COMETAS, ASTEROIDES, METEOROS. QUAL A DIFERENÇA?

 COMETA – É formado por rocha, gelo, poeira e gases. Costuma-se dizer que os cometas são “pedras de gelo sujas”. Eles possuem órbitas em torno do Sol altamente elípticas, que podem se estender para além de Plutão

Trajetórias dos planetas e a órbita e o movimento de um cometa (altamente elíptica)

Quando um cometa está mais próximo do sol, o seu material interno se evapora dando origem a nuvens de poeira e gás, que formam as caudas.

A radiação e o vento solar fazem com que o material expelido pelo cometa (poeira e ións) forme duas longas caudas no sentido oposto.

 O cometa, quando avistado da Terra, parece imóvel e apresenta um aspecto nebuloso, sendo possível visualizar uma ou duas caudas.

Cometa Hale-Bopp, visível na Terra em 1997.

ASTEROIDE – É um pequeno corpo rochoso que orbita em torno do sol. Os asteroides são menores que um planeta, mas são maiores que os meteoroides (veja abaixo).

Um asteroide com aspecto irregular.

Existem milhões de asteroides em nosso sistema solar. A maioria se encontra dentro do cinturão de asteroides localizado entre as órbitas dos planetas Marte e Júpiter. No entanto, podem se concentrar em outros locais, incluindo regiões próximas da Terra. 

A grande maioria dos asteroides orbita entre Marte e Júpiter, formando um grande cinturão. Créditos: LABRE-MG http://labre-mg.org.br

METEOROIDES, METEORO E METEORITO. Um meteoroide é um pequeno corpo rochoso, menor que um asteroide. Pode ter tamanho de um pequeno grão até 1 metro de largura. Um meteoroide em altíssima velocidade, ao entrar na atmosfera, se atrita com o ar e se aquece, assim emite um rastro de luz. Esse fenômeno é chamado meteoro ou “estrela cadente”.

Os meteoros (“estrelas cadentes”) observados em uma noite límpida, são pequenos fragmentos de rochas (meteoroides) que se aquecem ao entrar na atmosfera e emitem luz.

Se esse pequeno pedaço de rocha não se desfaz durante a sua passagem pela atmosfera e alcança o solo, ele é chamado de meteorito.

Um meteorito encontrado na superfície terrestre

O gif abaixo resume a definição de meteoroide (meteoroid), meteoro (meteor) e meteorito (meteorite).

AS CAUDAS DUPLAS DOS COMETAS

Os cometas estão entre os menores corpos do sistema solar, mas costumam causar grande admiração quando se tornam visíveis. Há registro de quase 7.000 cometas no sistema solar e esse número não para de aumentar. Eles são formados de rochas, gelo, poeira e gases. O núcleo, ou parte sólida dos cometas, pode ter centenas de metros até dezenas de quilômetros. À medida que se aproximam do Sol e começam a esquentar, alguns de seus materiais começam a se volatizar. Este material forma uma nuvem ao redor do núcleo. A nuvem é chamada coma e pode ter centenas de milhares de quilômetros de diâmetro. Já as caudas podem ter milhões de quilômetros.

Estrutura de um cometa

AS DUAS CAUDAS. A maioria dos cometas tem duas caudas. A força exercida no coma pela pressão da radiação solar e pelo vento solar faz com que as caudas se formem. Como as partículas de poeira do cometa são muito pequenas, elas são empurradas para longe do Sol em uma cauda longa. A outra cauda é feita de moléculas de gás eletricamente carregadas (chamadas íons).

Dessa maneira as caudas sempre apontam para a direção oposta do sol, como ilustra a animação abaixo.

As caudas de poeira e gás, opostas ao Sol, apontam em direções ligeiramente diferentes. A cauda de poeira é deixada para trás na órbita do cometa de tal maneira que muitas vezes forma uma cauda curva. Já a cauda de íons, feita de gases, sempre aponta ao longo das linhas de corrente do vento solar, pois é fortemente afetada pelo campo magnético do plasma do vento solar. 

As caudas de poeira e gases também são visíveis devido a diferentes fenômenos: a poeira reflete a luz solar diretamente e os gases brilham pela ionização.

REFERÊNCIAS

http://www.johnstonsarchive.net/astro/sslist.html

https://spaceplace.nasa.gov/tails-of-wonder/en/

CACHORRO OU GATO: QUEM É MAIS INTELIGENTE?

Certamente há discordância entre os adoradores de cães e gatos. Um bom indicativo é o número de neurônios do córtex cerebral. Os neurônios são as unidades básicas do cérebro e as conexões entre eles formam circuitos que processam informações. O córtex cerebral é a camada mais externa do cérebro e o local mais importante de integração, sendo responsável pela percepção, pensamento, memória e consciência. Assim, o número de neurônios do córtex é uma forma de estimar a capacidade cognitiva de um animal. O homem, por exemplo, possui 16 bilhões de neurônios corticais e o chimpanzé, por volta de 7 bilhões.

CACHORRO E GATO: Um estudo liderado por neurocientistas brasileiras, utilizando uma técnica precisa de contagem (ver aplicação em humanos em https://entendamaisciencia.com/2020/07/06/quantos-neuronios-temos-em-nosso-cerebro/ ), revelou o número de neurônios de regiões do cérebro de vários animais carnívoros. O resultado revelou que o número total de neurônios do córtex de cães é aproximadamente o dobro do de gatos.

Os adoradores de gatos podem espernear, mas em relação ao número de neurônios corticais, não há o que questionar!

REFERÊNCIA

Jardim-Messeder D, Lambert K, Noctor S, Pestana FM., Castro LME, Bertelsen M., Alagaili AN, Mohammad OB, Manger PR, Herculano-Houzel S. 2017. Dogs Have the Most Neurons, Though Not the Largest Brain: Trade-Off between Body Mass and Number of Neurons in the Cerebral Cortex of Large Carnivoran Species. Frontiers in Neuroanatomy 11 DOI=10.3389/fnana.2017.00118

OS TIPOS DE VACINA CONTRA A COVID-19

Existem mais de 100 vacinas sendo desenvolvidas contra o coronavírus (SARS-CoV-2). Equipes de cientistas em instituições de pesquisa e universidades de todo o mundo estão testando diferentes tecnologias, algumas das quais nunca foram utilizadas antes para a produção de uma vacina. Todas as vacinas visam expor o corpo a um antígeno1 que não causa doença, mas provoca uma resposta imune2 que pode bloquear ou matar o vírus se uma pessoa for infectada. 

As vacinas podem conter o coronavírus inteiro, fragmentos, apenas o seu material genético ou ainda partes de sua estrutura em outro vírus geneticamente modificado. A seguir cada uma delas é descrita:

(1) – VACINA DE VÍRUS. Elas utilizam o coronavírus inteiro e podem ser classificadas como atenuadas ou inativadas. Nas atenuadas o vírus permanece “vivo”, porém mutações em seu material genético fazem com que ele perca a capacidade de produzir a doença. Nas inativadas, o vírus é “morto” por meio do calor ou substâncias químicas.

VACINA DE VÍRUS. A mudança de alguns genes do coronavírus pode torná-lo não patogênico (atenuado) ou ele pode ser morto (inativado) por ação de calor ou substâncias químicas, como formaldeído.

(2) – VACINA DE FRAGMENTOS. Outra possibilidade é a vacina usar pedaços do vírus. Nesse caso, as proteínas do coronavírus podem ser injetadas diretamente no corpo. Essas vacinas focam na proteína SPIKE, região do vírus que se liga à célula infectada. Ainda podem ser usados outros fragmentos ou invólucros de proteínas que imitam a camada externa do coronavírus.

VACINA DE FRAGMENTOS. As proteínas spike podem ser usadas para produzir a resposta imune.

(3) – VACINAS GENÉTICAS. Consistem na inoculação de trechos do material genético, na forma de DNA ou RNA, no organismo. O DNA ou RNA têm as instruções genéticas e, neste caso, as células humanas são induzidas a produzir uma proteína do vírus que, por sua vez, irá provocar a resposta imune. Porém, tal tecnologia é nova e nunca foi usada em vacinas licenciadas, ainda não possuindo eficácia comprovada.

VACINA GENÉTICA. Um pedaço de DNA ou RNA irá estimular as células humanas a produzirem as proteínas do vírus.

(4) – VACINAS COM VÍRUS VETOR. Essas vacinas utilizam outro vírus (e.g. adenovírus), que é geneticamente modificado para produzir as proteínas do coronavírus. Assim, ele apresenta um fragmento de seu material genético que expressa as proteínas SPIKE do coronavírus. Portanto, tal vírus funciona como um vetor dessas proteínas SPIKE do coronavírus, que irão causar a resposta imune.

VETOR VIRAL. A mudança nos genes de outro vírus faz com que ele produza as proteínas SPIKE do coronavírus.

Muitas dessas vacinas já apresentam resultados positivos e são muito promissoras. Porém, utilização de uma vacina só é feita após uma série de testes, veja https://www.facebook.com/entendamaisciencia/posts/280452053336518

REFERÊNCIA:

The race for coronavirus vaccines: a graphical guide. Nature, April 2020. https://www.nature.com/articles/d41586-020-01221-y

  1. partícula ou molécula que quando introduzida no organismo provoca a produção de um anticorpo específico.
  2. processo de defesa do organismo contra contra substâncias ou agentes infecciosos.

A ORIGEM DO OVO


A ilustração mostra de modo simplificado a árvore evolutiva e a origem do ovo com casca calcária dos répteis (evolutivamente as aves devem ser consideradas um réptil).

A reprodução por meio de ovos já existia entre os primeiros organismos multicelulares que habitaram a terra. Entre os vertebrados já ocorria nos peixes. Portanto, em animais com vértebras, o ovo surgiu há mais de 500 milhões de anos no meio aquático. A maioria dos anfíbios, após conquistar o ambiente terrestre, ainda depende da água para depositar os seus ovos e desenvolver os seus embriões. A independência da água para a reprodução surge de modo definitivo nos répteis. O ovo com casca calcária assegura a integridade dos líquidos internos, necessários para desenvolvimento do embrião. Sem dúvida, tal estratégia, foi um passo importante na conquista do ambiente terrestre.

E QUEM VEIO ANTES? O OVO OU A GALINHA?

A história da evolução dos ovos entre os répteis não é tão simples como mostra a figura acima. É um pouco mais complexa! Isso porque, ao longo da evolução, vários grupos de répteis deixaram de produzir ovos e passaram para a condição de viviparidade, a mesma situação que observamos na maioria dos mamíferos. Para complicar, alguns grupos que eram vivíparos sofreram reversão e tornaram-se ovíparos novamente! Entre os grupos de répteis que viveram entre os dinossauros, alguns pariam seus filhotes sem a presença de ovos. É o caso de grupos aquáticos, como o que vemos abaixo:

Répteis que um dia dominaram os mares Terræ
O ictiossauro Stenopterygius, um réptil marinho com cerca de dois metros, preservado junto com o filhote (indicado pela seta) © The Natural History Museum, Londres.

Entre os répteis atuais há, entre o grupo dos lagartos e cobras, muitos que dão à luz a filhotes inteiramente formados. Veja abaixo:

Eastern Blue-tongued Lizard - Australian Reptiles & Amphibians ...
Lagarto vivíparo
Do Snakes Lay Eggs? - Snake Facts
Serpente vivípara

Estima-se que a viviparidade tenha surgido mais de 100 vezes entre os lagartos e as cobras e acredita-se que esteja associada, principalmente, a ambientes frios (assim a mãe consegue manter os embriões aquecidos buscando locais mais quentes).

Embora existam répteis vivíparos, sabemos que as aves descendem de um grupo de dinossauros, os terópodes, que eram ovíparos. Veja abaixo:

Esqueleto do dinossauro terópode  
Citipati preservado em um ninho com ovos, claramente visíveis no lado direito.

Portanto, todas as aves descendem de um dinossauro que colocava ovos. Diante disso, não resta dúvida: o ovo veio antes da galinha!

REFERÊNCIAS

Romer. 1957. Origin of the amniote egg. JSTOR

Pyron RA, Burbrink FT. Early origin of viviparity and multiple reversions to oviparity in squamate reptiles. Ecol Lett. 2014;17(1):13-21. doi:10.1111/ele.12168

O VILÃO DO AQUECIMENTO GLOBAL

A elevação da temperatura da atmosfera da Terra pode ser intensificada pela emissão de gases que causam o efeito estufa. O gás carbônico (CO2) liberado pela queima de combustível fóssil e pelo desmatamento é apontado como um dos principais responsáveis pelo efeito estufa.

A Terra recebe luz do Sol de diferentes comprimentos de onda. Parte dessa radiação é refletida pelo planeta e volta à atmosfera. A Terra emite, principalmente, ondas de infra-vermelho de 5 a 30 micrômetros (ondas de calor). Parte delas retorna ao espaço. Porém, a molécula de CO2 possui a propriedade de absorver ondas de 4,2 e 15 micrômetros. Assim, ondas de calor com comprimento em torno de 15 micrômetros são absorvidas e não retornam ao espaço. Tais ondas de infra-vermelho são reemitidas pelas moléculas de CO2 e colaboram intensamente para o efeito estufa.

Veja abaixo o gráfico que mostra a quantidade DE CO2 nos últimos 800.000 anos na atmosfera terrestre, baseado na comparação de amostras contidas em núcleos de gelo e de medições mais recentes.

Este gráfico, baseado na comparação de amostras atmosféricas contidas em núcleos de gelo e em medições diretas mais recentes, fornece evidências de que o CO2 atmosférico aumentou desde a Revolução Industrial.  (Fonte: [[LINK || http: //www.ncdc.noaa.gov/paleo/icecore/ || NOAA]])
https://climate.nasa.gov/evidence/

O que estamos fazendo com o nosso planeta?

QUANTOS NEURÔNIOS TEMOS EM NOSSO CÉREBRO?

O cérebro humano possui cerca de 1,5 Kg. A sua arquitetura é complexa e as diferentes regiões contêm concentrações variadas de células. Assim, a distribuição de células não é homogênea. Por esse motivo, os cálculos do número de neurônios de um cérebro eram difíceis de serem realizados e pouco confiáveis. Embora, alguns artigos científicos e livros didáticos do século passado mencionassem a existência de 100 bilhões de neurônios no cérebro humano, não havia um estudo confiável para estimar o seu número total, sobretudo pela dificuldade em função da heterogeneidade de distribuição das células.

Entretanto, em 2005, a pesquisadora Suzana Herculano-Houzel criou um novo método, denominado fracionamento isotrópico. Tal método consiste em transformar estruturas cerebrais heterogêneas em suspensões homogêneas contendo apenas os núcleos das células.

O neurônio como a maioria de outras células possui um núcleo interno, a porção mais central, que abriga o DNA.

Neurolab #6 - O que são os neurônios e como eles se comunicam?
Neurônio com núcleo

A técnica consiste em dissolver as membranas dos neurônios por compostos químicos, mas deixando os seus núcleos intactos. Assim, o método transforma o cérebro inteiro em um grande “caldo” (suspensão homogênea), contendo apenas os núcleos das células. Uma vez que cada célula cerebral possui um único núcleo que pode ser corado, a conta fica simples. Por meio de contagem de amostras desse “caldo”, Susana, seu aluno Frederico Azevedo e colaboradores estimaram, em 2009, o número de neurônios em quatro cérebros de cadáveres humanos. O número médio obtido foi 86 bilhões de neurônios!

Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human ...
Imagem dos núcleos das células obtidas por meio do fracionamento isotrópico

BIBLIOGRAFIA

Herculano-Houzel S, Lent R. Isotropic fractionator: A simple, rapid method for the quantification of total cell and neuron numbers in the brain. J Neurosc. 2005; 25 (10) 2518-2521; DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.4526-04.2005

Azevedo FA, Carvalho LR, Grinberg LT, et al. Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled-up primate brain. J Comp Neurol. 2009;513(5):532-541. doi:10.1002/cne.21974

A LUA É MAIOR QUANDO ESTÁ PRÓXIMA DO HORIZONTE?

Não há dúvida de que, quando observamos a Lua no nascente ou no poente, temos a nítida impressão de que ela é bem maior. Porém, quando a Lua é observada mais próxima do horizonte ela está, na realidade, um pouco mais longe. Veja a figura abaixo:

O observador de cima está visualizando a Lua no horizonte, ao passo que o observador na lateral está vendo a Lua acima de sua cabeça. Compare as distâncias representadas pelas linhas vermelhas

Assim, a Lua deveria parecer maior quanto está no zênite, ou seja no topo do céu. Acontece que a diferença entre essas distâncias é insignificante. Somente por meio de medições extremamente precisas poderíamos detectar que a Lua tem um “tamanho maior”, quando no zênite. Em termos de escalas detectáveis aos olhos humanos, podemos dizer que Lua possui o mesmo tamanho em qualquer região do céu.

MAS POR QUE ELA PARECE SER MAIOR QUANDO PRÓXIMA DO HORIZONTE?

Uma explicação aventada é que seria devido à refração da luz em função das camadas de atmosfera. Entretanto, tal efeito refratário causa distorções mínimas, sobretudo na posição da Lua no céu, e não explica o fenômeno que vivenciamos.

Não há dúvida de que a explicação seja devida a uma ilusão de óptica. Uma hipótese é que quando a Lua está próxima do horizonte, a comparamos com prédios, árvores e montanhas. Objetos em primeiro plano induziriam nosso cérebro a pensar que a Lua é maior do que realmente é. Tais referências de objetos, ausentes no alto do céu, causariam a impressão dela ser menor. Porém, essa hipótese por si só é refutada porque pilotos de aviões que voam em altitudes muito elevadas também experimentam a ilusão da Lua maior quando próxima do horizonte.

A explicação mais plausível e aceita deve-se à ilusão de Ponzo e à forma como percebemos o céu.

ILUSÃO DE PONZO

Ocorre quando o nosso cérebro avalia de modo diferente as dimensões de um mesmo objeto conforme a distância percebida. Note abaixo que a barra amarela “mais distante” aparenta ser maior.

COMO VEMOS A ABÓBODA CELESTE

Para os seres humanos o céu não parece ser uma semi-esfera, mas sim uma cúpula achatada, sendo mais extensa na direção do horizonte do que para o alto. Isso pode ser constatado quando há formação de nuvens, distribuídas à mesma altura. Nesse caso, temos a percepção que elas estão mais distantes na direção do horizonte do que para cima.

A ilusão de Ponzo associada à do achatamento do céu constitui a explicação mais plausível e aceita para a percepção sobre o tamanho da Lua. Veja abaixo
a trajetória da Lua e a aparente, presumida pelo nosso cérebro.

REFERÊNCIAS:

Kaufman L, Kaufman J. 2000. Explaining the moon illusion, Proceedings of the National Academy of Sciences 97: 500-505. https://doi.org/10.1073/pnas.97.1.500

Silveira FL, Medeiros, A. 2006. Ilusão sobre o tamanho da Lua no horizonte
Revista A Física na Escola 7: 67-69. http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol7/Num2/v13a12.pdf

A PILHA ELÉTRICA. QUANDO USAR LEMBRE-SE DE VOLTA!

No final do século XVIII, o anatomista Luigi Galvani observou contrações musculares em rãs em contato com fios de metais e interpretou o fenômeno como causado pela “eletricidade animal”

Entretanto, o físico Alessandro Volta notou que eletricidade não se originava dos músculos da rã, mas sim dos metais e que os tecidos do animal apenas conduziam essa eletricidade. Com esse ideia, no ano de 1800, Alessandro Volta inventou a pilha elétrica!

A pilha de Volta é constituída por um disco de cobre e um de zinco, separados por um de feltro embebido com ácido sulfúrico. O zinco e o cobre reagem com o ácido liberando elétrons. Porém, o zinco reage mais fortemente liberando mais elétrons (mais íons Zn++ se deslocam para o feltro, deixando elétrons para trás). Assim, há maior acúmulo de elétrons na placa de zinco. Se colocamos um fio condutor ligando o zinco com o cobre, os elétrons se deslocam para o cobre. O deslocamento desses elétrons é a corrente elétrica. É assim que funciona uma bateria!

O aparelho de Volta era composto de vários discos colocados um sobre o outro de modo a formar uma pilha. Daí surgiu o nome pilha, o qual é utilizado até hoje para as pequenas baterias modernas.

HUMANOS COM CAUDA

O homem é um dos primatas que não possuem cauda. Porém, há alguns poucos registros de pessoas que nasceram com cauda. Usualmente, quando isso ocorre, é realizada uma cirurgia para remoção dessa estrutura. Na primeira foto abaixo, uma criança recém-nascida na Colômbia, com cauda de 13 cm e, na sequência, um jovem indiano de 17 anos, com uma cauda de 18 cm.

Essas caudas podem, ou apresentar alguns elementos ósseos, ou ser simples apêndices desprovidos de estruturas ósseas. Algum pesquisadores sugerem que sejam um vestígio da cauda embrionária. No início do desenvolvimento embrionário, o embrião dos vertebrados possui uma cauda bastante proeminente (veja abaixo).

A cauda, assim como todo o embrião incipiente, é formada por uma sequência de segmentos chamados somitos. No caso dos vertebrados com cauda, cada somito caudal dá origem a uma vértebra que compõem a cauda. No homem, o número de somitos diminui ao longo do desenvolvimento embrionário, de modo que nascemos sem cauda. Alguns pesquisadores sugerem que caudas em humanos sem estruturas ósseas não sejam um vestígio caudal do embrião. Porém, homens com cauda contendo estruturas ósseas parecem apresentar um traço muito similar ao de nossos ancestrais que viveram há cerca de 20 milhões de anos.

Para determinar se a cauda com estruturas ósseas corresponde a vestígio da cauda embrionária, são necessárias informações mais detalhadas sobre o número de vértebras totais e a presença de fibras musculares homólogas à musculatura caudal. 

Se existem dúvidas quanto a se tais caudas humanas são ou não vestígios embrionários e de um ancestral longínquo, ao menos sabemos que todos nós, humanos, compartilhamos uma estrutura interna que corresponde às caudas de nossos ancestrais. Tal estrutura é o cóccix. No desenvolvimento embrionário normal, os somitos da cauda dos seres humanos sofrem uma grande redução, mas 3, 4 ou 5 persistem e dão origem às pequenas vértebras que formam o cóccix (figura abaixo). O nosso cóccix é o que sobrou da cauda de nossos ancestrais.

REFERÊNCIAS

Nakatsukasa M, Tsujikawa H, Shimizu D, Takano T, Kunimatsu Y, Nakano Y, Ishida, H. 2003. Definitive Evidence for Tail Loss in Nacholapithecus, an East African Miocene Hominoid. Journal of human evolution. 45. 179-86. 10.1016/S0047-2484(03)00092-7.

Giri PJ, Chavan VS. 2019. Human tail: A benign condition hidden out of social stigma
and shame in young adult – A case report and review. Asian J Neurosurg 2019:14:1-4.

Tojima S, Makishima H, Takakuwa T, Yamada S. 2018. Tail reduction process during human embryonic development. J Anat. 2018;232(5):806-811. doi:10.1111/joa.12774