Uma relação calorosa entre corais e bactérias

 

Bactérias em certos microbiomas parecem ajudar os corais a se adaptarem a temperaturas mais elevadas da água e proteger contra o branqueamento, como mostrado por uma equipe de pesquisa de  KAUST.

Os animais dos corais dependem de algas e simbiontes bacterianos, conhecidos pelo seu microbioma, para funcionar e prosperar. Esses relacionamentos mutuamente benéficos poderiam ser vitais para que os corais sobrevivam ao rápido aquecimento dos oceanos, porque as bactérias de curta duração podem se adaptar mais rapidamente do que os corais de longa duração e, assim, oferecer proteção aos corais. 

"Nosso desafio é desembaraçar e compreender as interações simbióticas entre os corais e outros organismos", disse o Professor Associado de Ciências Marinhas Christian Voolstra no Centro de Pesquisa do Mar Vermelho em KAUST, que liderou o projeto em colaboração com cientistas da Universidade de Stanford. "Nós projetamos um experimento que nos permitiu monitorar as interações coral-bacterianas ao longo do tempo e avaliar suas respostas às mudanças na temperatura da água".

A equipe conduziu sua pesquisa em piscinas do recife do Pacífico sul fora da ilha de Ofu no parque nacional da Samoa Americana. Eles escolheram duas piscinas próximas que hospedaram a mesma espécie de coral, a Acroporahyacinthus , mas que tinha diferentes temperaturas de água natural: uma piscina tinha uma faixa de temperatura mais baixa, raramente excedia 32 graus Celsius,  enquanto a outra flutuava entre 25 e 35 graus Celsius.

A equipe internacional transplantou alguns fragmentos de coral de um tanque para o outro e acompanhou-os de perto e suas bactérias associadas em seus ambientes nativos e novos.

"Dezessete meses após o transplante, realizamos uma experiência de estresse térmico de curto prazo e descobrimos que os corais transplantados do ambiente mais frio para o ambiente mais quente haviam alterado suas bactérias associadas e eram mais resistentes ao calor", explicou Voolstra. "Seu microbioma era similar aos corais nativos à associação mais morna. Isso sugere que as associações bacterianas são flexíveis e podem potencialmente ajudar os corais a se adaptarem a ambientes em mudança - um resultado excitante! "

No experimento de estresse, os corais nativos da piscina mais fria branquearam significativamente, enquanto os corais que mudaram para a piscina mais quente 17 meses antes branquearam menos, de acordo com o microbioma recém-adquirido. Análises adicionais das comunidades microbianas distintas nas piscinas mostraram que os microbiomas de temperatura mais alta tinham um metabolismo de carboidratos mais elevado e um sistema de transporte de açúcar mais funcional.

"Nosso próximo passo é provar que bactérias específicas contribuem diretamente para a tolerância térmica do hospedeiro", disse Voolstra. "Podemos fazer isso mostrando que a ausência de uma bactéria torna o calor do hospedeiro do coral sensível, enquanto que uma associação com a mesma bactéria torna o coral mais tolerante ao calor".

"Isso é um desafio, porque encontrar as bactérias certas é como encontrar uma agulha em um palheiro, mas nós vamos continuar", disse Voolstra.

Fonte: https://discovery.kaust.edu.sa

O baixo nível de oxigênio na Idade Média da Terra atrasou a evolução por dois bilhões de anos

Nova pesquisa da Universidade de Exeter explica como oxigênio foi preso em níveis tão baixos. O professor Tim Lenton e o Dr. Stuart Daines, do Departamento de Geografia da Universidade de Exeter, criaram um modelo de computador para explicar como o oxigênio estabilizou em níveis baixos e não conseguiu subir mais, apesar do oxigênio já ser produzido pela fotossíntese precoce. Sua pesquisa ajuda a explicar por que o "Grande Evento de Oxidação", que introduziu oxigênio na atmosfera há cerca de 2,4 bilhões de anos, não gerou níveis modernos de oxigênio.

Em seu artigo, publicado na  Nature Communications , "regulação do oxigênio atmosférico em níveis baixos proterozóicos por intemperismo oxidativo incompleta de carbono orgânico sedimentar", o cientistas de Exeter explica como os materiais orgânicos – resto mortais de formas de vida simples - acumularam em rochas sedimentares na Terra . Após a Grande Oxidação, e uma vez que a tectônica de placas empurrou esses sedimentos para a superfície, eles reagiram com oxigênio na atmosfera pela primeira vez.Quanto mais oxigênio na atmosfera, mais rápido ele reagiu com este material orgânico, criando um mecanismo regulador pelo qual o oxigênio foi consumido pelos sedimentos na mesma taxa em que era produzido.

Este mecanismo quebrou com a ascensão de plantas terrestres e uma duplicação resultante da fotossíntese global. A crescente concentração de oxigênio na atmosfera eventualmente superou o controle sobre o oxigênio e significou que poderia finalmente subir para os níveis que estamos acostumados a hoje. Isso ajudou os animais a colonizar a terra, levando eventualmente à evolução da humanidade. O modelo sugere que o oxigênio atmosférico estava provavelmente em torno de 10% dos níveis atuais durante os dois bilhões de anos após o Grande Evento de Oxidação, e não inferior a 1% dos níveis de oxigênio que conhecemos hoje.

O professor Lenton disse: "Neste período da história da Terra não foi possível desenvolver formas de vida complexas porque não havia oxigênio suficiente na atmosfera e não havia oxigênio suficiente porque as plantas complexas não haviam evoluído - somente quando as plantas terrestres surgiram, vimos um aumento mais significativo de oxigênio na atmosfera".

"A história da vida na Terra está estreitamente entrelaçada com os mecanismos físicos e químicos do nosso planeta. É claro que a vida teve um papel profundo na criação do mundo que estamos acostumados, e o planeta afetou de forma semelhante a trajetória da vida. Acho que é importante que as pessoas reconheçam o milagre de sua própria existência e reconheçam que é um planeta maravilhoso. "Acrescentou o professor.

Acredita-se que a vida na Terra tenha começado com as primeiras bactérias evoluindo há 3,8 bilhões de anos. Cerca de 2,7 bilhões de anos atrás, a primeira fotossíntese geradora de oxigênio foi realizada nos oceanos. Mas somente a 600 milhões de anos atrás que os primeiros animais multi-celulares como esponjas e medusas surgiram no oceano. Há 470 milhões de anos as primeiras plantas cresceram na terra junto com os primeiros animais terrestres tais como os millipedes que aparecem ao redor de 428 milhões anos. Os mamíferos não se elevaram à proeminência ecológica até depois que os dinossauros foram extintos há 65 milhões de anos. Os seres humanos apareceram pela primeira vez na terra há somente 200 mil anos.

Fonte: http://www.exeter.ac.uk/

As àreas protegidas da natureza podem proteger as pessoas também

 

Um grupo de cientistas está recomendando dar às reservas naturais do mundo uma reforma para defender não apenas a flora e a fauna, mas também as pessoas. Cientistas da Academia Nacional de Ciências argumentam que as áreas protegidas do mundo, como as reservas naturais, tradicionalmente refúgios para animais e plantas ameaçadas de extinção, podem ser melhoradas se aumentarem os benefícios que ajudam diretamente as pessoas. As reservas naturais do mundo não só defendem a natureza pela natureza, mas também podem reduzir a erosão, prevenir tempestades de areia, reter água e evitar inundações e sequestrar carbono." Dezenas de pesquisas interdisciplinares nos ensinam que as melhores e mais duráveis ​​proteções que podemos dar à natureza são aquelas que também beneficiam diretamente as pessoas", disse Jianguo, da Universidade Estadual de Michigan, "Jack" Liu, um estudioso da sustentabilidade há muito conhecido pelos seus trabalhos nas áreas de ciências humanas e da natureza. "Esse novo olhar sobre as expansivas reservas naturais da China é uma forma emocionante de entender como as áreas protegidas em todo o mundo podem ser melhoradas tanto para as pessoas como para a natureza".

Liu se junta a Weihua Xu do Laboratório de Ecologia Urbana e Regional da Academia Chinesa de Ciências, bem como a cientistas de várias outras instituições da China, da Universidade de Stanford e da Universidade de Minnesota, para avaliar o que e como as extensas áreas protegidas da China Estão protegendo, e preveem uma espécie de novo sistema de parques nacionais que favoreça tanto o homem quanto os demais seres.

Fonte: http://research.msu.edu

Os poluentes que perambulam pelo planeta aumentam quatro vezes mais a chance de se ter câncer do que o previsto

Uma nova maneira de analisar como os poluentes atravessam a atmosfera quadruplicou a estimativa de risco global de câncer de pulmão de um poluente causado pela combustão, para um nível que é agora o dobro do limite permitido recomendado pela Organização Mundial de Saúde. As descobertas mostraram que pequenas partículas flutuantes podem crescer semi-sólidas em torno de poluentes, permitindo-lhes durar mais tempo e viajar muito mais longe do que os modelos anteriores do clima global previsto.

Os cientistas afirmam que as novas estimativas se aproximam mais das medidas reais dos poluentes de mais de 300 cenários urbanos e rurais. O estudo foi feito por cientistas da Oregon State University, do Departamento de Energia da Pacific Northwest National Laboratory, ou PNNL, e da Universidade de Pequim. A pesquisa foi apoiada principalmente pelo PNNL.

"Desenvolvemos e implementamos novas abordagens de modelagem baseadas em medidas laboratoriais para incluir blindagem de tóxicos por aerossóis orgânicos, em um modelo de clima global que resultou em grandes melhorias de previsões de modelos", disse o cientista do PNNL e principal autor, Manish Shrivastava.

"Este trabalho reúne teoria, experimentos de laboratório e observações de campo para mostrar como aerossóis orgânicos viscosos podem em grande medida elevar a exposição humana global a partículas tóxicas, protegendo-os da degradação química na atmosfera". Os poluentes provenientes da queima de combustíveis fósseis, incêndios florestais e consumo de biocombustíveis incluem produtos químicos poluentes do ar conhecidos como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos ou HAP. Nos Estados Unidos, a Agência de Proteção Ambiental identificou vários HAP como agentes cancerígenos. Mas os HAP têm sido difíceis de representar em modelos climáticos passados. Simulações do seu processo de degradação não coincidem com a quantidade de HAP que é realmente medido no ambiente.

Os pesquisadores compararam os números do novo modelo com as concentrações de PAH realmente medidos pelos cientistas da Universidade Estadual de Oregon, no topo do Monte Bachelor, na região central da Oregon Cascade Range, para examinar mais detalhadamente até que ponto os PAHs podem viajar enquanto flutuam protegidos em um aerossol viscoso.

"Nossa equipe descobriu que as previsões com os novos modelos blindados de HAPs chegaram em concentrações semelhantes às que medimos na montanha", disse Staci Simonich, toxicólogo e químico da Faculdade de Ciências Agrícolas e Faculdade de Ciências da OSU, e Especialista internacional no transporte de HAP.

"O nível de PAHs que medimos no Monte Bachelor foi quatro vezes maior do que os modelos anteriores tinham previsto, e há evidências de que os aerossóis vieram do outro lado do Oceano Pacífico". Estas minúsculas partículas aerotransportadas formam nuvens, causam precipitação e reduzem a qualidade do ar, mas são o aspecto mais mal compreendido do sistema climático.

Globalmente, o modelo anterior previu metade de uma morte por câncer de cada 100.000 pessoas, que é metade do limite estabelecido pela Organização Mundial de Saúde (OMS) para a exposição a HAP. Mas usando o novo modelo, que mostrou que os PAHs blindados realmente viajam grandes distâncias, o risco global era quatro vezes maior, ou duas mortes por 100.000 pessoas, o que excede os padrões da OMS.

Os padrões da OMS não foram excedidos em todos os lugares. Foi maior na China e na Índia e menor nos Estados Unidos e na Europa Ocidental. A extensão do escudo também foi muito menor nos trópicos em comparação com as latitudes médias e altas. À medida que os aerossóis atravessavam os trópicos quentes e úmidos, o ozônio poderia ter acesso aos HAP e os oxidar.

"Não sabemos quais as implicações que mais produtos de oxidação de PAH sobre os trópicos têm para futuras avaliações de risco para a saúde humana ou ambiental", disse Shrivastava. "Precisamos entender melhor como a blindagem dos HAPs varia com a complexidade da composição do aerossol, Envelhecimento dos aerossóis, temperatura e umidade relativa. Eu inicialmente estava surpreso ao ver tanta oxidação sobre os trópicos. "

Fonte: http://oregonstate.edu/

Nova estrutura para medir o "verdadeiro custo social" das emissões de dióxido de carbono

A Academia Nacional de Ciências, Engenharia e Medicina dos Estados Unidos propôs uma nova estrutura para as agências dos EUA usarem para estimar o "custo social das emissões de dióxido de carbono". Myles Allen, professor de Ciência de Geossistemas no Instituto de Mudanças Ambientais, ajudou a compilar o relatório que irá fortalecer a base científica e proporcionar maior transparência para a política climática dos EUA. 

O custo social do carbono (SC-CO2) é uma estimativa, em dólares, dos danos líquidos incorridos pela sociedade a partir da emissão de uma única tonelada adicional de dióxido de carbono em um dado ano. O valor do dólar também representa o valor dos danos evitados pelo corte da emissão de uma tonelada. O SC-CO2 pretende ser uma estimativa abrangente dos danos líquidos resultantes das emissões de carbono - ou seja, os custos e benefícios líquidos associados aos efeitos das alterações climáticas, tais como as alterações na produtividade agrícola, os riscos para a saúde humana e os danos causados ​​por eventos como inundações. O governo dos Estados Unidos tem que estimar os custos e benefícios das regulamentações propostas, por exemplo, em padrões para emissões de veículos ou usinas movidas a combustíveis fósseis, ou padrões de eficiência energética para eletrodomésticos.

Este quadro pode ser utilizado para traduzir reduções das emissões de dióxido de carbono em benefícios monetários. O relatório recomenda quatro etapas fundamentais do custo social da estimativa do dióxido de carbono: a projeção de socioeconômicas e emissões futuras, a tradução de emissões para a mudança climática, a tradução da mudança climática em danos ao bem-estar humano e o desconto de danos ao longo do tempo.

Uma organização chamada Grupo de Trabalho Interagências Federal sobre o Custo Social dos Gases de Efeito Estufa (IWG) desenvolveu uma metodologia em 2010 para estimar o custo social do carbono. Isso se seguiu a uma decisão judicial que cria uma obrigação que ainda continua, portanto, se o governo quiser propor regulamentos que diminuam ou aumentem as emissões de dióxido de carbono, é legalmente necessário estimar as consequências econômicas. Este último relatório atualiza os métodos de cálculo dos custos monetários.

Fonte: http://www.ox.ac.uk/

Serragem utilizada como uma super esponja em derramamentos de petróleo

Os resíduos de serraria, que às vezes é jogado em pisos de garagem de casa para absorver o óleo derramado por mecânicos amadores, podem ser valorizados graças à ciência. 

Pesquisadores do Laboratório de Energia da Pacific Northwest National (PNNL) estão modificando quimicamente a serragem para fazer com que absorva mais petróleo, característica que é ideal para a limpeza de derramamentos de petróleo nas geladas e turbulentas águas do Ártico. O material que não é tóxico absorve até cinco vezes o seu peso em óleo e permanece à tona durante pelo menos quatro meses. 

"A maioria dos materiais de reparação de óleo de hoje são projetados para uso em água quente", disse o microbiologista George Bonheyo, que lidera o desenvolvimento da serragem modificada.

"Mas, com o recuo do gelo no mar Ártico, produtores de combustíveis fósseis estão olhando para o norte, e precisamos de novos métodos de resposta ao vazamento de óleo que tenha um bom desempenho em condições extremas", acrescentou Bonheyo, que também detém uma nomeação conjunta em Bioengenharian a Universidade do Estado de Washington.

"A chance de um derramamento de petróleo no Ártico é real", disse o microbiologista Robert Jeters, que também faz parte do projeto. "Esperamos que materiais como a nossa serragem modificada possa ajudar a resolver os problemas de vazamentos de petróleo."

Fonte: http://www.pnnl.gov/