História Viva: A Evolução do Voo

Várias características fizeram com que fosse possível uma das maravilhas do mundo animal: o voo. As aves, após vários processos evolutivos, conseguiram essa proeza.

O corpo das aves em si já é de um formato aerodinâmico. Para conseguir o impulso no ar necessário para o movimento no ar e a tomada de trajetória, os membros anteriores das aves foram transformados em asas, com a ligação dos dedos, mais semelhantes às nadadeiras dos peixes. Aliás, nos pinguins as asas efetivamente funcionam para a natação.

Uma espécie de ave no ar.

Além disso, era preciso diminuir o peso do animal, mantendo todas as funções vitais. Por isso, para manter a homeostase, porém com uma estrutura mais leve, surgiram as penas, formadas de queratina. Elas protegem a ave, diminuem a perda de água do corpo e mantêm a ave aquecida ainda que em climas muito frios. São flexíveis e resistentes, além de aerodinâmicas. A única glândula na pele das aves é a glândula uropigiana, que serve justamente para a produção de uma secreção oleosa que evita o acúmulo de água nas penas.

Os ossos sempre foram estruturas muito pesadas, que dificultariam muito para o voo. Por isso, os ossos das aves são pneumáticos, ou seja, possuem espaços de ar no seu interior, fazendo com que diminua o peso e a densidade do animal, mantendo a estrutura do organismo, graças à ancilose. Além disso, os ossos mais pesados do nosso organismo, os dentes, somem nas aves, para evitar excesso de peso e uma concentração de peso na ponta do corpo.

Basicamente, essas características aliadas a uma boa e forte estrutura muscular é capaz de gerar os seres tão belos que vemos nos ares.

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História Viva: A Evolução da Cauda

Uma das características dos cordados é a presença de uma cauda pós-anal musculosa. Esse órgão, tão nítido em animais como os peixes e os macacos, têm diversas funções, adaptando-se conforme a espécie. O estudo da evolução da cauda pós-anal musculosa é o estudo da história dos animais.

Os primeiros cordados, os protocordados, ainda sem encéfalo e invertebrados, viviam somente no meio aquático. O mesmo ocorre com os peixes, os próximos animais na evolução. Assim, a presença de uma cauda pós-anal musculosa é a presença de uma forte nadadeira na parte traseira do corpo. Justamente por causa dessa nadadeira que os peixes dominaram os mares: eram mais rápidos que quaisquer outros seres aquáticos. O mesmo também aparece nos girinos, os jovens anfíbios.

Nos répteis, como os jacarés, além de nadadeira para os ambientes aquáticos, normalmente o lugar de caça desses animais, a cauda pós-anal musculosa também é uma arma de ataque e de defesa, com movimentos fortes e rápidos. Além disso, em todos os cordados que vivem em ambiente terrestre a cauda auxilia no equilíbrio.

Nos macacos, a cauda pós-anal musculosa é preensora, ou seja, ajuda a segurar o animal em galhos de árvores. Por isso que eles possuem uma efetiva movimentação em florestas e matos. Porém, e em nós? Aparentemente, os seres humanos não possuem cauda pós-anal musculosa. Na verdade, possuímos, porém ela está atrofiada no final da coluna vertebral. É o chamado cóccix. Mais uma evolução da nossa espécie, que não precisava mais de nadadeiras, nem de armas de ataque e defesa, nem de um órgão preensor.

História Viva: O Início do Pensamento

Para muitos leigos, os cnidários representam os primeiros animais a surgirem, em vez dos simples poríferos. Afinal, eles apresentam movimentação, capturam presas com seus tentáculos e podem deixar uma sensação urticante em quem se aproximar demais.

E, realmente, os cnidários apresentam diversas características mais complexas com relação aos poríferos. Mas o que poucos se lembram de citar é o sistema nervoso, que aparece pela primeira vez neste filo, mesmo que difuso, ou seja, não há um centro nervoso com maior concentração de neurônios.

O surgimento das sinapses nos cnidários foi uma das evoluções mais úteis para a sua sobrevivência. Através da percepção de estímulos externos, o organismo pode enviar respostas motoras exigidas para cada situação, tendo coordenação do corpo; por isso, o sistema nervoso está intimamente ligado com as células mioepiteliais.

Através do sistema nervoso, várias funções vitais puderam ser desenvolvidas. Na alimentação, o sistema nervoso é responsável pela captura de presas e prevenção da sua fuga, por meio de estímulos aos cnidócitos, que lançam uma espécie de arpão que possui uma toxina capaz de paralisar e matar o ser atacado. O sistema nervoso também coordena a movimentação do cnidário, inclusive na fuga de predadores.

Assim, essa grande evolução do sistema nervoso nos cnidários certamente garantiu a sua sobrevivência. Tanto é, que essa característica permanece até hoje nos filos seguintes, somente sendo aprimorada com o surgimento de um centro nervoso. E é graças a essa apomorfia dos cnidários que nós, seres humanos, hoje podemos controlar a natureza.

História Viva: Vacas e vacinas

Embora a real descoberta dos vírus só tenha sido iniciada no fim do século XIX, as experiências na área da virologia já haviam começado cem anos antes, mesmo sem o conhecimento desses microscópicos agentes patogênicos.

No século XVIII, o mundo estava assolado por uma grave doença viral: a varíola. Endêmica na maior parte do planeta, foi inclusive a principal causa da queda da Tríplice Aliança na América (também conhecida como Império Asteca, embora essa noção tenha sido questionada por historiadores do século XIX, já que era na verdade uma coligação de três importantes cidades indígenas, sendo Tenochtitlán a de maior poder). Já no século XVII, epidemias de varíola na Inglaterra matavam o equivalente a um sexto dos nascimentos.

Tetas (úbere) de vaca contaminada com a varíola bovina.

Nesse contexto, Edward Jenner, um médico inglês, descobriu a vacina. Em 1789, ele notou que as vacas possuíam uma versão mais leve da varíola, apresentando as feridas características da doença nas tetas (úbere). Em 1796, instigado por um ditado popular que dizia que as mulheres do campo nunca contraíam varíola e pelo fato de que elas realmente tinham a pele mais bonita, sem as terríveis manchas da doença, Jenner começou sua pesquisa. Ele supôs que as mulheres do campo, por ordenharem as vacas, estavam expostas ao vírus da varíola bovina, e por isso contraíam a versão mais leve da doença, porém conseguindo imunidade para a fatal varíola humana.

Como teste para sua hipótese, Edward Jenner contaminou um garoto com o vírus da varíola, retirando o pus das feridas de uma vaca contaminada e espalhando-o por arranhões no braço do menino. As consequências foram uma leve febre e suaves lesões na pele, com recuperação rápida, muito diferente da doença humana normal. Para ratificar o experimento, ao contaminar o mesmo garoto com a varíola humana o menino só contraiu febre e não desenvolveu o resto da doença. Estava descoberta a imunização.

Em 1797, Jenner mostrou seus relatos para a Royal Society, a Academia de Ciências do Reino Unido, porém seu trabalho foi rejeitado por haver provas insuficientes. Então, o médico inglês realizou novos testes semelhantes em várias outras crianças, inclusive seu filho, obtendo os mesmos resultados. Assim, em 1798, sua pesquisa foi publicada. Entretanto, a crítica era fervorosa e não admitia que se infectassem seres humanos com uma doença bovina, ridicularizando a ideia.

Felizmente, as vantagens da imunização suplantaram os ideais nobres dos pesquisadores científicos da época, já que quem não se imunizava sofria os males de uma das piores epidemias que a humanidade já viu. Foi-se dado o nome de vacina (de vaccinia, o agente infeccioso da varíola bovina) para esse novo modo de imunização. E depois de muito esforço, em 1980, a varíola foi erradicada do planeta, conforme a Organização Mundial de Saúde.

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História Viva: Cães gregos, tabaco estragado e proteínas

As doenças sempre assolaram a humanidade e ainda são uma das principais preocupações da sociedade. Felizmente, o avanço da biologia nos revelou grande parte das causas de males de saúde e como controlá-las. Mas, em um passado não tão distante, essas informações não eram conhecidas nem pelos mais altos intelectuais e estudiosos cientistas. E das diversas causas patológicas, o vírus (do latim para "veneno") foi a última a ser descoberta.

Homero, grande poeta da Grécia Antiga, nos traz a primeira referência à doenças virais. Na sua obra "Ilíada", ele se utiliza da expressão "cães raivosos" para referir-se ao comportamento dos cães infectados com o vírus causador da doença chamada - adivinha - raiva. Na Mesopotâmia, berço da civilização, também já era conhecida a raiva, causada por algum "veneno". E no Egito, desenhos dos túmulos mostram pessoas com deformações nos membros inferiores, uma possível poliomielite.

Porém, o real estudo dos vírus se deu muito mais tarde. Em 1796, Edward Jenner elaborou a vacina da varíola, o que é assunto para outra publicação. Entretanto, ainda não se conhecia a causa da doença.

Até o final do século XIX, os únicos agentes patogênicos que se conheciam eram bactérias, fungos e protozoários. Robert Koch ajudou muito para o desenvolvimento do estudo patológico cultivando a bactéria causadora da tuberculose em laboratório, em 1880. O mesmo Koch que elaborou 4 postulados (ou regras) às quais um organismo teria que obedecer para ser identificado como o causador de uma doença:

1 - O organismo deve ser encontrado nas lesões da doença com regularidade.

2 - O organismo deve ser isolado do hospedeiro infectado e cultivado em laboratório.

3 - A contaminação de um hospedeiro saudável com o organismo puro cultivado em laboratório deve iniciar a doença.

4 - O organismo deve ser encontrado nas lesões do segundo hospedeiro infectado.

Folha de tabaco afetada pelo mosaico do tabaco.

Em 1892, um estudante russo de botânica, Dimitri Ivanovski, fez um artigo científico sobre o mosaico do tabaco, uma doença que causa manchas amarronzadas ou amareladas nas folhas do vegetal, inutilizando-o para o comércio, como mostra a figura ao lado. Os resultados da sua pesquisa foram intrigantes: a seiva infectada do vegetal continuava transmitindo a doença mesmo depois de passar por uma vela de Chamberland - uma espécie de filtro que era capaz até de reter as bactérias. Logo, o agente infeccioso não era nenhum ser dos tipos conhecidos. Dimitri então supôs que a doença fosse resultado de uma toxina possivelmente liberada por bactérias do mosaico, e sua pesquisa parou por aí.

O tabaco é uma espécie vegetal americana, sendo levado para a Europa somente no século XVI, resultado do intercâmbio colombiano, denominada Nicotiana tabacum. Como o próprio nome diz, o tabaco possui nicotina, uma substância que pode levar ao vício. Inicialmente utilizado por suas propriedades terapêuticas, no século XIX o tabaco era tão somente popular pelo prazer de fumar, como uma mera ostentação começada na Espanha com o charuto. Com todas essas características, fica óbvio que a planta ocupava um importante papel econômico, enchendo grande parte do território rural nas enormes fileiras de plantações monoculturais. Como a mesma espécie se espalhava por quilômetros de terra, uma doença que pegasse em uma planta poderia facilmente contaminar suas milhares de vizinhas.

Em 1898, o mosaico do tabaco foi novamente alvo de pesquisas. Dessa vez, o holandês Martinus Beijerinck repetiu as experiências de Dimitri, porém discordou da conclusão. Após mais alguns testes, Beijerinck descobriu que a doença não poderia ser causada por uma toxina, pois, ao diluir a seiva contaminada, o poder infeccioso não diminuia, como seria o esperado. Logo, o agente infeccioso deveria ser um microorganismo, porém de certa forma fluido, já que não era filtrado pela vela de Chamberland. Foi dado o nome de Contagium vivum fluidum a esse ser desconhecido. Toda essa ideia foi ridicularizada no meio científico, embora esse fosse o primeiro vírus a ser identificado.

Logo depois de Beijerinck, vários vírus foram descobertos. Na Alemanha, o primeiro vírus que agia em animais foi encontrado, o da febre aftosa; em Cuba, o primeiro vírus que infectava homens foi identificado, o da febre amarela; e, durante a Primeira Guerra Mundial, descobriu-se o primeiro bacteriófago, um vírus que contamina bactérias. A partir daí, dezenas de vírus eram encontrados, todos obedecendo aos postulados de Koch. Porém, como o microscópio óptico não conseguia mostrar esses agentes patogênicos, não se sabia ainda que eram vírus os causadores de tanta doença. Especulavam-se que seriam parasitas, talvez até pequenos protozoários ou enzimas.

Somente em 1928 surgiu a primeira ideia de vírus. Segundo Arthur Boycott, esses seres seriam organizados em proteínas, e portanto não teriam metabolismo, só se utilizariam do metabolismo da célula hospedeira. Mas foi em 1935 que a grande descoberta foi feita. O norte-americano Wendell Stanley conseguiu isolar tanto o agente infeccioso do mosaico do tabaco que obteve um simples cristal de proteínas que ainda conservava as características infecciosas. Entretanto, em 1936 descobriu-se que não eram somente proteínas nesse cristal, mas que ali também tinha acido ribonucleico, o RNA, a base da genética de um organismo.

Desde então, sabe-se que os vírus são ribonucleicoproteínas - nome difícil para proteínas com material genético. A invenção do microscópio eletrônico nos fez enxergar os vírus, e cada vez mais sua estrutura foi descoberta, detalhe por detalhe, até chegarmos ao conhecimento atual.

Fonte da imagem: http://www.nerasubstratos.com.br/

História Viva: Sangue vermelho, classificações e infertilidade

Como a criatura mais curiosa existente, o ser humano não se contém em simplesmente observar a vida ao seu redor. Há uma necessidade de classificar, analisar e sistematizar, tornando assim seus estudos mais organizados e objetivos.

Embora a ciência como um todo só tenha se desenvolvido plenamente nos últimos séculos, a preocupação com essa classificação - que hoje nós chamamos de taxonomia (do grego, taxo = colocar junto e nomos = leis, regras) - já existia na Grécia Antiga. Para os filósofos gregos, principalmente Platão, o ideal era mais importante do que o que se via de verdade, criando a classificação de espécie (do grego, eidos = ideia); Aristóteles, seu discípulo, iniciou um pensamento contrário, voltando-se para o real e utilizando não só a espécie de seu mestre como a classificação em gênero. No século III a.C., Aristóteles fez a primeira tentativa no propósito de classificar os seres vivos, dividindo todas as espécies entre as que têm sangue vermelho e as que não têm. Claro que faltava praticidade e mais objetividade nessa classificação.

Capa do livro "Systema Naturae",
de Lineu.

Somente no século XVII d.C. que se tem uma continuidade do trabalho iniciado na era Clássica, com o desenvolvimento do conceito de espécie que John Ray utilizou emprestado dos gregos. Em 1735, Carl von Linné (ou Lineu), em sua obra "Systema Naturae", põe em jogo a ideia de três reinos: animal, vegetal e mineral. Há também o aparecimento de uma divisão mais detalhada em classes, ordens, gêneros e espécies, baseada em características genéticas, morfofisiológicas e evolutivas. Graças a toda essa contribuição, Lineu é considerado o pai da taxonomia moderna.

Atualmente, classificamos os seres vivos em reino, filo, classe, ordem, família, gênero e espécie, as categorias taxonômicas.

A espécie é a unidade mais específica de classificação dos seres vivos, e os agrupa com base em semelhanças anatômicas, cromossômicas, fisiológicas e de desenvolvimento embrionário. Porém, uma outra característica se faz muito importante: o cruzamento de dois animais da mesma espécie deve originar um animal fértil. Percebia-se que, ao cruzar a égua e o jumento, por exemplo, o burro resultante era infértil, não podendo dar continuidade à espécie e à essa união. Logo, conclui-se que os progenitores não eram da mesma espécie.

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