Reportagem por Yama Chiodi e Malena Stariolo

Na próxima segunda, dia 4 de julho, começa a segunda edição do Programa de Formação em Biologia e Ecologia Quantitativas. Após uma primeira edição online, realizada em 2021, em 2022 o curso será presencial e contará com a participação de pesquisadores de ponta, que ministrarão minicursos para os 31 estudantes selecionados de diversas áreas e vindos de várias partes do Brasil e da América Latina. O programa surgiu a partir de uma parceria entre o Instituto Serrapilheira e o ICTP-SAIFR, visando cobrir uma demanda pela criação de uma comunidade de cientistas capazes de aplicar métodos matemáticos e computacionais à biologia e à ecologia no Brasil.

Ricardo Martínez-García, pesquisador do ICTP-SAIFR e coordenador científico das duas primeiras edições do programa, conta que o ICTP-SAIFR surgiu como um ótimo instituto parceiro, por sua tradição e objetivo de impulsionar a pesquisa em física teórica na América Latina e por realizar, desde 2012, a escola de verão de Biologia Matemática, organizada pelo pesquisador Roberto Kraenkel. “Pra mim foi como colocar juntos esses dois interesses, do ICTP-SAIFR de criar oportunidades para jovens cientistas latino-americanos, e do Serrapilheira de ter esse foco muito claro no treinamento de cientistas para estudar sistemas biológicos complexos”, afirma ele.

Durante os cinco meses de duração do programa, os participantes terão aulas com pesquisadores de ponta das áreas de biologia e ecologia quantitativas, além de terem a oportunidade de conviver uns com os outros, em um ambiente estimulante para trocas de ideias e experiências. Segundo a pesquisadora Flávia Marquitti (Unicamp), que participa da coordenação científica deste ano e liderará a terceira edição prevista para 2023, a presença de colegas e professores de origens, universidades e grupos de pesquisa diversos vai expor os alunos a diferentes formas do fazer científico e enriquecer eventuais trabalhos feitos após o treinamento oferecido pela formação.

A interdisciplinaridade é uma das grandes características do programa, nesse contexto Marquitti avalia que há poucos espaços interdisciplinares na pós-graduação no Brasil, o que acaba criando um vácuo na formação de cientistas capazes de solucionar problemas que só poderão ser resolvidos no trabalho conjunto entre biologia, matemática e outras áreas. Para ela, as disciplinas têm suas próprias abordagens e enxergam possibilidades distintas para problemas em comum. A pesquisadora comenta: “quando diferentes disciplinas trabalham juntas elas não são só uma soma. Falando especificamente da aplicação, de usar modelos matemáticos nas áreas biológicas, a gente ganha muita informação e consegue generalizar algumas coisas que só com o conhecimento das biológicas a gente não conseguiria”.

O caminho contrário também é verdadeiro. Se a matemática pode ajudar as ciências biológicas a construir formalismos e generalizações, os cientistas das exatas vão aprender que a biologia impõe importantes limites no que pode ser generalizável. A professora acrescenta que “não dá pra fazer uma teoria de tudo na biologia. Então, quando a gente une as duas áreas, as exatas aprendem a conhecer os limites biológicos, para só então conseguir modelos que sejam aplicáveis pras ciências da vida”.

Ambos os coordenadores científicos compartilham da opinião de que os espaços para formação e pesquisa interdisciplinar ainda são incipientes no Brasil e que, geralmente, aparecem muito tarde na carreira do pesquisador. Martínez-García diz que, no programa, os alunos vão ser treinados para problemas que não podem ser resolvidos por uma pessoa ou mesmo por um grupo de pessoas da mesma área de formação, segundo ele: “problemas como a perda de diversidade e as mudanças climáticas não vão ser resolvidos por pessoas de só uma expertise. Vão ser necessárias equipes transdisciplinares e eles vão ter que aprender a falar uns com os outros. Físicos e ecólogos normalmente não falam a mesma língua, por exemplo”. É por essa razão que Marquitti considera que o programa é de fato um treinamento, diferente de cursos acadêmicos tradicionais.

A expectativa é que, ao fim do programa, os alunos consigam trabalhar juntos em áreas interdisciplinares, além disso, outro objetivo é formar uma rede de pesquisadores que contribuirá para o avanço da ciência. Para isso, Martínez-García comenta que estão previstos encontros anuais entre os ex-alunos do programa, que poderão estreitar laços profissionais e de pesquisa. Entre 4 de julho até 2 de dezembro serão realizados minicursos, seminários de pesquisa, sessões de debate, journal clubs e outras atividades que os selecionados do programa poderão participar. Para conhecer em detalhe todas as atividades, palestrantes, temas e participantes, basta acessar o site do programa no endereço https://www.ictp-saifr.org/qbioprogram/.

Criado em 2017, o Instituto Serrapilheira é a primeira instituição privada de apoio à ciência e à divulgação científica no Brasil. Sem fins lucrativos e com recursos oriundos de um fundo patrimonial, já apoiou 150 projetos de pesquisa e 58 de divulgação científica.

O ICTP-SAIFR é um centro de pesquisa em Física Teórica, vinculado ao IFT-UNESP e ao Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics em Trieste, com apoio financeiro da FAPESP, UNESP e Instituto Serrapilheira. O ICTP-SAIFR realiza diversas atividades de treinamento para pesquisadores, como workshops e escolas, o cronograma pode ser acessado no site do instituto: http://ictp-saifr.org. Além disso, o SAIFR também organiza atividades de divulgação e extensão para professores e estudantes de Ensino Médio e para o público geral, confira a programação em: http://outreach.ictp-saifr.org.

Abaixo da superfície, plantas travam uma constante disputa pelo espaço e recursos presentes no solo. Embora ocorra escondida do olhar humano, o entendimento da complexa dinâmica de raízes no subsolo pode trazer consequências muito significativas para a sociedade, abrangendo desde a criação de plantios mais sustentáveis e eficientes, até o estabelecimento de estratégias de mitigação de efeitos climáticos. No estudo The exploitative segregation of plant roots, publicado em 4 de dezembro na revista Science, é apresentado um modelo matemático capaz de mapear as interações entre raízes de plantas que acontecem embaixo da terra, dando uma nova luz ao entendimento de um mecanismo ecológico fundamental. O trabalho foi desenvolvido por um grupo de pesquisadores de instituições do Brasil, Espanha e Estados Unidos, e contou com a participação de Ricardo Martínez-García, professor SIMONS-FAPESP no Instituto Sul-Americano para Pesquisa Fundamental (ICTP-SAIFR) e no Instituto de Física Teórica da UNESP (IFT-UNESP), como um dos principais autores da pesquisa.

Raízes tingidas de plantas de pimenta. O tingimento é empregado como método de diferenciação entre raízes de plantas vizinhas para facilitar o estudo de sua interação. Imagem cedida por Ciro Cabal.

Em entrevista concedida por videoconferência ao ICTP-SAIFR, o professor Martínez-García fala sobre algumas das motivações do trabalho: “Muito da dinâmica dos ecossistemas na verdade acontece abaixo da terra. Se nós pretendemos entender como os ecossistemas funcionam, e como, por exemplo, respondem a mudanças globais, nós precisamos compreender o que acontece no subsolo. Não basta apenas entender a parte que conseguimos observar.” Martínez-García dedica sua pesquisa à área da Física aplicada à Biologia, em especial ao desenvolvimento de modelos físico-matemáticos para estudar sistemas ecológicos complexos, e foi um dos responsáveis pelo desenvolvimento teórico neste estudo.

O modelo apresentado neste trabalho simula o balanço entre a quantidade de energia gasta por uma planta para produzir uma certa quantidade de raiz em uma dada direção, em relação ao ganho de recursos – nesse caso, absorção de água – que a planta terá ao produzi-la. O professor exemplifica: “Em cada ponto do espaço, uma planta somente vai colocar raízes se o recurso nesse ponto é suficientemente alto para devolver um benefício para ela. (…) Para uma planta absorver recursos a 2 m do seu caule, é mais custoso do que a 10 cm, pois como ela não pode se deslocar, precisa fazer uma raiz mais longa. Construir todo esse mecanismo mais longo é energeticamente mais custoso para ela. Então esse é o balanço.” A presença de uma segunda planta na vizinhança muda a dinâmica dessa balanço, pois nesse cenário os dois organismos passam a competir pela água disponível no solo ao redor. Dessa maneira a distribuição de raízes no solo ganha um grau de complexidade maior. “Imagine que você tem uma certa quantidade de água em um ponto do espaço. Esse ponto fica a 2 m de uma planta e a 0,5 m de outra. Mesmo que as duas dividissem essa quantia de água de maneira idêntica, para uma planta o custo seria menor do que para a outra. O benefício da planta que está mais perto é maior, por isso as plantas se espalham menos quando têm vizinhas.”

Embora essa relação seja simples o bastante de compreender, o caminho para se chegar a um modelo matemático capaz de simular precisamente a proporção em que esse balanço ocorre exige uma base matemática muito forte. De fato, uma das coisas mais interessantes sobre o modelo, explica o professor, é o fato de ele ter sido inspirado por uma aparente contradição existente em modelos predecessores. “Dentre os grupos de pesquisa que já buscaram entender esse processo, de como plantas mudam seu sistema de raízes na presença de outras plantas, tinha duas maneiras de responder essa pergunta: havia grupos de pesquisadores que não consideravam a distribuição no espaço, medindo apenas a massa total de raiz produzida. Desses estudos concluiu-se que se uma planta tem uma vizinha próxima, ela irá gerar mais raiz: a resposta de uma planta a uma competição por recursos seria ter mais raízes, para tentar absorver mais, e mais rápido.”

“Outro grupo apenas mediu quanto espaço a planta cobre com suas raízes. No lugar de se perguntar quanta massa de raiz as plantas geram, perguntou-se de que maneira o território do qual a planta absorve água muda na presença de uma vizinha. A conclusão foi que neste caso as plantas ocupam um território menor, espalhando-se menos. Aí ficou uma contradição, pois se há um espalhamento menor, como você produz mais raiz?”, aponta o professor. Uma maior densidade de raízes, explica, poderia responder essa aparente contradição, mas os modelos até então não possuíam informação suficiente para afirmar que este seria o caso. “Então o que nós fizemos foi um modelo geral que introduz o espalhamento das plantas junto com a quantidade de raiz em cada local do espaço. Leva em consideração as duas coisas. E com a técnica experimental que usamos, conseguimos fazer uma reconstrução espacial completa. (…) A conclusão geral na qual chegamos foi justamente que: sim, as plantas se espalham menos na presença de uma vizinha, sendo mais locais na procura de recursos, mas nas suas proximidades elas se tornam mais agressivas, isto é, produzem mais raízes perto do próprio caule.” 

Ricardo Martínez-García é professor SIMONS-FAPESP no ICTP-SAIFR e no IFT-UNESP. Sua pesquisa busca empregar técnicas computacionais e de Física Estatística para examinar a formação de padrões de organização em sistemas biológicos complexos, e abrange desde estudos com micróbios até plantas e paisagens inteiras. Imagem cedida por Ricardo Martínez-García.

As predições do modelo foram testadas em um experimento conduzido no Instituto de Ciências Agrárias de Madri, na Espanha. O teste foi feito em uma variedade de espécies de plantas de pimenta, cultivadas em estufa por 11 meses sob condições muito controladas para esse experimento. “É comum na Biologia você fazer um experimento com uma espécie modelo. (…) Nós usamos a planta de pimenta pois o Ciro Cabal, que é o autor principal do artigo, já conhecia o organismo para cultivá-lo de uma maneira mais controlada. Uma vez que você descobre um mecanismo num organismo modelo, aí vem a questão de como generalizar para outras espécies, do quão geral o modelo é etc.” É a mesma lógica, comenta o professor, do uso de ratos de laboratório em estudos sobre doenças humanas. Após o crescimento das plantas, caules e folhas foram cortados e colhidos. As raízes, ainda no solo, foram tingidas com pigmentos de cores diferentes, a fim de permitir o reconhecimento de cada planta em meio ao emaranhado de raízes. “Depois de colorir as plantas, fizemos diversas pequenas divisões no solo, e então pudemos ver o quanto cada planta possuía de raiz em cada divisão. Com isso, conseguimos construir um mapa espacial das raízes de cada planta.”

“Quando o Ciro Cabal escreveu para mim com os resultados dos experimentos realizados, e a figura do experimento era a mesma que uma das figuras do nosso modelo, para mim essa foi a maior satisfação. Não apenas de um ponto de vista pessoal, mas por se tratar de um mecanismo fundamental da Ecologia que ainda não era conhecido.”, relata o professor. Para além da contribuição para a ciência de base, a existência de um modelo matemático como esse, capaz de descrever a competição entre plantas que se passa no subsolo, pode trazer implicações muito expressivas para a maneira como é feita agricultura, permitindo a criação de um sistema de plantio otimizado e o aumento da produção de alimentos. “Se eu colocar 15 cm entre as minhas plantas, elas irão investir menos em produção de raízes e mais em produção de frutas, por exemplo. Isso pode aumentar muito a eficiência de cultivos com um investimento de água menor.”, conjectura o professor. Além disso, as raízes constituem uma grande reserva de carbono, que armazena aproximadamente um terço de toda a biomassa de plantas do planeta. Por isso, uma melhor compreensão do seu comportamento permitirá o desenvolvimento de melhores modelos de grande escala, com os quais cenários de mudanças climáticas  podem ser simulados.

Desse ponto em diante, o trabalho de Martínez-García e seus colaboradores deve seguir rumo ao aprofundamento do modelo: estudar as interações envolvendo sistemas com mais de duas plantas, espécies diferentes e em condições climáticas distintas — esses são alguns dos próximos passos na lista dos pesquisadores. “O que fizemos foi uma primeira contribuição, dar uma ideia dos mecanismos que dominam esses padrões espaciais de raízes. Evidentemente há muito mais trabalho para fazer, mas encaixar a primeira peça é uma grande satisfação.”, conclui o professor. 

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O artigo The exploitative segregation of plant roots, publicado em 4 de dezembro de 2020 na revista Science, é de autoria de Ciro Cabal (Universidade de Princeton, Estados Unidos), Ricardo Martínez-García (ICTP-SAIFR/IFT-UNESP, Brasil), Aurora de Castro (Museu Nacional de Ciências Naturais, Espanha), Fernando Valladares (Museu Nacional de Ciências Naturais/Universidade Rei Juan Carlos, Espanha) e Stephen W. Pacala (Universidade de Princeton, Estados Unidos).

A organização coletiva é uma estratégia de sobrevivência observada em muitas espécies, das formas de vida microscópicas até alguns dos maiores animais conhecidos. Mas indivíduos solitários – aqueles deslocados, que não seguem as tendências do grupo – são quase tão comuns quanto, e, de acordo com um estudo publicado no último mês de março no periódico Plos Biology, os solitários podem servir também a um propósito crucial para a conservação da espécie. A descoberta foi possível graças a experimentos realizados com a ameba Dictyostelium discoideum na Universidade de Princeton, em Nova Jersey, Estados Unidos, por uma equipe multidisciplinar e internacional que contou com o pesquisador Ricardo Martinez-Garcia, professor  SIMONS-FAPESP no ICTP-SAIFR e no Instituto de Física Teórica da UNESP, em São Paulo.

Corpo multicelular da ameba Dictyostelium discoideum. Indivíduos unicelulares se agregam para formar uma estrutura de caule e esporos como estratégia de sobrevivência. Foto: Tyler Larsen/Creative Commons.

Desde os movimentos de migração coletiva feitos por algumas espécies de aves ou mamíferos, até o florescimento sincronizado de certas plantas, ecólogos sempre observaram a existência de certos indivíduos de um grupo que parecem se recusar a seguir o mesmo comportamento da maioria. Do ponto de vista biológico, estes solitários sempre foram encarados como pontos fora da curva, isto é, casos de comportamento anômalo, erros na tentativa de coordenar uma ação coletiva complexa. No entanto, o artigo publicado na edição de 19 de março no periódico Plos Biology sugere que tal comportamento pode também fazer parte de uma estratégia biológica de sobrevivência e promoção de diversidade.

A vida da ameba D. discoideum possui duas fases, marcadas por uma manobra de sobrevivência peculiar: enquanto as amebas estiverem inseridas em um meio com disponibilidade de alimento, vivem como organismos unicelulares individuais, porém, ao encararem a escassez, as amebas iniciam um movimento auto-organizado de agregação, formando um organismo multicelular em formato de um caule com uma aglutinação de amebas em forma de esporos na sua ponta. As células que formam o caule acabam morrendo, mas aquelas no topo possuem maior chance de acabar entrando em contato com insetos ou animais passageiros e assim serem transportadas para um novo local, com maior quantidade de alimentos disponíveis. Muitos estudos têm focado no entendimento da transição de fases do ciclo de vida dessa ameba, mas pouca atenção havia sido dada até então às células solitárias.

Um dos autores do trabalho, o Dr. Ricardo Martinez-Garcia dedica-se à área da física aplicada à biologia, buscando entender sistemas ecológicos do ponto de vista da física estatística: “Não procuramos o comportamento individual de cada uma das células, plantas ou animais, mas o que realmente tratamos de descrever com precisão são as interações [entre as componentes do sistema e, a partir delas entender como surgem os padrões que observamos na escala macroscópica.”, explica o professor em entrevista concedida por videoconferência. No caso da D. discoideum, Martinez-Garcia e seus colaboradores usaram essa abordagem para descrever o mecanismo de transição entre as fases unicelular e multicelular, e assim foram capazes de criar um modelo que leva em conta inclusive as amebas solitárias que não se envolvem no processo de transição.

Ricardo Martinez-Garcia é professor SIMONS FAPESP no ICTP-SAIFR e no IFT-UNESP. O trabalho “Eco-evolutionary significance of ‘loners’” foi desenvolvido em parceria com colaboradores da Universidade de Princeton, onde realizou seu pós-doutorado. Os co-autores da pesquisa foram Fernando W. Rossine (Universidade de Princeton, Estados Unidos), Allyson E. Sgro (Universidade de Princeton e Universidade de Boston, Estados Unidos), Thomas Gregor (Universidade de Princeton, Estados Unidos e Instituto Pasteur, França) e Corina E. Tarnita (Universidade de Princeton, Estados Unidos). Foto cedida por Ricardo Martinez-Garcia.

Quando perguntado sobre o funcionamento deste modelo, o Prof. Martinez-Garcia explica que nesse processo de transição, a comunicação entre as células se dá por sinais bioquímicos: uma vez que o alimento do ambiente começa a se esgotar, a célula passa a secretar substâncias que, quando detectadas pelas suas vizinhas, podem provocar o início do processo de agregação. “A nossa hipótese para a origem dessas amebas solitárias é uma resposta tardia, que ocorre por algum motivo que não identificamos molecularmente. Quando elas vão responder ao sinal, já não há mais uma massa crítica [nas suas vizinhanças]. A agregação precisa de um número de células grande, com duas ou três não tem início o comportamento coletivo. (…) Como há uma falta de sincronia na resposta, as que responderem mais tarde, de certa maneira, chegarão atrasadas para o comportamento coletivo”. Baseando-se nisso, construíram um modelo matemático que leva em consideração duas escalas de tempo: o tempo que todo o processo de agregação leva para ser completado, e o tempo que uma célula pode levar para responder ao sinal bioquímico. Se o tempo de resposta de uma célula é maior do que o tempo médio no qual todo o resto da população se agrega, a célula sobra como um indivíduo solitário.

Isso mostra que os indivíduos solitários, ao menos no caso da ameba D. discoideum, não são simples resultado de um processo aleatório ou fora do controle do próprio organismo – pelo contrário, eles surgem pelo próprio processo coletivo de auto-organização. E isso significa que a seleção natural poderia estar escolhendo esse comportamento, isto é, o comportamento solitário pode ser uma característica passada adiante no processo de reprodução, com possíveis consequências ecológicas. “É uma mudança radical na maneira como se estuda comportamentos coletivos na natureza. Ao menos nessas amebas, temos evidência experimental de que os indivíduos solitários não são erros. Eles certamente estão regulados pelo organismo, e poderiam ter um papel muito importante na ecologia e na evolução da espécie. Essa é a maior mensagem.”

O professor continua explicando que, por não estarem tão envolvidos no comportamento social, um dos papéis fundamentais que os solitários podem estar desempenhando é que, caso os esforços coletivos não sejam suficientes para a sobrevivência da população, ou caso esta seja destruída no processo por algum agente externo, aqueles que não participaram da mobilização do grupo serão sobreviventes com a capacidade de reconstruir e dar continuidade à espécie. “Por exemplo, o bambu tem um período de florescimento que é muito fechado – numa parte muito específica do ano – mas que também não é perfeito. Alguns produzem as flores mais tarde ou mais cedo que o resto da população. Nisso temos uma conexão muito mais clara de se fazer: imagine que todas as flores crescem no mesmo dia, se neste dia fizer um sol muito forte, nevar ou qualquer coisa assim, toda a população vai morrer. Mas se você tem esses indivíduos não sociais que por alguma razão produzem as flores um mês antes ou depois, você de certa maneira tem uma distribuição do risco.”

Os mecanismos por trás do surgimento de solitários certamente diferem ao se olhar para sistemas de espécies diferentes. Enquanto o modelo criado neste trabalho é capaz de descrever o processo para a D. discoideum, com direito a evidências experimentais, em outros reinos da vida natural os mecanismos por trás disso continuam desconhecidos. “Infelizmente trabalhar com pessoas ou com animais maiores é muito mais complicado. Mesmo com a ameba a experimentação foi extremamente complexa.”, explica. “Nós procuramos muitos exemplos na natureza. Tem, por exemplo, os gnus: eles fazem migrações muito grandes, nas quais a população coordena entre si para se mudarem todos juntos. Mas quando ecólogos seguem essas populações, veem que alguns animais ficam para trás ou não tomam parte da migração coletiva. Outro exemplo são gafanhotos: quando você tem muitos gafanhotos juntos há uma mudança de comportamento, eles transicionam de solitários para sociais. Mas se você observa por muito tempo um grupo muito grande deles, nem todos fazem essa transição.”

“Mesmo na população de humanos temos os ‘do contra’: são pessoas que vão contra opiniões gerais. Se você quiser extrapolar, podemos ficar no contexto da formação de opinião e tendências sociais. [Mas] acho que isso é muito mais hipotético. (…) Nós sabemos que no mundo natural temos exemplos mais claros.” Com uma última ressalva, o professor ainda faz uma breve consideração sobre a pandemia do vírus Sars-Cov-2: “Temos um caso muito claro com a pandemia. A não-socialidade agora é muito importante para preservar a sociedade, se quisermos olhar assim. Mas a extrapolação para humanos fica totalmente fora do objetivo do estudo.” Mesmo não sendo completamente extrapolável para outras espécies de seres vivos, os resultados que o Prof. Martinez-Garcia e seus colaboradores apresentam neste trabalho implicam numa nova maneira de se olhar para a ecologia. Além disso, é um grande passo inicial que incentiva a pesquisa com grupos de seres vivos cada vez mais complexos, como insetos, plantas e vertebrados. Agora se entende melhor o que são esses indivíduos solitários, antes considerados erros aleatórios da natureza. “É o que se falava antes: ‘eles estão aí, mas não são importantes’. Agora a pergunta mudou: na verdade eles fazem parte do comportamento coletivo, então que papel eles desempenham de um ponto de vista ecológico e evolutivo?”.

Demanda por diversidade é cada vez maior no meio científico. Em outubro, o ICTP-SAIFR sediou dois workshops internacionais para discutir essa questão.

A escolha por uma carreira acadêmica na área de STEM (sigla em inglês para Ciência, Tecnologia, Engenharias e Matemática) é individual. Ela é influenciada por vários aspectos sociais, econômicos e culturais, que vão além do acesso à educação de cada um, e não são diretamente relacionadas ao gênero de cada um. Porém, historicamente, essas profissões são ocupadas majoritariamente por homens. O crescente ingresso de mulheres nessas áreas nos últimos anos, no Brasil e no mundo, tem levantado o debate acerca da diversidade nas áreas de Ciência e Tecnologia.

Em outubro, o ICTP-SAIFR, centro de pesquisa associado ao IFT-UNESP, sediou dois eventos voltados para a discussão sobre a diversidade na Ciência e Tecnologia: o Workshop sobre Habilidades para Jovens Cientistas e o Workshop Aumentando a Diversidade em STEM. Realizados de forma consecutiva, os eventos se fundiram em um só e reuniram dezenas de participantes, em sua maioria mulheres, de toda a América Latina para uma semana de discussões e debates.

Zélia Ludwig, professora de física da UFJF, falou sobre sua pesquisa, trajetória e as dificuldades encontradas por ser uma mulher negra num meio majoritariamente ocupado por homens.

Os primeiros dias de evento contaram, principalmente, com palestras de pesquisadoras bem estabelecidas, compartilhando suas trajetórias, experiências pessoais e dificuldades enfrentadas. Relatos inspiradores de pesquisadoras como Marcia Barbosa (UFRGS), Zélia Ludwig (UFJF) e Katemari Rosa (UFBA) trouxeram reflexões e dados sobre a presença feminina no ambiente acadêmico, sua importância, e críticas à situação atual. A professora Katemari Rosa (UFBA) falou sobre sua pesquisa em ensino de física e também abordou a falta de representatividade de outras minorias e grupos marginalizados na ciência, como as populações negra, indígena e LGBTQ+.

Num ambiente acolhedor, muitas vezes o público se identificou com as histórias contadas e momentos de troca de relatos e vivências ocorreram ao final de cada apresentação. Também nos dois primeiros dias de evento, foi exibido o curta metragem “Women in Science”, produzido por uma estudante de Bacharelado em Física na USP. Este filme traz cenas baseadas em relatos reais de “pequenas violências” sofridas no ambiente acadêmico. Para saber mais sobre o filme e sua produção, veja essa matéria.

O público se sentiu confortável e acolhido durante o evento. Diversas oportunidades para trocar experiências pessoais ocorreram.

O workshop também contou com uma mesa redonda sobre Etnicidade, da qual participaram as professoras Katemari Rosa (UFBA), Zelia Ludwig (UFJF), Lilia Meza Montes (BUAP, México) e os professores Henrique Cunha Jr. (UFC) e Antônio Carlos Fontes dos Santos (UFRJ). Lilia Montes trouxe dados sobre as políticas públicas do governo do México para aumentar a quantidade de indígenas na Academia e falou sobre a importância delas. O professor Henrique Cunha apresentou cientistas negros pioneiros, em geral desconhecidos pelas pessoas, segundo ele, justamente pela invisibilidade de negros na Academia. São eles: Juliano Moreira, médico e psiquiatra; Theodoro Sampaio, engenheiro e urbanista; Manuel Quirino, pioneiro em estudos antropológicos no país; e Virginia Bicudo, psicanalista, socióloga e uma das precursoras dos estudos de Sociologia Negra no Brasil. 

Zélia Ludwig e Antonio Santos questionaram os estereótipos da figura do cientista e reforçaram a necessidade de incentivar jovens negros e mulheres a entrar nas áreas de STEM. Por fim, a professora Katemari Rosa contou sobre o projeto que vem desenvolvendo – o “Contando nossa História”. Esse projeto visa criar uma base de dados de cientistas negros no Brasil, hoje e no registro histórico: “um dos objetivos é resgatar uma identificação da população negra brasileira com as ciências e nossa produção intelectual”, comenta a professora. Ela também busca, a partir das narrativas orais da vida de cientistas, produzir materiais didáticos e plataformas online, que sejam amplamente utilizadas pelo público dentro e fora das salas de aula.

Mesa redonda sobre Etnicidade (da esquerda para a direita): Katemari Rosa (UFBA), Antônio Carlos Fontes dos Santos (UFRJ), Zelia Ludwig (UFJF), Henrique Cunha Jr. (UFC) e Lilia Meza Montes (BUAP, México).

Ao longo da semana de eventos, foram discutidas diversas estratégias para combater e modificar o desequilíbrio de diversidade que a Academia apresenta. Dentre as principais abordagens apresentadas, reunimos abaixo três grandes categorias: identificar, incentivar e divulgar.

Identificar 

Avaliar a presença de mulheres e minorias nas áreas de STEM não se resume a experiências pessoais dos envolvidos, embora falar sobre o tema seja importante para essas pessoas. Os participantes do workshop, por exemplo, destacaram a troca de experiências, em especial entre cientistas mais experientes e jovens pesquisadoras; a noção de pertencimento e construção de identidade como pesquisador e a criação de redes de apoio pessoal e colaboração científica são vantagens desse tipo de evento.

Antes de discutir medidas concretas, o primeiro passo fundamental é levantar dados: mapear, quantitativamente, a distribuição de mulheres e outras minorias nas mais diversas áreas de STEM. Por isso, várias das palestras também apresentaram dados estatísticos sobre a presença feminina nos ambientes acadêmicos, desde a graduação até bolsas de incentivo a pesquisadores e premiações. Independentemente da área, país ou minoria analisada, à medida que se avança na carreira acadêmica, o número de mulheres, negros, índios e lgbtq+ diminuem drasticamente – um fenômeno conhecido como “teto de vidro” (por conta dele, a ascensão na carreira é mais difícil à medida que esta avança, em especial para as minorias reportadas).

No workshop, foram apresentados os dados preliminares da pesquisa global de cientistas, promovida pelo Projeto Global de Disparidade de Gênero (em inglês, Global Gender Gap in Science Project). Realizada em 2018, esta pesquisa coletou mais de 34 mil respostas de todo o mundo, e buscou caracterizar a disparidade de gênero em STEM. Na América Latina, cerca de 4000 pessoas responderam ao questionário. O projeto ainda está processando os dados e disponibilizará no site os resultados finais. Durante o workshop no ICTP, foram apresentados  os resultados preliminares.

Na pesquisa, 53% dos respondentes se identificaram como mulheres, e, embora sugira proporção igualitária entre homens e mulheres na STEM na América Latina, é necessário manter em mente que esta pesquisa foi obtida a partir do preenchimento voluntário de formulários online e, portanto, não necessariamente reflete a proporção de gênero que efetivamente ocorre na Academia. De maneira geral, os dados mostram que mulheres são menos propensas a realizar pesquisa fora dos países de origem, ocupar posições de chefia e em comitês, tanto em suas instituições ou em agências de fomento.

Os dados mais contrastantes sobre as experiências de homens e mulheres na Academia dizem respeito à discriminação, assédio e impacto da maternidade/paternidade em suas vidas. Ao serem questionados sobre os motivos pelos quais sofreram discriminação ao longo da carreira, 49% das mulheres indicam gênero, contra apenas 2% dos homens pelo mesmo motivo. A segunda maior fonte de discriminação reportada é a idade. Esta é a maior queixa dos homens, com indicação de 12% dos respondentes; entre as mulheres, 23% se sentiu prejudicada por conta da idade.

Resultados preliminares da pesquisa “Global Gender Gap” para a América Latina, apresentados durante o evento por Laura Merner (AIP Statistical Research Center, EUA).

Interrupções significativas durante o doutorado ocorrem em taxas semelhantes entre homens (13%) e mulheres (20%), porém, os motivos são muito diferentes. Cerca de 40% das mulheres relatam a maternidade como principal motivo da interrupção; entre os homens, o mesmo motivo é o 8° da lista, ocorrendo em apenas 9% de casos. O principal motivo de interrupção dos estudos para os respondentes do sexo masculino é impedimento financeiro. Quanto ao assédio sexual, aproximadamente ⅓ de homens e mulheres reportaram “ouvir falar” de casos em seus institutos. Entretanto, quando se trata de experiências pessoais, 24% das mulheres relatam terem vivido essas situações, enquanto apenas 6% dos homens se queixam pelo mesmo motivo.

Como é a situação de gênero no IFT-UNESP e no ICTP-SAIFR?

Um rápido levantamento do perfil de estudantes, professores, pesquisadores e funcionários que fazem parte do IFT-UNESP e/ou do ICTP-SAIFR mostra que a disparidade de gênero existe. O IFT é um instituto de pós-graduação e pesquisa, assim como o ICTP-SAIFR. Dessa forma, a reduzida presença de mulheres é, provavelmente, reflexo também da já limitada presença feminina na graduação em física. Veja o gráfico abaixo, que resume a proporção entre homens e mulheres dos institutos, com dados levantados em outubro de 2019.

Infográfico mostrando a distribuição de homens e mulheres nas categorias do IFT/UNESP e ICTP-SAIFR. Para estudantes de mestrado e doutorado, o número total de pessoas foi normalizado para 20, e a distribuição de homens e mulheres reflete a proporção das categorias. No caso dos pós-doutorandos, docentes e funcionários, estão representados o número total de indivíduos e a proporção entre homens e mulheres.

Nathan Berkovits, diretor do ICTP-SAIFR, comenta que o ingresso no curso de mestrado no IFT-UNESP é parcialmente baseado nos resultados de um exame oferecido anualmente pelo ICTP-SAIFR para os melhores alunos de graduação e que, desde 2005, somente uma mulher ficou entre os 5 melhores colocados nesse exame. O diretor explica ainda que gostaria de aumentar a diversidade do corpo docente do ICTP-SAIFR mas, por conta do reduzido número de mulheres na Física Teórica, a competição internacional pelas melhores pesquisadoras é “feroz”: “nos últimos 3 concursos para professores permanentes no IFT, quatro candidatas muito fortes desistiram porque conseguiram posições nos EUA e na Europa” comenta.

O ICTP-SAIFR também busca incentivar mais meninas a escolherem a Física como profissão. O centro promove anualmente o Aventuras em Física Teórica, uma série de minicursos para estudantes de ensino médio, cujo objetivo é introduzir os alunos a assuntos de Física Teórica e despertar o interesse por essa área. Para participar, os estudantes passam por uma seleção e o público convocado é sempre composto pelo mesmo número de meninas e meninos. Apesar de serem convocados em proporção igual, de maneira geral, mais meninos comparecem às aulas (cerca de 65% contra 35% de meninas).

Incentivar

Diversas palestras focaram na importância de incentivar mulheres e minorias a entrar e permanecer nas áreas de STEM. Esse incentivo pode se dar de várias formas, dependendo do público alvo, e incluem bolsas de estudos, ações afirmativas, e premiações por alto desempenho.

O México foi um dos exemplos citados no workshop, como um país que conta com bolsas de estudos voltadas para minorias. Lá, existem alguns programas de incentivo à educação da população indígena, que possui índices de analfabetismo e falta de acesso à educação muito superiores à média do país, entre eles projetos específicos para meninas (veja aqui os projetos). No país, também existem diversas outras bolsas específicas para mulheres, incluindo variedades para mães solo inseridas no ensino superior, com excelente histórico acadêmico; bolsas de pós graduação para mulheres indígenas; e bolsas de pós doutorado em parceria com o Canadá. Essas bolsas são ações afirmativas importantes, mas ainda não conseguem suprir o problema de equidade de gênero na Academia. Isso sugere que mais ações devem ser tomadas, incluindo a implementação de políticas públicas, conforme discutido durante o workshop.

Premiações para pesquisadoras de destaque também são uma forma de incentivar as mulheres nas áreas de STEM, além disso, prêmios dados a cientistas em início de carreira também são frequentes. Durante o workshop, a física Marcia Barbosa, que recebeu o L’Oréal-UNESCO Awards for Women in Science em 2013, ressaltou a importância de dar o reconhecimento às conquistas das mulheres através destes prêmios. Outras premiações para mulheres em áreas de STEM existem, uma lista destas pode ser encontrada na wikipedia.

Outra forma de incentivar mais mulheres a seguirem carreira nas áreas de STEM é dar suporte para meninas em idade de formação. “É preciso incentivar as meninas desde cedo” pode ter sido uma das frases mais faladas durante a semana de evento. Assim, a última forma de incentivo faz uma ponte com o terceiro tipo de iniciativa: divulgar.

Divulgar

Entrar no mundo da STEM depende de diversos fatores sócio-econômicos e culturais, que influenciam a escolha dos indivíduos, mas aparentemente favorecem o ingresso de homens. Por isso, a necessidade de incentivar mais meninas e mulheres a entrarem nesse mundo é um consenso entre todos os participantes do Workshop de Diversidade: é necessário adotar medidas que atinjam tanto as meninas que já se interessavam por ciência, quanto aquelas que “ainda não sabem que se interessam”. Assim, a divulgação científica se torna ferramenta protagonista na tarefa de trazer mais diversidade para as áreas de STEM.

Diversas iniciativas de divulgação científica têm surgido nos últimos anos, em geral, motivadas pela democratização e valorização do conhecimento científico. Além de suprir a curiosidade daqueles que já se interessam por ciência e tecnologia, a divulgação científica tem se tornado, cada vez mais, uma ferramenta de “recrutamento”, principalmente de crianças e adolescentes. Alguns projetos apresentados durante o Workshop, como o “Tem menina no circuito” e o “Meninas na Física”, organizadas por alunas e professoras do Instituto de Física da UFRJ, são voltados para meninas em idade de formação escolar. Estes e outros projetos de divulgação procuram não somente ensinar conteúdos de ciência de forma fácil e acessível, mas também mostrar que existem mulheres cientistas no país: “Representatividade importa”, como relataram diversas palestrantes ao contar sobre seus projetos de divulgação.

Fazer divulgação científica para o público geral também tem impactos positivos para os pesquisadores. Germana Barata, professora e pesquisadora do Labjor – Unicamp (Laboratório de Estudos Avançados em Jornalismo), mostrou que, ao fazer publicações nas redes sociais sobre artigos recém-publicados, o número de acessos aos mesmos quase dobra, em comparação aos meses em que não há essa divulgação. Segundo ela, isso ocorre mesmo que os textos sejam em linguagem acessível, ou seja, divulgar para público leigo acabou atraindo mais pessoas de público especializado.

O último dia de workshop foi destinado às apresentações dos participantes, onde, mais uma vez, a divulgação científica mostrou seu potencial. A apresentação de Milene Alves-Eigenheer, com páginas de redes sociais de várias iniciativas de sucesso está disponível no site do evento. Por fim, como “tarefa para casa”, o público foi desafiado a utilizar mais suas redes sociais pessoais para falar de suas pesquisas e seu dia a dia como cientistas, e ajudar na quebra dos estereótipos da Academia.

Projeto de estudante de física da USP propõe mostrar, de forma respeitosa e ao mesmo tempo combativa, a realidade da vivência de alunas de cursos majoritariamente frequentados por homens.

Empatia é um conceito cujo significado é relativamente bem conhecido – a capacidade de se identificar com outra pessoa, de se colocar no lugar dela. Porém, praticar a empatia é uma tarefa muito mais complicada, especialmente quando as pessoas envolvidas têm realidades muito contrastantes. O projeto da estudante Dindara Galvão, da USP, consistiu na produção de um curta metragem sobre as dificuldades encontradas na carreira acadêmica por conta do gênero. Ela utiliza óculos de realidade virtual para oferecer uma experiência imersiva, colocando o espectador no lugar das protagonistas, experimentando na pele situações comumente vividas por graduandas das áreas de exatas.

Participantes do Workshop de Diversidade assistiram ao curta-metragem com óculos de realidade aumentada (Foto: Dindara Galvão).

A iniciativa já existia antes, como projeto da pró-Reitoria de Cultura e Extensão da USP, mas com um formato completamente diferente: a ideia era produzir uma peça de teatro que contava a trajetória de uma pesquisadora, através de relatos reais. Quando Dindara assumiu, adaptou o foco para algo que lhe era mais familiar: sua vivência como aluna do bacharelado em física “como eu vivi muitas coisas na graduação, eu achei que seria importante trazer essa visão”. Para potencializar o alcance e distribuição do trabalho, a estudante optou por produzir um curta metragem e seu orientador, o professor Caetano Miranda (IFUSP), propôs utilizar uma câmera 360° e tornar essa experiência imersiva.

O grupo organizou questionários online para recolher relatos de mulheres das graduações de diversos institutos de ciências exatas da Universidade de São Paulo (Instituto de Física (IFUSP), Matemática (IME-USP), Química (IQ-USP) e Astronomia Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG-USP). Os roteiros das cenas do curta metragem foram escritos a partir das situações mais recorrentes nos relatos. O curta tem 10 cenas que, embora independentes, são organizadas numa sequência lógica. Ele ilustra a carreira acadêmica desde o início, logo após a aprovação no vestibular, até o reconhecimento como pesquisadora, encenada numa “corrida pelo Nobel”. Cada cena representa situações negativas vivenciadas pelas mulheres no ambiente acadêmico, incluindo difamação, humilhação, invisibilização por colegas e professores, assédio, a questão da maternidade, entre outros.

Tendo uma personalidade marcada pelo bom humor, Stephen Hawking não permitiu que sua condição física limitasse seu trabalho intelectual e sua vontade de explorar os mistérios do Universo. 

 (Fonte: Getty Images; Shutterstock)

Na madrugada dessa quarta-feira, dia 14, o mundo foi pego de surpresa com o anúncio da morte de Stephen Hawking, aos 76 anos. O físico dedicou a maior parte da sua vida a explorar e buscar entender os mistérios dos buracos negros e do nosso universo. Diagnosticado aos 21 anos com uma doença grave, Esclereose Lateral Amitórfica, Hawking recebeu a predição de que teria apenas mais três anos de vida. O mal avançou de forma agressiva, não tardando para o físico perder completamente o movimento do corpo, ficando confinado a uma cadeira de rodas e com comunicação limitada. Entretanto, indo contra todas as expectativas, Stephen Hawking superou a predição inicial de três anos de vida, tendo vivido cinquenta anos a mais do esperado.

A cadeira de rodas e todas as outras limitações também não impediram o cientista de se tornar um dos nomes mais influentes do nosso tempo. Dentro da comunidade científica Stephen Hawking marcou seu lugar como um dos maiores pesquisadores de buracos negros ao modelar as propriedades físicas que esses corpos poderiam ter. Em 1974 Hawking teorizou que os buracos negros podem emitir radiação devido aos efeitos quânticos, esse fenômeno ficou conhecido como Radiação de Hawking, em sua homenagem. A teoria pontua que essa radiação permite que os buracos negros percam massa, portanto, aqueles que perdem mais matéria do que ganham são capazes de encolher até desaparecer completamente.

Em 74, Hawking também divulgou que, com o desaparecimento do buraco negro, toda a informação sobre o estado físico de objetos que caiam ali era destruída. Entretanto essa constatação gerou um paradoxo. Do ponto de vista da relatividade geral era possível, porém impossível a partir da física quântica, na qual um dos princípios indica que o estado quântico de um objeto pode ser rastreado em qualquer tempo, tornando-o impossível de ser destruído. Assim, em 2015, em um de seus últimos trabalhos, o físico propôs que as informações dos objetos não são armazenadas no interior dos buracos negros e sim na sua borda, em um espaço conhecido como “horizonte de eventos”.

Stephen Hawking também nunca deixou de lado a divulgação científica, tendo escrito inúmeros livros nos quais explorava e explicava temas complexos como a teoria da relatividade, física quântica, buracos negros, distorções espaciais, entre muitos outros elementos ainda abstratos no imaginário comum. Sua capacidade de transmitir informação complexa de forma clara e didática foi a responsável por torná-lo uma figura importante e conhecida entre todos aqueles que gostam de ciência e não são especialistas. Ele também é responsável por conquistar o interesse e a admiração de muitos outros, que se sentiram fascinados em serem capazes de entender pelo menos mais um pouquinho sobre alguns dos mistérios que cercam nosso universo.

Entre seus livros mais conhecidos está o “Uma Breve História do Tempo”, que já em seu título apresenta um trocadilho para mostrar o forte senso de humor que marcava o cientista. Lançado em 1988, Hawking explora perguntas feitas, provavelmente, por grande parte da população do planeta como: Qual é a origem do universo? Existe um começo e um fim do tempo? O que vai acontecer quando tudo acabar? Junto com o leitor, ele percorre um caminho que vai desde o entendimento do micro, falando sobre partículas como quarks, que são infimamente pequenas, até o macro, para explicar o que rege os movimentos de galáxias e estrelas.

Em 2001 o físico lançou “O Universo em Uma Casca de Noz” no qual ele volta a explicar temas da física teórica se sustentando em seu bom-humor e em analogias com objetos do nosso cotidiano para facilitar a compreensão. Nele, Hawking discute a origem do universo, a existência da vida em outras galáxias, além de abordar teorias sobre nosso próprio futuro em relação a tecnologia e biologia.

Desde o anúncio de sua morte, pessoas e instituições ao redor do mundo lamentam a perda. A NASA postou no Twitter: “Suas teorias abriram um universo de possibilidade que nós e o mundo estamos explorando. Que você continue voando como o Super-Homem na microgravidade, como você disse aos astronautas na Estação Espacial em 2014”.

Remembering Stephen Hawking, a renowned physicist and ambassador of science. His theories unlocked a universe of possibilities that we & the world are exploring. May you keep flying like superman in microgravity, as you said to astronauts on @Space_Station in 2014 pic.twitter.com/FeR4fd2zZ5

— NASA (@NASA) 14 de março de 2018

Além da agência espacial, Theresa May, primeira ministra britânica, a Universidade de Cambridge e Neil deGrasse Tyson, outro divulgador científico importante que recentemente apresentou a refilmagem da série de divulgação Cosmos, anteriormente realizada por Carl Sagan, lamentaram sua morte publicamente. Stephen Hawking é, sem dúvidas, um nome muito querido por todos aqueles que tiveram a oportunidade de conhecer sua trajetória e seu trabalho. Seu bom-humor, inteligência e dedicação para tornar a ciência um bem para todos fará muita falta.