As sete maiores descobertas científicas de 2014

sem-tc3adtuloOlha quem chegou: o ano novo! Os doces foram jogados fora, a mensalidade da academia atrasada há meses foi paga, as gordurinhas acumuladas estão prontas para serem queimadas e as promessas feitas no Reveillon estão sendo cumpridas. Bom, pelo menos até Março né?

Nesse clima de falta de vontade de voltar ao trabalho e cuidando das queimaduras de sol, eu tive um momento Fátima Bernardes e me perguntei: da onde surgem as tradições? Pensando nisso resolvi dar prosseguimento e institucionalizar a primeira tradição do Prisma Científico: todo começo de ano faremos um retrospecto do que aconteceu de melhor na ciência no ano que se passou. Se você não conferiu as maiores descobertas científicas de 2013, clique aqui e veja os avanços daquele ano. Pois bem amigos, vamos as 7 maiores descobertas/avanços científicos de 2014!

7 - Chips

Sabe aqueles momentos de tensão quando você está fazendo um trabalho importante no Word, com sete abas abertas no navegador da Internet e ouvindo Pablo, e no momento que vai salvar todo o avanço das últimas três horas o computador “trava”? Nessas horas a culpa é sempre do computador lerdo. Ano passado nós demos um bom passo em direção aos chips de computadores mais eficientes e rápidos. Em uma parceria entre a IBM e a Universidade de Cornell foi desenvolvido o primeiro chip “neuromórfico”, chamado de TrueNorth. A característica neuromórfica deixa claro qual o diferencial do TrueNorth: ele tem um estrutura similar ao nosso cérebro, o melhor processador que existe.

Circuit BrainA estrutura vigente nos chips atuais segue os mesmo princípios propostos há 70 anos, que apesar de dar conta muito bem de algumas computações complexas, tem muito trabalho ao lidar com dados de larga escala e multidimensionais. A dificuldade dos chips atuais vem da maneira com que seus processadores funcionam: o primeiro passo é obter os dados da memória, manipulá-los e então armazenar novamente o resultado na memória, só então eles podem se dedicar a um novo processamento. Por isso que computadores com muito espaço de memória funcionam melhor e, quanto mais tempo ligado, mais lento fica seu computador. A solução do nosso cérebro para tal problema foi realizar o processamento paralelo: nossos “chips cerebrais” processam muitas informações diferentes ao mesmo tempo, e só depois tais processamentos são integrados. No nosso córtex visual, por exemplo, existem neurônios que só respondem à estímulos orientados horizontalmente e outros que só respondem à estímulos verticais. Isso possibilita o processamento concomitante de muitas informações.

O TrueNorth representa o primeiro de muitos chips “neuromórficos” que estão em fase de desenvolvimento e testagem. Com este advento, processamentos complexos como reconhecimento visual, identificação de sons e até processamento simbólico – algo que fazemos sem nem nos darmos conta – poderão ser feitos por computadores. Um grande avanço para a Inteligência Artificial.

Merolla et al. A million spiking-neuron integrated circuit with scalable communication network and interface. Science

6 - PAssaros

Durante muito tempo paleontólogos se questionaram sobre a relação entre os dinossauros e os pássaros (não sei se você sabe, mas os pássaros são descentes diretos dos dinossauros). Até o ano passado, pouco se sabia sobre quando surgiram os primeiros descendentes dos pássaros que se diferenciavam dos dinossauros. Além disso, uma questão pairava no ar: como foi que os decentes dos pássaros sobreviveram à extinção em massa que dizimou os dinossauros da Terra?

Adaptado de: Julius Csotonyi

Adaptado de: Julius Csotonyi

Em 2014, paleontólogos acharam fortes evidência da presença de estrutura primitivas de penas em fósseis de dinossauros, tais estruturas são chamadas de protopenas. Os fósseis achados na região da Sibéria indicam que as protopenas podem ter aparecido cerca de 240 milhões de anos atrás. Isso não quer dizer que elas necessariamente estavam envolvidas com o vôo, como nos pássaros de hoje em dia. Até então, os fósseis que sugeriam a presença de asas nos dinossauros eram datados de cerca de 150 milhões de anos atrás. Esses novos achados sugerem que a asas já estavam presentes bem antes da divisão entre pássaros e dinossauros.

Mas porque os pássaros sobreviveram à extinção que dizimou os dinossauros? Nesse caso, o tamanho fez a diferença. Um estudo apontou que diferentemente dos gigantescos dinossauros que ao longo de sua evolução tornaram-se maiores e maiores, os descendentes dos pássaros tomaram o caminho contrário e se tornaram cada vez menores. Segundo os pesquisadores, o pequeno tamanho facilitou a adaptação desses animais ao ambiente que havia sido drasticamente alterado pelo impacto do asteroide há 66 milhões de anos atrás. Acredita-se também que a própria redução do tamanho favoreceu o surgimento do vôo, já que um corpo menor demanda de menos energia para voar.

Godefroit P et al. A Jurassic ornithischian dinosaur from Siberia with both feathers and scales. Science
Benson RBJ et al. Rates of dinosaur body max evolution indicate 170 million years of sustained ecological innovation on the avian stem lineage. PLOS Biology

Expandindo alfabeto

A genética é um campo de grande interesse por pesquisadores das mais diversas áreas, pois ela representa a linguagem que une todos os sistemas biológicos do nosso planeta. Inclusive, um dos maiores avanços científicos do ano passado foi exatamente nesta área: o sistema CRISPR-Cas. Buscando a “dobradinha” no pódio dos avanços da ciência, os geneticistas deram mais um grande passo no ano de 2014 e resolveram acrescentar mais algumas “letras” no alfabeto da genética.

gene

Adaptado de: ScienceMag

Se você lembra bem da biologia escolar, nosso DNA contém alguns nucleotídeos que são representados por letras (caso não se lembre, dê uma olhada nesse texto aqui): Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e Timina (T) – no caso do RNA, substitui-se a Timina por Uracila (U). No ano passado, cientistas conseguiram fazer com que um sistema biológico vivo, a bactéria Escherichia coli fosse capaz de utilizar um par de nucleotídeos totalmente artificial, X e Y. O impactante deste trabalho não reside no fato dos cientistas inserirem esse par sintético de nucleotídeos no DNA da E. coli, mas sim no que pode-se obter a partir daí. Com os 2 pares de nucleotídeos que temos (C-G e T-A), é possível sintetizar, no máximo, 20 tipos de aminoácidos, que por sua vez irão compor diversas proteínas. Apenas com a adição deste par de nucleotídeos sintéticos, o número de aminoácidos possíveis de serem feitos salta de 20 para 172!

Utilizando este novo arsenal de aminoácidos, áreas como a biologia sintética e a engenharia genética serão capazes de desenvolver proteínas nunca vistas antes com propriedade químicas incríveis. Dessa maneira, os cientistas poderão desenvolver fármacos mais eficientes, materiais inovadores e até descobrir a base evolutiva do DNA.

Malyshev DA et al. A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet. Nature

4 - Fonte da juventude

Essa descoberta saiu de dentro de um filme de terror, bem, mais ou menos. Diversos grupos de pesquisa descobriram que ao conectar o sistema sanguíneo de um roedor jovem com o de um roedor idoso, certos prejuízos teciduais no organismo mais velho são recuperados. Segundo os pesquisadores, o sangue de indivíduos jovens contem substâncias que favorecem a manutenção e recuperação tecidual, mas que deixam de ser produzidas ao longo do envelhecimento, algo como “elixir da juventude”.

old new

Fonte: ScienceMag

A ideia de conectar o sistema sanguíneo de dois organismos não é nova: em 1864, o zoólogo Paul Bert descreveu a cirurgia de união física dos indivíduos para estudar a troca de nutrientes entre os organismos. A técnica foi esquecida durante muito tempo e só foi novamente usada cerca de 100 anos depois, pelo pesquisador Clive McCay, que apesar de já observar as propriedades “rejuvenescedoras” do sangue jovem, não conseguiu identificar as substâncias por trás desse processo por conta dos métodos de sua época. Foi então que há cerca de 10 anos, a parabiose (nome do processo de união do sistema sanguíneo) foi retomada, mas agora contando com aparelhos e metodologias modernas. Os primeiros resultados apontaram que ao “compartilhar” o sistema sanguíneo com um indivíduo jovem, as células-tronco musculares de camundongos idosos recuperavam sua capacidade de se proliferar e recuperar o tecido muscular. Atualmente, evidências de melhoras teciduais já foram observadas nos sistemas cardíaco, pancreático, nervoso e muscular.

Estes resultados fortalecem a hipótese dos pesquisadores de que há algo no sangue jovem que atua como o “elixir da juventude”. Algumas substâncias já estão sendo testadas fornecendo resultados interessantes. No entanto, como os próprios pesquisadores acreditam, este fenômeno de recuperação pelo sangue jovem deve ser resultado da ação de mais de uma substância. Isto significa que mais pesquisas serão necessárias até que seja possível identificar claramente tais agentes rejuvenescedores e quem sabe, produzir remédios e terapias para aumentar a longevidade humana.

Sinha M et al Restoring systemic GDF11 levels reverses age-related dysfunction in mouse skeletal muscle. Science
Katsimpardi L et al Vascular and Neurogenic rejuvenetion of the aging mouse brain by young systemic factors. Science

3 - Os primeiros passos da arteUma das capacidades humanas que nos distinguem da grande maioria dos animais é a nossa capacidade de se comunicar através de símbolos que representam ideias, imagens, crenças, ações ou uma entidade material. Por exemplo, um rabisco no papel pode significar uma letra que por sua vez carrega uma ideia de som, um desenho que representa uma pessoa ou uma cor que pode representar uma ação. O surgimento da nossa habilidade simbólica é algo de grande interesse para diversas áreas do conhecimento, e até então se acreditava que o exemplo mais antigo deste tipo de arte era os desenhos rupestres encontrados em cavernas na França e Espanha com cerca de 40 mil – 35 mil anos de idade.

Ano passado pesquisadores australianos e indonésios descobriram que pinturas em paredes das cavernas Maros na Indonésia, possivelmente são tão antigas ou mais do que as pinturas francesas. As paredes desta caverna contem estêncis de mãos, figuras de animais e pessoas. Antes da publicação dessa pesquisa ano passado, acreditava-se que estes desenhos indonésios eram datados de cerca de 10 mil anos atrás. No entanto, análises de sedimentos que se depositaram sobre as pinturas, ou seja, depois que elas foram feitas, indicam que, no mínimo, as pinturas dos animais tem 35,4 mil anos e os estêncis de mãos, pelo menos, 39,9 mil anos.caverna

As pinturas das cavernas Maros datadas do mesmo período das pinturas europeias põe em cheque a ideia vigente de que o Boom da criatividade humana tenha ocorrido na Europa. Segundo os pesquisadores, dois processos podem ter ocorridos: seres humanos que habitavam a Europa e a Indonésia desenvolveram simultaneamente a capacidade de se expressar através de símbolos ou os humanos já tinham uma habilidade artística desenvolvida quando partiram da África para o resto do mundo há 60 mil anos atrás.

E. Pons-Branchu et al Uranium series dating of carbonate formations associated with rock art: interest and limits. Bulletin de la Société Préhistorique Française

Células tronco e a diabtes

Desde sua descoberta, as células-tronco sempre trouxeram em si uma grande expectativa de curar muitas das doenças, porém o caminho da pesquisa básica para a prática terapêutica não é tão fácil e linear como muitos pensam. Contudo, de tempos em tempos a ciência consegue dar alguns saltos ao longo da sua caminhada, e em 2014 um desses saltos ocorreu.

As células do tipo β presentes no pâncreas são responsáveis pela liberação de insulina quando o organismo ingere açúcar, o que permite que este seja captado pelas células. Na diabetes tipo 1, o sistema imune erroneamente ataca as células β pancreáticas, matando-as e consequentemente impedindo a liberação de insulina. Ano passado, dois grupos de pesquisa diferentes conseguiram desenvolver duas metodologias distintas para de se obter células β funcionais a partir de células-tronco pluripotentes. Os dois métodos apesar de lentos (demoram entre 6 a 7 semanas) podem gerar células produtoras de insulina que, em um futuro próximo, poderão ser injetadas em pacientes diabéticos.

Visão histológica das Ilhotas de Langerhans. Em verde estão as células β pancreáticas.

Visão histológica das Ilhotas de Langerhans. Em verde estão as células β pancreáticas.

O desafio agora é bolar uma maneira de se esquivar do sistema imune e evitar que estas células artificiais sejam atacadas pelo próprio organismo. De qualquer maneira, estas células feitas em laboratório já oferecem uma possibilidade muito avançada de estudar o diabetes e gerar novos conhecimentos e terapias.

Rezania A et al. Reversal of diabetes with insulin-producing cells derived in vitro from human pluripotent stem cells. Nature Biotechnology
Pagliuca FW et al Generation of functional human pancreatic β cells in vitro. Cell

1 - Rossetta

Sem dúvida alguma, o maior avanço da humanidade no ano passado foi o encontro da aeronave Rossetta com o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (fácil de falar né?). Além de mexer com a inquietude do ser humano em explorar o universo, a façanha realizada pela equipe da Agência Espacial Européia (ESA) forneceu, e fornecerá, informações incríveis sobre o Universo e a própria Terra. A missão, que foi iniciada em 2004, chegou a seu clímax em 2014 quando Rosetta se encontrou como o cometa e a sonda Philae pousou nele. Antes de continuar a ler sobre a maior descoberta do ano passado, dê uma olhada no vídeo abaixo que ilustra o caminho traçado por Rossetta até alcançar o cometa 67P. Amigos, a física é impressionante!

A coleta de dados sobre o cometa está sendo feita tanto pela Rosseta quando pelo Philae, que por enquanto encontra-se em estados de “hibernação”. A aeronave conta com uma câmera de alta resolução que envia imagens a cerca de 10km de distância e diversos equipamentos capazes de detectar compostos químicos e ondas eletromagnéticas. Até agora os pesquisadores do ESA já descobriram algumas coisas muito interessantes analisando o cometa 67P. Por exemplo, eles já conseguiram detectar a presença não só dos já esperados gases como água, metano e hidrogênio, mas também espécies mais raras como o formaldeído e o cianeto de hidrogênio. Estes dados fortalecem as hipóteses de que a queda de cometas na Terra tenha favorecido o surgimento da vida. Outro achado interessante foi feito quando os pesquisadores detectaram variações no campo magnético do cometa no nível de miliHertz. Ao alterar esta frequência para que seja captada pelo ouvido humano, os pesquisadores descobriram um som digno dos filmes Alien. Pena que o som do 67P não é tão maneiro quanto o da formação do Universo.

Clique na imagem para ouvir o áudio do cometa.rosetta

Um dos momentos mais aguardados da missão será quando o cometa passar próximo ao Sol. Isso não só permitirá que a sonda Philae recarregue suas baterias, mas também irá proporcionar a visualização e análise dos jatos de gases emitidos toda vez que os cometas se aproximam do Sol e modificam-se. Utilizando estes dados, os pesquisadores conseguirão desenvolver um modelo que representa a formação dos cometas há cerca de 4.5 bilhões de anos.

http://blogs.esa.int/rosetta/2014/11/11/the-singing-comet/
http://blogs.esa.int/rosetta/2014/10/23/the-perfume-of-67pc-g/

Mais uma vez, a Ciência deu passos gigantescos nesse ano que passou, deixando um legado de novos conhecimentos e melhoras da qualidade de vida dos seres humanos.

Nos vemos de novo em Janeiro de 2016!

 

 

 

4 respostas em “As sete maiores descobertas científicas de 2014

  1. Ohhh, Juliana, quanta inocência, desde quando brasileiros descobrem alguma coisa. A única coisa que o brasileiro descobre é quando está com gripe porque o nariz fica “suando”. O João vai ter muito trabalho.

Deixe uma resposta

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s