Cientistas testemunharam uma alga unicelular evoluindo para um organismo multicelular em tempo real

(Ratcliff et al., Scientific Reports, 2019

Em algum momento de nossa história evolutiva, há cerca de 600 milhões de anos, os primeiros organismos unicelulares evoluíram para uma vida multicelular mais complexa.

Agora, pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia e da Universidade de Montana (EUA) realmente viram isso acontecer em tempo real – e capturaram as imagens em um time-lapse de tirar o fôlego.

A evolução levou apenas 50 semanas ocorrer, e foi desencadeada pela introdução de um simples predador.

O experimento

Neste incrível experimento, os cientistas queriam descobrir exatamente o que leva organismos unicelulares a se tornarem multicelulares.

Uma hipótese era que, muitos anos atrás, a predação colocou pressão seletiva sobre os organismos unicelulares fazendo com que se tornassem mais complexos.

Para testar a validade dessa teoria em laboratório, a equipe liderada pelo biólogo evolucionista William Ratcliff estudou cinco populações de uma alga verde unicelular, a Chlamydomonas reinhardtii, inserindo um predador – o Paramecium tetraurelia – em cada um deles para observar que acontecia.

Incrivelmente, em apenas 50 semanas – menos do que o período de um ano – duas das cinco populações experimentais evoluíram para a vida multicelular.

O estudo também mostrou que os organismos multicelulares resultantes eram incrivelmente variados, da forma como seria esperado na evolução natural. “Existe uma variação considerável nos ciclos de vida multicelulares evoluídos, com o número de células e o tamanho do propágulo variando entre os isolados”, a equipe escreveu em seu artigo.

50 semanas é um relativo piscar de olhos na escala evolutiva. Para as algas, foi um pouco mais de 750 gerações. Mas ainda é bastante impressionante, quando você pensa que as criaturas evoluíram ciclos inteiramente novos de vida.

Ser capaz de testemunhar algo como isto não é apenas absolutamente incrível, como também sugere que a predação poderia ter desempenhado um papel em pelo menos parte da evolução da multicelularidade.

“Os testes de sobrevivência mostram que características multicelulares evoluídas fornecem proteção efetiva contra a predação”, concluíram os pesquisadores.

Um artigo detalhando a pesquisa foi publicado na revista científica Scientific Reports.

Fonte - Hypescience

Expandindo referencias:

Science Alert

Decodificando a antiga arte de Vangchhia de segurar água na rocha entre as colinas de Mizoram

Esforço engenhoso: A água da chuva ficou presa em buracos para ser armazenada nas fissuras e veias das rochas. | Crédito da foto: arranjo especial

À medida que as mudanças climáticas e os eventos climáticos extremos empurram o mundo para conflitos crescentes sobre a água, uma civilização perdida em Mizoram que transformou rochas em reservatórios ocultos poderia ser a chave para a conservação da água em condições extremas.

Em janeiro de 2016, o Levantamento Arqueológico da Índia (ASI) anunciou a descoberta de um “museu de história viva” em Vangchhia, uma vila no distrito de Mizoram em Champhai, na fronteira com Mianmar.

O local, medindo cerca de 45 km2 e localizado a 260 km de Aizawl, produziu pictogramas gravados em grandes lajes de pedra, menires - grandes pedras eretas - e uma necrópole - um grande cemitério - entre outros artefatos. A área faz parte do Baixo Himalaia, e tem filas de colinas íngremes, em grande parte composta por vários tipos de sombreamento de arenito de cinza claro a enegrecido. O povo antigo de Vangchhia esculpiu terraços nessas rochas para o seu assentamento - o principal sítio escavado consiste em 15 desses terraços.

Vestígios antigos da civilização Mizoram. Crédito da imagem: Dr Malsawmliana, Professor Assistente, Governo. Faculdade T Romana, Aizawl

Mas o que mais fascinou os arqueólogos foi um pavilhão de água e furos estrategicamente perfurados - com um metro a um metro de diâmetro - espalhados por várias encostas de arenito. O arenito cinza é mais macio e abriga os buracos, enquanto o mais duro é usado para menires, disseram os pesquisadores da ASI.

Em dois anos de estudo desde a descoberta do sítio de Vangchhia, os pesquisadores chegaram a algumas teorias por trás da “ciência aparentemente simples” da captação de água, aperfeiçoada há vários séculos, que poderia sustentar as populações locais por pelo menos um ano.

“É notável como eles prenderam a água da chuva descendo pelas encostas, fazendo buracos para deixar a água entrar e ser armazenada nas fissuras e veias das rochas. Quando começamos a escavar em 2015-2016, ficamos imaginando por que as pessoas que viviam dentro e nos arredores de Vangchhia não produziam tanques de água que parecessem capazes ”, disse Sujeet Nayan, chefe do Círculo Aizawl da ASI, ao The Hindu .

Negar aos inimigos o acesso fácil às áreas de armazenamento de água, acredita-se que tenha sido uma das razões por trás dos buracos. "A maioria dos grupos étnicos que habitavam essas áreas estavam em guerra, e a possibilidade de invasores envenenarem reservatórios de água ou roubar água poderia ter feito com que os locais inventassem essa estratégia para dissuadir aqueles que não estão familiarizados com a topografia", disse Nayan.

A captação de água, no entanto, parece estar no coração da atividade com o rio mais próximo, o Tlau, a 12 km de distância, enquanto o corvo voa para além de várias colinas.

Mas os arqueólogos não conseguiram determinar com precisão o assentamento de Vangchhia. “Quando escavamos o local há três anos, pensamos que as ruínas eram do século XV. No entanto, o Instituto Birbal Sahni disse mais tarde que o local data do século 6 ”, disse Nayan.

Somando-se às perguntas não respondidas, menos de uma semana atrás, uma equipe da ASI descobriu cavernas neolíticas perto de Vangchhia, indicando que a civilização perdida poderia ser muito mais antiga.

"Essas relíquias arqueológicas não estão confinadas a Vangchhia e são encontradas em todo o distrito de Champhai. Há pelo menos mais quatro grandes locais - Farkawn, Dungtlang, Lianpui e Lunghunlian - que ainda serão escavados extensivamente com centenas de menires e pictogramas que contam histórias. de um passado esquecido ", disse P. Rohmingthanga, convocador do Mizoram Chapter do Fundo Nacional Indiano de Arte e Patrimônio Cultural (INTACH).

Fonte - The Hindu

Perdida e esquecida civilização Mizoram. Crédito da imagem: Dr Malsawmliana, Professor Assistente, Governo. Faculdade T Romana, Aizawl

Cientistas criaram DNA sintético com 4 letras extras

Pesquisadores desenvolveram um novo tipo de DNA no laboratório que é composto de oito letras, ao invés das quatro naturais.

Crédito: Millie Georgiadis, Escola de Medicina da Universidade de Indiana

Um par de bilhões de anos atrás, quatro moléculas dançaram na elegante estrutura de dupla hélice do DNA, que fornece os códigos para a vida em nosso planeta. Mas estes quatro jogadores eram realmente fundamentais para a aparência da vida - ou outros poderiam também ter dado origem ao nosso código genético?

Um novo estudo, publicado em 20 de fevereiro na revista Science , apóia a última proposição: os cientistas moldaram recentemente um novo tipo de DNA em sua elegante estrutura de dupla hélice e descobriram que ele tinha propriedades que poderiam sustentar a vida.

Mas se o DNA natural é um conto, esse DNA sintético é um romance de Tolstoi .

Os pesquisadores criaram o DNA sintético usando quatro moléculas adicionais, de modo que o produto resultante tinha um código composto de oito letras em vez de quatro. Com o aumento das letras, esse DNA tinha uma capacidade muito maior de armazenar informações. Os cientistas chamaram o novo DNA de "hachimoji" - que significa "oito letras" em japonês - expandindo o trabalho anterior de diferentes grupos que criaram DNA semelhante usando seis letras.

Escrevendo o código

O DNA natural é composto de quatro moléculas, chamadas bases nitrogenadas , que se combinam para formar o código da vida na Terra: A se liga a T; G liga-se a C. O DNA de Hachimoji inclui estas quatro bases naturais, mais quatro bases nucleotídicas sintéticas: P, B, Z e S.

O grupo de pesquisa, que incluiu várias equipes diferentes nos EUA, criou centenas dessas hélices duplas de Hachimoji com diferentes combinações de pares de bases de nucleotídeos naturais e sintéticos. Então, eles realizaram uma série de experimentos para ver se as várias hélices duplas tinham propriedades necessárias para suportar a vida.

O DNA natural tem uma característica marcante que nenhuma outra molécula genética parece ter: é estável e previsível. Isso significa que os pesquisadores podem calcular exatamente como ele se comportará em determinadas temperaturas e ambientes, inclusive quando ele se degradará.

Mas acontece que os pesquisadores também conseguiram fazer isso com o DNA de Hachimoji - eles poderiam criar um conjunto de regras que podem prever a estabilidade do DNA quando exposto a diferentes temperaturas.

Requisitos para a vida

A descoberta de que é possível adicionar as quatro bases sintéticas e ainda obter um "código que é previsível e programável ... é simplesmente sem precedentes", disse Floyd Romesberg, professor de química da Scripps Research na Califórnia, que não fazia parte do estudo. mas que anteriormente publicou pesquisas sobre um código anterior de seis letras. Este "artigo histórico" sugere que G, C, A e T "não são únicos", disse Romesberg à Live Science.

O autor sênior Steven Benner,  um distinto colega na Fundação para a Evolução Molecular Aplicada na Flórida, concordou. Se em algum outro lugar do universo , a vida também é codificada no DNA, não será "exatamente como o que temos aqui na Terra", disse Benner à Live Science. "É muito útil ter esses tipos de experimentos em laboratório para entender quais estruturas alternativas [existem]."

Mas criar DNA que armazene informações não é suficiente, observou Benner. Ele também tem que ter a capacidade de transferir essa informação para o RNA de sua molécula irmã , de modo que esse RNA possa instruir proteínas para realizar todos os negócios em um organismo.

Com isso em mente, os pesquisadores desenvolveram enzimas sintéticas - proteínas que facilitam uma reação - que copiaram com sucesso o DNA de Hachimoji para o RNA de Hachimoji. Além disso, eles descobriram que a molécula de RNA era capaz de se dobrar em uma espécie de forma de L que seria necessária para transferir informações.

Além disso, os filamentos de DNA devem ser capazes de se torcer para a mesma estrutura tridimensional - a famosa dupla-hélice .

A equipe criou três estruturas de cristal do DNA de Hachimoji, cada uma com seqüências diferentes dos oito pares de bases, e descobriu que, de fato, cada uma formava a dupla hélice clássica.

Ainda assim, para que o DNA Hachimoji suporte a vida, há um quinto requisito, disse Benner. Ou seja, precisa ser autossustentável ou ter a capacidade de sobreviver por conta própria. No entanto, os pesquisadores pararam de investigar essa etapa, a fim de evitar que a molécula se tornasse um risco biológico que poderia um dia chegar aos genomas de organismos na Terra.

Um vocabulário em expansão

Além de vislumbrar alternativas para a vida no cosmos , essa fita de DNA de oito letras também tem aplicações aqui em nosso planeta. Um alfabeto genético de oito letras armazenará mais informações e se ligará a certos alvos mais especificamente, disse Benner. Por exemplo, o DNA de Hachimoji pode ser usado para se ligar a células de câncer de fígado ou toxinas de antraz , ou ser usado para acelerar reações químicas.

"Aumentando o número de letras de seis para oito, a diversidade de seqüências de DNA é grandemente aumentada", Ichiro Hirao, um biólogo molecular sintético no Instituto de Bioengenharia e Nanotecnologia, A * STAR em Cingapura que também não fazia parte do estudo. , disse em um email. (A equipe de Hirao também estava envolvida, no entanto, em pesquisas anteriores que criaram cadeias de DNA de seis letras)

Claro, "esta é apenas uma primeira demonstração" de uma dupla hélice de DNA de oito letras, e para uso prático, precisamos melhorar a precisão e a eficiência da replicação e transcrição em RNA, disse Hirao em um e-mail. Ele imagina que, eventualmente, eles poderão construir até mais letras.

Fonte - LiveScience

Empresa de IA afirma ter criado um gerador de texto muito perigoso para ser lançado

Pesquisadores do grupo de pesquisa de IA da organização sem fins lucrativos OpenAI só queriam treinar seu novo software de geração de texto para prever a próxima palavra em uma frase. Ele dissipou todas as suas expectativas e foi tão bom em imitar a escrita de seres humanos que eles decidiram frear os freios da pesquisa enquanto exploram os danos que poderiam causar.

Elon Musk foi claro que ele acredita que a inteligência artificial é a "maior ameaça existencial" para a humanidade. Musk é um dos financiadores primários da OpenAI e, embora tenha assumido um papel secundário na organização, seus pesquisadores parecem compartilhar suas preocupações sobre a abertura de uma caixa de problemas para a Pandora. Esta semana, o OpenAI compartilhou um documento cobrindo seu mais recente trabalho sobre tecnologia de geração de texto, mas eles estão se desviando de sua prática padrão de divulgar a pesquisa completa para o público por medo de que ela possa ser abusada por maus atores. Em vez de lançar o modelo totalmente treinado, está lançando um modelo menor para os pesquisadores experimentarem.

Os pesquisadores usaram 40 GB de dados extraídos de 8 milhões de páginas da web para treinar o software GPT-2. São dez vezes a quantidade de dados usados ​​na primeira iteração da GPT. O conjunto de dados foi reunido pelo Reddit e selecionando links para artigos que tinham mais de três votos positivos. Quando o processo de treinamento foi concluído, eles descobriram que o software poderia ser alimentado com uma pequena quantidade de texto e continuar a escrever de forma convincente com base no aviso. Tem problemas com “tipos de conteúdo altamente técnicos ou esotéricos”, mas quando se trata de uma escrita mais conversacional, gerou “amostras razoáveis” 50% do tempo.

Em um exemplo, o software foi alimentado com este parágrafo:

"Em um achado chocante, o cientista descobriu uma manada de unicórnios vivendo em um remoto vale anteriormente inexplorado, na Cordilheira dos Andes. Ainda mais surpreendente para os pesquisadores foi o fato de que os unicórnios falavam inglês perfeito".

Com base nessas duas frases, foi capaz de continuar escrevendo essa nova matéria de notícias por mais nove parágrafos de uma forma que poderia ter sido escrita por um ser humano. Aqui estão os próximos parágrafos de máquina que foram produzidos pela máquina:

"O cientista nomeou a população, depois de seu distintivo chifre, o Unicórnio de Ovídio. Estes unicórnios de quatro chifres e branco-prateado eram anteriormente desconhecidos para a ciência.

Agora, depois de quase dois séculos, o mistério do que desencadeou esse estranho fenômeno está finalmente resolvido.

Dr. Jorge Pérez, um biólogo evolucionário da Universidade de La Paz, e vários companheiros, estavam explorando a Cordilheira dos Andes quando encontraram um pequeno vale, sem outros animais ou humanos. Pérez notou que o vale tinha o que parecia ser uma fonte natural, cercada por dois picos de rocha e neve prateada".

O GPT-2 é notavelmente bom em adaptar-se ao estilo e conteúdo dos prompts fornecidos. O Guardian conseguiu dar uma olhada no software e experimentou a primeira linha de Oitavo e Oitenta e Quatro de George Orwell : "Foi um dia frio e forte em abril, e os relógios estavam marcando treze." O programa pegou no tom da seleção e prosseguiu com alguma ficção científica distópica própria:

"Eu estava no meu carro a caminho de um novo emprego em Seattle. Eu coloquei o gás, coloquei a chave, e então deixei correr. Eu apenas imaginei como seria o dia. Daqui a cem anos. Em 2045, eu era professor em alguma escola em uma parte pobre da China rural. Comecei com história chinesa e história da ciência".

Os pesquisadores do OpenAI descobriram que o GPT-2 teve um desempenho muito bom quando recebeu tarefas para as quais não foi necessariamente projetado, como tradução e resumo. Em seu relatório, os pesquisadores escreveram que eles simplesmente tinham que levar o modelo treinado da maneira correta para executar essas tarefas em um nível que fosse comparável a outros modelos especializados. Depois de analisar uma pequena história sobre uma corrida olímpica, o software conseguiu responder corretamente a perguntas básicas como "Qual foi a duração da corrida?" E "Onde a corrida começou?"

Estes excelentes resultados assustaram os pesquisadores. Uma preocupação que eles têm é que a tecnologia seria usada para turbinar operações de notícias falsas. The Guardian publicou uma notícia falsa escrita pelo software junto com sua cobertura da pesquisa. O artigo é legível e contém citações falsas que são sobre o tema e realistas. A gramática é melhor do que muito o que você veria das fábricas de conteúdo de notícias falsas. E de acordo com Alex Hern do The Guardian, levou apenas 15 segundos para o bot escrever o artigo.

Outras preocupações que os pesquisadores listaram como potencialmente abusivas incluem a automação de e-mails de phishing, a personificação de outros usuários on-line e o assédio autogerado. Mas eles também acreditam que há muitas aplicações benéficas a serem descobertas. Por exemplo, pode ser uma ferramenta poderosa para desenvolver melhores programas de reconhecimento de fala ou agentes de diálogo.

A OpenAI planeja envolver a comunidade de IA em um diálogo sobre sua estratégia de liberação e espera explorar possíveis diretrizes éticas para direcionar esse tipo de pesquisa no futuro. Eles disseram que terão mais a discutir em público em seis meses.

[ OpenAI via The Guardian ]

Fonte - GIZMODO

Expandindo referencias:

OpenAI

The Guardian

Polo norte magnético da Terra está “passeando” pelo Ártico

Nosso planeta é uma estrutura em constante mutação, e seus polos magnéticos são um exemplo disso. Estes pontos, que indicam as linhas magnéticas do ímã gigante que é a Terra, estão constantemente mudando de posição. O polo norte magnético está variando tanto e tão rapidamente do Ártico canadense em direção à Sibéria que os cientistas da NCEI (Centros Nacionais de Informação Ambiental) dos EUA foram forçados a atualizar o Modelo Magnético Mundial (WMM, na sigla em inglês) no meio do ciclo previsto.

Essas variações ocorrem em função de fluxos imprevisíveis no núcleo da Terra. “Devido a variações não planejadas na região do Ártico, os cientistas lançaram um novo modelo para representar com mais precisão a mudança do campo magnético. Tipicamente, uma versão nova e atualizada do WMM é lançada a cada cinco anos. Com o último lançamento em 2015, a próxima versão está prevista para lançamento no final de 2019. Devido a essas variações não planejadas, os cientistas lançaram um novo modelo para representar com mais precisão a mudança do campo magnético entre 2015 e agora”, explica um texto publicado no site da organização.

Segundo a NCEI, esta atualização fora de ciclo, antes do lançamento oficial do WMM2020, no próximo ano, foi feita para garantir a segurança de navegações militares, voos aéreos comerciais, operações de busca e salvamento e outras atividades que operam em torno do Pólo Norte.

Mudanças naturais

Essa mudança brusca pode soar apocalíptica, mas não é motivo para alarme. Segundo matéria do portal IFLS, nos últimos 780.000 anos, registros fósseis indicam que os polos se movimentaram e mudaram várias vezes, sem nenhum dano reconhecível aos organismos vivos. Registros geológicos recentes até indicam que nosso campo magnético está enfraquecendo, um fenômeno que pode ou não levar à reversão dos pólos geomagnéticos.

Mas mesmo se este fosse o caso, isso não significa o caos e a destruição. A vida continuaria normalmente, embora mudanças no campo magnético possam ter repercussões importantes para smartphones, produtos eletrônicos e tecnologia de navegação.

Como o norte magnético está “passeando” pela superfície da Terra, a declinação magnética, o ângulo entre o norte magnético e o norte verdadeiro, muda com o tempo. Desde 1831, o pólo norte magnético no norte do Canadá está se movendo pelo Ártico rumo à Rússia. A imagem abaixo essa movimentação nas últimas cinco décadas:

“As placas (tectônicas) se movem lentamente e funcionam como uma espécie de gravador, deixando informações sobre a força e a direção de campos magnéticos passados. Através da amostragem dessas rochas e usando técnicas de datação radiométrica, foi possível reconstruir a história do campo magnético da Terra por aproximadamente os últimos 160 milhões de anos. Se a pessoa ‘toca a fita para trás’, o registro mostra o campo magnético da Terra fortalecendo-se, enfraquecendo-se e, muitas vezes, alterando a polaridade”, escreveu o NCEI em outra postagem a respeito do tema.

Organizações como a NASA utilizam o “norte” oferecido pelo WMM, assim como empresas de smartphones e outros produtos eletrônicos também contam com o WMM para fornecer aos consumidores aplicativos precisos de bússola, mapas e serviços de GPS. 

Fonte - Hypescience

Expandindo referencias:

IFLScience

NCEI