Qual o estado físico da água, nas nuvens?

       A resposta à pergunta do título se deve às mudanças de estado físico da matéria, para respondê-la, é necessário compreender os processos de atuam para que a matéria passe pelos diferentes estados físicos conhecidos: sólido, líquido e gasoso. 

A matéria é composta por moléculas, seu estado físico depende da sua disposição: se estiverem muito próximas, a matéria encontra-se em estado sólido, à medida que se afastam, a matéria entra no estado líquido e, quando completamente afastadas, apresentam-se no estado gasoso.

A conformação molecular, determina as propriedades físicas da matéria, como por exemplo dureza e cor. Assim, quando matérias se encontram em estado sólido, apresentam maior grau de dureza e coloração visível. O nariz humano identifica moléculas dissolvidas no ar, então, quando estão em estado gasoso, é mais fácil para os humanos identificarem seu odor, por isso, sentimos o cheiro de um perfume ou da comida "no ar"!

Da mesma forma, quanto mais próximas as moléculas, mais visível tende a ser o objeto feito com essa matéria. E, o contrário também é verdadeiro: se a matéria encontra-se em estado gasoso, torna-se invisível para os humanos. 

Tomemos a água como exemplo: o gelo, é a água em estado sólido, logo, podemos vê-lo e identificar a forma como essa água adquiriu esse estado: cubos, icebergs ou a forma em que colocarmos a água para congelar. 
A água em estado líquido, não tem forma, pois as moléculas já se encontram afastadas o suficiente para conferir-lhe uma fluidez, que escorre, por isso o provérbio oriental:  

                                            Fonte: autora
           Seguindo esse raciocínio, o vapor d'água, por ser água em estado gasoso, é invisível, logo, se nós podemos ver as nuvens, a água, nas nuvens, não está em estado gasoso!
            Mas em qual estado físico, estaria a água nas nuvens então?
          Sólido, não pode ser, senão os aviões ficariam quebrados a cada viagem em céu nublado, por causa da colisão com o gelo.
           Nuvens não têm forma definida, mas são visíveis, então, as nuvens são formadas por pequenas gotículas de água, em estado líquido, que se mantêm em suspensão. Por isso, quando "as nuvens estão carregadas", afirmamos que "vai chover", pois, a quantidade de água líquida em seu interior é tão grande que as gotículas se uniram, e irão precipitar (cair).
          Nuvens se formam pela condensação da água que evapora dos rios, oceanos, lagos e outros corpos de água presentes na superfície da Terra.  
        Desde pequenos, somos acostumados a compreender o ciclo da água como se a nuvem fosse a representação da água em estado gasoso, mas, se o estado gasoso é invisível, não pode ser representado por um desenho! 
      Os melhores exemplos para evaporação da água, é o "sumiço da água" quando espirrada em uma superfície quente, ou as bolhas que "aparecem" indicando que algumas moléculas já estão passando para o estado gasoso. No momento em que enxergamos uma nuvem,  já ocorreu a condensação, e ela já retornou ao estado líquido!

TEORIAS DE ORIGEM DA VIDA

Salvador Dali - "Criança"

           A obra "Criança" de Salvador Dali, surge em resposta à busca da pergunta: "De onde viemos?". Essa questão acompanha a humanidade desde os primórdios, e por isso, várias teorias foram desenvolvidas para explicá-la. 

         A origem da vida na Terra é objeto de discussão na Ciência europeia, há anos. Inicialmente, as diferentes culturas buscavam explicá-la por seus mitos, e na maioria deles, creditavam o surgimento da vida a um poder sobrenatural, ou alguma entidade superior. O mito mais conhecido entre nós, provem do livro bíblico Gênesis, no qual está escrito que Deus criou "todas as coisas". Com o tempo, adquiriu ares de teoria sendo batizada de Criacionismo.

          Entretanto, já na Grécia Antiga, o Criacionismo não era uma resposta satisfatória à questão. Aristóteles, grande filósofo grego, creditava a origem da vida a um princípio ativo, que seria a energia do sopro de vida sobre a matéria inanimada, tornando-a animada, ou seja, a vida surgiria espontaneamente no momento que  algo inanimado fosse atingido pela energia do princípio ativo. Por esse conceito de espontaneidade, a teoria aristoteliana passou a ser chamada de Geração espontânea, que foi aceita pela Igreja Católica, pois, de certa forma, confirmava a criação de seres humanos descrita no Gênesis: "Deus soprou vida em um boneco de barro."

        Além de Aristóteles, Anaxágoras, um outro filósofo grego, propôs a origem da vida em algum lugar no Universo, a teoria dele foi reestruturada por um conjunto de cientistas do Século XVIII, por esta teoria, chamada Panspermia, a semente da vida seria originária de um outro planeta e trazida para a Terra, onde se desenvolveria. Existia um problema com ela: "se a vida se originava em outro planeta, como investigar sua origem se não estamos lá"? E ela foi descartada...

    Com o passar do tempo, a dúvida persistia e era parcialmente explicada por variações da geração espontânea. Os naturalistas utilizavam exemplos como: vermes que se criavam no intestino humano, ratos de camisetas suadas, ou larvas de carne podre. Como representado na imagem, os gansos marinhos seriam originários das conchas presentes nas pedras ou troncos, ou os sapos, da lama do fundo das lagoas:

Fonte: Domínio público

        De qualquer forma, a ideia de que a vida poderia surgir de algo inanimado, foi presente por toda a Idade Média, tendo recebido outro nome: Abiogênese, que na verdade não deixava de ser outra forma de chamar a Geração espontânea. 

           O verbo "criar" é a essência da Abiogênese e por isso quando hoje proferimos frases como: "o lixo cria baratas" ou "a carne fora da geladeira cria moscas", estamos nos referindo ainda, ao pensamento de geração espontânea.

          No Século XVII, Francesco Redi, acreditando que todos os seres vivos nasciam de ovos, fez esse experimento:

Fonte: Domínio Público

             E constatou que, nos frascos vedados, não se criavam larvas. E você acha que ele conseguiu derrubar a Abiogênese?

       Não, a Abiogênese persistiu até 1862, quando Luis Pasteur ( o cara do leite PASTEUrizado) fez esse experimento aqui, conhecido como "frascos pescoço de ganso":

Fonte: https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Evolucao/evolucao3.php

          E afastou definitivamente a teoria da Abiogênese, abrindo espaço para a Biogênese, teoria que hoje reina para a origem de seres vivos.

          A Biogênese diz que "um ser vivo, só pode se originar de outro ser vivo semelhante." 

        Mas a história não termina aqui, como a Ciência avança à medida que a tecnologia também avança, em 1990, cientistas detectaram proteína, em um meteoro que caiu na Argélia, considerando que proteína é a molécula básica de qualquer ser vivo, poderíamos pensar essa descoberta como um retorno à Panspermia?

                Enquanto especialistas discutem essas teorias, retorne ao quadro do Salvador Dali, no início do post, e analise as imagens a partir de cada teoria que foi explicada aqui.

            

POR QUE SENTIMOS SONO E FOME, SEMPRE NOS MESMOS HORÁRIOS?

        Você já deve ter se perguntado porque Ciências aborda movimentos terrestres no sexto ano, afinal, esse tema também é estudado em Geografia. É justamente porque, de certa forma, esses movimentos influenciam o funcionamento (metabolismo) dos organismos. 

      Segundo o site do planetário da UFSC, nosso planeta efetua vários movimentos, e os principais seriam 14, mas, nesse momento, nos interessam apenas os dois mais conhecidos: Rotação e Revolução (Translação). 

        Como a Rotação e a Translação ocorrem já é bastante conhecido por todos nós: a Rotação é o movimento giratório em seu próprio eixo, ou seja, a Terra gira como uma bailarina:

                                               

       Fonte: https://meu-paraiso-das-gifs.blogspot.com/2016/07/lindas-bailarinas-em-png-e-gifs.html

     E Translação é o movimento orbital ao redor do sol:

                                            

                      Fonte: https://suportegeografico77.blogspot.com/2018/09/translacao.html

      Esses dois movimentos são os responsáveis pelas contagens de tempos terrestres: dia e ano.

      Os dias apresentam-se com variações de luminosidade: o dia (claro) e a noite (escuro). A duração de períodos claros e escuros também dependem do ano, ou seja, a posição que a Terra ocupa, durante a translação, em relação ao sol, faz com que o dia tenha mais, ou menos, horas de claridade. Por exemplo, no verão, os dias são maiores que as noites, e no inverno ocorre o inverso. Nos pólos, devido à inclinação da Terra, essa variação é enorme, chega a seis meses de luz (dia) em oposição a seis meses de escuro (noite).

      E a quantidade de luz é determinante para a produção de matéria orgânica pelas plantas. São elas que fazem Fotossíntese, um processo que transforma a energia luminosa em energia química, chamada glicose, assim, quando temos mais claridade, teremos uma maior produção de matéria orgânica.

       A maioria dos seres vivos, depende da glicose como principal fonte de energia para a respiração, assim, quanto mais matéria orgânica produzida, mais energia será disponibilizada para uso dos seres vivos em geral. Da mesma forma, podemos concluir que, no verão, ocorre maior produção de energia que no inverno, e isso pode estar relacionado aos hábitos mais "animados" desenvolvidos pelos animais em períodos de calor.

    A variação de luminosidade diária  não influencia só as plantas, mas influencia também, o metabolismo da maioria dos seres vivos que habitam a Terra, determinando seu ciclo biológico. Dessa forma, são determinados, desde hábitos simples, como acordar sem despertador, ter sono ou fome até processos de reprodução e controle da temperatura corporal. Esse "controle metabólico" é chamado de ritmo circadiano, e varia segundo a espécie, Todos os seres vivos têm seu metabolismo determinado pelo ritmo circadiano, mas o mais estudado, obviamente, é o humano:

                             

      Fonte: http://www.medicinadosonoam.com/medicina-do-sono/disturbios-do-ritmo-circadiano-2/

      É o estudo do ciclo circadiano que permite ao treinador determinar os melhores horários para o treino do atleta, por exemplo. E para nós, escolhermos os melhores horários para estudar e aprender.

     Então, comece a se observar, para determinar quais os melhores momentos do dia, de acordo com o seu ritmo circadiano, para desenvolver suas necessidades pessoais, sem que esteja com sono ou fome.

                                                   

FORMAÇÃO DA TERRA E DOS PRIMEIROS SERES VIVOS

      A Teoria científica conhecida como Big Bang tenta explicar a origem do Universo e do planeta Terra a partir de conhecimentos de Astrofísica, Cosmologia e da Física subatômica.

   Tentarei traduzir, em uma sequência de quadrinhos simples, as ideias apresentadas no documentário: Construindo o Planeta Terra, lançado pelo NatGeo, em 2011. Farei a representação em quadrinhos da origem do Universo até a formação da atmosfera.

      As imagens utilizadas são de domínio público na internet e foram transformadas em desenhos pelo site Photo-kako.com . 

           
    Essa sequência de eventos permitiu que se formassem as estruturas necessárias ao desenvolvimento de formas vivas na superfície do planeta Terra: água, solo nutritivo e atmosfera com gases como vapor d'água, gás carbônico e oxigênio.

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS SERES VIVOS E GENOMA: POR QUE CADA UM É DIFERENTE?

        Uma das características dos seres vivos, é a composição química que envolve grandes moléculas orgânicas,  como a proteína, o lipídio e o glicídio. Essas macromoléculas são diferentes combinações de Carbono, Hidrogênio, Oxigênio e Nitrogênio e são responsáveis pela estruturação e funcionamento do organismo vivo ao combinarem com substâncias inorgânicas como potássio, sódio, fósforo ou cálcio.

               O infográfico abaixo compara as proporções desses elementos no corpo de um ser humano adulto:

     Imagem traduzida e adaptada de https://biologiadosgrandes.wordpress.com/category5-conteudo-estudado/5-1-capitulo-1-composicao-quimica-dos-seres-vivos/

                Proteínas, glicídios, lipídios e elementos químicos fundamentais são adquiridos por meio da nutrição para manter o organismo vivo.

             As proteínas são formadas por estruturas menores chamadas de aminoácidos, e esses, são reorganizados pelo próprio corpo, em proteínas exclusivas de cada indivíduo, codificadas no famoso DNA. O DNA serve de molde para o RNA, que orientará a "fabricação" da proteína exclusiva do ser vivo portador daquele DNA: 

Imagem adaptada de https://www.editforce.co.jp/en/editing/

             DNA e RNA são também chamados de ácidos nucleicos, é esse código, único para cada organismo, que faz com que sejamos, ao mesmo tempo, tão diferentes e tão iguais. 

             O DNA, exclusivo para cada indivíduo, compõe o genoma, próprio de cada espécie, com uma quantidade e qualidade de genes, únicas para cada espécie de ser vivo, chamado de número cromossômico. As imagens abaixo representam alguns números cromossômicos de algumas espécies de seres vivos:

            Assim, em uma plantação de arroz, todos os pés têm o mesmo genoma, composto por 24    cromossomos, mas o conteúdo genético desses cromossomas é diferente em cada pé, pois cada exemplar da espécie tem um DNA diferente.

           Os vírus também têm genoma e conhecê-lo, por meio do sequenciamento, permite que se produza vacinas. O link abaixo, descreve o sequenciamento do genoma do Coronavírus da América latina:

 https://pfarma.com.br/noticia-setor-farmaceutico/estudo-e-pesquisa/5172-brasil-genoma-coronavirus.html

     

Características de seres vivos e não vivos

         É comum pensarmos de maneira dicotômica, isto é, "se uma coisa não é viva, ela é morta"! Mas no ambiente a coisa não funciona exatamente assim, para alguma coisa estar morta, ela deverá ter sido viva um dia! 

         É uma das características dos seres vivos: o ciclo vital - a capacidade dos seres vivos de nascer, crescer e morrer. Outras características dos seres vivos são:

     a. Proteína como molécula química fundamental de todos os seres vivos, essa molécula organiza-se nos organismos, formando o genoma, chamado DNA  e transmitido aos descendentes através da reprodução, outra característica dos seres vivos, pois, seres não vivos são incapazes de deixar descendência e um ser vivo só pode se originar de outro ser vivo.

    b. Metabolismo é o nome do processo de funcionamento dos organismos vivos, para que aconteça, é necessário que o ser vivo obtenha energia por meio da nutrição. Alguns seres vivos são chamados de autótrofos pois têm a capacidade e produzir a energia necessária ao seu metabolismo por meio da fotossíntese, transformando a luz solar em matéria orgânica e energética. Outros, só conseguem essa energia por meio da alimentação, consumindo carboidratos, esses, são chamados de heterótrofos.

    c. Respiração é outra característica dos seres vivos, por meio desse fenômeno, a energia química adquirida pela alimentação, é transformada em moléculas altamente energéticas, chamadas ATP, que são utilizadas pelo organismo para manter o metabolismo. A maioria depende do oxigênio como gás que faz a combustão da molécula de glicose, produzindo energia para o metabolismo, esses seres dependentes do oxigênio são chamados de aeróbios, entretanto, alguns seres vivos não necessitam de oxigênio para sua respiração, e por isso são chamados de anaeróbios.

    d. A maioria dos seres vivos têm seus corpos organizados em células, por isso, alguns autores definem essa estrutura como fundamental na constituição dos seres vivos. 

         Existe uma discussão atualmente na comunidade científica, que identifica os vírus como seres vivos, ainda que não sejam formados por células. Essa discussão ainda ocorre e os defensores do vírus como seres vivos alegam que essas estruturas são capazes de se reproduzir, deixar descendentes e influenciar as células parasitadas a manterem seu metabolismo, apresentando portanto, características inerentes aos seres vivos.

    e. Coordenação é a capacidade dos seres vivos em responder aos estímulos ambientais, seres não vivos são incapazes de interagir com as modificações ambientais. Um dos fatores ambientais limitantes da vida é a temperatura, pois os seres vivos desenvolvem ações metabólicas que se adaptam ou não às variações climáticas do ambiente onde vivem. Um urso polar, por exemplo, não sobreviveria em uma floresta tropical pois seu corpo seria incapaz de se adaptar às condições de muito calor.

    Os seres não vivos de um ecossistema são conhecidos como componentes abióticos, são eles: a água, as rochas e a atmosfera.

     A água, quando em estado líquido, compõe a célula dos seres vivos, faz o transporte de substâncias dentro dos organismos e o controle da temperatura e de substâncias tóxicas dos organismos, constituindo o suor e a urina.

     As rochas são "desmanchadas" pela ação da água e do vento originando o solo, sobre o qual os seres vivos se sustentam e fornece nutrientes para os organismos autótrofos efetuarem seu metabolismo.

      A atmosfera, além de controlar a temperatura na superfície do planeta, fornece gases necessários ao metabolismo dos seres vivos.

       Sem a interação com os componentes abióticos, a sobrevivência dos seres vivos seria impossível. Todos dependem das condições químicas e físicas do ecossistema para o funcionamento do seu metabolismo.

        Os serres humanos têm a capacidade de produzir instrumentos que facilitam sua interação com o ambiente, esses instrumentos são chamados de objetos e não podem ser considerados seres não vivos, pois são fruto da tecnologia e da ação humana.

        Para exercitar as informações adquiridas com esse texto, identifique na figura abaixo os seres vivos, os seres não vivos e os objetos.

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CONDIÇÕES TERRESTRES QUE PERMITEM A SOBREVIVÊNCIA DAS FORMAS DE VIDA

https://www.focuscosmus.com/origem-da-vida-no-planeta-terra/

Desde pequeno você ouve falar que a vida terrestre é dependente da água e do oxigênio, essas  afirmações não são suficientes para explicar as condições terrestres que permitem a vida, como conhecemos, no planeta. A seguir são descritas algumas condições que possibilitam o desenvolvimento de seres vivos na Terra:

1)      Localização da Terra em relação ao Sol

Essa característica muitas vezes passa despercebida, entretanto, se o planeta ocupasse outra órbita, mais próxima ou mais distante, as condições de temperatura média não permitiriam a existência de água em estado líquido, fator imprescindível para sua absorção pelo metabolismo dos seres vivos.

Outros planetas, também possuem água, mas em estado sólido (gelo) ou gasoso (vapor d’água). Apenas a Terra apresenta oscilação de temperatura entre -60° e +45° C, condição para o estabelecimento de água líquida.

2)      Composição gasosa da atmosfera

O oxigênio (O₂) normalmente  é considerado o grande herói da vida terrestre, todavia, outras duas moléculas (O₃ e CO₂)  compostas por esse elemento químico também são essenciais às formas de vida.

O gás carbônico (CO₂) existe na atmosfera de outros planetas também, como Vênus, onde sua alta concentração atmosférica faz com que a temperatura média da superfície seja extremamente alta – próxima de 400° C -. Na Terra as concentrações de CO₂ e O₂ deveriam se manter equilibradas pelos fenômenos fotossíntese/respiração aeróbia, contudo esse equilíbrio não se mantem atualmente por ação humana – isso é assunto para outra aula. A grosso modo, poder-se-ia dizer que a concentração de Oxigênio atmosférico (O₂) é devido à fotossíntese  efetuada por seres vivos como cianofíceas (bactérias) e plantas, que fazem a hidrólise da água, liberando-o na atmosfera. Cabe lembrar que existem seres vivos que fazem respiração anaeróbica, são portanto, independentes do Oxigênio (O₂) para sua sobrevivência.

O ozônio (O₃) é outro gás identificado apenas na atmosfera terrestre, acredita-se que tenha se originado de reações químicas entre a água oxigenada, formada durante eras glaciais,  e os raios ultravioletas solares que atingiam a superfície da Terra primitiva. Dessa forma, formou uma camada de proteção contra os próprios raios ultravioletas, refletindo-os para o espaço. Foi essa camada que permitiu a conquista do ambiente terrestre pelos seres vivos, pois, sem ela, os danos causados pelos raios ultravioletas nos tecidos vivos inviabilizariam a sobrevivência dos organismos fora da água.

Outros gases, em diferentes concentrações também atuam para o processo vital, mas são exclusivos da atmosfera terrestre e são encontrados em outros planetas em variadas concentrações.

3)      Superfície rochosa

A superfície rochosa do planeta, composta de diferentes minerais e transformada por ações erosivas da água e do vento, permite a formação de solos nutritivos para os seres vivos que são produtores de matéria orgânica. Alguns planetas também possuem superfície gasosa, enquanto outros, têm superfícies rochosas também, todavia, a erosão dessa superfície parece não ser tão eficiente como  ocorre na Terra.

4)      Duração do dia terrestre

O período diário de 24 hs propicia o fenômeno denominado Ciclo circadiano, fenômeno que sincroniza o funcionamento dos organismos em um período de 24hs, promovendo a série de processos biológicos que mantém o funcionamento do metabolismo como: sono, fome, temperatura corporal ou homeostase (www.diabetes.org.br/publico/colunas/144-dra-caroline-mesquita/1121-a-influencia-dos-ritmos-circadianos-no-desenvolvimento-de-doencas-metabolicas).

A Terra já teve dias com duração menores, e esse período foi sendo ajustado por ação da força gravitacional, da lua e dos movimentos de rotação e translação terrestres. O ciclo circadiano não é exclusivo dos animais, outras formas de vida também são dependentes desse fenômeno regulador, principalmente para a efetivação da fotossíntese e metabolismo da glicose, principal fonte de energia para os organismos aeróbios.

5)      Água em estado líquido

Essa característica já foi citada nesse documento, mas vale a pena lembrar que apenas a Terra possui água em estado líquido, e é esse estado físico da água, que permite a absorção pelos seres vivos para a constituição de seus corpos e funcionamento de seus metabolismos.

As características descritas acima, formam um conjunto único no sistema solar, de condições abióticas que permitem a existência das formas de vida conhecidas no planeta Terra.