Animais podem dar à luz gêmeos?

Pergunte a qualquer pessoa com filhos: receber um novo bebê na família é emocionante, mas dá muito trabalho. E quando a nova adição é um par de bebês — gêmeos — os pais realmente têm muito trabalho.

Para muitas espécies animais é normal ter vários bebês ao mesmo tempo. Uma ninhada de leitões pode ter até 11 ou mais filhotes.

Somos membros do corpo docente da Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade Estadual do Mississippi. Estivemos presentes no nascimento de muitos cachorrinhos e gatinhos ao longo dos anos — e as mães dos animais quase sempre dão à luz múltiplos bebês.

Mas todos aqueles irmãos que compartilham o mesmo aniversário são gêmeos?

Gêmeos idênticos e fraternos

Gêmeos são definidos como dois filhos da mesma gravidez.

Eles podem ser idênticos, o que significa que um único espermatozoide fertilizou um único óvulo que se dividiu em duas células separadas, que se tornaram dois bebês idênticos. Eles compartilham o mesmo DNA e é por isso que os dois gêmeos são quase indistinguíveis um do outro.

Gêmeos também podem ser fraternos. Isso acontece quando dois óvulos separados são fertilizados individualmente ao mesmo tempo. Cada gêmeo tem seu próprio conjunto de genes da mãe e do pai. Um pode ser homem e outro pode ser mulher. Gêmeos fraternos são basicamente tão semelhantes quanto qualquer conjunto de irmãos.

Aproximadamente 3% das gestações humanas nos Estados Unidos produzem gêmeos. A maioria deles são fraternos — aproximadamente um em cada três pares de gêmeos é idêntico.

Cada tipo de animal tem seu próprio número padrão de filhotes por nascimento. As pessoas tendem a saber mais sobre as espécies domesticadas que são mantidas como animais de estimação ou de fazenda.

Um estudo que pesquisou o tamanho de mais de 10 mil ninhadas entre cães de raça pura descobriu que o número médio de filhotes variava de acordo com o tamanho da raça do cão. Cães de raças miniatura — como chihuahuas e poodles toy, geralmente pesando menos de 4,5 quilos — tinham em média 3,5 filhotes por ninhada.

Cães de raças gigantes — como mastins e grandes dinamarqueses, normalmente com mais de 45 quilos — tinham em média mais de sete filhotes por ninhada.

Quando uma ninhada de cães, por exemplo, consiste em apenas dois filhotes, as pessoas tendem a se referir aos dois filhotes como gêmeos. Gêmeos são o resultado da gravidez mais comum em cabras, embora as mães cabras também possam dar à luz um único filho ou ninhadas maiores. As ovelhas frequentemente têm gêmeos, mas cordeiros nascidos únicos são mais comuns.

Cavalos, que ficam prenhes de 11 a 12 meses, e vacas, que ficam prenhes de nove a 10 meses, tendem a ter apenas um potro ou bezerro por vez — mas podem ocorrer gêmeos. Veterinários e pecuaristas há muito acreditam que seria financeiramente benéfico encorajar a concepção de gêmeos em bovinos leiteiros e de corte. Basicamente, o agricultor receberia dois bezerros pelo preço de uma gestação.

Mas gêmeos em bovinos podem resultar em complicações no parto para a vaca e bezerros subdimensionados, com taxas de sobrevivência reduzidas. Riscos semelhantes surgem com gestações de gêmeos em cavalos, que tendem a levar ao nascimento de potros fracos e a complicações na gravidez que podem prejudicar a égua.

Resposta no DNA

Portanto, muitos animais podem dar à luz gêmeos. Uma questão mais complicada é se dois bebês animais nascidos juntos são gêmeos idênticos ou fraternos.

Cachorras e gatas ovulam vários óvulos ao mesmo tempo. A fertilização de óvulos individuais por espermatozoides distintos de um macho produz múltiplos embriões. Esse processo resulta em cachorrinhos ou gatinhos fraternos não-idênticos, embora possam parecer muito iguais.

Os biólogos acreditam que gêmeos idênticos na maioria dos animais são muito raros. A parte complicada é que muitos irmãos animais são muito, muito semelhantes e os pesquisadores precisam fazer um teste de DNA para confirmar se dois animais compartilham de fato todos os seus genes.

Apenas um caso documentado de cães gêmeos idênticos foi confirmado por testes de DNA. Mas ninguém sabe ao certo com que frequência os óvulos fertilizados de animais se dividem e se transformam em bebês gêmeos idênticos.

E a reprodução é diferente em vários animais. Por exemplo, tatus-galinha normalmente dão à luz quadrigêmeos idênticos. Depois que a mãe tatu libera um óvulo e ele é fertilizado, ele se divide em quatro células idênticas separadas que se tornam filhotes idênticos. O tatu-mirim, parente do tatu-galinha, pode dar à luz de sete a nove filhotes idênticos ao mesmo tempo.

Ainda há muitas coisas sobre as quais os cientistas não têm certeza quando se trata de gêmeos em outras espécies. Como os testes de DNA não são realizados em animais rotineiramente, ninguém sabe realmente com que frequência nascem gêmeos idênticos.

É possível − talvez até provável − que gêmeos idênticos tenham nascido em algumas espécies sem que ninguém soubesse.

https://www.bbc.com/portuguese/articles/clld6j08ljyo

O radiotelescópio que está sendo construído na Paraíba para ajudar a desvendar mistérios da energia escura no Universo

Antes de surgirem as estrelas e os planetas, os buracos negros e as anãs brancas, e até mesmo antes dos primeiros átomos e raios de luz, o Universo já reverberava com algo surpreendente — o som.

O zumbido primordial do Universo viajava a mais da metade da velocidade da luz, atravessando o plasma superaquecido de fótons, bárions e matéria escura. Ele surgiu de um cabo de guerra entre as poderosas forças fundamentais, que geravam ondas sonoras naquela sopa de partículas eletricamente carregada.

Quando o Universo tinha "apenas" algumas centenas de milhares de anos, o plasma desapareceu como o nevoeiro da manhã. E o Universo caiu rapidamente em silêncio profundo.

Mas ainda é possível captar ecos dessas primeiras ondas sonoras que se propagaram pelo Universo primordial, se soubermos onde procurar.

As oscilações criadas por essas ondas no plasma deixaram uma marca permanente na distribuição de matéria pelo Universo. E essas oscilações também fornecem aos astrônomos indicações sobre um dos mistérios mais profundos do nosso Universo atual: aquela força misteriosa conhecida como energia escura.

As ondas sonoras primordiais — também conhecidas como oscilações acústicas de bárions (BAOs, na sigla em inglês) — foram formadas quando as partículas do Universo inicial começaram a se reunir, atraídas pela gravidade.

"A força gravitacional da matéria escura nos primórdios do Universo criou 'poços de potencial', que atraíam o plasma para o seu interior", segundo a física brasileira Larissa Santos, professora do Centro de Gravitação e Cosmologia da Universidade de Yangzhou, na China.

Mas o plasma era tão quente que também criava outra força, na direção oposta. "Os fótons criavam pressão de radiação que lutava contra a gravidade e empurrava tudo de volta para o lado externo. Esta luta criava oscilações acústicas — ondas sonoras", explica a professora.

As BAOs irrompiam de incontáveis poços de potencial, formando esferas concêntricas de energia sonora em expansão. Elas se entrecruzavam, esculpindo o plasma em padrões de interferência tridimensionais complexos e deslumbrantes.

Se houvesse seres humanos vivendo na época das "oscilações acústicas de bárions" (BAOs), eles não teriam ouvido nenhum ruído. Os sons estavam cerca de 47 oitavas abaixo da primeira nota do piano. Seus comprimentos de onda eram gigantescos — cerca de 450 mil anos-luz.

Esses estrondos inaudíveis e incrivelmente profundos viajavam através de um meio incapaz de ser penetrado, até pelos nossos telescópios mais poderosos.

Em busca de 'registros fósseis'

Quando mais profundamente olhamos para o Universo, mais retornamos na sua história. Isso se deve ao tempo que a luz leva para chegar até nós.

Mas só conseguimos ver tão longe porque as cargas elétricas dos prótons e elétrons liberados naqueles primeiros estágios de vida do Universo espalhavam e difundiam a luz, criando um brilho aleatório impenetrável.

Enquanto isso, as BAOs criaram padrões nesse meio que oscilavam para o lado externo. Por isso, podemos observar suas evidências no Universo atual.

O Telescópio Espacial Planck, da Agência Espacial Europeia, conseguiu captar ecos de BAOs dos primórdios do Universo, que os cientistas traduziram para frequências audíveis.

O zumbido é composto de um tom baixo com sobretons mais altos. Ele foi processado para produzir um arquivo sonoro com ruídos intensos, que podem ser ouvidos por seres humanos.

Quando atingiu cerca de 379 mil anos de idade, o Universo se resfriou o suficiente para que os prótons e elétrons se emparelhassem, formando os primeiros átomos de hidrogênio neutros. O plasma então desapareceu, o que deixou o Universo subitamente transparente e permitiu a transmissão da luz.

Ao mesmo tempo, a batalha entre a radiação e a gravitação chegou ao fim. As BAOs cessaram e o Universo entrou em silêncio.

Um jato de energia luminosa começou então a se espalhar pelo Universo. Ele era tão poderoso que ressoa até hoje pelos radiotelescópios, atraindo os físicos como um sinal da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB, na sigla em inglês), 13 bilhões de anos depois.

A CMB é o registro visual mais antigo e detalhado dos primórdios do Universo. Ela oferece aos cientistas um "registro fóssil" dos primeiros sons do cosmos.

"Nós vemos [os sons] impressos na radiação cósmica de fundo em micro-ondas e também na estrutura do Universo em larga escala", segundo Santos. A física brasileira participa de um novo projeto de radiotelescópio internacional para analisar os ecos modernos daquela canção antiga.

"Sua assinatura é encontrada na quantidade levemente excessiva de pares de galáxias que são separadas em uma escala fixa de 150 Megaparsecs − cerca de 500 milhões de anos-luz", explica a professora.

Projeto em construção na Paraíba

As assinaturas de BAO não são apenas indicações de como seriam os primeiros sons do Universo. Elas também servem de padrão para medir os efeitos de outro fenômeno invisível: a energia escura.

A energia escura faz o Universo se expandir. Seus efeitos estão em toda parte, mas sua natureza é desconhecida.

O estudo da escala das assinaturas de BAO a diferentes distâncias da Terra conta como os efeitos da energia escura alteraram a história do Universo.

"Chamamos de régua padrão", afirma Santos. "Temos esta escala fixa. Pelas suas variações aparentes, podemos saber como o Universo evoluiu ao longo do tempo."

Larissa Santos faz parte do projeto internacional responsável pelo radiotelescópio Bingo, atualmente em construção na Paraíba. Bingo é a sigla em inglês de "BAOs de Observações Integradas de Gás Neutro".

O radiotelescópio será sintonizado com as assinaturas de radiação características do hidrogênio — o átomo mais simples, mais antigo e mais abundante do Universo.

Os átomos de hidrogênio liberam radiação com comprimento de onda de 21 centímetros. Este comprimento é invisível para o olho humano, mas pode ser detectado pelo radiotelescópio.

A energia escura "estica" a radiação das nuvens de hidrogênio mais distantes. Com isso, o comprimento de onda observado aqui na Terra aumenta. Quanto maior a distância, maior o comprimento de onda.

"Você escolhe a frequência do radiotelescópio de acordo com a época do Universo que você quer medir", explica Santos.

O radiotelescópio Bingo foi projetado para mapear a distribuição do hidrogênio entre um bilhão e quatro bilhões de anos-luz atrás — o que é relativamente próximo, na escala cósmica de tempo e espaço.

Os dois enormes espelhos parabólicos do Bingo refletem essa radiação primordial sobre um conjunto de 50 detectores de ondas dirigidas, conhecidos como "cornetas".

A base móvel do telescópio é o planeta onde ele está sendo construído. A rotação da Terra movimenta o equipamento sob as estrelas, varrendo uma área do céu de 15 por 200 graus.

Usando cálculos estatísticos complexos, a professora Larissa Santos irá analisar os dados para localizar milhões de galáxias, examinando as distâncias relativas entre elas. Com isso, será possível estudar com mais profundidade como a energia escura afetou os padrões de BAOs naquela época.

"O Bingo irá examinar o Universo posterior, depois que a energia escura dominou a expansão. É um grande complemento para outros experimentos", segundo ela. E muitos desses outros experimentos já começaram ou estão planejados.

Abordagem 'ambiciosa'

"O mapeamento da intensidade de hidrogênio, em princípio, pode medir qualquer coisa no Universo entre os dias atuais e a CMB. É um imenso volume a ser explorado", afirma a professora de física Cynthia Chiang, que estuda a densidade do hidrogênio na Universidade McGill em Montreal, no Canadá.

"O Bingo e outros experimentos similares procuram os gases que ficam dentro das galáxias. Eles são um marcador de onde está a matéria", explica a professora.

Os instrumentos sintonizados em regiões relativamente próximas são do interesse de Chiang, mas ela também deseja obter respostas sobre o restante da história cósmica.

"Minha abordagem é muito ambiciosa", afirma Chiang, rindo. "Estou organizando um experimento sintonizado em frequências correspondentes à 'Idade das Trevas'."

"Este é o período imediatamente seguinte à formação das micro-ondas de fundo. Nunca tivemos acesso à cosmologia daquele período porque é muito, muito difícil", segundo a professora.

Entre a "superfície da última dispersão" (quando o plasma bariônico deu lugar à CMB) e a "madrugada cósmica" (quando brilhou a luz da primeira estrela), existe um intervalo de 250 a 350 milhões de anos. As BAOs deixaram nuvens de hidrogênio agrupadas em finas estrias, como as ondas do mar em refluxo, que deixam ondulações na areia.

Antes que Chiang possa ter acesso à radiação de 21 cm daquela época, ela precisa projetar experimentos para excluir os sinais mais recentes da nossa própria galáxia, que podem mascarar os dados mais antigos.

"Este primeiro experimento ainda não irá chegar à cosmologia", explica ela. "O objetivo é mapear as emissões da Via Láctea nessas frequências em resolução muito alta, para podermos conhecer a aparência do céu na primeira passagem. Depois, esperamos poder subtrair aquilo e chegar à cosmologia."

"Como o nome indica, na Idade das Trevas, o Universo era um lugar muito escuro e monótono", prossegue a professora. "Ali, o sinal que você recebe é uma emissão de 21 cm quase uniforme daquela parede de hidrogênio."

"Mas existem flutuações sutis de brilho que correspondem às densidades mais altas e mais baixas. Você consegue minúsculos pontos frios e quentes."

Para a professora, a CMB é como uma fotografia estática que captura, em detalhes impressionantes, um momento fundamental da evolução cósmica. Mas o mapeamento da densidade do hidrogênio na Idade das Trevas também capturaria centenas de milhões de anos imediatamente posteriores.

"Você consegue sondar um volume tridimensional", explica Chiang. "Se você conseguir medir o mesmo tipo de informação da CMB, mas refletido sobre hidrogênio, você consegue muito mais dados e, potencialmente, pode restringir ainda mais os parâmetros cosmológicos."

"Se chegarmos lá, será maravilhoso. Mas é um caminho muito, muito longo."

https://www.bbc.com/portuguese/articles/c2e8qd4evl9o