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O futuro da biodiversidade no nosso planeta: qual caminho “normal” queremos voltar a seguir depois da quarentena?

Todo dia a gente vê um meme diferente sobre o que faremos quando a quarentena acabar (sobre a pandemia do Covid-19) e a vida voltar ao normal. Depois da crise que estamos vivendo e das discussões que ela traz, a perspectiva de querer voltar ao que vivíamos antes da pandemia, em vez de pensarmos em melhores alternativas de lidar com a realidade, me parece equivocada, já que foi aquela normalidade que nos trouxe até aqui. Hoje vou dar um exemplo dos frutos que a nossa antiga normalidade deve colher daqui a algumas décadas e porque precisamos pensar desde já em nova normalidade: a extrema perda da biodiversidade causada pela perda de habitat em todo o mundo. 

Para discutir esse tema, vou apresentar os resultados de um estudo que acabou de ser publicado na revista Biological Conservation pelos pesquisadores Daniel Gonçalves-Souza, Ricardo Dobrovolski (Universidade Federal da Bahia) e Peter H. Verburg (VU University Amsterdam, Holanda). Eles utilizaram um modelo para prever a perda da biodiversidade a partir da perda de habitat que vai acontecer daqui a 20 anos e os resultados dessa pesquisa não são nem um pouco promissores.

Não dá pra dizer que esse prognóstico é surpreendente. A perda da biodiversidade no nosso planeta está acontecendo em uma velocidade cada vez mais acelerada. O aumento da população combinado com nossos padrões de consumos extremos estimulam a perda de áreas naturais e consequentemente, a perda do habitat de inúmeros seres vivos que viveriam nessas áreas. Isso resulta na extinção de diversas espécies, além da perda de serviços ecossistêmicos fundamentais realizadas por elas para o bem-estar humano. As atividades de agropecuária são as principais responsáveis pela redução de áreas naturais e, apesar de estarmos sentindo que a pandemia levou a uma redução geral das atividades econômicas do país, o desmatamento na Amazônia só acelerou  — com 51% de aumento em relação ao mesmo momento no ano passado (se liguem na importância de deixar as florestas intactas aqui). 

Com o objetivo de ter valores mais claros acerca dessa perda de biodiversidade para guiar o desenvolvimento de melhores estratégias de conservação em todo o mundo, os pesquisadores responsáveis pelo estudo intitulado “Perda de habitat, previsibilidade da extinção e esforços de conservação das ecorregiões terrestres”  (em inglês “Habitat loss, extinction predictability and conservation efforts in the terrestrial ecoregions”) construíram um modelo para quantificar a ameaça de extinção de espécies de vertebrados terrestres como resultado da perda de habitat. Esse modelo é baseado numa relação espécie/área, considerando que o aumento de áreas disponíveis, também resulta em um aumento de espécies na área em questão (e vice-versa). Os pesquisadores utilizaram os dados de mais de 600 espécies de vertebrados distribuídos em diversas ecorregiões globais para aplicá-lo.

Esse modelo foi criado em duas etapas. Como uma das formas de quantificar a perda de biodiversidade é utilizar o número das espécies em extinção, eles primeiro avaliaram o risco de extinção atual, considerando a perda de habitat até o presente momento. Após terem uma previsão, eles compararam os resultados com os valores reais da lista vermelha de espécies em extinção da União Internacional pela Conservação da Natureza (ou IUCN em inglês). Esse passo é importante porque se os dados que o modelo previu para os valores atuais são iguais aos dados reais registrados de espécies ameaçadas, nos certificamos que as previsões do modelo se adequam à realidade. O modelo previu que 2073 espécies deveriam estar ameaçadas hoje e este número está muito próximo ao número real que consta na lista da IUCN. 

A segunda etapa do modelo foi construir uma previsão para o ano de 2040, depois de 20 anos de destruição. E é aqui que nossa velha normalidade entra em jogo. Os pesquisadores utilizaram as taxas de perda de habitat até a atualidade para prever a perda da biodiversidade que esperamos daqui a 20 anos. Infelizmente, se continuarmos os mesmos hábitos, essas taxas também irão se manter iguais e, mais de quatro mil espécies podem estar ameaçadas de extinção nas próximas décadas.

Adicionado a isso, o estudo identificou as ecorregiões que estão mais ameaçadas de perder biodiversidade. Os esforços de conservação estão normalmente voltados para áreas chamadas de hotspots de biodiversidade, que, basicamente, são áreas com um grande número de espécies importantes de serem conservadas, a exemplo das endêmicas (aquelas espécies que tem uma área de vida restrita a um certo local).  O interessante é que o estudo identificou algumas ecorregiões em perigo que estão fora desses hotspots de biodiversidade, chamando atenção para a necessidade de ampliação das estratégias de conservação no nosso planeta.  

Este mapa retirado do artigo em questão mostra a relação entre o número de vertebrados endêmicos previstos para extinção devido à perda de habitat acumulada projetada até 2040 (em vermelho – tons escuros indicam mais extinção) e a porcentagem da área de ecorregião que está protegida (em azul – tons escuros indicam mais área protegida). Fonte: Biological Conservation, volume 246 – Elsevier, 2020.

É importante pontuar que os autores afirmam que este não deve ser o único modelo utilizado para fazer essas previsões. Como é um modelo geral, ele simplifica as respostas diversas que as diferentes espécies podem apresentar em relação a perda de habitat, além de necessitar de dados das espécies que não estão sempre disponíveis. Precisamos de mais informações sobre a nossa biodiversidade para fazer previsões cada vez mais seguras sobre seu futuro. 

Mas, com certeza o artigo nos dá um grande exemplo para se repensar sobre qual mundo queremos (re)construir, quando sairmos desta pandemia. O jeito que estamos lidando com a natureza, da qual inclusive fazemos parte, não tem gerado consequências favoráveis. Agora que saímos do velho normal, talvez seja o momento perfeito para se pensar em um novo normal, muito mais responsável, consciente e ativo.

Fonte:

Gonçalves-Souza D., Verburg P. H., Dobrovolski R. (2020) Habitat loss, extinction predictability and conservation efforts in the terrestrial ecoregions. Biological Conservation, Volume 246, 2020, 108579.

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Mar profundo e o coronavírus, qual a relação?

A pandemia do coronavírus deixou o oceano muito mais quieto. Atividades como o transporte realizado por navios, a passagem de transatlânticos turísticos e a exploração de gás e óleo foram enormemente reduzidas. A ciência tem mostrado que os ruídos advindos desses usos podem causar impactos em mamíferos marinhos, como por exemplo, baleias, que se comunicam através de sons no ambiente para atividades como alimentação e reprodução. Para os cientistas, portanto, este momento de “silêncio’ no mar é muito importante para avançar no conhecimento sobre como esses animais vêm sendo afetados por pressões humanas. 

O mar não apenas sente as consequência do coronavírus, mas também poder ter importante papel em seu combate. Testes utilizados para detectar a doença, bem como no caso da AIDS e outras SARS, foram desenvolvidos a partir de enzimas extraídas de bactérias encontradas em regiões de altas temperaturas e pressões no mar profundo, em um ecossistema conhecido como fontes hidrotermais (Figura 1). Graças à resistência dessas bactérias a altas temperaturas, enzimas presentes nesses organismos são utilizadas na detecção do vírus SARS-CoV-2, responsável pela doença COVID-19, através da técnica de PCR. Essas bactérias são, portanto, um bom exemplo sobre a potencialidade do mar profundo, considerado ainda pouco explorado e compreendido, para o combate e tratamento de doenças, dentre outros benefícios possíveis que podem trazer aos seres humanos (Le et al., 2017).

As fontes hidrotermais são ambientes bastante peculiares, formados em zonas de convergência de placas tectônicas da Terra. Tratam-se de verdadeiras chaminés, que liberam um fluido quente muito rico em metais resultante do contato da água do mar com o magma da Terra. Em um ambiente aparentemente inóspito como esse, bactérias se adaptaram, utilizando os fluidos ricos em compostos químicos como combustível para produzir sua própria comida, processo conhecido como quimiossíntese. Os produtos da quimiossíntese, por sua vez, são fonte de alimento para outros organismos. Ou seja, muitas comunidades biológicas de fontes hidrotermais dependem das bactérias quimiossintéticas para sobreviver (van Dover, 2014).

Figura 1. Fonte hidrotermal expulsando fluido resultante do contato da água do mar com o magma da Terra. Imagem cortesia da NOAA Office of Ocean Exploration and Research, 2016 Deepwater Exploration of the Marianas.

Nos últimos anos, as fontes hidrotermais despertaram o interesse dos seres humanos em um campo além da pesquisa científica, a mineração submarina. As substâncias químicas presente nos fluidos expelidos pelas fontes hidrotermais e que servem como matéria prima para a produção de alimento pelas bactérias são também fonte de metais de interesse comercial para os seres humanos. Quando em contato com a água do mar mais fria, o fluido quente da chaminé precipita-se em sulfetos polimetálicos, estruturas que possuem metais de interesse comercial para a indústria, como cobre, zinco e até ouro (SPC, 2013).

Muitas fontes hidrotermais são encontradas em regiões de fundos marinhos localizados além da jurisdição nacional dos países, parte conhecida como “a Área”. Essa zona não está sob a soberania de ninguém, o que significa que nenhum país do mundo pode controlar atividades de mineração nessas áreas por meio de suas leis, por exemplo. Além disso, os recursos minerais existentes na Área são reconhecidos como patrimônio da humanidade, ou seja, pertencem a cada um de nós e às próximas gerações por vir. O controle e elaboração das regulações (“regras”) que ditam a mineração na Área ficam a cargo de um órgão vinculado à Organização das Nações Unidas conhecido como Autoridade Internacional sobre os Fundos Marinhos (International Seabed Authority, ISA, em inglês).

Atualmente, o principal trabalho da ISA é desenvolver o passo-a-passo, ou marco regulatório, para extração de minerais na área para aplicação comercial (o processo envolve outras etapas antes da mineração para extração comercial, assunto para outra publicação). No entanto, essa é ainda uma discussão muito controversa, uma vez que assim como para a mineração terrestre, espera-se que essa atividade traga uma série de impactos ao ambiente marinho e sua biodiversidade. Além disso, os cientistas não estão convencidos de que há informação suficiente sobre o funcionamento do mar profundo e sobre as consequências de potenciais impactos da mineração nesses ambientes (Koschinsky et al., 2018).

Para discutir o processo, Estados Membros se encontram presencialmente duas vezes ao ano em Kingston, na Jamaica. Em 2020, no entanto, essas discussões vêm sendo impactadas pelo coronavírus, uma vez que há grandes restrições na entrada e saída de pessoas de seus países. Devido aos diversos interesses comerciais e estratégicos envolvidos na discussão, muitos Estados Membros se opõem à alternativa de dar continuidade ao processo de forma virtual, o que deverá ocasionar um atraso nas discussões.

Em uma nova realidade em que tentamos nos adaptar às novas condições e manter nossas atividades, reflito: mesmo em cenários complexos de decisão devemos continuar o diálogo e seguir em frente? Ou ainda é mais seguro aguardar e retornar às velhas práticas quando possível? Quais poderiam ser as implicações de uma ou outra?

O oceano grita no silêncio. Cabe a nós ouvir e acolher a mensagem trazida pelo corona ou apenas calar uma vez mais sua voz com nossos motores de navios e equipamentos de extração que nos ensurdecem há tantas décadas e talvez àquelas por vir.

Referências:

Koschinsky et al. 2018. Deep-sea mining: Interdisciplinary Research on Potential Environmental, Legal, Economic, and Social Implications. Integrated Environmental Assessment and Management, v.14, n.6, p. 672-691. https://doi.org/10.1002/ieam.4071 

Le et al. 2017. Incorporating ecosystem services into environmental management of deep-seabed mining. Deep Research Part II, v.137, p.486-503. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2016.08.007

SPC, Secretariat of the Pacific Community. 2013. Deep Sea Minerals: Sea-Floor Massive Sulphides, a physical,biological, environmental, and technical review. Baker, E., and Beaudoin, Y. (Eds.) Vol. 1A.

van Dover, 2014. Impacts of anthropogenic disturbances at deep-sea hydrothermal vent ecosystems: A review. Marine Environmental Research, v.102, p. 59-72. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2014.03.008

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Morcegos e Coronavírus Evoluindo Juntos OU Como Prevenir Novas Epidemias?

Após várias teorias de conspiração para o surgimento do SARS-Cov-2, vírus causador da atual pandemia, em março deste ano um grupo de cientistas publicou um estudo com fortíssimas indicações de que o SARS-Cov-2 não teria sido criado em laboratório e sua origem seria uma mutação do coronavírus presente em algumas espécies de morcegos e/ou pangolins. As duas espécies animais são portadoras de tipos de vírus similares ao que está causando a pandemia atualmente. Uma das possíveis origens da teoria de que SARS-Cov-2 teria sido criado em um laboratório em Wuhan (China) pode ter sido pelo longo histórico de laboratórios de pesquisa dessa cidade que estudam a relação entre coronavírus e morcegos. Esse não é um assunto novo, até porque outras espécies de coronavírus já são conhecidas por causar doenças em seres humanos como o coronavírus causador da MERS ou síndrome respiratória do Oriente Médio, mas nenhum deles tinha tido um impacto tão grande como o SARS-Cov-2. Você pode conferir mais sobre isso nesse texto aqui do blog.

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Figura 1: Modo de transmissão do coronavírus para seres humanos pode ser através de uma contaminação direta do hospedeiro ou pode envolver um hospedeiro intermediário como o pangolin no caso do SARS-Cov-2. Modificado de Freepik.

Entender a relação entre duas espécies que evoluem juntas pode nos dar indícios de como prevenir ou combater possíveis novas infecções causadas por qualquer agente que tenha origem animal, como ebola (causado pelo vírus Ebola) ou esquistossomose (causada pelo verme Schistosoma mansoni) por exemplo. É essa relação de evolução conjunta, chamada coevolução, que um grupo de cientistas da França, Estados Unidos, Madagascar, Moçambique, África do Sul, Ilhas Maurício e Seychelles estudaram entre 36 espécies de morcegos e diferentes tipos de coronavírus em uma área do sudeste da África continental (Moçambique) e diversas ilhas a oeste do Oceano Índico. O objetivo dos pesquisadores e pesquisadoras foi, entre outras coisas, avaliar possíveis formas de outros tipos de coronavírus se tornarem transmissíveis a seres humanos.

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Figura 2: Mapa da região onde foram coletados os morcegos analisados em Joffrin et al. (2020). Crédito: Joffrin et al. (2020).

Em primeiro lugar foi avaliada a taxa de morcegos infectados com coronavírus. No total, 8,7% dos 1.036 indivíduos estavam infectados e a maior taxa de infecção foi encontrada em Moçambique, ou seja, no continente. Outras análises indicaram que a grande maioria dos vírus coletados era específica de uma determinada família de morcegos, ou seja, cada “espécie” de vírus é capaz de infectar somente uma família de morcegos (importante ressaltar aqui que família tem sentido taxonômico). Isso já era esperado, tanto que de acordo com o Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus (ICTV em inglês) coronavírus são estruturados filogeneticamente em subgêneros e, em geral, cada subgênero infecta uma família de morcegos. É por isso que a denominação dos subgêneros virais é feita de acordo com a denominação da família de morcegos infectada por estes (Ex.: vírus do subgênero Rhinacovirus infectam morcegos da família Rhinolophidae por exemplo).

Um dos resultados inesperados encontrados pelos pesquisadores foi o modo de evolução viral. A hipótese era de que os vírus que infectam morcegos na área analisada (Ilhas e continente a oeste do Oceano Índico) evoluíram pela transferência de hospedeiro seguida de adaptação, como acontece com coronavírus que infectam morcegos africanos de acordo com um estudo feito por Anthony e colaboradores (2017). Isso significa que uma espécie de vírus que infecta a espécie X de morcego sofre uma mutação e passa a ser capaz de infectar a espécie Y e, após isso, se adapta ao novo hospedeiro até que seja diferente o suficiente para ser identificado como um tipo diferente de vírus. Os vírus encontrados nos morcegos da região oeste do Oceano Índico, por outro lado, evoluem, em sua maioria, por um processo chamado coevolução. Isso significa que mudanças evolutivas em morcegos geram mudanças evolutivas no vírus que infecta aquela espécie de morcego. Essa forma de evolução é comum em relações de parasita-hospedeiro ou em plantas e polinizadores. Houve um caso, entretanto, em que um grupo de cientistas encontrou o mesmo vírus infectando duas famílias de morcegos em uma área de Moçambique.

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Figura 3: Filogenia fictícia que ilustra a ideia de que o coronavírus evolui junto com o seu hospedeiro natural, o morcego. Crédito: Richard Borge para Scientific American.

O artigo termina com uma análise de três outros tipos de coronavírus conhecidos por infectar humanos e morcegos (NL63 Human CoVs, 229E Human CoVs e MERS-like Cov). Ainda não se sabe exatamente como esses vírus começaram a ter capacidade de infectar humanos, mas estima-se que tenha sido através de um hospedeiro intermediário (vírus do morcego infecta outro animal e esse animal transmite a seres humanos). Para encerrar, o grupo de cientistas concluiu que, como em outras zoonoses, o surgimento, mutação e infecção de humanos por novos vírus são associadas a mudanças no ecossistema como fragmentação de habitat, práticas intensivas de agropecuária e consumo de carne de origem selvagem. Essa conclusão vem de acordo com os resultados de outro artigo publicado semana passada (4 de Maio) por um grupo de cientistas do Reino Unido que chama a atenção para como as práticas de manejo animal (pecuária intensiva, com o uso indiscriminado de antibióticos, o grande número de animais e baixa diversidade genética destes animais) são um risco enorme para o surgimento de epidemias. Uma reavaliação da nossa relação e o  impacto que causamos no meio ambiente se faz necessária o mais rápido possível ou pandemias, distanciamento social e todo o sofrimento causado por essas doenças vai se tornar o novo normal.

 Referências: 

Joffrin L, Goodman SM, Wilkinson DA, Ramasindrazana B, Lagadec E, Gomard Y, Le Minter G, Santos A, Schoeman MC, Sookhareea R, Tortosa P, Julienne S, Gudo ES, Mavingui P, Lebarbenchon C. (2020). Bat coronavirus phylogeography in the Western Indian Ocean. Scientific Reports, 10 (1) DOI: 10.1038/s41598-020-63799-7

Coronaviruses and bats have been evolving together for millions of years: Different groups of bats have their own unique strains of coronavirus.” ScienceDaily. ScienceDaily, 23 April 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200423082231.htm>

Mourkas E, Taylor AJ, Méric G, Bayliss SC, Pascoe B, Mageiros L, Calland JK, Hitchings MD, Ridley A, Vidal A, Forbes KJ, Strachan NJC, Parker CT, Parkhill J, Jolley KA, Cody AJ, Maiden MCJ, Kelly DJ, Sheppard SK. (2020) Agricultural intensification and the evolution of host specialism in the enteric pathogen Campylobacter jejuni. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201917168 DOI: 10.1073/pnas.1917168117

Anthony SJ, Johnson CK, Greig DJ, Kramer S, Che X, Wells H, Hicks AL, Joly DO, Wolfe ND, Daszak P, Karesh W, Lipkin WI, Morse SS, PREDICT Consortium, Mazet J, Goldstein T (2017). Global patterns in coronavirus diversity. Virus evolution, 3(1), vex012. https://doi.org/10.1093/ve/vex012

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O dia em que a Terra parou: crises e oportunidades para pensar a vida na atualidade

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Acervo pessoal

Há alguns meses, dificilmente imaginaríamos a situação de confinamento que estamos vivendo hoje. Naquele momento, o COVID-19 era algo que estava no radar, mas ainda bem distante, sendo mais um problema internacional, do que algo que poderia trazer as drásticas mudanças vivenciadas atualmente. No dia 11 de março de 2020, a OMS define que estamos numa pandemia do novo coronavírus, anunciando a extensão e a gravidade do que estaria por vir. A velocidade de disseminação da doença acaba coincidindo com as transformações acarretadas na vida de todas as brasileiras nas últimas semanas. A maior parte dos estados brasileiros decretou o “distanciamento social”, recomendando que as pessoas deixassem de circular livremente e proibindo aglomerações. Todos os serviços considerados não essenciais pararam de funcionar e eventos coletivos foram adiados ou cancelados.

Do ponto de vista prático, cada pessoa teve seu cotidiano diretamente impactado em todas as suas esferas: trabalho, educação e vida social para resumir os principais eixos. As instituições tiveram que se adaptar à necessidade de reclusão populacional imposta para diminuir o contágio e evitar o colapso dos serviços de saúde. Home office e aulas online passaram a ser a rotina de muitas famílias brasileiras, estabelecendo um arranjo familiar nunca visto antes. Nesse sentido, torna-se difícil vislumbrar quais serão as consequências psicossociais dessa nova dinâmica de vida, no entanto, fica fácil perceber que não sairemos os mesmos dessa pandemia.

Pensando nas relações pessoais, fortes desafios estão sendo colocados para as famílias, diante da imposição de uma convivência intensa e prolongada restrita à rotina domiciliar. Um fator que não pode deixar de ser mencionado, se refere à ausência de trabalhadoras domésticas nas casas das classes média e alta, exigindo que as famílias se organizem nessa gestão cotidiana. Trata-se de uma excelente oportunidade para construir uma divisão de tarefas domésticas e cuidado com os filhos mais igualitária e justa, a partir da inclusão dos homens, redefinindo esses papéis sociais e problematizando questões de gênero tão silenciadas no mundo doméstico.

Para dar conta dessas diversas mudanças, uma série de dicas, manuais, recomendações e orientações brotaram no mundo virtual com o objetivo de apaziguar as dificuldades que advém de uma situação de confinamento. Ansiedade, depressão e síndrome do pânico estão entre os principais quadros de saúde mental que têm assolado as sociedades contemporâneas. Para profissionais de saúde, é interessante conhecer o guia de saúde mental da OMS para emergências humanitárias que foi recentemente traduzido para o português pela sua contribuição no manejo de casos, especialmente em contextos difíceis como essa pandemia do coronavírus. Diante desse contexto, especialistas do campo da saúde mental avaliam que essa situação de confinamento é preocupante e deve ser a atenção devida, considerando que aproximadamente 4,5 bilhões de pessoas estão nessa condição. As indefinições não apenas sobre quando se encerrará o confinamento, mas sobretudo a impossibilidade de vislumbrar as consequências pós-pandemia e as inseguranças a que todas estamos submetidas são aspectos importantes que afetam diretamente nossas vidas e também nossa saúde mental.

Sabemos que uma coisa é desejar ficar em casa, outra coisa completamente distinta é ser obrigada a ficar em casa. Dizendo de modo mais enfático: não poder sair de casa. Essa “pequena” diferença pode se tornar um fator extremamente estressor e/ou ansiogênico para muitas pessoas. O que podemos afirmar é que essa conjuntura de confinamento acentua dificuldades e conflitos preexistentes, ou seja, uma pessoa ansiosa tende a ficar mais ansiosa; um indivíduo hipocondríaco tem uma propensão a agravar seus sintomas; uma situação de violência de gênero apresenta uma probabilidade de piora e assim por diante. No Rio de Janeiro, nos primeiros dias de confinamento, verificou-se o aumento de 50% de casos de violência doméstica, representando aproximadamente 70% da demanda de plantão da Justiça nessa localidade. Preocupado com essa situação, o Estado de São Paulo está viabilizando que ocorrências de violência doméstica possam ser relatadas diretamente no site da Polícia Civil, divulgando também um passo a passo de como fazer a denúncia.

Vale ressaltar que uma tendência não significa uma profecia, ou melhor dizendo, poder agravar não quer dizer necessariamente que irá agravar. Diversas outras variáveis estão em jogo nessa dinâmica, podendo resultar em diferentes cenários. A capacidade das pessoas em lidar com adversidades, o livre arbítrio e as redes de apoio são fundamentais nessa complexa matemática da vida cotidiana.

O psicanalista Christian Dunker, em recente entrevista, falando sobre as reações das pessoas diante da pandemia, compreendeu existir três grandes grupos de pessoas: os “tolos” que negam a situação e seguem sua vida como se nada houvesse; os “desesperados” que ficam reféns do contexto e se sentem completamente impotentes e os “confusos”, que oscilam entre os dois primeiros. Talvez seja o momento de construirmos o quarto grupo como sendo aquele que consegue reconhecer a gravidade da conjuntura sem se deixar paralisar e, ao mesmo tempo, é capaz de extrair possibilidades diante de tamanha adversidade.

Fazendo uma alusão ao clássico de Raul Seixas, podemos aproveitar esse momento em que a Terra parou para perceber a vida que levamos e o que, de fato, desejamos dessa vida que levamos. Além das fortes e abruptas restrições impostas, fica evidente como literalmente tivemos que parar, algo impensável em contextos neoliberais comandados pelos imperativos de lucro e produtividade. Os modelos usuais de trabalho, educação, consumo, lazer e meio ambiente já estão sendo repensados nessas poucas semanas de confinamento mundial, começando a incomodar o sistema socioeconômico vigente. Os elementos para pensarmos uma organização social distinta da atual já estão se colocando no cenário, possibilitando a adoção de uma nova forma de vida.

Nesse sentido, podemos olhar essa situação como um convite para perceber essa crise, na perspectiva oriental, ou seja, crise não apenas como uma situação difícil, mas também como oportunidade. Assim, fica a reflexão: já que fomos obrigadas a parar, o que realmente importa?

Referências:

OMS afirma que COVID-19 é agora caracterizada como pandemia. Disponível em: https://www.paho.org/bra/index.php?option=com_content&view=article&id=6120:oms-afirma-que-covid-19-e-agora-caracterizada-como-pandemia&Itemid=812. Acesso em 15 mar 2020.

Manejo Clínico de Condições Mentais, Neurológicas e por Uso de Substâncias em Emergências Humanitárias. Guia de Intervenção Humanitária mhGAP (GIH-mhGAP). Disponível em: https://iris.paho.org/bitstream/handle/10665.2/51948/9789275722121-por.pdf?sequence=1&isAllowed=y. Acesso em 2 abr 2020.

Especialistas pedem mais atenção à saúde mental por confinamento. Disponível em: https://www.uol.com.br/vivabem/noticias/afp/2020/04/19/especialistas-pedem-mais-atencao-a-saude-mental-por-confinamento.htm?cmpid=copiaecola. Acesso em 19 abr 2020.

Violência doméstica cresce 50% na quarentena do Rio de Janeiro. Disponível em: https://www.uol.com.br/universa/noticias/redacao/2020/03/24/violencia-domestica-rj-quarentena.htm. Acesso em 19 abr 2020.

Passo a passo para você registrar ocorrência de violência doméstica e familiar contra a mulher. Disponível em https://api.tjsp.jus.br/Handlers/Handler/FileFetch.ashx?codigo=119216. Acesso em 19 abr 2020.

Christian Dunker: a pandemia no divã. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/geral-52160230. Acesso em: 7 abr 2020.

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O cérebro e suas redes (bem) complexas

No século XVIII a cidade de Königsberg (na atual Rússia) possuía 7 pontes conectando suas duas ilhas e duas outras porções de terra principais (veja mapa na figura 1). Diz a lenda que as pessoas costumavam se perguntar se seria possível fazer um passeio pelas ilhas atravessando todas as pontes sem repetir nenhuma delas. Até que em 1736, o matemático e físico Leonhard Euler resolveu essa questão considerando que cada pedaço de terra funcionaria como um nó e cada ponte como um link (ou uma conexão) entre os diferentes nós (veja o lado direito da figura 1) [1]. Ele percebeu que uma condição necessária para que todos os links (ou pontes) fossem percorridos uma única vez era que a rede tivesse zero ou apenas dois nós com um número ímpar de links. No primeiro caso qualquer nó poderia ser escolhido como ponto inicial do passeio. No segundo caso, o caminho (que ficou conhecido posteriormente como caminho de Euler) deveria começar e terminar exatamente nos nós com números ímpares de conexões. Note que essa solução se aplica a qualquer rede e não apenas a das pontes de Königsberg. Mas como a rede em questão possuía 4 nós, cada um com um número ímpar de links, Euler garantiu que não seria possível realizar um passeio por esta cidade cruzando cada ponte uma única vez.

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Fig.01: Mapa da cidade de Königsberg em 1736 e sua simplificação para um  estudo de redes. Figura retirada da Ref. [1].

Esta história ficou conhecida como o primeiro problema resolvido do que veio a ser a área do conhecimento que estuda as propriedades das redes complexas e que recebeu o nome de ciência das redes (network science). Desde então, a ciência das redes vem sendo utilizada para resolver problemas em diversas áreas como engenharia de transportes, finanças, genética, ecologia… Recentemente sua aplicação em neurociência ganhou o nome especial de network neuroscience [2] (ainda sem um nome oficial em português podemos chamar a neurociência das redes ou redes cerebrais). A ideia básica continua parecida com o problema das pontes, mas a quantidade de nós e links que podemos estudar é gigantesca. E, portanto, exige o desenvolvimento de novas técnicas de análise de redes e de obtenção de dados reais das redes específicas de interesse. Além disso, a quantidade de perguntas que podemos fazer sobre caminhos e propriedades dessas redes tem aumentado bastante.

Diversos grupos de pesquisa têm se dedicado a descrever da maneira mais detalhada  possível a rede formada por neurônios e sinapses de determinadas regiões do cérebro de diferentes espécies. Em julho deste ano foi publicada a matriz de conectividade completa do sistema nervoso do nematódeo C. Elegans (provavelmente o vermezinho mais querido da ciência) [3]. Em outras palavras, os cientistas descreveram todas as conexões entre os 302 neurônios do animal. Para diversas outras espécies, o que já conhecemos é a matriz de conectividade entre certas regiões do cérebro. Afinal, encontrar a matriz de conexão entre os 85 bilhões de neurônios do cérebro humano [4] parece uma tarefa exageradamente árdua.

Claramente as redes de conectividade dos diferentes animais são algo intermediário entre a total regularidade e a bagunça generalizada. Ou seja, os 302 neurônios do C. Elegans não estão organizados em uma rede regular, como em um cristal, onde cada nó tem a mesma quantidade de vizinhos (exemplo da esquerda na figura 2), nem estão conectados de maneira totalmente aleatória (direita da figura 2). E o que os cientistas têm buscado são propriedades topológicas mais gerais das diferentes redes cerebrais. Assim, seguimos procurando um ponto ótimo entre tentar conhecer o melhor possível a estrutura das redes que nos interessam e tentar extrair propriedades mais gerais dessas redes.

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Fig. 02 Modificada da Ref. [5].  Uma rede inicialmente regular onde cada nó possui dois vizinhos vai sendo transformada em uma rede aleatória seguindo uma regra em que sucessivamente escolhemos um nó que pode ter um de seus links removidos com probabilidade p e sorteamos aleatoriamente um outro nó para se conectar com este primeiro. Para valores intermediários de p esta rede é conhecida como mundo pequeno (small word).

No início desse ano, Danielle Basset uma física bastante ativa na área de neurociência das redes e buscando aplicações em medicina, publicou um artigo de revisão sobre a física das redes cerebrais [6]. O artigo é um compilado de como diversas áreas da física podem contribuir para neurociência e em particular para o estudo da topologia dessas redes a partir da análise dos diferentes tipos de dados. Ela salienta que a arquitetura das conexões entre os neurônios ou regiões cerebrais está sempre restrita a necessidade de minimização de energia e eficiência na transferência de informação. Se por um lado precisamos de técnicas para determinar o melhor possível a conectividade anatômica entre as regiões, por outro precisamos ser capazes de determinar a conectividade funcional levando em conta a atividade dinâmica do cérebro durante diferentes tarefas. Nos dois casos podemos determinar a matriz de conectividade das redes e suas propriedades topológicas (ver figura 03).

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Fig. 03 Modificada da Ref. [6]. Na primeira linha medimos as conexões anatômicas entre as regiões do cérebro e determinamos quais regiões estão conectadas entre si através da matriz de adjacência. Depois estudamos as propriedades da rede formada. Na segunda linha utilizamos a atividade elétrica ou sanguínea das diversas regiões cerebrais e determinamos uma matriz de similaridade dependendo do quanto esses sinais estão correlacionados. Esta é a chamada rede funcional pois pode variar durante a realização de diferentes tarefas cognitivas.

Por exemplo, em um outro artigo Danielle estudou a matriz de conectividade entre regiões do cérebro de quatro animais diferentes: rato, mosca, macaco e humanos [7]. A maioria das conexões nessas redes são de curto alcance, ou seja, conectam regiões próximas, o que reflete as restrições anatômicas e energéticas do sistema. No entanto algumas conexões entre regiões bastante afastadas são (inesperadamente) encontradas. Dado o custo energético dessas conexões longas, espera-se que elas desempenhem um papel importante para o funcionamento do cérebro. No artigo, a cientista mostrou que, diferente do que se acreditava, conexões de longas distâncias no cérebro têm um papel minoritário em reduzir as distâncias topológicas entre os nós da rede. Por outro lado, essas conexões de longo alcance aumentam a complexidade da dinâmica da rede. Graças à análise de mais dados e a combinação dessas análises com modelos teóricos (comparando conectividade estrutural e funcional) foi possível prever uma nova funcionalidade para essas conexões entre regiões distante que seria garantir a diversidade da atividade cerebral.

No começo desse mês, mais uma contribuição para essa área foi publicada dando mais um passo na caracterização da complexidade das redes. Dessa vez, um estudo realizado aqui no Brasil desenvolveu uma nova ferramenta matemática para classificar redes complexas de maneira geral, bem como redes associadas ao cérebro [8]. Utilizando algumas ideias bem estabelecidas de análise de séries temporais os pesquisadores propuseram uma maneira de calcular a entropia de uma rede complexa, baseado na probabilidade de um caminhante aleatório passear pelos diversos nós da rede. (Na analogia das pontes, considerando qual a probabilidade de você atravessar uma certa ponte durante um passeio aleatório pela cidade sem querer chegar em nenhum outro ponto específico.)

Calculando duas medidas específicas baseadas na quantidade de links de cada nó: a entropia de Shannon e a informação de Fisher para redes do tipo regular (vermelho) e do tipo aleatória (azul) eles puderam comparar onde outras redes reais estariam nesse plano.  Em particular, eles mostraram que a rede que descreve a medula da mosca e a retina do rato (respectivamente representadas pelos números #13 e #14 na figura 4) estão em uma região intermediária do plano de entropia podendo ser caracterizada por redes tipo mundo pequeno. Além disso, uma possível extensão dessa ferramenta seria calcular não apenas a entropia mas a complexidade (ou o desequilíbrio) dessas redes. Esperamos que, em breve, essa nova ferramenta possa ser utilizada em dados de outros sistemas nervosos como por exemplos os dados estudados na Ref. [7].

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Fig.04 Modificada da Ref. [8]. Compara as propriedades de redes reais (laranja) com redes simuladas computacionalmente com diferentes valores de densidade de links por nó. Calculando duas medidas estatísticas específicas : a entropia de Shannon e a informação de Fisher para redes do tipo regular (vermelho) e do tipo aleatória (azul) os autores deste trabalho puderam delimitar uma região do plano em que as redes reais se comportariam como rede tipo mundo pequeno.

Referências

[1]  Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Seven_Bridges_of_K%C3%B6nigsberg

[2]  Danielle S. Basset e Olaf Sporns. “Network neuroscience.” Nature neuroscience 20.3 (2017): 353.

[3] Steven J. Cook, et al. “Whole-animal connectomes of both Caenorhabditis elegans sexes.” Nature 571.7763 (2019): 63-71.

[4]  Frederico AC Azevedo, et al. “Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled‐up primate brain.” Journal of Comparative Neurology 513.5 (2009): 532-541.

[5] Duncan J. Watts e Steven H. Strogatz. “Collective dynamics of ‘small-world’networks.” nature 393.6684 (1998): 440.

[6] Christopher W. Lynn e Danielle S. Bassett. “The physics of brain network structure, function and control.” Nature Reviews Physics (2019): 1.

[7] Richard F. Betzel e Danielle S. Bassett. “Specificity and robustness of long-distance connections in weighted, interareal connectomes.” Proceedings of the National Academy of Sciences 115.21 (2018): E4880-E4889.

[8] Cristopher GS Freitas, et al. “A detailed characterization of complex networks using Information Theory.” Scientific reports 9.1 (2019): 1-12.

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Vacina contra o Ebola: perspectivas para populações africanas

 

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Créditos da Imagem: UNMEER (CC BY 2.0)

Há mais de 40 anos o vírus Ebola tem assolado populações africanas, e nos últimos 20 anos pesquisas têm tentado produzir uma vacina capaz de erradicar este vírus. O Ebola é um vírus do gênero Filovirus, descoberto em 1976, em uma região próxima ao rio Ebola.

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Chimpanzé. Crédito da imagem: Wikipedia, Thomas Lersch (Licença: CCBY 2.5). 

Os hospedeiros naturais deste vírus são os morcegos frugívoros, ou seja, aqueles que se alimentam de frutos com a capacidade de dispersar as sementes, portanto podemos classificar esta doença como uma zoonose. No entanto, este vírus já foi isolado de grandes primatas, como gorilas e chimpanzés, e também de animais herbívoros, como os antílopes. 

 

 

A transmissão deste vírus para os humanos pode ocorrer através dos animais infectados, devido ao contato com sangue e fluidos corporais, como a saliva, suor, urina e fezes. Uma vez que a transmissão ocorre nos humanos através de animais, as pessoas podem contrair este vírus entre si pelo contato direto, uso de seringas e até depois da morte do hospedeiro. Estudos também mostram que o vírus persiste no sêmen de homens que tenham sobrevivido, se fazendo ainda mais necessário o uso da camisinha feminina e masculina. As diferentes formas de transmissão e a persistência do vírus no organismo dificultam o seu tratamento. 

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O vírus Ebola. Créditos da Imagem: CDC.gov; Public Health Image Library

Uma vez contraído, o período de incubação tem uma duração de 2 a 21 dias e após este período ocorrem sintomas no paciente como: febre, dor de cabeça, fraqueza muscular, dor de garganta e articulações, calafrios, diarreia com sangue, erupção cutânea, olhos vermelhos. Por fim, no estágio final da doença ocorre hemorragia interna, sangramento nos olhos, ouvidos, nariz e reto, danos cerebrais e perda de consciência. 

Em relação a pesquisas sobre vacinas, estudos mostram que de 12 possíveis vacinas, quatro foram capazes de iniciar a fase II de testes clínicos e, somente uma, completou a fase III (para saber mais sobre ensaios clínicos, clique aqui). No dia 21 de maio de 2018 começaram a aplicar uma campanha de vacinação experimental contra o vírus na República Democrática do Congo, no entanto no dia 1º de agosto daquele ano foi declarada uma epidemia de Ebola no mesmo país que, até então, não foi controlada.

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Epidemiologista realizando um teste rápido para diagnóstico de Ebola. Créditos da Imagem: CDC.gov; Public Health Image Library; John Saindon

De acordo com a associação dos Médicos sem Fronteiras, em 8 meses foram relatados mais de mil casos com um desdobramento de mil novos casos em dois meses (abril e junho de 2019). 

A questão que fica é: será que a vacina é tão eficaz quanto se pensava?

Vacinação

Créditos da imagem: NIAID (CC BY 2.0)

Os estudos e os testes clínicos comprovaram que a vacina contra o Ebola, denominada rVSV-EBOV, é eficaz e segura para os humanos e tem sido utilizada para o controle da epidemia de Ebola tanto na República Democrática do Congo como em Uganda. O tempo de resposta imune desta vacina ainda é uma incógnita pelo motivo de somente existir 90 amostragens com o período de dois anos, marcado como o início da vacinação em humanos. No entanto, é sabido que nestes dois anos as 90 pessoas que receberam a vacina ainda estão imunes ao vírus. Além disso, a vacina rVSV-EBOV tem funcionado bem como estratégia emergencial de controle da doença. 

Então porque será que as epidemias continuam ocorrendo?

Campanhas de vacinação são necessárias para a proteção imunológica das populações. Quanto maior o número de vacinações, maior proteção para aquelas que ainda não se vacinaram, criando ‘regiões de imunidade’ em locais onde há casos de Ebola. No entanto, questões políticas e regionais têm uma influência direta na imunização das pessoas. No caso da República do Congo, existem cerca de 20 grupos insurgentes que geram violência na área, desencorajando pessoas a serem encaminhadas aos Centros de Tratamento de Ebola, interrompendo campanhas de vacinação e promoção da saúde comunitária e enterros seguros. Além disso, há a relutância das comunidades da região de se vacinarem. Até quando as populações africanas continuarão a mercê desta doença mesmo com a possibilidade de sua erradicação? Ações como as da Organização Mundial de Saúde e do Médicos sem Fronteiras são imprescindíveis para o controle da doença.

Referências:

– Drauzio Varella: https://drauziovarella.uol.com.br/doencas-e-sintomas/ebola/

– Cohen J. Ebola outbreak continues despite powerful vaccine: WHO declines again to call it a global health emergency. Science. 2019, 364: 223. http://science.sciencemag.org/content/364/6437/223.

– Marzi A, Mire CE. Current Ebola Virus Vaccine Progress. Biodrugs. 2019. https://doi.org/10.1007/s40259-018-0329-7

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Vamos falar sobre fogo?

Se você passou o olho em qualquer site de notícias ou rede social nas últimas semanas, certamente você se deparou com algo sobre a grande queimada que continua acontecendo na floresta amazônica. Apesar das diversas “opiniões” sobre quem colocou fogo, quem deve apagar o fogo, etc, uma coisa é unânime: o fogo na floresta não é bom. O que acontece durante e depois do fogo que pode afetar nossas vidas?

 

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Figura 1: Incêndio que acomete a região amazônica. Fonte: Fernando Frazão/ABr

Durante:

Para quem vive perto da floresta os efeitos imediatos são mais pronunciados. De acordo com um estudo publicado em 2002 por pesquisadores da Universidade de São Paulo, os efeitos diretos na saúde da população incluem infecções do sistema respiratório superior, asma, conjuntivite, bronquite, irritação dos olhos e garganta, tosse, falta de ar, nariz entupido, vermelhidão e alergia na pele, e desordens cardiovasculares.

Durante a queima da floresta há também uma grande liberação de gases responsáveis pelo efeito estufa, já que todo o bioma serve como um reservatório retirando da atmosfera esses gases tóxicos. A liberação desses gases tem efeitos no meio ambiente em longo prazo, mas também afeta indivíduos a curto prazo. Estudos nos EUA indicam que uma das grandes causas de envenenamento por monóxido de carbono é devido aos incêndios florestais que acontecem na região (Varon et al., 1999).

Além dos efeitos diretos na saúde, ainda há efeitos sociais e econômicos que afetam toda a população que mora na região como a drástica redução da visibilidade, fechamento de aeroportos e escolas, aumento de acidentes de tráfego, destruição da biota pelo fogo, diminuição da produtividade e restrição das atividades de lazer e de trabalho.

Devido a proporção dos incêndios que estão acontecendo na Amazônia foi possível constatar de maneira clara que estes efeitos imediatos podem acometer não só quem vive próximo a floresta, mas também quem está a muitos quilômetros de distância. Foi o que vimos acontecer quando o dia escureceu em São Paulo.

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Figura 2: São Paulo no dia 19/08/2019 por volta das 16h. Fonte: Correio Brasiliense.

De acordo com meteorologistas, a escuridão se deu por conta do excesso de poluição urbana que foi agravado pelas fumaças trazidas do norte do Brasil e Bolívia por conta da queima da floresta nessas regiões. Pesquisadores da USP também detectaram substâncias na água da chuva de São Paulo que são originadas somente quando há queima de biomassa, ou seja, um incêndio florestal.

Apesar dos efeitos durante as queimadas afetarem uma quantidade significativa de indivíduos, os efeitos mais pronunciados e graves ainda estão por vir.

Depois:

Aqui é importante ressaltar que não importa onde você vive, se perto ou longe da floresta, você será afetado. Incêndios da proporção dos que estão ocorrendo na Amazônia (e pelos mesmos motivos) não são uma exclusividade do Brasil. Infelizmente acontecem em diversas regiões do globo e todos nós temos que dividir a conta.

Para começar, temos que considerar o atual estado climático e como isso afeta a floresta. Um grupo de cientistas de universidades americanas publicou esse ano um artigo revelando um efeito muito preocupante. Por causa das mudanças atmosféricas e de temperatura já causadas pela mudança climática em curso, está ficando cada vez mais difícil para as florestas se recuperarem após queimadas. Ao contrário de alguns biomas como o cerrado, no qual a vegetação possui adaptações para sobreviver e se recuperar após queimadas, a vegetação das florestas não possui proteção contra fogo simplesmente porque o fogo nessas áreas não é um evento natural. Por causa disso, a disponibilidade de sementes viáveis após a ocorrência de um incêndio é muito baixa, diminuindo a possibilidade de recuperação da vegetação. Além disso, mesmo que algumas sementes consigam resistir, o crescimento da vegetação é afetado por condições atmosféricas e climáticas que estão sendo alteradas por conta da crise climática. O resultado disso, de acordo com esse estudo, é uma probabilidade cada vez maior de áreas de florestas que foram incendiadas não consigam retornar ao seu estágio inicial.

Outro estudo realizado por cientistas australianos também traz más notícias: O tempo de regeneração do solo após queimadas é muito maior do que se esperava. Inicialmente se imaginava que o solo poderia se recuperar após um evento de queimada em aproximadamente 10 ou 15 anos. Os cientistas ficaram surpresos ao constatar que esse tempo pode ser de até 80 anos. Por conta da temperatura a que o solo é submetido, a perda de nutrientes é muito severa e a recuperação se torna lenta.

Ambas as consequências de incêndios acabam gerando um ciclo vicioso perverso: uma área é incendiada, libera gases do efeito estufa durante a queima, aumenta os efeitos de mudanças climáticas, não se reconstitui e deixa de absorver gases que aumentam os efeitos de mudanças climáticas, tornando o clima ainda mais severo.

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Figura 3: Efeitos do desmatamento na região amazônica na continuidade da floresta. Fonte: O Globo.

Não se esqueça de somar a esse cálculo as consequências que estamos acostumadas a ouvir: derretimento das geleiras, aumento de poluição e gases do efeito estufa, aumento da temperatura global, aumento do nível dos oceanos, acidificação dos oceanos e por ai vai…Tudo isso é consequência do desflorestamento, entre outros tantos motivos. Esse artigo aqui do blog explica diversos motivos pelos quais devemos manter as florestas intactas e quais as consequências se não preservarmos.

E qual é a solução?

Não existe uma solução, existem várias. Existe o que os governantes podem fazer, existe o que podemos fazer como indivíduos e comunidades. O que não pode existir é pensar que não podemos fazer nada. Uma pequena mudança de atitude já é uma mudança. Ler esse texto e se informar já são atitudes que geram mudança. Eu pensei em uma porção de conselhos que eu poderia dar, mas esses conselhos valem para mim, para a minha realidade. O que eu acho que seria mais interessante é cada um procurar o que pode ser feito de uma maneira prática de acordo com a sua realidade. As sugestões existem e, como eu disse, o que não vale é não fazer nada.

 

Referências:

Ribeiro H & Assunção, JV. (2002). Efeitos das queimadas na saúde humana. Estudos Avançados, 16(44), 125-148.

Bowd EL, Banks SC, Strong CL, Lindenmayer DB. (2019). Long-term impacts of wildfire and logging on forest soils. Nature Geoscience, 12: 113–118.

Australian National University. (2019). Forest soils need many decades to recover from fires and logging. ScienceDaily. Retrieved September 2, 2019.

Kimberley T. Davis, Solomon Z. Dobrowski, Philip E. Higuera, Zachary A. Holden, Thomas T. Veblen, Monica T. Rother, Sean A. Parks, Anna Sala, Marco P. Maneta. Wildfires and climate change push low-elevation forests across a critical climate threshold for tree regeneration. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116 (13) 6193-6198.