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sexta-feira, 7 de junho de 2019

Moléculas antigas revelam detalhes surpreendentes sobre as origens de preguiças "bizarras"




De animais do tamanho de elefantes que pastavam pastagens na América do Norte a nadadores do tamanho de alces que cruzavam a costa do Pacífico da América do Sul, as preguiças vagaram pela Terra por mais de 50 milhões de anos. No entanto, os cientistas sabem pouco sobre como as dezenas de espécies conhecidas estão relacionadas entre si. Agora, duas novas análises de DNA e proteínas da preguiça antiga - algumas com mais de 100.000 anos - estão reescrevendo a árvore genealógica da preguiça. Os estudos sugerem ainda que uma ponte de terra ligou as Índias Ocidentais com a América do Sul há 30 milhões de anos, permitindo que os animais de movimento lento cheguem às ilhas.

"É uma conquista notável", diz Timothy Gaudin, paleontólogo da Universidade do Tennessee em Chattanooga, que não esteve envolvido no trabalho.

Das mais de 100 espécies de preguiça identificadas, todas, com exceção de seis, estão extintas. Então, os cientistas tiveram que comparar as formas dos ossos fósseis para entender como os animais evoluíram. Tais comparações não são claras, no entanto, e novas técnicas para isolar DNA e proteínas de fósseis tornaram possível comparar a genética de animais extintos há muito tempo. O DNA antigo permite que os cientistas comparem os genes diretamente, mas as proteínas duram mais tempo. Assim, embora forneçam informações menos precisas, os paleontólogos estão cada vez mais usando-os para estudar fósseis ainda mais antigos.

Em um dos novos estudos, a especialista em paleoproteínas Samantha Presslee, da Universidade de York, no Reino Unido, e seus colegas provaram mais de 100 fósseis de preguiça de toda a América do Norte e do Sul em busca de vestígios de colágeno. Esta proteína é predominante nos ossos e pode permanecer por mais de 1 milhão de anos. Em 17 amostras analisadas pelos pesquisadores, o colágeno foi preservado bem o suficiente para que eles pudessem juntar as seqüências de aminoácidos que formam os blocos de construção das proteínas. Isso permitiu que eles comparassem os vários colágenos - um dos quais tinha mais de 130 mil anos - e construíssem prováveis ​​árvores genealógicas, que eles descrevem hoje em Nature Ecology & Evolution.


A análise genética sugere que as preguiças de três dedos (acima) estão relacionadas às preguiças-gigantes gigantes Megatherium (direita) e Megalonyx (centro), enquanto preguiças modernas de dois dedos (superior direita) são primas do sul-americano Mylodon (esquerda). JORGE BLANCO
Trabalhando de forma independente, o biólogo evolucionista Frédéric Delsuc, da Universidade de Montpellier, na França, analisou sequências quase completas de DNA mitocondrial - o material genético encontrado em uma máquina produtora de energia celular - de 10 fósseis de preguiça, com idades entre 10 mil e 45 mil anos. Eles também usaram os dados para desenhar árvores genealógicas provavelmente preguiçosas, que o grupo descreve hoje em Current Biology.

As duas equipes chegaram a conclusões surpreendentemente semelhantes: as preguiças de três dedos atuais não formam sua própria ramificação na árvore, como se pensava anteriormente, mas estão relacionadas à preguiça gigante terrestre Megalonyx, que viveu na América do Norte até cerca de 15.000 anos atrás. E hoje as preguiças de dois dedos são primas distantes do gigante sul-americano Mylodon, que se acredita ser a última preguiça à extinção, menos de 10.000 anos atrás.

Talvez o mais surpreendente, a grande variedade de preguiças extintas que viveram nas ilhas das Índias Ocidentais até cerca de 5000 anos atrás, tudo parece ter evoluído de um ancestral comum que viveu cerca de 30 milhões de anos atrás. "Ninguém jamais sugeriu isso", diz Gaudin. Isso significa que uma única população de preguiças provavelmente chegou às ilhas apenas uma vez. Isso se encaixa com uma teoria de que, em vez de nadar ou à deriva, muitos animais chegam às ilhas caminhando sobre uma ponte de terra que surgiu há cerca de 30 milhões de anos e que depois ficou submersa.

"O fato de os dois estudos concordarem um com o outro é realmente interessante", diz Gaudin. Mas, ele adverte, a análise inclui apenas uma fração das espécies conhecidas. "Há montes de diferentes preguiças extintas que poderíamos adicionar à árvore", diz Presslee. "Esse é o próximo passo."

Combinar dados de formas fósseis com os dados genéticos poderia produzir árvores ainda melhores, diz Gerardo De Iuliis, paleontólogo da Universidade de Toronto, no Canadá. Isso pode revelar como certos traços de indolência - como os antebraços longos e poderosos que permitem que as preguiças de hoje se movam penduradas em galhos - surgiram de forma independente várias vezes. "Eles são animais bizarros que são bizarros de maneiras semelhantes", diz Gaudin.



Autor: Gretchen Vogel
Fonte: Science MAG
Sítio Online da Publicação: Science MAG
Data: 06/06/2019
Publicação Original: https://www.sciencemag.org/news/2019/06/ancient-molecules-reveal-surprising-details-origins-bizarre-sloths

Projeto de 'código de barras' de US $ 180 milhões da DNA visa descobrir 2 milhões de novas espécies



Durante séculos, os biólogos identificaram novas espécies a um ritmo extremamente lento, descrevendo as características físicas dos espécimes e outros traços definidores, e muitas vezes tentando encaixar uma espécie na árvore da vida antes de citá-la e publicá-la. Agora, eles começaram a determinar se um espécime é provavelmente uma nova espécie em horas - e logo o farão a um custo de centavos. É uma revolução impulsionada por pequenos trechos de DNA - apelidados de códigos de barras de acordo com os identificadores familiares de produto - que variam apenas o suficiente para fornecer marcadores que distinguem as espécies, combinados com sequenciadores rápidos e baratos de DNA.


"A ciência da biodiversidade está entrando em uma época muito dourada", diz Paul Hebert, da Universidade de Guelph, no Canadá. Em 16 de junho, uma equipe liderada por ele lançará um esforço global de US $ 180 milhões para identificar mais de 2 milhões de novas espécies de criaturas multicelulares. Outras equipes também estão adotando a abordagem de combinar amostras para novas espécies em seus laboratórios - ou até mesmo diretamente no campo. Com o mundo perdendo espécies mais rápido do que eles são descobertos, os biólogos estão acolhendo a tecnologia.


"Por muitos anos, sonhei em mudar as regras, sendo capaz de trazer um laboratório genômico portátil para as amostras", diz Massimo Delledonne, um genomicista da Universidade de Verona, na Itália, que recentemente realizou estudos de código de barras em uma floresta. a ilha de Bornéu que rapidamente revelou uma nova espécie de caracol. "O código de barras do campo está pronto para o horário nobre."


Especialistas em biodiversidade estimam que a Terra tenha entre 8,7 milhões e 20 milhões de espécies de plantas, animais e fungos, mas até agora apenas 1,8 milhão deles receberam descrições formais. Insetos, em particular, são um vasto reino de espécies não descobertas. "No entanto, coletivamente, eles podem contribuir com mais biomassa em habitats terrestres do que todos os vertebrados selvagens combinados", diz Rudolf Meier, biólogo da Universidade Nacional de Cingapura, que vem desenvolvendo abordagens de código de barras com um pequeno seqüenciador de DNA.


Em 2003, Hebert propôs o conceito de código de barras do DNA: que as espécies animais pudessem ser distinguidas pelo sequenciamento de menos de 1000 bases de DNA mitocondrial de um espécime. Demorou um pouco para que a ideia pegasse, mas Hebert e outros entusiastas começaram a compilar códigos de barras de espécies conhecidas. Em 2010, por exemplo, ele liderou um consórcio chamado International Barcode of Life (iBOL), um esforço de US $ 80 milhões centrado em Guelph que começou a construir uma biblioteca de referência de espécies conhecidas com suas seqüências de identificação. Agora, ele tem 7,3 milhões de códigos de barras - cada espécie pode ter mais de um - e provou ser um recurso não apenas para identificar organismos conhecidos, mas também para documentar suas interações com outras espécies - incluindo quem come quem - com base nos diferentes códigos de barras uma amostra particular.


Um sequenciador de DNA miniaturizado levado para Madagascar identificou espécies de lêmures de rato em uma floresta. LYDIA GREENE

Agora, com apoio adicional em dinheiro e serviços em espécie de seus 30 parceiros internacionais, o iBOL está prestes a iniciar um esforço de 7 anos de acompanhamento. Chamada de BIOSCAN, ela reunirá espécimes e estudará as interações de espécies em 2.500 locais em todo o mundo, com o objetivo de expandir sua biblioteca de referência em 15 milhões de registros de códigos de barras, 90% deles provenientes de espécies não descritas. Os dados vão preparar o monitoramento dos efeitos da poluição, mudanças no uso da terra e aquecimento global na biodiversidade, diz Hebert. Em última análise, "Seremos capazes de rastrear a vida no planeta da maneira que rastreamos o tempo".


E, em uma partida do foco anterior da iBOL em derivar códigos de barras para espécies conhecidas, "um dos principais objetivos será a descoberta de espécies", diz Hebert. Se o software não combinar a seqüência de código de barras de uma amostra com uma espécie existente, ela sinalizará imediatamente a amostra para um exame genético e visual mais próximo e identificação possível como uma nova espécie. No passado, poderia levar anos ou até décadas para confirmar alguns organismos como novas espécies - por exemplo, certas moscas nas quais as espécies diferem visivelmente apenas na forma da genitália masculina.



Bioinformática e sequenciadores personalizados capazes de ler bases suficientes em um único disparo para obter um código de barras completo manterão o custo baixo, prevê Hebert - cerca de US $ 1 por amostra, incluindo coleta, preservação, extração de DNA, sequenciamento e análise de acompanhamento. Ele espera que o componente de sequenciamento dos custos gerais acabe caindo para cerca de US $ 0,02 por amostra.



Por enquanto, todos os espécimes reunidos para o código de barras da BIOSCAN serão enviados para a Universidade de Guelph. Mas Meier vem desenvolvendo uma abordagem de código de barras que ele espera que seja acessível a muitos laboratórios que realizam pesquisas sobre espécies. Ele se interessou por formas mais eficientes de identificar espécies em 2012, quando autoridades de Cingapura lhe pediram que estudasse minúsculas moscas que emergissem de dois reservatórios locais. "Foi um pesadelo" definir as espécies de mosquitos.



Autor: Elizabeth Pennisi
Fonte: Science MAG
Sítio Online da Publicação: Science MAG
Data: 06/06/2019
Publicação Original: https://www.sciencemag.org/news/2019/06/180-million-dna-barcode-project-aims-discover-2-million-new-species

Manchado pela primeira vez: um peixe segurando a respiração debaixo d'água



Como nós, os peixes precisam de oxigênio para sobreviver. Mas para respirar, a maioria puxa água contendo oxigênio para dentro de suas bocas e a bombeia através de suas câmaras branquiais antes de expeli-las para fora de suas fendas branquiais. Agora, pela primeira vez, os cientistas viram peixes “segurando” essa respiração, alguns por até 4 minutos de cada vez.


Os cientistas não partiram para pegar peixes tão persistentes. Em vez disso, eles tropeçaram em vídeos de caixão, um grupo raramente estudado que vive em fundos oceânicos em todo o mundo, capturado por veículos operados remotamente em uma expedição da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica.


Os vídeos, filmados em vários locais nos oceanos Atlântico e Pacífico, mostram oito caixões de profundidade segurando grandes quantidades de água em suas câmaras de branqueamento, sem sinais de inalação ou exalação. Quando o caixão finalmente libera a água minutos depois, seus corpos se esvaziam em 20% a 30% (acima). São suas enormes câmaras branquiais que permitem que esses peixes armazenem volumes tão grandes de água por vários minutos, relatam os pesquisadores no Journal of Fish Biology.




Autor: Erica Tennenhouse
Fonte: Science MAG
Sítio Online da Publicação: Science MAG
Data: 07/06/2019
Publicação Original: https://www.sciencemag.org/news/2019/06/spotted-first-time-fish-holding-its-breath-underwater

Mais conhecido antepassado dos nativos americanos de hoje encontrados na Sibéria




Os indígenas americanos, que incluem nativos do Alasca, primeiras nações canadenses e nativos americanos, descendem de humanos que atravessaram uma antiga ponte terrestre que ligava a Sibéria na Rússia ao Alasca dezenas de milhares de anos atrás. Mas os cientistas não sabem quando e onde esses primeiros migrantes se mudaram de um lugar para outro. Dois novos estudos lançam luz sobre esse mistério e descobrem o ancestral nativo americano mais estreitamente relacionado fora da América do Norte.


No primeiro estudo, os pesquisadores liderados por Eske Willerslev, geneticista da Universidade de Copenhague, sequenciaram todo o genoma de 34 indivíduos que viviam na Sibéria, a ponte terrestre de Beringia e o Alasca de 600 a quase 32 mil anos atrás. Os indivíduos mais velhos da amostra - dois homens que viviam no extremo norte da Sibéria - representam os primeiros humanos conhecidos daquela parte do mundo. Não há vestígios genéticos diretos desses homens em nenhum dos outros grupos que a equipe estudou, sugerindo que sua cultura provavelmente desapareceu há cerca de 23 mil anos, quando a região ficou muito fria para ser habitável.


Em outras partes do continente euro-asiático, no entanto, surgiu um grupo que acabaria por se mudar para a Sibéria, separar e atravessar Beringia para a América do Norte, revela a análise de DNA. Uma mulher conhecida como Kolyma1, que viveu no nordeste da Sibéria há cerca de 10 mil anos, compartilha cerca de dois terços de seu genoma com os nativos americanos vivos. "É o mais próximo que já chegamos de um ancestral nativo americano fora das Américas", diz Willerslev. Ainda assim, observa Ben Potter, um arqueólogo da Universidade do Alasca em Fairbanks que não estava envolvido com o trabalho, a relação é, no entanto, distante.




Autor: Michael Price
Fonte: Science MAG
Sítio Online da Publicação: Science MAG
Data: 05/06/2019
Publicação Original: https://www.sciencemag.org/news/2019/06/closest-known-ancestor-today-s-native-americans-found-siberia

quarta-feira, 12 de dezembro de 2018

NOSSAS FOTOS DE CIÊNCIA FAVORITAS DE 2018

Os momentos mais atraentes deste ano na ciência

Nossa equipe da Science Visuals analisou as fotografias mais marcantes que publicamos este ano. Aqui estão os que mais nos motivaram:


Iguazu Falls

close-up of a snake’s fangs

a woman sits on a bed with her baby

a building on fire

a swarm of monarch butterflies

robot turning in flight

gloved hands caring for a premature baby

a man standing on a cliff ledge using a rock saw

 a man stands on a small island alone

children swimming

an underwater diver surrounded by a school of fish

a woman draws blood from a shark fin with a large syringe

a woman draws blood from a shark fin with a large syringe

Elon Musk’s Starman and his Tesla Roadster

Autor: Emily Petersen
Fonte: Science MAG
Sítio Online da Publicação: Science MAG
Data: 11/12/2018
Publicação Original: https://vis.sciencemag.org/photosof2018/