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11.2: Trailblazer

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    Trailblazer do raciocínio: Paul D. N. Hebert

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    Figura\(11.4\) Paul D. N. Hebert, 2015 (crédito: “Paul Hebert - Revelando a biodiversidade planetária por meio de códigos de barras de DNA” por Åge Hojem, NTNU Vitenskapsmuseet/Museu da Universidade NTNU/Wikimedia Commons, CC BY 2.0)

    Objetivos de

    Ao final desta seção, você poderá:

    • Leia para obter informações, aprender e pensar criticamente.
    • Identifique estratégias de raciocínio e explique suas funções.

    Estratégias de raciocínio na ciência

    Nascido em Kingston, Ontário, Canadá, Paul Hebert (nascido em 1947) obteve seu diploma de bacharel em ciências pela Queen's University, uma universidade pública de pesquisa em sua cidade natal. Ele então fez pós-graduação na Universidade de Cambridge (Reino Unido), onde recebeu seu PhD em genética (um ramo da biologia que lida com a hereditariedade e a variação das características herdadas). Ele passou três anos na Universidade de Sydney, na Austrália, e depois outro ano em Londres, no Museu de História Natural. Retornando ao Canadá, ele começou a pesquisar na Universidade de Windsor, seguido por uma diretoria no Instituto dos Grandes Lagos em Windsor. Em 1990, ele ingressou no corpo docente da Universidade de Guelph, em Ontário, onde se tornou diretor do Centro de Genômica da Biodiversidade (um ramo da biotecnologia que se esforça para aplicar conceitos de genética e biologia molecular ao mapeamento genético e sequenciamento de DNA), e ocupa uma Cátedra de Pesquisa do Canadá em molecular biodiversidade (o estudo da variedade de vida encontrada na Terra ou em um determinado lugar da Terra).

    Curiosamente, o Dr. Hebert, um conhecido cientista genético, usa estratégias de raciocínio para organizar sua pesquisa. Em 2019, uma equipe que ele liderou lançou um esforço multimilionário para identificar mais de dois milhões de novas espécies de criaturas. Como o mundo está perdendo espécies mais rápido do que as espécies estão sendo descobertas, sua iniciativa chega em um momento oportuno e agrega valor ao seu trabalho. Especialistas no campo da biodiversidade estimam que a Terra abriga 8,7 milhões a 20 milhões de diferentes tipos de plantas, animais e fungos. Até o momento, no entanto, apenas 1,8 milhão deles foram descritos formalmente.

    Em 2003, o Dr. Hebert propôs pela primeira vez o conceito de usar DNA (abreviação de ácido desoxirribonucléico, que codifica informações genéticas para a transmissão de características herdadas de uma amostra) para criar o que é chamado de código de barras de DNA (https://openstax.org/r/barcode). Essa estratégia é um método de identificação e classificação de espécies usando uma seção específica do código genético. Em seu artigo inovador, ele propôs o código de barras de DNA como uma solução para diferenciar espécies usando o mesmo pequeno pedaço de DNA para cada organismo. Hoje, uma semelhança é a maneira pela qual os scanners de mercearias e outras lojas usam códigos de barras UPC nos itens para determinar os preços.

    A ideia por trás do pensamento do código de barras é que ele cria uma sequência única que pode ser usada de inúmeras maneiras. Duas dessas formas incluem identificar um organismo como parte de uma espécie maior e identificar uma espécie até então desconhecida. Hebert propôs que as espécies animais poderiam ser distinguidas sequenciando menos de 1.000 bases do DNA mitocondrial (lidando com uma estrutura subcelular encontrada em muitos organismos) de um determinado espécime.

    O Dr. Hebert foi o diretor fundador do Instituto de Biodiversidade de Ontário. Seus objetivos são

    • aprofundar o conhecimento do que compõe a biodiversidade;
    • proteger a biodiversidade; e
    • ajudam a impulsionar a colaboração global de pesquisadores de biodiversidade.

    Além de seu trabalho com o Instituto de Biodiversidade de Ontário, o Dr. Hebert dirige o International Barcode of Life, que começou em 2008 como uma biblioteca de referência de espécies conhecidas com suas sequências de identificação. Os códigos de barras ajudaram a identificar organismos e documentar como eles interagem com outras espécies.

    Um programa de pesquisa do International Barcode of Life é o BIOSCAN (https://openstax.org/r/bioscan). As áreas de pesquisa do BIOSCAN são triplas. A primeira é acelerar a descoberta das espécies. O BIOSCAN usará novos meios para aumentar a identificação de milhões de espécies ainda a serem descobertas, analisando centenas de milhões de espécimes de fontes de água doce, salgada e terrestre. A segunda área é a interação de espécies, que investigará o complexo ecossistema de espécies, um tópico que, em sua maioria, permanece envolto em mistério. A terceira área é a dinâmica de espécies, que estudará muitas das áreas do mundo conforme elas são definidas por suas condições ambientais. Os pesquisadores usarão esses dados para compilar pontos de partida abrangentes para comparações sobre biodiversidade.

    Em seus esforços contínuos, a BIOSCAN espera mais do que dobrar a biblioteca de referência, usando amostras e interações entre espécies em 2.500 locais ao redor do mundo, uma homenagem ao impacto internacional da tecnologia de DNA. Quase todos os novos registros de código de barras virão de espécies não descritas. O objetivo principal será a descoberta de espécies. Um exemplo de sequência de código de barras será coletado. Se não corresponder a uma espécie existente, os pesquisadores examinarão a amostra mais de perto, na esperança de encontrar uma nova espécie. No passado, esse processo levaria anos até que um espécime fosse, de fato, confirmado como uma nova espécie.

    O Dr. Hebert espera que, até 2030, os estudantes possam levar códigos de barras portáteis para a natureza e usá-los para identificar plantas e animais instantaneamente.

    Perguntas para discussão

    1. A comparação entre códigos de barras de DNA e códigos de barras UPC usados em supermercados ajuda você a entender o conceito de código de barras de DNA? Por que ou por que não?
    2. Como o uso de interações do BIOSCAN em mais de 2.500 sites em todo o mundo pode ajudar o programa a atingir seus objetivos?
    3. Como o Dr. Hebert usa a estratégia de raciocínio de causa e efeito na iniciativa lançada pela equipe que ele liderou? Qual é a causa da iniciativa e qual é o seu efeito?
    4. Como o Dr. Hebert usa a estratégia de raciocínio do problema e da solução em sua proposta sobre código de barras de DNA? Qual problema o Dr. Hebert aborda e qual é sua solução?
    5. Como a estratégia de raciocínio de classificação e divisão seria útil para um pesquisador como o Dr. Hebert? Apoie sua resposta com exemplos do texto.
    6. De que forma os pesquisadores podem usar uma estratégia de raciocínio de comparação e contraste para descobrir uma nova espécie?