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Uma aranha que “amamenta” e a percepção dos avanços científicos pela população.

O texto de hoje é sobre uma descoberta científica e a importância da pesquisa básica. Esse tópico surgiu por conta de uma reportagem a respeito da dita descoberta que eu falo a seguir e os comentários de alguns leitores.

A descoberta

Um time de pesquisadores do Jardim Botânico de Xishuangbanna, Universidade de Hubey e Instituto de Zoologia Kunming, todos na China, descobriu que uma espécie de aranha saltadora, Toxeus magnus (Figura 1), “amamenta” seus filhotes e mostra um cuidado parental por mais tempo que o usual para esse tipo de animal. E sim, é isso mesmo que você pensou: essas duas características juntas são basicamente o que definem os mamíferos. Pensa na surpresa dos cientistas quando descobriram uma aranha com esses comportamentos.

Zhanqi Chen et al.

Figura 1: Aranha Toxeus magnus com os filhotes “mamando”. Zhenqi Chen et al.

A pesquisa não começou com a hipótese da amamentação. Na verdade a primeira coisa que o grupo notou foi que os filhotes dessa espécie de aranha passavam um tempo consideravelmente longo no ninho comparado com outras espécies de aranhas saltadoras. Isso fez os cientistas levantarem a hipótese de que os pais ofereciam cuidado parental e alimentação à prole, mas como? Os cientistas notaram que a aranha mãe não levava alimentos para dentro do ninho, então eles formularam três hipóteses de como a aranha estaria alimentando seus filhotes:

1-    Ela poderia estar alimentando os filhotes através de regurgitação;

2-    Os filhotes poderiam estar ingerindo ovos não fecundados, comportamento que já foi visto em outros invertebrados;

3-    Ou ainda poderia estar acontecendo alimentação fecal.

Depois de alguns testes e observações vieram mais surpresas: nenhuma dessas hipóteses estava correta!

Numa noite, em seu laboratório, um dos autores do estudo, Chen, notou que um filhote estava atrelado à mãe, como um mamífero que é amamentado. Esse deve ter sido aquele momento que o cientista disse: Eureka! (mentira, cientistas nem fazem isso, haha). Voltando a seriedade, segundo Chen, esse foi o momento que ele decidiu testar outra hipótese: a de que a aranha mãe estaria “amamentando” seus filhotes.

Eles fizeram uma porção de testes para avaliar o conteúdo do “leite” e descobriram que era composto de proteínas, carboidratos e açúcares. Uma observação é que a quantidade de proteína do “leite” de aranha é 4 vezes superior à quantidade de proteína do leite de vaca. Logo que as aranhas nascem (entre 2 e 36 em cada postura), elas ingerem gotículas de “leite” que a aranha mãe deixa em torno do ninho, mas logo que esse “leite” acaba, elas começam a sugar diretamente do canal do nascimento da mãe. Elas continuam se alimentando exclusivamente desse “leite” até atingirem a maturidade sexual e deixarem o ninho.

Chen e o grupo responsável pela pesquisa falam que essa é uma descoberta importante no ramo evolutivo, pois mostra que o cuidado parental evoluiu mesmo em organismos considerados menos complexos. Eles ressaltam que a evolução desse comportamento é um indicativo de situações extremas que pedem soluções extremas para a sobrevivência da prole, já que a mãe é bastante exigida (quem é mãe sabe do que eu estou falando). Além disso, a composição desse fluido, antes desconhecido da ciência, pode revelar algumas surpresas.

Ok, mas porque eu queria mostrar a importância da pesquisa básica nesse texto?

Bom, então vamos a segunda parte: Porque essa descoberta é importante?

Primeiramente eu tive a ideia de falar sobre isso após ler os comentários de uma reportagem sobre essa pesquisa publicada no Facebook. Alguns comentários falavam sobre a surpresa da pesquisa, mas outros diziam que pesquisadores estavam perdendo tempo pesquisando essas “coisas inúteis” ao invés de pesquisar a cura do câncer por exemplo. A foto abaixo é um exemplo do conteúdo dos comentários:

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Figura 2: Exemplo de comentário na publicação da reportagem sobre a descoberta do comportamento da aranha.

Como uma pessoa que passou a vida acadêmica toda fazendo pesquisa básica, esse tipo de comentário me afeta bastante. Quando as pessoas me perguntavam por que, ao invés de estudar evolução molecular de primatas, eu não ia estudar algo que fosse útil eu ficava sem saber o que responder e falava apenas que eu estudava evolução de primatas porque eu gostava. Hoje eu tenho uma visão maior da pesquisa básica e sua importância e penso que o fato de ter muitas pessoas que não entendem isso é consequência de uma falha nossa como cientistas e comunicadores. Cientistas precisam aprender a se comunicar com a comunidade leiga de maneira que todos entendam o porquê é necessário tanto pesquisa aplicada, quanto pesquisa básica. A pesquisa básica é a fundação de conhecimento para que a pesquisa aplicada possa existir. Por exemplo, Carl Sagan, em seu livro “O mundo assombrado pelos demônios”, no capítulo em que fala sobre as contribuições do matemático e físico James Clerk Maxwell, aproveita para explicar porque a ciência básica e a curiosidade do cientista são tão importantes:

Como a imagem do cientista louco à qual está intimamente associado, o estereótipo do cientista nerd está disseminado em nossa sociedade. O que há de errado com um pouco de zombaria bem-humorada à custa dos cientistas? Se, por qualquer razão, as pessoas não gostam do cientista estereotipado, é menos provável que dêem apoio à ciência. Por que subsidiar pequenos projetos absurdos e incompreensíveis propostos por malucos? Bem, sabemos a resposta para essa pergunta: a ciência recebe apoio financeiro porque gera benefícios espetaculares em todos os níveis da sociedade, como já afirmei neste livro. Por isso, aqueles que acham os nerds desagradáveis, mas ao mesmo tempo desejam os produtos da ciência, enfrentam uma espécie de dilema. Uma solução tentadora é dirigir as atividades dos cientistas. É só não lhes dar dinheiro para saírem a pesquisar por caminhos estranhos; em vez disso, é preciso dizer-lhes do que precisamos – esta invenção ou aquele processo. Não é o caso de subsidiar a curiosidade dos nerds, mas aquilo que trará benefícios à sociedade. Parece bastante simples. O problema é que dar ordens a alguém para criar uma invenção específica, ainda que o preço não constitua obstáculo, não garante que ela seja realizada. Pode haver uma base de conhecimento ainda ignorada, sem a qual ninguém conseguirá construir o invento que se tem em mente. E a história da ciência mostra que tampouco se pode procurar esses conhecimentos básicos de modo dirigido. Eles podem surgir das cogitações ociosas de um jovem solitário em algum lugar isolado. São ignorados ou rejeitados mesmo por outros cientistas, às vezes até que surja uma nova geração destes. Exigir grandes invenções práticas e, ao mesmo tempo, desencorajar a pesquisa movida pela curiosidade seria espetacularmente contraproducente.

Ele continua, durante o capítulo, dando exemplos práticos de como invenções incríveis não teriam saído do papel (e nem da cabeça de ninguém) caso não houvesse conhecimento prévio de base. Agora volte um pouco para o início do texto. Pode parecer que a pesquisa sobre o comportamento da aranha não acrescenta em nada na sua vida, mas e se daqui a pouco o “leite” produzido pela aranha carrega uma substância capaz de ser utilizada como um potente antibiótico? Ou ele pode ter alguma molécula capaz de inativar uma célula cancerígena. Ou ainda o cuidado parental que a aranha demonstra pode instigar a curiosidade de outros cientistas que também pesquisam insetos e vamos acabar por descobrir que esse é um comportamento mais comum do que se imagina, acabando com a noção de que somente animais mais complexos o demonstram. Eu poderia ficar aqui citando diversos “e se…?”, mas acho que você já entendeu o meu ponto: Não há avanços científicos sem pesquisa de base.

Mais um adendo

Quando eu estava no processo de escrita desse texto, me deparei com outro ótimo exemplo de pesquisa básica que gera conhecimento para uma futura pesquisa aplicada: Um grupo de pesquisadores do John Innes Centre, na Inglaterra, publicou um estudo no mês de dezembro, na revista Nature sobre como o catnip (Nepeta catariaaquela plantinha que deixa os gatos malucos) produz a substância psicoativa. Você vai se perguntar, eu sei, porque a Nature, essa revista de tamanho prestígio científico, publicou uma pesquisa sobre a substância que deixa os gatos drogados?

Bom, não foi à toa. Um dos conhecimentos extraídos desta pesquisa vai ser utilizado para entender melhor como outra molécula utilizada como quimioterápico (semelhante à substância psicoativa do catnip) é produzida pelas plantas. Talvez com esse conhecimento em mãos seja possível fabricar o quimioterápico sinteticamente, podendo diminuir seu custo.

Referências:

Zhanqi Chen, et al. Prolonged milk provisioning in a jumping spider. Science (2018), 362 (6418): 1052 – 1055.

A curiosa aranha que amamenta seus filhotes. BBC News Brasil (2018).

Carl Sagan. O mundo assombrado pelos demônios. Random house (1995).

Benjamin L. Lichman, et al. Uncoupled activation and cyclization in catmint reductive terpenoid biosynthesis. Nature Chemical Biology (2018), 15: 71 – 79.

How catnip makes the chemical that causes cats to go crazy. ScienceDaily. ScienceDaily, 11 December 2018.

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A trajetória e pesquisa de Katie Bouman

ou Quantas pessoas constroem um cientista?

Existe uma mulher muito sábia na minha vida.

Não, espera.

Vou começar outra vez.

Só existem mulheres muito sábias na minha vida, . Porque as mulheres são, em sua totalidade e não apenas por maioria, sábias. Mas uma mulher muito sábia me falou recentemente, depois que eu me queixei de erros que cometi no passado:

– Mas não tinha como você saber. O conhecimento é um fruto que se colhe maduro.

E essa foi uma lição (muito mas muito) imensa pra mim. Sobre autoperdão, construção de saberes, sobre cada trecho que nós – enquanto cientistas e professores – contribuímos para a pavimentação desse caminho: a educação. E, vocês já vão me desculpando pela emotividade aqui, quero falar sobre a trajetória de uma outra mulher, também sábia, que brilhou recentemente.

(Você achou que eu usei muito a palavra sábia, não foi? Está certo. Usei mesmo. Foi para naturalizá-la no seu coração.)

Se você estava no planeta Terra ou em suas imediações no último mês, provavelmente ouviu falar sobre a primeira imagem de um buraco negro, que foi obtida através de uma grande colaboração de pesquisadores de muitos países. A responsável por liderar a equipe que desenvolveu o algoritmo responsável pelo cruzamento e correção de dados obtidos usando o Event Horizon Telescope foi Katherine Louise Bouman ou Katie Bouman – como já estamos nos sentindo íntimas o suficiente para chamá-la. E, se você ainda está em dúvida de qual imagem estou falando, é essa aqui

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coisa_mais_linda.jpg Créditos: Event Horizon Telescope

 

 

Katie nasceu em 1989 e é professora assistente de ciência da computação no Instituto de Tecnologia da Califórnia. Sua pesquisa é relacionada a métodos computacionais para geração de imagens (guarde bem essa informação).

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querida.jpg Créditos: Facebook/Katie Bouman

Uma das coisas interessantes sobre uma cientista como Katie é entender como a sua pesquisa evoluiu até o estágio atual. Quando procuramos o perfil com todas as publicações de Katie na ferramenta do Google Scholar, encontramos 40 artigos com sua autoria e/ou cooperação, a maioria de livre acesso. Além disso, existem diversos textos de Katie publicados em revistas de divulgação científica e curiosidades. Entre os artigos acadêmicos, vemos o primeiro deles ser publicado em 2006 com o título: “Digital Image Forensics Through the Use of Noise Reference Patterns” , Análise forense de imagens digitais através do uso de padrões de referência de ruído, em livre tradução.

Fonte: engineering.purdue.edu

“Rostinho” do primeiro artigo de Katie. Créditos: engineering.purdue.edu

O artigo fala sobre a possibilidade de, através de métodos de reconstrução, verificar se imagens muito modificadas ainda poderiam ser identificadas usando os “defeitos” de uma câmera na forma de um padrão de ruído de referência. Ou seja: se uma foto estiver muito estragada, ainda seria possível descobrir qual câmera tirou aquela foto tendo como base uma bom banco de dados de como as câmeras tiram fotos?

Deu pra sentir o arrepio? Pois prepare-se para ficar ainda mais surpreso.

Eu não vou conseguir abordar aqui todos os artigos científicos da Katie mas gostaria de traçar uma linha do tempo em sua pesquisa. Quem quiser pode ter acesso a todos os outros textos clicando aqui. Em 2010 ela publicou “A low complexity method for detection of text area in natural images” ou Um método de baixa complexidade para detecção de área de texto em imagens naturais. Pode parecer pouco linkado com o trabalho sobre o buraco negro mas neste artigo temos uma pesquisa sobre um método de baixa complexidade para segmentação de regiões de texto em imagens.
E aí? Estão sentindo o impacto?

Créditos: Twitter

sera_que_um_dia_eu_vou_conseguir_abandonar_o_meme_da_Mulher_Pepita_arrepiada?.jpg Créditos: Twitter

Só mais um trabalho antes de falar do nosso queridinho, ok? O trabalho intitulado “IMAGING AN EVENT HORIZON: MITIGATION OF SCATTERING TOWARD SAGITTARIUS A*”.

EM LETRA MAIÚSCULA SIM, POIS JÁ ESTAMOS EMOCIONADOS COM ESSE TRABALHO.

EM PORTUGUÊS: PROCESSANDO IMAGENS DE UM HORIZONTE DE EVENTO: MITIGAÇÃO DA DISPERSÃO PARA O SAGITÁRIO A.

Esse foi nada mais, nada menos, que o primeiro trabalho de parte da equipe que viria a conseguir a foto do buraco negro este ano, focando já em Sagitario A (o objeto astronômico do qual o buraco negro faz parte). Foi publicado em 2014 e o seu resumo começa assim:

“Espera-se que a imagem da emissão que circunda o buraco negro no centro da Via Láctea exiba a impressão de efeitos relativísticos gerais (GR), incluindo a existência de uma feição de sombra e um anel de fótons de diâmetro ~ 50 μas.”

E traz, como um de seus resultados, essa imagem da simulação:

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nem_tenho_mais_legenda.jpg Créditos:The Astrophysical Journal

Em abril deste ano, quando tivemos acesso a real imagem do buraco negro, vimos que ele se parecia muito com a imagem acima. E mais: que se parecia muito com o que Einstein esperava de um buraco negro em 1915. A pesquisa da foto do buraco negro gerou não um, não dois mas seis (!!!!) artigos com os resultados obtidos. Estão envolvidos no projeto 144 departamentos de  diferentes universidades ao redor do globo.

E, sinceramente, eu não sei quantos pessoas estão envolvidas no projeto.

Quantas professoras e professores, técnicas e técnicos, alunas e alunos de graduação e pós graduação. Quantas pessoas chegaram mais cedo para limpar os laboratórios, para preparar refeições nas universidades, quantas mães e pais, esposas e maridos, namorados e namoradas deram suporte a quem aparece na autoria dos seis artigos. Eu sei que cada um deles foi parte desse passo pois o conhecimento amadurecido ao longo de anos de pesquisa, desde Einstein e antes dele, passando por Katie e seus professores, não começa, nem termina nesta imagem. Este é, sem dúvidas, o (doce) fruto colhido da colaboração de tanta gente para fazer ciência.

Referências

Bouman, K. L., N. Khanna, and E. J. Delp. “Digital Image Forensics Through the Use of Noise Reference Patterns.” (2016).

Bouman, K.L., Abdollahian, G., Boutin, M. and Delp, E.J., 2011. A low complexity sign detection and text localization method for mobile applications. IEEE Transactions on multimedia, 13(5), pp.922-934.

Fish, V.L., Johnson, M.D., Lu, R.S., Doeleman, S.S., Bouman, K.L., Zoran, D., Freeman, W.T., Psaltis, D., Narayan, R., Pankratius, V. and Broderick, A.E., 2014. Imaging an event horizon: Mitigation of scattering toward Sagittarius A. The Astrophysical Journal, 795(2), p.134.

Akiyama, K., Alberdi, A., Alef, W., Asada, K., Azulay, R., Baczko, A.K., Ball, D., Baloković, M., Barrett, J., Bintley, D. and Blackburn, L., 2019. First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole. The Astrophysical Journal Letters, 875(1), p.L1.