Divagação científica: divulgando ciências cientificamente - 17

Uma importante questão a respeito da divulgação científica é como os diferentes discursos afetam a visão do público a respeito de um determinado tema.

Seguem minhas anotações a respeito de um artigo que testa a questão da contextualização e da controvérsia a respeito da certeza do público sobre o aquecimento global.

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Corbett, J.B. & Durfee, J.L. 2004. Testing Public (Un)Certainty of Science: Media Representations of Global Warming. Science Communication 26(2): 129-51. doi: 10.1177/1075547004270234

209 voluntários (alunos de curso de Comunicação) foram divididos em quatro grupos que leram artigos noticiosos sobre aquecimento globla: A) 53, sem contextualização nem apresentação de controvérsias (controle); B) 54, sem contextualização e com apresentação de controvérsias (controvérsia); C) 51, com contextualização sem apresentação de controvérsias (contexto) e D) 51, com contextualização e apresentação de controvérsias (c&c).

Depois todos responderam a um questionário com 19 questões*:

4 demográficas;

2 (combinada na análise em um único fator) mediam o grau de certeza sobre o aquecimento global (em uma escala de 1 a 6 de nível de concordância)

- uma especificamente sobre aquecimento global ("According to this news story, global warming is a scientific certainty." ["Segundo a notícia, o aquecimento global é uma certeza científica."]) e

- outra sobre mudanças climáticas ("In this article, scientists are unsure whether global climate change is occurring." ["Neste artigo, os cientistas estão incertos se mudanças climáticas globais estão em curso."]);

4 avaliaram o grau de ideologia ambiental dos respondentes

- "When humans interfere with nature, it very rarely produces bad consequences." ["Quando os seres humanos interferem na natureza, isso muito raramente tem consequências ruins."],

- “Economic growth should be given priority even if the environment suffers to some extent.” ["O crescimento econômico deve ser prioritário mesmo se o ambiente sofrer um pouco."],

- "Would you say that the amount of money we spend as a nation on the environment is too little, too much, or about the right amount?" ["Você diria que a quantia de dinheiro que gastamos como nação para o meio ambiente é muito pouco, em excesso ou mais ou menos adequada."],

- "The balance of nature is delicate." ["O equilíbrio da natureza é delicado."]

1 foi a respeito do posicionamento do indivíduo sobre o tema antes da leitura do texto

- "Before you read this article today, how sure were you that global climate change was taking place?"["Antes de ler o artigo de hoje, quão certo você estava de que as mudanças climáticas globais estavam ocorrendo?"]

Na ordem decrescente, os grupos que apresentaram mais incertezas a respeito do aquecimento global foram: 'A' (controle); 'B' (controvérsia); 'D' (c&c); 'C' (contexto). Houve diferenças significativas entre A e D, A e C e B e C. (Figura 1)

Figura 1. Efeito de apresentação de contexto e controvérsia no grau de certeza dos leitores. Modificada de Corbett & Durfee 2004.

Ignorância: sentido amplo, inclui ausência de conhecimento, incerteza, incompletude, viéses, erros e irrelevância. (Stocking and Holstein 1993)

Incerteza: construto social, negociado entre os atores de um sistema social com vários públicos; manifestada por indivíduos de vários modos diferentes, por diferentes razões e com variados resultados. (Einsiedeland Thorne 1999)

*Obs (09/mar/2012): naturalmente, estão faltando 8 que não foram listadas pelos autores no artigo.

**Upideite (09/mar/2012): As autoras detectaram um efeito da ideologia ambiental no grau de incerteza. Esse fator interagia com os tipos de tratamento, diminuindo o efeito deste. Porém, a diferença no tratamento se constituiu no principal fator. (Ideologia política, ativismo ambiental, idade, gênero, hábito de leitura de jornais ou número de horas trabalhadas por semana não tiveram nenhum efeito observado no grau de incerteza.)

Eva mitocondrial: por que não é a primeira mãe?

Folha Online: Primeira mãe de todos os cavalos viveu há 140 mil anos

G1: Égua ancestral dos cavalos atuais viveu há 140 mil anos, diz estudo

Há vários equívocos muito comuns quando se fala em Eva mitocondrial (ou equivalente para outros organismos não-humanos), um modo relativamente fácil de se desfazer alguns desses mal-entendidos é visualizar uma figura esquematizando uma hipotética árvore genealógica. A Figura 1 representa uma população de tamanho constante com 10 indivíduos - 5 fêmeas (à esquerda) e 5 machos (à direita) - ao longo das gerações. A geração inicial 00 está na base da figura, sucedidas por gerações de descendentes (sem sobreposição de gerações) - a mais recente está no topo (geração 18). Cada indivíduo é representado por um genótipo: um lócus diploide do tipo autossômico representados por letras (com o fator herdado da mãe à esquerda e o fator herdado do pai à direita) e um lócus haploide de herança exclusivamente materna (representando, a herança mitocondrial) simbolizado por um número de 0 a 9. As linhas representam as relações de ancestralidade/descendência dos alelos/haplótipos. As linhas rosas indicam as relações de ancestralidade dos haplótipos mitocondriais dos indivíduos da geração 18; as linhas azuis, as relações de ancestralidade dos alelos autossômicos presentes na geração 18.

Figura 1. Genealogia de uma população hipotética diploide de reprodução sexual.

Repare que chamar a Eva mitocondrial (ou o equivalente para outras espécies) de "primeira mãe" passa uma noção equivocada. Há várias outras fêmeas anteriores ao indivíduo III da geração 13 (destacado em amarelo) que fazem parte das linhagens de ancestralidade-descendências dos indivíduos da geração 18. Além disso, contemporaneamente à fêmea III-13 (a "Eva mitocondrial" dessa população hipotética), há outras fêmeas - inclusive uma que contribui geneticamente com os indivíduos da geração 18: com parte dos alelos E (6 dos 20 alelos da geração 18 provêm da fêmea V-13). Em outras populações, a "Eva mitocondrial" poderia não ter nenhuma outra contribuição genética a não ser com as próprias mitocôndrias.

Dizer que a "égua ancestral viveu há 140 mil anos" não é incorreto. Mas é tão correto quanto dizer que viveu há 10 mil anos ou há 200 mil anos - naturalmente, não será a mesma égua - pelo simples fato de que há mais do que uma égua ancestral.

Na população que usamos como exemplo, o indivíduo V-00 é também uma fêmea ancestral de todos os indivíduos da geração 18. Assim como V-12.

É preciso também ter cautela quanto à interpretação de estudos sobre Eva mitocondrial (e equivalentes em outras espécies). A suposição básica é que a herança é exclusivamente materna e não há recombinação. Mas se sabe que ocorre recombinação do ADN mitocondrial (inclusive em humanos). Supõe-se que seja a uma taxa baixa o bastante para não afetar significativamente a técnica. Porém isso não está bem estabelecido.

2012: O Último Carnaval? Spoiler Alert====>Não!

"Berros, súplicas, sangue, apitos sumiam-se na festa. Ninguém sabia donde vinham as pauladas — e era bom evitar opiniões."

Graciliano Ramos, 1957. "Carnaval 1910."

Já definiram bem a história do fim do mundo em dezembro de 2012 como "o bug do milênio Maia" (acrescentaria, "aliado ao sistema internacional de unidades da Nasa").

A civilização maia teve seu auge entre os anos correspondentes a 300 e 900 d.C., mas os registros arqueológicos se estendem de 800 a.C. a 1520 d.C. na Mesoamérica, indo das terras da península do Iucatã no atual México até Honduras e El Salvador (Navarro 2008). Durante sua história desenvolveu três sistemas de contagem de tempo: a) um ciclo de 260 dias; b) um de 365 dias e c) um de contagem longa.

O de 260 dias, chamado pelos estudiosos de Ciclo Sagrado Maia ou tzolk'in, teve origem possivelmente no paralelo 15°N - onde o intervalo correspondia à passagem do tempo entre duas datas nas quais o Sol passava pelo ponto zenital - isto é, nas duas ocasiões consecutivas de Sol a pino em um ano solar (Malmstrom 1973). Os dias eram contados pela combinação entre ciclos de 13 e de 20 dias. No ciclo de 20 dias, cada dia recebia um nome: na sequência, Imix, Ik, Akbal, Kan, Chicchan, Cimi, Manik, Lamat, Muluc, Oc, Chuen, Eb, Ben, Ix, Men, Cib, Caban, Eznab, Cauac e Ahau. O de 13 dias eram designados por números. Assim, um, digamos, 10 Muluc, se seguiria a 11 Oc, este a 12 Chuen, aí 13 Ed, então 1 Ben, 2 Ix etc. (Naturalmente, os maias usavam números em sua própria escrita e cada um com seu próprio nome.) O uso do tzolk'in estava fortemente vinculado às práticas religiosas. (Smiley 1962.)

O de 365 dias, claro, correspondia ao Ciclo Solar, também designado pelos estudiosos de haab'. Aqui, os dias eram contados pela combinação de 18 ciclos de 20 dias (de 0 a 19) - cada ciclo correspondendo a um mês (Pop, Uo, Zip, Zotz, Tzee, Xul, Yaxkin, Mol, Chen, Yax, Zac, Ceh, Mac, Kankin, Muan, Pax, Kayab, Chumhu) - mais um mês de 5 dias (de 0 a 4): Uayeb. P.e. 18 Chumhu era seguido de 19 Chumhu, depois 0 Uayeb, 1 Uayeb... 4 Uayeb, 0 Pop, 1 Pop, etc.

Combinando-se o tzolk'in com o haab', dois dias que recebiam os mesmos nomes nos dois ciclos eram separados pelo mínimo múltiplo comum entre 260 e 365, o que dava 18.980 dias ou 52 anos solares - formando o ciclo calendárico.

Para evitar confusão entre dias com os mesmos nomes entre ciclos calendáricos diferentes, o maias desenvolveram o Ciclo de Contagem Longa: uma contagem contínua dos dias a partir de um dia inicial remoto no tempo. A unidade básica era o kin, 20 kins correspondiam a um uinal; 18 uinals a um tun; 20 tuns a um katun e 20 katuns a 1 baktun. Um baktun correspondia, então, a 20 x 20 x 18 x 20 = 144.000 dias, pouco mais de 394 anos e meio. (Smiley 1962.)

O maior número que poderia ser representado por esse sistema seria então: 19 baktuns, 19 katuns, 19 tuns, 17 uinals e 19 kins. Ou seja, 2.879.999 dias.

O dia do nosso sistema de calendário que corresponderia ao início do Ciclo da Contagem Longa é incerto. Ao longo do tempo várias datas foram defendidas com base na correspondência de algumas datas com eventos astronômicos conforme os registros maias. As estimativas da correspondência do dia zero do ciclo longo tem variado entre 3645 a.C. e 2593 a.C. (Smiley 1962.)

Ou seja, a contagem dos ciclos longos deve terminar entre os anos de 4494 e 4772 da nossa era (e não em 2012 - a "previsão" de 2012 coincide com o fim do 13° baktun para uma certa estimativa do início da contagem longa)*. Isto é, teremos nosso último carnaval anual pelo menos pelos próximos 2.482 anos. E certamente além: se não por uma versão estendida da contagem longa, por qualquer outro evento, profecia ou coisa que o valha. Números redondos - sejam no sistema vigesimal modificado dos maias, sejam no sistema decimal sobre o calendário gregoriano (haja vista as inúmeras profecias apocalípticas milenaristas) - ou próximos a eles costumam ser palpites bastante populares.

Por exemplo, em 1910, a passagem do cometa Halley parece ter causado algum alvoroço com a especulação de que a cauda gasosa contaminaria a atmosfera com o venenoso cianogênio (além de outros efeitos como terremoto), no Canadá, nos EUA, e também no Brasil. Sua nova passagem, em 1986, apesar do grande interesse, parece não ter despertado a mesma apreensão. Porém, em 1997, desta vez com o cometa Hale-Bopp, especulações catastrofistas novamente ressurgiram (com direito a um episódio particularmente trágico) . À época da ativação do LHC, em 2008, mais destaque a preocupações com o fim do mundo: o acelerador criaria um buraco negro que terminaria por engolir o planeta. Em 2011, mais uma interpretação milenarista: uma não, duas (e do mesmo autor).

Há que se encarar, no entanto, o retrato dado pela mídia da reação popular a esses eventos com um certo grão de sal. Uma leitura pelo valor de face das narrativas jornalísticas nos passa a impressão de uma histeria generalizada. Um futuro historiador que se valer dos textos da imprensa de hoje, imaginaria que todo mundo em 2012 acreditava mesmo que 21 de dezembro era (será) a data do Armagedão. Certamente há indivíduos e grupos alarmados - mas parte deles estão alarmados exatamente em função do destaque (com registro tirante ao sensacionalismo, quando não descaradamente sensacionalista) dado. Mais uma vez, em nome de uma pretensa isenção, quase sempre sem nenhuma visão crítica, dão voz a grupo minoritário e um tanto excêntrico de profetas do apocalipse - quando uma contraposição é feita, muitas vezes, a refutação racional e factualmente embasada tem, no máximo, o mesmo peso do nostradamus de plantão.

Quando digo que certamente prognósticos sobre o fim do mundo continuarão a ocorrer para além do fim da contagem longa maia, não acho que eu esteja arriscando muito - mesmo sendo uma previsão de longuíssimo prazo: há muito dinheiro envolvido (alguém quer apostar?). Creio que o material a respeito do fim dos tempos possa ser considerado praticamente uma subindústria do filão místico.

Mas, com tal persistência, um dia acabam acertando a data.

Referências

Malmstrom, V.H. 1973. Origin of the Mesoamerican 260-day calendar. Science :181: 939-41.

Navarro, A.G. 2008. A civilização maia: contextualização historiográfica e arqueológica. História 27(1): 344-77.

Smiley, C. H. 1962. The Mayan calendar. Astronomical Society of the Pacific Leaflets 8: 327-34.

Obs: Esta postagem faz parte da blogagem coletiva organizada pelo Scienceblogs Brasil.

*Upideite(13/fev/2012): Carlos Orsi, em comentário a uma postagem dele, chama a atenção para o fato de aparentemente os maias considerarem apenas 13 baktuns.

Leveduras pluricelulares: assim tão fácil?

Pesquisadores da Universidade de Minnesota conseguiram obter linhagens pluricelulares de leveduras de cerveja (Saccharomyces cereviseae) a partir de uma linhagem originalmente unicelular - como normalmente são as leveduras. Basicamente o que Ratcliff et al. (2012) fizeram foi selecionar variantes que se sedimentavam mais rapidamente quando as amostras eram submetidas à centrifugação. Mutantes cujas células, ao se dividirem, permaneciam unidas, em vez de se separarem como nas variantes normais, formavam unidades multicelulares que se assentavam mais prontamente do que células isoladas.

Uma ótima análise sobre o estudo pode ser lida no site Evolucionismo: Evolução da multicelularidade em laboratório parte I e parte II.

Os autores do estudo discutem algumas características de pluricelularidade verdadeira dessas unidades multicelulares - divisão de trabalho entre as células e apoptose. Mas ênfase maior é dada na rapidez com que o genótipo responsável pelo fenótipo multicelular surgia nas réplicas: em todas as 15 populações, variantes multicelulares surgiram e passaram a ser dominantes nos 60 dias dos experimentos. Aliando esse resultado aos dados de outros trabalhos (algas verdes volvocinas multicelulares não são geneticamente muito mais complexas do que parentes unicelulares, padrão de equilíbrio punctuado do registro fóssil e o fato de a pluricelularidade ter evoluído diversas vezes em ramos independentes da vida), os cientistas concluem: "The potential for the evolution of multicellularity may be less constrained than is frequently postulated." ["O potencial para a evolução da pluricelularidade deve ser bem menos restrita do que frequentemente é postulado."]

Tendo a concordar que a pluricelularidade não deve ser uma característica tão difícil de surgir ao longo da evolução das linhagens unicelulares. Porém a velocidade da evolução da característica no trabalho de Ratcliff e colaboradores pode ter tido uma ajudinha da história evolutiva das leveduras. A Figura 1 apresenta uma filogenia de alguns grupos de fungos. Saccharomyces, o gênero da espécie utilizada no experimento, e alguns outros grupos próximos são linhagens unicelulares em meio a linhagens pluricelulares.

Figura 1. Filogenia de alguns grupos de fungos. Modificado de Hedges 2002.

Isso sugere que a unicelularidade do Saccharomyces seja uma condição derivada a partir de um ancestral pluricelular. A pluricelularidade experimentalmente obtida não seria exatamente uma reversão, mas pode ter sido facilitada pela presença de genes que controlam as características multicelulares preservados (embora silenciados ou com ação alterada) dos ancestrais. É de se notar que trabalhos anteriores obtiveram estruturas multicelulares (similares a pedúnculos de mixamebas) em colônias de leveduras irradiadas com UV (Elgenberg et al. 1998). Análise anatômica dessa estrutura indica a ocorrência de diferenciação celular com divisão de trabalho e morte celular - embora a natureza apoptótica (isto é, sob controle genético) dessa morte não tenha sido estabelecida (Scherz et al. 2001). (Um tanto estranho que nenhum desses dois trabalho tenham sido citados no artigo de Ratcliff et al.)

Desse modo, é preciso mais cautela ao tentar extrapolar os resultados temporais do experimento para a época da origem da pluricelularidade nos vários grupos de organismos.

A se esperar pelo sequenciamento do genoma das linhagens multicelulares para comparação com o das linhagens unicelulares a fim de identificar os genes alterados. E comparar com os genes de outros grupos de fungos pluricelulares.

Referências

Engelberg D, Mimran A, Martinetto H, Otto J, Simchen G, Karin M, & Fink GR (1998). Multicellular stalk-like structures in Saccharomyces cerevisiae. Journal of bacteriology, 180 (15), 3992-6 PMID: 9683500

Hedges, S. (2002). The origin and evolution of model organisms Nature Reviews Genetics, 3 (11), 838-849 DOI: 10.1038/nrg929

Ratcliff, W., Denison, R., Borrello, M., & Travisano, M. (2012). Experimental evolution of multicellularity Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1115323109

Scherz R, Shinder V, & Engelberg D (2001). Anatomical analysis of Saccharomyces cerevisiae stalk-like structures reveals spatial organization and cell specialization. Journal of bacteriology, 183 (18), 5402-13 PMID: 11514526

Escalando números

A lei Weber-Fechner (WF) é uma velha conhecida dos fisiologistas e psicólogos. Basicamente o que ela nos diz é que a menor diferença detectável pelos nossos sentidos (limiar de percepção) entre dois estímulos de intensidades similares é proporcional à intensidade do estímulo.

Isso faz, por exemplo, que a diferença percebida entre um estímulo de 1 unidade física de medida e outro de 10 unidades seja a mesma diferença percebida entre um estímulo de 10 unidades e outro de 100 unidades: (10-1)/10 = (100-10)/100.

Uma ampla gama de canais sensórios funciona segundo esse princípio: a percepção visual, a térmica, a auditiva, a olfativa, etc. (Ao menos como uma primeira aproximação. Segundo alguns autores, a relação não se mantém constante.)

Até mesmo na contagem a lei WF parece se aplicar. A indivíduos da tribo amazônica munduruku, sem educação formal, foi pedido que associassem certas quantidades de objetos que lhes eram apresentadas com a posição ao longo de uma reta. Os pontos não foram uniformemente espaçados como em uma reta dos números naturais, as distâncias entre os pontos representando as quantidades eram proporcionais às quantidades representadas: a distância entre 2 e 4 era a mesma da entre 4 e 8; a entre 1 e 4 era a mesma da entre 2 e 8 e assim por diante (e ambos tinham uma distância igual ao dobro da distância entre 2 e 4).

Nos casos de percepção de luminosidade, intensidade sonora, massa de objetos, acidez, dulçor, etc. grande parte da codificação que resulta no efeito WF ocorre nos próprios receptores - com as fibras nervosas disparando em uma função logarítmica com a intensidade do estímulo. Mas como funcionaria o processamento de informação abstrata como quantidade numérica de objetos - sem sensores específicos para sua percepção?

Parte da base fisiológica desse fenômeno foi desvendada em macacos resos. Eletrodos foram inseridos em uma região do córtex pré-frontal de sujeitos experimentais. Esses eletrodos mediam a atividades de neurônios quando eram apresentados aos macacos pontos em um monitor. Os pontos variavam aleatoriamente de um a cinco a cada exibição. As posições dos pontos na tela também variavam aleatoriamente. Alguns neurônios exibiam maior atividade quando uma determinada quantidade de pontos era exibida - respondiam a outras quantidades também, mas em menor intensidade (e menor a intensidade quanto maior a diferença do número de pontos exibidos em relação à quantidade para a qual a resposta do neurônio era a maior): para cada quantidade, havia um grupo de neurônios que exibiam maior resposta.

Quando os dados de atividade dos neurônios eram plotados contra a quantidade de objetos exibidos, as curvas de atividade resultantes eram mais simétricas quando o eixo da quantidade de objetos exibidos era apresentado em escala logarítmica. Isso parece indicar que a própria atividade dos neurônios obedecem à lei WF, já que em uma escala logarítmica uma distância fixa corresponde a uma proporção fixa: a distância entre 1 e 10 é a mesma da distância entre 10 e 100.

Mas se a escala logarítmica nos parece tão natural - não apenas nossos sentidos processam assim a informação e animais não-humanos também exibem essa característica, como humanos sem instrução formal parecem adotar essa escala para comparar valores - por que a noção de logaritmo aparece tão tardiamente na história da matemática? E mais, a escolha de introduzi-la também tardiamente no ensino (seguindo mais ou menos a ordem cronológica do desenvolvimento histórico dos conceitos matemáticos) é a mais proveitosa (Figura 1)?

Figura 1. Relação temporal histórico e educacional da descoberta e ensino de conceitos matemáticos. (Modificado de Mesoudi 2011)

A instrução formal deve ter um efeito direto sobre a perda do efeito WF na quantificação. Um procedimento similar ao realizado com o mundurukus com crianças americanas no jardim de infância, primeiro ano e segundo ano do nível básico de ensino revelou um mudança gradual no padrão - da relação logarítima para a linear (Figura 2). (Uma questão interessante é como se alterariam os padrões de funcionamento dos neurônios correspondentes ao do estudo com macacos-reso. Há uma restrição ética,no entanto, quanto a se introduzir eletrodos no cérebro de crianças. Seria possível treinar macacos a quantificarem de modo linear?)

Figura 2. Modificação do padrão de avaliação de quantidade em crianças nos anos iniciais de estudo formal: esquerda) jardim de infância, meio) primeiro ano, direita) segundo ano do nível básico. (Fonte: Siegler & Booth 2004.)

Ao mesmo tempo, muitos autores e pesquisadores de matemática relatam que o conceito de função logarítmica é um dos que apresentam maiores dificuldades aos estudantes. Vários autores preferem até mesmo definir logaritmos naturais (ou neperianos) em termos de uma integral (o que sugere que eles achem o conceito de integral mais simples do que de logaritmo). Um efeito indireto do processo educacional?

Há algumas especulações a respeito da vantagem evolutiva do funcionamento do sistema sensório e do processamento de algumas informações sob o princípio WF (lembrando que há quem conteste que o modelo sugerido pelas lei WF descreva bem o padrão real). Uma das hipóteses é que a seleção natural haja no sentido de minimizar o erro relativo da avaliação da grandeza. Nesse caso ficaria a pergunta de por que o erro relativo seria uma característica importante ao indivíduo a ponto de ser alvo de seleção. Uma possível resposta é que o tamanho absoluto do erro que traz diferença significativa ao indivíduo depende do contexto dado pela intensidade do estímulo. Por exemplos: se em uma dada estação a quantidade de comida é escassa, qualquer grão de alimento desperdiçado pode ter consequências graves à sobrevivência ou ao sucesso reprodutivo do indivíduo, mas em uma estação relativamente abundante em recursos, a energia gasta para obter uma migalha a mais não compensaria; se há um predador por perto, o aparecimento de mais um dobram o perigo a que o sujeito está exposto, mas o aparecimento de um predador a mais em meio a outros 10 que já estão no local não faz tanta diferença no grau de perigo.

Mas mesmo derivada de observações empíricas que remontam a pelo menos 1760, a lei Weber-Fechner parece ser ainda um campo amplo para muita pesquisa. De um lado, se ela realmente se aplica para organismos vivos (e para quais subsistemas dos organismos ela se aplica); de outro, caso ela seja uma lei válida ao mundo vivo, destrinchar os detalhes fisiológicos da codificação e interpretação dos sinais segundo o princípio WF e, mais profundamente, os mecanismos e processos evolutivos que levaram ao funcionamento dos sistemas vivos segundo WF.

It's alive, it's alive! 2

O espinhoso e tortuoso tema da definição de 'vida' já foi abordado antes neste blogue. Volto ao tema por causa da postagem de Carl Zimmer.

Por meio dela fiquei sabendo do artigo de Edward Trifonov, biólogo molecular da Universidade de Haifa, Israel, e Masaryk, República Tcheca, publicado em outubro do ano passado. Ele juntou duas compilações anteriores de definições de vida, eliminou as repetições e, a partir, delas criou uma lista de frequência de palavras utilizadas (eliminando artigos, preposições e outros conectores). A seguir, agrupou essas palavras por proximidade semântica (p.e. na categoria LIFE, inclui, além de 'life', 'living', 'alive', 'being', 'biological'...) no que ele chamou de 'definientia', termos definidores - nove no total: 'life', 'system', 'matter', 'chemical', 'complexity', 'reproduction', 'evolution', 'environment', 'energy' e 'ability'*.

Trifonov considerou, então, que vários termos implicitamente incluiem a ação de outros, como 'metabolism' implica 'energy' e 'matter', que implicam em um 'environment'. Para ele, apenas dois termos são independentes: 'reproduction' e 'evolution'. Assim chegou ao conjunto mínimo de termos para uma definição concisa e abrangente: 'Life is self-reproduction with variations'. ['Vida é autorreplicação com variações.']

O artigo mexeu com a comunidade de leitores da publicação. O que levou os editores a dedicarem a edição de fevereiro deste ano ao tema. Dos 34 textos, 21 são sobre a definição proposta: um editorial, 19 artigos comentando o trabalho de Trifonov e um artigo de resposta do próprio Trifonov.

Falhas e limitações da metodologia empregada, claro, são apontadas. Radu Popa, biólogo da Universidade Estadual de Portland, autor de uma das compilações em que se baseou o trabalho de Trifonov, diz que o processo de análise de frequência de palavras para medir a importância do termo aplica-se melhor a campos em que a pesquisa básica já está praticamente completa e consolidada, além disso, o método acaba sendo uma aferição de popularidade dentro de uma comunidade científica e, diz Popa, "if we promote a scientific model based on popularity, then Alfred Wegener was correctly ignored in 1912, when he promoted the concept of continental drift". ["se formos promover um modelo científico baseado na popularidade, então Alfred Wegner foi corretamente ignorado em 1912, quando ele promovia o conceito de deriva continental".] E, no campo da definição de vida, Popa cita o trabalho de Victor Kunin (do Instituto Europeu de Bioinformática) que propõe o início da vida como uma simbiose entre duas redes moleculares (de proteínas polimerase de ARN cooperando com ARNs que codificavam as polimerases proteicas): é uma visão ainda pouco citada entre os modelos de origem da vida e ficaria fora do radar da análise de frequência de palavras.

Referências
Popa, B. (2012). Merits and Caveats of Using A Vocabulary Approach to Define Life Journal of Biomolecular Structure & Dynamics, 29(4), 607-608

Trifonov, E.N. (2011). Vocabulary of Definitions of Life Suggests a Definition Journal of Biomolecular Structure & Dynamics, 29 (2), 259-266

*Upideite(13/jan/2011): sim, a lista tem 10 elementos, mas 'life' é o termo que se quer definir, não sendo, assim, ele mesmo um 'definientium' 'definiens'.

Gene Repórter ano 4: resposta do enigma

Eis a resposta ao enigma do concurso cultural dos três anos do Gene Repórter.

Os caracteres correspondem aos símbolos chineses para os elementos da tabela periódica. Os símbolos em alfabeto latino correspondem a uma aproximação de "Barbara McClintock", botânica americana ganhadora do prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia em 1983 por sua descoberta de elementos genéticos móveis, os transposons.

Upideite(05/jan/2012): O vencedor é Ricardo Kossatz do Lógica Mente. O prêmio já foi despachado. Agradeço a participação de todos.

Um supercomputador distribuído para o Brasil

Mais uma proposta para um projeto. Não tem todos os detalhamentos necessários para ser chamado de projeto, mas apenas uma ideia geral para ser desenvolvida.

No Brasil temos atualmente mais de 100 mil lan houses (que fornecem acesso à internet para 32 milhões de usuários). Boa parte delas em situação informal (somente cerca de 13% são formalizadas), com uma média de 6 a 10 computadores cada - provendo cerca de 400 horas semanais de acesso.

Agora, imaginemos que consigamos um índice de formalização de 50%. Serão 300-500 mil computadores. Sigamos imaginando. Agora que cada um desses terminais tenha instalado um software de computação distribuída no estilo BOINC - formaria uma rede de tamanho equivalente. O projeto BOINC tem uma respeitável capacidade de processamento de 5,3 petaflops. O supercomputador mais poderoso operando no Brasil tem capacidade de 258 teraflops.

Agreguemos à essa rede os computadores comprados com verbas federais destinados ao ensino e à pesquisa. Só o programa Um Computador por Aluno licitou 150 mil máquinas. É possível que se possa ultrapassar a marca dos 8,2 petaflops do K Computer - o mais rápido supercomputador até o momento.

A instalação dos softwares em terminais de lan houses poderia ser exigida como condição de formalização - e não traria maior custo aos proprietários - e, nos computadores adquiridos por verbas federais, os programas poderiam ser instalados como condição do edital.

Parceriais com governos estaduais e municipais poderiam ampliar ainda mais a base da rede.

Upideite(05/jan/2012): Há, no entanto, uma limitação relativamente séria - localizado quase que exclusivamente em território nacional, tal supercomputador teria uma janela diária de funcionamento limitado a cerca de 8 a 10 horas (alguns equipamentos poderiam permanecer 24 horas funcionando, mas longe de fornecer, em conjunto, uma capacidade significativamente grande de processamento).

Supernova dá pistas sobre como surge o sensacionalismo

Sites noticiosos brasileiro reproduzem notícia da BBC Brasil.

Explosão de supernova dá pistas sobre formação da vida
"A explosão de uma estrela supernova em uma galáxia a 21 milhões de anos-luz deu a cientistas um raro vislumbre de como a explosão de estrelas pode gerar vida no universo. Astrônomos capturaram as imagens da explosão da supernova SN2011fe, na galáxia Cata-vento na constelação de Ursa Maior, apenas 11 horas depois do evento."

Quem lê a manchete e o primeiro parágrafo vai imaginar que a vida surgiu por algum processo relacionado à explosão de uma estrela de modo mais direto. Seria que a energia liberada catalisaria as reações químicas que levaram à emergência da vida?

Nada disso. Na verdade não tem nada a ver com a vida. Tem a ver com a *dispersão* de *elementos químicos* mais pesados do que carbono: oxigênio, magnésio, silício, cálcio e ferro. Não se trata nem ao menos da formação de monômeros (como aminoácidos, nucleotídeos e açúcares) que formam as macromoléculas orgânicas.

Sim, oxigênio e ferro são fundamentais para a vida como a conhecemos aqui na Terra. Mas sua simples presença, pelo que sabemos, passa longe de ser o suficiente para a formação de seres vivos.

O site do jornal inglês The Guardian foi mais comedido:

Supernova explosion gives a glimpse of how ingredients for life are created ["Explosão de supernova dá pistas sobre como ingredientes da vida foram formados."]

Mas também poderiam ter dito: "pistas sobre como ingredientes da ferrugem foram formados". Menos chamativo, mas menos errado - e se optam pelo que é mais chamativo em detrimento da correção podemos chamar de sensacionalismo, não? (Menos errado porque ainda assim estaria errado: o trabalho não diz como os elementos se formam, mas como se espalham. A formação dos elementos ocorre no intervalo de fração de segundos após o início da explosão. 11 horas depois - que são o tempo a que se referem os dados analisados - os elementos já estão formados há... 11 horas.) O que podemos dizer então da versão do título da matéria da BBC Brasil?

Vejamos o contraste entre o que é sugerido (ou afirmado) no título com o que é reportado de fato: "Com o tempo estes elementos vão se transformar nos blocos de construção de novos sistemas solares e, possivelmente, de seus habitantes vivos." ("Possivelmente"? Bem menos assertivos.)

O achado não dá pista nenhuma sobre a formação da vida. Já se sabia que supernovas eram a fonte de átomos mais pesados. E que átomos mais pesados são necessários para a construção de formas de vida como a nossa. A novidade é que se detalha mais como esses elementos (formados durante a própria explosão) espalham-se - já que se pôde obter dados pouco tempo após a explosão: 11 horas de intervalo (atenção! não quer dizer que a estrela observada explodiu há apenas 11 horas do início da coleta dos dados - quer dizer que foram capturadas ondas eletromagnéticas geradas 11 horas após a explosão, que se deu há uns 21 milhões de anos atrás). E saber como ferro e oxigênio se espalham não nos esclarece em nada (ou quase nada) como a vida surge da combinação dos elementos químicos - a vida poderia ter surgido a partir desses elementos independentemente da origem de tais elementos. Se carbono, oxigênio, etc. sintetizados, digamos pela decomposição térmica de madeira, fossem dispostos nas condições (ainda desconhecidas) que levaram à origem da vida na Terra, isso deveria levar ao surgimento da vida com a mesma probabilidade de que carbono, oxigênio, etc. liberados e sintetizados na explosão da supernova nessas condições levariam (salvo talvez pela composição isotópica original).

Este blogue começou com uma postagem sobre o sensacionalismo que se faz nesses anúncios de resultados referentes à astrobiologia, e desde então diversas outras vezes o mesmo erro tem sido cometido - muitas vezes por indução dos próprios cientistas, mas com colaboração dos jornalistas que parecem ávidos por esse tipo de declaração e não costumam questioná-los.

Especulando: E se o processo de submissão de artigos às revistas fosse unificado?

Conversando com a Lucia Malla e Carlos Hotta pelo twitter a respeito da submissão e análise de artigos científicos pensei em modo de racionalizar um pouco esse trabalho.

Na verdade é algo bastante improvável de ser posto em prática, daí ser mais especulação do que propriamente uma proposta.

Embora as ferramentas online tenham barateado em muito o processo - eliminando os custos de postagens de toda a papelada - e programas de gerenciamento (também online) de submissão e análise ajudem em muito a tarefa do editor em organizar tudo isso, o fator tempo ainda não foi de todo eliminado.

Os revisores precisam ler o artigo com cuidado, consultar a bibliografia, eventualmente refazer as contas e tudo isso enquanto ele mesmo tem que cuidar de seus afazeres: pesquisar, atender seus alunos de iniciação e pós-graduação, participar de congressos, preparar e ministrar aulas, escrever projetos, preencher pedidos de bolsas e de financiamento, participar de congressos e conselhos, etc., etc. (sem falar da própria vida pessoal). Pode levar alguns meses entre indas e vindas de versões do artigo até a resposta final: rejeição ou aceite.

No caso de aceite, ótimo, hora de estourar a champanha. Caso o artigo seja rejeitado - depois de corrigir os problemas apontados -, os autores precisam buscar outro periódico e haverá a repetição de todas as etapas. A taxa de rejeição de revistas consideradas de primeira linha é de 90 a 95% dos artigos submetidos. Mas muitos são rejeitados antes mesmo de serem levados à revisão pelos pares: pode ser por inadequação temática ou até mesmo por não estar na formatação correta ou estourar o limite de tamanho.

Com uma taxa de rejeição de 90%, um artigo, em média, receberia cerca de 10 rejeições antes de ser aceito. Com uma taxa de 70%, cerca de 3 rejeições. Mesmo uma taxa de 45% (a menor analisada por Björk & Holmström 2006), levaria a uma média de 1,8 rejeição por artigo antes de ser aceito. Na edição da Nature de 01/dez/2011, a média do tempo entre a submissão e o aceite dos artigos publicados foi de 207±105 dias - na análise de Björk & Holmström 2006, o atraso de publicação variou de 7,6 a 21,8 meses.

Por outro lado, com boa razão, a submissão simultânea do mesmo artigo a mais de uma revista é considerada uma prática condenável. Isso pode levar à multiplicação da publicação de um mesmo artigo, além de levar a trabalhos desnecessários de revisão.

O que pensei foi em um sistema unificado de submissão e avaliação. Os autores enviariam o artigo uma única vez. Assinalando em quais revistas gostaria de publicar bem como a ordem de preferência entre elas. O artigo seria analisado por uma única banca de revisores. Os editores das revistas assinaladas teriam acesso aos relatórios dos revisores e atribuiriam uma nota ao artigo indicando o quão adequado ele é à sua publicação. As notas dos editores seriam ponderadas de acordo com a ordem de preferência dos autores, a maior nota ponderada seria então da revista na qual o artigo seria publicado.

Naturalmente, para evitar conflitos, as notas do editores e a ordem de preferência dos autores seriam sigilosas.

Não é um sistema imune a falhas, claro. Talvez um ponto de discórdia possível seria quanto à escolha dos revisores que satisfizesse a todos os editores. Outro ponto que geraria problemas é em relação ao tamanho dos artigos. Mas autores e editores sempre poderiam optar por uma revisão em separado - voltando ao sistema atual.

A Figura 1 é adaptada de Björk & Holmström 2006, mostrando os aspectos que os autores devem considerar na hora de escolher uma revista para a submissão. Em amarelo, destaco os itens que seriam eliminados em um sistema unificado.

Figura 1. Fatores de decisão para escolha de publicação para submissão de artigo científico.

Referência

Björk, B., & Holmström, J. (2006). Benchmarking scientific journals from the submitting author's viewpoint. Learned Publishing, 19 (2), 147-155 DOI: 10.1087/095315106776387002