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Planetas extra-solares, Kepler 62 e o Paradoxo de Fermi local

Conforme aumentam o número de planetas extra-solares descobertos, também aumentamos vínculos sobre as previsões do modelo de percolação galática (Paradoxo de Fermi Local).
A previsão é que, se assumirmos que Biosferas Meméticas (Biosferas culturais ou Tecnosferas) são um resultado provável de Biosferas Genéticas, então devemos estar dentro de uma região com pucos planetas habitáveis. Pois se existirem planetas habitados (por seres inteligentes) por perto, com grande probabilidade eles são bem mais avançados do que nós, e já teriam nos colonizado.
Como isso ainda não ocorreu (a menos que se acredite nas teorias de conspiração dos ufólogos e nas teorias de Jesus ET, deuses astronautas etc.), segue que quanto mais os astronomos obtiverem dados, mais ficará evidente que nosso sistema solar é uma anomalia dentro de nossa vizinhança cósmica (1000 anos-luz?), ou seja, não podemos assumir o Princípio Copernicano em relação ao sistema solar: nosso sistema solar não é tipico em nossa vizinhança.  Bom, pelo menos, essa conclusão está batendo com os dados coletados até hoje…
Assim, é possível fazer a previsão de que uma maior análise dos planetas Kepler 62-e e Kepler 62-f revelará que eles não possuem uma atmosfera com oxigênio ou metano, sinais de um planeta com biosfera.

Persistence solves Fermi Paradox but challenges SETI projects

Osame Kinouchi (DFM-FFCLRP-Usp)
(Submitted on 8 Dec 2001)

Persistence phenomena in colonization processes could explain the negative results of SETI search preserving the possibility of a galactic civilization. However, persistence phenomena also indicates that search of technological civilizations in stars in the neighbourhood of Sun is a misdirected SETI strategy. This last conclusion is also suggested by a weaker form of the Fermi paradox. A simple model of a branching colonization which includes emergence, decay and branching of civilizations is proposed. The model could also be used in the context of ant nests diffusion.

03/05/2013 – 03h10

Possibilidade de vida não se resume a planetas similares à Terra, diz estudo

SALVADOR NOGUEIRA
COLABORAÇÃO PARA A FOLHA

Com as diferentes composições, massas e órbitas possíveis para os planetas fora do Sistema Solar, a vida talvez não esteja limitada a mundos similares à Terra em órbitas equivalentes à terrestre.

Editoria de arte/Folhapress

Essa é uma das conclusões apresentada por Sara Seager, do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), nos EUA, em artigo de revisão publicado no periódico “Science“, com base na análise estatística dos cerca de 900 mundos já detectados ao redor de mais de 400 estrelas.

Seager destaca a possível existência de planetas cuja atmosfera seria tão densa a ponto de preservar água líquida na superfície mesmo a temperaturas bem mais baixas que a terrestre. Read more [+]

O Bonobo e o Ateu

Concordo com de Wall, mas o perigo no século XXI não é o comunismo mas sim o neofacismo.
27/04/2013 – 03h00

‘Religião não é fonte da moral, mas eliminá-la é temerário’, diz primatólogo

REINALDO JOSÉ LOPES
COLABORAÇÃO PARA A FOLHA

Para alguém que tem se especializado em demonstrar que o ser humano e os demais primatas têm um lado pacífico e bondoso por natureza, Frans de Waal conseguiu comprar briga com muita gente diferente.

Autor de “The Bonobo and the Atheist” (“O Bonobo e o Ateu”), que acaba de sair nos Estados Unidos, o primatólogo holandês-americano provavelmente não agradará muitos religiosos ao argumentar que ninguém precisa de Deus para ser bom.

Seu modelo de virtude? O bonobo (Pan paniscus), um primo-irmão dos chimpanzés conhecido pela capacidade de empatia com membros de sua espécie e de outras, pela sociedade tolerante, sem “guerras”, e pelo uso do sexo para resolver conflitos.

Com base nos estudos com grandes macacos e outros mamíferos sociais, como cetáceos e elefantes, De Waal diz que a moralidade não surgiu por meio de argumentos racionais nem graças a leis ditadas por Deus, mas deriva de emoções que compartilhamos com essas espécies.

Bonobos e chimpanzés sabem que é seu dever cuidar de um amigo doente, retribuir um favor ou pedir desculpas.

Por outro lado, o livro é uma crítica aos Novos Ateus, grupo capitaneado pelo britânico Richard Dawkins que tem dado novo impulso ao conflito entre ateísmo e religião desde a última década.

“Eu não consigo entender por que um ateu deveria agir de modo messiânico como eles”, diz De Waal, ateu e ex-católico. “O inimigo não é a religião, é o dogmatismo.”

*download

Folha – Quem está mais bravo com o sr. depois da publicação do livro?
Frans de Waal – Bem, no caso dos ateus, recebi muitas mensagens de gente que me apoia. É claro que, em certo sentido, estou do lado deles, tanto por também ser ateu quanto por acreditar que a fonte da moralidade não é a religião. O que eu digo no livro é que os Novos Ateus estavam gritando alto demais e que precisam se acalmar um pouco, porque a estratégia deles não é a melhor.

Em seu livro, o sr. faz uma referência ao romance “O Senhor das Moscas”, de William Golding, história na qual garotos perdidos numa ilha reinventam vários aspectos da sociedade, inclusive a religião. Mas a religião que eles criam é brutal, com sacrifícios humanos. O sr. acha que a religião nasceu brutal e foi ficando mais humanizada?
Acho que não. Quando olhamos para as sociedades tradicionais de pequena escala, que foram a regra na pré-história, vemos que esse tipo de coisa não está presente entre elas.
É claro que elas tinham crenças sobre o mundo sobrenatural e podiam sacrificar um ou outro animal aos deuses, mas, no geral, eram relativamente benignas.
É só quando as sociedades aumentam de escala que elas começam a se tornar mais agressivas e dogmáticas.

Quando se enfatiza o lado pacífico e ético das sociedades de primatas não humanos e do próprio homem, não há um perigo de fechar os olhos para a faceta violenta dela?
Concordo que, nos meus livros mais recentes, essa ênfase existe. Por outro lado, meu primeiro livro, “Chimpanzee Politics” [“Política Chimpanzé”, sem tradução no Brasil], era totalmente focado na violência, na manipulação maquiavélica e em outros aspectos pouco agradáveis da sociedade primata. Mas a questão é que surgiu uma ênfase exagerada nesses aspectos negativos, e as pessoas não estavam ouvindo o outro lado da história.

O sr. acha que encontrar um chimpanzé ou bonobo cara a cara pela primeira vez pode funcionar como uma experiência religiosa ou espiritual?
Eu não chamaria de experiência religiosa (risos), mas é uma experiência que muda a sua percepção da vida.
No livro, conto como a chegada dos primeiros grandes macacos vivos à Europa no final do século 19 despertou reações fortes, em vários casos deixando o público revoltado porque havia essa ideia confortável da separação entre seres humanos e animais. Por outro lado, gente como Darwin viu aquela experiência como algo positivo.

E o sr. sente que essa aversão aos grandes macacos diminuiu hoje?
Sim, e isso é muito interessante. Eu costumo dar palestras em reuniões de sociedades zoológicas de grandes cidades aqui nos Estados Unidos. Tenho certeza de que muitas pessoas ali são religiosas. E esse público é fascinado pelos paralelos e pelas semelhanças entre seres humanos e grandes macacos ou outros animais.
Isso não significa que queiram saber mais sobre a teoria da evolução, mas elas acolhem a conexão entre pessoas e animais.

Na sua nova obra, o sr. defende a ideia de que não se pode simplesmente eliminar a religião da vida humana sem colocar outra coisa no lugar dela. Que outra coisa seria essa?
É preciso reconhecer que os seres humanos têm forte tendência a acreditar em entidades sobrenaturais e a seguir líderes. E o que nós vimos, em especial no caso do comunismo, no qual houve um esforço para eliminar a religião, é que essa tendência acaba sendo preenchida por outro tipo de fé, que se torna tão dogmática quanto a fé religiosa.
Então, o temor que eu tenho é que, se a religião for eliminada, ela seja substituída por algo muito pior. Acho preferível que as religiões sejam adaptadas à sociedade moderna.

Outro argumento do livro é que o menos importante nas religiões é a base factual delas. O mais relevante seria o papel social e emocional dos rituais. Para quem é religioso e se importa com a verdade do que acredita, não é uma visão que pode soar como condescendente ou desonesta?
Pode ser que, para quem é religioso, essa visão trivialize suas crenças. Mas, como biólogo, quando vejo alguma coisa que parece existir em quase todos os grupos de uma espécie, a minha pergunta é: para que serve? Que benefício as pessoas obtêm com isso? Não tenho a intenção de insultar ninguém com esse enfoque.

The Bonobo and the Atheist
editora W.W. Norton & Company
preço R$ 29,35 (e-book na Amazon.com), 313 págs.

Grandes extinções são mais periódicas do que se pensava

The Death of Nemesis: The Sun’s Distant, Dark Companion

Posted: 11 Jul 2010 09:10 PM PDT

The data that once suggested the Sun is orbited by a distant dark companion now raises even more questions

Over the last 500 million years or so, life on Earth has been threatened on many occasions; the fossil record is littered with extinction events. What’s curious about these events is that they seem to occur with alarming regularity.

The periodicity is a matter of some controversy among paleobiologists but there is a growing consensus that something of enormous destructive power happens every 26 or 27 million years. The question is what?

In this blog, we’ve looked at various ideas such as the Sun’s passage through the various spiral arms of the Milky Way galaxy (it turns out that this can’t explain the extinctions because the motion doesn’t have had the right periodicity).

But another idea first put forward in the 1980s is that the Sun has a distant dark companion called Nemesis that sweeps through the Oort cloud every 27 million years or so, sending a deadly shower of comets our way. It’s this icy shower of death that causes the extinctions, or so the thinking goes.

Today, Adrian Melott at the University of Kansas and Richard Bambach at the Smithsonian Institute in Washington DC re-examine the paleo-record to see if they can get a more accurate estimate of the orbit of Nemesis.

Their work throws up a surprise. They have brought together a massive set of extinction data from the last 500 million years, a period that is twice as long as anybody else has studied. And their analysis shows an excess of extinctions every 27 million years, with a confidence level of 99%.

That’s a clear, sharp signal over a huge length of time. At first glance, you’d think it clearly backs the idea that a distant dark object orbits the Sun every 27 million years.

But ironically, the accuracy and regularity of these events is actually evidence against Nemesis’ existence, say Melott and Bambuch.

That’s because Nemesis’ orbit would certainly have been influenced by the many close encounters we know the Sun has had with other starsin the last 500 million years.

These encounters would have caused Nemesis’ orbit to vary in one of two ways. First, the orbit could have changed suddenly so that instead of showing as a single the peak, the periodicity would have two or more peaks. Or second, it could have changed gradually by up 20 per cent, in which case the peak would be smeared out in time.

But the data indicates that the extinctions occur every 27 million years, as regular as clockwork. “Fossil data, which motivated the idea of Nemesis, now militate against it,” say Melott and Bambuch.

That means something else must be responsible. It’s not easy to imagine a process in our chaotic interstellar environment that could have such a regular heart beat; perhaps the answer is closer to home.

There is a smidgeon of good news. The last extinction event in this chain happened 11 million years ago so, in theory at least, we have plenty of time to work out where the next catastrophe is coming from.

Either way, the origin of the 27 million year extinction cycle is hotting up to become one of the great scientific mysteries of our time. Suggestions, if you have any, in the comments section please.

Ref: arxiv.org/abs/1007.0437: Nemesis Reconsidered

Sexo grupal entre vagalumes

Estudo: vagalumes sincronizam luzes para conquistar fêmeas
08 de julho de 2010 16h50

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Cientistas afirmam que vagalumes sincronizam suas piscadas para que fêmea não confunda as espécies Foto: Getty Images

Cientistas afirmam que vagalumes sincronizam suas piscadas para que fêmea não confunda as espécies
Foto: Getty Images

Um novo estudo da universidade de Connecticut, nos Estados Unidos, indica que os vagalumes machos sincronizam suas luzes para atrair as fêmeas. Segundo os cientistas, a sincronia das piscadas ajuda as fêmeas a encontrar os machos da sua própria espécie, e não cruzar com um vagalume de outra. As informações são do Discovery News.

Os pesquisadores afirmam que quando a fêmea vê os machos piscando no mesmo padrão, ela pode responder com outro flash para chamar o parceiro. “O que as fêmeas estão fazendo é procurar pelo número e o tempo dos flashes”, diz o pesquisador Andrew Moiseff.

Os cientistas, para testar a teoria, utilizaram pequenas luzes LED que imitavam os padrões de diferentes espécies. Contudo, os pesquisadores não consideram que os trabalhos tenham acabado. “De seis a 12 machos podem ser atraídos (pela luz da fêmea), nos não sabemos se ela distingue entre os machos quando responde”, diz Moiseff.

Não é incomum encontrar no campo uma fêmea cercada por vários machos, o que indica, segundo os cientistas, que há outro nível de seleção ainda não descoberto. “O fato de que as fêmeas tendem mais a responder a sinais sincronizados do que aos não sincronizados é um grande negócio. Nós sabemos que, para o macho, receber um sinal positivo da fêmea é pelo menos metade da batalha de conseguir uma parceira”, diz o cientista.

O estudo será publicado na edição do dia 9 da revista especializada Science.

The biology dummies tutorial para barras de erros

Error bars in experimental biology.

Geoff Cumming, Fiona Fidler, David L Vaux
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The Journal of Cell Biology (2007)
Volume: 177, Issue: 1, Publisher: Rockefeller Univ Press, Pages: 7-11
PubMed ID: 17420288
Available from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

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basics error bars graphing methods standard deviation standard error statistics

Abstract

Error bars commonly appear in figures in publications, but experimental biologists are often unsure how they should be used and interpreted. In this article we illustrate some basic features of error bars and explain how they can help communicate data and assist correct interpretation. Error bars may show confidence intervals, standard errors, standard deviations, or other quantities. Different types of error bars give quite different information, and so figure legends must make clear what error bars represent. We suggest eight simple rules to assist with effective use and interpretation of error bars.
Cuidado! O autor diz: About two thirds of the data points will lie within the region of mean ± 1 SD, and ∼95% of the data points will be within 2 SD of the mean. Mas isso só vale para dados com distribuição aproximadamente Gaussiana. Se os dados tiverem distribuição com cauda longa, leis de potência (leis de Pareto) ou similares, o desvio padrão pode até nem existir (muito menos a média!). Neste caso, talvez seja interessante usar a entropia S = – \sum_i p_i ln p_i, onde p_i é a probabilidade de um valor cair no i-esimo bin (coluna) de uma tabela discretizada de valores. Uma sugestão para a qual ainda preciso encontrar uma referência…

Acho que vamos ter que ensinar Mecânica Quântica para Biólogos…

Quantum Entanglement Holds DNA Together, Say Physicists

Posted: 27 Jun 2010 09:10 PM PDT

A new theoretical model suggests that quantum entanglement helps prevent the molecules of life from breaking apart

There was a time, not so long ago, when biologists swore black and blue that quantum mechanics could play no role in the hot, wet systems of life.

Since then, the discipline of quantum biology has emerged as one of the most exciting new fields in science. It’s beginning to look as if quantum effects are crucial in a number of biological processes, such as photosynthesis and avian navigation which we’ve looked at here and here.

Now a group of physicists say that the weird laws of quantum mechanics may be more important for life than biologists could ever have imagined. Their new idea is that DNA is held together by quantum entanglement.

That’s worth picking apart in more detail. Entanglement is the weird quantum process in which a single wavefunction describes two separate objects. When this happens, these objects effectively share the same existence, no matter how far apart they might be.

The question that Elisabeth Rieper at the National University of Singapore and a couple of buddies have asked is what role might entanglement play in DNA. To find out, they’ve constructed a simplified theoretical model of DNA in which each nucleotide consists of a cloud of electrons around a central positive nucleus. This negative cloud can move relative to the nucleus, creating a dipole. And the movement of the cloud back and forth is a harmonic oscillator.

When the nucleotides bond to form a base, these clouds must oscillate in opposite directions to ensure the stability of the stucture.

Rieper and co ask what happens to these oscillations, or phonons as physicists call them, when the base pairs are stacked in a double helix.

Phonons are quantum objects, meaning they can exist in a superposition of states and become entangled, just like other quantum objects.

To start with, Rieper and co imagine the helix without any effect from outside heat. “Clearly the chain of coupled harmonic oscillators is entangled at zero temperature,” they say. They then go on to show that the entanglement can also exist at room temperature.

That’s possible because phonons have a wavelength which is similar in size to a DNA helix and this allows standing waves to form, a phenomenon known as phonon trapping. When this happens, the phonons cannot easily escape. A similar kind of phonon trapping is known to cause problems in silicon structures of the same size.

That would be of little significance if it had no overall effect on the helix. But the model developed by Rieper and co suggests that the effect is profound.

Although each nucleotide in a base pair is oscillating in opposite directions, this occurs as a superposition of states, so that the overall movement of the helix is zero. In a purely classical model, however, this cannot happen, in which case the helix would vibrate and shake itself apart.

So in this sense, these quantum effects are responsible for holding DNA together.

The question of course is how to prove this. They say that one line of evidence is that a purely classical analysis of the energy required to hold DNA together does not add up. However, their quantum model plugs the gap. That’s interesting but they’ll need to come up with something experimentally convincing to persuade biologists of these ideas.

One tantalising suggestion at the end of their paper is that the entanglement may have an influence on the way that information is read off a strand of DNA and that it may be possible to exploit this experimentally. Just how, they don’t say.

Speculative but potentially explosive work.

Ref: arxiv.org/abs/1006.4053: The Relevance Of Continuous Variable Entanglement In DNA

Dormir ou não dormir, eis a questão…

Mammalian Sleep Dynamics: How Diverse Features Arise from a Common Physiological Framework

Andrew J. K. Phillips1,2,3*, Peter A. Robinson1,2,4, David J. Kedziora1,2, Romesh G. Abeysuriya1,2

1 School of Physics, University of Sydney, Sydney, Australia, 2Brain Dynamics Center, Westmead Millennium Institute, Sydney Medical School – Western, University of Sydney, Westmead Hospital, Sydney, Australia, 3 Division of Sleep Medicine, Brigham & Women’s Hospital, Harvard Medical School, Boston, Massachussetts, United States of America, 4 Center for Integrated Research and Understanding of Sleep, Camperdown, Australia

Abstract Top

Mammalian sleep varies widely, ranging from frequent napping in rodents to consolidated blocks in primates and unihemispheric sleep in cetaceans. In humans, rats, mice and cats, sleep patterns are orchestrated by homeostatic and circadian drives to the sleep–wake switch, but it is not known whether this system is ubiquitous among mammals. Here, changes of just two parameters in a recent quantitative model of this switch are shown to reproduce typical sleep patterns for 17 species across 7 orders. Furthermore, the parameter variations are found to be consistent with the assumptions that homeostatic production and clearance scale as brain volume and surface area, respectively. Modeling an additional inhibitory connection between sleep-active neuronal populations on opposite sides of the brain generates unihemispheric sleep, providing a testable hypothetical mechanism for this poorly understood phenomenon. Neuromodulation of this connection alone is shown to account for the ability of fur seals to transition between bihemispheric sleep on land and unihemispheric sleep in water. Determining what aspects of mammalian sleep patterns can be explained within a single framework, and are thus universal, is essential to understanding the evolution and function of mammalian sleep. This is the first demonstration of a single model reproducing sleep patterns for multiple different species. These wide-ranging findings suggest that the core physiological mechanisms controlling sleep are common to many mammalian orders, with slight evolutionary modifications accounting for interspecies differences.

Author Summary Top

The field of sleep physiology has made huge strides in recent years, uncovering the neurological structures which are critical to sleep regulation. However, given the small number of species studied in such detail in the laboratory, it remains to be seen how universal these mechanisms are across the whole mammalian order. Mammalian sleep is extremely diverse, and the unihemispheric sleep of dolphins is nothing like the rapidly cycling sleep of rodents, or the single daily block of humans. Here, we use a mathematical model to demonstrate that the established sleep physiology can indeed account for the sleep of a wide range of mammals. Furthermore, the model gives insight into why the sleep patterns of different species are so distinct: smaller animals burn energy more rapidly, resulting in more rapid sleep–wake cycling. We also show that mammals that sleep unihemispherically may have a single additional neuronal pathway which prevents sleep-promoting neurons on opposite sides of the hypothalamus from activating simultaneously. These findings suggest that the basic physiology controlling sleep evolved before mammals, and illustrate the functional flexibility of this simple system.

Citation: Phillips AJK, Robinson PA, Kedziora DJ, Abeysuriya RG (2010) Mammalian Sleep Dynamics: How Diverse Features Arise from a Common Physiological Framework. PLoS Comput Biol 6(6): e1000826. doi:10.1371/journal.pcbi.1000826

Criacionismo Nova Era

Vou violar a regra de não alimentar trolls. É que aparentemente o leitor César Reis exemplifica um novo tipo de criacionismo, que não tem origem no fundamentalismo cristão, judeu ou muçulmano, mas sim em um fundamentalismo Nova Era.

Assim, vou tentar responder parágrafo por parágrafo.

Prezado Osame:


Não sei de onde você tirou este fantástico e massificador placar de 98% para teólogos cristãos favoráveis ao evolucionismo darwinista. Poderia indicar-me a fonte da pesquisa? E quantos seriam esses teólogos: 10, 15, 23? E de onde seriam os teólogos: do Brasil, da Tanzânia?

É tudo muito simples Osame, os céticos de modo geral fazem de tudo para provar suas teorias materialistas, inclusive mentir. Se você se der ao trabalho de num dia desses prestar atenção aos pastores evangélicos na TV – a grande maioria, senão todos, são teólogos – verá que são pelo criacionismo.

César, estou considerando os teólogos profissionais, ou seja, o pessoal com pós-graduação em teologia, e não os pastores de TV que, se tanto, teriam apenas o bacharelado (na verdade, a imensa maioria deles não tem nem o bacharelado…). Assim como é melhor discutir cosmologia com cosmólogos proficionais em vez de professores do Telecurso 2 grau, acho que devemos discutir teologia com teólogos profissionais e scholars em vez de amadores, você não acha?

Dou a seguir uma lista de teólogos suficientemente famosos para constarem na wikipedia. Daí o César pode verificar a biografia de um por um e contar o número de teólogos criacionistas. Talvez encontre menos que 2%…

20th century

[edit]21st century



E há fortíssimas correntes do clero de ambos os lados que não aceitaram nem a pseudo aproximação e nem a homenagem esquisita ao Darwin, muito menos a teoria evolucionista (sempre a teoria, nunca provas concretas como amam os céticos. Paradoxo, não?). Não estou mentindo feito muitos céticos, é só pesquisar que achará. Se tiver dificuldades eu busco para você, mas antes, por favor, pesquise.

OK, César, pesquise e me mostre quem são as fortíssimas correntes do clero Católico e Anglicano que são criacionistas. OK, tem a Opus Dei, é fortíssima… em termos políticos, não em termos teológicos… Me parece que apenas a extrema direita da Igreja é criacionista…

Vou lhe dar uma boa dica: No livro “O Monoteísmo Bíblico e os Deuses da Criação” de Rayom Ra, publicado no Scribd, há o seguinte na pg 13:

“O próprio Eugene Dubois concluiria numa fase posterior de sua vida que a calota craniana de seu amado Pithecanthropus, pertencia a um grande Gibão, um símeo que os evolucionistas não consideram esteja tão intimamente relacionado aos humanos.” (A História Secreta da Raça Humana – Michael A. Cremo e Richard I. Thompson”.

Rayom Ra… rs…. OK, OK. Dado que houve meia duzia de fraudes na história da Paleontologia, ela está completamente errada, certo? Um argumento de uma lógica profunda. E como na história da Física houve bem mais que centenas de descobertas fraudadas, a Física está errada completamente, concorda? Agora, parece que o Dr. Ra está confundindo o Pithecantropus com o Homem de Piltdown (ver aqui), dado que o Pithecantropus de Dubois não é arrolado como fraude científica, ver aqui.

E há outras falcatruas e montagens mentirosas como de Teilhard de Chardin a que já me referi e da tal Lucy. Dê uma olhadinha, não custa nada. O link todo do autor: é http://www.scribd.com/Rayom%20Ra. Se der “oops …” clique no “take me back home” que abre lá a página.

César, acho que Lucy também não é considerada fraude científica, ver aqui.

Quanto aos biólogos evangélicos, é brincadeira desses malucos. Só pra começar e não fugir da regra do dízimo veja o que colocaram:
“Make a Donation Support BioLogos by making a contribution or supporting a project.”

Está explicado.

César, o biólogo evangélico maluco que defende o Darwinismo e que fundou a Fundação Biologos é Francis Collins, diretor do National Institutes of Health, o CNPq das pesquisas em Medicina dos EUA… Ver aqui.


Emergência da divisão de trabalho


Foto retirada do site Formigas.

Rapid Transition towards the Division of Labor via Evolution of Developmental Plasticity

Biological organisms are highly complex and are comprised of many different parts that function to ensure the survival and reproduction of the whole. How and why the complexity has increased in the course of evolution is a question of great scientific and philosophical significance. Biologists have identified a number of major transitions in the evolution of complexity including the origin of chromosomes, eukaryotes, sex, multicellular organisms, and social groups in insects. A crucial step in many of these transitions is the division of labor between components of the emerging higher-level evolutionary unit. How the division of labor was achieved in the face of selfishness of lower-level units is controversial. Here I study the emergence of differentiated cell colonies in which one part of the colony’s cells (germ) specializes in reproduction and the other part of the colony’s cells (soma) specializes in survival. Using a mathematical model I show that complete germ-soma differentiation can be achieved relatively easily and fast (with a million generations) via the evolution of developmental plasticity. My approach is expandable in a number of directions including the emergence of multiple cell types, complex organs, or casts of eusocial insects.

Article
Sergey Gavrilets*

Department of Ecology and Evolutionary Biology, Department of Mathematics, National Institute for Mathematical and Biological Synthesis, University of Tennessee, Knoxville, Tennessee, United States of America

Abstract

A crucial step in several major evolutionary transitions is the division of labor between components of the emerging higher-level evolutionary unit. Examples include the separation of germ and soma in simple multicellular organisms, appearance of multiple cell types and organs in more complex organisms, and emergence of casts in eusocial insects. How the division of labor was achieved in the face of selfishness of lower-level units is controversial. I present a simple mathematical model describing the evolutionary emergence of the division of labor via developmental plasticity starting with a colony of undifferentiated cells and ending with completely differentiated multicellular organisms. I explore how the plausibility and the dynamics of the division of labor depend on its fitness advantage, mutation rate, costs of developmental plasticity, and the colony size. The model shows that the transition to differentiated multicellularity, which has happened many times in the history of life, can be achieved relatively easily. My approach is expandable in a number of directions including the emergence of multiple cell types, complex organs, or casts of eusocial insects.

Author Summary

Biological organisms are highly complex and are comprised of many different parts that function to ensure the survival and reproduction of the whole. How and why the complexity has increased in the course of evolution is a question of great scientific and philosophical significance. Biologists have identified a number of major transitions in the evolution of complexity including the origin of chromosomes, eukaryotes, sex, multicellular organisms, and social groups in insects. A crucial step in many of these transitions is the division of labor between components of the emerging higher-level evolutionary unit. How the division of labor was achieved in the face of selfishness of lower-level units is controversial. Here I study the emergence of differentiated cell colonies in which one part of the colony’s cells (germ) specializes in reproduction and the other part of the colony’s cells (soma) specializes in survival. Using a mathematical model I show that complete germ-soma differentiation can be achieved relatively easily and fast (with a million generations) via the evolution of developmental plasticity. My approach is expandable in a number of directions including the emergence of multiple cell types, complex organs, or casts of eusocial insects.

Citation: Gavrilets S (2010) Rapid Transition towards the Division of Labor via Evolution of Developmental Plasticity. PLoS Comput Biol 6(6): e1000805. doi:10.1371/journal.pcbi.1000805

Editor: Carl T. Bergstrom,
Received: January 10, 2010; Accepted: May 5, 2010; Published: June 10, 2010

Insetos tem livre arbítrio? (II)

Moscas têm sinais de livre arbítrio

Pesquisa revela que comportamento do inseto não é nem aleatório nem determinado.
Trabalho indica que pode existir um componente biológico para a vontade própria.

Marília Juste

Do G1, em São Paulo

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Foto: Reprodução

Durante os testes, as moscas se comportaram como se tivessem vontade própria. (Foto: Reprodução)

A mesma mosca que parece incapaz de deixar de bater a cabeça no vidro da janela pode possuir algo que parece muito humano: livre arbítrio. É o que indica um estudo feito com moscas-de-fruta na Alemanha. O trabalho não afirma que os insetos tomam decisões conscientes, mas rebate uma visão bastante popular na neurociência: a de que o cérebro funciona simplesmente respondendo a estímulos, como um robô mais avançado.

Há uma “lei” semi-séria entre os cientistas que analisam comportamento animal em laboratório, que traduzida livremente significa: “sob circunstâncias experimentais cuidadosamente controladas, um animal vai se comportar como lhe der na telha”. O trabalho alemão, publicado na revista científica “PloS ONE” nesta semana, procura estudar exatamente essa variabilidade.

“Nossos resultados nos permitem perguntar por que o cérebro possui essa propriedade. Por que um animal sempre se comporta de uma maneira um pouco diferente mesmo nas mesmas situações?”, afirmou ao G1 o líder do estudo, Björn Brembs, da Universidade Freie, em Berlim.

A visão defendida por Brembs não é exatamente popular entre os neurocientistas. Para a maioria deles, o cérebro toma uma determinada ação em resposta a um certo estímulo. Isso não significa que o mesmo estímulo sempre resultará na mesma ação, mas que não existiria decisão tomada por mera “vontade”, sem relação com algum estímulo externo -– mesmo em seres humanos.

As diferenças de comportamento observadas em animais respondendo a um mesmo estímulo, principalmente em insetos, são, para grande parte dos pesquisadores, apenas respostas aleatórias, resultado de cérebros complexos.

Não foi o que a equipe de Brembs verificou nas moscas-de-fruta. O grupo prendeu exemplares do inseto com pequenas quantidades de cola, que as impedia de mudar de lugar, mas não de se mexer e bater as asas, em um ambiente completamente branco, sem qualquer estímulo externo.

Se as moscas simplesmente respondessem ao estímulo que recebiam, elas todas se moveriam de maneira mais ou menos parecida –- e monótona. Se sua resposta fosse aleatória, ela lembraria os sons erráticos de um rádio fora de estação. Mas o que os cientistas observaram foram movimentos completamente diferentes, que não podem ser considerados nem determinados, nem aleatórios. “Um comportamento aleatório é fácil de testar matematicamente e as moscas não estão nem perto disso”, afirma Brembs.

A equipe testou diversos modelos matemáticos para tentar prever o comportamento dos insetos. Nenhum deu certo. “Nossos resultados eliminam duas explicações sobre o comportamento das moscas que contrariam a existência de um livre arbítrio: a aleatoriedade e o determinismo”, diz Brembs. “Se a livre vontade existe, ela está entre essas duas possibilidades, em um lugar que ainda não é bem compreendido”, afirma.

Segundo o cientista, se nem as moscas-de-fruta respondem apenas a estímulos, é muito difícil defender que o mesmo aconteceria em seres humanos. Para ele, o cérebro deve possuir algum mecanismo biológico que seja responsável pelo nosso livre arbítrio.

“Como um biólogo, acredito que cada um de nossos pensamentos e emoções se origina no cérebro. Assim sendo, deve existir uma fundação biológica para o que nós chamamos de livre arbítrio”, declara Brembs. “Neste momento, ainda estamos longe de saber qual seria essa fundação”, diz ele.

O pesquisador reconhece que seu trabalho vai de encontro à grande maioria dos neurocientistas. “Nosso estudo não exclui a possibilidade de que a vontade própria pode ser simplesmente uma ilusão. Mas ele é consistente com um cérebro que pode, de fato, ter vontade. A outra explicação não é compatível”, diz ele.

Ascenção e Queda do Projeto Genoma

The Rise and Fall of the Human Genome Project

Posted: 16 Mar 2010 09:10 PM PDT
It’s not just financial markets that experience bubbles, society does too. And the Human Genome Project is a perfect example, says a new study.
The world has become painfully familiar with the notion of financial bubbles in the last two years. These are periods of in which prices are temporarily raised above their fundamental value, sometimes by orders of magnitude.
But the contention put forward by Monika Gisler and a couple of pals at the Swiss Federal Institute of Technology in Zurich is that it’s not just financial markets that experience bubbles. They say there is good evidence for the existence of social bubbles too. They point to the great boom of railway building in Britain in the 1840s, cloning of mammals such as Dolly the sheep, and the craze over Haute Couture, the so-called democratisation of fashion design.
All of these were characterised not by prices rising far above fundamental values, but by human expectations being inflated beyond reason. “These cases were all characterized by extremely high expectations concerning the outcome of the proposed research and/or innovation project,” say Gisler and her colleagues.
Today, they show how the Human Genome Project is a particularly good example of a social bubble. They give a fascinating history of the project and the expectations associated with it and focus in particular on how it was funded. This, they say, is an objective way of assessing the enthusiasm for it project, at the time.
The Human Genome Project generated huge expectations that it would revolutionise the treatment of illness and disease and huge commercial opportunities for the development of drugs. The belief that this would dramatically change our society eventually persuaded the US government to spend around $3billion on the project.
It also led to a fierce battle between this government-funded project and a private company called Celera that aimed to complete the task first using cheaper, more powerful sequencing techniques.
This battle led to a kind of virtuous circle which reinforced investors’ belief in the potential benefits and caused the scientists themselves to redouble their efforts.
But it also deflected attention from the huge uncertainties about the project. The fear, more or less ignored, was that the benefits would not be as great as imagined.
These fears have more or less come to pass. “Having the complete gene set on the table, the knowledge of the genetic map and sequence is now considered by experts to be only a starting point for future research in biology and medicine,” says Gisler and co.
That’s not to say it has been of little value. On the contrary, they say. “While there is little to show in terms of progress in medical diagnosis and treatment, in pharmaceutical development, in agriculture, and in other industrial sectors, the HGP catalyzed enormous technological progresses in DNA-based methods.”
Gisler’s point is that if managed correctly social bubbles can be hugely beneficial, even if they don’t produce the desired outcome. But they require a careful hand on the tiller and that’s not easy since they require the combined forces of industry, academia and government working towards a common goal.
There are various bubbles in the making today, such as the UK’s investment in offshore windfarms in the North Sea, a project that will produce a quarter of the UK’s electricity by 2020. This project is huge by any standards: equivalent to building 8 channel tunnels in the next ten years and requires the same kind of link between government, industry and academia to make it work.
There are other efforts that have not yet achieved the kind of terminal velocity necessary for bubble status. One of them is the human genome project”s successor: proteomics, the characterization of the entire array of proteins encoded by our genes, a task that is an order of magnitude more complex than the genome project.
Gisler and co say that the lessons from the Human Genome project could be used to create the same kind of bubble for proteomics. For the moment, however, investors, government and perhaps even the scientists themselves, have yet to achieve critical mass.
Ref: arxiv.org/abs/1003.2882: Exuberant Innovation: The Human Genome Project

Astrobiologia na Terra

Microbial Life Found in Hydrocarbon Lake
Posted: 14 Apr 2010 09:10 PM PDT
Scientist find life in a lake of asphalt that is the closest thing on Earth to the hydrocarbon seas on Titan.
Pitch Lake is a poisonous, foul smelling, hell hole on the Caribbean island of Trinidad and Tobago. The lake is filled with hot asphalt and bubbling with noxious hydrocarbon gases and carbon dioxide. Water is scarce here and certainly below the levels normally thought of as a threshold for life.
These alien conditions have made Pitch Lake a place of more than passing interest to astrobiologists. Various scientists have suggested that it is the closest thing on Earth to the kind of hydrocarbon lakes that we can see on Saturn’s moon Titan. Naturally, these scientists would very much like to answer the question of what kind of life these places can support.
Today, Dirk Schulze-Makuch from Washington State University and a few buddies provide an answer. Pitch lake, they say, is teaming with microbial life. They say that, on average, each gram of goo in the lake contains some 10^7 living cells.
These bugs are unlike anything we normally see on Earth. Analysis of gene sequences from these creatures show that they are single celled organisms such as archea and bacteria. They thrive in an oxygen-free environment with very little water, eating hydrocarbons and respiring with metals.
This may be the first time life has cropped up in hydrocarbon lakes on Earth’s surface but these kinds of creepy crawlies have previously reared their heads in hydrocarbon samples from subsea oil wells. Which is another reason they are of interest. Just how microbial organisms can degrade and process of oil reservoirs is poorly understood. A better understanding could lead to a number of advances in techniques for things like microbial remediation.
But the most exciting implication of this discovery is for the possibility of life on Titan. There is a growing sense that Titan may have all the ingredients for life: thermodynamic disequilibrium, abundant carbon-containing molecules and a fluid environment.
And there is also evidence that liquid water may not be as important as everybody has assumed. Schulze-Makuch and co point to recent evidence that some microorganisms can make there own water by chewing on various hydrocarbons. However it is not yet clear how much water the bugs in Pitch Lake require. Although there is very little water here, it’s just possible that the organisms are confined to regions where the water content is higher, as happens with ice-bound colonies in frozen lakes and glaciers. More work needs to be done on this.
Nevertheless, this is an exciting discovery and further study of the extraordinary residents of Pitch Lake will throw new light on all these questions. As Schulze-Makuch and co put it: “Our research is a starting point on investigating what life’s principle constraints are in a hydrocarbon matrix and whether the hydrocarbon lakes on Titan could possibly contain life.”
Ref: arxiv.org/abs/1004.2047: Microbial Life in a Liquid Asphalt Desert

Laboratório de astrobiologia da USP

A Universidade de São Paulo (USP) abrigará até o final do ano o primeiro Laboratório de Astrobiologia do Hemisfério Sul. O centro de estudos brasileiro está sendo instalado em Valinhos, no Observatório Abrahão de Moraes, ligado ao Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP.
A previsão é que comece a funcionar em 2010. Orçado em R$ 1 milhão, o laboratório recebeu financiamento federal do recém-criado Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do Espaço.
Será usado pela comunidade científica brasileira e internacional para achar respostas para as três principais questões da Astrobiologia: Como a vida surgiu e evoluiu no nosso planeta? Existe vida fora da Terra? Qual o futuro da vida aqui e nos outros corpos celestes?
De perfil multidisciplinar, a Astrobiologia envolve conceitos de Astronomia, Biologia Molecular, Química, Meteorologia, Geofísica e Geologia. Os estudos são realizados a partir de cálculos teóricos e grande parte dos dados obtidos virá da câmara simuladora de ambientes, o principal equipamento do novo laboratório.
A câmara de simulação planetária do laboratório será revestida de aço inox e é capaz de reproduzir condições e ambientes extraterrestres. O equipamento é projetado para analisar parâmetros de temperatura, pressão, composição gasosa e fluxo de radiação, entre outros. Permite, também, avaliações em tempo real das pesquisas em andamento.
Extraterrestres
Segundo Douglas Galante, pesquisador do IAG, muitos experimentos do laboratório serão feitos com os extremófilos – micro-organismos capazes de sobreviver em condições ambientais extremas, como a ausência de luz solar, exposição a radiação, sal, níveis muito altos e baixos de pressão, temperatura, água e oxigênio. “Essas características fazem deles bons modelos para pesquisas com organismos extraterrestres”, explica.
O pesquisador informa que o laboratório também investigará outros temas, como reações químicas ocorridas em gelos de cometas e a penetração de radiação em diversos tipos de solo.
A instalação do laboratório ocorrerá em duas etapas: na primeira, serão aproveitadas as atuais instalações do observatório. Na seguinte, será erguido o edifício próprio do centro de pesquisa. O prédio será construído numa área de 625 metros quadrados e o projeto prevê incluir soluções para o consumo sustentável de água e de eletricidade.
Quando estiver finalizado, o centro abrigará também laboratórios de apoio de Química e Biologia, ambos com infraestrutura e equipamentos de informática adequados para a pesquisa teórico-experimental.
Para a ciência, vida extraterrestre significa a capacidade de um organismo qualquer, mesmo microscópico, sobreviver em meteoritos, planetas como Marte ou ainda em outros corpos celestes. Essas formas de vida podem ter surgido em processos totalmente independentes dos da Terra, ou ainda possuir origem comum, viajando no espaço e chegando aos planetas, no fenômeno conhecido por panspermia.
Da mesma forma, a vida na Terra pode ser fruto de outro planeta ou pode ter-se originado a partir de precursores formados no ambiente espacial. Moléculas orgânicas como aminoácidos, já encontradas no meio interestelar, em meteoros e cometas, podem ter chegado à Terra, participando do surgimento da vida há bilhões de anos.
Um lugar para ver estrelas
Criado em 1972, em uma área verde e preservada de 450 mil metros quadrados, o Observatório Abrahão de Moraes começou a perder potencial científico duas décadas depois. O motivo foi o crescimento da iluminação e a urbanização de Vinhedo, local por onde se chega ao centro de Valinhos, cidade em que está instalado. Em 1995, um dos telescópios foi automatizado e pesquisas de alto nível puderam voltar a ser realizadas.
Hoje, o observatório possui três equipamentos para observação: o Obelix, o Argus e o Prometeu. A inovação permitiu transformar o local em centro de divulgação científica permanente para grupos de até 40 estudantes do ensino médio e fundamental.
A visita pode ser diurna ou noturna e todas as atividades oferecidas pelo observatório são gratuitas. O agendamento dos grupos é feito pelo telefone (19) 3886-4439.
No ano passado, 1,8 mil alunos conheceram o local. Além da visitação, a escola interessada pode também operar pela internet os telescópios e assim propor atividades ligadas à observação astronômica.
Rogério SilveiraDa Agência Imprensa OficialCrédito fotos: Fernandes Dias Pereira
Reportagem publicada originalmente na página I do Poder Executivo do Diário Oficial do Estado de SP do dia 05/09/2009.
Veja e leia a reportagem original em PDF

Pessoas não-humanas estão chegando…

Escrito em 1998, no artigo “A Perigosa Persistência do Determinismo Social“:

Assim, minha conclusão nesta seção é a de que a “quantificação inadequada” das capacidades cognitivas (e outras capacidades humanas) nãoo precisa ser um mal em si. Ela pode muitas vezes aparecer como o único instrumento disponível para detetar os efeitos destrutivos de práticas sociais desigualitárias. Mas a antipatia de Steven Rose por este tipo de quantificação das capacidades humanas tem raízes ético-filosóficas mais profundas. Ela se baseia no receio de que quantificação, comparação com modelos animais e máquinas etc. representem um processo de degradação da dignidade humana. Se os humanos são afinal máquinas (orgânicas, complexas, mas ainda assim máquinas), o que nos impediria de tratá-los como máquinas, explorando-os e usando-os apenas para nossos fins? (mas nossos de quem? de outras máquinas orgânicas pertencentes às classes dominantes?)
Nas próximas seções, mostrarei que este é realmente o ponto central de toda a discussão. E que a saída deste dilema ético só poderá ocorrer pelo abandono dos preconceitos e da ojeriza humanista-romântica pelas máquinas, e pelo desenvolvimento de uma nova empatia e respeito por todo tipo de sistema anti-entrópico, seja ele um animal, uma máquina (prefiro a palavra artefato) ou uma obra de arte…

Dolphins

Dolphins have long been recognised as among the most intelligent of animals but many researchers had placed them below chimps

Jonathan Leake

Dolphins have been declared the world’s second most intelligent creatures after humans, with scientists suggesting they are so bright that they should be treated as “non-human persons”.

Studies into dolphin behaviour have highlighted how similar their communications are to those of humans and that they are brighter than chimpanzees. These have been backed up by anatomical research showing that dolphin brains have many key features associated with high intelligence.

The researchers argue that their work shows it is morally unacceptable to keep such intelligent animals in amusement parks or to kill them for food or by accident when fishing. Some 300,000 whales, dolphins and porpoises die in this way each year.

“Many dolphin brains are larger than our own and second in mass only to the human brain when corrected for body size,” said Lori Marino, a zoologist at Emory University in Atlanta, Georgia, who has used magnetic resonance imaging scans to map the brains of dolphin species and compare them with those of primates.

“The neuroanatomy suggests psychological continuity between humans and dolphins and has profound implications for the ethics of human-dolphin interactions,” she added.

Dolphins have long been recognised as among the most intelligent of animals but many researchers had placed them below chimps, which some studies have found can reach the intelligence levels of three-year-old children. Recently, however, a series of behavioural studies has suggested that dolphins, especially species such as the bottlenose, could be the brighter of the two. The studies show how dolphins have distinct personalities, a strong sense of self and can think about the future.

It has also become clear that they are “cultural” animals, meaning that new types of behaviour can quickly be picked up by one dolphin from another.

In one study, Diana Reiss, professor of psychology at Hunter College, City University of New York, showed that bottlenose dolphins could recognise themselves in a mirror and use it to inspect various parts of their bodies, an ability that had been thought limited to humans and great apes.

In another, she found that captive animals also had the ability to learn a rudimentary symbol-based language.

Other research has shown dolphins can solve difficult problems, while those living in the wild co-operate in ways that imply complex social structures and a high level of emotional sophistication.

In one recent case, a dolphin rescued from the wild was taught to tail-walk while recuperating for three weeks in a dolphinarium in Australia.

After she was released, scientists were astonished to see the trick spreading among wild dolphins who had learnt it from the former captive.

There are many similar examples, such as the way dolphins living off Western Australia learnt to hold sponges over their snouts to protect themselves when searching for spiny fish on the ocean floor.

Such observations, along with others showing, for example, how dolphins could co-operate with military precision to round up shoals of fish to eat, have prompted questions about the brain structures that must underlie them.

Size is only one factor. Researchers have found that brain size varies hugely from around 7oz for smaller cetacean species such as the Ganges River dolphin to more than 19lb for sperm whales, whose brains are the largest on the planet. Human brains, by contrast, range from 2lb-4lb, while a chimp’s brain is about 12oz.

When it comes to intelligence, however, brain size is less important than its size relative to the body.

What Marino and her colleagues found was that the cerebral cortex and neocortex of bottlenose dolphins were so large that “the anatomical ratios that assess cognitive capacity place it second only to the human brain”. They also found that the brain cortex of dolphins such as the bottlenose had the same convoluted folds that are strongly linked with human intelligence.

Such folds increase the volume of the cortex and the ability of brain cells to interconnect with each other. “Despite evolving along a different neuroanatomical trajectory to humans, cetacean brains have several features that are correlated with complex intelligence,” Marino said.

Marino and Reiss will present their findings at a conference in San Diego, California, next month, concluding that the new evidence about dolphin intelligence makes it morally repugnant to mistreat them.

Thomas White, professor of ethics at Loyola Marymount University, Los Angeles, who has written a series of academic studies suggesting dolphins should have rights, will speak at the same conference.

“The scientific research . . . suggests that dolphins are ‘non-human persons’ who qualify for moral standing as individuals,” he said.

Additional reporting: Helen Brooks

Vida e morte nas marés galácticas

Este artigo me parece relevante também para a teoria de extinções periódicas devido às marés galácticas.
Friday, December 18, 2009

Galactic Tide May Have Influenced Life on Earth

The galactic tide is strong enough to influence Oort Cloud comets, which means it may also have helped shape our planet.

The Moon’s tides have been an ever-present force in Earth’s history, shaping the landscape and the lives of the creatures that inhabit it. Now there’s a tantalising hint that the galactic tide may have played a significant role in Earth’s past.

The work comes from Jozef Klacka at Comenius University in the Slovak Republic. He has calculated the strength of the galactic tide and its effect on the Solar System. His conclusion is that the tide is strong enough to significantly effect the orbital evolution of Oort Cloud comets.

That’s a fascinating result. We’ve long known that the Moon’s tides must have been crucial for the evolution of life on Earth. The constant ebb and flow of the oceans would have left sea life stranded on beaches, forcing adaptations that allowed these creatures to cope with conditions on land.

Astrobiologists also believe that comets played an important part in the development of life on Earth because the atmosphere and oceans were seeded, at least in part, by comets. By that way of thinking, the forces and processes that have shaped evolution stretch to the edge of the Solar System.

But if the galactic tide plays a role in sending these comets our way, then it looks as if we’re part of a much larger web. Could it be that Earth and the life that has evolved here, is crucially dependent, not just on our planet, our star and our local interplanetary environment, but on the Milky Way galaxy itself?

Klacka has a lot more work to do to prove that the galactic tide plays such a role. But it might just be that the field of astrobiology has become a whole lot bigger.

Ref: arxiv.org/abs/0912.3112: Galactic Tide

Mais que metáforas: organismos como sociedades

Via twitter de Ciência na Mídia (via Roberto Takata):

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As soon as we are born, bacteria move in. They stake claims in our digestive and respiratory tracts, our teeth, our skin. They establish increasingly complex communities, like a forest that gradually takes over a clearing. By the time we’re a few years old, these communities have matured, and we carry them with us, more or less, for our entire lives. Our bodies harbor 100 trillion bacterial cells, outnumbering our human cells 10 to one. It’s easy to ignore this astonishing fact. Bacteria are tiny in comparison to human cells; they contribute just a few pounds to our weight and remain invisible to us.
It’s also been easy for science to overlook their role in our bodies and our health. Researchers have largely concerned themselves with bacteria’s negative role as pathogens: The devastating effects of a handful of infectious organisms have always seemed more urgent than what has been considered a benign and relatively unimportant relationship with “good” bacteria. In the intestine, the bacterial hub of the body that teems with trillions of microbes, they have traditionally been called “commensal” organisms — literally, eating at the same table. The moniker suggests that while we’ve known for decades that gut bacteria help digestion and prevent infections, they are little more than ever-present dinner guests.

But there’s a growing consensus among scientists that the relationship between us and our microbes is much more of a two-way street. With new technologies that allow scientists to better identify and study the organisms that live in and on us, we’ve become aware that bacteria, though tiny, are powerful chemical factories that fundamentally affect how the human body functions. They are not simply random squatters, but organized communities that evolve with us and are passed down from generation to generation. Through research that has blurred the boundary between medical and environmental microbiology, we’re beginning to understand that because the human body constitutes their environment, these microbial communities have been forced to adapt to changes in our diets, health, and lifestyle choices. Yet they, in turn, are also part of our environments, and our bodies have adapted to them. Our dinner guests, it seems, have shaped the very path of human evolution.

In October, researchers in several countries launched the International Human Microbiome Consortium, an effort to characterize the role of microbes in the human body. Just over a year ago, the National Institutes of Health also launched its own Human Microbiome Project. These new efforts represent a formal recognition of bacteria’s far-reaching influence, including their contributions to human health and certain illnesses. “This could be the basis of a whole new way of looking at disease,” said microbiologist Margaret McFall-Ngai at the 108th General Meeting of the American Society for Microbiology in Boston last June. But the emerging science of human-microbe symbiosis has an even greater implication. “Human beings are not really individuals; they’re communities of organisms,” says McFall-Ngai. It’s not just that our bodies serve as a habitat for other organisms; it’s also that we function with them as a collective. As the profound interrelationship between humans and microbes becomes more apparent, the distinction between host and hosted has become both less clear and less important — together we operate as a constantly evolving man-microbe kibbutz. Which raises a startling implication: If being Homo sapiens through and through implied a certain authority over our corporeal selves, we are now forced to relinquish some of that control to our inner-dwelling microbes. Ironically, the human ingenuity that drives us to understand more about ourselves is revealing that we’re much less “human” than we once thought. (continue a ler aqui).

FEBiC – Física Estatística e Biologia Computacional


Está fundado o Laboratório de Física Estatística e Biologia Computacional (FEBiC), onde os coordenadores são os Profs. Ubiraci P. C. Neves e Osame Kinouchi Filho, do DFM-FFCLR-USP.

Se você está pensando em pós-graduação ou pós-doutorado e tiver interesse em nossas linhas de pesquisa (ver aqui e aqui), por favor entre em contato!

Edital de Abertura de Inscrição na Pós-Graduação em Física Aplicada à Medicina e Biologia

Serviço de Pós-Graduação

Período de Inscrição: 08/04/2010 a 02/07/2010

Sobre a irrazoável inefetividade da matemática na Biologia


The most incomprehensible thing about the universe is that it is comprehensible. — Albert Einstein


How can it be that mathematics, being after all a product of human thought which is independent of experience, is so admirably appropriate to the objects of reality? — Albert Einstein


There is only one thing which is more unreasonable than the unreasonable effectiveness of mathematics in physics, and this is the unreasonable ineffectiveness of mathematics in biology. — Alexandre Borovik[1]

The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences

Hamming’s follow-on to Wigner

The Unreasonable Effectiveness of Mathematics

by R. W. HAMMING

Reprinted From: The American Mathematical Monthly Volume 87 Number 2 February 1980

Richard Hamming (1980), an applied mathematician and a founder of computer science, reflects on and extends Wigner’s Unreasonable Effectiveness, mulling over four “partial explanations” for it. Hamming concluded that the four explanations he gave were unsatisfactory. They were:

1. Humans see what they look for. The belief that science is experimentally grounded is only partially true. Rather, our intellectual apparatus is such that much of what we see comes from the glasses we put on. Eddington went so far as to claim that a sufficiently wise mind could deduce all of physics, illustrating his point with the following joke: “Some men went fishing in the sea with a net, and upon examining what they caught they concluded that there was a minimum size to the fish in the sea.”

Hamming gives four examples of nontrivial physical phenomena he believes arose from the mathematical tools employed and not from the intrinsic properties of physical reality.

  • Hamming proposes that Galileo discovered the law of falling bodies not by experimenting, but by simple but careful thinking. Hamming imagines Galileo as having engaged in the following thought experiment (Hamming calls it “scholastic reasoning”):

Suppose that a falling body broke into two pieces. Of course the two pieces would immediately slow down to their appropriate speeds. But suppose further that one piece happened to touch the other one. Would they now be one piece and both speed up? Suppose I tie the two pieces together. How tightly must I do it to make them one piece? A light string? A rope? Glue? When are two pieces one?”

There is simply no way a falling body can “answer” such hypothetical “questions.” Hence Galileo would have concluded that “falling bodies need not know anything if they all fall with the same velocity, unless interfered with by another force.” After coming up with this argument, Hamming found a related discussion in Polya (1963: 83-85). Hamming’s account does not reveal an awareness of the 20th century scholarly debate over just what Galileo did.

  • Hamming argues that Albert Einstein‘s pioneering work on special relativity was largely “scholastic” in its approach. He knew from the outset what the theory should look like (although he only knew this because of the Michelson-Morley Experiment), and explored candidate theories with mathematical tools, not actual experiments. Hamming alleges that Einstein was so confident that his relativity theories were correct that the outcomes of observations designed to test them did not much interest him. If the observations were inconsistent with his theories, it would be the observations that were at fault.

2. Humans create and select the mathematics that fit a situation. The mathematics at hand does not always work. For example, when merescalars proved awkward for understanding forces, first vectors, then tensors, were invented.

3. Mathematics addresses only a part of human experience. Much of human experience does not fall under science or mathematics but under the philosophy of value, including ethics, aesthetics, and political philosophy. To assert that the world can be explained via mathematics amounts to an act of faith.

4. Evolution has primed humans to think mathematically. The earliest lifeforms must have contained the seeds of the human ability to create and follow long chains of close reasoning. Hamming, whose expertise is far from biology, otherwise says little to flesh out this contention.

Água é um pre-requisito para Gaia II


Mariana, minha filha, eu tô falando pra você que Atrobioologia é a carreira quente do mmomento!
Takata, eu sei que a água não é um pre-requisito necessário para a vida. Mas é um pre-requisito necessário para a nossa vida, e para uma Gaia tecnoverde criar uma filhote lá!
Na próxima década

Busca de vida em outro planeta será a grande pesquisa mundial

Além disso, outro foco das pesquisas deve ser a busca pela água
04/08/09 às 10:21 | Agência Brasil
A Assembleia Geral da União Astronômica Internacional (IAU), realizada a cada três anos, foi aberta oficialmente no Rio de Janeiro. Para o astrofísico Carlos Henrique Veiga, do Observatório Nacional, a procura de vida fora do sistema solar e a presença de água serão a grande pesquisa nos próximos dez anos.

“A grande pesquisa será a busca por planetas como a Terra em outras estrelas. Acho que a grande discussão vai ser em torno de água fora do sistema solar, ou mesmo dentro do sistema solar”, disse Veiga. O observatório é uma das entidades coordenadoras do simpósio Impacto da Variabilidade Estelar e Solar na Terra e Planetas, que ocorre até o próximo dia 7 como parte do encontro da IAU.

Carlos Veiga destacou que a assembleia é importante pelas consequências e conceitos que pode gerar. Na última edição do evento, realizada em Praga, na República Tcheca, por exemplo, foi decidido que Plutão seria excluído da família dos grandes planetas e passaria a integrar um grupo de menor porte.

A pesquisa em busca de vida e água em outros planetas tem especial interesse para a Terra no momento em que ela sofre os efeitos do aquecimento global. “A gente está percebendo que o planeta está esgotando suas fontes de sobrevivência. A água não vai durar muito. O ar é altamente poluído. E tudo isso pode acabar em uma catástrofe daqui a 200, 300 anos”.

A idéia, disse Veiga, é programar para que se possa enviar pessoas a outro lugar em que existam condições de vida, como satélites numa lua de Saturno. Esse é um dos principais assuntos que serão tratados na IAU por cerca de 2 mil representantes de todo o mundo. No Observatório Nacional, 80% dos pesquisadores do Departamento de Astronomia estão envolvidos com a meta de encontrar água em outros sistemas solares.

Coordenador da Divisão de Atividades Educacionais do observatório, Carlos Henrique Veiga explicou que um dos objetivos é atrair a juventude brasileira para as ciências exatas, de modo que ela comece a pensar nesses problemas.

“Passar o conhecimento para eles, informar o que está acontecendo de uma forma correta e precisa, de maneira que esses estudantes novos sejam atraídos para todas as áreas do conhecimento científico, de modo que a gente possa pensar cada vez mais sobre a questão da sobrevivência do ser humano em outro planeta, em outra estrela. Esse é um pensamento para daqui a 100, 200 anos. Mas, se a gente não começar a pensar agora, vai ser muito tarde”, afirmou.

Suzana Herculano-Houzel, sobre a Homeopatia

Para ver a palestra da Suzana no II EWCLiPo, clique aqui.

Tratar só com homeopatia dá prisão na Austrália

Ah, um país sério: o médico homeopata Thomas Sam foi condenado a 10 anos de prisão, juntamente com sua mulher, por ter deixado sua filha, um bebê de 9 meses e meio, morrer de septicemia e desnutrição – consequências de um caso severo de eczema que o pai, por quatro longos meses, tratou somente com homeopatia, recusando qualquer outro tratamento para a filha. A matéria está noGlobo online de hoje.

“Mas homeopatia funciona! Você é que não entende de nada!”, me dizem os adeptos. Escrevi para a Folha de SP uma vez comentando nosso poder de auto-sugestão a respeito da astrologia e profecias auto-cumpridas, com um pequeno comentário entre parênteses sobre a homeopatia, e choveu e-mails me desautorizando (e me iluminando inclusive sobre os efeitos benéficos da homeopatia sobre a saúde dos tomates). Não, de fato não sou homeopata. Mas sou cientista. E qualquer um que tenha estudado química na escola é capaz de entender o seguinte: se medicamentos surtem efeito interagindo com o corpo, é preciso que haja ao menos uma moleculazinha do medicamento na dose que você ingere, certo?

Você trataria sua dor de cabeça com “aspirina 30C”, vendida em bolinhas contendo 0,000 mg de ácido acetilsalicílico extraído naturalmente da casca do salgueiro? É um remédio orgânico, com todas as letras – mas a bolinha que você ingere não contém nem um centésimo de miligrama do princípio ativo, e provavelmente nem uma única molécula dele. Não tomaria? Sentir-se-ia enganado? Ficaria com vontade de processar a farmácia? A indústria farmacêutica que o produz, vendendo essencialmente água/farinha/açúcar como remédio? Seu médico? Pois é.

Acontece que, pelos preceitos da homeopatia, quanto mais diluída a substância, mais “eficaz” ela é – e as diluições usadas chegam a ser tão grandes que para haver uma única molécula do princípio ativo em uma dose de diluição 30C, como a da aspirina acima que faria você processar a farmácia, essa dose precisaria ter… 30 bilhões de vezes o tamanho de nosso planeta. Veja por você mesmo: a wikipedia traz uma revisão muito boa a respeito.

Sim, homeopatia funciona – como placebo, e portanto para as afecções que respondem ao efeito placebo, e somente essas. São doenças relacionadas a estresse, como asma, alergias, problemas digestivos, e também dor e aleitamento materno (ficar estressada reduz a produção de leite: se você acredita que está se tratando com bolinhas de homeopatia ou tintura de alfafa, pronto, isso pode até bastar para que seu cérebro decida que está tudo bem de novo e passe a comandar a produção copiosa de leite).

Não conheço o status da “medicina homeopática” no Brasil (e já sei que os médicos homeopatas que tiverem lido até aqui vão ficar ainda mais enfurecidos com as aspas). Mas sei que em outros países os “remédios homeopáticos” não são regulamentados como medicamentos. Se fossem, não poderiam ser vendidos – assim como qualquer indústria farmacêutica é processada por vender pílulas de farinha, como foi o caso da que vendeu pílulas anticoncepcionais sem princípio ativo por erro (você não acredita que uma indústria farmacêutica seria estúpida a ponto de se dar voluntariamente tamanho tiro no pé para fazer economia, acredita?).

Não me importo que os médicos homeopatas fiquem enfurecidos comigo. Não me importo que os adeptos da homeopatia fiquem enfurecidos comigo, me escrevam e-mails furiosos dizendo que eu não sei de nada, e continuem tratando suas pneumonias com pílulas de açúcar ou gotas de álcool vendidas como remédio. Enquanto houver uma alma em dúvida que ler meus protestos, decidir questionar a homeopatia e assim, por via das dúvidas, resolver dar à criança à sua mercê tratamento correto com moléculas reais de antibióticos e de quantos outros princípios atívos forem necessários, eu fico feliz.

DateTuesday, September 29, 2009 at 02:53PM | AuthorSuzana Herculano-Houzel