a surgir, erodindo o apoio ao chamado primeiro modelo de Clóvis. Um novo entendimento sobre como as pessoas finalmente conquistaram o Novo Mundo começou a tomar forma: o Homo sapiens chegou de barco há pelo menos 15 mil anos, seguindo a costa ocidental das Américas.
Agora, os cientistas por trás da nova descoberta estão tentando reescrever a história da colonização humana das Américas mais uma vez - e de uma forma muito mais radical. Em um artigo publicado ontem, dia 26 de abril, na Nature, os pesquisadores descrevem os ossos quebrados de um mastodonte (um parente extinto do elefante) e pedra gastas encontradas no sul da Califórnia. A equipe argumenta que os restos demonstram que os humanos já estavam nas Américas há 130 mil, no início do final do Pleistoceno. Se eles estiverem certos, a descoberta poderia pôr em cheque a suposição de que o H. sapiens foi o primeiro e único membro da família humana a alcançar o Novo Mundo, pois naquela época várias espécies de hominíneos, incluindo os Neandertais, vagavam pelo planeta. Isso também pode sugerir que arqueólogos tenham perdido registros de mais de 100 mil anos de seres humanos nesta parte do mundo. Contudo, o anúncio sofreu duras críticas de outros cientistas, que argumentam, de diversas formas, que esses restos não necessariamente refletem a atividade humana, e que sua idade é incerta.
Paleontólogos escavaram os restos no início dos anos 1990 em um sítio arqueológico no condado de San Diego, descoberto durante obras de melhorias de estrada na rota 54 do estado. Os pesquisadores recuperaram ossos de diversas espécies de idade de gelo de diferentes níveis estratigráficos no local. Para o novo estudo, Steven Holen do Museu de História Natural de San Diego e seus colegas focaram no esqueleto parcial de um mastodonte macho encontrado neste local, apelidado de Mastodonte Cerutti pelo seu descobridor, o co-autor Richard Cerutti, também do museu. Os ossos dos membros do mastodonte apresentam evidências de rupturas chamadas fraturas espirais, que serpenteiam em torno do longo eixo do osso. Tais fraturas ocorrem, tipicamente, quando a força é aplicada ao osso fresco. As extremidades de alguns dos ossos também foram quebradas, e vários pedaços grandes de pedras gastas se encontravam nas proximidades. Quando a equipe experimentalmente quebrou ossos de carcaças de grandes mamíferos modernos usando martelos e bigornas, o dano resultante se assemelhava ao visto nos ossos e pedras do local. Juntos, o padrão de danos visível nos ossos e pedras e a proximidade das rochas aos ossos sugerem que os humanos estavam batendo com as pedras nos ossos para chegar à parte nutritiva do animal, ou para fazer ferramentas de osso.
Nada disso seria notável por si só. Tais comportamentos têm sido bem documentados em sítios arqueológicos ao redor do mundo. O que torna a descoberta importante é a suposta idade dos restos mortais. A equipe determinou a idade dos ossos de mastodonte aplicando uma técnica chamada datação por urânio, a qual utiliza a decomposição radioativa do urânio para medir a passagem do tempo. Os resultados indicaram que os ossos têm 130 mil anos, com uma margem de erro de 9 mil anos - mais de 100 mil anos mais velhos do que os sítios arqueológicos comumente aceitos como os mais antigos nas Américas.
Hoje, o sítio do Mastodonte Cerutti fica no meio de um cenário urbano. Porém, há 130 mil anos, durante o último período interglacial, havia um rio sinuoso em uma planície de inundação perto da costa. Camelos, lobos e capivaras perambulavam por lá. "Foi um lugar muito agradável para se viver", disse Holen em uma teleconferência com a imprensa no dia 25 de abril.
Se Holen e seus colegas estiverem corretos sobre a idade e a natureza das descobertas, os pesquisadores precisarão repensar tudo o que pensavam saber sobre o povoamento do Novo Mundo, incluindo qual espécie humana foi a primeira a colonizá-lo. A maioria dos pesquisadores concorda que os seres humanos vieram para as Américas pelo nordeste da Ásia. Há 130 mil anos, os autores argumentam, o Homo sapiens, o Homo erectus, os Neandertais e os Denisovanos (um grupo conhecido apenas através DNA antigo recuperado da caverna de Denisova, na Sibéria) já poderiam estar presentes nessa parte do mundo. Eles poderiam ter atravessado Beringia a pé há mais de 135 mil anos, quando o nível do mar era suficientemente baixo. Caso contrário, poderiam ter viajado de barco, seguindo as costas da Ásia, Beríngia e América do Norte para chegar à latitude do sítio do Mastodonte Cerutti.
Durante a teleconferência com a imprensa, Holen disse que a nova descoberta deveria encorajar outros arqueólogos a procurarem mais sítios com essa idade - algo que ele diz que não foi feito antes porque ninguém esperava que os humanos já estivessem nas Américas tão cedo.
Especialistas não envolvidos no novo estudo expressaram profundo ceticismo sobre a avaliação da equipe, particularmente a alegação de que os ossos quebrados e pedras gastas refletem a atividade humana. "Você não pode empurrar a antiguidade humana no Novo Mundo 100 mil anos com base em evidências inerentemente ambíguas como ossos quebrados e pedras inclassificáveis - não quando estão vindo de uma escavação de rodovia feita há 25 anos e você não tem nenhuma das informações tafonômicas detalhadas que são exigidas para uma afirmação tão grandiosa", diz David Meltzer da Universidade Metodista do Sul, autoridade sobre o povoamento das Américas.
Essa falta de evidência tafonômica - informações sobre o que aconteceu com os restos entre o momento em que foram depositados e quando foram descobertos - resume-se à "diferença entre a escavação paleontológica e a arqueológica", diz o arqueólogo Andy Hemmings, da Universidade Atlântica da Flórida, referindo-se às diferentes abordagens que os cientistas possuem para desenterrar fósseis em oposição a vestígios de cultura material, que requerem uma proveniência mais detalhada. "Eles não mapearam cada objeto e prestaram atenção às relações entre os itens. As peças foram encontradas a 15 pés ou 15 centímetros de distância uma da outra?", ele diz. Essas informações são importantes para reconstruir a forma como os ossos quebraram e qual relação existia entre os ossos e as rochas, se é que há alguma.
Embora os pesquisadores pudessem reproduzir experimentalmente os danos nos restos processando o osso fresco com ferramentas de pedra, observam os críticos, a equipe não descartou causas alternativas. "Uma coisa é mostrar que ossos quebrados e rochas modificadas poderiam ter sido produzidos por pessoas, o que Holen e seus colegas fizeram. É bem diferente mostrar que apenas pessoas poderiam ter produzido essas modificações. Holen [e seus colegas] certamente não fizeram isso, tornando esta uma reivindicação muito fácil de recusar", diz o arqueólogo Donald Grayson da Universidade de Washington. Outros comentaristas explicaram que a equipe precisaria olhar para muitas outras coleções de fósseis de grandes ossos de mamíferos, para ver se causas naturais poderiam explicar os padrões de ruptura evidenciados no sítio do Mastodonte Cerutti.
E também não é apenas os restos de uma tecnologia de tipo martelo de pedra/bigorna o que muitos especialistas esperariam ver em um sítio de 130 mil anos de idade. James Adovasio, da Universidade Atlântica da Flórida, diz que os locais de matadouro de idade comparável de outras partes do mundo tendem a conter ferramentas de pedra incontestáveis. Ele observa que, nessa época, os humanos eram mestres em moldar pedra, capazes de criar uma variedade de ferramentas sofisticadas e afiadas para cortar e fatiar. "A total ausência dessas coisas aqui é, digamos, intrigante", comenta. Adovasio liderou as escavações no controverso sítio de Meadowcroft, na Pensilvânia, que data de, talvez, 16 mil anos atrás.
A possibilidade de os humanos arcaicos terem chegado ao Novo Mundo é outro ponto de tropeço para alguns críticos. O estreito de Bering foi inundado há 130 mil anos, observa Jon Erlandson, da Universidade de Oregon, um dos principais proponentes do modelo de rota costeira. "Há algumas evidências de que o Homo erectus conseguiu atravessar algumas pequenas porções de água, mas nenhuma evidência de que o erectus, ou os Neandertais, pudessem fazer viagens de longas distâncias ou de que possuíssem barcos sofisticados como os humanos modernos que colonizaram a Austrália”.
Não obstante a questão das espécies, se os seres humanos entrassem no Novo Mundo tão cedo quanto Holen e seus colaboradores sugeriram, por que existe uma lacuna tão grande no registro arqueológico entre os restos do Mastodonte Cerutti e os outros sítios mais antigos das Américas? "Se haviam pessoas em San Diego 130 mil anos atrás, você tem que explicar por que não havia mais nenhum deles lá até 115 mil anos depois disso", Erlandson afirma. Ele se opõe à sugestão dos autores de que pesquisadores simplesmente não têm procurado restos dessa idade, observando que ele e outros arqueólogos têm feito exatamente isso há algum tempo, muitas vezes através dos mesmos tipos de esforço de construção-monitoramento os quais levaram à descoberta do Mastodonte Cerutt. "Eu fiz bastante monitoramento de construção na área de Santa Bárbara e temos escavações cuidadosamente monitoradas de sedimentos da mesma idade. Estávamos procurando por artefatos e não os encontramos", ele explica. Erlandson acrescenta que há uma longa história de pessoas reivindicando sites extraordinariamente velhos nas Américas, incluindo o local de Calico Hills, na Califórnia, que o famoso paleoantropólogo Louis Leakey disse ter, talvez, 200 mil anos. Mas essas reivindicações foram todas desacreditadas.
Não apenas não existem outros vestígios de seres humanos nas Américas em qualquer lugar perto de 130 mil anos de idade, como também não há quaisquer sinais de atividade humana na região pela qual acredita-se que os humanos tenham entrado no Novo Mundo. "Não há sequer um sussurro de qualquer coisa dessa época no nordeste da Ásia", observa o arqueólogo Robin Dennell da Universidade de Exeter, na Inglaterra, que estuda a dispersão de ancestrais humanos na Ásia, na Austrália e nas Américas. No que lhe diz respeito, Dennell não se incomodou com a interpretação, feita pela equipe, dos ossos e das pedras como sinais de atividade humana. Mas ele está preocupado com a datação. "O argumento para o sítio ter 130 mil anos parece se apoiar em apenas três datações feitas com urânio," ele observa. "Eu gostaria de ver o Mastodonte Cerutti passando por mais datações antes de afirmar que ele foi da última época interglacial."
Peritos de datação arqueológica não envolvidos na pesquisa tiveram reações mistas em relação ao estudo. "Acho que a datação é boa", diz o geocronologista Rainer Grün da Universidade Griffith, na Austrália. Mas a geoquímica Bonnie Blackwell, da Williams College, acredita que a equipe poderia fazer mais para reforçar sua tese. Ossos são esponjosos e o urânio pode ser absorvido por ele ou lixiviado para fora, de maneira que pode afetar a exatidão dos resultados. Ela gostaria de ver os dentes do mastodonte sendo datados utilizando uma técnica chamada ressonância de spin eletrônico (ESR, na sigla em inglês), a qual observa os elétrons no esmalte do dente para estimar a idade. Blackwell usou uma combinação de séries de urânio e ESR para datar com sucesso restos de mastodonte do sítio de Hopwood Farm, em Illinois.
"Precisamos deixar nossas mentes abertas. Admiro esses colegas por buscarem. Eles devem ser elogiados por fazer isso", diz o arqueólogo Tom Dillehay da Universidade Vanderbilt, que lutou durante anos para convencer a comunidade arqueológica que restos do controverso local de Monte Verde, no Chile, antecedem a cultura Clóvis. Hoje, a maioria dos estudiosos aceita que Monte Verde remonta há cerca de 15 mil anos, talvez até entre 18 mil a 20 mil anos, como Dillehay sugeriu. “Contudo, mais evidências serão necessárias" para uma data tão precoce, ele comenta sobre as reivindicações de atividade humana no sítio do Mastodonte Cerutti.
Hemmings concorda. "Eu realmente quero acreditar em hominíneos nas Américas há 130 mil anos, mas não com essa evidência. Não há o suficiente para comemorar e abrir o champanhe”.
Kate Wong
Como bactérias intestinais dizem ao hospedeiro o que ele deve comer
Há décadas, cientistas sabem que o que comemos pode afetar o equilíbrio dos micróbios no nosso trato digestivo. A escolha entre um sanduíche e um sundae para o almoço pode aumentar a população de alguns tipos de bactéria e diminuir a de outros - e à medida que seus números relativos mudam, elas secretam diferentes substâncias, ativam diferentes genes e absorvem diferentes nutrientes.
Essas escolhas alimentares provavelmente são vias de mão dupla. Micróbios intestinais também influenciam opções de dieta e comportamentos, além de ansiedade, depressão, hipertensão e uma variedade de outros males. Porém, saber como exatamente esses trilhões de pequenos hóspedes - coletivamente chamados de microbioma - influenciam nossas decisões sobre quais comidas colocar na boca tem sido um mistério.
Agora, neurocientistas descobriram que tipos específicos de flora intestinal ajudam um animal hospedeiro a detectar quais nutrientes estão em falta na comida e daí estimam a quantidade desses nutrientes que ele realmente precisa ingerir. “O que as bactérias fazem pelo apetite é como otimizar o período que um carro pode rodar sem precisar colocar mais gasolina no tanque”, diz o autor sênior Carlos Ribeiro, que estuda os comportamentos alimentares da Drosophila melanogaster, um tipo de mosca-das-frutas, no Centro Champalimaud em Lisboa.
Em um artigo publicado terça-feira na revista PLoS Biology, Ribeiro e sua equipe demonstraram como o microbioma influencia as decisões nutricionais das drosófilas. Primeiramente, alimentaram um grupo de moscas com uma solução de sacarose contendo todos os aminoácidos necessários. Outro grupo recebeu uma mistura que continha alguns dos aminoácidos necessários para sintetizar proteínas, mas carecia de certos aminoácidos essenciais que o hospedeiro não consegue sintetizar por si mesmo. Para um terceiro grupo de moscas, os cientistas retiraram da dieta aminoácidos essenciais, um de cada vez, para determinar quais eram detectados pelo microbioma.
Depois de serem submetidas a essas dietas por 72 horas, as moscas dos três grupos foram presenteadas com um buffet oferecendo sua solução açucarada regular, acrescida de leveduras ricas em proteína. Os pesquisadores descobriram que as moscas dos dois grupos cuja dieta carecia de aminoácidos essenciais tiveram um forte desejo pelas leveduras, para suprir os nutrientes que faltavam. Contudo, quando os cientistas aumentaram a quantidade de cinco tipos diferentes de bactérias encontrados no trato digestivo das moscas - Lactobacillus plantarum, L. brevis, Acetobacter pomorum, Commensalibacter intestini e Enterococcus faecalis - os animais perderam completamente o impulso de comer mais proteína.
Os pesquisadores descobriram que os níveis de aminoácidos das moscas ainda estavam baixos, indicando que as bactérias não estavam simplesmente substituindo os nutrientes que faltavam na dieta dos animais produzindo elas mesmas os aminoácidos. Em vez disso, os micróbios estavam funcionando como pequenas fábricas metabólicas, transformando a comida que conseguiam em novos químicos: certos metabólitos que, creem os pesquisadores, "dizem" ao hospedeiro que ele consegue sobreviver sem os aminoácidos. Como resultado desse truque dos micróbios, as moscas conseguiram continuar se reproduzindo, por exemplo - embora uma deficiência de aminoácidos normalmente prejudique o crescimento e a regeneração celulares e, portanto, a reprodução, explica Ribeiro.
Dois tipos de bactérias foram particularmente eficientes influenciando o apetite das moscas dessa maneira: a Acetobacter e a Lactobacillus. Aumentar a quantidade de ambas foi o suficiente para suprimir o desejo das moscas por proteínas e aumentar seu apetite por açúcar. Essas duas bactérias também restauraram as capacidades reprodutivas dos animais, indicando que seus corpos estavam funcionando normalmente embora devessem experimentar restrições devido às deficiências nutricionais. “A forma como o cérebro lida com essa troca de informação nutricional é muito fascinante, e outros estudos mostram que o microbioma tem um papel chave em dizer ao animal o que fazer”, diz Ribeiro.
Depois disso, a equipe removeu uma enzima necessária para processar o aminoácido tirosina nas moscas, fazendo com que elas precisassem consegui-lo através da alimentação, assim como outros aminoácidos essenciais. Surpreendentemente, os pesquisadores constataram que as bactérias Acetobacter e Lactobacillus foram incapazes de suprimir o desejo por tirosina nas moscas modificadas. “Isso mostra que o microbioma intestinal evoluiu para influenciar apenas o consumo normal dos aminoácidos essenciais", explica Ribeiro.
A pesquisa acrescenta uma nova perspectiva à coevolução de micróbios e seus hospedeiros. “As descobertas mostram que há um canal apenas que evoluiu entre animais e bactérias residentes em seus intestinos, e que há uma comunicação de baixo para cima sobre a dieta”, diz Jane Foster, neurocientistas da Universidade McMaster em Ontário e que não participou do estudo.
Embora o estudo não especifique o mecanismo exato de comunicação, Ribeiro acredita que possam existir vários formatos. Fortes evidências geradas pelo estudo indicam que metabólitos gerados pelos micróbios carregam informações do intestino para o cérebro, dizendo ao hospedeiro se ele precisa de algum tipo particular de alimento. “Um dos grandes mistérios evolutivos é por que perdemos a habilidade de produzir aminoácidos essenciais”, ele diz. “Talvez esse metabólitos tenham dado mais espaço para os animais serem independentes desses nutrientes, e a sobreviverem sem eles às vezes”.
Micróbios talvez também tenham suas próprias razões evolutivas para se comunicarem com o cérebro, ele acrescenta. Por um lado, eles se alimentam daquilo que o animal hospedeiro come. Por outro, precisam que ele se socialize, para que os hóspedes possam se espalhar pela população. Os dados sao limitados a modelos animais por enquanto, mas Ribeiro acredita que a comunicação intestino-cérebro pode fornecer solo fértil para desenvolver tratamentos para humanos no futuro. “É uma janela terapêutica interessante a qual poderia ser utilizada para , um dia, melhorar os comportamentos relacionados à dieta”, ele finaliza.
Knvul Sheikh
Essas escolhas alimentares provavelmente são vias de mão dupla. Micróbios intestinais também influenciam opções de dieta e comportamentos, além de ansiedade, depressão, hipertensão e uma variedade de outros males. Porém, saber como exatamente esses trilhões de pequenos hóspedes - coletivamente chamados de microbioma - influenciam nossas decisões sobre quais comidas colocar na boca tem sido um mistério.
Agora, neurocientistas descobriram que tipos específicos de flora intestinal ajudam um animal hospedeiro a detectar quais nutrientes estão em falta na comida e daí estimam a quantidade desses nutrientes que ele realmente precisa ingerir. “O que as bactérias fazem pelo apetite é como otimizar o período que um carro pode rodar sem precisar colocar mais gasolina no tanque”, diz o autor sênior Carlos Ribeiro, que estuda os comportamentos alimentares da Drosophila melanogaster, um tipo de mosca-das-frutas, no Centro Champalimaud em Lisboa.
Em um artigo publicado terça-feira na revista PLoS Biology, Ribeiro e sua equipe demonstraram como o microbioma influencia as decisões nutricionais das drosófilas. Primeiramente, alimentaram um grupo de moscas com uma solução de sacarose contendo todos os aminoácidos necessários. Outro grupo recebeu uma mistura que continha alguns dos aminoácidos necessários para sintetizar proteínas, mas carecia de certos aminoácidos essenciais que o hospedeiro não consegue sintetizar por si mesmo. Para um terceiro grupo de moscas, os cientistas retiraram da dieta aminoácidos essenciais, um de cada vez, para determinar quais eram detectados pelo microbioma.
Depois de serem submetidas a essas dietas por 72 horas, as moscas dos três grupos foram presenteadas com um buffet oferecendo sua solução açucarada regular, acrescida de leveduras ricas em proteína. Os pesquisadores descobriram que as moscas dos dois grupos cuja dieta carecia de aminoácidos essenciais tiveram um forte desejo pelas leveduras, para suprir os nutrientes que faltavam. Contudo, quando os cientistas aumentaram a quantidade de cinco tipos diferentes de bactérias encontrados no trato digestivo das moscas - Lactobacillus plantarum, L. brevis, Acetobacter pomorum, Commensalibacter intestini e Enterococcus faecalis - os animais perderam completamente o impulso de comer mais proteína.
Os pesquisadores descobriram que os níveis de aminoácidos das moscas ainda estavam baixos, indicando que as bactérias não estavam simplesmente substituindo os nutrientes que faltavam na dieta dos animais produzindo elas mesmas os aminoácidos. Em vez disso, os micróbios estavam funcionando como pequenas fábricas metabólicas, transformando a comida que conseguiam em novos químicos: certos metabólitos que, creem os pesquisadores, "dizem" ao hospedeiro que ele consegue sobreviver sem os aminoácidos. Como resultado desse truque dos micróbios, as moscas conseguiram continuar se reproduzindo, por exemplo - embora uma deficiência de aminoácidos normalmente prejudique o crescimento e a regeneração celulares e, portanto, a reprodução, explica Ribeiro.
Dois tipos de bactérias foram particularmente eficientes influenciando o apetite das moscas dessa maneira: a Acetobacter e a Lactobacillus. Aumentar a quantidade de ambas foi o suficiente para suprimir o desejo das moscas por proteínas e aumentar seu apetite por açúcar. Essas duas bactérias também restauraram as capacidades reprodutivas dos animais, indicando que seus corpos estavam funcionando normalmente embora devessem experimentar restrições devido às deficiências nutricionais. “A forma como o cérebro lida com essa troca de informação nutricional é muito fascinante, e outros estudos mostram que o microbioma tem um papel chave em dizer ao animal o que fazer”, diz Ribeiro.
Depois disso, a equipe removeu uma enzima necessária para processar o aminoácido tirosina nas moscas, fazendo com que elas precisassem consegui-lo através da alimentação, assim como outros aminoácidos essenciais. Surpreendentemente, os pesquisadores constataram que as bactérias Acetobacter e Lactobacillus foram incapazes de suprimir o desejo por tirosina nas moscas modificadas. “Isso mostra que o microbioma intestinal evoluiu para influenciar apenas o consumo normal dos aminoácidos essenciais", explica Ribeiro.
A pesquisa acrescenta uma nova perspectiva à coevolução de micróbios e seus hospedeiros. “As descobertas mostram que há um canal apenas que evoluiu entre animais e bactérias residentes em seus intestinos, e que há uma comunicação de baixo para cima sobre a dieta”, diz Jane Foster, neurocientistas da Universidade McMaster em Ontário e que não participou do estudo.
Embora o estudo não especifique o mecanismo exato de comunicação, Ribeiro acredita que possam existir vários formatos. Fortes evidências geradas pelo estudo indicam que metabólitos gerados pelos micróbios carregam informações do intestino para o cérebro, dizendo ao hospedeiro se ele precisa de algum tipo particular de alimento. “Um dos grandes mistérios evolutivos é por que perdemos a habilidade de produzir aminoácidos essenciais”, ele diz. “Talvez esse metabólitos tenham dado mais espaço para os animais serem independentes desses nutrientes, e a sobreviverem sem eles às vezes”.
Micróbios talvez também tenham suas próprias razões evolutivas para se comunicarem com o cérebro, ele acrescenta. Por um lado, eles se alimentam daquilo que o animal hospedeiro come. Por outro, precisam que ele se socialize, para que os hóspedes possam se espalhar pela população. Os dados sao limitados a modelos animais por enquanto, mas Ribeiro acredita que a comunicação intestino-cérebro pode fornecer solo fértil para desenvolver tratamentos para humanos no futuro. “É uma janela terapêutica interessante a qual poderia ser utilizada para , um dia, melhorar os comportamentos relacionados à dieta”, ele finaliza.
Knvul Sheikh
segunda-feira, 10 de abril de 2017
Apertem os cintos! Mudanças climáticas devem aumentar turbulências graves em aviões
Turbulências fortes o bastante para arremessar pela cabine passageiros e tripulantes que estejam com cintos desafivelados podem se tornar duas ou até três vezes mais comuns devido às mudanças climáticas, de acordo com um novo estudo da Universidade de Reading publicado na Advances in Atmospheric Sciences.
O estudo é o primeiro a examinar o futuro das turbulências graves, aquelas que fazem aviões sofrerem com movimentos aleatórios, mais fortes que a gravidade, para cima e para baixo. Durante estes eventos, passageiros são violentamente projetados contra seus cintos de segurança, objetos desprotegidos voam e serviços de alimentação, e até o simples ato de andar, são considerados impossíveis.
A pesquisa examina vários níveis de intensidade de turbulência, para investigar como cada um deles mudará no futuro. Os resultados mostram que a quantidade média de turbulências leves na atmosfera aumentará 59%, com as turbulências classificadas de leve a moderadas aumentando 75%; as moderadas, 94%; as moderadas a graves, 127%; e as graves, 149%.
A razão desse crescimento é que as mudanças climáticas estão gerando tesouras de vento mais fortes dentro das correntes de jato. As tesouras de vento podem se tornar instáveis, e são uma das principais causas de turbulências.
Paul Williams, que conduziu a pesquisa, disse: “Nosso novo estudo mostra, até agora, a imagem mais detalhada de como as turbulências que afetam aeronaves vão responder às alterações climáticas.”
“Para a maioria dos passageiros, turbulências leves não são mais do que uma inconveniência irritante que reduz seus níveis de conforto; mas para viajantes nervosos, até mesmo turbulências leves podem ser angustiantes.”
“Contudo, mesmo os passageiros mais experientes podem ficar alarmados com a perspectiva de um aumento de 149% em turbulências graves, que muitas vezes levam à hospitalização de viajantes aéreos e de comissários de bordo em todo o mundo.”
O novo estudo utiliza supercomputadores para simular a atmosfera e calcular como a turbulência de ar claro transatlântica mudará em uma altitude de cerca de 12 quilômetros (39 mil pés) quando houver duas vezes mais dióxido de carbono na atmosfera, o que espera-se que aconteça até o final do século.
Williams acrescentou: “Minha maior prioridade para o futuro é investigar outras rotas de voo ao redor do mundo. Também precisamos estudar a altitude e a dependência sazonal das mudanças, além de analisar diferentes modelos climáticos e cenários de aquecimento para quantificar as incertezas.”
Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences
O estudo é o primeiro a examinar o futuro das turbulências graves, aquelas que fazem aviões sofrerem com movimentos aleatórios, mais fortes que a gravidade, para cima e para baixo. Durante estes eventos, passageiros são violentamente projetados contra seus cintos de segurança, objetos desprotegidos voam e serviços de alimentação, e até o simples ato de andar, são considerados impossíveis.
A pesquisa examina vários níveis de intensidade de turbulência, para investigar como cada um deles mudará no futuro. Os resultados mostram que a quantidade média de turbulências leves na atmosfera aumentará 59%, com as turbulências classificadas de leve a moderadas aumentando 75%; as moderadas, 94%; as moderadas a graves, 127%; e as graves, 149%.
A razão desse crescimento é que as mudanças climáticas estão gerando tesouras de vento mais fortes dentro das correntes de jato. As tesouras de vento podem se tornar instáveis, e são uma das principais causas de turbulências.
Paul Williams, que conduziu a pesquisa, disse: “Nosso novo estudo mostra, até agora, a imagem mais detalhada de como as turbulências que afetam aeronaves vão responder às alterações climáticas.”
“Para a maioria dos passageiros, turbulências leves não são mais do que uma inconveniência irritante que reduz seus níveis de conforto; mas para viajantes nervosos, até mesmo turbulências leves podem ser angustiantes.”
“Contudo, mesmo os passageiros mais experientes podem ficar alarmados com a perspectiva de um aumento de 149% em turbulências graves, que muitas vezes levam à hospitalização de viajantes aéreos e de comissários de bordo em todo o mundo.”
O novo estudo utiliza supercomputadores para simular a atmosfera e calcular como a turbulência de ar claro transatlântica mudará em uma altitude de cerca de 12 quilômetros (39 mil pés) quando houver duas vezes mais dióxido de carbono na atmosfera, o que espera-se que aconteça até o final do século.
Williams acrescentou: “Minha maior prioridade para o futuro é investigar outras rotas de voo ao redor do mundo. Também precisamos estudar a altitude e a dependência sazonal das mudanças, além de analisar diferentes modelos climáticos e cenários de aquecimento para quantificar as incertezas.”
Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences
Weird sterile neutrinos may not exist, suggest new data from nuclear reactors
By Adrian Cho
For decades, physicists have known that particles called neutrinos, which have almost no mass and barely interact with other matter, come in three types—electron, muon, and tau. And for just as long, some theorists have argued that there could exist a fourth, sterile neutrino that would be even weirder and more inert than its familiar cousins. But the case for the sterile neutrino just took a hit, as physicists working on an experiment in China report data that undermine one of three key pieces of data for its existence.
The different types of neutrinos are born of different particle decays and interactions. For example, an electron neutrino—more precisely, an electron antineutrino—emerges when an atomic nucleus such as tritium undergoes a type of radioactive decay called “β decay” and turns into a slightly less massive helium-3 nucleus while spitting out an electron and an antineutrino. Similarly, a muon neutrino can emerge from the decay of a particle called a muon, which is commonly found in cosmic rays. And a tau neutrino emerges in the decay of a massive particle called a tau that can be produced with an atom smasher.
Since 1998, physicists have also known that neutrinos can change type as they zing along at near light-speed, so that a muon neutrino can become an electron neutrino, and so on. A sterile neutrino would be a fourth type that couldn’t be born in the decay of any known particle or even interact with ordinary particles. Instead, it could only arise if one of the known neutrinos morphed into it.
For 20 years, various experiments have hinted at sterile neutrinos with a mass of about 1 electron volt, about 10 to 100 times as massive as the other neutrinos are thought to be. For example, from 1993 to 1998 physicists with the Liquid Scintillator Neutrino Detector at Los Alamos National Laboratory in New Mexico studied a beam of muon neutrinos and found tantalizing clues that they might be morphing into sterile neutrinos. Another indication comes from a pair of experiments started in the 1990s in Russia and Germany that was designed to sense electron neutrinos from the sun. Both experiments used detectors made of gallium, and when researchers calibrated them with radioactive sources, they counted too few electron neutrinos, suggesting they were quickly morphing into sterile ones.
The latest evidence for sterile neutrinos emerged in 2011, when a team of theorists argued that various experiments that detect electron antineutrinos from nearby nuclear reactors saw fewer antineutrinos than they should. Dubbed the reactor antineutrino anomaly, that deficit bolstered the case for a sterile neutrino, as it suggested that the antineutrinos were morphing into the undetectable sterile form. In fact, the reactor antineutrino anomaly rekindled interest in the idea of sterile neutrinos, says Patrick Huber, a theorist at Virginia Polytechnic Institute and State University in Blacksburg and a collaborator on the Daya Bay Reactor Neutrino Experiment near Shenzhen, China.
Now, however, physicists with Daya Bay report data that support a much simpler explanation: Scientists are merely overestimating the number of neutrinos born from the various radioactive nuclei produced in the fission of one component of standard nuclear fuel.
The Daya Bay experiment comprises six detectors in three clusters, all within 1.9 kilometers of six working nuclear reactors. Physicists study antineutrinos from the reactor cores, and in 2012 they reported the measurement of a key parameter in the morphing of neutrinos.
A nuclear reactor derives power from the fission of four different atomic nuclei: uranium-235, uranium-238, plutonium-239, and plutonium-241. These nuclei split randomly to make myriad lighter nuclei. So, for example, uranium-235 can split to make krypton-89. Neutron-rich krypton-89 will then β decay repeatedly to form rubidium-89, strontium-89, and yttrium-89, spitting out an antineutrino at each step. So each type of fissionable nucleus gives rise to myriad other nuclei that spit out antineutrinos. And physicists have measured the total spectrum of antineutrinos originating with each of the four key isotopes.
Crucially, the relative amounts of the four fissionable isotopes change as a reactor consumes its fuel. The fuel starts out as a mixture of uranium isotopes, and the plutonium isotopes are “bred” in place. So over the life of the fuel—about 18 months—the amount of uranium-235 decreases. By measuring the spectrum of the antineutrinos and knowing the fractions of uranium-235 in the cores, Daya Bay physicists were able to show that the supposed deficit in the number of antineutrinos goes up and down with the amount of uranium-235, they report in a preprint posted to the arXiv server.
That makes sense if physicists are underestimating the number of antineutrinos from uranium-235 decays, Huber says. But it wouldn’t make sense if the effect were being caused by electron antineutrinos morphing into sterile ones, in which case the deficit should be constant over time, he explains. “The Daya Bay result is clearly not favoring the interpretation of a sterile neutrino.”
The new results do leave physicists with a mystery, however: Why are their estimates for the antineutrinos coming from uranium-235 so bad? “That is certainly the million-dollar question,” says Kam-Biu Luk, a physicist at the University of California, Berkeley, and co-spokesperson for the Daya Bay team.
Huber says he’s not quite ready to give up on the idea of a sterile neutrino. In fact, he says, most theoretical ideas about how neutrinos get their tiny, but not-quite-zero masses assume that sterile neutrinos have to exist—however, they could be hugely massive and thus nothing like the sterile neutrino hinted at so far. “I’m still on the fence” about sterile neutrinos, Huber says. “Every 2 years a piece of evidence comes along that points one way or the other, but it’s never decisive.”
É possível explicar a expansão acelerada do Universo sem a energia escura?
A enigmática energia escura, que se acredita responder por 68% da composição do Universo, pode não existir, de acordo com uma equipe húngaro-americana. Os pesquisadores acreditam que os modelos matemáticos do Universo não levam em conta sua estrutura mutável, mas que, uma vez que isso é feito, a necessidade de energia escura desaparece. A equipe publicou seus resultados semana passada em um artigo na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Nosso universo foi formado no Big Bang, há 13,8 bilhões de anos, e tem se expandido desde então. A prova chave dessa expansão é a lei de Hubble, baseada em observações das galáxias, que diz que, em geral, a velocidade com que a galáxia se afasta de nós é proporcional à sua distância.
Astrônomos medem essa velocidade de recessão observando linhas no espectro eletromagnético de uma galáxia, que se deslocam mais para o vermelho quanto mais rápido a galáxia está se afastando. A partir da década de 1920, o mapeamento das velocidades das galáxias levou os cientistas a concluírem que o Universo inteiro está se expandindo, e que ele se iniciou como um minúsculo ponto.
Na segunda metade do século 20, astrônomos encontraram evidências de uma matéria “escura” invisível ao observar que algo a mais era necessário para explicar o movimento das estrelas dentro das galáxias. Hoje, acredita-se que a matéria escura equivale a 27% do conteúdo do Universo (em contraste com 5% de matéria “comum”).
Observações de explosões de estrelas anãs brancas em sistemas binários, chamadas de supernova do tipo Ia, nos anos 1990 levaram os cientistas à conclusão de que um terceiro componente, a energia escura, constituía 68% do cosmos e seria responsável por conduzir uma aceleração na expansão do universo.
No novo trabalho, os pesquisadores, liderados pelo doutorando Gábor Rácz, da Universidade Eötvös Loránd, na Hungria, questionam a existência da energia escura e sugerem uma explicação alternativa. Eles argumentam que os modelos convencionais de cosmologia (o estudo da origem e evolução do universo) dependem de aproximações que ignoram sua estrutura e nas quais se assume que a matéria possui densidade uniforme.
Nosso universo foi formado no Big Bang, há 13,8 bilhões de anos, e tem se expandido desde então. A prova chave dessa expansão é a lei de Hubble, baseada em observações das galáxias, que diz que, em geral, a velocidade com que a galáxia se afasta de nós é proporcional à sua distância.
Astrônomos medem essa velocidade de recessão observando linhas no espectro eletromagnético de uma galáxia, que se deslocam mais para o vermelho quanto mais rápido a galáxia está se afastando. A partir da década de 1920, o mapeamento das velocidades das galáxias levou os cientistas a concluírem que o Universo inteiro está se expandindo, e que ele se iniciou como um minúsculo ponto.
Na segunda metade do século 20, astrônomos encontraram evidências de uma matéria “escura” invisível ao observar que algo a mais era necessário para explicar o movimento das estrelas dentro das galáxias. Hoje, acredita-se que a matéria escura equivale a 27% do conteúdo do Universo (em contraste com 5% de matéria “comum”).
Observações de explosões de estrelas anãs brancas em sistemas binários, chamadas de supernova do tipo Ia, nos anos 1990 levaram os cientistas à conclusão de que um terceiro componente, a energia escura, constituía 68% do cosmos e seria responsável por conduzir uma aceleração na expansão do universo.
No novo trabalho, os pesquisadores, liderados pelo doutorando Gábor Rácz, da Universidade Eötvös Loránd, na Hungria, questionam a existência da energia escura e sugerem uma explicação alternativa. Eles argumentam que os modelos convencionais de cosmologia (o estudo da origem e evolução do universo) dependem de aproximações que ignoram sua estrutura e nas quais se assume que a matéria possui densidade uniforme.
István Csabai |
Imagem de um dos quadros da simulação feita durante o estudo |
Na prática, matéria normal e matéria escura parecem preencher o Universo com uma estrutura parecida com espuma, onde galáxias estão localizadas nas finas paredes entre bolhas, e estão agrupadas em superaglomerados. Em contrapartida, o interior das bolhas está quase vazio de ambos os tipos de matéria.
Utilizando uma simulação por computador para modelar o efeito da gravidade na distribuição de milhões de partículas de matéria escura, os cientistas reconstruíram a evolução do Universo, incluindo os agrupamentos iniciais de matéria, e a formação de estruturas em larga escala.
Ao contrário das simulações convencionais, com uma expansão suave do Universo, levar em conta a estrutura conduziu a um modelo no qual diferentes regiões do cosmos se expandem em diferentes ritmos. A taxa média de expansão, porém, é consistente com as presentes observações, o que sugere uma aceleração, no geral.
Dobos completa: “A teoria da relatividade geral é fundamental para entender a forma como o Universo evolui. Não questionamos a sua validade; questionamos a validade das soluções aproximadas. Nossas descobertas baseiam-se em uma conjectura matemática que permite a expansão diferencial do espaço, consistente com a relatividade geral, e mostram como a formação de estruturas de matéria complexas afetam essa expansão. Anteriormente, essas questões haviam sido varridas para baixo do tapete, mas levá-las em conta pode explicar a aceleração sem a necessidade de energia escura”.
Se essa descoberta se sustentar, pode ter um impacto significante nos modelos do Universo e na direção das pesquisas em física. Nos últimos 20 anos, astrônomos e físicos teóricos têm especulado sobre a natureza da energia escura, mas ela continua um mistério. Com o novo modelo, a equipe espera ao menos dar início a um animado debate.
Royal Astronomical Society
Living a Lie: We Deceive Ourselves to Better Deceive Others
People mislead themselves all day long. We tell ourselves we’re smarter and better looking than our friends, that our political party can do no wrong, that we’re too busy to help a colleague. In 1976, in the foreword to Richard Dawkins’s The Selfish Gene, the biologist Robert Trivers floated a novel explanation for such self-serving biases: We dupe ourselves in order to deceive others, creating social advantage. Now after four decades Trivers and his colleagues have published the first research supporting his idea.
Psychologists have identified several ways of fooling ourselves: biased information-gathering, biased reasoning and biased recollections. The new work, forthcoming in the Journal of Economic Psychology, focuses on the first—the way we seek information that supports what we want to believe and avoid that which does not.
In one experiment Trivers and his team asked 306 online participants to write a persuasive speech about a fictional man named Mark. They were told they would receive a bonus depending on how effective it was. Some were told to present Mark as likable, others were instructed to depict him as unlikable, the remaining subjects were directed to convey whatever impression they formed. To gather information about Mark, the participants watched a series of short videos, which they could stop observing at any intermission. For some viewers, most of the early videos presented Mark in a good light (recycling, returning a wallet), and they grew gradually darker (catcalling, punching a friend). For others, the videos went from dark to light.
When incentivized to present Mark as likable, people who watched the likable videos first stopped watching sooner than those who saw unlikable videos first. The former did not wait for a complete picture as long as they got the information they needed to convince themselves, and others, of Mark’s goodness. In turn, their own opinions about Mark were more positive, which led their essays about his good nature to be more convincing, as rated by other participants. (A complementary process occurred for those paid to present Mark as bad.) “What’s so interesting is that we seem to intuitively understand that if we can get ourselves to believe something first, we’ll be more effective at getting others to believe it,” says William von Hippel, a psychologist at The University of Queensland, who co-authored the study. “So we process information in a biased fashion, we convince ourselves, and we convince others. The beauty is, those are the steps Trivers outlined—and they all lined up in one study.”
In real life you are not being paid to talk about Mark but you may be selling a used car or debating a tax policy or arguing for a promotion—cases in which you benefit not from gaining and presenting an accurate picture of reality but from convincing someone of a particular point of view.
One of the most common types of self-deception is self-enhancement. Psychologists have traditionally argued we evolved to overestimate our good qualities because it makes us feel good. But feeling good on its own has no bearing on survival or reproduction. Another assertion is self-enhancement boosts motivation, leading to greater accomplishment. But if motivation were the goal, then we would have just evolved to be more motivated, without the costs of reality distortion.
Trivers argues that a glowing self-view makes others see us in the same light, leading to mating and cooperative opportunities. Supporting this argument, Cameron Anderson, a psychologist at the University of California, Berkeley, showed in 2012 that overconfident people are seen as more competent and have higher social status. “I believe there is a good possibility that self-deception evolved for the purpose of other-deception,” Anderson says.
In another study, forthcoming in Social Psychological and Personality Science, von Hippel and collaborators tested all three arguments together, in a longitudinal fashion. Does overconfidence in one’s self increase mental health? Motivation? Popularity?
Tracking almost 1,000 Australian high school boys for two years, the researchers found that over time, overconfidence about one’s athleticism and intelligence predicted neither better mental health nor better athletic or academic performance. Yet athletic overconfidence did predict greater popularity over time, supporting the idea that self-deception begets social advantage. (Intellectual self-enhancement may not have boosted popularity, the authors suggest, because among the teenage boys, smarts may have mattered less than sports.)
Why did it take so long for experimental evidence for Trivers’ idea to emerge? In part, he says, because he is a theorist and did not test it until he met von Hippel. Other experimental psychologists didn’t test it because the theory was not well known in psychology, von Hippel and Anderson say. Further, they suggest, most psychologists saw self-esteem or motivation as reason enough for self-enhancement to evolve.
Hugo Mercier, a researcher at the Institute for Cognitive Sciences in France who was not involved in the new studies, is familiar with the theory but questions it. He believes that in the long run overconfidence may backfire. He and others also debate whether motivated biases can strictly be called self-deception. “The whole concept is misleading,” he says. It’s not as though there is one part of us deliberately fooling another part of us that is the “self.” Trivers, von Hippel and Anderson of course disagree with Mercier on self-deception’s functionality and terminology.
Von Hippel offers two pieces of wisdom regarding self-deception: “My Machiavellian advice is this is a tool that works,” he says. “If you need to convince somebody of something, if your career or social success depends on persuasion, then the first person who needs to be [convinced] is yourself.” On the defensive side, he says, whenever anyone tries to convince you of something, think about what might be motivating that person. Even if he is not lying to you, he may be deceiving both you and himself.
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