Observando o Ciclo da Água

Para onde vai a água que entra no solo? (vai para dentro da terra, escoa para o lençol freático, é absorvida pelas plantas) Onde ela reaparece? (nas nascentes, nos rios) E quando ela evapora? Para onde vai? (para o céu, nas nuvens, vira chuva) e quando cai como chuva, para onde vai? (entra na terra, vai para os rios, vira enchente) E como a gente usa a água? Que água a gente usa? É a água da chuva? (da Sabesp, da torneira). Mas para ter água na torneira, de onde a empresa responsável pela distribuição da água retira a mesma ? (de lagos, de represas) Se a empresa responsável pela distribuição da água tirar a água da represa, a água da represa pode acabar? (não acaba porque chove). Por que às vezes tem racionamento de água? (porque falta água). Com essa discussão, o professor leva os alunos a pensarem sobre o ciclo da água na natureza e a nossa dependência desse ciclo para o abastecimento de água. E no terrário, para onde vai a água do terrário? O terrário está fechado, portanto não tem como a água escapar. O que acontece com ela?

Jardim garrafa: plantas florescem em ecossistema que não tem sido aberto desde 1972

Tanto florescimento de vida vegetal em apenas uma garrafa. Será que isso é mesmo possível? Por mais incrível que pareça, esse jardim garrafa é ainda mais incrível do que parece: não tem sido aberto desde 1972.

David Latimer, 80 anos, é o dono deste curioso experimento que não tem tomado muito do seu tempo. A última vez que ele regou as plantas, o Brasil era governado pelo regime militar e Emílio Garrastazu Médici era presidente.
Mas como essas plantas sobrevivem? Seria uma montagem? De acordo com especialistas, não. É totalmente possível que plantas formem um miniecossistema que “cuida de si mesmo”. E, aparentemente, é o caso do jardim lacrado do Sr. Latimer (embora ninguém possa dizer com certeza se ele realmente não abre ou vem regando a garrafa com frequência).

Jardim garrafa

No domingo de Páscoa de 1960, o Sr. Latimer pensou que seria divertido começar um jardim garrafa, por curiosidade.

Em um garrafão globular de cerca de 37 litros, Latimer derramou um pouco de composto e cuidadosamente colocou uma muda de plantas do gênero Tradescantia, usando um pedaço de arame.

Na época, colocou só um pouco de água, e apenas em 1972 deu outra “regada”. Desde então, o sistema tem prosperado, enchendo sua garrafa com folhagem saudável.

“O jardim fica em uma janela, para tomar um pouco de luz solar. As plantas crescem em direção à luz”, conta o Sr. Latimer.

Cientistas explicam que o jardim garrafa criou seu próprio ecossistema em miniatura. Apesar de ter sido cortado do mundo exterior, porque ainda está absorvendo luz, pode realizar fotossíntese, o processo pelo qual as plantas convertem luz solar em energia que precisam para crescer. A fotossíntese cria oxigênio e também coloca mais umidade no ar. A umidade se acumula no interior da garrafa e “chove” de volta na planta.

As folhas que apodrecem caem na parte inferior da garrafa, criando o dióxido de carbono necessário para a fotossíntese e os nutrientes que as plantas reabsorvem através das suas raízes.

A garrafa está atualmente em exposição sob as escadas no corredor da casa do Sr. Latimer em Cranleigh, Surrey (Reino Unido), no mesmo lugar que ocupou por 27 anos.

Segundo o designer de jardim e apresentador de televisão Chris Beardshaw, o jardim garrafa é um grande exemplo da maneira pela qual as plantas são capazes de se reciclar, e mostra a razão pela qual a NASA está interessada em levar plantas ao espaço.

“Plantas operam como purificadores, tirando poluentes no ar, de modo que uma estação espacial pode efetivamente se tornar autossustentável”, disse. “Este é um grande exemplo de quão pioneiras as plantas são, e como persistem dada as oportunidades”.

O Sr. Latimer espera passar o “experimento” adiante para seus filhos adultos uma vez que não estiver mais por perto. Se eles não quiserem, vai deixá-lo com a Royal Horticultural Society, uma sociedade britânica, para ver por quanto tempo esse ecossistema sustentável pode perdurar.

O processo

Jardins garrafa só precisam de luz para sobreviver. Ela é absorvida sobre as folhas da planta pelas proteínas que contêm clorofila (um pigmento verde). Parte dessa energia da luz é armazenada sob a forma de trifosfato de adenosina (ATP), e o restante é usado para remover elétrons a partir da água absorvida do solo pelas raízes das plantas.

Estes elétrons então tornam-se “livres” e são usados em reações químicas que convertem o dióxido de carbono em carboidratos, liberando oxigênio. Este processo de fotossíntese é o oposto da respiração celular que ocorre em outros organismos, incluindo humanos, em que os carboidratos que contêm a energia reagem com o oxigênio para produzir dióxido de carbono e água e liberar energia química.

Mas o ecossistema também usa respiração celular para quebrar material em decomposição derramado pela própria planta no solo. Nesta parte do processo, as bactérias no interior do solo da garrafa absorvem oxigênio dos resíduos, liberando dióxido de carbono que a planta pode reutilizar.

E, claro, à noite, quando não há luz solar para conduzir a fotossíntese, a planta também utiliza a respiração celular para manter-se viva, quebrando os nutrientes armazenados.

Como o jardim garrafa é um ambiente fechado, o ciclo de água também é um processo de autocontido. A água na garrafa é absorvida pelas raízes das plantas, liberada para a atmosfera durante a transpiração, e condensada, onde o ciclo começa novamente.

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COMPASSO QUE VARIA DE PESSOA PARA PESSOA

PARA ALGUNS, ACORDAR CEDO É SINÔNIMO DE VITALIDADE E ENERGIA. PARA OUTROS, É COMO COMEÇAR O DIA COM O PÉ ESQUERDO. ENTENDA COMO A CRONOBIOLOGIA EXPLICA PORQUE UNS SOFREM MAIS QUE OUTROS COM A MUDANÇA DE HORÁRIO

ANA LAURA PARAGINSKI | alparaginski@ucs.br
Fotos de ClaudiaVelho

O ritmo circadiano é a maneira pela qual nosso organismo se adapta à duração do período claro (dia) e do período escuro (noite), de forma a sincronizar as funções fisiológicas com a duração de um dia (aproximadamente 24 horas). Por exemplo, o ciclo sono-vigília se organiza dentro do período das 24 horas de duração do dia. A oscilação da nossa temperatura corporal também obedece a um ritmo em que ela diminui de madrugada, e, perto da hora de acordar, volta a subir, e isso se repete todos os dias. Por isso, diz-se que a temperatura corporal apresenta um ritmo circadiano. "Essa adaptação se dá pela expressão de diferentes genes, os chamados genes do relógio. Nós temos um oscilador central localizado no nosso cérebro e que vai regular a expressão desses genes nos seus neurônios de acordo com a presença ou ausência da luz. Esse é o relógio biológico principal, chamado Núcleo Supraquiasmático (NSQ)", relata a professora do curso de Biologia da UCS e PhD em Cronobiologia Humana, Giovana Dantas de Araújo. Então, quando falam em relógio biológico, você pode estar ciente de que ele realmente existe e fica dentro da nossa cabeça. "A oscilação do núcleo supraquiasmático comanda oscilações em relógios secundários existentes em outros tecidos que também vão modificar a expressão de seus genes por ordem desse relógio central. Juntos, eles formam um sistema temporizador. A própria expressão gênica no núcleo também obedece a um ritmo circadiano, com genes que são expressos durante o dia e genes que são expressos durante a noite", ressalta Giovana.

MELATONINA: O HORMÔNIO DO ESCURECER

Ao escurecer, a ausência de luz provoca modificação nas células da retina implicadas na percepção da variação na luminosidade e não da visão. Estas disparam sinais que são enviados para ativar o núcleo supraquiasmático. Este, por sua vez, faz com que o gânglio cervical superior libere o neurotransmissor noradrenalina que estimula a glândula pineal a produzir e secretar a melatonina a partir do aminoácido triptofano. "A melatonina é o hormônio responsável por sinalizar o início da noite e sua duração e, assim, iniciando uma cascata de eventos fisiológicos justamente para preparar o organismo para o repouso", salienta a professora.

A principal enzima envolvida na síntese da melatonina, a N-acetiltransferase (NAT), é estimulada pela escuridão e a presença de luz faz com que ela seja destruída. Então, a própria luz, ou a sua ausência, é o sinal para começar e terminar o processo. Além disso, existe uma relação direta entre o aumento da disponibilidade de noradrenalina e o pico noturno de melatonina. Portanto, a secreção de melatonina também apresenta um ritmo diário. Sendo assim, o ritmo está presente em todos os seres humanos, inclusive nas pessoas cegas. Na verdade, todos os organismos apresentam um ritmo biológico.

"Como é possível notar, o nosso relógio biológico se sincroniza com a duração do dia e isso leva à sincronização de várias outras funções. Então, a presença da luz do dia é a principal pista ambiental que nós temos para acertar o relógio biológico, mas outras pistas também são importantes, desde que haja regularidade, ou seja, ocorram sempre em torno do mesmo horário. Estas são pistas sociais, como a hora do início do trabalho e a hora das principais refeições", comenta Giovana.

Pesquisas mostram que se as células NSQ são cultivadas in vitro, elas são capazes de manter seu próprio ritmo na ausência de sinais externos. Isso significa que o ritmo é gerado endogenamente em cada pessoa. Se cada pessoa gera seu próprio ritmo, existem diferenças de uma pessoa para outra e isso pode acarretar consequências que vão desde a adaptação mais rápida ou mais demorada ao início do horário de verão até a maior presença de sintomas depressivos em pessoas com determinado perfil cronobiológico.

VOCÊ É MATUTINO OU VESPERTINO?

Todo mundo conhece alguém que acorda super cedo com toda a energia. Chega no trabalho, agiliza as atividades e cumprimenta a todos com muita euforia. Mas também é conhecida aquela pessoa que tem dificuldade para acordar cedo, chega com "cara de velório", mas é a última a sair do trabalho, além de estar sempre disposta para aquele happy hour no final do dia e vai dormir depois da meia noite. Para essa pessoa, horário de verão é um horror. A essa diferença individual que diz respeito às variações na expressão rítmica dos padrões biológicos e comportamentos chamamos de cronotipo.

Embora sejamos a maioria do tipo indiferente, ou seja, "nem tão cedo e nem tão tarde", todos podemos reconhecer as características de um ou de outro tipo em nós mesmos. Portanto, conseguimos nos adaptar às rotinas de trabalho e estudo mais convencionais: acordar às 7h para estar no trabalho às 8h ou 8h30; realizar todas as nossas atividades até às 19h ou 19h30 para às 23h estar dormindo. Porém, existem pessoas que não são assim: ou são mais matutinas ou mais verpertinas, como nos exemplos do parágrafo anterior. Portanto, não convém ficar julgando as pessoas ou chamando-as de preguiçosas. Isso é um tipo biológico e está presente em muitas pessoas que pertencem ao nosso convívio diário.

A distribuição dos cronotipos na população é genética, mas o ambiente influencia e, além disso, a preferência matunidade-vespertinidade muda com a idade e com o sexo. Bebês são mais matutinos. Na adolescência, tornamo-nos mais vespertinos. O ápice da vespertinidade ocorre aos 19 anos para as mulheres e aos 21 para os homens. Depois, a maioria das pessoas passa a se aproximar da matutinidade, primeiro as mulheres, e os homens depois, aos 50. Então, no decorrer da vida, a maioria é indiferente, mas numa idade mais avançada vamos nos tornando mais matutinos.

O JET LAG SOCIAL

Para pessoas mais matutinas ou mais vespertinas, os horários convencionais podem ser conflitantes com o tempo interno e tanto sua produtividade no trabalho, como sua qualidade de vida podem ficar comprometidas. Essa diferença entre o horário convencional e o horário ideal de cada pessoa é chamada de jet lag social porque, à semelhança do que acontece quando se viaja e se troca o fuso horário, o indivíduo fica dessincronizado.

A obrigação de acordar e dormir em horários biologicamente inadequados cria um conflito entre o sincronizador social (horário de trabalho/estudo) e o ritmo interno do indivíduo. Porém, a adaptação das funções fisiológicas, em virtude das mudanças ambientais sinalizadas pelo núcleo supraquiasmático, não ocorre de maneira adequada porque as variáveis fisiológicas se adaptam com a mesma velocidade ao horário: o NSQ "manda", mas algumas funções ?não obedecem?, e a própria expressão dos genes dentro do núcleo também fica descompassada.

Para a professora de Fisiologia da UCS, Claudia Adriana Bruscatto, o sono tem os objetivos de organizar as informações coletadas durante o dia e restaurar as fontes de energia. "Com as alterações do horário de verão, tanto para adiantar como para atrasar, o nosso relógio biológico é alterado e isso leva a resultados como sonolência durante o dia, irritabilidade, déficit de atenção, entre outros", explica Claudia. Para Giovana, o principal efeito dessas alterações, especialmente no ambiente de trabalho, é o impacto sobre a capacidade mental das pessoas, afetando memória e cognição, o que gera uma maior possibilidade de se cometer erros ou de ocasionar acidentes. "A exposição à luz artificial por longo tempo, como ocorrem em fábricas, hospitais, shoppings centers e outros locais, onde os trabalhadores não têm acesso à luz natural, é outro fator que pode acarretar em prejuízo para o ritmo biológico, bem como para o humor", ressalta.

Existem muitas evidências de que a sonolência e a fadiga causadas por desalinhamento circadiano e débito de sono têm sido as principais causas de acidentes graves e tragédias em indústrias e transporte e também a causa de erros médicos cometidos por plantonistas e residentes. O polimorfismo de alguns genes do relógio também pode predispor ao comprometimento cognitivo associado à ruptura de ritmo do ciclo sono-vigília, como ao observado na privação de sono durante a noite, mostrando que existe um componente genético que leva a diferenças individuais.

A INFLUÊNCIA DA LUZ

As principais fontes de luz artificial as quais estamos expostos são as lâmpadas fluorescentes, telas de computador, televisão e aparelhos celulares que emitem na faixa do comprimento de onda do azul, a mais comum atualmente. Essa exposição à luz artificial por um longo período, principalmente a partir do horário em que já escureceu, é prejudicial tanto para a regulação do ritmo biológico quanto para o humor, já que essa mesma via também se comunica com o sistema límbico, uma região cerebral importante para a regulação do humor. As células da retina que enviam informação através dessa via são extremamente sensíveis ao comprimento de onda do azul, enquanto são muito menos sensíveis para o comprimento na faixa do vermelho.

A compreensão da cronobiologia é fundamental para a organização do trabalho nessa sociedade que vive as 24 horas do dia. A adequação ambiental dos locais de trabalho também é muito importante, já que a luminosidade é o fator que mais fortemente influencia o ritmo biológico. Entender o impacto dos ritmos biológicos, principalmente do ritmo circadiano, a tipologia cronotípica sobre o rendimento de cada indivíduo, a cognição e o humor pode nos auxiliar a escolher os horários de trabalho de forma personalizada para que cada colaborador possa dar o seu melhor sem prejudicar sua qualidade de vida. Isso facilitaria as relações nos ambientes de trabalho, tornaria essas pessoas mais produtivas, mais satisfeitas consigo mesmas e mais comprometidas.

NÃO SOFRA TANTO COM A MUDANÇA DE HORÁRIO. SIGA ESTAS DICAS: "Comece a modificar seus hábitos de dormir uns 2 ou 3 dias antes da mudança do horário. Procure deitar na cama um pouco mais cedo, isso faz com que o organismo vá se acalmando aos poucos. Praticar exercícios físicos melhora a qualidade do sono, porém nos primeiros dias, devem-se evitar exercícios intensos ao final do dia, pois com a prática nesse horário, aumenta a temperatura corporal e altera a produção de alguns hormônios, como o cortisol e isso dificulta ainda mais o 'pegar no sono' nos primeiros dias". Prof. Claudia Adriana Bruscatto "A forma como o ambiente é iluminado é mais importante que a quantidade de luz . A cor da luz pode ter um efeito devastador, principalmente em longo prazo. A troca das lâmpadas fluorescentes por aquelas que melhor imitam a luz natural é recomendada. Mesmo assim, o ideal é se expor o menos possível à luz após o anoitecer, para não prejudicar a produção de melatonina e não dessincronizar os relógios biológicos". Prof. Giovana Dantas de Araújo

FONTE:

Revista UCS - É uma publicação bimestral da Universidade de Caxias do Sul que tem como objetivo discutir tópicos contemporâneos que respondam aos anseios da comunidade por conhecimento.

Ecossistemas Dependentes

Ecossistemas Dependentes

      As zonas afóticas, destituídas de luz, como as zonas abissais dos mares, abrigam uma variedade relativamente grande de seres vivos, no entanto, essas regiões não são dotadas de seres produtores fotossintetizantes. Desconsiderando a atividade de produtores quimiossintetizantes, a existência de vida nas zonas afóticas deve-se à presença de cadeias alimentares iniciadas por animais detritívoros.

Os detritos orgânicos existentes nessas regiões são oriundos das partes iluminadas superficiais. Por isso, as zonas afóticas podem ser consideradas ecossistemas dependentes.

Sabendo que a energia química contida nos detritos orgânicos vindos das zonas iluminadas superficiais foi produzida à custa de energia luminosa, por meio da fotossíntese, pode-se concluir que mesmo os sares dessas regiões escuras são metabolicamente mantidos por esse tipo de energia.

        Em muitas cavernas escuras, os morcegos atuam como elementos mantenedores de vida. Esses animais, em última análise, constituem o elo entre o mundo aluminado e o mundo escuro das cavernas, trazendo para esses ambientes a energia química que adquiriram ao se alimentar de insetos ou de frutas quando voam durante a noite à cata de alimento. As fezes desses animais, ricas em nutrientes, tornam-se a principal fonte de alimento para a comunidade que habita a caverna: grilos, moscas, besouros e mariposas, entre outros seres. Tais animais, alimentando-se diretamente dos excrementos do morcego, servem, por sua vez, de alimento para seres como aranhas e centopéias. Assim, esses seres das cavernas escuras são também dependentes da energia solar.

    As cidades, assim como as zonas afóticas, são também consideradas ecossitemas dependentes, uma vez que a maior parte da energia biológica que garante sua manutenção é oriunda de outras áreas, as zonas rurais. Como conisderra Eugene P. Odum, no livro Ecologia (Rio de Janeiro, guanabara Koogan, 1988), as cidades são ecossistemas dependentes de grandes áreas externas para a obtenção de alimento, fibras, metais, água e outros materiais para a sustentação da vida e das atividades nelas processadas.

Fonte: Paulino Roberto Wilson. Biologia 3. Editora Àtica, 15ª edição. 2008