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Scientific american brasil janeiro 2016

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00164
ISSN1676-9791
ANO 14 | no 164 | R$ 13,90 | 4,90 €
ideias10
mundoGrandes avanços para melhorar a
qualidade de vida, impulsionar a
computação, reduzir a poluição e
promover a sustentabilidade
ASTRONOMIA
Rivalidade entre grupos de
pesquisa prejudica projeto
de grandes telescópios
DINOSSAUROS
Impacto de asteroide foi de fato
devastador, mas o momento foi
um dos piores possíveis
AMBIENTE
Após se alastrar pelo Sul e
Sudeste, o mexilhão-dourado
chegou ao Rio São Francisco
Scientific american brasil   janeiro 2016
BRASIL
JANEIRO 2016
NÚMERO 164, ANO 14
INOVAÇÃO
24 Ideias para mudar o mundo
10 grandes avanços para melhorar a
vida, transformar a computação e
talvez até salvar o planeta.
Os editores
MEIO AMBIENTE
36 O invasor dourado
Originário da Ásia e detectado na
América do Sul em 1991, o molusco
mexilhão-dourado foi encontrado no
Rio São Francisco.
Arthur C. Almeida, Newton P. U.
Barbosa, Fabiano A. Silva, Jacqueli-
ne A. Ferreira, Vinícius de Abreu e
Carvalho, Marcela D. Carvalho e
Antônio V. Cardoso
PALEONTOLOGIA
42 O que matou os dinossauros
O impacto do asteroide foi ruim, mas
seu momento foi pior.
Stephen Brusatte
NA CAPA
A edição atual de “Ideias para mudar o mundo”
mostra o levantamento da
de avanços da ciência e da tecnologia com
entre os principais a serem enfrentados pela
sociedade em áreas como energia, segurança
ambiental, informática, exploração espacial e
outras. Ilustração de Tavis Coburn.
J nei o 2016 www s iam om br
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0
SN
ANO 14 | n 64 | R$ 13 90 | 4 90 €
para mudar o
10
mundoGrandes avanços para melhorar a
qualidade de vida, impulsionar a
computação, reduzir a poluição e
promover a sustentabilidade
ASTRONOMIA
R validade entre grupos de
pesquisa prejud ca projeto
de grandes telescóp os
DINOSSAUROS
mpacto de asteroide foi de fato
devastador, mas o momento foi
um dos piores possíveis
AMBIENTE
Após se alastrar pe o Sul e
Sudeste, o mexilhão-dourado
chegou ao R o São Francisco
ASTRONOMIA
49 Guerra de telescópios
Antigos rancores entre três equipes
de astrônomos têm ameaçado a
sobrevivência do maior e mais ousa-
do projeto de astronomia em solo.
Katie Worth
MEDICINA
55 Genômica para as pessoas
Clínica infantil fundada e financia-
da por amish e menonitas mostra
que a pesquisa genética de alta tec-
nologia pode ser direcionada para
prevenir doenças.
Kevin A. Strauss
BRASIL
5 Carta do editor
6 Cartas
CIÊNCIA EM PAUTA
7 O preço da poluição
Está na hora de taxar combustíveis fósseis.
Pelo Conselho de Editores da Scientific American
8 Memória
9 Avanços
Dinheiro fala e tuíta.
O curioso cortejo rotativo de uma espécie de morcegos.
Neutrinos do início dos tempos.
Químico desenvolve técnica para identificar odores.
CIÊNCIA DA SAÚDE
16 A dor no cérebro
Nova teoria sobre a enxaqueca dá origem a medicamentos
que evitam crises.
David Noonan
TECNOLOGIA
18 A guerra digital
O que fazem as grandes companhias desse setor para atrair
você para seus ecossistemas.
David Pogue
OBSERVATÓRIO
19 Pingue-pongue e raios cósmicos
Ao rebater e impulsionar partículas, campos magnéticos
funcionam como raquetes.
Otaviano Helene
DESAFIOS DO COSMOS & CÈU DO MÊS
20 Civilizações superdiscretas
Se houver vida inteligente fora da Terra, talvez seus sinais
sejam muito recatados.
21 Cometa vem com chuva de meteoros
Catalina atinge brilho máximo e se exibe na constelação
do Boieiro, antes de se esconder em definitivo no
Hemisfério Norte.
Salvador Nogueira
CIÊNCIA EM GRÁFICO
66 O jogo da bactéria
Análise do pó revela como a presença de homens, mulheres,
cães e gatos afeta a variedade de microrganismos domésticos.
Mark Fischetti
7
9
20
SEÇÕES
EDIÇÃO ESPECIAL CÃES E GATOS 2
www sc am com br
O problemada obesidade
O mundo vistopor cachorros
A evoluçãoa partir do lobo
Gatos
Cães
IS N 1 79522
9
Nº
67 R$ 13,90 € 4,50
A
ciência
de
&
A vida interiordos felinos
Como evitara gestação
Animaissentem empatia?
ESPECIAL
Já está nas bancas o volume 2 de “A
Ciência de Cães e Gatos” (à direita),
edição especial da Scientific Ame-
rican Brasil. Além de temas
científicos sobre os dois animais do-
mésticos mais presentes na vida
humana, os artigos abordam também
nossa relação com eles. Como é o
mundo visto pelos cães? A partir de
que peso um cão pode ser conside-
rado obeso? Os gatos veem seus
donos como familiares? Os volumes 1
e 2 também estão à venda no site
http://www.lojasegmento.com.br
CARTA DO EDITOR
www.sciam.com.br 5
é editor da .
Os sotaques brasileiros do molusco asiático
Há alguns anos, pescadores em rios de algumas das bacias da
regiões Sul, Sudeste e Centro-oeste do Brasil às vezes têm uma sur-
presa desagradável. Ao limpar, antes de assar, piaparas, mandis,
piaus cascudos, pacus e outras espécies que fisgaram, eles encon-
tram estranhas conchas nas vísceras desses peixes. Na verdade,
por não poderem excretar esses moluscos que foram ingeridos
ainda na forma de minúsculas larvas, muitos peixes acabam mor-
rendo devido ao entupimento de seu trato intestinal.
Essa surpresa indesejada tem acontecido também em instala-
ções de captação de água para abastecimento e geração de energia
hidrelétrica, prejudicando inclusive usinas de grande porte, como
a de Itaipu, na fronteira entre Brasil e Paraguai no Rio Paraná, a de
Ilha Solteira, no mesmo rio, na divisa entre São Paulo e Mato Gros-
so do Sul, e a hidrelétrica de Água Vermelha, no Rio Grande, na di-
visa de São Paulo e Minas Gerais. Como não é possível desentupir
tubulações atingidas por essa praga, o jeito é substituí-las.
Esse invasor é o mexilhão-dourado, originário da Ásia e conhe-
cido pelo nome científico Limnoperna fortunei. A mortandade de
peixes e o estrago em tubulações são apenas parte de danos de ex-
tensão muito maior devidos à infestação desse molusco, explicam
pesquisadores do Centro de Bioengenharia de Espécies Invasoras
(CBEI) e da Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG), em
seu artigo nesta edição de ScientificAmericanBrasil.
Limitada no Brasil até então às regiões Sul, Sudeste e Centro-
oeste, a presença dessa espécie invasora foi detectada em junho do
ano passado por técnicos do Ibama (Instituto Brasileiro do Meio
Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis), ao procederem a
uma vistoria no reservatório da usina hidrelétrica de Sobradinho,
na Bahia. Ou seja, a infestação chegou ao sertão nordestino e em
pleno Rio São Francisco, que passa por cinco estados – Minas Ge-
rais, Bahia, Pernambuco, Sergipe e Alagoas – e 521 municípios bra-
sileiros, por isso conhecido como “Rio da Integração Nacional”. E
próximo a um dos canais da enorme obra de transposição, em um
momento especialmente grave, marcado pela prolongada estia-
gem que tem prejudicado a economia e a população dessa região.
Até o início de dezembro, o Ibama não havia divulgado esse
fato para o público em geral. Em nota para meu blog no site do
jornal Folha de S.Paulo, o órgão afirmou a necessidade de que “o
MMA [Ministério do Meio Ambiente] conduza os debates, sendo
o Ibama não mais que o executor das políticas daquele ministé-
rio. No momento, nem sequer existem recursos no Ibama desti-
nados ao controle de espécies exóticas invasoras”.
Felizmente, em outubro, a equipe de pesquisadores do CBEI e
da CEMIG foi a Sobradinho e confirmou a presença do molusco
invasor. E divulgou um boletim de alerta nos dias seguintes.
Em dezembro, em Paris, na COP-21, a ministra do Meio Am-
biente, Izabella Teixeira, falou que, graças à atuação do Brasil, o
acordo sobre a mudança do clima, então em finalização, iria ter
“sutaque brasileiro” [sic]. Infelizmente, após todos esses anos de-
baixo do nariz do MMA, a infestação do mexilhão-dourado já
tem vários sotaques brasileiros, entre eles o gaúcho, o caipira do
Sul de Minas e São Paulo e, agora, o baiano. Por enquanto.
Boa leitura!
ALGUNS COLABORADORES
Arthur C.Almeida,
,
,
e
são pesquisadores
do Centro de Bioengenharia
de Espécies Invasoras
(CBEI) em Belo Horizonte,
MG.
é
analista de meio ambiente
da Companhia Energética
de Minas Gerais (CEMIG)
em Belo Horizonte, MG.
escreve
sobre ciência e medicina.
Ele abordou tratamentos
para vertigem na edição
de setembro.
écolunista-
âncoradoYahooTeche
apresentadordasminisséries
NOVAnaPBS.
KatieWorth é uma repórter
do Frontline,uma produção
televisiva daWGBH,em
Boston.Ela passa tempo
pensando em política,
ciência e suas intersecções.
é doutor
pela Faculdade de Medicina
da Universidade Harvard e
diretor médico da Clínica
para Crianças Especiais em
Strasburg,Pensilvânia
mestre
e doutor em física pela
Universidade de São Paulo,
onde é professor, tem
trabalhado em áreas que
incluem tratamento estatís-
tico de dados experimentais.
Tem se dedicado também
a trabalhos de
é
jornalista de ciência
especializado em
astronomia e astronáutica.
é
paleontólogo da Universida-
de de Edimburgo,na Escócia.
Ele pesquisa evolução e
anatomia de dinossauros.
No artigo anterior que
escreveu para a
American ele analisou a
ascensão dos tiranossauros.
NEWTONP.U.BARBOSA
6 Scientific American Brasil | Janeiro 2016
O EFEITO PIRÂMIDE
Achei muito esclarecedora a matéria sobre como foi
possível há milhares de anos os egípcios construírem
esses gigantescos monumentos que são as pirâmides.
Enfim, não existe mistério nenhum. O “segredo”, como
bem explicou a revista, existia apenas por desconheci-
mento, que muitas vezes deu espaço para charlatões aproveitarem para
fomentar o ocultismo oportunista e vender livros mistificadores. É
muito bom poder contar com a divulgação de informações esclarecedo-
ras e desmistificadoras como essas, deste mês de dezembro (edição nº
163), da ScientificAmericanBrasil. Obrigado!
CHIPS EVITAM TESTES COM ANIMAIS
Parabéns aos pesquisadores alemães que estão desenvolvendo essa
maravilhosa tecnologia que permite à ciência, sem maltratar seres vivos,
continuar o desenvolvimento de novos medicamentos e até mesmo de
novos cosméticos – pois a vaidade faz muita gente esquecer ou descon-
siderar a crueldade cometida contra os animais em experimentos. Para-
béns aos brasileiros que estão trazendo essa tecnologia para nosso país.
E parabéns para a Scientific American Brasil [edição de novembro
(nº 162)] por divulgar essa informação.
Sensacional a revista de novembro [edição nº 162] sobre os
chips feitos por cientistas para livrar animais da crueldade em
experimentos científicos.
A edição de vocês de novembro foi show também. Eu a li toda e em
pouco tempo.
100 ANOS DA RELATIVIDADE GERAL
Adorei a edição da ScientificAmericanBrasil de outubro [nº 161],
que comemorou os 100 anos da teoria da relatividade geral de Albert
Einstein. Fiquei espantada por saber das informações sobre as dificul-
dades enfrentadas por ele na elaboração dessa teoria e também dos pre-
conceitos dele sobre outros conhecimentos da ciência.
CORREÇÕES
A ScientificAmerican dos Estados Unidos publicou as seguintes cor-
reções que correspondem à nossa edição de outubro (nº 161).
1)Noartigo“OndeEinsteinerrou”,napág.46,estáerradaaafirmação
“Einstein tinha feito os mesmos cálculos da curvatura da luz em 1912”,
pois o fato se deu em 1911.
2)Esseerrodedataserepetiunapág.48,noinfográficocomplementar
ao mesmo artigo, “Os grandes erros de Einstein”, em seu item “Lentes
gravitacionais”.
POR RESTRIÇÃO DE ESPAÇO,AREDAÇÃOTOMAALIBERDADE DEABREVIAR CARTAS MAIS EXTENSAS.
EDIÇÃO 163
Dez mbro 2015 www c am com br
SN
ANO 4 | n 163 | R$ 13 90 | 4 9
das
pirâmides
O
Por trás dessas grandes obras
m lenares existia uma complexa
organização social capaz de unir todos
os recursos e esforços do ntigo Egito
MEDICINA
Nanossessores estão cada vez
mais próximos de diagnos icar
infecções em m nutos
COSMOLOGIA
Os primeiros passos do proje o
para expl car a expansão cada
vez mais rápida do Universo
AGRICULTURA
e cientistas agrava praga que
atinge olivais italianos
segredo
Edimilson Cardial
 Carolina Martinez,
Marcio Cardial, Rita Martinez e
Rubem Barros
ANO 14 – Nº 164
JANEIRO DE 2016
ISSN 1676979-1
 
 Rubem Barros
 Maurício Tuffani
  João Marcelo Simões
  Jullyanna Salles (web)
 Luiz Roberto Malta
e Maria Stella Valli (revisão); Aracy
Mendes da Costa, Laura Knapp,
Marcio G. B. Avellar, Regina Cardeal,
Suzana Schindler (tradução)
 
Paulo Cesar Salgado
 
Cinthya Müller 
 
Sidney Luiz dos Santos
 
 Almir Lopes
almir@editorasegmento.com.br
Brasília – Sonia Brandão
(61) 3321-4304/ 9973-4304
sonia@editorasegmento.com.br
Paraná – Marisa Oliveira
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Diego de Andrade
 Carolina Martinez
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Lila Muniz
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e Lucas Alberto da Silva
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  • 1. Janeiro 2016 www.sciam.com.br 9771676979006 00164 ISSN1676-9791 ANO 14 | no 164 | R$ 13,90 | 4,90 € ideias10 mundoGrandes avanços para melhorar a qualidade de vida, impulsionar a computação, reduzir a poluição e promover a sustentabilidade ASTRONOMIA Rivalidade entre grupos de pesquisa prejudica projeto de grandes telescópios DINOSSAUROS Impacto de asteroide foi de fato devastador, mas o momento foi um dos piores possíveis AMBIENTE Após se alastrar pelo Sul e Sudeste, o mexilhão-dourado chegou ao Rio São Francisco
  • 3. BRASIL JANEIRO 2016 NÚMERO 164, ANO 14 INOVAÇÃO 24 Ideias para mudar o mundo 10 grandes avanços para melhorar a vida, transformar a computação e talvez até salvar o planeta. Os editores MEIO AMBIENTE 36 O invasor dourado Originário da Ásia e detectado na América do Sul em 1991, o molusco mexilhão-dourado foi encontrado no Rio São Francisco. Arthur C. Almeida, Newton P. U. Barbosa, Fabiano A. Silva, Jacqueli- ne A. Ferreira, Vinícius de Abreu e Carvalho, Marcela D. Carvalho e Antônio V. Cardoso PALEONTOLOGIA 42 O que matou os dinossauros O impacto do asteroide foi ruim, mas seu momento foi pior. Stephen Brusatte NA CAPA A edição atual de “Ideias para mudar o mundo” mostra o levantamento da de avanços da ciência e da tecnologia com entre os principais a serem enfrentados pela sociedade em áreas como energia, segurança ambiental, informática, exploração espacial e outras. Ilustração de Tavis Coburn. J nei o 2016 www s iam om br 9900 0 SN ANO 14 | n 64 | R$ 13 90 | 4 90 € para mudar o 10 mundoGrandes avanços para melhorar a qualidade de vida, impulsionar a computação, reduzir a poluição e promover a sustentabilidade ASTRONOMIA R validade entre grupos de pesquisa prejud ca projeto de grandes telescóp os DINOSSAUROS mpacto de asteroide foi de fato devastador, mas o momento foi um dos piores possíveis AMBIENTE Após se alastrar pe o Sul e Sudeste, o mexilhão-dourado chegou ao R o São Francisco ASTRONOMIA 49 Guerra de telescópios Antigos rancores entre três equipes de astrônomos têm ameaçado a sobrevivência do maior e mais ousa- do projeto de astronomia em solo. Katie Worth MEDICINA 55 Genômica para as pessoas Clínica infantil fundada e financia- da por amish e menonitas mostra que a pesquisa genética de alta tec- nologia pode ser direcionada para prevenir doenças. Kevin A. Strauss
  • 4. BRASIL 5 Carta do editor 6 Cartas CIÊNCIA EM PAUTA 7 O preço da poluição Está na hora de taxar combustíveis fósseis. Pelo Conselho de Editores da Scientific American 8 Memória 9 Avanços Dinheiro fala e tuíta. O curioso cortejo rotativo de uma espécie de morcegos. Neutrinos do início dos tempos. Químico desenvolve técnica para identificar odores. CIÊNCIA DA SAÚDE 16 A dor no cérebro Nova teoria sobre a enxaqueca dá origem a medicamentos que evitam crises. David Noonan TECNOLOGIA 18 A guerra digital O que fazem as grandes companhias desse setor para atrair você para seus ecossistemas. David Pogue OBSERVATÓRIO 19 Pingue-pongue e raios cósmicos Ao rebater e impulsionar partículas, campos magnéticos funcionam como raquetes. Otaviano Helene DESAFIOS DO COSMOS & CÈU DO MÊS 20 Civilizações superdiscretas Se houver vida inteligente fora da Terra, talvez seus sinais sejam muito recatados. 21 Cometa vem com chuva de meteoros Catalina atinge brilho máximo e se exibe na constelação do Boieiro, antes de se esconder em definitivo no Hemisfério Norte. Salvador Nogueira CIÊNCIA EM GRÁFICO 66 O jogo da bactéria Análise do pó revela como a presença de homens, mulheres, cães e gatos afeta a variedade de microrganismos domésticos. Mark Fischetti 7 9 20 SEÇÕES EDIÇÃO ESPECIAL CÃES E GATOS 2 www sc am com br O problemada obesidade O mundo vistopor cachorros A evoluçãoa partir do lobo Gatos Cães IS N 1 79522 9 Nº 67 R$ 13,90 € 4,50 A ciência de & A vida interiordos felinos Como evitara gestação Animaissentem empatia? ESPECIAL Já está nas bancas o volume 2 de “A Ciência de Cães e Gatos” (à direita), edição especial da Scientific Ame- rican Brasil. Além de temas científicos sobre os dois animais do- mésticos mais presentes na vida humana, os artigos abordam também nossa relação com eles. Como é o mundo visto pelos cães? A partir de que peso um cão pode ser conside- rado obeso? Os gatos veem seus donos como familiares? Os volumes 1 e 2 também estão à venda no site http://www.lojasegmento.com.br
  • 5. CARTA DO EDITOR www.sciam.com.br 5 é editor da . Os sotaques brasileiros do molusco asiático Há alguns anos, pescadores em rios de algumas das bacias da regiões Sul, Sudeste e Centro-oeste do Brasil às vezes têm uma sur- presa desagradável. Ao limpar, antes de assar, piaparas, mandis, piaus cascudos, pacus e outras espécies que fisgaram, eles encon- tram estranhas conchas nas vísceras desses peixes. Na verdade, por não poderem excretar esses moluscos que foram ingeridos ainda na forma de minúsculas larvas, muitos peixes acabam mor- rendo devido ao entupimento de seu trato intestinal. Essa surpresa indesejada tem acontecido também em instala- ções de captação de água para abastecimento e geração de energia hidrelétrica, prejudicando inclusive usinas de grande porte, como a de Itaipu, na fronteira entre Brasil e Paraguai no Rio Paraná, a de Ilha Solteira, no mesmo rio, na divisa entre São Paulo e Mato Gros- so do Sul, e a hidrelétrica de Água Vermelha, no Rio Grande, na di- visa de São Paulo e Minas Gerais. Como não é possível desentupir tubulações atingidas por essa praga, o jeito é substituí-las. Esse invasor é o mexilhão-dourado, originário da Ásia e conhe- cido pelo nome científico Limnoperna fortunei. A mortandade de peixes e o estrago em tubulações são apenas parte de danos de ex- tensão muito maior devidos à infestação desse molusco, explicam pesquisadores do Centro de Bioengenharia de Espécies Invasoras (CBEI) e da Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG), em seu artigo nesta edição de ScientificAmericanBrasil. Limitada no Brasil até então às regiões Sul, Sudeste e Centro- oeste, a presença dessa espécie invasora foi detectada em junho do ano passado por técnicos do Ibama (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis), ao procederem a uma vistoria no reservatório da usina hidrelétrica de Sobradinho, na Bahia. Ou seja, a infestação chegou ao sertão nordestino e em pleno Rio São Francisco, que passa por cinco estados – Minas Ge- rais, Bahia, Pernambuco, Sergipe e Alagoas – e 521 municípios bra- sileiros, por isso conhecido como “Rio da Integração Nacional”. E próximo a um dos canais da enorme obra de transposição, em um momento especialmente grave, marcado pela prolongada estia- gem que tem prejudicado a economia e a população dessa região. Até o início de dezembro, o Ibama não havia divulgado esse fato para o público em geral. Em nota para meu blog no site do jornal Folha de S.Paulo, o órgão afirmou a necessidade de que “o MMA [Ministério do Meio Ambiente] conduza os debates, sendo o Ibama não mais que o executor das políticas daquele ministé- rio. No momento, nem sequer existem recursos no Ibama desti- nados ao controle de espécies exóticas invasoras”. Felizmente, em outubro, a equipe de pesquisadores do CBEI e da CEMIG foi a Sobradinho e confirmou a presença do molusco invasor. E divulgou um boletim de alerta nos dias seguintes. Em dezembro, em Paris, na COP-21, a ministra do Meio Am- biente, Izabella Teixeira, falou que, graças à atuação do Brasil, o acordo sobre a mudança do clima, então em finalização, iria ter “sutaque brasileiro” [sic]. Infelizmente, após todos esses anos de- baixo do nariz do MMA, a infestação do mexilhão-dourado já tem vários sotaques brasileiros, entre eles o gaúcho, o caipira do Sul de Minas e São Paulo e, agora, o baiano. Por enquanto. Boa leitura! ALGUNS COLABORADORES Arthur C.Almeida, , , e são pesquisadores do Centro de Bioengenharia de Espécies Invasoras (CBEI) em Belo Horizonte, MG. é analista de meio ambiente da Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG) em Belo Horizonte, MG. escreve sobre ciência e medicina. Ele abordou tratamentos para vertigem na edição de setembro. écolunista- âncoradoYahooTeche apresentadordasminisséries NOVAnaPBS. KatieWorth é uma repórter do Frontline,uma produção televisiva daWGBH,em Boston.Ela passa tempo pensando em política, ciência e suas intersecções. é doutor pela Faculdade de Medicina da Universidade Harvard e diretor médico da Clínica para Crianças Especiais em Strasburg,Pensilvânia mestre e doutor em física pela Universidade de São Paulo, onde é professor, tem trabalhado em áreas que incluem tratamento estatís- tico de dados experimentais. Tem se dedicado também a trabalhos de é jornalista de ciência especializado em astronomia e astronáutica. é paleontólogo da Universida- de de Edimburgo,na Escócia. Ele pesquisa evolução e anatomia de dinossauros. No artigo anterior que escreveu para a American ele analisou a ascensão dos tiranossauros. NEWTONP.U.BARBOSA
  • 6. 6 Scientific American Brasil | Janeiro 2016 O EFEITO PIRÂMIDE Achei muito esclarecedora a matéria sobre como foi possível há milhares de anos os egípcios construírem esses gigantescos monumentos que são as pirâmides. Enfim, não existe mistério nenhum. O “segredo”, como bem explicou a revista, existia apenas por desconheci- mento, que muitas vezes deu espaço para charlatões aproveitarem para fomentar o ocultismo oportunista e vender livros mistificadores. É muito bom poder contar com a divulgação de informações esclarecedo- ras e desmistificadoras como essas, deste mês de dezembro (edição nº 163), da ScientificAmericanBrasil. Obrigado! CHIPS EVITAM TESTES COM ANIMAIS Parabéns aos pesquisadores alemães que estão desenvolvendo essa maravilhosa tecnologia que permite à ciência, sem maltratar seres vivos, continuar o desenvolvimento de novos medicamentos e até mesmo de novos cosméticos – pois a vaidade faz muita gente esquecer ou descon- siderar a crueldade cometida contra os animais em experimentos. Para- béns aos brasileiros que estão trazendo essa tecnologia para nosso país. E parabéns para a Scientific American Brasil [edição de novembro (nº 162)] por divulgar essa informação. Sensacional a revista de novembro [edição nº 162] sobre os chips feitos por cientistas para livrar animais da crueldade em experimentos científicos. A edição de vocês de novembro foi show também. Eu a li toda e em pouco tempo. 100 ANOS DA RELATIVIDADE GERAL Adorei a edição da ScientificAmericanBrasil de outubro [nº 161], que comemorou os 100 anos da teoria da relatividade geral de Albert Einstein. Fiquei espantada por saber das informações sobre as dificul- dades enfrentadas por ele na elaboração dessa teoria e também dos pre- conceitos dele sobre outros conhecimentos da ciência. CORREÇÕES A ScientificAmerican dos Estados Unidos publicou as seguintes cor- reções que correspondem à nossa edição de outubro (nº 161). 1)Noartigo“OndeEinsteinerrou”,napág.46,estáerradaaafirmação “Einstein tinha feito os mesmos cálculos da curvatura da luz em 1912”, pois o fato se deu em 1911. 2)Esseerrodedataserepetiunapág.48,noinfográficocomplementar ao mesmo artigo, “Os grandes erros de Einstein”, em seu item “Lentes gravitacionais”. POR RESTRIÇÃO DE ESPAÇO,AREDAÇÃOTOMAALIBERDADE DEABREVIAR CARTAS MAIS EXTENSAS. EDIÇÃO 163 Dez mbro 2015 www c am com br SN ANO 4 | n 163 | R$ 13 90 | 4 9 das pirâmides O Por trás dessas grandes obras m lenares existia uma complexa organização social capaz de unir todos os recursos e esforços do ntigo Egito MEDICINA Nanossessores estão cada vez mais próximos de diagnos icar infecções em m nutos COSMOLOGIA Os primeiros passos do proje o para expl car a expansão cada vez mais rápida do Universo AGRICULTURA e cientistas agrava praga que atinge olivais italianos segredo Edimilson Cardial  Carolina Martinez, Marcio Cardial, Rita Martinez e Rubem Barros ANO 14 – Nº 164 JANEIRO DE 2016 ISSN 1676979-1    Rubem Barros  Maurício Tuffani   João Marcelo Simões   Jullyanna Salles (web)  Luiz Roberto Malta e Maria Stella Valli (revisão); Aracy Mendes da Costa, Laura Knapp, Marcio G. B. Avellar, Regina Cardeal, Suzana Schindler (tradução)   Paulo Cesar Salgado   Cinthya Müller    Sidney Luiz dos Santos    Almir Lopes almir@editorasegmento.com.br Brasília – Sonia Brandão (61) 3321-4304/ 9973-4304 sonia@editorasegmento.com.br Paraná – Marisa Oliveira (41) 3027-8490/9267-2307 parana@editorasegmento.com.br  Paulo Cordeiro   Diego de Andrade  Carolina Martinez  Carolina Madrid Lila Muniz  Jonatas Moraes Brito  Lucas Carlos Lacerda e Lucas Alberto da Silva  Gabriel Andrade  Mariana Monné Ana Lúcia Souza  Cláudia Santos  Cleide Orlandoni Roseli Santos Simone Melo  Weslley Patrik Cláudia Barbosa Cinthya Müller Viviane Carrapato SCIENTIFICAMERICANBRASILé uma publicação mensal da Editora Segmento, sob licença de Scientific American, Inc. . SCIENTIFIC AMERICAN INTERNATIONAL Mariette DiChristina Fred Guterl Ricki L. Rusting Philip M. Yam Mark Fischetti Christine Gorman, Anna Kuchment, Michael Moyer, George Musser, Gary Stix, Kate Wong Michael Mrak Monica Bradley Steven Inchcoombe Michael Florek Visite nosso site e participe de nossas redes sociais digitais. www.sciam.com.br www.facebook.com/sciambrasil www.twitter.com/sciambrasil Comentários sobre o conteúdo editorial, sugestões, críticas às matérias e releases. redacaosciam@editorasegmento.com.br tel.: 11 3039-5600 fax: 11 3039-5610 Rua Cunha Gago, 412 – 1o andar CEP 05421-001 – São Paulo – SP Cartas e mensagens devem trazer o nome e o endereço do autor. Por razões de espaço ou clareza, elas poderão ser publicadas de forma reduzida. 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  • 7. CIÊNCIA EM PAUTA OPINIÃO E ANÁLISE DO CONSELHO EDITORIAL DA SCIENTIFIC AMERICAN www.sciam.com.br 7Ilustração de Thomas Fuchs Opreçodapoluição Está na hora de taxar combustíveis fósseis Dos editores Na Colúmbia Britânica, a poluição do ar diminui, enquanto a economia cresce. Em 2008, a província canadense começou a taxar usuários de combustíveis fósseis, de grandes fábricas a pro- prietários de automóveis. Desde então, a economia vem crescen- do, em média, cerca 2% ao ano, apesar da grande recessão nacio- nal que atravessou em 2009, superando o resto do Canadá. No mesmo período, o consumo de gasolina, carvão e outros combustí- veis à base de carbono diminuiu 16%, com redução paralela dos gases estufa. O imposto sobre o carbono é de 30 dólares canaden- ses por tonelada cúbica. Como compensação, indústrias e cida- dãos têm redução no imposto de renda e outros benefícios. A Colúmbia Britânica copiou a ideia de sua vizinha produtora de petróleo, a província de Alberta. Agora é a hora certa para os Estados Unidos copiarem esse exemplo. Carvão, gás e petróleo estão tão baratos atualmente que mesmo com um imposto adicio- nal, o custo dos combustíveis permanecerá mais baixo que o valor que a população e as empresas pagavam há apenas alguns anos. Isso é economia básica de mercado: se for cobrado um valor sobre o uso do ar, as pessoas não o tratarão mais como um depósito de lixo. A ideia é antiga. Em 1920 o economista Arthur Pigou suge- riu que obrigar poluidores a pagar pelo ar que poluíam desencora- jaria uma descarga abusiva de poluentes, no mesmo modelo dos impostos sobre artigos supérfluos como bebidas alcoólicas e cigar- ros. Anos depois, o já falecido economista Ronald Coase, Nobel de Economia em 1991, aprimorou a ideia. Ele propôs que o governo vendesse às companhias e pessoas o direito legal de poluir, for- mando uma espécie de mercado da poluição. Todos podiam con- correr para comprar essas permissões, o que elevaria o preço do ar sujo. A ideia de Coase convenceu até o ícone conservador Milton Friedman de que comercializar, comprar ou vender direitos de poluir eram o meio racional de resolver problemas ambientais. Mais recentemente, os EUA usaram esse mecanismo de merca- do para combater um problema específico de poluição: a chuva ácida. Nos anos 1990 a administração George Bush impôs um limite máximo na quantidade de dióxido de enxofre que poderia ser emitida pelas chaminés das usinas de energia elétrica. Cotas dessas quantidades foram divididas entre os poluidores. Para se manter dentro da cota, os proprietários de usinas de energia deve- riam instalar equipamentos para filtrar os poluentes ou usar com- bustíveis menos poluentes. Ou poderiam desembolsar uma boa quantia para aumentar sua cota, comprando permissões de outros poluidores que já tivessem reduzido suas emissões. Para combater o dióxido de carbono nove estados do nordeste dos EUA aderiram a um programa similar para usinas de energia, e a Califórnia até incluiu veículos, como fez a União Europeia. Mas as tentativas em nível nacional foram rejeitadas pela oposição como um imposto a mais, o que poderia custar empregos. Uma abordagem mais direta – cobrar imposto sobre o carbono – poderia ter benefícios imediatos para os negócios e não signifi- caria uma conta final mais alta. Como foi feito na Colúmbia Britânica, o imposto sobre o carbono poderia substituir outros impostos. Uma taxação de US$ 25 por tonelada de carbono emiti- da por queima de carvão, gás e petróleo, por exemplo, resultaria em mais de US$ 100 bilhões que poderiam ser compensados reduzindo impostos na folha de pagamento, estimulando créditos que seriam deduzidos do imposto de renda, financiando pesquisas em inovação ou revertendo em melhoria de infraestrutura, ou qualquer combinação dessas medidas. Foi por isso que a proposta recebeu apoio de economistas dos partidos Democrata e Republi- cano. O imposto também não penalizaria os consumidores. Na Colúmbia Britânica a cota de impostos na bomba de gasolina é de apenas cerca de sete centavos de dólar canadense a mais por litro. Se a palavra “imposto” continua assustando os políticos, não há outro jeito, se não o mais direto, para criar um verdadeiro merca- do de carbono: parar de gastar dólares arrecadados em impostos para subsidiar combustíveis fósseis. Segundo o Fundo Monetário Internacional, mais de meio trilhão de dólares são gastos, no mun- do todo, para tornar o preço do carvão, gás e petróleo mais barato para a indústria explorar ou para os consumidores queimarem. Esses subsídios dão uma falsa impressão de que os combustíveis fósseis são baratos. Qualquer abordagem que pare de mascarar o preço verdadeiro, seja um imposto, um limite de comercialização ou uma revisão dos subsídios, ajudaria a limpar o ar.
  • 8. 50, 100 & 150 ANOS DE MEMÓRIA INOVAÇÕES E DESCOBERTAS NARRADAS PELA SCIENTIFIC AMERICAN 8 Scientific American Brasil | Janeiro 2016 SCIENTIFICAMERICAN,VOL.CXIV,NO1;JANEIRODE1916. Janeiro 1966 Teste com laser “O anúncio, em 1960, de que um modelo funcio- nal de laser havia sido obtido foi celebrado com entusiasmo por militantes de diversas áreas. Como a luz produzida por essa ra- diação é coerente e monocromática, o laser foi considerado, na época, como a resposta para as preces dos engenheiros de comuni- cação. Embora um sistema funcional e prático de comunicação de longa distância por laser ainda deva ser construído, o en- tusiasmo inicial não diminuiu.” Japoneses antes de Colombo? “À medida que civilizações do Novo Mun- do se tornaram mais bem conhecidas ar- queologicamente, paralelos surpreenden- tes foram observados na arquitetura, práti- cas religiosas e em estilos de arte da Ásia. Foi sugerido que esses paralelos são evi- dências de ‘descobertas’ da América, não registradas, anteriores à chegada de Co- lombo. (...) Investigações arqueológicas re- centes na costa do Equador, no entanto, le- vam a uma única conclusão: um barco car- regado de viajantes do Japão perambulou intencionalmente pelas costas do Novo Mundo, cerca de 4.500 anos antes de Cor- tez chegar ao México. — Betty J. Meggers.” Janeiro 1916 Rodovia nacional “Passei minhas férias deste ano numa viagem de carro para a Costa do Pacífico pela Lincoln Highway (construída em 1913). Há dois anos, quando realizei essa mesma viagem, foi um fato inusitado — talvez um dos 50 turistas que fizeram a mesma viagem. Não creio que seja exagero afirmar que nos úl- timos meses eu fui um dos cinco mil que tentaram chegar à Costa do Pacífico de car- ro, e realmente cheguei lá depois de uma série de experiências que fariam o autor de um popular suspense moderno corar de vergonha por falta de imaginação. É a me- lhor estrada de rodagem, a única, que liga o Atlântico ao Pacífico.” Alguns trechos da Lincoln Highway permaneceram sem asfalto até os anos 1930. Carros mais rápidos “O desenvolvimento mecânico mais inte- ressante do ano foi o aumento da populari- dade dos carros com vários cilindros, re- presentados pelo motor de quatro cilin- dros duplos e de seis cilindros duplos, o primeiro formando um motor de oito cilin- dros e o último de 12 cilindros. As vanta- gens desses carros com vários cilindros são tão notáveis em todos os sentidos que não precisam de mais elaboração. (Ver ilustração.)” Janeiro 1866 Cometa de 1861 “M. (Emmanuel) Liais, famoso astrônomo, pu- blicou cálculos provan- do inquestionavelmen- te que em 19 de junho de 1861 a Terra realmente havia passado por uma das caudas do cometa. O momen- to do contato foi aos 12 minutos depois da seis da manhã, horário do Rio de Janeiro, e segundo as dimensões calculadas por M. Liais, a Terra deve ter permanecido total- mente imersa em sua cauda por cerca de quatro horas! Essa imersão não representa efeitos perceptíveis no clima, um fato notá- vel, acrescentando mais uma razão às vá- rias que já existem, para a suposição de que a matéria cometária é um milhão de vezes mais rarefeita que nossa atmosfera.” Em 1880 Heinrich Kreutz calculou que o período orbital do cometa era de 409 anos. Manias “Estranhas paixões se apoderam da humanidade em certos momentos. Moedas têm seu valor, quadros são ansiosamente adquiridos, tulipas ho- landesas atingem preços exorbitantes e, ultimamente, selos postais têm sido o alvo das atenções. Todas essas ex- centricidades humanas são explora- das por pessoas espertas com mentali- dade especulativa que desejam obter lucros, honestamente ou não. Alguns ilustradores de selos franceses pensa- ram que valeria a pena o esforço de desenhar novos selos postais, como ja- mais tinham sido vistos antes. Os se- los foram desenhados para serem dis- tribuídos pelo correio das ‘Ilhas Sand- wich’, e por isso foram avidamente adquiridos por compradores crédulos que imaginavam que naquela região nada seria absurdo. Os selos havaia- nos, não genuínos, são laranja, violeta, verde e outras cores do arco-íris.” Por volta de 1916, os carros motorizados tornaram- corridas esportivas em pistas de alta velocidade
  • 9. www.sciam.com.br 9 SAÚDE Antídotos mais eficazes Pesquisas trazem novas perspectivas para tratar picadas de cobras A medicina moderna é capaz de cultivar rins a partir do zero, impedir a propagação de doenças infecciosas como Ebola e diagnosticar a causa de uma tosse com um smartphone. Mas picadas de cobras ainda frustrama ciência. Todos os anos, o veneno de serpentes mata quase 200 mil pessoas e deixa outras centenas de milhares desfiguradas ou incapacitadas, tornando esses répteis escama- dos rastejantes o segundo animal mais mortífero do mundo. Só mosquitos talvez matem mais pes- soas todos os anos (ao disseminarem os protozoá- rios que causam malária). Cobras venenosas recentemente deslizaram novamente para as manchetes noticiosas quando foi revelado que líderes do mundo farmacêutico haviam decidido suspender o desenvolvimento de antídotos. A empresa farmacêutica francesa Sanofi Pasteur, por exemplo, foi destaque em setembro de 2015, quando a ONG internacional Médicos Sem Fronteiras (MSF) anunciou que o lote final do soro antiofídico FAV-Afrique, o único que provou tratar efetivamente vítimas de pica- A naja indiana, Naja naja, abre seu “capuz”, ou “manto”, quando ameaçada. Ela é uma das serpentes mais mortíferas no subcon- tinente indiano. • Dinheiro fala e tuíta • O curioso cortejo rotativo de uma espécie de morcegos • Neutrinos do início dos tempos odores NÃO DEIXE DE LER AVANÇOS CONQUISTAS EM CIÊNCIA, TECNOLOGIA E MEDICINA
  • 10. 10 Scientific American Brasil | Janeiro 2016 AVANÇOS das peçonhentas na África Subsaariana, expirou em junho. A Sanofi, único fabri- cante, suspendeu sua produção em 2014 porque a droga não compensava financei- ramente. Outras empresas já tinham tomado medidas similares, inclusive a Behringwerke, alemã, e a Wyeth Pharma- ceuticals dos EUA (agora parte da Pfizer). A situação terapêutica agravou-se tan- to que a MSF agora descreve picadas de cobras como “uma das emergências de saúde pública mais negligenciadas do mundo”. E, em outubro, dezenas de espe- cialistas que participavam do 18º Congres- so Mundial da Sociedade Internacional de Toxicologia, em Oxford, na Inglaterra, pediram que a Organização Mundial da Saúde (OMS) listasse picadas de cobras novamente como doença tropical carente de atenção. A maioria desses incidentes ocorre na África e no Sudeste Asiático. O desenvolvimento de antídotos enca- lhou no século 19 porque o campo é subfi- nanciado, diz David Williams, toxicologis- ta clínico e herpetólogo da Universidade de Melbourne e também dirigente da ONG Iniciativa Global contra Picadas de Cobras (Global Snakebite Initiative). Para isolar compostos para tratamentos, pes- quisadores normalmente injetam veneno em níveis subtóxicos em animais, coletam os anticorpos formados pela resposta imune e os depuram. Antídotos precisam ser customizados para diversas toxinas de diferentes espécies de serpentes por região. Não existe um antídoto universal. Apesar de obstáculos e restrições, gru- pos de pesquisa de várias partes do mun- do trabalham discretamente em soluções novas e empolgantes à espera de um sub- sídio inesperado de dinheiro e impulso para prosseguir. Entre as novas possibili- dades se destaca um antídoto desenvolvi- do especialmente para a África Subsaaria- na, que poderia servir como modelo para a produção de compostos mais baratos para combater picadas de cobras veneno- sas de outras regiões. Pesquisadores do Reino Unido, Costa Rica e Espanha come- çaram com um “antídoto básico” compro- vado para três serpentes e já fazem sua triagem contra toxinas de mais cobras. Proteínas da toxina que não se ligam ao antídoto-base são examinadas sobre sua toxicidade; somente as toxinas identifica- das como perigosas são incorporadas ao coquetel imunizante usado para produzir o próximo lote de antídoto mais eficiente. Essa triagem seletiva e os testes iterati- vos de proteínas específicas resultam em um antídoto direcionado mais forte em comparação com outros convencionais, que neutralizam indiscriminadamente as proteínas tóxicas e as inócuas do veneno. O grupo também planeja reduzir custos com um método pioneiro desenvolvido na Costa Rica, que requer menos etapas no processo de produção. “Nossa meta é criar um produto mais barato, ou tão barato quanto US$ 35 por ampola, para a África Subsaariana”, diz Robert Harrison, diretor da Escola de Medicina Tropical de Liverpool, na Inglaterra. O soro antiofídi- co da Sanofi custa US$ 150 por frasco. Outros animais, e bactérias, podem fornecer antídotos alternativos. Uma pro- teína de gambá, identificada originalmen- te na década de 1990, já provou proteger camundongos contra toxinas ofídicas capazes de provocar hemorragia interna generalizada. Além disso, a proteína neu- tralizou toxinas hemorrágicas de cobras venenosas nos EUA e no Paquistão. A des- coberta sugere que ela talvez possa prote- ger contra todas as toxinas ofídicas hemorrágicas, observa Claire Komives, engenheira química na Universidade Estadual de San José, na Califórnia. Ela já demonstrou que pode modificar genetica- mente bactérias Escherichia coli para que produzam a proteína; o que poderia redu- zir o custo terapêutico para cerca de US$ 10 por ampola. “Estou tentando fazer isso em bactérias porque podemos intensificar [a produção] mais economicamente”, diz. Para financiar sua pesquisa, Komives ape- lou ao serviço de crowdfunding (financia- mento coletivo) Experiment.com. Grupos de pesquisa em outros lugares se afastaram completamente do desenvol- vimento de antídotos tradicionais. Mat- thew Lewin, diretor do Centro para Exploração e Saúde em Viagens da Acade- mia de Ciências da Califórnia, começou a triar medicamentos aprovados pelo FDA – órgão dos EUA que controla alimentos e medicamentos – para ingredientes quími- cos que poderiam formar a base de uma injeção ou pílula que estabilize pessoas picadas no campo ou que pelo menos lhes dê tempo para chegarem a um hospital. “Se existis- se um antídoto farma- cêutico, a pessoa sem- pre poderia levá-lo consigo”, argumenta Lewin. Muitas mortes decorrentes de picadas de cobras peçonhentas acontecem justa- mente quando as vítimas não conseguem chegar a hospitais ou clínicas para rece- ber um antídoto intravenoso. Da mesma forma, Sakthivel Vaiyapuri, pesquisador farmacológico na Universi- dade de Reading, na Inglaterra, está trian- do moléculas que bloqueiam os efeitos de venenos de serpentes. Ele também espera acabar conseguindo desenvolver um coquetel de inibidores químicos que poderiam levar a um antídoto universal. Tratamentos modernos contra vene- nos seriam um sólido primeiro passo para reduzir mortes resultantes de picadas de cobras. Mas até as melhores terapias do mundo falharão sem financiamento e dis- tribuição adequada. “Se os ministérios de saúde responsáveis pelo bem-estar físico das pessoas não priorizarem tratamentos contra picadas de cobras, você está baten- do sua cabeça contra uma parede de tijo- los”, resume Williams da ONG Global Snakebite Initiative. —Jeremy Hsu O desenvolvimento de antídotos encalhou no século 19 porque o PÁGS.ANTERIORES:SURESHSHARMAGettyImages
  • 11. www.sciam.com.br 11Ilustração de Thomas Fuchs APRENDIZADO DE MÁQUINAS Dinheiro fala e tuíta Internautas deixam pistas de seu status socioeconômico Como sexo, dinheiro é um tema que a maioria das pessoas evita discutir publi- camente. No entanto, deixamos regular- mente rastros digitais de nossa situação econômica, mesmo quando nos expres- samos nos 140 caracteres do Twitter. Uma análise de cerca de 10,8 milhões de tuítes postados por mais de cinco mil usuários da rede de mídia social on-line constatou que as sucintas mensagens revelar a faixa de renda de uma pessoa. Daniel Preo iuc-Pietro, pesquisador de pós-doutorado em processamento de lin- guagem natural, e seus colegas na Uni- versidade da Pensilvânia se basearam em 90% de suas amostras em grupos de ren- da correspondentes. Eles usaram um pro- grama capaz de aprender a partir de dados e fazer previsões baseadas neles, grupo. Aplicado aos outros 10% de amos- tras, o modelo previu com sucesso os Conforme os pesquisadores descreve- ram na PLOS ONE, pessoas com rendi- mentos mais altos tenderam a discutir lucrativos. Usuários em faixas de ren- das mais baixas se ativeram principal- mente a assuntos pessoais, como dicas de beleza e experiências.“Pes- soas de renda mais alta usam o Twit- ter como meio para divulgar informa- ções; as de rendas mais baixas o usam mais para comunicação social”, explica Preo iuc-Pietro. A análise também reve- lou que tuítes de usuários que ganham mais dinheiro são mais propensos a expressar temores ou indignação. Em estudos anteriores, Preo iuc-Pietro e seus colegas foram capazes de prever o gênero, a idade e a tendência política de usuários do Twitter. Eles conseguiram até detectar sinais de depressão pós-parto e transtorno de estresse pós-traumático. “O aprendizado de máquinas só é tão poderoso quanto os dados que podemos acessar”, diz Preo iuc-Pietro.“As pessoas devem estar cientes do quanto revelam inadvertidamente sobre elas mesmas”. —Rachel Nuwer COMPORTAMENTO ANIMAL Bat karaokê Machos de morcegos cantam em rodízio para ampliar cortejos restas ecoam guinchos e chiados de ma- chos de morcegos de cauda curta (Mystaci- na tuberculata), que cantam até 100 mil “canções românticas”por noite, mais do que qualquer outro animal, para atrair uma companheira. Eles executam suas serenatas do alto de um poleiro especial, usado exclu- sivamente para exibição sexual. Após estudar os hábitos desses mamí- feros noturnos durante três anos, Cory Toth, da Universidade de Auckland, constatou que os machos fazem uso compartilhado em quase metade dos 12 poleiros de canto que observou na Ilha do Norte.“Um macho estará can- tando, sairá de lá, e apenas três segun- dos depois outro concorrente entrará no poleiro e começará a cantar”, explica Toth. Ao todo, de dois a cinco machos se apre- sentarão todas as noites em um poleiro, cantando durante algumas horas cada um. Em termos gerais, os“palcos”comparti- lhados transmitem mais músicas que os ocupados por apenas um único morcego durante a noite toda, aumentando as chan- ces de que uma fêmea que esteja passando por perto pare por ali. De início,Toth teori- zou que os morcegos praticantes de time- -share eram aparentados e trabalhavam juntos para garantir o sucesso reprodutivo quando os machos em três de quatro polei- ros de cantoria revelaram não ter vínculos de parentesco, ou eram apenas distante- mente aparentados, a atenção dele se vol- tou para o tamanho dos morcegos: os machos que se revezavam no palco eram bem maiores que os que cantavam sozi- nhos. Machos maiores gastam mais ener- gia nas tarefas diárias de sobrevivência e, portanto, talvez poupem suas forças à noite ao se alternarem na cantoria, sugere Toth. De fato, testes de DNA revelaram que o sucesso reprodutivo de morcegos maiores e menores dentro da colônia era mais ou menos igual, sugerindo que o esquema de“time-share”dos poleiros ajuda os maiores a competir com os pequenos. O conhecimento dos hábitos repro- dutivos da espécie poderia fornecer informações valiosas para os esforços de conservação. — David Godkin
  • 12. 12 Scientific American Brasil | Janeiro 2016 AVANÇOS TECNOLOGIA Faixas de pedestres sem riscos Treinamento poderia melhorar a habilidade de crianças para atravessar ruas “Olhe para os dois lados antes de atravessar a rua!”“Olhe para a esquerda, para a direita e novamente para a esquerda!”Essas clássi- cas lições de segurança da infância se estendem por gerações e culturas.Ainda assim, acidentes de trânsito continuam sendo uma das fontes mais comuns de ferimentos e fatalidades para crianças ao redor do mundo. Na União Europeia, menores de 14 anos res- pondem por uma proporção bem mais elevada de mortalidade de pedestres do que qualquer outro grupo etário, exceto o dos idosos; nos EUA, entre as crianças mortas por carros, quase 25% estavam a pé. Os números são particularmente assustadores em Israel, onde elas representam 20% das mortes de pedestres. Estudos passados constataram que jovens são menos hábeis catedrática em engenharia e gestão industrial na Universidade Ben-Gurion do Negev e no Instituto Holon de precisão quais comportamentos levavam a acidentes, com o objetivo de encontrar meios para corrigi-los. Para fazer isso sem colocar ninguém em perigo, ela recorreu à realidade virtual. Em 2013, Meir e seus colegas simularam 18 ruas prototípicas em Israel e utilizaram um disposi- tivo de monitoramento ocular para estudar como 46 adultos e crianças (com idades entre sete e 13 anos) avaliavam quando era seguro atravessar. Eles constataram que crianças entre sete e nove anos demonstravam menor cuidado, decidindo tipicamente pisar, ou entrar na rua virtual com pouca ou nenhuma hesitação, mesmo quando seu campo de visão era restrito.“Tínhamos pais observando que reagiram com expressões como‘Uau! não vessar ali’”, conta Meir.“Isso os levou a reava- uma rua.”As crianças mais velhas não tiveram um desempenho muito melhor, embora por na calçada por tempo excessivo, uma indica- ção de que são menos capazes de distinguir entre situações seguras e perigosas que adul- tos e, em entrevistas, não expressaram uma compreensão de como fatores como velocida- de de carros e campo de visão afetam uma travessia segura. Intervenções parecem melhorar o desempenho. No estudo mais recente de Meir, descrito em Accident Analysis & Prevention, 24 crianças, com idades entre sete e nove anos, passaram por um treinamento de 40 minutos para aprender a detectar perigos. Depois disso, Meir e seus colegas compararam o comportamento das crianças treinadas com o de um grupo de controle não treina- do na tarefa de atravessar uma rua virtual. Os jovens que recebe- no cruzamento do que os do grupo de controle, a ponto de suas habilidades de travessia se assemelharem às de adultos. Agora, Meir e formuladores de políticas pretendem descobrir como traduzir essas constatações para o mundo real.“Esses tipos de resultados são importantes porque não se pode elaborar inter- venções sem uma compreensão do problema”, observa Joseph Kearney, professor de ciência da computação e diretor associado de pesquisa e infraestrutura na Universidade de Iowa, que não esteve envolvido no trabalho.“Agora cabe a pessoas‘que estão com seus pés no chão’determinar como podem desenvolver pro- gramas de treinamento para crianças e pais sobre bons hábitos para atravessar ruas e avenidas.”—Rachel Nuwer Crianças com idades de sete a nove anos demonstraram menor cuidado ao atravessar, decidindo tipicamente entrar na rua virtual com pouca ou nenhuma hesitação Quando sentiam que era segu- ro atravessar uma rua virtual, as crianças apertavam um botão para indicar “atravessar” CORTESIADEANATMEIRETAL.
  • 13. www.sciam.com.br 13 MEIO AMBIENTE Reservatórios subterrâneos Hidrólogos testam técnica agrícola que poderia aliviar as secas A Califórnia está estorricada. Sem chuva para irrigar terras agrícolas, produtores recorrem a aquíferos subterrâneos, mas o bombeamento excessivo já teve sérias consequências, ao fazer com que os lençóis freáticos caíssem drasticamente. da Califórnia em Davis estão realizando experimentos com o chamado groundwa- ter banking, uma ferramenta de gestão hídrica desenvolvida para aumentar a con- feros. No verão, esse excesso de água absorvida no inverno pode, então, servir para irrigar culturas em desenvolvimento, explica Helen Dahlke, da universidade. Durante dois meses neste inverno Dahlke e sua equipe inundarão pomares de amendoeiras no Central Valley, perto de Davis, até uma profundidade de 60 cm, ao redirecionarem as águas pluviais por uma rede de canais concebidos originalmente para desviar águas de enchentes para longe. Testes anteriores da técnica provaram ser bem-sucedidos. Em 2011, Don Cameron, gerente-geral da Terranova Ranch Inc. desviou águas de enchente do Rio Kings, em Fresno County, para pouco mais de 97 hectares de vinhedos e outras terras agrícolas, inundando-os durante cinco meses. ser bombeada de volta para as lavouras durante o ciclo de crescimento seguinte. gia arbórea e em que medida sais e nitratos de fertilizantes poderiam migrar para a água potável. Os custos do desvio de águas pluviais e questões legais, inclusive a quem pertence a água captada, também precisam ser resolvidos. Ainda assim, cer- ca de 1,45 milhão de hectares de terras agrícolas na Califórnia poderiam servir como pontos de recarga de águas subterrâneas. E, como climatologistas esperam uma única estação de fortes chuvas de inverno, um número crescente de fazendei- ros está mais que interessado nas novas possibilidades para suas terras. Como observa Cameron: “A seca torna as pessoas mais criativas”. —Jane Braxton Little GETTYIMAGES(FLUXODELAVA);FONTES:“BROADPLUMESROOTEDATTHEBASEOFTHEEARTH’SMANTLEBENEATHMAJOR HOTSPOTS”,SCOTTW.FRENCHEBARBARAROMANOWICZ,EMNATURE,VOL.525;3DESETEMBRODE2015(PRIMEIROITEM);“MANTLE PLUMESSEENRISINGFROMEARTH’SCORE”,ERICHAND,EMSCIENCE,VOL.349;4DESETEMBRODE2015(ITENSDOISETRÊS) GEOLOGIA Calor interno da Terra Geólogos têm debatido há décadas a causa das chamadas xos de rochas superaquecidas que escapam e ascendem do núcleo da Terra, ou em reserva- tórios de calor mais rasos no manto superior. Sismólogos da Universidade da Califórnia em Berkeley e do Laboratório Nacio- nal Lawrence Berkeley recente- das entranhas do planeta. E encontraram mais de duas deze- rando continuamente do núcleo para a superfície; muitas delas alimentando hotspots direta- mente.As plumas, relatadas na revista Nature, fornecem a pri- meira evidência direta de que essas colunas de calor geram pontos quentes vulcânicos, como a Islândia e a cadeia de ilhas do arquipélago do Havaí. — Shannon Hall 28 do núcleo terrestre 600 a 800 km Largura média das plumas. 44 terawatts (44 trilhões de joules por segundo) Calor liberado pela Terra por meio de plumas mantélicas Inundação intencional de terras agrícolas, como o pomar de nogueiras, abaixo, tem o potencial para reabastecer os aquíferos da Califórnia CORTESIADOCONSELHODEDIRETORESDAUNIVERSIDADEDACALIFÓRNIA
  • 14. 14 Scientific American Brasil | Janeiro 2016 AVANÇOS EMPREGOS ESTRANHOS Ned, o nariz Um cientista e engenheiro de odores sabe como “farejar” aromas ruins O nariz de Ned Ostojic o levou a lugares que variam de estranhos a repugnantes. Ele inalou o ar de fábricas de conservas de atum na Samoa Americana, cheirou ração canina moída e pegajosa em fábricas de pet-food no Canadá, e“farejou”tanques de esgoto no Brooklyn. Globalmente, só existem poucas pessoas como ele: especialistas em diagnosticar odores ofensivos. Seus clientes em geral estão desesperados para eliminar um mau cheiro que incomoda vizinhos ou representa um risco para funcionários. Treinado como químico analítico, seu trabalho é encontrar a fonte de um odor desagradável e então descobrir como corrigi-lo. nas de receptores olfativos no nariz humano, cada um associado à detecção de diferentes moléculas de odor. Cheiros são a percepção de combinações dessas moléculas e, como tais, difíceis de manipu- lar e registrar. O ato de cheirar em si tem sido há tempos um“senti- do órfão”, especialmente quando comparado a uma capacidade mais dominante como a visão, observa Ostojic.“Podemos repre- sentar o mundo inteiro em nossas televisões usando apenas três mos ver um único átomo”, argumenta ele, mas o odor continua sendo evasivo, fugidio. Como resultado, Ostojic aborda seu trabalho com uma mistura de ciência e arte. Em campo, ele emprega um olfatômetro com um nome de marca agressivo: Nasal Ranger. Pressionado contra seu rosto, ele funciona inicialmente como uma máscara de gás.Assim acresce quantidades controladas do ar circundante para mapear a intensidade e o raio de propagação de um odor fétido. Milhares de nova-iorquinos podem agradecer a Ostojic e ao seu Nasal Ranger por tornarem a maior estação de tratamento de esgoto da cidade inodora (acima). “Tivemos um histórico horren- do”, admite Jim Pynn, que recentemente se aposentou como supe- rintendente da Estação Newton Creek de Tratamento de Água Residual, no Brooklyn.“Tínhamos um cheiro tão repugnante, pútri- do, que até eu sentia ânsias de vômito com alguns odores na usina.” Nesse caso, todo mundo sabia de onde vinha o cheiro ruim: dos tanques de aeração. Então Ostojic desenvolveu um jeito para cobri- -los e depois ventilar o ar fétido através de largos cilindros de car- bono poroso, que absorve odores.Agora, o local tem um cheiro Salt, estrelado por Angelina Jolie; as equipes de uma estação de tratamento de esgoto, alegra-se Pynn.“Quando que] atingimos a nossa meta”, resume Pynn, que chama Ostojic um “herói silencioso”. Os próximos projetos de Ostojic incluem mapear as pegadas odoríferas de vapores de tinta em fábricas de automóveis em Michi- gan e de lixo em decomposição enterrado em aterros sanitários no mas esses dados não esclarecem se pessoas tolerarão qualquer ma quando as pessoas se queixam dele.“Tudo leva de volta ao nariz humano”,resume Ostojic.— Megan Gannon FÍSICA O brilho de partículas do Big Bang Astrônomos detectaram indiretamente neutrinos que surgiram apenas um segundo após o nascimento do Universo A luz mais antiga do Universo não fez um “pit stop” durante 13,82 bilhões de anos, a partir do início de sua jor- nada, somente 380 mil anos após o Big Bang. Essa luz, a chamada radiação cósmica de fundo (CMB, na sigla em inglês), serve como um terreno conhecido de caça para astrônomos que procuram entender o Universo em sua infância. Infelizmente, ela também obscurece o que jaz por trás dela: as primeiras centenas de milhares de anos do Universo. Agora, astrônomos acreditam ter espiado além da própria CMB ao captarem evidências de neutrinos que viajam desde o instante em que o Cosmos tinha apenas um segundo de idade. Os neutrinos, partículas fundamentais sem carga elétri- ca e pouquíssima massa, escaparam do Big Bang quase imediatamente. Sua natureza evasiva, fugidia, lhes permite passar despercebidos por quase todas as barreiras físicas, raramente interagindo com a matéria comum. Nas raras ocasiões em que se chocam com fótons, no entanto, eles MITCHWAXMAN
  • 15. www.sciam.com.br 15 alteram sutilmente as temperaturas das partículas. Foi essa mudança de temperatura que astrônomos da Universidade da Califórnia em Davis notaram recentemente em mapas de CMB produzidos pelo satélite Planck, da Agência Espacial Europeia. Eles descreveram esse “fundo cósmico de neutrinos” em um recente artigo publicado no periódico Physical Review Letters. Modelos do Big Bang previram o fundo cósmico de neutrinos há décadas. Mas essa nova observação indireta é a mais robusta prova disso até agora. A des- coberta “nos proporciona uma nova janela para o Universo”, comemora Lawrence M. Krauss, codiretor da Iniciativa de Cosmologia da Universidade Estadual do Arizona, que não participou do estudo. A detecção também restringe as propriedades de neutrinos, que são, de longe, os “animais mais estranhos no zoológi- co de partículas”. Ela prova, por exemplo, que neutri- nos não podem interagir com eles mesmos, como muitas outras partículas fazem. Se pudessem, eles deixariam assinaturas dife- rentes das observadas dentro da CMB. Futuras detecções desses neutrinos primordiais talvez expli- quem por que existem 10 bilhões de partículas de matéria no Universo para cada partícula isolada de antimatéria.A assimetria foi produzida no Universo incipiente e especialistas acreditam que os neutrinos tiveram algo a ver com isso; nem que seja só porque são tão misteriosos.“Como sabemos menos sobre neutri- nos, podemos ser mais criativos com os tipos de física que apre- sentamos”, reconhece Lloyd Knox, coautor do estudo. Embora essas partículas sejam incrivelmente difíceis de detectar direta- mente, Knox antecipa que dicas obtidas por meio de observações cosmológicas ajudarão a resolver muitos quebra-cabeças de neu- trinos e, portanto, fornecer uma ideia mais reveladora de como o Universo era em seus primórdios. —Shannon Hall FAZENDO NOTÍCIAS Notas rápidas Ilustração de Thomas Fuchs Agora aposentado, o obser- vatório Plank mapeou a CMB de 2009 a 2013 CORTESIADEAGÊNCIAESPACIALEUROPEIA(concepçãoartísticadoPlanck)
  • 16. CIÊNCIA DA SAÚDE 16 Scientific American Brasil | Janeiro 2016 escrevesobreciênciaemedicina.Eleabor- doutratamentosparavertigemnaediçãodesetembro. Ilustração de Julia Yellow A dor no cérebro Nova teoria sobre a enxaqueca dá origem a medicamentos que evitam crises David Noonan O principal executivo, aos 63 anos, não conseguia fazer o seu trabalho. Ele havia passado toda a vida adulta debilitado pela en- xaqueca e estava no meio de uma nova onda de ataques. “Eu tenho só uns poucos momentos pela manhã em que consigo ler ou escre- ver ou pensar”, escreveu a um amigo. Depois disso, ele tinha de se trancar em um quarto escuro até o anoitecer. Dessa forma, o presi- dente Thomas Jefferson, no início da primavera de 1807, em seu segundo mandato, ficava incapacitado todas as tardes pela mais comum deficiência neurológica no mundo. O coautor da Declaração da Independência nunca subjugou o que ele chamava sua “dor de cabeça periódi- ca”, embora as crises pareçam ter diminuído após 1808. Dois séculos depois, 36 milhões de norte-americanos lutam contra a dor que ele sentia. Como Jefferson, que costumava se tratar com uma infusão de casca de árvore com quinino, eles tentam diferentes terapias, que vão de drogas cardíacas, a ioga e ervas. Agora, neurologistas acreditam ter iden- tificado um nervo hipersensível que desen- cadeia a dor, e estão nos estágios finais de testes de medicamentos que acalmam suas células demasiadamente ativas. São as pri- meiras drogas para especificamente evitar as dores incapacitantes antes que elas comecem. E podem ser aprovadas no próximo ano pela FDA, agência que controla alimentos e medicamentos nos EUA. Se cumprirem a promessa de estudos com cerca de 1.300 pa- cientes, milhões de dores de cabeça poderão ser evitadas. “Isso muda completamente o paradigma de tratamento da en- xaqueca”, comenta David Dodick, neurologista do campus da Clí- nica Mayo, no Arizona, e presidente da Sociedade Internacional de Cefaleia. Embora existam drogas específicas para enxaqueca que freiam os ataques depois que estes começam, o Santo Graal para pacientes e médicos tem sido a prevenção. As crises de enxaqueca afetam quase 730 milhões de pessoas no mundo e costumam durar de quatro a 72 horas. A maioria dos pa- cientes tem crises esporádicas de até 14 dias por mês. Os que so- frem da forma crônica – quase 8% da população com enxaqueca – têm 15 dias ou mais de dor de cabeça por mês. Os ataques são, em geral, precedidos por fadiga, mudanças de humor, náusea e outros sintomas. Cerca de 30% dos pacientes apresentam distúrbios vi- suais, as chamadas auras, antes das dores. O peso econômico total da enxaqueca nos EUA, inclusive custos médicos diretos e dias de trabalho perdidos, é estimado em US$ 17 bilhões ao ano. Nos 5.000 anos desde que os sintomas da enxaqueca foram descritos pela primeira vez em documentos na Babilônia, os trata- mentos têm refletido, ao mesmo tempo, a evolução de nossa com- preensão e nossa quase cômica ignorância sobre a doença. San- gria, trepanação e cauterização do couro cabeludo raspado com uma barra de ferro em brasa eram tratamentos comuns no perío- do greco-romano. O ponto mais baixo dos remédios equivocados provavelmente foi atingido no século 10º, quando o oftalmologista Ali ibn Isa recomendou atar uma toupeira morta à cabeça. No sé- culo 19, a eletricidade medicinal se tornou moda e os pacientes de enxaqueca eram rotineiramente estremecidos por diversas inven- ções, incluindo o banho hidroelétrico, que era basicamente uma banheira de água eletrificada. No início do século 20, clínicos voltaram sua atenção para os vasos sanguíneos, inspirados em parte por observações da forte pulsação das artérias temporais em pacien- tes com enxaquecas, assim como descrições de dores latejantes e alívio que os pacientes conseguiam com a compressão das artérias carótidas. Por décadas, a enxaqueca foi atri- buída sobretudo à vasodilatação no cérebro. Essa ideia foi reforçada no fim dos anos 1930 por um estudo sobre o tartarato de er- gotamina. Apesar de efeitos colaterais, como vômitos e dependência, a droga vasoconstri- tora evitou crises em alguns pacientes. Mas, se a vasodilatação era parte do que- bra-cabeça, não era a única coisa que acon- tecia no cérebro dos pacientes, como a onda seguinte de tratamen- to sugeriu. Na década de 1970, pacientes cardíacos que também so- friam de enxaqueca começaram a relatar aos médicos que betabloqueadores que tomavam para desacelerar os batimentos cardíacos também reduziam a frequência das crises. Pessoas com enxaqueca que tomavam medicamentos para epilepsia e depres- são, e outros que recebiam injeções cosméticas de Botox, também relataram alívios. Assim, os especialistas em cefaleia começaram a prescrever essas drogas “emprestadas” para enxaqueca. Cinco des- ses medicamentos foram por fim aprovados pela FDA para a dor. Infelizmente, ainda não se sabe exatamente como as drogas adota- das (eficazes em apenas cerca de 45% dos casos e com diversos efeitos colaterais) ajudam nas enxaquecas. Dodick opina que elas podem atuar em vários níveis do cérebro e tronco encefálico para reduzir a excitabilidade do córtex e vias de transmissão da dor. As primeiras drogas específicas para enxaqueca, os triptanos, foram introduzidas nos anos 1990. Richard Lipton, diretor do Cen- tro de Cefaleia Montefiore, em Nova York, conta que os triptanos foram desenvolvidos em resposta à antiga ideia de que a dilatação Células superativas respondem a luzes, sons e odores tipicamente benignos liberando substâncias que transmitem sinais de dor e causam enxaqueca
  • 17. www.sciam.com.br 17 CIÊNCIA DA SAÚDE dos vasos sanguíneos é a causa primária da enxaque- ca; triptanos deveriam inibi-la. Ironicamente, estudos posteriores mostraram que a droga de fato interrom- pe a transmissão de sinais de dor no cérebro e que a vasoconstrição não é essencial. “De qualquer forma, funciona”, comenta Lipton. Uma pesquisa de 133 estu- dos detalhados dos triptanos descobriu que eles ali- viam a dor em duas horas em 42% a 76% dos pacien- tes. Pessoas os usam para bloquear o ataque depois que ele começa, e eles entraram para a linha de frente dos tratamentos confiáveis para milhões de pacientes. O que os triptanos não podem fazer – e o que Peter Goadsby, diretor do Centro de Cefaleia da Universida- de da Califórnia em São Francisco, sonha em conse- guir há mais de 30 anos – é evitar que a enxaqueca co- mece. Nos anos 1980, buscando esse objetivo, Goadsby se concentrou no sistema do nervo trigêmeo, há muito conhecido como o caminho da dor no cérebro. Era ali, suspeitou, que a enxaqueca fazia seu trabalho sujo. Es- tudos em animais indicaram que em ramos do nervo que saem de trás do cérebro e se estendem por várias partes da face e da cabeça, células superativas respondem a luzes, sons e odores tipicamente benignos liberando substâncias que transmitem sinais de dor e causam enxaqueca. A sensibilidade intensificada dessas células pode ser herdada; 80% dos pacientes têm histórico familiar de enxaqueca. Goadsby foi coautor do primeiro estudo sobre o tema em 1988. Outros pesquisadores, inclusive Dodick, se uniram ao esforço. O objetivo era encontrar uma forma de bloquear os sinais de dor. Uma das substâncias encontradas em altos níveis no sangue de pessoas com enxaqueca é o peptídeo relacionado ao gene da calci- tonina (PRGC), um neurotransmissor que é liberado de uma célu- la nervosa e ativa a próxima em um ataque. Mirar e interferir no PRGC não foi fácil. Difícil foi encontrar uma molécula que funcio- nasse nesse neurotransmissor e não tocasse em outras essenciais. Com o avanço da capacidade de engenheiros de biotecnologia controlarem e projetarem proteínas, várias empresas farmacêuti- cas desenvolveram anticorpos monoclonais para combater a enxa- queca. Essas proteínas criadas se ligam fortemente às moléculas PRGC ou seus receptores nas células do nervo trigêmeo, evitando a ativação celular. As novas drogas são “como mísseis guiados com alta precisão”, compara Dodick. “Vão diretamente ao seu alvo.” Essa especificidade e o fato de que os cientistas na verdade sa- bem como as drogas funcionam animaram Dodick, Goadsby e ou- tros. Em dois testes controlados com placebo com um total de 380 pessoas que sofriam de enxaqueca severa até 14 dias por mês, uma única dose com um medicamento PRGC reduziu os dias de dor mais de 60% (63% em um estudo e 66% no outro). Além disso, no primeiro estudo, 16% dos pacientes continuaram livres da enxa- queca por 12 semanas no teste de 24 semanas. Testes clínicos mais amplos para confirmar essas descobertas estão sendo feitos. Até agora, as PRGC funcionam melhor na prevenção que qualquer droga de doenças cardíacas ou epilepsia e têm menos efeitos cola- terais, ministradas em uma única injeção mensal. Especialistas também exploram outros tratamentos, inclusive cirurgia da fronte e pálpebras para descomprimir ramos do nervo trigêmeo, e estimulação magnética transcraniana (EMT), uma for- ma não invasiva de alterar a atividade das células nervosas. Lipton afirma ter conseguido bons resultados com EMT. Ele também encaminhou pacientes para cirurgias, mas conta que a experiência “tem sido decepcionante”, e não as recomenda. Goads- by, de seu lado, vê cirurgias e esforços de alta tecnologia como um certo desespero. “Eles me soam como um grito de ajuda. Se enten- dermos mais sobre a enxaqueca, saberemos melhor o que fazer.” Embora a causa agora pareça estar enraizada no sistema do nervo trigêmeo, a origem de suas células hiperativas ainda é um mistério, diz Goadsby. “Qual é a natureza do que você herdou com a enxaqueca?”, pergunta. “Por que você e por que não eu?”, prosse- gue. Se desvendarem a genética da enxaqueca, a “dor de cabeça pe- riódica” de Jefferson pode aliviar sua dolorosa tenaz moderna.
  • 18. TECNOLOGIA 18 Scientific American Brasil | Janeiro 2016 é colunista-âncora doYahooTech e apresentador das minisséries NOVA na rede pública de tevê PBS. Ilustração de Jori Bolton A guerra digital O que fazem as grandes companhias desse setor para atrair você para seus ecossistemas David Pogue A pergunta não é mais “Que celular devo ter?”. Essa era uma questão importante logo após a chegada do iPhone e seus concor- rentes. Agora é hora de admitirmos que os smartphones (e tablets) estão quase idênticos. Apple e Google (fabricante do sistema ope- racional Android) se copiaram tão completamente que seus apare- lhos têm incrível semelhança em aparên- cia, preço, velocidade e funcionalidades. Apples, Googles e Microsofts do mun- do se enfrentam atualmente em outro campo de batalha: a corrida para o melhor e mais sedutor ecossistema. Cada uma está montando um imenso arquipé- lago de produtos e serviços interconecta- dos. São algemas de veludo para fazê-lo abraçar suas ofertas e dificultar ao máxi- mo a mudança para o concorrente. Um ecossistema típico inclui hardware (celu- lar, tablet, laptop, relógio inteligente, televisão), lojas on-line (música, filmes, tevê, livros eletrônicos), sincronização de seus dados em aparelhos (calendário, favoritos, notas, fotografias), armazena- mento em nuvem (discos on-line gratui- tos para arquivos) e sistemas de paga- mentos (acene com o relógio ou celular em vez de passar o cartão de crédito). Ao consumidor cabe escolher que pacote de produtos ele prefere. Mas para as companhias a decisão é difícil: elas devem abrir seus serviços para usuários de produtos de seus concorrentes? Dei- xar, digamos, um usuário de iPhone car- regar um calendário Outlook ou alguém com uma pulseira inteli- gente Microsoft Band sincronizar dados com um tablet Android. Tornar seu software acessível fora de seu ecossistema pode, por um lado, mostrar ao resto do mundo a superioridade de seus pro- dutos e atrair novos consumidores. Em contrapartida, pode-se perder o atrativo da exclusividade desses serviços. Por que alguém mudaria se já pode ter o melhor que um concorrente oferece? Que postura as gigantes estão adotando em relação aos seus ecossistemas? Trata-se de uma cesta variada. A Apple é a mais fechada. Em geral, desenvolve aplicativos ape- nas para iPhones e iPads. Você não pode fazer uma chamada Face- Time para um Android ou Windows Phone, por exemplo, ou exe- cutar o Apple Maps nesses aparelhos (não que você fosse querer). E não se pode usar o Apple Watch com nada a não ser um iPhone. Você pode, no entanto, usar o iCloud (serviço de armazenamento e sincronização de arquivos on-line da Apple) em um dispositivo Windows, mas não em um que use o Android, da Google. A Google se esforça para tornar seus produtos acessíveis em outras plataformas. Se você tem um iPhone, pode usar aplicativos Google (Gmail, Chrome, Google Maps), serviços (Docs, Sheets, Sli- des) e mesmo lojas digitais (Books, Music Newsstand). Os serviços e lojas também estão disponíveis para usuários de Mac, Windows e Linux. Você pode até ligar um relógio inteligente Android Wear a um iPhone. Por fim, a Microsoft, cujo Office é acessível a tudo que tenha tela, assim como muitos de seus aplicativos móveis. Por que essa inconsistência? Os motivos corporativos individuais ajudam a entender. Embora essas três companhias ofereçam tantos dispositi- vos e serviços similares (OK, quase idên- ticos), cada uma, de fato, usa um modelo de negócios completamente diferente. A Apple está sobretudo no negócio de ven- der hardware; Microsoft, software; Gog- gle, publicidade. Cada uma considera diferentes fatores ao calcular o que abrir. E Apple e Google continuam se rami- ficando; ambas oferecem agora, acredi- te, software para painel de instrumentos de carros e sistema de automação doméstica projetados para seus respec- tivos smartphones. Seguramente a Microsoft não ficará muito atrás. A Sam- sung ostenta seu próprio grupo de pro- dutos competitivos e serviços interliga- dos. E a Amazon – que já foi uma livraria – agora produz telefones, tablets e tevês. O rumo das coisas deve deixar você, consumidor, satisfeito. Tal- vez incomodado com toda a duplicação de esforços, mas feliz que haja concorrência, que sempre gera inovação (e, com frequência, preços menores). E você deve ficar contente que a tendência seja, aparentemente, de essas companhias tornarem mais serviços acessíveis, não importa que celular ou computador você tenha. No fim, os ecossistemas poderão bem ser quase idênticos, também. Talvez nesse ponto a questão volte a ser: “Que celular eu devo ter?”.
  • 19. mestre e doutor em física pela Universidade de São Paulo,onde é professor,tem trabalhado em áreas que incluem problemas relacionados ao tratamento estatístico de dados experimentais.Mais recentemente,tem se dedicado OBSERVATÓRIO www.sciam.com.br 19 Pingue-ponguee raioscósmicos Ao rebater e impulsionar partículas, campos magnéticos funcionam como raquetes Otaviano Helene Se os choques entre raquetes e bolinhas de pingue-pon- gue fossem totalmente elásticos e a massa da raquete fosse muito, muito maior que a da bolinha, ao rebater uma delas, mandando-a de volta exatamente na mesma direção da qual ela veio, sua velocidade seria igual àquela com a qual ela chegou à raquete mais duas vezes a da própria raquete. Os choques entre bolinhas de pingue-pongue e raquetes não são, de fato, totalmente elásticos. Há uma pequena per- da de energia mecânica nesse choque, no qual o coeficiente de restituição é da ordem de 0,9. A massa da raquete (e daquilo que a segura) também não é infinitamente maior que a massa da bolinha, embora seja muito maior, pois bolinhas de pingue-pongue têm menos que 3 g. Por causa desses dois fatores, o ganho pela raqueta- da não chega a dobrar a velocidade da raquete, mas chega bem perto disso. Depois de uma raquetada, uma bolinha de pingue-pon- gue pode atingir, segundo publicações especializadas nesse esporte, de 30 m/s a 40 m/s. Com essas velocidades, ela pode- ria chegar até o adversário em cerca de um décimo de segun- do ou pouco mais. Entretanto, por causa da resistência do ar, a velocidade da bolinha é reduzida para a metade a cada cerca de meio segundo. Assim, o tempo entre uma raquetada e a seguinte, dada pelo adversário, varia de 0,5 s a 1,0 s, dependendo, cla- ro, de quão afastados da mesa estão os jogadores. No tênis, a situação é similar. A cada raquetada, supondo um choque totalmente elástico entre a bolinha e a raquete e que a massa da raquete (mais mão e braço do atleta) seja bem maior que a da bola, esta adquire, após ser rebatida, velocidade igual à sua inicial mais duas vezes a da raquete. Como no pingue-pongue, a resistência do ar reduz a veloci- dade da bolinha. Se não houvesse o ar, as velocidades das bolinhas de tênis e de pingue-pongue aumentariam indefinidamente a cada rebatida. Se as bolinhas e raquetes fossem infinitamente resistentes e os jogadores infinitamente hábeis e rápidos, as bolinhas atingiriam velocidades relativísticas e não conse- guíramos analisar a situação usando apenas as equações de Newton, precisando das equações relativísticas. Vários esportes têm batidas de coisas contra bolas e pete- cas, como o badminton, a pelota basca, o golfe, o beisebol, entre outros. Em todos esses esportes, o efeito físico de transferência de velocidade para a bola é similar à do tênis e do tênis de mesa. E, claro, se a bola estiver parada, ela é lan- çada com o dobro da velocidade daquilo que a atingiu – des- de que sua massa seja bem pequena e o choque seja elástico. Pancadas são formas eficientes de transferir energia para bolas, petecas e outras coisas. E é mais ou menos isso que, possivelmente, também ocorre com alguns raios cósmicos ultraenergéticos. Neste caso, as coisas rebatidas não são bolinhas, mas, sim, núcleos atômicos, como núcleos de ferro ou hidrogênio, e no lugar das raquetes, as coisas que batem são campos magnéticos, como aqueles criados por explosões de supernovas, por exemplo. Esses campos magnéticos funcionam como raquetes ou, no jargão dos físicos, como espelhos magnéticos, já que “refletem” as partículas: os raios cósmicos são rebatidos por esses campos magnéticos, ganhando velocidade a cada vez que isso ocorre. Como os raios cósmicos viajam por regiões do Universo onde não há nada que os possa frear, eles ganham energia a cada encontro com os campos magnéticos, diferentemente do que acontece nos esportes aqui na Terra, onde o ar freia as bolas. Como essas raquetadas podem se repetir inúmeras vezes durante as longuíssimas viagens que essas partículas fazem, elas acabam por atingir velocidades e energias altíssimas. A energia cinética de algumas dessas partículas, apesar de suas massas extremamente pequenas, pode ser compará- vel à de uma bolinha de pingue-pongue. (Para somar uma massa equivalente àquela de uma bolinha de pingue-pongue seriam necessários núcleos de ferro em quantidade de apro- ximadamente dez elevado à vigésima terceira potência.) Sabemos bem de onde vêm as bolinhas de tênis ou de pin- gue-pongue (embora vez ou outra não saibamos bem para onde elas foram). Quanto aos raios cósmicos, uma questão é saber de onde eles vêm. Outra questão é saber, detalhadamente, o processo pelo qual ganham tanta energia, inclusive porque algumas partículas têm energias mais elevadas do que o processo de raquetadas por campos magnéticos permite estimar. Para responder a essas e outras questões, vários grupos de pesquisa pelo mundo afora estudam os raios cósmicos ultraenergéticos. A maior instalação construída com esse propósito, o Observatório de Raios Cósmicos Pierre Auger, está instalado em Mendoza, na Argentina. Essa colaboração conta com a participação de pesquisadores de vários países, inclusive do Brasil.
  • 20. DESAFIOS DO COSMOS 20 Scientific American Brasil | Janeiro 2016 éjornalistadeciênciaespecializadoem astronomiaeastronáutica.Éautordeoitolivros,dentreelesRumoao e . Civilizações superdiscretas Se houver vida inteligente fora da Terra, talvez seus sinais sejam muito recatados Salvador Nogueira Os últimos meses foram tomados por um frisson quando pes- quisadores envolvidos com o projeto de ciência-cidadã Planet Hunters encontraram, em meio aos dados do satélite Kepler, uma estrela que sofre apagões significativos sem periodicidade defini- da. Em certos momentos, o brilho dela chega a cair para menos de 80% do normal. Ordinariamente, o Kepler detecta planetas em torno de estre- las quando eles passam à frente delas, obstruindo parcialmente sua luz. Mas nenhum planeta seria capaz de bloquear um quinto do total da luz de sua estrela-mãe. Algo muito estranho estava acontecendo no jovem astro conhecido como KIC 8462852. A astrônoma Tabetha Boyajian, da Universidade Yale, nos Estados Unidos, coordenou a primeira análise do fenômeno e aventou, em artigo publicado nos Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, que a explicação mais provável para o apagão fosse a passagem de uma família de cometas destroça- dos pela frente da estrela. Isso, contudo, não impediu que seu colega Jason Wright, da Universidade Estadual da Pensilvânia, sugerisse uma explicação mais arrojada – uma gigante obra de engenharia espacial conduzida por uma civilização alienígena. Wright estava se referindo a uma ideia proposta pela pri- meira vez nos círculos científicos pelo físico britânico Freeman Dyson, em 1960. Ele indicou que uma civi- lização avançada com muita “fome” de ener- gia poderia construir uma efetiva cápsula em torno de sua estre- la — de forma a colher 100% da radiação emi- tida por ela. No caso de KIC 8462852, como ora vemos a estrela, é fortemente bloqueada, poderíamos imaginar uma esfera parcial. Mas observações pos- teriores conduzidas pelo Instituto SETI com o Allen Telescope Array não detectaram nenhuma transmissão artificial, e um estudo subsequente coordenado por Massimo Marengo, da Uni- versidade Estadual de Iowa, com o telescópio espacial Spitzer, confirmou que a obstrução da luz pela destruição de uma família de cometas era mesmo a explicação mais razoável. Nada de supercivilização alienígena em ação. Mais do que falar algo sobre a existência de vida inteligente no Universo, o episódio realça como cultivamos ideias retrógradas sobre o que significa ser uma civilização avançada. Em 1964, o astrônomo soviético Nikolai Kardashev imaginou que pudés- semos classificar a evolução de sociedades cósmicas com base no seu consumo de energia. Aquelas capazes de usar o equivalente ao total de radiação incidente em seu planeta seriam do tipo I. Já as que lançassem mão da energia total produzida por sua estrela (as potenciais construtoras de esferas Dyson) seriam de tipo II. Indo mais longe, civilizações capazes de consumir uma fração significa- tiva do total de energia de uma galáxia inteira seriam do tipo III. A premissa é que civilizações progridem necessariamente para consumir cada vez mais energia. Afinal de contas, foi exatamente isso que aconteceu com a humanidade até agora. Contudo, ainda que a passo de tartaruga, a mentalidade por essas bandas parece estar mudando. A noção de um futuro recheado de energia abun- dante está sendo gradualmente trocada por um amanhã de sus- tentabilidade e eficiência energética, onde se faz mais com menos. Convenhamos, nossa progressão rumo ao tipo I na escala Kar- dashev (seríamos no momento algo como tipo 0,7) veio à custa da mudança climática e da degradação do ambiente. Seria uma péssi- ma ideia continuar nessa trajetória de consumo desmedido. Um caminho alternativo que parece mais razoável, diante do que estamos fazendo com a Terra, é o aventado por Amâncio Fria- ça, astrônomo da Universidade de São Paulo. Ele aposta que o con- sumo energético das civilizações atinja um pico e depois comece a cair, conforme elas aprendem as limitações ambientais dos planetas que ocupam e avançam na direção da sustenta- bilidade. Ao fim das contas, civilizações mui- to avançadas seriam ainda mais discretas do que nós mesmos – o que pode ajudar a explicar por que é tão difícil encontrar qualquer sinal delas por aí. NASA/JPL-CALTECH Concepção artística do sistema KIC 8462852. Apagão da estrela foi associado a possível
  • 21. CÉU DO MÊS JANEIRO www.sciam.com.br 21 Cometa vem com chuva de meteoros Catalina atinge brilho máximo e se exibe na constelação do Boieiro, antes de se esconder O mês de janeiro marca o momento de máxima aproximação do cometa Catalina (2013 US10), mas em posição desfavorável para observadores do Hemisfério Sul. Ainda assim, é possível tentar vê-lo se você estiver disposto a madrugar. O pico de brilho deve ser atingido no dia 4, quando o cometa terá magnitude 4,8, ou seja, visível a olho nu – mas apenas em céus livres de poluição luminosa. Cruzando acima do horizonte depois das 3h, na cons- telação do Boieiro (Boötes), na direção norte, ele permanecerá visível, mas nunca muito alto no céu, até o amanhecer. No mesmo dia, teremos o máximo da chuva de meteoros Quadrantídeos, que também tem seu radiante na mesma região do céu. O nome é derivado de uma antiga constelação criada em 1795 pelo astrônomo francês Jérôme Lalande, o Quadrante, depois descartada pela União Astronômica Internacional. Hoje, no mapa das constelações, aquela região pertence à do Boieiro. A origem das Quadrantídeas foi atribuída pelo astrônomo Peter Jenniskens ao asteroide 2003 EH1, que completa uma volta em torno do Sol a cada 5,5 anos e provavelmente é um cometa extinto – um astro que já esgotou seu material volátil após múlti- plas passagens pelas redondezas do Sol. Uma peculiaridade dessa chuva é que seu pico de atividade é bem rápido: se dá em apenas algumas horas, durante as quais o número de meteoros rivaliza com o de chuvas famosas, como as Perseidas e os Geminídeos. Agora, quem não pode madrugar e procura atrações celestes nas primeiras horas da noite poderá se deleitar em janeiro com um passeio pela constelação de Órion, que estará no alto do céu logo após o pôr do sol durante o mês. Trata-se de um dos mais famosos conjuntos de estrelas, facilmente reconhecível pelas “Três Marias”, que compõem o cinturão do caçador Órion. Aliás, a estrela mais a oeste desse trio, Delta Orionis, na ver- dade é ela mesma um grupo estelar, com cinco membros – duas estrelas solitárias e um astro trinário composto por outras três estrelas. Um estudo recente feito com obser- vações do Telescópio Espacial Chandra de Raios X, da Nasa, revelou detalhes da dinâmica desse sistema complexo. Ao norte das Três Marias, você há de notar uma estrela brilhante e avermelhada – Alfa Orionis, ou, como é mais conhecida, Betelgeuse. Trata-se de uma supergigante vermelha, um astro muito mais massivo que o Sol e no fim de sua vida útil. Localizada a 640 anos-luz daqui, ela deve detonar como uma supernova em breve – mas esse “em breve” é na escala astronômica, ou seja, em algum ponto do próximo milhão de anos. Por fim, ao sul das Três Marias, você pode encontrar uma suave mancha difusa, visível a olho nu – a famosa nebulosa de Órion, um berçário estelar a 1.500 anos-luz da Terra. Com telescópios amadores, trata-se de uma das mais magníficas visões que se pode ter. Bons céus a todos! (S.N.) NEWTONCESARFLORÊNCIO QUER VER SUA ASTROFOTOGRAFIA NA SCIAM? ESCREVA PARA ASTROFOTOGRAFIA@EDITORASEGMENTO.COM.BR Asfotosprecisamseremaltaresolução,comnomínimo300dpi,paraserempublicadas. ASTROFOTOGRAFIA Newton Cesar Florêncio, astrofotógrafo de Londrina (PR), registra a nebulosa escura Cabeça de Cavalo (Barnard 33) e sua vizinha mais famosa, a nebulosa de Órion (M42). Imagem é
  • 22. Passagem da Terra pelo Periélio Máximo da chuva de meteoros quadrantídeos (Böotes - Boie Máxima brilho do Cometa C/2013 US10 (Catalina) com a Terr Conjunção inferior de Mercúrio. Máxima aproximação do Cometa C/2013 US10 (Catalina) com DESTAQUES DO MÊS VISIBILIDADE DOS PLANETAS Em Capricórnio e depois Sagitário. Visível ao anoitecer, cada dia mais baixo, na direção do por do Sol. Em conjunção inferior com o Sol em 14. Volta a ser visível pela Visível ao amanhecer na direção do nascer do Sol. Primeiro Vênus em 9. Visível na madrugada, a leste do meridiano, primeiramente na direção da constelação de Virgem e depois Libra. Próximo da Lua em 3. Visível durante toda a noite entre as estrelas da constelação de Leão. Perto da Lua em 27. em 7. Em conjunção com Vênus em 9. Em Peixes. Visível no início da noite, logo após o por do Sol, a oeste do meridiano. Visível ao por do Sol, a oeste, em Aquário. Próximo da Lua em 13. N O 22 Scientific American Brasil | Janeiro 2016
  • 23. Sagitário de 18/12/2015 à 20/01/2016 Capricórnio de 20/01/2016 à 16/02/2016 * O limite das constelações foi estabelecido pela União Astronômica Internacional em 1930, o que permite estabelecer, com grande precisão, o instante de entrada e saída do Sol de cada uma das 13 constelações que são atravessadas pela trajetória anual aparente do Sol, a eclíptica. A carta celeste anexa corresponde à projeção das estrelas visíveis na latitude de 23°27’ Sul (Trópico de Capricórnio) às 21h do dia 15 de JANEIRO. Exceto pela posição dos planetas, a mesma também corresponde à projeção do céu aproximadamente às 22h no início do mês e às 20 vigorando o Horário de Verão. DIA HORA* EVENTO 2 02h31 Lua quarto minguante. 2 08h46 Lua no apogeu, maior distância à Terra. Dis- tância 404.302 km. Diâmetro aparente 29,9’. 2 17h24 Terra passa pelo periélio, menor distância ao Sol - 147,1 milhões de quilômetros. 2 22h57 Lua passa a 5,3°N a estrela Spica (Alfa deVirgem). 3 16h43 Lua passa a 1,8°N de Marte. 4 --- Máximo da chuva de meteoros quadrantídeos (Böotes) 4 17h51 Cometa C/2013 US10 (Catalina) exibe seu brilho máximo, 4,8 magnitudes. 6 02h15 Melhor ocasião para visualizar o brilho da falcada (luz cinérea). O horário refere-se ao nascer da Lua em São Paulo, sem contar o horário de verão. 7 00h28 Lua passa a 3,9°N de Saturno (conjunção). 9 00h59 Vênus a 0,1°N de Saturno. 9 22h31 Lua nova. 12 18h40 Melhor ocasião para visualizar o brilho daTerra (luz cinérea).O horário refere-se ao por do Sol em São Paulo,sem contar o horário de verão. 13 10h12 Lua passa por Netuno. 14 10h59 Mercúrio em conjunção inferior com o Sol – planeta entre o Sol e a Terra. 14 21h11 Lua no perigeu, menor distância à Terra. Dis- tância 369.656 km. Diâmetro aparente 32,4’. 16 03h52 Lua passa por Urano. 16 20h27 Lua quarto crescente. 17 02h09 Cometa C/2013 US10 (Catalina) mais próximo da Terra. 108,44 milhões de quilômetros. 19 04h01 Lua a 8,6°S do aglomerado estelar de Plêiades (Messier 45). 20 00h44 Lua passa a 1,1°N da estrela Aldebaran (Alfa de Touro). 23 22h46 Lua cheia. 24 09h16 Lua passa a 4,9°S do aglomerado estelar de Praesepe (Messier 44). 26 02h36 Luapassaa2,1°SdaestrelaRegulus(AlfadeLeão). 27 20h34 Lua passa a 0,8°S de Júpiter (conjunção). 30 06h03 Lua no apogeu, maior distância à Terra. Dis- tância 404.583 km. Diâmetro aparente 29,9’. 30 10h20 Lua passa a 5,0°N a estrela Spica (Alfa deVirgem). (*) No horário de verão some uma hora www.sciam.com.br 23
  • 25. QUEMUDARÃO O MUNDO IDEIAS2015 10 grandes avanços que irão melhorar a vida, transformar a computação e talvez até salvar o planeta Em 1878, Thomas Edison recorreu às páginas de Scientific American para esclarecer algumas concepções equivocadas sobre uma nova invenção sua: o fonógrafo. Setenta anos mais tarde, um de nossos correspondentes escreveu sobre um substituto para o tubo a vácuo, um dispositivo que poderia resultar em “aparelhos auditivos menores, rádios por- táteis realmente pequenos [e] componentes eletrônicos mais compactos para aeronaves”. A nova invenção chamava-se transístor. Para comemorar seu aniversário de 170 anos, a Scientific American selecionou 10 dos maiores avanços de 2015. Talvez alguns deles entrem na coletânea dos maiores sucessos daqui a 170 anos. – Os editores INOVAÇÃO Ilustrações de Tavis Coburn www.sciam.com.br 25
  • 26. 26 Scientific American Brasil | Janeiro 2016 Máquinas controladas pelos olhos No início deste ano, Erik Sorto, um tetra- plégico, usou seus pensamentos para guiar um braço robótico a levar uma cerveja até seus lábios. O problema dessa façanha impressionante é que sua tecnologia, um chip repleto de eletrodos implantado no cérebro, é cara e invasiva, e muitas vezes requer meses de treinamento. Pior, poucas e físico exigido pela técnica. Em vez de criar uma ligação direta entre a atividade elétrica do cérebro e máquinas, Aldo Faisal, professor associado de neuro- tecnologia no Imperial College de Londres, quer usar movimentos oculares para contro- lar cadeiras de rodas, computadores e jogos de videogame. Ele e seus colegas construí- ram óculos especiais que registram os movi- mentos dos olhos do usuário e transmitem esses dados para um computador. Em seguida, um software traduz essas informa- ções em comandos para máquinas. Quase qualquer pessoa pode usar a tecnologia, inclusive amputados, tetraplégicos e aqueles que sofrem de Parkinson, esclerose múltipla menos de US$ 50. Em uma exposição de ciências, a maioria de milhares de voluntá- bem após 15 segundos para jogar o video- game Pong, sem necessidade de instruções. Baseando-se em 70 anos de pesquisas sobre a neurociência de movimentos ocula- res, Faisal e seus colegas escreveram algorit- mos que transformam um olhar em um comando para uma cadeira de rodas, uma piscada em um clique do mouse, ou o movi- mento rápido de uma pupila [contração ou dilatação] em uma guinada de um game paddle, ou joystick, o dispositivo de controle de jogos. Para prever intenção, os algorit- mos dependem de treinamento com dados do mundo real, adquiridos através do regis- tro dos movimentos oculares de voluntários enquanto eles dirigiam uma cadeira de rodas com um joystick ou operavam um braço robótico. Gradativamente, o software aprendeu a diferenciar entre, por exemplo, o jeito como as pessoas olham para um copo quando estão avaliando seu conteúdo e quando querem pegá-lo para dar um gole. Antes que Faisal possa comercializar quaisquer dispositivos médicos baseados na para ensaios clínicos. Enquanto isso, um sub- sídio de 4 milhões de euros da União Euro- peia apoiará seu grupo enquanto este desenvolve exoesqueletos robóticos que pessoas paraplégicas poderiam controlar utilizando o software de monitoramento ocular que criou. —Rachel Nuwer IDEIAS QUE MUDARÃO O MUNDO
  • 27. www.sciam.com.br 27Ilustração de Don Foley downrange Foguetes a micro-ondas Modelo de baixo custo pode impulsionar exploração espacial Há mais de 50 anos, cerca de 90% do peso dos foguetes usados para atingir a órbita terrestre é constituído de combustível e material de propulsão, deixando pouco espaço para cargas. Se fosse possível dimi- nuir esse peso, se reduziriam também os custos de programas espaciais. Em 1924, o cientista russo Konstantin Tsiolkovsky expôs um jeito para fazer isso acontecer ao sugerir que raios de micro-on- das disparados por transmissores baseados em terra poderiam fornecer a energia necessária para a subida de um foguete. Tsiolkovsky propôs usar espelhos parabóli- cos para apontar“um feixe paralelo de raios eletromagnéticos de curto comprimento de onda”para a“barriga”, ou parte de baixo, de um foguete, aquecendo o material de pro- pulsão para produzir empuxo sem a neces- sidade de grandes quantidades de combus- mente alcançou a visão de Tsiolkovsky. Os de micro-ondas por emissão estimulada de radiação) foram inventados na década de 1950, mas foi só após surgirem geradores melhores e mais acessíveis,chamados giro- trons, eles conseguiram atingir níveis de energia em escala megawatt necessários para lançamentos espaciais. Recentes avan- ços em baterias e outros sistemas de arma- zenamento de energia também possibilita- grandes sem sobrecarregar a rede elétrica. Kevin Parkin comandou um estudo pio- neiro sobre esse conceito em 2012, no Insti- tuto de Tecnologia da Califórnia (Caltech). Baseada em parte no trabalho de Parkin, a empresa Escape Dynamics está realizando testes para desenvolver um sistema reutili- zável, acionado por micro-ondas, que pode- ria levar satélites, e, futuramente talvez até humanos ao espaço. Em julho a Nasa adi- cionou a tecnologia de foguetes impulsio- nados por radiação ao seu roteiro para o desenvolvimento de tecnologia futura. — Lee Billings 1 2 3 downrange 6 Cerca de 90% do peso de foguetes é formado por combustível e materiais de propulsão
  • 28. 28 Scientific American Brasil | Janeiro 2016 SCIENCESOURCE(vírus) Arrasto de vírus com quase 100% de precisão infecção, médicos geralmente usam a rea- ção em cadeia da polimerase (PCR), que “amplia” fragmentos de DNA em uma dada. Mas a técnica exige do médico ter alguma previsão de quais vírus procurar. Em setembro passado, uma equipe da Universidade Columbia, em Nova York, criou um método para eliminar essas suposições, detectando todos os vírus em nal com precisão de quase 100%. O méto- do permite fazer 21 análises simultâneas em menos de 48 horas a um custo esti- mado de apenas US$ 200 por amostra. Além disso, a técnica também detecta sejam pelo menos 40% idênticos aos conhecidos.“Quando alguém vai a um pronto-socorro e é submetido a todos os tipos de exames, isso custa milhares de dólares”, observa W. Ian Lipkin, professor de epidemiologia na Escola Mailman de Saúde Pública da universidade.“Esse método é muito barato e nos permite per- sonalizar a medicina ao lhe dizer exata- mente o que você tem.” Lipkin e seus colegas criaram primeira- mente um banco de dados de mais de mil vírus de vertebrados. Em seguida, sinteti- zaram sondas genéticas para combinar com todas as cepas de todos os vírus — to DNA de 25 a 50 nanômetros. Quando uma sonda encontra um vírus correspon- dente, ela se liga a ele. Para extrair esses vírus, técnicos adicionam “pérolas” mag- néticas que medem de um a três mícrons de diâmetro à mistura; um ligante quími- co então liga essas “pérolas” ou grânulos às sondas genéticas e vírus que captura- ram. Depois disso, os pesquisadores põem tubo com a mistura em um suporte mag- nético, que atrai as sondas para as paredes do tubo. Depois de isolar e lavar os con- juntos sonda-pérola-vírus, eles sequen- ciam geneticamente os vírus, eliminando o risco de falsos positivos. Lipkin e seu grupo agora procuram formar uma parce- ria comercial para distribuir a tecnologia a hospitais e clínicas. Eles também planejam adicionar sondas para todas as bactérias e fungos infecciosos conhecidos. — R.N. Ilustração de Don Foley O H1N1 INFLUENZA é um de muitos vírus detectados por um único novo teste inédito. Sondas cerebrais Dispositivos eletrônicos macios podem impulsionar a neurociência Para desvendar os mistérios do cérebro, cientistas precisam monitorar neurônios delica- da e em objetos de estudos vivos. Mas, em termos gerais, sondas cerebrais têm sido ins- trumentos de força bruta. Uma equipe na Universidade Harvard, liderada pelo químico Charles Lieber, espera que implantes de malhas de polímeros, macias como seda e cheia de sensores eletrônicos incrustados, em camundongos vivos. Uma vez que tenha provado ser segura, ela poderia ser utilizada em pessoas para estudar como a cognição brota da ação de neurônios individuais e para tratar de doenças como Parkinson. —Seth Fletcher amarelo 1 2 (vermelho) IDEIAS QUE MUDARÃO O MUNDO
  • 29. www.sciam.com.br 29 CORTESIADEGENERALFUSION Fusão encolhe para crescer Após décadas de lento progresso e investimentos pesados, alguns grupos de pesquisa de energia estão mudando sua estratégia Defensores da energia de fusão podem ser acusados de serem excessivamente oti- mistas, mas jamais de pensar“pequeno”.A fusão ocorre quando dois átomos se fundem para, juntos, formarem um terceiro, conver- tendo matéria em energia. Esse é o processo que alimenta o Sol, e os principais projetos do mundo da fusão são igualmente grandes e grandiosos. Um consórcio de sete países está construindo na França o Reator Termo- nuclear Experimental Internacional (ITER, na sigla em inglês). Seu reator de US$ 21 bilhões em forma de“rosquinha”usará mag- netos supercondutores para criar plasma a fusão. Quando concluído, o ITER pesará 23 mil toneladas, três vezes o peso da Torre Eif- fel, em Paris. Seu principal concorrente, a National Ignition Facility (NIF), do Laborató- rio Nacional Lawrence Livermore, na Cali- fórnia, é igualmente complexo: ele dispara 192 lasers contra uma pequena“bola”de combustível, até esta ser submetida a tem- peraturas de 50 milhões de graus Celsius e pressões de 150 bilhões de atmosferas. Apesar de tudo isso, uma usina de ener- gia por fusão operacional, baseada nas tec- nologias do ITER ou da NIF, continua a décadas de distância. Uma nova safra de pesquisadores está seguindo uma estratégia diferente: encolher em vez de expandir. Em 2015, a ARPA-E, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada–Energia dos EUA, inves- tiu quase US$ 30 milhões em nove projetos menores visando uma fusão acessível atra- vés do programa Aceleração de Plasma com Aquecimento e Montagem de Baixo Custo (Alpha, na sigla em inglês). Um proje- to representativo, executado pela empresa Magneto-Inertial Fusion Technologies, de Tustin, na Califórnia, está sendo concebido para atingir um plasma com uma corrente para induzir a fusão.A abordagem tem pedi- gree: cientistas do Laboratório Nacional de Los Alamos empregaram esse efeito em 1958 para criar a primeira reação de fusão sustentada em um laboratório. Empresas não afiliadas ao projeto Alpha também estão nessa corrida.A General Fusion, no Canadá, construiu um dispositivo que usa ondas de choque que se propagam por metal líquido para induzir fusão.ATri Alpha Energy está construindo um reator de 23 metros de comprimento que dispara par- tículas carregadas umas contra as outras. E a gigante da defesa Lockheed Martin diz que terá um reator de fusão magnética do tama- nho de um contêiner de transporte que será comercialmente disponível em uma década. O histórico da fusão sugere que esses projetos devem ser vistos com ceticismo. Mas, se qualquer uma dessas abordagens conseguir produzir energia limpa e abun- dante, sem resíduos radioativos, ela poderia resolver males que vão da pobreza energéti- ca a mudanças climáticas com uma única inovação. —David Biello PROTÓTIPO em uma esfera central.
  • 30. 30 Scientific American Brasil | Janeiro 2016 Segurança para transgênicos Interruptor genético pode evitar contaminação ambiental Números incalculáveis de bactérias Escherichia coli produzem pelo mundo coisas úteis como insulina medicinal, polímeros sintéticos e suplementos alimentares.Após cumprirem seus papéis, elas são descartadas como resí- duo industrial ou reusadas como fertilizante. Esse descarte atualmente constitui pou- co risco ambiental, pois a E. coli transgênica é fraca comparada a suas primas selvagens e não sobreviveria por muito tempo fora do laboratório. Mas e se no futuro bactérias transgênicas mais resistentes forem libera- das por acidente? Ou se elas compartilha- tência a antibióticos, por transferência horizontal de genes? Ou se uma empresa dos no DNA de uma bactéria patenteada? temas de segurança à prova de falhas. Em 2009, Brian Caliando, bioengenheiro à época na Universidade da Califórnia em São Francisco (UCSF), começou a trabalhar em uma forma de garantir a destruição do bactéria antes de ela escapar ou ser rouba- da. Ele havia lido recentemente sobre o método CRISPR [sigla, em inglês, de repeti- ções palindrômicas curtas agrupadas e regularmente interespaçadas], uma defesa que bactérias usam para picotar e destruir o DNA de vírus invasores, e percebeu que poderia usá-lo como um“interruptor assas- sino”embutido em bactérias transgênicas. Primeiro na UCSF e depois no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), Caliando desenvolveu o DNAi, um sistema baseado em CRISPR que leva bactérias a programou plasmídeos, pequenos círculos de DNA que se replicam autonomamente formam o interruptor. Em seguida, ele inse- riu esses plasmídeos em E. coli genetica- e infectaram as bactérias com seus progra- mas mortais.A adição do açúcar chamado arabinose à cuba de cultura aciona o inter- ruptor matador, e o dispositivo DNAi come- O trabalho de Caliando foi publicado em Nature Communications, em 2015. Os mes- mos princípios poderiam ser adaptados para funcionar em diversos organismos e condi- ções. O DNAi poderia, por exemplo, impe- dir a polinização cruzada entre organismos lavouras, ou campos próximos, sugere Caliando. — Jennifer Abbasi ainda não inventados, podem ir parar onde são indesejados. Cientistas desenvolvem sistemas para evitar contingências desse tipo IDEIAS QUE MUDARÃO O MUNDO
  • 31. www.sciam.com.br 31Ilustração de Don Foley (acima) (à direita): Termoaspirador Espelho versátil absorve calor e o irradia para o espaço exterior Aparelhos de ar-condicionado respon- dem por quase 15% do consumo energético de edifícios nos EUA. O número de dias com calor recorde pode aumentar muito nas próximas décadas. Como arrefecer nossas casas e locais de trabalho e, ao mesmo tem- po, reduzir o consumo de energia? Para pesquisadores da Universidade de Stanford, parte da solução é um espelho que absorve o calor de edifícios banhados pelo Sol e o irradia para o espaço sideral. O con- ceito básico, conhecido como resfriamento radiativo, se originou na década de 1980, quando engenheiros descobriram que cer- tos tipos de coberturas de metal pintado “extraíam”calor de edifícios e o irradiavam em comprimentos de onda que passam livres pela atmosfera. Mas o processo nunca funcionou durante o dia, pois ninguém tinha feito um material que irradiasse energia tér- Em ensaios sobre o telhado de seu labo- ratório, a equipe de Stanford testou seu dis- positivo, feito de camadas de dióxido de háf- nio e dióxido de silício sobre uma base de solar. Os átomos de dióxido de silício se comportam como pequenas antenas que absorvem calor do ar de um lado do painel e emitem radiação térmica do outro. O mate- rial irradia principalmente em comprimen- tos de onda entre oito e 13 nanômetros. Como a atmosfera da Terra é transparente a esses comprimentos de onda, em vez de aquecer o ar ao redor do prédio, o calor escapa para o espaço. Mesmo exposto à luz solar direta, a temperatura da“bolacha”de 20 centímetros de diâmetro do grupo é cer- ca de 5oC mais baixa que a do ar. Shanhui Fan, engenheiro elétrico de Stanford e autor sênior de um artigo de 2014, publicado em Nature, descrevendo o trabalho, imagina que painéis desse material poderiam cobrir edifícios. Com seu telhado expelindo continuamente calor, o ar-condi- cionado de um prédio poderia funcionar a uma taxa mais módica e consumir menos energia. Outras aplicações também seriam possíveis. Remover o componente espelho e combinar o material com células solares, por exemplo, poderia arrefecer as células foto- voltaicas, permitindo, ao mesmo tempo, que cientes.“É muito interessante pensar sobre como seria possível acessar esse enorme recurso termodinâmico que o Universo representa como um sumidouro de calor”, comenta Fan.“Realmente só estamos muito no começo do reconhecimento dessa fonte de energia renovável subexplorada.”— R.N. (cinza) (preto)
  • 32. 32 Scientific American Brasil | Janeiro 2016 Máquinas autodidatas Tecnologia de aprendizado profundo ajuda inteligência A Google, o Facebook e outros gigantes corporativos estão dando importantes pas- sos na construção de tecnologia capaz de aprender por conta própria. Seus esforços dependem fortemente de algo conhecido como aprendizado profundo. Enraizadas na ideia existente há décadas de que computadores seriam mais inteli- gentes se operassem mais como o cérebro humano, as redes de aprendizado profundo consistem em camadas sobrepostas de uni- dades de processamento conectadas, cada uma das quais executa uma operação dife- As redes de aprendizado profundo têm mui- to mais camadas que as neurais convencio- nais. Quanto mais profunda é a rede, mais camadas ela tem e mais elevado é o nível de abstração em que ela é capaz de operar. O aprendizado profundo ganhou impul- so em meados dos anos 2000 com o traba- Toronto,Yoshua Bengio, da Universidade de Montreal, eYann LeCun, da Universidade de NovaYork. Mas só recentemente a tecnolo- gia começou a fazer incursões comerciais. Um exemplo disso é o Google Fotos, lança- do em maio. O software é capaz de carregar minimizadas. Ele consegue fazer isso porque aprendeu a reconhecer rostos com a exposi- ção a milhões de imagens analisadas pelo sistema. Uma vez que tenha treinado em narizes e as bocas de pessoas individuais em imagens que nunca viu antes. O aprendizado profundo pode fazer mui- to mais que organizar fotos. Ele pode mar- que exibe comportamentos praticamente indistinguíveis dos de humanos. Em feverei- ro, a DeepMind (comprada pela Google em 2014 por US$ 617 milhões), sediada em Lon- dres, informou ter usado o aprendizado pro- fundo para construir um computador auto- didata, capaz de ensinar a si mesmo a jogar dezenas devideogames da empresa Atari. Após muita prática, o software teria vencido humanos peritos nesses jogos. O passo é pequeno, mas a era das máquinas tem de começar em algum lugar. — Gary Stix IDEIAS QUE MUDARÃO O MUNDO