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quinta-feira, 24 de julho de 2014

Como é que é? - Garota de 12 anos rouba autoria de importante descoberta em biologia marinha?

Uma garota de 12 anos filha de cientista - seu pai, D. Albrey Arrington, é ecólogo de peixes - apresentou em 2012 seu projeto de feira de ciências com resultados que mostravam que o peixe-leão (Pterois sp.) é capaz de sobreviver em águas de baixa salinidade (até 5 g/litro). Vários veículos destacaram o feito e a NPR (rádio educativa americana) não foi nada sutil:

"Sixth-Grader's Science Fair Finding Shocks Ecologists" ["Achado de Feira de Ciências de Alunaos de Sexto Ano Deixa Ecólogos Chocados" - mudado agora para "Sixth-grader's science project catches ecologists' attention": "Projeto de ciências do sexto ano chama a atenção de ecólogos."]

A NBC não ficou atrás:

"Sixth-Grader's Lionfish Science Project Stuns Conservation Experts" ["Projeto de Ciências de Sexto Ano sobre Peixe-Leão Espanta Especialistas da Conservação"]

Nem a CBS:

"Sixth grader credited with scientific breakthrough on lionfish" ["Aluna do sexto ano reconhecida com descoberta surpreendente sobre peixe-leão"]

A tolerância à variação na salinidade tem uma implicação ecológica importante. Duas espécies de peixe-leão: P. volitans e miles - nativas das águas do Indo-Pacífico, estão agora invadindo o litoral atlântico americano (inclusive no Brasil), onde não encontra predadores. Se toleram ambientes de baixa salinidade podem invadir também ambientes de água doce.

Seria mais um belo caso de incentivo às crianças - como a das crianças do primário de Blackawton estudando abelhas mamangabas ou das crianças do quinto ano em Ubatuba-SP planejando lançar um satélite, entre outras -, porém parece que a coisa é meio, como diriam os americanos, "fishy" (yay! trocadilho!). Em sua página no facebook, o biólogo marinho Zachary R. Jud reclama para si a autoria da descoberta*.

"My lionfish research is going viral...but my name has been intentionally left out of the stories, replaced by the name of the 12-year-old daughter of my former supervisor's best friend. The little girl did a science fair project based on my PREVIOUSLY PUBLISHED DISCOVERY of lionfish living in low-salinity estuarine habitats. Her story has been picked up nationally by CBS, NPR, and CORAL magazine, and has received almost 90,000 likes on Facebook, yet my years of groundbreaking work on estuarine lionfish are being completely and intentionally ignored. At this stage in my career, this type of national exposure would be invaluable...if only my name was included in the stories. I feel like my hands are tied. Anything I say will come off as an attempt to steal a little girl's thunder, but it's unethical for her and her father to continue to claim the discovery of lionfish in estuaries as her own.

I'm looking towards you - my valued friends and colleagues - for suggestions on how I might be able to remedy this intentional misrepresentation without doing anything to disparage the little girl. Most of you are aware of the massive amount of time I put into exposing kids to science, and I obviously don't want to do anything to diminish this young lady's curiosity or enthusiasm. I'm thrilled that she chose to look at lionfish for her science fair project, but encouraging an outright lie is poor parenting and a horrible way to introduce a youngster to a career in the sciences.

This picture was taken in 2010, when I first discovered lionfish occupying estuarine habitats - 3 years before the little girl's 'discovery'.
"
["Minha pesquisa sobre peixe-leão está viralizando... mas meu nome tem sido intencionalmente deixado de fora nos relatos, substituído pelo nome da filha de 12 anos do melhor amigo de meu antigo orientador. A garotinha fez um projeto de feira de ciências baseado em minha DESCOBERTA ANTERIORMENTE PUBLICADA sobre peixe-leões vivendo em hábitats estuarinos de baixa salinidade. Sua história vem sendo destacada pela CBS, NPR e revista CORAL, e recebeu quase 90.000 curtidas no facebook, porém meus anos de trabalho de base com peixes-leões estuarinos estão sendo completa e intencionalmente ignorados. Neste estágio de minha carreira, esse tipo de exposição nacional seria valioso... se meu nome fosse incluído nos relatos. Sinto como se de mãos atadas. Tudo o que eu disser parecerá como uma tentativa de roubar o brilho de uma garotinha, mas é antiético que ela e seu pai continuem a clamar para si a descoberta de peixes-leões em estuários.

Peço a vocês - meus valorosos amigos e colegas - sugestões sobre como posso remediar essa representação intencionalmente errada sem denegrir a garotinha. A maioria de vocês está ciente da quantidade de tempo que dedico a expor as crianças às ciências e, obviamente, não quero fazer nada para diminuir a curiosidade e o entusiamos da jovem senhorita. Estou emocionado que ela tenha escolhido o peixe-leão para seu projeto de feira de ciências, mas encorajar uma mentira deslavada é um modo errado de se criar filhos e um modo horrível de se introduzir os jovens à carreira nas ciências.

Esta foto foi tirada em 2010, quando descobri pela primeira vez peixe-leão ocupando hábitats estuarinos - 3 anos antes da 'descoberta' da garota."]

O relato original da NPR dizia: "Lionfish had been found to live in water with salt levels of 20 parts per thousand. But no one knew that they could live in water salinity below that" ["Peixes-leões são encontrados em águas com salinidades de 20 partes por mil. Mas ninguém sabia que poderia viver em salinidade abaixo disso"]. Segundo Jud, o trabalho da garota é baseado em seu achado de que os peixes-leões estavam invadindo o ambiente estuarino - onde a salinidade é bem abaixo da de oceano aberto (Jud et al. 2011). Nesse trabalho, um dos co-autores é o pai da menina. No recente artigo de Jud et al. 2014 sobre a eurialinidade das espécies, a menina é citada no corpo do artigo:

"To address our first objective, identifying the long-term effects of reduced salinity on lionfish survival, growth, and behavior, we exposed fish to a salinity of 7‰ for 28 days in a laboratory setting. We chose this salinity based on our findings from the in situ cage study (above), in situ observations of wild lionfish at 8‰ (Z. Jud, unpubl. data), as well as the results of a small pilot study that showed lionfish could survive and feed at 6‰ for short periods of time (L. Arrington, unpubl. data)."

E nos agradecimentos:

"Acknowledgement This project was made possible by a close partnership with the Loxahatchee River District. Lauren Arrington (King’s Academy, West Palm Beach, FL) conducted preliminary laboratory experiments that helped give rise to our experimental design. We thank Joel Trexler for facilitating our use of Florida International University’s aquarium facilities and Diana Churchill for assistance during the laboratory portion of the study. Research protocols were approved by Florida International University’s Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC-13-030- AM01), and a Florida Fish and Wildlife Conservation Commission Special Activities License (SAL-13-1487-SR)." [Trecho destacado sem itálico: "Lauren Arrington (King's Academy, West Palm Beach, FL) realizou os experimentos preliminares em laboratório que ajudaram a moldar nosso design experimental."]

Arrington, o pai, disse ao The Scientist que sua filha leu o artigo de 2011 e assistiu às palestras de Jud e Layman explicando os resultados quando elaborou, por conta própria, o experimento de tolerância à variação na salinidade. (Incluindo a citação ao artigo nas referências da apresentação do projeto na feira de ciências.)

Então, o achado é de quem?

A situação pode ser um pouco mais complicada do que se considerar um caso de simples plágio ou roubo de autoria. Poderia, por exemplo, ser o caso de uma percepção diferente do sentido de propriedade da ideia. Do ponto de vista da garota e de seus amigos e parentes pode ser algo assim: "Eu fiz o experimento, então o achado é meu". Do ponto de vista de Jud pode ser: "A concepção do experimento é minha, então a descoberta é minha". Além disso, o objeto é um tanto distinto. Do ponto de vista da Lauren Arrington: "Eu demonstrei que eles vivem em salinidade de até 6 partes por mil"; do ponto de vista de Jud: "Eu demonstrei que eles devem viver em ambientes com salinidade abaixo de 10 partes por mil e de, pelo menos, até 8 partes por mil". E a ênfase é distinta. Ela: "Eles podem invadir os rios"; ele: "Mostrei que já estão nos estuários."

Mas o papel de como a mídia esteve, até então, relatando o caso é, sem dúvida, relevante na percepção de Jud de que estava sendo escanteado.

Arrington sênior afirma, segundo o The Scientist, que em todos os contatos com a imprensa têm mencionado o trabalho em co-autoria com Jud. O orientador de Jud, Craig Layman, escreveu sua versão da história. Sua conclusão é que muito do problema foi gerado pelo sensacionalismo da imprensa: o trabalho da garota é, sim, uma contribuição original para a ciência (uma demonstração mais controlada do que era observacionalmente sugerido), mas não é algo que tenha chocado a comunidade de ecologia de peixes - afinal, já se sabia que os peixes-leões eram capazes de viver em ambiente com salinidade abaixo da do mar aberto (estuarinos, no caso) (descoberta que alguns relatos da imprensa, como a da NPR, erradamente atribuíram à Arrington, a filha, e que irritou profundamente Jud).

Pelo modo como os veículos estão cobrindo o caso agora:
o sensacionalismo continua. Sobretudo transformando uma demanda pela correta atribuição de créditos em uma acusação de roubo.

O blogue Science Sushi está fazendo a cronologia do caso:


(*via Camila Mano facebook)

segunda-feira, 21 de julho de 2014

Como é que é? - É perigoso voar em 17 de julho?

O portal Terra, em razão da queda (por possível abate) do voo MH17 da Malaysia Airlines (a mesma empresa que teve um avião desaparecido entre Kuala Lumpur e Beijing), que fazia a rota entre Amsterdã e a capital malaia, fez um levantamento de outros acidentes na mesma data de 17 de julho nos registros históricos de acidentes aéreos da base de dados da B3A (Bureau of Aircraft Accidents Archives).

"Depois desta quinta-feira marcada pela queda de um avião de passageiros da Malaysia Airlines, na Ucrânia, a dica da redação do Terra é: evite viajar de avião no dia 17 de julho. Isso porque esse acidente que deixou pelo menos 298 mortos já é o quinto desastre aéreo que acontece nesta data, ao longo dos últimos 70 anos."

Nos registros da B3A, há 21.629 acidentes desde 1918. Em 365,25 (considerando-se o dia extra nos anos bissextos), temos uma média de 59,2 acidentes em qualquer data do ano. Cinco quedas acumuladas parecem indicar até uma data excepcionalmente segura. O número total de quedas registradas na base da B3A para a data é de 57 casos (em 17.312 casos que consegui recuperar - média esperada de 47 acidentes e desvio padrão de 10 eventos). Claro, isso inclui os acidentes sem fatalidades. Considerando-se apenas os casos com mortes, são 33 casos para 17/jul (contra média de 27 e desvio padrão de 6); fazendo um corte de mínimo de 25 fatalidades, a média é de 2,7 com desvio padrão de 1,7 - e, para o dia 17/jul, há 7 casos no banco de dados - de todo modo não é o dia mais acidentado: com 9 acidentes, 11/set é a data com mais registros; outros 9 dias no ano também têm 7 ou mais acidentes acumulados (Fig. 1).

Figura 1. Distribuição de acidentes aéreos com 25 ou mais vítimas fatais por dia do ano. Fonte: B3A.

Na Figura 2, temos a distribuição invertida - número de dias do ano de acordo com o número de acidentes registrados com mais de 24 vítimas.

Figura 2. Distribuição de dias do ano por número acumulados de acidentes com 25 ou mais vítimas fatais. Fonte: B3A.

Cerca de 3% dos dias do ano têm 7 ou mais acidentes acumulados no registro. O dia 17 de julho parece estar bem dentro da variação normal esperada.

Upideite(22/jul/2014): Como se espera uma variação essencialmente ao acaso da relação entre data e acidentes (partido-se de alguns pressupostos como não haver grande variação na operação entre os diferentes dias), espera-se que *não* haja associação entre datas com mais acidentes dentro de um dado período e datas com mais acidentes em outro período. Dividi os 1001 casos de acidentes com 25 ou mais vítimas nos registros da B3A em dois períodos - entre 1935 e 1972 e entre 1973 e 2014 - e plotei em gráfico de correlação os números de acidentes em um período contra os números em outro (Fig. 3). Se houvesse correlação, os pontos deveriam se organizar ao longo de uma reta ascendente. Não é o caso.

Figura 3. Correlação entre números de acidentes aéreos com 25 ou mais vítimas entre 1935 e 1972 e ente 1973 e 2014. Fonte: B3A.

É uma análise similar à feita por FiveThirtyEight em relação a companhias aéreas.

domingo, 20 de julho de 2014

"Houston, Tranquility Base here. The Eagle has landed."

A 16 de julho de 1969, propelida pelo empuxo de 34.020.000 N dos motores do Saturn V, a missão tripulada Apollo 11 decolava do Centro de Operações de Lançamento (atual Centro Espacial John F. Kennedy) rumo à Lua. Quatro dias depois, o módulo lunar Eagle pousaria na superfície de nosso satélite natural, com pouco mais de 25 segundos de combustível restantes. Nove horas depois, já no dia 21, Neil Armstrong se tornaria o primeiro ser humano a pisar no regolito lunar - sob olhares atentos de uma audiência global estimada de 600 milhões de pessoas que assistiram à façanha ao vivo (naturalmente, não em HD).

Buzz Aldrin desceria depois. Michael Collins, no módulo orbital Columbia, não teria essa oportunidade. Em duas horas e meia na superfície da Lua, Armstrong e Aldrin instalaram alguns equipamentos científicos como um sismógrafo passivo (pelo que sabemos, não descobriram que a Lua era um ovo gigante de monstro devorador de montanha) e um retrorrefletor - que, refletindo o laser emitido da Terra, permite calcular com extrema precisão a distância até a Terra. De volta para casa, trouxeram mais de 20 kg de amostras de solo e rocha lunares. Deixaram para trás também, além de pegadas, dos equipamentos e da base do módulo de pouso, uma bandeira americana e uma placa com o mapa da Terra e os dizeres:

"Here men from the planet Earth first set foot upon the Moon, July 1969 A.D. We came in peace for all mankind."
["Aqui, homens do planeta Terra pisaram pea primeira vez na Lua, Julho 1969 d.C. Viemos em paz em nome de toda a humanidade."]

Vídeo 1. Aproximação final e pouso do módulo lunar Águia da missão Apolo 11.
Fonte: Wikimedia Commons.

Efeméride na blogocúndia cientófila lusófona:

segunda-feira, 14 de julho de 2014

Como é que é? - Atividade solar causa AVC?

O bom doutor @Karl_MD brindou-nos com a referência de um artigo muito estranho.

Rosebaum & Weil 2014, brincando com dados da National Inpatient Sample entre 1988 e 2010, encontraram uma correlação (defasada) entre atividade solar (número médio mensal de manchas solares) e a incidência de hemorragias subaracnóideas aneurismáticas (SAH) -derramamento de sangue para dentro das meninges (membranas que recobrem o cérebro) por rompimento de vaso sanguíneo enfraquecido (no caso, por aneurisma) - uma forma de acidente vascular cerebral (AVC).
"When using NIS data to model two 10-year periodic cycles, aneurysmal SAH incidence peaks appear to be delayed behind solar activity peaks (both solar flux and sunspots) by 64 months (95% CI; 56–73 months)."

Correlação não é causação e há muita correlação espúria. Os autores reconhecem que o achado é inusitado, mas sugerem que haja, sim, uma relação causal, por meio do efeito no sistema imunológico.
"We admit that the neurosurgeon may find it unusual to draw an association between solar activity and the incidence of aneurysmal SAH. Nevertheless, there exists an association, in which solar activity (solar flux and sunspots) appears to be associated with the incidence of aneurysmal SAH. As solar activity reaches a relative maximum, the incidence of aneurysmal SAH reaches a relative minimum. The causality of this association is uncertain but may reflect the effects of solar activity on immune modulation, Hrushesky et al. (2011) postulated associations based on UVB irradiation, solar protons, heavy charged particles, geomagnetic storminduced gravitational field changes, fluctuations, and resonance signals. Others have noted similar associations between sunspots and cholera incidence (Ohtomo et al., 2010)."

Estranho que os autores não tenham levado em conta um efeito muito mais simples: a temperatura. Peguei os dados das anomalias mensais médias de temperaturas dos EUA - calculei as médias móveis com janela de 5 meses - e corrigi a tendência de aumento para os períodos entre abril de 1971 e março de 2014, e plotei sobre o gráfico de incidência de SAH no artigo (infelizmente não tenho acesso direto aos dados numéricos) com uma defasagem de cerca de 100 meses. (Fig. 1.)

Figura 1. Sobreposição de gráfico de médias móveis de anomalia de temperatura mensal média (abr/1971 a jun/2000) - azul - e incidência de hemorragia subaracnóidea aneurismática nos EUA (jan/1988 a dez/2010).

Infelizmente não tenho como fazer uma análise estatística - pela falta dos dados numéricos da hemorragia. Mas pelo visual a sobreposição parece ser muito boa.

Um eventual efeito da atividade solar sobre as taxas de incidência de SAH pode ser por variação na temperatura ambiente.

sábado, 5 de julho de 2014

Qual foi a carga sobre as costas de Neymar Jr.?


Em função de uma fratura no processo transverso da terceira vértebra lombar (Fig. 1) após uma trombada por trás com um jogador colombiano, o atacante Neymar Jr. não poderá participar das duas últimas partidas da seleção brasileira na Copa 2014.

Figura 1. Painel superior: Vértebras lombares (vermelho). Painel inferior: detalhes anatômicos de uma vértebra lombar - o processo espinhoso (spinous process) é o que sentimos quando passamos os dedos sobre as saliências no meio das costas; a esses processos ligam-se músculos e tendões que erguem a coluna vertebral em posição ereta e a rotaciona. Fonte: Wikimedia Commons.

A trombada foi feita. Mas qual foi a força exercida para fraturar a porção da vértebra?

Podemos obter (de modo beeem grosseiro) alguns parâmetros cinemáticos e dinâmicos a partir da análise do vídeo. Na Fig. 2 temos três frames da cena do impacto.

Figura 2. Detalhes do impacto sobre Neymar Jr. no jogo Brasil x Colômbia em partida válida pelas quartas de final da Copa do Mundo Fifa 2014. Segmento azul maior: 1,72m. Copirráite das imagens originais: Fifa.

A velocidade desempenhada pelo jogador colombiano foi de cerca de 2,7 m/s (deslocando-se o correspondente a cerca de 1/4 de sua altura - 1,72 m - em ~0,15 s). Sua massa é de 72 kg. O tempo de contato do joelho foi de cerca de 0,1 s. Correspondendo a um impacto com força média de 1.935 N ou 197 kgf (isto é, a força do peso de um corpo de 197 kg).

A força de ruptura média do processo transverso é de 479 ± 235 N.*

Se considerarmos uma área de contato circular de 5 cm de diâmetro e um processo transverso de dimensões de 2,5 cm x 2 cm, teríamos uma força média de 493 N aplicada sobre essa parte da vértebra.

Mesmo descontando os casos de entradas propositais, impactos acidentais podem ocorrer no decorrer das partidas. Seria o caso de se usar joelheiras (ou protetor lombar) como equipamentos obrigatórios?

*Upideite(05/jul/2014): Pelo twitter, @Karl_MD, alerta que esse valor corresponde à vértebra testada sem músculo e sem ligamentos; quando devidamente montada em nosso corpo, a resistência é bem maior. Devemos ter em mente que no cálculo do impacto, a resultante é a força média - o valor da força do pico inicial deve ser bem mais alto também.

quinta-feira, 3 de julho de 2014

Visualização de dados: agora você vê, agora você não vê

Duas buzz words em jornalismo científico e divulgação científica: visualização de dados e storytelling.

Fonte: xkcd.

A imagem acima é bem bacana visualmente. Até ajuda a ver que a superfície da Terra é bem maior do que a de Marte. Mas não ajuda muito a ver se Vênus é maior, igual ou menor do que nosso planeta em termos de superfície: o formato irregular das áreas não ajuda.

Um modo de permitir uma melhor comparação entre os tamanhos das áreas envolvidas seria um gráfico em barra.

Ou mesmo em tabela:
Corpo
Área
(milhões km²)
Terra 510,1
Vênus 460,2
Marte 144,8
Ganimede 87,0
Titã 83,0
Mercúrio 74,8
Calisto 73,0
Io 41,9
Lua 38,0
Europa 30,9
Tritão 23,0
Éris 17,0
Plutão 16,6
Réia 7,3
Caronte 4,6
Ceres 2,8
Vesta 0,8

Mas, se fizerem uma análise de impacto visual e emocional - por exemplo, com pesquisa de opinião, provavelmente a apresentação do xkcd será mesmo a melhor.

Haverá um modo de se ter o melhor dos dois mundos? Uma representação mais artística - esteticamente mais aprazível e emocionalmente mais impactante - e que permita uma leitura mais acurada?

Uma possibilidade seria uma mescla: tornar a figura em mapa interativa, com dados numéricos pipocando com a passagem do mouse sobre ela (não consigo fazer aqui pela limitação do uso de scripts no blogue). Caso não seja possível acrescentar elementos de interatividade - por exemplo, em mídia impressa - poderia se acrescentar rótulos com valores numéricos.

Agora a grande questão: será que funciona? Os textos com que tenho trombado sobre visualização de dados são mais sobre as diferentes técnicas, dicas gerais, como deixar mais bonito... mas não tenho visto nada sobre estudos mais rigorosos sobre os efeitos sobre aprendizagem, retenção de informação, facilidade de contextualização... É a mesma dúvida que tenho em relação ao storytelling. Não há mal em si em tornar dados e informações mais palatáveis, bem ao contrário; mas será que é compatível com uma transmissão com pouca distorção?

E se os fatores que melhorem a percepção, a aceitação, a viralização, atrapalharem a compreensão, a memorização, a análise crítica?

HT: Danilo Abergaria FB.

Upideite(06/jul/2014): @alesscar sugere o livro "El Arte Funcional" de Alberto Cairo.

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