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26.7: O que aprendemos? - Biologia

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26.7: O que aprendemos?

Quais são alguns motivos importantes para estudar Biologia?

A biologia desempenha um papel importante na compreensão de formas complexas de vida que envolvem seres humanos, animais e plantas. Compreender esses detalhes intrincados da vida ajuda os humanos a entender como cuidar de si mesmos, dos animais e das plantas da maneira adequada. A biologia ajuda os indivíduos a compreender a interação entre a humanidade e o mundo. Também desenvolve interesses na vida de organismos vivos em um esforço para preservá-los.

Através do estudo da biologia, os patologistas entendem o corpo humano, as funções de vários órgãos, como as doenças afetam o corpo e as formas de controlar as doenças com eficácia. Os veterinários precisam estudar biologia para avaliar as funções dos animais, incluindo animais marinhos e criaturas que vivem na terra. Ambientalistas contam com o estudo da biologia para aprender como as ações do homem afetam seu entorno e os ecossistemas de outros seres vivos.

O estudo da biologia é a base de todas as características da vida na Terra. Além de criar soluções para os desafios que muitos organismos vivos enfrentam, abre caminho para invenções e descobertas que melhoram a qualidade de vida. Sem estudar biologia, os humanos provavelmente nunca perceberiam o quão importante é manter uma ecologia saudável para eles, os animais e a vida vegetal. Além disso, estudar biologia permite o uso de perícia para rastrear e prender membros errantes da sociedade. Também permite que os agricultores criem raças únicas de plantas e animais.


Memória genética: como sabemos coisas que nunca aprendemos

Conheci meu primeiro sábio há 52 anos e fiquei intrigado com essa condição notável desde então. Uma das coisas mais impressionantes e consistentes nos muitos sábios que vi é que eles claramente sabem coisas que nunca aprenderam.

Conheci meu primeiro sábio há 52 anos e fiquei intrigado com essa condição notável desde então. Uma das coisas mais impressionantes e consistentes nos muitos sábios que vi é que eles sabem claramente coisas que nunca aprenderam.

Leslie Lemke é um virtuoso musical, embora nunca tenha tido uma aula de música em sua vida. Como “Blind Tom” Wiggins um século antes dele, seu gênio musical surgiu tão cedo e espontaneamente como uma criança que não poderia ter sido aprendido. Veio ‘instalado de fábrica’. Em ambos os casos, músicos profissionais testemunharam e confirmaram que Lemke e Wiggins de alguma forma, mesmo na ausência de treinamento formal, tinham acesso inato ao que pode ser chamado de “as regras” ou vasta sintaxe musical.

Alonzo Clemons nunca teve uma aula de arte em sua vida. Quando criança, depois de um ferimento na cabeça, ele começou a esculpir com o que estava à mão - Crisco ou o que quer que fosse - e agora é um escultor célebre que pode moldar um espécime perfeito de qualquer animal com argila em uma hora ou menos após apenas um único olhar para o próprio animal - cada músculo e tendão perfeitamente posicionado. Ele não teve nenhum treinamento formal.

Para explicar o savant, que tem acesso inato à vasta sintaxe e regras da arte, matemática, música e até mesmo linguagem, na ausência de qualquer treinamento formal e na presença de deficiência importante, "memória genética", parece-me, deve existir junto com os circuitos de memória cognitiva / semântica e procedural / hábito mais comumente reconhecidos.

A memória genética, simplesmente, consiste em habilidades complexas e conhecimento sofisticado real herdado junto com outras características físicas e comportamentais mais típicas e comumente aceitas. Nos savants, a música, a arte ou o “chip” matemático vêm instalados de fábrica. Além dos exemplos mencionados acima, descrevo outros em meu livro, Islands of Genius: The Bountiful Mind of the Autistic, Adquired and Sudden Savant.

A memória genética não é um conceito totalmente novo. Em 1940, A.A. Brill citou o Dr. William Carpenter que, ao comparar os poderes de cálculo do prodígio da matemática Zerah Colburn com o domínio da composição musical de Mozart, escreveu o seguinte:

Carl Jung usou o termo “inconsciente coletivo” para definir seu conceito ainda mais amplo de traços herdados, intuições e sabedoria coletiva do passado.

Wilder Penfield em seu livro pioneiro de 1978, Mistério da Mente, também se refere a três tipos de memória. “Animais”, escreveu ele, “particularmente mostram evidências do que pode ser chamado de memória racial” (isso seria o equivalente à memória genética). Ele relaciona o segundo tipo de memória como aquela associada aos “reflexos condicionados” e um terceiro tipo como “experiencial”. Os dois últimos tipos seriam consistentes com a terminologia comumente aplicada à memória “de hábito ou procedimental” e à memória “cognitiva ou semântica”.

Em seu livro de 1998, O passado da mente, Michael Gazzaniga escreveu:

Livro de Steven Pinker de 2003, A tábula rasa: a negação moderna da natureza humana, refuta as teorias da “folha em branco” do desenvolvimento humano. Brian Butterworth, em seu livro de 1999, O que é importante: como cada cérebro está programado para a matemática, aponta que os bebês têm muitas habilidades inatas especializadas, incluindo as numéricas que ele atribui a um “módulo numérico” codificado no genoma humano de ancestrais 30.000 anos atrás.

Marshall Nivenberg, do National Heart Institute, forneceu uma visão sobre a mecânica real do DNA / RNA desse conhecimento inato em um artigo intitulado “Memória Genética” publicado em 1968 no JAMA.

Quer seja chamado de memória genética, ancestral ou racial, ou intuições ou dons congênitos, o conceito de uma transmissão genética de conhecimento sofisticado muito além dos instintos é necessário para explicar como os sábios prodigiosos podem saber coisas que nunca aprenderam.

Temos a tendência de pensar que nascemos com uma peça magnífica e intrincada de maquinário orgânico (“hardware”) que chamamos de cérebro, junto com um disco rígido enorme, mas vazio (memória). O que nos tornamos, acredita-se comumente, é uma acumulação e culminação de nosso aprendizado contínuo e experiências de vida, que são adicionadas uma a uma à memória. Mas o prodigioso sábio aparentemente já vem programado com uma vasta quantidade de habilidade e conhecimento inatos em sua área de especialização - "software" instalado de fábrica, pode-se dizer - o que explica as habilidades extraordinárias sobre as quais o sábio inatamente mostra domínio no face a muitas dificuldades cognitivas e outras dificuldades de aprendizagem. É uma área da função da memória que merece muito mais exploração e estudo.

De fato, casos recentes de “savants adquiridos” ou “gênio acidental” me convenceram de que todos nós temos esse tipo de software instalado de fábrica. Discuti alguns desses casos em detalhes na edição de agosto da Americano científico sob o título “Gênio acidental”. Em suma, certas pessoas, após traumatismo craniano ou doença, mostram uma habilidade musical, artística ou matemática explosiva e, às vezes, prodigiosa, que permanece adormecida até ser liberada por um processo de recrutamento de áreas cerebrais ainda intactas e não feridas, religando para essas áreas recém-recrutadas e liberando a até então capacidade latente nele contida.

Finalmente, o reino animal oferece amplos exemplos de complexas capacidades herdadas além das características físicas. As borboletas monarca fazem anualmente uma jornada de 2.500 milhas do Canadá a um pequeno pedaço de terra no México, onde passam o inverno. Na primavera, eles começam a longa jornada de volta ao norte, mas leva três gerações para fazê-lo. Portanto, nenhuma borboleta que faça a viagem de volta voou toda aquela rota antes. Como eles “conhecem” uma rota que nunca aprenderam? Tem que ser um software semelhante ao GPS herdado, não uma rota aprendida.

Pássaros oscinos, como pardais, tordos e toutinegras, aprendem suas canções ouvindo os outros. As espécies suboscinas, como os papa-moscas e seus parentes, em contraste, herdam todas as instruções genéticas de que precisam para essas árias complexas. Mesmo se criados em isolamento à prova de som, os pássaros suboscinos podem dar o chamado usual para sua espécie sem nenhum treinamento ou aprendizado formal. Existem muitos outros exemplos do reino animal em que características, comportamentos e habilidades muito complexos são herdados e inatos. Chamamos isso de instintos nos animais, mas não aplicamos esse conceito às complexas habilidades e conhecimentos herdados em humanos.

Alguns argumentarão que o que o prodigioso sábio herda é a “propensão” ou estrutura sobre a qual o aprendizado pode ser aplicado com rapidez incomum, em vez do conhecimento em si, e como as espécies de pássaros oscinos, eles aprendem com os outros. Minha posição é que o sábio prodigioso é um exemplo convincente de herança genética suboscina das instruções reais e do conhecimento que precede o aprendizado. Isso não quer dizer que tais habilidades herdadas (natureza) não possam ser cultivadas, aprimoradas e aprimoradas (nutrir). Eles podem ser. Mas concordo com o Dr. William Carpenter que os sábios demonstram uma “aptidão congênita para certa atividade mental, que se manifestou em um período tão precoce que exclui a noção de que poderia ter sido adquirida pela experiência do indivíduo”.

Chamo isso de memória genética e proponho que existe em todos nós. O desafio é como explorar essa capacidade latente de forma não intrusiva e sem lesão cerebral ou incidente semelhante.

As opiniões expressas são do (s) autor (es) e não necessariamente da Scientific American.


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Se você der uma olhada em sua casa, notará que ela é cercada por paredes externas. Todas as células estão encerradas em algo chamado membrana plasmática. A membrana plasmática não é exatamente a mesma coisa que a parede de sua casa, mas contém partes de uma célula em seu interior. Essas partes da célula são o que os biólogos chamam de "organelas". É um nome latino para pequenos órgãos.

Às vezes, as pessoas pensam nas células como um balão cheio de fluido. Isso não é verdade porque um balão não permite que as coisas entrem e saiam como a membrana de uma célula. É importante que as células sejam capazes de mover materiais para dentro e para fora da célula.

A membrana plasmática das células possui estruturas especiais que permitem a entrada e saída de água e de outros materiais alimentares da célula. Em milhares de lugares em sua superfície, a membrana plasmática mantém estruturas de gatekeeper - chamadas de canais e poros. Esses canais permitem que as coisas entrem e saiam da célula. Nem tudo pode entrar e sair livremente da célula. As células permitem apenas as coisas que são necessárias para o seu funcionamento.

As células são incríveis. Eles são todos feitos de blocos de construção semelhantes, mas fazem muitas coisas diferentes, dependendo de como são programados. Algumas células transportam oxigênio para partes do nosso corpo. Outras células se defendem contra bactérias e vírus invasores. Existem células que transmitem sinais por todo o corpo, como os sinais dos olhos para o cérebro, enquanto lê este artigo. Algumas células podem até converter a energia do sol em alimento. Isso é chamado de fotossíntese. Existem centenas de tarefas que as células podem realizar. As células também produzem outras células em um processo denominado divisão celular. Isso é algo que outros blocos de construção não podem fazer.

(Número de células) Bianconi E, Piovesan A, Facchin F, Beraudi A, Casadei R, Frabetti F, Vitale L, Pelleri MC, Tassani S, Piva F, Perez-Amodio S, Strippoli P, Canaider S. Ann. Uma estimativa do número de células do corpo humano. Recuperado em 14 de março de 2014 de https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23829164.

(Diâmetro das células) Freitas, Robert A., Jr.1999. Nanomedicina, Volume 1: Capacidades básicas. Seção 8.5.1. Citometria.


Sódio, pressão arterial e etnia: o que aprendemos? †

Este artigo foi apresentado na reunião da AAPA de 2008 em um simpósio em homenagem a A. Roberto Frisancho, por ocasião de sua aposentadoria do Departamento de Antropologia da Universidade de Michigan.

Resumo

Uma enorme quantidade de pesquisas produziu um conhecimento significativo sobre as diferenças étnicas na homeostase do sódio e na regulação da pressão arterial. Achados consistentes, como maior sensibilidade ao sódio, menor excreção de potássio e altos níveis séricos de sódio mais elevados em afro-americanos, precisam ser mais explorados para definir mecanismos fisiológicos mais precisos. Os alelos genéticos associados à homeostase do sódio em relação à pressão arterial foram responsáveis ​​por apenas uma pequena proporção da variação da pressão arterial. Diversas variantes alélicas diferem em frequência entre grupos étnicos e variantes genéticas adaptadas ao calor têm uma alta prevalência em latitudes baixas e climas quentes e úmidos, o que dá suporte à hipótese de “retenção de sódio”. As disparidades de pressão arterial entre afro-americanos e brancos podem, em parte, ser devido a diferentes frequências alélicas de genes associados à homeostase do sódio. No entanto, com os avanços da genômica, os fatores ambientais tendem a ser negligenciados nas pesquisas. Melhores medidas de estresse ambiental foram recentemente desenvolvidas por antropólogos e devem ser incluídas em projetos de pesquisa por pesquisadores de outras disciplinas. Os esforços de saúde pública devem encorajar os produtores de alimentos a reduzir o teor de sódio de seus produtos, e os médicos devem encorajar os pacientes a reduzir o consumo de alimentos embalados com alto teor de sódio e de fast food. Sou. J. Hum. Biol., 2009. © 2009 Wiley-Liss, Inc.


Os mecanismos de seleção sexual e o primeiro grande triunfo

Darwin (2) percebeu corretamente que a seleção sexual poderia ser mediada pelo combate homem-homem ou pela escolha de homens atraentes por uma mulher. Sua definição original de seleção sexual, que apareceu em A origem das espécies, parece enfatizar o combate homem-homem [isto é, "uma luta entre os homens pela posse das mulheres" (ref. 1, p 88)], mas mesmo então ele estava claramente ciente da escolha feminina. Assim, Darwin identificou as 2 categorias principais de seleção sexual que persistem até hoje.

A Lei da Batalha.

A seleção sexual seria relativamente simples se não houvesse nada além do que chamamos de seleção intra-sexual. Na verdade, a compreensão de Darwin sobre a seleção intra-sexual era essencialmente completa. Em algumas espécies, os machos se envolvem em lutas ferozes entre si, e os vencedores dessas disputas tendem a acasalar com as fêmeas receptivas. Darwin forneceu numerosos exemplos de espécies em que prevaleceu o combate intra-sexual para acesso aos parceiros, alguns dos mais interessantes dos quais incluem narvais machos cercando com suas presas (que ainda precisa ser estudado, mas ver ref. 5), escaravelhos machos (família Scarabaeidae ) lutando com seus chifres elaborados (6), e buttonquail feminino (gênero Turnix) lutando como gamecocks pelo acesso reprodutivo aos machos (7). O último exemplo ilustra a apreciação de Darwin do fato de que a seleção sexual, que normalmente agia mais fortemente sobre os homens, às vezes podia operar nas mulheres, um ponto ao qual retornaremos mais tarde.

No entanto, a seleção intra-sexual não é um mecanismo suficiente para explicar toda a diversidade produzida pela seleção sexual. Trabalhos modernos mostram que a seleção intersexual é um aspecto importante da seleção sexual, um ponto que foi profundamente apreciado por Darwin. Na verdade, Darwin percebeu corretamente que mesmo em espécies caracterizadas pela “lei da batalha”, a escolha do parceiro geralmente é importante. Como Darwin afirmou (ref. 2, Parte II, p 269), "A fêmea poderia na maioria dos casos escapar, se cortejada por um macho que não a agradou ou excitou e quando perseguida, como ocorre incessantemente, por vários machos, ela muitas vezes teriam a oportunidade, enquanto eles estavam lutando juntos, de escapar com, ou pelo menos temporariamente emparelhar com, algum homem. " Assim, qualquer tratamento de seleção sexual será incompleto sem um tratamento de escolha do parceiro.

Escolha feminina (ou às vezes masculina).

Se o número de palavras dedicadas a cada tópico pode servir como um guia, então Darwin sentiu que o tópico da escolha feminina exigia muito mais explicação do que o combate homem-homem. Aqui, trataremos da escolha feminina, mantendo em mente que Darwin sabia que, em alguns sistemas, os processos de imagem espelhada poderiam ocorrer por meio da escolha masculina. A seleção sexual como consequência da escolha feminina é fácil de entender, desde que estejamos dispostos a aceitar que existem preferências femininas. Se as fêmeas mostrarem preferência, os machos com a característica preferida deixarão um número maior de descendentes, e seus valores de característica tenderão a aumentar em frequência na população.

Mas por que as preferências femininas existem em primeiro lugar? A resposta a esta pergunta não é totalmente óbvia. A abordagem de Darwin consistia em afirmar que era inconcebível que não existissem preferências e em fornecer evidências das preferências femininas em várias espécies animais. Alguns desses exemplos, como a fêmea do pato-real que experimentou "amor à primeira vista" ao encontrar um pintail macho (ref. 2, Parte II, p 115), são bastante engraçados, mas servem para mostrar que as fêmeas não estão acasalando aleatoriamente na maioria dos casos. Numerosas passagens em A Descida do Homem abordar esta questão, a seguinte citação (ref. 2, Parte I, p 421) entre eles: "No entanto, quando vemos muitos machos perseguindo a mesma fêmea, dificilmente podemos acreditar que o emparelhamento é deixado ao acaso - que a fêmea não exerce escolha e não é influenciada pelas cores lindas ou outros ornamentos com os quais apenas o homem é decorado. ”

Aqui vemos a essência do argumento de Darwin: dada a variação entre os homens com respeito a seus belos ornamentos, é difícil acreditar que as mulheres não tenham qualquer preferência, e mesmo uma preferência fraca seria suficiente para que a seleção sexual funcionasse. Conseqüentemente, Darwin entendeu claramente que as preferências femininas existiam, mas ele nunca explicou convincentemente por que tais preferências iriam evoluir.

O sabor do argumento de Darwin para a escolha feminina pode representar uma das maiores deficiências de seu tratamento da seleção sexual, porque deu a impressão de que os animais precisariam de um senso estético semelhante ao humano para que a seleção sexual funcionasse. Na verdade, o próprio Darwin parecia concordar com esse ponto de vista, ao se esforçar ao máximo para argumentar que artrópodes, insetos e vertebrados fêmeas possuem inteligência suficiente para apreciar a beleza. Ele afirmou ainda que as "classes mais baixas" de animais, incluindo equinodermos, anelídeos, moluscos e assim por diante, "têm sentidos muito imperfeitos e poderes mentais muito baixos para sentir rivalidade mútua, ou para apreciar a beleza ou outras atrações uns dos outros" (ref. . 2, Parte I, p 321). No entanto, Darwin também reconheceu claramente que espécies diferentes podem possuir padrões de beleza diferentes, explicando por que nem todas as características sexualmente selecionadas parecem atraentes para nós. Independentemente disso, em meio aos tremendos insights de Darwin relativos à seleção sexual, a sugestão de que um senso estético é necessário para que a seleção sexual funcione pode ter sido sua deficiência mais significativa. Pode-se argumentar que o estudo da seleção sexual levou quase 100 anos para superar essa visão errônea das preferências de acasalamento.

O primeiro grande triunfo da pesquisa sobre seleção sexual moderna.

O estudo da seleção sexual entrou em sua era moderna durante a segunda metade do século 20, quando os cientistas identificaram a evolução da escolha feminina como um tópico legítimo por si só, expandindo as idéias expostas muito antes por Fisher (8, 9). Em outras palavras, não era mais suficiente assumir que as mulheres tinham preferências ou mesmo fornecer evidências empíricas de tais preferências. Em vez disso, precisávamos de mecanismos que pudessem explicar a evolução das preferências femininas (10 ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ –15). Uma vez que a evolução das preferências pôde ser explicada, nosso entendimento da seleção do traço preferido tornou-se inteiramente simples e permanece hoje essencialmente como Darwin o descreveu. Assim, a dificuldade, que em parte permanece sem solução, é entender a evolução das preferências femininas (ou masculinas). Faremos uma breve revisão dos modelos modernos, mas começaremos com o modelo explícito proposto por Darwin. Embora seu modelo não contenha alguns elementos e seja insuficiente como uma explicação completa para a evolução da escolha, ele fornece o núcleo de um modelo com potencial poder explicativo.

Modelo de Seleção Sexual de Darwin.

O modelo de Darwin, que mais tarde veio a ser conhecido como modelo Darwin-Fisher (15, 16), foi invocado como uma explicação potencial para a seleção sexual em táxons monogâmicos. Na versão de Darwin do modelo (ref. 2, Parte I, pp 261-262), ele assume uma população com 2 tipos de mulheres: “os indivíduos mais vigorosos e mais bem nutridos” e “os menos vigorosos e saudáveis” (Fig. . 1UMA) Os machos também variam em qualidade e chegam antes das fêmeas no criadouro (Fig. 1B) As fêmeas de qualidade superior estão prontas para procriar antes das fêmeas de qualidade inferior e optam por emparelhar com machos de qualidade superior (Fig. 1C) Assim, o modelo prevê o acasalamento seletivo por qualidade (Fig. 1D), e Darwin argumenta que os pares de qualidade superior produzirão mais descendentes do que os pares de qualidade inferior. Na discussão de Darwin sobre este modelo, encontramos a única ocorrência de uma explicação clara para a evolução da escolha do parceiro em todo o seu livro (ref. 2, Parte I, p 263): "Esses pares teriam uma vantagem na criação de descendentes, mais especialmente se o macho tivesse o poder de defender a fêmea durante a temporada de acasalamento, como ocorre com alguns dos animais superiores, ou auxiliado no sustento dos filhotes. ”

O modelo de seleção sexual de Darwin. (UMA) Em primeiro lugar, homens e mulheres são variáveis ​​no que diz respeito à qualidade fenotípica. (B) Os machos, que possuem os enfeites, vão para a área de reprodução (grande círculo) antes das fêmeas. (C) As fêmeas da mais alta qualidade estão prontas para acasalar mais cedo, então elas acasalam com os machos da mais alta qualidade. (D) Finalmente, as fêmeas de qualidade inferior emparelham-se com os machos de qualidade inferior. A seleção sexual ocorre porque os pares de qualidade superior produzem mais descendentes do que os pares de qualidade inferior.

Infelizmente, Darwin não elaborou muito nessa linha de raciocínio e nunca forneceu uma explicação convincente para a evolução da preferência por ornamentos ou outros personagens sexualmente selecionados não diretamente envolvidos na defesa do território ou no cuidado dos pais. No entanto, se fundirmos o modelo de Darwin com uma compreensão mais moderna da seleção sexual, como foi feito por Fisher (8) e pesquisadores subsequentes (16, 17), encontraremos um modelo que poderia explicar a evolução da escolha feminina, mantendo as características principais do modelo original de Darwin. No entanto, surpreendentemente, poucas pesquisas foram direcionadas a este modelo, e até agora ele foi usado exclusivamente como uma explicação para a seleção sexual em machos de táxons monogâmicos. Trabalho teórico e empírico adicional sobre este modelo é garantido, e devem ser feitas tentativas para estendê-lo à seleção sexual em fêmeas e em táxons não monogâmicos.

Modelos de benefícios diretos.

Os modelos para a evolução das preferências de acasalamento se enquadram em 2 categorias principais: modelos de benefícios diretos e modelos de benefícios indiretos (Tabela 1). Os modelos de benefícios diretos supõem que as fêmeas (ou machos para espécies com papéis sexuais invertidos) escolhem parceiros que fornecem algum benefício imediato para quem escolhe, como cuidado parental, presente nupcial ou defesa do território (18 ⇓ ⇓ –21). Fornecemos uma lista de alguns dos benefícios diretos mais comumente invocados na Tabela 1, junto com alguns exemplos empíricos. A evolução da escolha por benefícios diretos é conceitualmente simples, pois a vantagem seletiva de escolher é inteiramente óbvia (3). No entanto, a situação é um pouco mais complexa quando a mulher prefere um ornamento no homem que de alguma forma indica que o homem fornecerá cuidados parentais, recursos, defesa e assim por diante melhores do que a média (Tabela 1). Nessas circunstâncias, deve haver um mecanismo que produza uma correlação entre o traço sexual secundário e o benefício direto fornecido pelo homem à mulher. Nossa leitura da literatura indica que os modelos de benefícios diretos desfrutam de excelente suporte empírico e, em sua maioria, não são controversos, portanto, não os trataremos mais aqui.

Alguns exemplos empíricos que suportam vários modelos de evolução de preferência de parceiro

Modelos de benefícios indiretos.

Em algumas espécies, os machos parecem não fornecer nada às fêmeas além de esperma, embora tenham ornamentos elaborados pelos quais as fêmeas mostram preferências (19, 22 ⇓ –24). Esses sistemas são especialmente desconcertantes do ponto de vista da seleção sexual, porque os benefícios da escolha não são de todo óbvios. Consequentemente, um tremendo esforço tem sido dedicado à criação de modelos explicativos da evolução da escolha feminina em tais sistemas (3, 14, 15, 25). Esses tipos de modelos têm sido comumente descritos como modelos de benefícios indiretos porque a escolha dos homens pela mulher não oferece a ela nenhum benefício imediato e mensurável. Em vez disso, a aptidão da fêmea aumenta como consequência de sua prole ter maior aptidão se ela emparelhar com um macho preferido. Diversas análises excelentes abordaram a variedade estonteante de tais modelos (21, 24 ⇓ -26), então, em vez de revisá-los, tentamos aqui organizá-los em algumas categorias principais. Gostaríamos de sugerir que existem 3 categorias principais de modelos de benefícios indiretos. Não temos dúvidas de que tal categorização será controversa. Na verdade, estamos em desacordo com pelo menos uma outra perspectiva que sugere que todos os modelos de benefícios indiretos devem ser agrupados em uma única categoria de modelos Fisher-Zahavi (27, 28). Acreditamos que haja muito valor heurístico em mantê-los separados; portanto, para estimular a discussão, propomos as três classes de modelos a seguir.

Modelo 1: O Modelo Fisherian.

Este modelo envolve um único traço de preferência em mulheres e um único traço de ornamento em homens (ignorando preferências e sinais multivariados por enquanto). Para entender este modelo, devemos apreciar que as fêmeas com preferência por um ornamento grande, por exemplo, terão descendentes com ambos os genes para o ornamento grande do pai e genes para a preferência por ornamentos grandes da mãe (8, 9 , 14). Consequentemente, a escolha do companheiro resulta em uma correlação genética entre o ornamento e a preferência (14, 25). O ornamento evolui como consequência da seleção sexual imposta pela escolha do parceiro feminino, e a preferência é carregada como consequência de uma resposta correlacionada à seleção (14). Quase qualquer resultado é possível no modelo Fisherian, dependendo da força da correlação genética entre o ornamento e a preferência (14, 15, 25). No entanto, em algumas circunstâncias, esse modelo resulta em um processo aberto e auto-reforçador que produz a elaboração de características sem fim. Eventualmente, o processo é combatido pela seleção natural quando o ornamento se torna tão grande que se torna um grande impedimento para a sobrevivência, um ponto que foi realmente bem apreciado por Darwin (2). Esse modelo tem apelo intuitivo porque parece que tal processo pode explicar alguns dos traços mais elaborados presentes no mundo animal, como a cauda do pavão ou o caramanchão do bowerbird. Também é importante notar que alguma correlação genética entre ornamento e preferência ocorrerá em qualquer sistema no qual a escolha do parceiro opere, portanto, um processo Fisheriano poderia agir em conjunto com quase qualquer outro modelo de evolução da escolha do parceiro.

Modelo 2: o modelo de indicador dependente da condição.

O modelo de indicador dependente de condição é o mais amplamente usado dos modelos de “genes bons” (3, 25, 29). Este modelo requer pelo menos 3 características (ou seja, ornamento, preferência e uma característica de viabilidade), por isso é claramente distinto do modelo Fisherian (29). No modelo de indicador dependente de condição, o ornamento é uma característica dependente de condição cara. Assim, machos mais próximos do ótimo no que diz respeito ao traço de viabilidade estarão em melhores condições e poderão manter uma versão mais elaborada do enfeite (12, 30). A escolha feminina evolui porque as mulheres que escolhem machos com ornamentos mais elaborados produzem descendentes com maior viabilidade ou que estarão em boas condições quando adultos. Dos modelos de benefícios indiretos, o modelo de indicador dependente da condição funciona mais facilmente do ponto de vista teórico e goza de maior suporte empírico (3). Como o ornamento depende da condição, é sempre um indicador confiável da qualidade genética e para que as preferências femininas evoluam ou sejam mantidas, o modelo de indicador dependente da condição não requer nenhuma variação nos genes que determinam o ornamento (embora o ornamento possa aparecer geneticamente variável devido à variação genética da condição). Claro, para a característica masculina evoluir, ela deve ser geneticamente variável. Este modelo também requer variação genética para adequação aos machos na população, então um entendimento completo deve abordar os mecanismos que mantêm a variação genética para viabilidade ou vigor, uma questão que ainda não foi resolvida satisfatoriamente (19, 24).

Modelo 3: O modelo de indicador independente de condição.

Mesmo que este modelo ainda envolva 3 características - ornamento, preferência e viabilidade - ele difere do modelo de indicador dependente da condição em que a capacidade de um homem de produzir um ornamento elaborado não depende mais de sua condição (ou proximidade com o ótimo para o traço de viabilidade). Para que o modelo funcione, todas as 3 características devem exibir variação genética e podem ou não ter variação ambiental. Este modelo funciona como consequência de uma correlação genética entre o ornamento e o traço de viabilidade. Claramente, tal correlação genética permitirá que uma fêmea produza uma prole de maior aptidão escolhendo machos com melhores ornamentos e, portanto, a escolha feminina irá evoluir (3, 29, 31). No entanto, este modelo, se funcionar, requer condições mais restritivas do que o modelo de indicador dependente da condição. Os principais desafios restantes para este modelo são explicar o que poderia manter uma correlação genética entre a viabilidade masculina e a característica do ornamento e encontrar exemplos empíricos adicionais desse processo.

Outros modelos de evolução da escolha do companheiro.

Além dos modelos de benefícios diretos e indiretos da escolha do parceiro, vários outros modelos foram propostos. Por exemplo, o modelo de exploração sensorial sugere que os machos desenvolvem traços selecionados sexualmente que se aproveitam de inclinações preexistentes inerentes aos sistemas sensoriais femininos (32 ⇓ –34). Assim, as mulheres podem exibir uma preferência simplesmente porque são predispostas a isso, e a preferência pode ter evoluído como consequência de mecanismos evolutivos, como seleção natural ou deriva, não relacionados à seleção sexual. Not only could sensory exploitation lead to the evolution of male secondary sexual traits, but it also could play a role in jump-starting other mechanisms of mate-choice evolution, such as the Fisherian process. Another class of models focuses on genetic compatibility by suggesting that females choose males who complement their own genome (35 ⇓ –37). Finally, sexual conflict, which occurs when the sexes have incompatible optima with respect to some aspects of reproduction (e.g., mating rate), has been suggested as a mechanism for female-choice evolution (38 ⇓ –40). All of these models enjoy some empirical and theoretical support, but all remain controversial. Of these 3 models, it seems that the sensory exploitation model is the most likely to explain the exaggerated traits that interested Darwin (2). Nevertheless, all 3 of these models present extremely fertile ground for future work.

Summary and Future Directions.

Although Darwin appreciated the importance of mating preferences in sexual selection, he did not cleanly identify the evolution of mate choice as a key topic in its own right. The progress in this area of research since Darwin has been nothing short of spectacular. It is now clear that the evolution of mate choice is one of the most important topics in sexual selection research, and we have several plausible models with which to work. We find that direct-benefits models and condition-dependent indicator models seem to be the most well-supported explanations for the evolution of elaborate traits via sexual selection. Nevertheless, definitive tests of these models are difficult to find, and the subject remains controversial. The Fisherian process is probably operating in some systems, but we do not know how ubiquitous it is. Maybe this process is operating in the background in all systems characterized by mate choice or maybe it comes into play episodically when conditions are especially favorable for its operation. On the other hand, depending on the evolution and maintenance of genetic correlations between traits and preferences, the possibility remains that the Fisherian process explains very little with respect to the evolution of female preferences. We will need more data before we can decide. Even more controversial are the models of condition-independent indicators and sensory exploitation, so they should be studied in more detail. Finally, genetic compatibility and sexual conflict models almost certainly describe real phenomena (41 ⇓ –43), but their role in the evolution of secondary sexual traits remains to be resolved.

One important success of these models is that we no longer need to invoke a human-like sense of aesthetics in animals as Darwin did (2). Rather, it is sufficient for the choosing sex to respond to a stimulus (e.g., an ornament) if the response to the stimulus increases the fitness of the chooser. Why the ornaments used by birds and other nonhuman animals usually appear so strikingly beautiful to humans is another question, but it's a mystery that does not have to be solved for us to understand sexual selection.

Despite our tremendous success so far, there remains much to be accomplished. Here, we suggest the following 5 areas in which we see a pressing need for additional research.

1. Costs of choice.

Every model of choice evolution is affected by assumptions regarding the costs of choosing, but insufficient empirical data exist from this challenging area of inquiry to properly parameterize the models. Perhaps we need a new concept called “the environmental potential for mate choice” in which costs of choice are considered in light of reproductive ecology.

2. The evolution of genetic correlations between ornaments and preferences.

The genetic correlations between ornaments and preferences affect the strength of the Fisherian process, which could be operating in tandem with any other model for preference evolution. In addition, we know that genetic correlations can be evolutionarily unstable (25, 44, 45), so how does the evolution of genetic correlations (and genetic variation) affect the Fisherian process and other processes of mate-choice evolution?

3. Mutual mate choice.

This topic is gaining momentum, but we need to understand the circumstances under which both sexes will be choosy and how easily sexual selection can simultaneously operate on both sexes. Should we expect sexual selection on both sexes to be the norm, or will it only occur under very special circumstances?

4. The evolution of multiple sexually selected traits and preferences.

The choosing sex may be integrating information from multiple traits assessed using several sensory modalities. Some theoretical work has been done regarding models of sexual selection when multiple traits and preferences are involved (46, 47), but we are far from a complete understanding.

5. The relative contributions of the various models of mate-choice evolution within and between taxa.

In many cases, several of the models may be working in concert to produce selection on mating preferences, and it would be of interest to assess empirically and theoretically the relative contributions of the different models. Such studies, applied within taxa and in a comparative phylogenetic framework, would help us to understand the relative contributions of the various models to the evolution of preferences.


Vida, aqui e além

Pergunte mais a qualquer americano whether life exists on other planets and moons, and the answer you’ll get is a confident “yes!” Going back decades (and in many ways generations), we’ve been introduced to a menagerie of extraterrestrials good and bad. A presença deles impregna nosso entretenimento e cultura, e nós, humanos, parecemos ter uma crença quase inata - ou é uma esperança - de que não estamos sozinhos no universo.

Mas essa presença extraterrestre em exibição regular é, claro, uma ficção. No life beyond Earth has ever been found there is no evidence that alien life has ever visited our planet. É tudo uma história.

This does not mean, however, that the universe is lifeless. Embora nenhum sinal claro de vida tenha sido detectado, a possibilidade da biologia extraterrestre - a lógica científica que a sustenta - tornou-se cada vez mais plausível. That is perhaps the single largest achievement of the burgeoning field of astrobiology, the broad-based study of the origins of life here and the search for life beyond Earth.

Explorando e iluminando o mundo da vida extrema na Terra, experimentando como a vida aqui começou, entendendo mais sobre a composição química do cosmos, testando a habitabilidade em missões a Marte, a lua de Saturno, Titã, e além, um corpo enorme da ciência já foi montado para analisar e explicar as origens, características e possíveis dimensões extraterrestres da vida. E, ao contrário dos ETs e dos invasores de naves estelares da cultura popular, essas descobertas são reais.

Turning Science Fiction into Science Fact

Consider: The rover Curiosity has firmly determined that ancient Mars was significantly more wet and warm, and was an entirely habitable place for microbial life. All the ingredients needed for life as we know it – the proper chemicals, a consistent source of energy, and water that was likely present and stable on the surface for millions of years – were clearly present.

A vida microbiana então começou? Se sim, ele evoluiu? Essas perguntas permanecem sem resposta, mas o seguinte é conhecido: Se uma segunda gênese ocorreu em Marte (ou na lua de Júpiter, Europa, na lua de Saturno Enceladus, ou em qualquer outro lugar em nosso sistema solar), então a probabilidade aumenta substancialmente de que muitas outras formas de vida existam nesses bilhões de exoplanetas e exomoons agora conhecidos por orbitarem estrelas e planetas distantes. Uma origem da vida na Terra pode ser o resultado de um caminho notável e inexplicável para a vida. Two origins in one solar system strongly suggests that life is commonplace in the universe.

Consider, too, the revolution in understanding that has taken place since the mid-1990s regarding planets and moons in solar systems well beyond ours. Since ancient times, natural philosophers, then scientists, and untold interested others predicted, assumed even, that many other planets orbited their stars. Até agora, milhares de exoplanetas foram oficialmente identificados - por meio de missões da NASA como o Kepler, bem como observações baseadas em terra - e bilhões mais aguardam descoberta. And that’s just in our Milky Way galaxy.

Com os avanços nos instrumentos e no conhecimento que possibilitam a caça ao exoplaneta, o foco tem sido cada vez mais refinado para identificar planetas situados em zonas habitáveis ​​- a distâncias de suas estrelas que permitiriam que a água permanecesse pelo menos periodicamente líquida na superfície de um planeta. The search for exoplanets was born in the fields of astronomy and astrophysics, but it has always been intertwined with astrobiology as well. Como acontece com tantas missões da NASA, o amplo e intenso esforço para encontrar e compreender planetas e luas de zonas habitáveis ​​aprimora muito a astrobiologia e é informado pela astrobiologia.

Nossa experiência em encontrar planetas distantes também faz você se perguntar: A busca pela presença atual ou passada de vida extraterrestre algum dia será vista como um paralelo à busca anterior por exoplanetas? Homens e mulheres de ciência, bem como o público leigo, intuitivamente assumiram que planetas existiam além de nosso sistema solar, mas esses planetas foram identificados apenas quando nossa tecnologia e pensamento haviam avançado o suficiente. Is the discovery of ET life similarly awaiting our coming of scientific age?

The Past As a Guide to the Future

A pesquisa em astrobiologia está ocorrendo porque sua hora chegou. Cientistas de todo o país e do mundo estão mergulhando nas questões da origem da vida e da vida além da Terra e desenvolvendo um trabalho estimulante e de ponta. Mas a NASA também tem uma "estratégia" astrobiológica que descreve onde a agência vê linhas de pesquisa promissoras - das altamente específicas às mais amplas e abrangentes - que a agência pode apoiar. Uma amostra de exemplos:

• Quais foram as etapas que levaram os materiais inanimados - rochas, sedimentos, compostos orgânicos, água - a se unirem e formarem organismos vivos, com genes replicantes, paredes celulares e capacidade de reprodução?

• What led to the proliferation of new life forms on Earth?

• Como a água e os compostos orgânicos essenciais chegam aos planetas e luas, e como eles interagem com os planetas e luas em que pousam?

• É possível aprender com produtos químicos e minerais na superfície dos planetas se os micróbios podem viver lá, incluindo abaixo da superfície do planeta?

• Is it possible, likely even, that life exists elsewhere based on elements other than carbon and a system different than DNA ? Essa vida poderia existir aqui na Terra, mas ainda não foi detectada?


7 Tips For Effective And Stress-Free Budgeting

Spending less than we make is often cited as the most important personal finance goal. It helps us get out of debt, save for emergencies, and stash money away for retirement. It's the primary habit that enables us to achieve some level of financial freedom.

It can also be really difficult to accomplish. In a recent Federal Reserve Board study, only "53 percent of respondents indicate that they could cover a hypothetical emergency expense costing $400 without selling something or borrowing money." In some cases, it's lack of income that creates the financial strain. In many cases, however, the problem is overspending. With those who overspend in mind, here are seven tips for more effective and stress-free budgeting.

1. Understand the Goal: The goal of a budget is not to track every dime we spend. That's certainly one way to budget, but it's not the goal. In fact, one can know where all of their money is going and still not have an effective budget. The goal of a budget is to help us control our spending so that we can spend less than we make and focus our spending on what matters most to us. However you choose to budget, it should meet this goal. If it doesn't, you're doing it wrong.

2. Track Spending for a Week: While not the goal of budgeting, tracking every dime you spend for a short period of time will be eye-opening. It will show you how spending even small amounts of money adds up over time. It will also reveal areas of spending that otherwise go unnoticed. Ideally one should track their spending for a full month, but even tracking for a week can provide valuable information about your spending patterns.

3. Use the 3-Category Budget: Given the goal of budgeting, most people do not need to track every dime they spend. For example, knowing how much you've spent on gasoline may be interesting, but if it doesn't change your behavior, there's no point in tracking this expense. Most people overspend in just a few categories. Common examples include eating out, buying clothes, buying gadgets, and entertainment. Using the data accumulated from tacking your spending, pick the three budget categories you'd like to bring under control, and monitor your spending in just these areas. The 3-Category Budget is easy to implement and can have a significant effect on your finances.

4. Charge It: Paying with plastic is an easy way to monitor spending. If you need to know how much you spent on something during the month, you'll have the information at your fingertips. Using a rewards credit card can also add cash to your bank account. If you don't want to use a credit card, use a bank debit card or a prepaid card instead, preferably one that charges very little in fees.

5. Save First: Remember that the goal of budgeting is to spend less than we make (i.e., to save money). One of best ways to do this is to save first. Rather than saving what is left over at the end of the month, save first and spend the rest. This strategy takes advantage of behavioral finance. By getting money out of your checking account and into savings first, we are less likely to spend our savings during the month.

6. Try the 50/20/30 Plan: Popularized by Senator Elizabeth Warren in her book, All Your Worth, this approach to budgeting benefits from simplicity. With this plan, 50% of income goes to necessities, 20% to long term savings, and 30% to lifestyle choices. This plan can be a good starting point for those struggling to decide just how much they should spend on individual budget categories.

7. Use the Right Tools: Finally, using the right tool can make budgeting more effective and less painful. There is no single best budgeting application. What works best for one person might not work best for somebody else. Yet, there are several really good budgeting tools that are either free or very inexpensive. Many of these tools link directly to your bank account and credit cards to automatically download and categorize transactions. They also come with smartphone and tablet apps, and they provide a clear picture into how money is being spent.


Tools to Study Marine Biology

The oceans are difficult to study, as they are vast and foreign to humans. They also vary depending on geographic locations and environmental factors. Different tools used to study the oceans include sampling mechanisms such as bottom trawls and plankton nets, tracking methods and devices such as photo-identification research, satellite tags, hydrophones, and “critter cams,” and underwater observation equipment such as remotely operated vehicles (ROVs).


Assista o vídeo: Passo 17 - Principais subdivisões da Biologia (Dezembro 2022).