Micróbios para armazenar energia

Archeobacterias Methanospirillum, um dos tipos que mais metano produz

As energias renováveis, produtoras de electricidade, enfrentam um problema que tende a agravar-se com a sua expansão: nos períodos de menor demanda, se não se consome toda a electricidade produzida, a mesma não pode ser armazenada.

Uma equipa de engenheiros da Universidade do Estado de Pensilvânia (Penn State), nos Estados Unidos, descobriu uns micróbios do reino Archaea que a partir de dióxido de carbono e água podem produzir metano, através da adição de electricidade, e sem emissão de hidrogeno, obtendo assim uma fonte de hidrocarbonetos portátil, e teoricamente neutra em relação à fixação ou emissão de carbono.

Os microrganismos metanogénicos produzem metano em lixeiras e zonas pantanosas, mas os científicos pensavam que estes organismos convertiam materiais orgânicos, como o acetato, em metano, emitindo também hidrogeno. No entanto, estes investigadores, ao tentar produzir hidrogeno nas células por electrólise microbiana, encontraram uma produção de metano muito superior ao esperado.

Toda a geração de metano que ocorre na natureza, e que assumimos que se produz em conjunto com emissão de hidrogeno, pode ser que não seja processada assim, disse Bruce E. Logan, professor de engenharia ambiental da Penn State. Realmente encontramos muito pouco hidrogeno em fase gasosa na natureza. Talvez assumimos que o hidrogeno estava a ser sintetizado, quando não era assim.

Logan, em colaboração com Shaoan Cheng, investigador associado, Defeng Xing, investigador de posdoutoramento, e Douglas F. Call, estudante de posgraduação de engenharia ambiental, confirmaram que os organismos microscópicos produziram o metano. Os investigadores criaram uma célula de duas câmaras com um ânodo submerso na água num lado da câmara e um cátodo na água, e nutrientes inorgânicos e dióxido de carbono no outro lado da câmara. Aplicaram uma tensão, mas só durante um minuto. Depois recobriram o cátodo com um filme biológico de Archaea, os microrganismos objecto de estudo, e não só houve fluxo de corrente no circuito, mas também as células produziram metano.

A única maneira de chegar a ter corrente com a voltagem utilizada é que os micróbios estejam directamente a aceitar electrões, disse Logan. E assinala também que a reacção electroquímica se desenvolve sem nenhum tipo de catalizadores e com um nível de energia menor do que o necessário para a conversão de dióxido de carbono em metano utilizando métodos convencionais, não biológicos.

Estas células obtêm uma eficiência do 80 por cento na passagem de electricidade a metano, e como utilizam dióxido de carbono como matéria prima, o processo viria a ser neutro em relação ao carbono se a electricidade provêm de uma fonte diferente dos hidrocarbonetos, como a solar ou a eólica.

O processo não sequestra carbono, mas transforma o dióxido de carbono em combustível, disse Logan. Se o metano se queima e o dióxido de carbono é capturado, então o processo pode ser neutro em relação à fixação ou emissão de carbono.

Logan sugere para os casos de excesso de electricidade pontual (nos momentos de menor demanda) o método de captura em um combustível transportável. E considera que o metano é preferível ao hidrogeno, porque uma grande parte das infra-estruturas actuais de gestão de hidrocarbonetos poderiam facilmente transporta-lo.

Os escorpiões realmente preferem as zonas áridas

Os escorpiões preferem sempre os climas áridos

Sabemos que a resistência às altas temperaturas e a capacidade de conservar a água durante longos períodos de tempo, confere aos escorpiões a possibilidade de prosperar nas zonas mais quentes e áridas do mundo. Mas, esta distribuição global pode ser observada também a nível local? E ainda, podendo estar num clima mais suave, irão preferi-lo?

O estudante de mestrado Shmuel Raz e os seus colegas da Universidade de Haifa, em Israel, apresentaram um relatório no número de Abril da revista de livre acesso PLoS ONE no que demonstram que é esse o caso, inclusive quando temos um habitat tipo europeu e outro tipo africano separados por não mais do que 100 metros.

Faço aqui um aparte para recomendar esta revista, PLoS ONE, assim como a iniciativa que a sustenta, em relação à sua intenção de distribuir e fomentar gratuitamente a ciência entre os seres humanos.

Shmuel Raz e os seus colegas estudaram as comunidades de escorpiões num vale perto do Monte Carmelo, em Israel, que foi denominado Evolution Canyon. Este vale tem fortes inclinações e a sua disposição é aproximadamente de leste a oeste, o que significa que a encosta virada a sul pode receber até oito vezes mais radiação solar do que a orientada ao norte. Portanto, apesar de idênticas em relação à geologia e clima, uma encosta apresenta habitat africano, tipo savana árida, enquanto a outra apresenta um viçoso mato rasteiro, mais europeu, estando separadas ambas encostas por uma estreita faixa que facilmente pode ser atravessada pela maior parte dos animais, incluindo os escorpiões.

Os investigadores recolheram cerca de 200 indivíduos de seis espécies diferentes de escorpiões neste vale. Quatro das espécies foram encontradas em ambas encostas do vale, mas as outras duas só foram encontradas no lado “africano” do mesmo.

Ainda, no total, o lado “europeu” apresentava um 30% menos de escorpiões que o “africano”. Portanto, apesar da facilidade de movimento entre as duas encostas do vale, as adaptações dos escorpiões às condições áridas e as suas preferências determinaram que houvesse uma maior abundância na zona virada a sul, a encosta “africana”.

As diferenças na diversidade de espécies entre as encostas viradas a norte e a sul foram observadas também em outros grupos animais, e em bactérias, fungos e plantas, o que indica que as pressões ambientais provocadas por factores tais como a quantidade de sol, a temperatura e a pluviosidade, tanto individualmente como combinados, podem actuar muito localmente introduzindo mudanças na biodiversidade global.

Artigo original em bio-medicine.org

Coral negro: O mais antigo organismo marinho vivo

Coral negro, um organismo vivo com mais de 4.000 anos

Investigadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) dos Estados Unidos, da Universidade de Stanford e da Universidade da Califórnia em Santa Cruz encontraram dois grupos de corais de alto mar no Hawaii muito mais velhos do que todos os anteriormente registados.

Aliás, estes corais, encontrados a cerca de 400 metros da costa das ilhas havaianas, podem ser os mais antigos organismos vivos marinhos conhecidos.

Os investigadores Tom Guilderson e Stewart Fallon utilizaram a datação com carbono 14, para determinar as idades de Geradia sp. (coral dourado), assim como espécimes de coral negro de águas profundas, Leiopathes sp. A maior idade determinada foi de, respectivamente, 2.740 anos e 4.270 anos.

Com mais de 4000 anos, os corais negros de águas profundas são o mais antigo organismo marinho conhecido. E, para bem do nosso conhecimento, o mais velho organismo colonial encontrado até agora, disse Guilderson. Com base no carbono 14, os pólipos vivos têm apenas alguns anos, ou pelo menos o seu carbono como matéria viva, mas eles têm sido constantemente substituídos ao longo de séculos ou milénios, enquanto iam crescendo os seus esqueletos por baixo.

A técnica do carbono 14 é a ferramenta geocronológica mais utilizada para os últimos 50.000 anos, e os estudos com esta técnica em corais dourados do Atlântico e do Pacífico tinham determinado para estes corais idades entre 1.800 e 2.740 anos, mas alguns biólogos duvidavam de que não pudesse haver corais novos sobre outros sedimentos mais velhos.

Para responder a estas questões, o grupo analisou não só pólipos (os animais vivos que compõem os corais), mas ramos de alguns especímenes. Os animais vivos tiveram a mesma concentração de carbono 14 do que a água superficial, o que demonstra que o carbono foi fotossintetizado recentemente na superfície antes de ser “comido” pelos pólipos. O esqueleto (ramo do coral) mostra uma concentração de carbono 14 que se assemelha à que tinha a superfície da água desde o final dos anos 1950, quando os testes de armas nucleares aumentaram a abundância natural do carbono 14 na atmosfera.

A taxa de crescimento radial, durante os últimos 50 anos, é semelhante à taxa de crescimento nos 300 anos anteriores dos ramos, e é consistente também com as verificadas em muitas amostras fósseis. Aliás, é semelhante para todas as amostras analisadas. No coral dourado, determinou-se que um ramo de 11 milímetros de rádio tem uns 900 anos, enquanto um com 38 mm. de rádio atinge aproximadamente 2.700 anos.

Estas idades indicam uma longevidade muito superior à de estimativas anteriores, disse Guilderson. E só analisaram alguns ramos, pelo que não pode ser determinada a idade do indivíduo completo.

Os corais de alto mar do Hawaii enfrentam ameaças directas e imediatas, como a recolha de corais para jóias e a pesca com arrastões de fundo, para além de que a estreita relação dos corais com a superfície do mar faz com que estes se vejam rapidamente afectados por mudanças nesta, tanto naturais como as provocadas pelo homem, como a acidificação dos oceanos, o aumento da temperatura ou outros, pelo que se encontram em grave perigo.

A antiguidade do coral é mais um motivo para reforçar a protecção dos habitats do alto mar, que tanto se desrespeita muitas vezes, especialmente em águas internacionais.

Ver mais em Sci-Tech