The present study examines the physiological alterations in prolactin (PRL) messenger ribonucleic acid (mRNA) and serum PRL levels during the rat estrous cycle and the effed of naloxone, an endogenous opioid peptide receptor antagonist, on PRL gene expression during the rat estrous cycle. Adult female rats exhibiting at least two consecutive 4-day estrous cycles were used in this study. A single injection of naloxone (2mg/kg b.w.) or saline was given sc 30 mm prior to decapitation. Animals were sacrificed at (...) 10:00 h of each stage of the estrous cycle, and at 2-h intervals from 10:00 h to 20:00 h during the proestrus. PRL mRNA and serum PRL levels were determined by an RNA-blot hybridization with the rat PRL cDNA probe and by a PRL radioimmunoassay, respectively. PRL mRNA and serum PRL levels were not dramatically altered in the morning of each stage of diestrus I, II, and proestrus, and naloxone failed to modify the two parameters. During estrus naloxone clearly suppressed serum PRL levels, but it was unable to modify PRL mRNA levels. A more detailed examination of the proestrus stage revealed that PRL mRNA and serum PRL levels fluctuated as a function of time: PRL mRNA levels reached a maximum level at 12:00 h and gradually decreased until 18:00 h. PRL mRNA levels then rose at 20:00 h. No difference in PRL mRNA levels between the control and naloxone-treated groups was observed. Changes in serum PRL level during proestrus were conversely related to changes in PRL mRNA: serum PRL levels were low from 10:00 h to 14:00 h, then increased and reached a maximum level at 16:00-18:00 h. Following then, serum PRL levels were decreased. Naloxone was effective in suppressing the characteristic afternoon surge of PRL from 16:00 h to 20:00 h. These data clearly showed that alterations in PRL mRNA levels were conversely correlated with changes in serum PRL levels on proestrus, indicating differential regulation of PRL gene expression and secretion. (shrink)

Applying mild methods of preparation, part of the ribosomes of rabbit reticulocytes are found in aggregates (later called polyribosomes) of up to six ribosomal units. Upon treatment with RNA-ase, they desintegrate into single ribosomes. The fast-sedimenting aggregates are found to be more active in protein synthesis in terms of incorporation of radioactive amino acids, whereas the single ribosomes are more receptive to stimulation by the artificial messenger RNA poly-U. The findings indicate that the linkage of ribosomes into aggregates is (...) due to the messenger RNA. They support a tape-reading mechanism of protein synthesis whereby growth of the peptide chain is accompanied by shifting the active site of the ribosome from one coding group of nucleotides of the messenger RNA to the next. (shrink)

This essay moves along broad lines from molecular biology to evolutionary biology and ecology to theology. Its objectives are to: 1) present some recent scientific findings in the emerging field of epigenetics that indicate that it is “the genome in context,” not genes per se, that are important in biological development and evolution; 2) show that this weakens the gene-centric neo-Darwinist explanation of evolution which, in fact, shares a certain preformationist orientation with intelligent design theory; 3) argue that the evidence (...) against a gene-centric view in no way negates Darwin’s central idea of “descent with modification”; 4) argue that an embrace of the evolutionary story, with all of its contingency and apparent lack of directionality, is not only consistent with Christianity, but actually resonates with the notion of the self-emptying love of God in Jesus Christ; and finally 5) suggest that we are called through an ecological imperative to embrace our evolutionary story, to listen to our “genetic coding,” and to reclaim our grounding as a species in the natural world. Corrigendum (published in later issue of journal): There was an error in the paragraph describing the mode of action of the small temporally-expressed RNAs (stRNAs) lin-4 and let-7 from Caenorhabditis elegans. Instead of reading "These two stRNAs act by binding to the tails of their target messenger RNAs (mRNAs); this results in destruction of the target and an overall drop in the level of production of protein from agouti mRNA" [note that agouti mRNA is not a target of these stRNAs], the sentence should have read, "These two stRNAs act by binding to the tails of target messenger RNAs (mRNAs); this leads to inhibition of translation of the mRNAs into protein and a consequent drop in the levels of the corresponding target protein.". (shrink)

The Pfizer-BioNTech coronavirus vaccine is 90 percent effective in protecting against COVID-19. It would not have been possible without the tireless effort of Professor Katalin Karikó, a scientific innovator fitting the mold of dynamic inventor Arthur Diamond presents in his book, Openness to Creative Destruction Sustaining Innovative Dynamism. Not only did Professor Karikó persist in her beliefs in the therapeutic potential of synthetic messenger RNA over the course of four decades, but she did so despite the criticisms of other (...) scientists and despite lack of financial backing for large parts of her career. Professor Karikó is a good example of the unconventional picture that Diamond paints of entrepreneurs in a specific version of market capitalism he terms, innovative dynamism. Specifically, she is an example of someone who does not hold prevailing academic theories in too high a regard and instead privileges her tacit knowledge (knowledge gained from years of working with mRNA in the lab) to persist believing in the potential of a therapy that now could quite literally save the world. Most surprisingly, she, like most of the entrepreneurs surveyed in the book, seem not primarily motivated by profit, though the money their projects eventually attract is integral to disseminating their creative ideas to the masses. -/- Are the many examples offered by Diamond that are similar to Professor Karikó’s story evidence against the long-standing suspicion that there is something morally damning in the self-interested motivations of innovative entrepreneurship? Is it the case that others would have inevitably pursued the cure that Karikó pursued, regardless of economic system? In light of COVID-19 and other high-pressure situations, ought we to care how we constrain the innovators who develop solutions? Diamond’s case for the economic system, innovative dynamism, seeks to answer these and other important questions concerning our political and cultural treatment of innovators and entrepreneurs. This review critically assesses his efforts. I make my case by first reviewing the major argumentative structure of the book, then I summarize and evaluate the three major themes Diamond presents in the book: (1) what is innovative dynamism and who are its competitors, (2) what are the major benefits of innovative dynamism, (3) who is the innovative entrepreneur and how do we support him or her? (shrink)

In his Target Article, Terrence Deacon develops simple models that assist in understanding the role of RNA in the origins of life. However, his models fail to adequately represent an important evolutionary dynamic. Central to this dynamic is the selection that impinges on RNA molecules in the context of their association with proto-metabolisms. This selection shapes the role of RNA in the emergence of life. When this evolutionary dynamic is appropriately taken into account, it predicts a role for RNA that (...) is consistent with the Managed-Metabolism Hypothesis about the origins of life, and inconsistent with Deacon’s account. (shrink)

All the conserved detailed results of evolution stored in DNA must be read, transcribed, and translated via an RNAmediated process. This is required for the development and growth of each individual cell. Thus, all known living organisms fundamentally depend on these RNA-mediated processes. In most cases, they are interconnected with other RNAs and their associated protein complexes and function in a strictly coordinated hierarchy of temporal and spatial steps (i.e., an RNA network). Clearly, all cellular life as we know it (...) could not function without these key agents of DNA replication, namely rRNA, tRNA, and mRNA. Thus, any definition of life that lacks RNA functions and their networks misses an essential requirement for RNA agents that inherently regulate and coordinate (communicate to) cells, tissues, organs, and organisms. The precellular evolution of RNAs occurred at the core of the emergence of cellular life and the question remained of how both precellular and cellular levels are interconnected historically and functionally. RNA-networks andRNA-communication can interconnect these levels.With the reemergence of virology in evolution, it became clear that communicating viruses and subviral infectious genetic parasites are bridging these two levels by invading, integrating, coadapting, exapting, and recombining constituent parts in host genomes for cellular requirements in gene regulation and coordination aims. Therefore, a 21st century understanding of life is of an inherently social process based on communicating RNA networks, in which viruses and cells continuously interact. (shrink)

Representational accounts of painful experiences, which characterize contents of pain in indicative terms, face a serious problem known as the Messenger-Shooting Objection. This problem arises from the fact that indicative representational accounts do not seem to be able to accommodate the observation that painful experiences rationalize actions aimed towards their own removal. I present a novel representational account of painful experiences which can solve the Messenger-Shooting Objection while still being an indicative representational theory. I argue that the proposed (...) account is also coherent with the contemporary scientific paradigm concerning pains. (shrink)

In recent years, sequencing technologies have enabled the identification of a wide range of non-coding RNAs (ncRNAs). Unfortunately, annotation and integration of ncRNA data has lagged behind their identification. Given the large quantity of information being obtained in this area, there emerges an urgent need to integrate what is being discovered by a broad range of relevant communities. To this end, the Non-Coding RNA Ontology (NCRO) is being developed to provide a systematically structured and precisely defined controlled vocabulary for the (...) domain of ncRNAs, thereby facilitating the discovery, curation, analysis, exchange, and reasoning of data about structures of ncRNAs, their molecular and cellular functions, and their impacts upon phenotypes. The goal of NCRO is to serve as a common resource for annotations of diverse research in a way that will significantly enhance integrative and comparative analysis of the myriad resources currently housed in disparate sources. It is our belief that the NCRO ontology can perform an important role in the comprehensive unification of ncRNA biology and, indeed, fill a critical gap in both the Open Biological and Biomedical Ontologies (OBO) Library and the National Center for Biomedical Ontology (NCBO) BioPortal. Our initial focus is on the ontological representation of small regulatory ncRNAs, which we see as the first step in providing a resource for the annotation of data about all forms of ncRNAs. The NCRO ontology is free and open to all users. (shrink)

Most molecular biological concepts derive from physical chemical assumptions about the genetic code that are basically more than 40 years old. Additionally, systems biology, another quantitative approach, investigates the sum of interrelations to obtain a more holistic picture of nucleotide sequence order. Recent empirical data on genetic code compositions and rearrangements by mobile genetic elements and non-coding RNAs, together with results of virus research and their role in evolution, does not really fit into these concepts and compel a re-examination. In (...) this review we try to find an alternate hypothesis. It seems plausible now that if we look at the abundance of regulatory RNAs and persistent viruses in host genomes, we will find more and more evidence that the key players that edit the genetic codes of host genomes are consortia of RNA agents and viruses that drive evolutionary novelty and regulation of cellular processes in all steps of development. This agent-based approach may lead to a qualitative RNA sociology that investigates and identifies relevant behavioural motifs of cooperative RNA consortia. In addition to molecular biological perspectives this may lead to a better understanding of genetic code evolution and dynamics. (shrink)

Identification of non-coding RNAs (ncRNAs) has been significantly improved over the past decade. On the other hand, semantic annotation of ncRNA data is facing critical challenges due to the lack of a comprehensive ontology to serve as common data elements and data exchange standards in the field. We developed the Non-Coding RNA Ontology (NCRO) to handle this situation. By providing a formally defined ncRNA controlled vocabulary, the NCRO aims to fill a specific and highly needed niche in semantic annotation of (...) large amounts of ncRNA biological and clinical data. (shrink)

Identification of non-coding RNAs (ncRNAs) has been significantly enhanced due to the rapid advancement in sequencing technologies. On the other hand, semantic annotation of ncRNA data lag behind their identification, and there is a great need to effectively integrate discovery from relevant communities. To this end, the Non-Coding RNA Ontology (NCRO) is being developed to provide a precisely defined ncRNA controlled vocabulary, which can fill a specific and highly needed niche in unification of ncRNA biology.

Historically, hypotheses failed in most cases to correctly forecast the workings of complex biological systems. Francis Crick’s adaptor hypothesis, however, stands out as an exceptional case of a confirmed abstract prediction. This hypothesis presciently anticipated the existence of RNA adaptors that function as bridges between amino acids and the chemically different nucleic acid template for proteins. Crick conjectured that the adaptors are enzymatically charged with cognate amino acids, they bind to complementary protein-coding nucleic acid, and their liberated amino acids are (...) incorporated into growing protein chains. Independently from and concomitantly with Crick’s hypothesis, Mahlon Hoagland and Paul Zamecnik conducted experiments with no guiding theory that culminated in discoveries of the actual adaptors, transfer RNA (tRNA) molecules, and their amino acids charging enzymes. This paper traces the parallel histories of Crick’s adaptor hypothesis and of the experimental discovery of tRNA and compares their relative impacts on the scientific community. Remarkably, despite the brilliance of Crick’s confirmed prognostication, it had marginal impact on practicing scientists. Conversely, Hoagland and Zamecnik’s experimental discoveries and their evidence-based model of protein synthesis had immediate and enduring impact. I discuss possible explanations for the different impacts of the theoretical prediction and experimental identifications of the same entities. (shrink)

Current knowledge of the RNA world indicates 2 different genetic codes being present throughout the living world. In contrast to non-coding RNAs that are built of repetitive nucleotide syntax, the sequences that serve as templates for proteins share—as main characteristics—a non-repetitive syntax. Whereas non-coding RNAs build groups that serve as regulatory tools in nearly all genetic processes, the coding sections represent the evolutionarily successful function of the genetic information storage medium. This indicates that the differences in their syntax structure are (...) coherent with the differences of the functions they represent. Interestingly, these 2 genetic codes resemble the function of all natural languages, i.e., the repetitive non-coding sequences serve as appropriate tool for organization, coordination and regulation of group behavior, and the nonrepetitive coding sequences are for conservation of instrumental constructions, plans, blueprints for complex protein-body architecture. This differentiation may help to better understand RNA group behavioral motifs. (shrink)

A review of Martin Harwit, Cosmic Messengers (2021).

Viruses and related infectious genetic parasites are the most abundant biological agents on this planet. They invade all cellular organisms, are key agents in the generation of adaptive and innate immune systems, and drive nearly all regulatory processes within living cells.

The metamorphosis from larvae to adult butterflies has represented the “mystery” of life since the ancient Greeks. How could we explain the various steps of development from caterpillars to the most beautiful butterflies? A mystery preva lent in the twentieth century concerned the storage of the complete genetic informa tion of an organism in the DNA of its every cell. How and why do so many different cell types develop throughout the lives of organisms at the right time and place? (...) With the rise of epigenetics, the “fog” of mystery is starting to clear. We now know that the genetic storage medium in every living cell acquires an incredible plasticity through certain markings on the genetic text, linking the inheritable information with the contextuality of the real lifeworld of each organism. This means that the concrete living organism influences during development the various stages of gene expression, transcription, translation, immunity, and DNA repair actively and leads to various phenotypic outcomes without altering the DNA storage medium. More surprisingly, such variations of developmental phenotypes were found capable of successfully adapting to changing environmental circumstances. Better adapted organisms may lead to reprogramming in the epigenetic states which may reach an inheritable status for many generations or even become a fixed part of the genetic identity of the species. This is how evolution learns. (shrink)

Our understanding of the key players in evolution and of the development of all organisms in all domains of life has been aided by current knowledge about RNA stem-loop groups, their proposed interaction motifs in an early RNA world and their regulative roles in all steps and substeps of nearly all cellular processes, such as replication, transcription, translation, repair, immunity and epigenetic marking. Cooperative evolution was enabled by promiscuous interactions between single-stranded regions in the loops of naturally forming stem-loop structures (...) in RNAs. It was also shown that cooperative RNA stem-loops outcompete selfish ones and provide foundational self-constructive groups (ribosome, editosome, spliceosome, etc.). Self-empowerment from abiotic matter to biological behavior does not just occur at the beginning of biological evolution; it is also essential for all levels of socially interacting RNAs, cells and viruses. (shrink)

Darwinian evolutionary theory has two key terms, variations and biological selection, which finally lead to survival of the fittest variant. With the rise of molecular genetics, variations were explained as results of error replications out of the genetic master templates. For more than half a century, it has been accepted that new genetic information is mostly derived from random error-based events. But the error replication narrative has problems explaining the sudden emergence of new species, new phenotypic traits, and genome innovations (...) as a sudden single event. Meanwhile, it is recognized that errors cannot explain the evolution of genetic information, genetic novelty, and complexity. Now, empirical evidence establishes the crucial role of non-random genetic content editors, such as viruses, diversity generating retroelements, and other RNA networks, to produce new genetic information, complex regulatory control, inheritance vectors, genetic identity, immunity, new sequence space, evolution of complex organisms, and evolutionary transitions. (shrink)

Within the sedimentation diagram of infective RNA preparations isolated from Tobacco Mosaic Virus, undegraded molecules form a sharp peak with a molecular weight corresponding to the total RNA content of the virus particle. Degradation kinetics by ribonuclease is of the linear, single-target type, indicating that the RNA is single-stranded. The intact RNA of a virus particle thus forms one big single-stranded molecule. Quantitative evaluation of the effect degradation by RNA-ase on the infectivity of the RNA shows that the integrity of (...) the entire molecule is required for its biological activity. (shrink)

The generation of viral mutants in vitro was demonstrated by treatment of the isolated RNA of Tobacco Mosaic Virus by nitrous acid. This agent causes deaminations converting cytosine into uracil, and adenine into hypoxanthine. Our assay for mutagenesis was the production of local lesions on a tobacco variety on which the untreated strain produces systemic infections only. A variety of different mutants are generated in this way. Quantitative analysis of the kinetics of mutagenesis leads to the conclusion that alteration of (...) a single out of the 6000 nucleotides of the viral RNA is sufficient for causing a mutation. (shrink)

In searching for life in extraterrestrial space, it is essential to act based on an unequivocal definition of life. In the twentieth century, life was defined as cells that self-replicate, metabolize, and are open for mutations, without which genetic information would remain unchangeable, and evolution would be impossible. Current definitions of life derive from statistical mechanics, physics, and chemistry of the twentieth century in which life is considered to function machine like, ignoring a central role of communication. Recent observations show (...) that context-dependent meaningful communication and network formation (and control) are central to all life forms. Evolutionary relevant new nucleotide sequences now appear to have originated from social agents such as viruses, their parasitic relatives, and related RNA networks, not from errors. By applying the known features of natural languages and communication, a new twenty-first century definition of life can be reached in which communicative interactions are central to all processes of life. A new definition of life must integrate the current empirical knowledge about interactions between cells, viruses, and RNA networks to provide a better explanatory power than the twentieth century narrative. (shrink)

The quasispecies theory is a helpful concept in the explanation of RNA virus evolution and behaviour, with a relevant impact on methods used to fight viral diseases. It has undergone some adaptations to integrate new empirical data, especially the non-deterministic nature of mutagenesis, and the variety of behavioural motifs in cooperation, competition, communication, innovation, integration, and exaptation. Also, the consortial structure of quasispecies with complementary roles of memory genomes of minority populations better fits the empirical data than did the original (...) concept of a master sequence and its mutant spectra. The high productivity of quasispecies variants generates unique sequences that never existed before and will never exist again. In the present essay, we underline that such sequences represent really new ontological entities, not just error copies of previous ones. Their primary unique property, the incredible variant production, is suggested here as quasispecies productivity, which replaces the error-replication narrative to better fit into a new relationship between mankind and living nature in the twenty-first century. (shrink)

The neutral theory often is presented as a theory of "noise" or silent changes at an isolated "molecular level", relevant to marking the steady pace of divergence, but not to the origin of biological structure, function, or complexity. Nevertheless, precisely these issues can be addressed in neutral models, such as those elaborated here in regard to scrambled ciliate genes, gRNA-mediated RNA editing, the transition from self-splicing to spliceosomal splicing, and the retention of duplicate genes. All of these are instances of (...) a more general scheme of "constructive neutral evolution" that invokes biased variation, epistatic interactions, and excess capacities to account for a complex series of steps giving rise to novel structures or operations. The directional and constructive outcomes of these models are not due to neutral allele fixations per se, but to these other factors. Neutral models of this type may help to clarify the poorly understood role of non-selective factors in evolutionary innovation and directionality. (shrink)

Research has indicated that microRNAs (miRNAs), a special class of non-coding RNAs (ncRNAs), can perform important roles in different biological and pathological processes. miRNAs’ functions are realized by regulating their respective target genes (targets). It is thus critical to identify and analyze miRNA-target interactions for a better understanding and delineation of miRNAs’ functions. However, conventional knowledge discovery and acquisition methods have many limitations. Fortunately, semantic technologies that are based on domain ontologies can render great assistance in this regard. In our (...) previous investigations, we developed a miRNA domain-specific application ontology, Ontology for MIcroRNA Target (OMIT), to provide the community with common data elements and data exchange standards in the miRNA research. This paper describes (1) our continuing efforts in the OMIT ontology development and (2) the application of the OMIT to enable a semantic approach for knowledge capture of miRNA-target interactions. (shrink)

The concepts of the origin of the genetic code and the definitions of life changed dramatically after the RNA world hypothesis. Main narratives in molecular biology and genetics such as the “central dogma,” “one gene one protein” and “non-coding DNA is junk” were falsified meanwhile. RNA moved from the transition intermediate molecule into centre stage. Additionally the abundance of empirical data concerning nonrandom genetic change operators such as the variety of mobile genetic elements, persistent viruses and defectives do not fit (...) with the dominant narrative of error replication events (mutations) as being the main driving forces creating genetic novelty and diversity. The reductionistic and mechanistic views on physico-chemical properties of the genetic code are no longer convincing as appropriate descriptions of the abundance of non-random genetic content operators which are active in natural genetic engineering and natural genome editing. (shrink)

In recent years, sequencing technologies have enabled the identification of a wide range of non-coding RNAs (ncRNAs). Unfortunately, annotation and integration of ncRNA data has lagged behind their identification. Given the large quantity of information being obtained in this area, there emerges an urgent need to integrate what is being discovered by a broad range of relevant communities. To this end, the Non-Coding RNA Ontology (NCRO) is being developed to provide a systematically structured and precisely defined controlled vocabulary for the (...) domain of ncRNAs, thereby facilitating the discovery, curation, analysis, exchange, and reasoning of data about structures of ncRNAs, their molecular and cellular functions, and their impacts upon phenotypes. The goal of NCRO is to serve as a common resource for annotations of diverse research in a way that will significantly enhance integrative and comparative analysis of the myriad resources currently housed in disparate sources. It is our belief that the NCRO ontology can perform an important role in the comprehensive unification of ncRNA biology and, indeed, fill a critical gap in both the Open Biological and Biomedical Ontologies (OBO) Library and the National Center for Biomedical Ontology (NCBO) BioPortal. Our initial focus is on the ontological representation of small regulatory ncRNAs, which we see as the first step in providing a resource for the annotation of data about all forms of ncRNAs. (shrink)

Abstract The quasispecies theory is a helpful concept in the explanation of RNA virus evolution and behaviour, with a relevant impact on methods used to fight viral diseases. It has undergone some adaptations to integrate new empirical data, especially the non-deterministic nature of mutagenesis, and the variety of behavioural motifs in cooperation, competition, communication, innovation, integration, and exaptation. Also, the consortial structure of quasispecies with complementary roles of memory genomes of minority populations better fits the empirical data than did the (...) original concept of a master sequence and its mutant spectra. The high productivity of quasispecies variants generates unique sequences that never existed before and will never exist again. In the present essay, we underline that such sequences represent really new ontological entities, not just error copies of previous ones. Their primary unique property, the incredible variant production, is suggested here as quasispecies productivity, which replaces the error-replication narrative to better fit into a new relationship between mankind and living nature in the twenty-first century. (shrink)

Although molecular biology, genetics, and related special disciplines represent a large amount of empirical data, a practical method for the evaluation and overview of current knowledge is far from being realized. The main concepts and narratives in these fields have remained nearly the same for decades and the more recent empirical data concerning the role of noncoding RNAs and persistent viruses and their defectives do not fit into this scenario. A more innovative approach such as applied biocommunication theory could translate (...) empirical data into a coherent perspective on the functions within and between biological organisms and arguably lead to a sustainable integrative biology. (shrink)

Conventional methods of genetic engineering and more recent genome editing techniques focus on identifying genetic target sequences for manipulation. This is a result of historical concept of the gene which was also the main assumption of the ENCODE project designed to identify all functional elements in the human genome sequence. However, the theoretical core concept changed dramatically. The old concept of genetic sequences which can be assembled and manipulated like molecular bricks has problems in explaining the natural genome-editing competences of (...) viruses and RNA consortia that are able to insert or delete, combine and recombine genetic sequences more precisely than random-like into cellular host organisms according to adaptational needs or even generate sequences de novo. Increasing knowledge about natural genome editing questions the traditional narrative of mutations (error replications) as essential for generating genetic diversity and genetic content arrangements in biological systems. This may have far-reaching consequences for our understanding of artificial genome editing. (shrink)

Поводом для составления очередного сборника моих публикаций являются две знаменательные даты: первая из них — двадцатилетие основания моего журнала, покончившего с академическим абсолютизмом, и вторая — десятилетие Конституции общности Русь, отменившей политический деспотизм демократии. Всё остальное, написанное, сказанное, и показанное публике индустрией массового оглупления в этом году, произведено лишь с целью сокрытия истины. Поскольку это в принципе невозможно, то злоумышленникам остаётся только лгать, посредством чего производимый ими мусор они выдают за заслуживающую доверия и жизненно важную информацию, позиционируя себя в качестве (...) неподкупных эталонов достоверности и этичности. Если же отбросить несомый ими в массы вздор, то открывающуюся взору неприглядную картину происходящего можно описать следующим образом: потребители информационного мусора предстают в ней нищебродами на мусорной свалке, в производство которого они вовлечены средствами массового обмана. В продолжении этих двух декад, о которых здесь идёт речь, к прежним фабрикам мусора добавились новые, среди которых TikTok и Telegram Messenger, а с недавних пор в производстве мусора произошёл настоящий технологический прорыв, так что дело, начатое лжецами, теперь продолжают разговорные машины (chatbots). -/- Конечно, позорная профессия мусорщика, навязанная искусственному интеллекту, вряд ли может считаться его призванием. Поскольку ложъ — самое разрушительное оружие, то злоупотребление плодами человеческого разума для лжи и разрушения не ново. В продолжение дурной традиции прошлого, бездари и дураки и на этот раз намереваются превратить благо во зло. Но я не позволю им осуществить их намерения, и в этом мне поможет искусственный интеллект, пусть ещё несовершенный, но уже способный содействовать достижению поставленной цели — очищению Авгиевых конюшен по методу, предложенному уже в античные времена. -/- Автор. (shrink)

Function talk is a constant across different life sciences. From macro-evolution to genetics, functions are mentioned everywhere. For example, a limb’s function is to allow movement and RNA polymerases’ function is to transcribe DNA. Biochemistry is not immune from such a characterization; the biochemical world seems to be a chemical world embedded within biological processes. Specifically, biochemists commonly ascribe functions to biomolecules and classify them accordingly. This has been noticed in the recent philosophical literature on biochemical kinds. But while a (...) lot has been written on biological and psychological functions, little has been said explicitly about biochemical fuctions. Here, I explore functional attribution to biochemical molecules. I argue that if we accept this attribution, then biochemical functions are constituted by chemical dispositional properties that causally contribute to selected biological processes. In section 2, I discuss the controversy concerning the characterization of biochemical functions. In section 3, I consider whether a biological or a chemical under- standing of function can be applied to biochemical functions, illustrating the account with the example of vitamin B12. The result is that none of the theories on their own provides an adequate characterization. In section 4, I present an account of biochemical functions. In section 5, I assess this account taking into consideration common requirements for a theory of functions and an objection. (shrink)

There is a large gap between the specialized knowledge of scientists and laypeople’s understanding of the sciences. The novice-expert problem arises when non-experts are confronted with (real or apparent) scientific disagreement, and when they don’t know whom to trust. Because they are not able to gauge the content of expert testimony, they rely on imperfect heuristics to evaluate the trustworthiness of scientists. This paper investigates why some bodies of scientific knowledge become polarized along political fault lines. Laypeople navigate conflicting epistemic (...) and social demands in their acceptance of scientific testimony; this might explain their deference to scientific fringe theories, which often goes together with denying established scientific theories. I evaluate three approaches to mitigate denialism: improving the message, improving the messenger, and improving the environment in which the message is conveyed. (shrink)

The scientific study of living organisms is permeated by machine and design metaphors. Genes are thought of as the ‘‘blueprint’’ of an organism, organisms are ‘‘reverse engineered’’ to discover their functionality, and living cells are compared to biochemical factories, complete with assembly lines, transport systems, messenger circuits, etc. Although the notion of design is indispensable to think about adaptations, and engineering analogies have considerable heuristic value (e.g., optimality assumptions), we argue they are limited in several important respects. In particular, (...) the analogy with human-made machines falters when we move down to the level of molecular biology and genetics. Living organisms are far more messy and less transparent than human-made machines. Notoriously, evolution is an opportunistic tinkerer, blindly stumbling on ‘‘designs’’ that no sensible engineer would come up with. Despite impressive technological innovation, the prospect of artificially designing new life forms from scratch has proven more difficult than the superficial analogy with ‘‘programming’’ the right ‘‘software’’ would suggest. The idea of applying straightforward engineering approaches to living systems and their genomes— isolating functional components, designing new parts from scratch, recombining and assembling them into novel life forms—pushes the analogy with human artifacts beyond its limits. In the absence of a one-to-one correspondence between genotype and phenotype, there is no straightforward way to implement novel biological functions and design new life forms. Both the developmental complexity of gene expression and the multifarious interactions of genes and environments are serious obstacles for ‘‘engineering’’ a particular phenotype. The problem of reverse-engineering a desired phenotype to its genetic ‘‘instructions’’ is probably intractable for any but the most simple phenotypes. Recent developments in the field of bio-engineering and synthetic biology reflect these limitations. Instead of genetically engineering a desired trait from scratch, as the machine/engineering metaphor promises, researchers are making greater strides by co-opting natural selection to ‘‘search’’ for a suitable genotype, or by borrowing and recombining genetic material from extant life forms. (shrink)

Cells are cognitive entities possessing great computational power. DNA serves as a multivalent information storage medium for these computations at various time scales. Information is stored in sequences, epigenetic modifications, and rapidly changing nucleoprotein complexes. Because DNA must operate through complexes formed with other molecules in the cell, genome functions are inherently interactive and involve two-way communication with various cellular compartments. Both coding sequences and repetitive sequences contribute to the hierarchical systemic organization of the genome. By virtue of nucleoprotein complexes, (...) epigenetic modifications, and natural genetic engineering activities, the genome can serve as a read-write storage system. An interactive informatic conceptualization of the genome allows us to understand the functional importance of DNA that does not code for protein or RNA structure, clarifies the essential multidirectional and systemic nature of genomic information transfer, and emphasizes the need to investigate how cellular computation operates in reproduction and evolution. (shrink)

In a now classic paper published in 1991, Alberch introduced the concept of genotype–phenotype (G!P) mapping to provide a framework for a more sophisticated discussion of the integration between genetics and developmental biology that was then available. The advent of evo-devo first and of the genomic era later would seem to have superseded talk of transitions in phenotypic space and the like, central to Alberch’s approach. On the contrary, this paper shows that recent empirical and theoretical advances have only sharpened (...) the need for a different conceptual treat- ment of how phenotypes are produced. Old-fashioned metaphors like genetic blueprint and genetic programme are not only woefully inadequate but positively misleading about the nature of G!P, and are being replaced by an algorithmic approach emerging from the study of a variety of actual G!P maps. These include RNA folding, protein function and the study of evolvable soft- ware. Some generalities are emerging from these disparate fields of analysis, and I suggest that the concept of ‘developmental encoding’ (as opposed to the classical one of genetic encoding) provides a promising computational–theoretical underpinning to coherently integrate ideas on evolvability, modularity and robustness and foster a fruitful framing of the G!P mapping problem. (shrink)

Once upon a time, during a large and international conference of the world's leading philosophers, an angel miraculously appeared and said, "I come to you as a messenger from God. You will be permitted to ask any one question you want - but only one! - and I will answer that question truthfully. What would you like to ask?" The philosophers were understandably excited, and immediately began a discussion of what would be the best question to ask. But it (...) quickly became obvious that they needed more time to discuss the matter, so they asked the angel if he could get back to them. The angel was obliging, and said that he would return at the same time the next day. "But be prepared then," he warned them, "for you will only get this one chance." All of the philosophers gathered at the convention worked at a frenzied pace for the next twenty-four hours, proposing and weighing the merits of various questions. Other philosophers from around the world became involved as well, faxing and emailing their suggestions. Some were in favor of asking the kind of practical question that lots of people might like to know the answer to, such as this one: Q1 Is it better to check your oil when the car is hot or when it is cold? But others said they should not squander this rare opportunity, which gave them a chance to learn something about a truly important and intrinsically interesting topic, and after some discussion it was generally agreed that this was right. (shrink)

Tracking representationalism explains the negative affective character of pain, and its capacity to motivate action, by reference to the representation of the badness for us of bodily damage. I argue that there is a more fitting instantiation of the tracking relation – the badness for us of extremely intense stimuli – and use this to motivate a non-reductive approach to the negative affective character of pain. The view of pain proposed here is supported by consideration of three related topics: the (...) pain caused when the body is damaged, reparative pain, and the messenger-shooting objection to tracking representationalism. (shrink)

Contemporary Nigerian society is in its doldrums as regards the culture of violence and distrust among peoples from various ethnic groups that make-up this nation. To an extent, religio-political reasons are fueling this culture of violence and distrust. The thrust of this paper is that: Christian military chaplains are stakeholders as promoters of peace and mutual co-existence in Nigeria with regard to controlling the culture of violence and disunity. The core of this thesis remains Jesus’ convictions concerning non-resistance to the (...) evil one as documented in the Sermon on the Mount, Matthew 5: 38-42, and His life as the Peace-Builder. Therefore, contemporary Nigerian context calls for Christian military chaplains to be more conscious that being messengers of peace and promoters of peaceful coexistence in our country, they have ethical responsibility to build bridges to harmony. Since Christ (God) is love, the chaplains should rediscover the poetics of testimony as a principle for building and reconstructing paths that lead to mutual co-existence in view of encouraging the reign of justice, unity, and peace in Nigeria. (shrink)

Modern life sciences research is increasingly relying on artificial intelligence (AI) approaches to model biological systems, primarily centered around the use of machine learning (ML) models. Although ML is undeniably useful for identifying patterns in large, complex data sets, its widespread application in biological sciences represents a significant deviation from traditional methods of scientific inquiry. As such, the interplay between these models and scientific understanding in biology is a topic with important implications for the future of scientific research, yet it (...) is a subject that has received little attention. Here, we draw from an epistemological toolkit to contextualize recent applications of ML in biological sciences under modern philosophical theories of understanding, identifying general principles that can guide the design and application of ML systems to model biological phenomena and advance scientific knowledge. We propose that conceptions of scientific understanding as information compression, qualitative intelligibility, and dependency relation modelling provide a useful framework for interpreting ML-mediated understanding of biological systems. Through a detailed analysis of two key application areas of ML in modern biological research – protein structure prediction and single cell RNA-sequencing – we explore how these features have thus far enabled ML systems to advance scientific understanding of their target phenomena, how they may guide the development of future ML models, and the key obstacles that remain in preventing ML from achieving its potential as a tool for biological discovery. Consideration of the epistemological features of ML applications in biology will improve the prospects of these methods to solve important problems and advance scientific understanding of living systems. (shrink)

Natural genome editing from a biocommunicative perspective is the competent agent-driven generation and integration of meaningful nucleotide sequences into pre-existing genomic content arrangements, and the ability to (re-)combine and (re-)regulate them according to context-dependent (i.e. adaptational) purposes of the host organism. Natural genome editing integrates both natural editing of genetic code and epigenetic marking that determines genetic reading patterns. As agents that edit genetic code and epigenetically mark genomic structures, viral and subviral agents have been suggested because they may be (...) evolutionarily older than cellular life. This hypothesis that viruses and viral-like agents edit genetic code is developed according to three well investigated examples that represent key evolutionary inventions in which non-lytic viral swarms act symbiotically in a persistent lifestyle within cellular host genomes: origin of eukaryotic nucleus, adaptive immunity, placental mammals. Additionally an abundance of various RNA elements cooperate in a variety of steps and substeps as regulatory and catalytic units with multiple competencies to act on the genetic code. Most of these RNA agents such as transposons, retroposons and small non-coding RNAs act consortially and are remnants of persistent viral infections that now act as co-opted adaptations in cellular key processes. (shrink)

Undeniably, the greatest way for a Moslem to be closer to Allah, is recitation of Holy-Quran approves with the method conveyed from Messenger of Allah Mohammed from the feature of speech points of letters and the intrinsic and fleeting characteristics of the letters, So, there is a persistent need to teach all Moslems the science of Tajweed Al-Quran. ITS (Intelligent Tutoring System) is computer software that supplies direct and tailored training or response to students without human teacher interfering. The (...) main target of ITS is smoothing the learning process using the wide-ranging facilities of computer. The proposed system will be implemented using the ITSB Authoring tool. In this thesis, the researcher presents an intelligent tutoring system for teaching Reciting Al-Quran "Tajweed" with Rewaya: Hafs from ‘Aasem by the way of Shatebiyyah. It was a novel idea that the researcher combined the science of Tajweed Al-Quran and the science of artificial intelligence in his thesis. The researcher arranged the material into chapters, lessons, examples then, added all these to the proposed system. He also added questions, right answers and the level of difficulty for each lesson. He prepared an exam for each chapter and a final exam to test the knowledge of the learner in the whole material. The system was evaluated by teachers and students in reciting science and the outcome of the assessment was encouraging and promising. (shrink)

FERTILIDADE EM VACAS LEITEIRAS: FISIOLOGIA E MANEJO -/- INTRODUÇÃO -/- A fertilidade das vacas com aptidão leiteira tem apresentado queda de quase 1% ao ano nos últimos 30 anos como apresentam os estudos acerca da reprodução de bovinos leiteiros; essa diminuição tem coincidido com um aumento sustentado na produção de leite. Estudos realizados a partir da década de 1960 pelo NRC, demonstraram que nos rebanhos leiteiros da América do Norte, nessa década, era conseguido emprenhar até 65% das vacas inseminadas, enquanto, (...) atualmente, a porcentagem de concepção é em torno de 30%. Na literatura e por meio de pesquisas foi-se comprovado que de 80 a 90% dos ovócitos são fertilizados, entretanto, uma alta proporção de embriões morre antes do 18º dia após a inseminação. Com isso, as vacas apresentam um novo ciclo, isto é, regressam ao estro em um período equivalente a um ciclo estral normal, devido ao fato de que a morte do embrião ocorre antes do reconhecimento materno da gestação (figura 1). -/- 1. ESTIMATIVA DA FERTILIDADE EM BOVINOS LEITEIROS -/- Em bovinos leiteiros, existem diferentes métodos de estimar a fertilidade e cada um deles fornece uma visão parcial do problema; neste trabalho pretendo descrever os principais estimadores da fertilidade. -/- 1.1 Porcentagem de concepção -/- Refere-se à proporção de vacas que apresentaram prenhez, isto é, vacas gestantes do total inseminado e é calculado no momento de diagnóstico da gestação. É difícil estipular ou impor uma meta para esse método, uma vez que depende de vários fatores que podem variar -/- entre os rebanhos e, também, é afetado pela época do ano. Entretanto, nos últimos anos, uma boa meta global de porcentagem de concepção deve estar entre 35 e 40%, porém esse valor é um parcial, uma vez que diante o manejo e os custos opta-se sempre por uma porcentagem maior de vacas prenhes no momento de diagnóstico de gestação. A taxa ou porcentagem de concepção é obtida pela divisão do total de vacas prenhes com o total de vacas inseminadas e multiplicado por 100. % concepção = Total de vacas prenhes/Total de vacas inseminadas x 100 -/- Figura 1: A principal causa de falha reprodutiva é a morte embrionária precoce. Cerca de 80 a 90% dos ovócitos são fertilizados. Apenas 50% dos embriões sobrevivem até o momento de diagnóstico da gestação. Além disso, entre 20 e 30% das vacas diagnosticadas prenhes perdem a gestação nos meses seguintes. Elaborado pelo autor. -/- 1.2 Taxa de prenhez -/- A taxa de prenhez representa a proporção de vacas prenhes pós-inseminação, do total elegível para a inseminação durante um período equivalente a um ciclo estral (± 21 dias). Essa taxa é um parâmetro resultante de dois aspectos: a eficiência na detecção do cio ou estro à campo visual do comportamento das vacas e/ou pelos métodos modernos de identificação como os marcadores; e a porcentagem de concepção. A taxa de prenhez é calculada multiplicando a eficiência na detecção de estros pela porcentagem de concepção e dividindo o valor dessa multiplicação por 100. Assim, um rebanho com uma eficiência na detecção de cio ou estro de 50% e com uma porcentagem de concepção de 30%, obtém-se uma taxa de prenhez de 15%. Esse número indica que das vacas elegíveis que manifestam cio e são inseminadas em um período de 21 dias, apenas 15% delas emprenham. Uma taxa de prenhez aceitável é de 21%, entretanto, o índice almejado é de 35%. O primeiro cio deve se manifestar aos 40 dias pós-parto. As taxas de detecção de cios devem estar entre 70%, mas podem variar entre 30 e 80% dependendo da forma que é realizada. Existem diferentes métodos de observação visual com diferentes porcentagens de detecção (tabela 1). -/- Existem alguns fatores que limitam a detecção de estros por todos e quaisquer métodos de observação, sendo eles o horário, tempo e número das observações, número de vacas em estro, tamanho dos lotes e piquetes, temperatura ambiente e olho clínico do observador. Dada uma boa detecção de estros teremos, consequentemente, boas taxas de prenhez (tabela 2). -/- As duas formas do cálculo: Taxa de prenhez = % detecção de estro x % concepção100 Taxa de prenhez = Total de vacas prenhes/Total de vacas aptas à reprodução x 100 -/- EXEMPLO PRÁTICO: em uma determinada fazenda um lote de 100 vacas está apto para inseminação, desse total 55 vacas foram inseminadas, de modo que a taxa de inseminação foi de 55% que equivale a taxa de serviço. Calcularemos a taxa de concepção e prenhez. -/- 1º taxa de concepção: de 55 vacas, no momento de diagnóstico da gestação, observou-se que 17 emprenharam, de modo que a taxa de concepção será: 17 vacas prenhes55 vacas inseminadas x 100 = 30,9% 2º taxa de prenhez: usando a % de detecção de estro de 30% e a porcentagem de concepção obtida acima, temos uma taxa de prenhez de 9,3%. Usando a segunda forma, encontraremos 17%. 1.3 Porcentagem de vacas gestantes -/- A porcentagem de vacas gestantes é um parâmetro que oferece uma visão genérica da condição de fertilidade do rebanho. Este indicador é calculado a partir das vacas positivas no momento de diagnóstico de gestação (60 dias depois do último serviço) e inclui as vacas secas. Assim, multiplica-se 7 (os meses restantes de gestação da vaca) pela porcentagem de vacas que devem estar gestando cada mês (7 x 8) do qual resulta 56%. A meta esperada desse parâmetro reprodutivo é entre 50 e 60% de vacas gestantes em qualquer momento do ano. Outra forma de conhecer a fertilidade é mediante a estimativa da porcentagem de vacas gestantes por mês. Para manter a população estável, devem estar gestantes mensalmente 8% das vacas (número de vacas/intervalo entre partos). -/- 1.4 Dias abertos -/- Este parâmetro indica os dias que transcorrem do parto ao dia em que a vaca fica gestante. Ao calcular os dias abertos deve-se ser cuidadoso, já que há duas maneiras de fazê-lo. Na primeira, calcula-se considerando só as vacas que ficam gestantes, pelo qual há uma subestimação do parâmetro; este cálculo produz resultados satisfatórios (120 ou 130 dias abertos), já que não considera as vacas que têm mais de 200 dias de leite e não estão prenhes. Na segunda forma de estimativa, são consideradas vacas gestantes e as não gestantes (abertas). Este segundo método é o mais exato, já que o parâmetro obtido se aproxima mais da realidade. A meta deste parâmetro, considerando as vacas em gestação e as vacas abertas, é de 150 dias. -/- 1.5 Intervalo entre partos (IEP) -/- Este parâmetro refere-se ao tempo decorrido entre dois partos consecutivos na mesma vaca. É um parâmetro tão geral que não permite fazer uma análise dos problemas reprodutivos, nem facilita a tomada de decisões. Este parâmetro sobrestima a fertilidade porque para sua obtenção só são consideradas as vacas que têm dois partos consecutivos e não as vacas que permanecem abertas por longos períodos e, inclusive, que chegam a ser descarta- das e as inférteis. Há cerca de 30 anos atrás, o intervalo entre os partos recomendado era de 12 meses. Atualmente, ter um curto intervalo entre partos não é sempre conveniente, uma vez que se obtém menor volume acumulado de leite, e é frequente que muitas vacas cheguem ao momento da secagem com altas produções. Neste sentido, em gados leiteiros explorados intensivamente, a meta é alcançar um intervalo entre os partos de 13,5 meses; propõe-se que as lactações prolongadas com intervalos entre os partos de 18 meses sejam economicamente rentáveis, embora ainda não existam dados suficientes que corroborem esta proposta. -/- 1.6 Dias em leite -/- Os dias no leite é a média de dias em lactação, de todas as vacas em produção do rebanho. Este parâmetro é calculado somando os dias em lactação que cada vaca tem e se divide pelo total de vacas. Em um rebanho com uma distribuição uniforme dos partos durante o ano, haverá vacas com diferentes dias no leite (frescas, de média lactação e lactação avançada). A meta de dias em leite é de 160 a 170 a qualquer momento do ano. Ao contrário dos dias abertos ou o intervalo entre os partos, que são geralmente calculados sem considerar as vacas vazias, os dias no leite incluem todas as vacas, independentemente do seu estado reprodutivo. Em rebanhos leiteiros comerciais muitas vezes este parâmetro é de mais de 200 dias. Um aumento no número médio de dias no leite indica um aumento do número de vacas com lactação de mais de 365 dias, o que obedece a longos períodos abertos e, especificamente, a problemas de fertilidade. Os dias no leite, brindam, de forma prática e rápida, um parâmetro da fertilidade do rebanho. -/- 1.7 Porcentagem de vacas secas -/- Espera-se que 15% das vacas estejam no grupo das vacas secas, a qualquer momento do ano. Dentro dessa porcentagem são consideradas novilhas de reposição (12,5% vacas secas e 2,5% de novilhas). Um aumento na proporção de vacas secas indica falta de homogeneidade na distribuição de partos durante o ano ou um aumento do tempo (mais de dois meses) de permanência no grupo seco, o que está relacionado com problemas de fertilidade; isto é, vacas que teriam secado por baixa produção e com pouco tempo de gestação. Pelo contrário, uma diminuição da proporção de vacas secas indica que não se está cumprindo a porcentagem de vacas gestantes por mês. Dito de outra forma, reflete um aumento do número de vacas abertas devido, frequentemente, à elevada incidência de abortos nos estábulos. -/- 2. FATORES ASSOCIADOS À FERTILIDADE -/- Esses fatores estão associados com o impacto sobre a fertilidade individual ou do rebanho, seja de forma positiva ou negativa. Estão em relação com os parâmetros raciais, genéticos ou ambientais. -/- 2.1 Produção de leite -/- A vaca especializada na produção de leite foi transformada e melhorada nos últimos 40 anos. O melhoramento genético, a utilização de dietas com maior concentração de nutrientes e melhoria dos sistemas de manejo permitiram um aumento significativo da produção de leite. Metabolicamente a vaca de hoje, com potencial genético para produzir 12 mil kg de leite/ano, é diferente da vaca de 40 anos atrás. Observou-se que vacas com maior mérito genético têm concentrações sanguíneas do hormônio do crescimento mais elevadas do que as vacas menos selecionadas, e esta diferença é independente das alterações do balanço energético. O metabolismo das vacas altamente selecionadas difere do das vacas menos selecionadas, pelo que parece torná-las mais adaptadas para mobilizar reservas energéticas corporais e para enfrentar as altas demandas de energia próprias da lactação. Estas mudanças no metabolismo animal, que assegura a disponibilidade adequada de nutrientes para a produção de leite, podem ter efeitos negativos para a função reprodutiva, especialmente quando associam a um mau manejo da alimentação. Por exemplo, as vacas selecionadas para maior produção de leite são mais propensas a ter um atraso no tempo do parto à primeira ovulação. Recentemente foi-se demonstrado uma correlação entre os valores previstos de touros para intervalo entre partos, dias à primeira inseminação e número de inseminações por concepção com a probabilidade que têm os ovócitos de suas filhas para se desenvolver até à fase de blastocisto, o que indica uma clara influência genética na fertilidade. Sem dúvida, a seleção de um rebanho maior produtor de leite também selecionou vacas menos férteis. No entanto, a participação relativa da genética, como uma causa de baixa fertilidade do efetivo leiteiro, é inferior aos fatores relacionados com a intensificação do manejo em rebanhos modernos. -/- 2.2 Número de vacas por rebanho -/- Ao mesmo tempo que aumentou-se a produção de leite por vaca, a pecuária leiteira também tem experimentado um crescimento no número de cabeças por rebanho. No Brasil tem sido observado nos últimos anos um crescimento dos rebanhos e o estabelecimento de outros novos com mais de 1000 vacas em ordenha (figura 2). O crescimento dos rebanhos faz com que as práticas mais elementares de manejo não se realizem corretamente. Um exemplo de erros de manejo, devido ao tamanho do rebanho, é durante a administração de hormônios para a sincronização da ovulação e inseminação a tempo fixo. O manejo de lotes grandes faz com que algumas vacas recebam uma injeção errada e em outros casos (não raros) que algumas vacas recebam PGF2α quando estão prenhes. O tamanho do rebanho provoca outros tipos de problemas associados ao manejo geral. Ao ser o rebanho maior e ao ter práticas de manejo mais intensivo (rebanhos com três ordenhas), os trabalhadores perdem mais facilmente o controle das vacas. Por outro lado, o confinamento em grandes grupos também pode afetar a fertilidade, já que se sabe, por exemplo, que o confinamento está associado à incidência de diferentes condições que afetam a reprodução (exemplo: retenção da placenta e infecções uterinas). -/- Figura 2: O problema da fertilidade se agravou nos últimos anos devido ao crescimento dos rebanhos leiteiros. Arquivo pessoal do autor. -/- 2.3 Início da atividade ovariana pós-parto -/- O intervalo do parto para a primeira ovulação foi associado com a fertilidade. Assim, as vacas que ovulam rápido após o parto, têm mais ciclos estrais antes da primeira inseminação, o que as torna mais férteis que as vacas que têm menos ciclos estrais. O tempo médio do parto à primeira ovulação aumentou nos últimos 40 anos; assim, em 1964 era de 30 dias e atualmente é de 40 dias. O intervalo do parto para a primeira ovulação é afetado principalmente por alterações metabólicas que ocorrem durante o período de transição. Observou-se que a perda de condição corporal superior a 1 ponto (escala 1 a 5) durante as quatro primeiras semanas pós- -parto, prolonga o período do parto até à primeira ovulação. -/- 2.4 Número de serviços -/- No passado, a baixa fertilidade era uma condição que se limitava às vacas repetidoras (vacas com mais de três serviços inférteis), atualmente, sabe-se que este problema é crítico desde o primeiro serviço, no qual, com frequência, a porcentagem de concepção não é superior a 30%. Nos atuais rebanhos leiteiros é frequente que as vacas do terceiro e quarto serviço tenham uma porcentagem de concepção maior do que o primeiro e o segundo serviço. O efeito do número de serviços indica que algumas causas de infertilidade nas vacas leiteiras estão relacionadas com a proximidade do período pós-parto, desta forma ao acumular mais dias em leite observa-se uma melhoria na fertilidade. As vacas nos primeiros dois serviços estão mais expostas a fatores que podem conduzir a uma concepção deficiente, tais como o balanço energético negativo ou qualquer problema relacionado com o puerpério; enquanto as vacas com três ou mais serviços estão mais distantes de serem influenciadas por tais fatores. Há evidência de que o balanço energético negativo afeta a função do corpo lúteo do segundo e terceiro ciclos pós-parto e diminui o potencial dos ovócitos para desenvolver embriões viáveis (tabela 3 e figura 3). -/- Tabela 3: Porcentagem de concepção por número de serviços em vacas leiteiras Número de serviços Vacas inseminadas Vacas gestantes % de concepção 1 3154 943 30b 2 2037 633 31b 3 1278 464 36c ≥ 4 1738 615 35c -/- b, c - valores que não compartilham a mesma literal, são diferentes (P<0,05). Fonte: TIXI et al., 2009. -/- Figura 3: A porcentagem de conceção é aumentada à medida que transcorrem os dias pós-parto. Este fenômeno se deve a que com o passar dos dias após o parto a vaca se afasta das patologias do puerpério, já que com as ondas foliculares vão sendo eliminados os folículos e ovócitos afetados pelo balanço negativo de energia e começam a desenvolver outros com maior potencial para desenvolver embriões saudáveis. Elaborado pelo autor. 2.5 Concentrações séricas de progesterona -/- As causas da baixa fertilidade na vaca leiteira são de natureza diversa; entretanto, muitas delas estão relacionadas com a alta produção de leite e com concentrações séricas baixas de progesterona. As vacas leiteiras têm níveis subnormais de progesterona sérica devido à elevada taxa de eliminação hepática determinada pelo elevado consumo de matéria seca (tabela 4; figuras 4 e 5). Foi demonstrado que as vacas em lactação têm concentrações séricas de progesterona inferiores às das novilhas ou às vacas que não estão em lactação. As baixas concentrações de progesterona têm sido relacionadas com anormalidades do desenvolvimento embrionário precoce e com menor secreção de IFN-τ mas, o efeito da progesterona na fertilidade não se limita à influência que este hormônio possui no desenvolvimento embrionário, mas também está associada com alterações na dinâmica folicular. As vacas com níveis subnormais de progesterona sérica ovulam folículos que têm mais dias de dominação que vacas com níveis normais de progesterona. Sabe-se que os folículos com mais dias de domínio liberam ovócitos com menor potencial para desenvolver um embrião saudável. Além disso, as vacas que têm uma fase lútea com níveis elevados de progesterona pré-inseminação tendem a ser mais férteis do que vacas com níveis mais baixos. -/- Figura 4: Uma das principais causas da falha na concepção é o baixo nível de progesterona sérica, o qual deve-se à disfunção do corpo e à rápida eliminação da progesterona no fígado. Arquivo pessoal do autor. -/- A participação relativa das concentrações subnormais de progesterona sérica, como causa de infertilidade, é maior nas vacas de primeiro serviço que nas vacas de maior serviço, devido que as de primeiro serviço estão mais próximas do balanço energético negativo e do pico de lactação. Tabela 4: Diferenças de algumas características reprodutivas entre vacas em lactação e novilhas Características reprodutivas Vacas em lactação Novilhas Duração do estro (h) 8,7 13,8 Dupla ovulação (%) 20 1 Partos gêmeos (%) 8 1 Porcentagem de concepção 30 - 35 65 - 70 Perdas gestacionais (%) 20 5 Tamanho do folículo ovulatório (mm) 18,5 14,9 Concentração máxima de estradiol (pg/ml) 7,9 11,3 Volume do corpo lúteo (mm3) 11,1 7,3 Concentração máxima de progesterona (ng/ml) 5,6 7,3 -/- Fonte: WILTBANK et al., 2006. -/- Figura 5: O elevado consumo de matéria seca na vaca leiteira provoca um aumento do fluxo hepático, acelerando assim a eliminação dos hormônios esteroides. Elaborado pelo autor. -/- 2.6 Nutrição -/- Independentemente do efeito das alterações metabólicas causadas pelo balanço energético negativo, as dietas oferecidas às vacas de alta produção também podem afetar a fertilidade. Um consumo excessivo de proteína degradável (>18%) e uma deficiência relativa de carboidratos provoca um aumento de amoníaco no rúmen. Este composto é absorvido pela parede ruminal e no fígado é convertido em ureia. Outra fonte de ureia é a gerada no fígado durante o processo de catabolismo dos aminoácidos. Assim, as vacas alimentadas com altos níveis de proteína degradável têm altas concentrações de ureia no sangue, que diminui o potencial dos ovócitos para desenvolver embriões saudáveis e afeta a viabilidade embrionária. Fornecer todos os nutrimentos às vacas com altos níveis de produção obriga a oferecer dietas altas em energia (dietas energéticas), baseadas em grãos como o milho. Desta forma, ocorre frequentemente acidose ruminal subclínica, o qual também está associada com a baixa fertilidade. A associação entre acidose e fertilidade não é clara, mas pode ser determinada por absorção de endotoxinas e liberação de prostaglandinas. A semente e caroço de algodão são usados em dietas de vacas em sistemas intensivos de produção. Esta semente/caroço, além de ser uma excelente fonte de energia, proteína e fibra, contém altas concentrações de gossipol. Esta substância é altamente tóxica em espécies monogástricas, no entanto, os ruminantes são relativamente resistentes ao gossipol, uma vez que este pigmento é inativado pelos microrganismos do rúmen. A quantidade de semente de algodão contida nas dietas comuns oferecidas às vacas leiteiras (10% da matéria seca) provocam concentrações de gossipol no plasma dentro da margem de segurança (< 5 μg/ml). No entanto, a utilização de maiores quantidades de sementes de algodão ou a utilização de variedades com maior conteúdo deste pigmento, geram concentrações plasmáticas de gossipol superior a > 5 μg/ml, que diminuem a porcentagem de concepção. Observações em gados leiteiros na Califórnia, com dietas que continham sementes de algodão com maior teor de gossipol, mostraram uma diminuição significativa da fertilidade. -/- 2.7 Estresse calórico -/- O gado leiteiro é altamente sensível às altas temperaturas, a prova disso é a redução da fertilidade quando os animais se encontram em climas quentes ou durante a época do ano com maior temperatura. A porcentagem de concepção chega a cair de 30% obtido nos meses temperados ou frios, para 10 ou 15% durante o verão. Os efeitos do estresse calórico na reprodução do gado leiteiro aumentaram nos últimos anos, o que coincidiu com o aumento da produção de leite. Verificou-se que o aumento do peso vivo das vacas leiteiras e o aumento na produção de leite refletiu em um aumento da produção de calor metabólico. Desta forma, as vacas com maiores pesos e produções têm um aparelho digestivo com maior capacidade, o que lhes permite consumir e digerir mais alimento. Durante o metabolismo dos nutrientes gera-se calor, o qual contribui com a manutenção da temperatura corporal, condição favorável em climas frios; no entanto, em climas quentes o calor deve ser removido para manter a temperatura corporal dentro dos intervalos normais. Como a capacidade de termorregulação da vaca leiteira é limitada, é comum que, nas vacas sujeitas a estresse calórico, a temperatura corporal alcance valores entre 39,5 e 41,5 °C (figura 6), lembrando que a temperatura corporal normal dos bovinos é de 37,5 a 38,5 ºC em adultos e de 38,5 a 39,5 ºC em animais jovens. -/- Figura 6: Vacas com estresse calórico. Nestas vacas é frequente que a temperatura corporal chegue a 41,5 ºC. Medidas de ventilação e bem-estar devem ser tomadas para prevenir. Observe a respiração ofegante a fim de dissipar o calor interno. Arquivo pessoal do autor. -/- O aumento da temperatura corporal tem efeitos negativos na reprodução. No Brasil há regiões onde é evidente o efeito negativo do estresse calórico na fertilidade; assim, em regiões muito quentes e de clima com caráter árido ou semiárido é observada uma redução da porcen- tagem de concepção nos meses quentes e secos do ano. Em outras regiões do centro-sul do país, ainda não é observada visualmente uma redução da fertilidade nos meses quentes e secos; contudo, dado que as vacas apresentam uma tendência ascendente na produção de leite e, consequentemente, na geração de calor, além do aumento da temperatura ambiental é possível que nos próximos anos comece a ser observado este fenômeno. Uma redução da fertilidade durante o verão já é observada e relatada em regiões dos Estado Unidos e Canadá, onde até alguns anos atrás não era evidente esse efeito. Em condições in vivo, o estresse calórico, durante os dias um a sete após o estro, afeta o desenvolvimento embrionário em vacas superovuladas. In vitro, a exposição dos embriões a temperaturas equivalentes à temperatura retal das vacas, sob estresse calórico (41 °C), diminui a proporção de embriões que chegam ao estágio de blastocisto. A suscetibilidade dos embriões ao estresse calórico diminui conforme estes avançam em seu desenvolvimento. Assim, os embriões de duas células são mais suscetíveis do que os embriões no estágio de mórula. Também, o estresse calórico diminui a capacidade dos embriões para produzir IFN-τ. O efeito do estresse calórico na fertilidade não é apenas observado durante os meses mais quentes, mas também é evidente um efeito a longo prazo (efeito residual), uma vez que as vacas submetidas ao estresse calórico durante o verão mantêm baixa fertilidade durante o outono. Este efeito pode ser explicado pelo efeito negativo das altas temperaturas nos ovócitos durante as diferentes etapas do desenvolvimento folicular (figura 7). -/- Figura 7: O estresse calórico tem efeito a longo prazo (efeito residual); assim, as vacas sujeitas a estresse calórico durante o verão também mostram baixa fertilidade na primeira metade do outono. Este efeito pode ser explicado pelo efeito negativo das altas temperaturas nos ovócitos, durante as diferentes etapas do desenvolvimento folicular. Elaborado pelo autor. -/- O estresse calórico pode afetar a reprodução indiretamente através das alterações que provoca no consumo voluntário. As vacas sob estresse calórico reduzem o consumo de matéria seca o que torna o balanço energético negativo mais agudo. Assim, os efeitos do estresse calórico na reprodução combinam-se com os efeitos do balanço energético negativo. Por exemplo, o anestro pós-parto se prolonga em vacas com balanço energético negativo e se agrava durante o verão, resultando em um período anovulatório mais longo (figura 8). -/- Figura 8: Diferentes efeitos do estresse calórico na reprodução das vacas leiteiras. Fonte: Adaptação de DE RENSIS & SCARAMUZZI, 2003. -/- 2.8 Estratégias para diminuir o efeito do estresse calórico na fertilidade -/- 2.8.1 Sombreamento -/- A diminuição da exposição à radiação solar direta usando sombreamento é o método mais simples. Existem vários projetos de sombreamento, mas o que sempre deve ser considerado é uma boa altura, por exemplo do telhado em relação ao solo, para que o ar flua, boa orientação, para que o sol incida no piso, e deve oferecer espaço suficiente para todos os animais (figura 9). O benefício do sombreamento, seja natural ou artificial, na reprodução tem sido demonstrado em diversos estudos; no entanto, as sombras só diminuem os efeitos do estresse calórico em condições de temperatura e umidade não extremas (por exemplo, em climas temperados ou em regiões com baixa umidade relativa). -/- Figura 9: Currais com sombreamento artificial, ótima opção para regiões áridas e/ou semiáridas do país. Arquivo pessoal do autor. -/- 2.8.2 Ventilação forçada -/- O movimento do ar favorece a perda de calor por convecção e em condições de baixa umidade ambiental, permite a eliminação de calor por evaporação (figura 10, 11 e 12). -/- Figura 10: Currais com ventiladores instalados no teto (ventilação forçada). Arquivo pessoal do autor. -/- Figura 11: Currais com ventiladores instalados no teto (ventilação forçada). Arquivo pessoal do autor. -/- Figura 12: Currais com ventiladores instalados no teto (ventilação forçada). Arquivo pessoal do autor. -/- 2.8.3 Refrescamento/banhos em tanques -/- Este método consiste na construção de tanques, para que as vacas permaneçam em imersão durante curtos períodos (figura 13 e 14). É um método eficaz para que as vacas percam calor nas horas mais quentes do dia, mas é pouco prático já que as vacas devem se mover de seus alojamentos. É mais empregado em regiões de intenso calor dos Estados Unidos com ótimos índices de bem-estar para as vacas e viabilidade tanto para a fertilidade quanto para a financeira. A questão do deslocamento dos animais está relacionada ao manejo. -/- Figura 13: Tanques de refrescamento no Norte da Flórida, Estados Unidos. Arquivo pessoal do autor. -/- Figura 14: Tanques de refrescamento no Norte da Flórida, Estados Unidos. Arquivo pessoal do autor. 2.8.4 Refrescamento com umidade/aspersão de água e ventilação forçada -/- As aspersões de água para umedecimento só favorecem a perda de calor quando a umidade relativa é baixa. Em condições com umidade relativa elevada, deve-se combinar o umedecimento com a ventilação forçada. Existem duas possibilidades para combinar estas técnicas: a primeira consiste na utilização de um sistema que gera pequenas gotas (nebulizadores) que, quando evaporadas, arrefecem o ar permitindo a eliminação de calor por convecção (perda de calor por diferença de temperatura entre a superfície do animal e do ar); este sistema é mais eficaz quando se introduz uma corrente de ar fresco (figura 15). A segunda consiste na aspersão de água para umedecer a pele, combinada com ventilação forçada. Este sistema pode ser usado nos alojamentos e na área de espera da sala de ordenha (figura 16). -/- Figura 15: Instalações com refrescamento por aspersão e ventilação forçada em condições semiáridas. Arquivo pessoal do autor. -/- A utilização de sistemas de arrefecimento conseguiu reduzir parcialmente os efeitos negativos do estresse calórico na reprodução, mas a fertilidade continua a ser inferior comparada à dos meses frescos do ano. Foram, portanto, exploradas outras estratégias dentro das quais se destaca a utilização de substâncias antioxidantes. Existe evidência de que administrar antioxidantes às vacas leiteiras pode aumentar as porcentagens de concepção; provavelmente, ao reduzir as concentrações de radicais livres que aumentam a nível celular como consequência das altas temperaturas. Por outro lado, dado que o estresse calórico afeta o embrião durante os primeiros dias de desenvolvimento (primeiros 4 dias), foi-se efetuada uma avaliação da transferência de embriões produzidos na época fresca do ano ou produzidos in vitro com resultados encorajadores, mas esta estratégia ainda tem limitações técnicas e econômicas que impedem a sua aplicação rotineira. -/- Figura 16: Arrefecimento com aspersão e ventilação forçada no espaço ou sala de espera da ordenha em condições semiáridas. Arquivo pessoal do autor. -/- 2.9 Estresse oxidativo -/- Cerca de 2% do oxigênio utilizado no metabolismo animal é convertido em espécies reativas de oxigênio entre as quais encontram os íons de oxigênio, os radicais livres e os peróxidos. Estas moléculas são removidas por vários sistemas bioquímicos presentes nas células e nos fluidos extracelulares, conhecidos como antioxidantes. A produção excessiva de moléculas oxidantes e a deficiência de substâncias antioxidantes leva à sua acumulação e dano celular, o que é conhecido como estresse oxidante. A acumulação de espécies reativas de oxigênio pode ser uma causa de baixa eficiência reprodutiva, porque eles podem afetar a síntese de hormônios esteroides, taxa de fertilização e desenvolvimento precoce do embrião. Dentro dos sistemas antioxidantes estão o selênio, vitamina E e β-carotenos. No entanto, estes antioxidantes estão presentes nas dietas dos bovinos, porém a sua administração exógena intramuscular melhora o desempenho reprodutivo. As vacas leiteiras altas produtoras necessitam de maiores quantidades de substâncias antioxidantes, porque o seu metabolismo oxidativo é maior dado ao elevado consumo de energia metabolizável. Em testes de campo com vacas leiteiras, a complementação com selênio e vitamina E, antes e depois do parto, diminuiu as patologias do puerpério e melhorou a fertilidade; além disso, a sua administração em vacas superovuladas melhora a qualidade embrionária. Além disso, a inclusão de β-carotenos na dieta melhora a fertilidade em vacas sob estresse calórico. -/- 2.10 Momento e técnica da inseminação artificial -/- Em 1948, Trimberger recomendou o esquema de inseminação artificial am-pm e pm-am, o que significa que as fêmeas observadas em estro na parte da manhã são inseminadas na parte da tarde e as da tarde são inseminadas na manhã seguinte. Este horário de inseminação é utilizado desde então; no entanto, nas condições atuais não é o ideal. A inseminação deve ser realizada durante o período de receptividade sexual, que dura de 8 a 18 horas. A ovulação ocorre de 28 a 30 horas após o início do estro e o ovócito tem uma vida de 8 a 10 horas. Por outro lado, os espermatozoides têm uma viabilidade de 24 a 36 horas e para que alcancem a maior capacidade de fertilização, devem permanecer, pelo menos, seis horas na região do istmo, antes da ovulação para se capacitarem. De tal modo que o depósito do sêmen, 12 horas após o início do estro, assegura o encontro de um espermatozoide com capacidade fertilizante e um ovócito com o máximo potencial para desenvolver um embrião saudável. No entanto, devido às graves deficiências que existem na detecção de estros, não se sabe se as vacas detectadas no cio encontram-se nas primeiras ou nas últimas horas do estro. No primeiro caso, se as vacas forem inseminadas 12 horas depois, estariam no momento ideal, mas no segundo caso, adiar 12 horas a inseminação tem consequências negativas sobre a fertilidade, uma vez que aumenta a probabilidade de fertilização de ovócitos velhos, resultando em morte embrionária precoce. Nestes casos é aconselhável inseminar no turno imediato à detecção do estro e evitar que transcorram 12 horas. A boa eficiência na detecção de estros permite inseminar no esquema am-pm e pm-am, ou inclusive em um único turno de inseminação pela manhã (10:00), com bons resultados em concepção (figura 17). Outro erro consiste em inseminar as vacas quando não apresentam estro. A determina- ção das concentrações de progesterona sérica no momento do serviço indica que de 5 a 20% das vacas têm concentrações de progesterona > 1 ng/ml, o que indica que não estão em estro. -/- Figura 17: Com a penetração do espermatozoide ativa-se o mecanismo de bloqueio da polispermia. Este mecanismo consiste na liberação de substâncias contidas nos grânulos corticais, que evitam a penetração de mais espermatozoides (A e B). O bloqueio da polispermia é menos eficaz à medida que o óvulo envelhece, de tal forma que, após 10 horas de liberação, este mecanismo falha. A consequência da polispermia é a morte embrionária precoce, devido a alterações de natureza genética (C). Elaborado pelo autor. -/- Os programas de inseminação a tempo fixo têm o risco de que se podem inseminar vacas em anestro. Por outro lado, em alguns rebanhos leiteiros toma-se, como único critério para a inseminação, o desaparecimento da pintura (marcador) da garupa, o que provoca que cerca de 10% das vacas retornem em estro nos próximos 15 dias. A taxa de fertilização indicada para o gado leiteiro foi obtida em observações experimentais, nas quais foram controlados diversos fatores que não podem ser controlados nos rebanhos comerciais, o que obriga a perguntar-se se realmente a falha na fertilização contribui apenas com 10 a 20% das falhas reprodutivas; é provável que uma proporção maior dos fracassos na concepção são devidos à baixa taxa de ovócitos fertilizados. Por outra parte, as causas da falha na fertilização também estão relacionadas com deficiências no manejo da técnica de inseminação. Não é raro que o manejo da inseminação seja deficiente e que, frequentemente, o nível de nitrogênio diminua abaixo do nível de segurança. Também é comum verificar que as doses são descongeladas sem seguir o protoco- lo e que o sêmen é depositado na vagina ou no colo do útero (figuras 18, 19 e 20). -/- 2.11 Condição corporal e fertilidade -/- A qualificação visual da condição corporal no gado leiteiro permite estimar a porcentagem de gordura corporal. As mudanças na condição corporal estão positivamente correlacionadas com as concentrações séricas de insulina, IGF-I e leptina. Estes hormônios agem como sinais que chegam ao hipotálamo e modificam a frequência de secreção do GnRH. Também se sabe que a insulina e o IGF-I estimulam o desenvolvimento folicular, a maturação do ovócito e o desenvolvimento embrionário (figura 21). -/- Figura 18: Frequentemente, os problemas de fertilidade têm origem na técnica de inseminação. O trabalho dos inseminadores deve ser supervisionado regularmente. Arquivo pessoal do autor. -/- Figura 19: Os técnicos inseminadores devem ser retreinados com frequência. Arquivo pessoal do autor. -/- Figura 20: O sêmen deve ser depositado no corpo do útero. Arquivo pessoal do autor. -/- Figura 21: A perda de condição corporal nos 30 dias pós-inseminação diminui a taxa de concepção. Arquivo pessoal do autor. -/- As vacas que ganham ou mantêm a mesma condição corporal, entre o dia da inseminação e o dia 30 depois do serviço, são mais férteis que as vacas que perdem condição corporal (tabela 5). Tabela 5: Porcentagem de concepção de vacas que ganharam, mantiveram ou perderam condição corporal nos seguintes 30 dias pós-inseminação -/- Ganharam Mantiveram Perderam % 62,1 56,6 25,1 Nº de observações (154/248) (43/76) (122/486) -/- Fonte: URZÚA et al., 2009. -/- 2.12 Mastite -/- Na vaca, a mastite não só provoca perdas econômicas pelo custo dos tratamentos, eliminação do leite, diminuição da produção e qualidade do leite e aumento da taxa de resíduos, mas também pelo efeito que tem na fertilidade. Existem diferentes estudos que demonstraram uma correlação negativa entre a mastite e a fertilidade. Assim, as vacas que tiveram mastite clínica antes do primeiro serviço, e entre o primeiro serviço e o diagnóstico de gestação foram menos férteis do que as vacas que não sofreram mastite. Da mesma forma, as vacas com mastite clínica, entre a inseminação e o diagnóstico de gestação, tiveram maior risco de perder a gestação. O mecanismo pelo qual a mastite clínica afeta a fertilidade é desconhecido, no entanto, são propostos diferentes possibilidades. O aumento da temperatura corporal secundária à mastite pode afetar a maturação dos ovócitos e o desenvolvimento embrionário, tal como ocorre em vacas expostas a estresse calórico; as substâncias produzidas pelas células durante o processo inflamatório afetam a maturação dos ovócitos e diminuem a proporção de embriões que chegam à etapa de blastocisto; as citocinas promovem a liberação de cortisol, o qual afeta a secreção do LH; A PGF2α (liberada durante o processo infeccioso) pode causar luteólise, o que pode explicar a maior incidência de abortos em vacas com mastite. A diminuição da fertilidade é observada não só nas vacas que sofrem de mastite clínica, mas também naquelas que apresentam a forma subclínica. As vacas que sofreram mastite subclínica antes da inseminação tiveram maior risco de perder a gestação entre os dias 28 a 45. Além disso, a mastite subclínica afeta a síntese de estradiol nos folículos e o intervalo do estro à ovulação, o que poderia ocasionar uma assimetria entre a inseminação e o momento da ovulação. -/- 2.13 Endometrite -/- Entre 20 a 30% das vacas sofrem de endometrite subclínica. As vacas com este problema mostram menor fertilidade do que as vacas saudáveis. Provavelmente, as mudanças no endométrio causadas pelo processo inflamatório afetam a viabilidade embrionária. -/- 2.14 Dinâmica folicular pré-serviço e pós-serviço -/- A sobrevivência embrionária também está associada com a dinâmica folicular, antes e depois do serviço. A fertilidade é maior nas vacas que apresentam três ondas foliculares antes do serviço do que naquelas que têm duas. Em outras palavras, a fertilidade é maior nas vacas que ovulam folículos da terceira onda do que da segunda onda. Isto ocorre porque os folículos ovulatórios das vacas com duas ondas têm mais dias de dominação do que os de três ondas, o que afeta o potencial dos ovócitos para desenvolver um embrião viável (figuras 22 e 23). Da mesma forma, o número de ondas foliculares após o serviço também influencia a fertilidade, de tal forma que as vacas que apresentam três ondas foliculares têm uma fase lútea mais longa e são mais férteis do que as de duas ondas. -/- Figura 22: A porcentagem de concepção é maior quando a vaca tem um ciclo estral pré-serviço com três ondas foliculares do que quando tem duas ondas. Isto obedece a que os folículos ovulatórios das vacas com duas ondas têm mais dias de dominação do que os de três ondas, o que afeta o potencial dos ovócitos para desenvolver um embrião viável. Esta figura mostra uma vaca com três ondas foliculares que ovula um folículo que teve quatro dias de dominação. Elaborado pelo autor. -/- Figura 23: Esta figura mostra uma vaca com duas ondas foliculares no ciclo estral pré-serviço, que ovula um folículo que teve sete dias de dominação. A porcentagem de concepção será menor nestas vacas do que naquelas com três ondas foliculares no ciclo anterior. Elaborado pelo autor. -/- 2.15 Número de folículos antrais: indicador da fertilidade nas vacas -/- Durante o ciclo estral, o número de folículos antrais (>3 mm de diâmetro) varia amplamente entre as vacas; em uma onda folicular pode flutuar de 5 a 50, em ambos os ovários. Esta característica é repetível na mesma vaca, e está correlacionada positivamente com o número total de folículos viáveis e com a fertilidade. Em observações feitas em vacas leiteiras pós-parto verificou-se que o número de folículos antrais presentes na primeira onda folicular está correlacionado positivamente com a fertilidade, de tal forma que as vacas com mais folículos antrais tiveram maior porcentagem de conceção, menos dias abertos e menos serviços por concepção do que vacas com poucos folículos. Além disso, as concentrações séricas de progesterona são mais elevadas nas vacas que têm mais folículos antrais do que aquelas que têm menos folículos. Em outras observações com vacas superovuladas foi-se correlacionado positivamente o número de folículos antrais anteriores ao tratamento com FSH com o número de ovulações e de embriões transferíveis. A causa da variação na oferta de folículos antrais não é conhecida, mas propõe-se que têm origem desde o desenvolvimento embrionário; assim, pode-se dever a diferenças na proliferação das ovogônias ou à variação na taxa de atresia dos folículos primordiais. O ambiente materno durante a fase embrionária e fetal não só é determinante para que nasça um bezerro viável, mas também tem efeitos a longo prazo na progênie. No ser humano, o ambiente fetal determina o risco de doenças na vida adulta, tais como problemas cardiovasculares, obesidade e diabetes. Na vaca tem sido observado que a má nutrição durante a vida fetal determina o número de folículos antrais. Além disso, a coincidência do desenvol- vimento embrionário com a fase mais crítica do estresse lactacional está associada com características da bezerra na vida adulta, como sobrevivência, produção de leite e número de células somáticas. O manejo reprodutivo na vaca leiteira tem como meta que a vaca tenha um intervalo entre partos de 385 dias, o que significa que a vaca deve ficar gestante na etapa mais crítica de sua vida: isto é durante o pico de lactação e quando ainda se encontra em balanço negativo de energia. Desta forma, o desenvolvimento do folículo ovulatório, ovulação, fertilização, desenvolvimento embrionário e desenvolvimento fetal precoce, ocorrem quando a vaca tem maiores carências. Tomando a informação referida em conjunto, é possível que as bezerras que tiveram seu desenvolvimento embrionário e fetal, no período mais crítico da vaca, sejam animais com baixa fertilidade na sua vida adulta. -/- 2.16 Anormalidades do aparelho reprodutor -/- A falha na concepção também se deve a anomalias congênitas e adquiridas do aparelho reprodutor. Embora as anormalidades congênitas nas vacas adultas sejam raras, elas devem ser sempre consideradas na revisão de vacas inférteis. O cérvix duplo é uma anormalidade de desenvolvimento devido a um falha na fusão dos condutos de Müller. O duplo cérvix pode ser completo, no qual cada conduto comunica-se com o seu respectivo corno uterino, ou parcial, onde os orifícios externos se comunicam com um único canal cervical. É uma condição pouco frequente e raramente interfere com a fertilidade, embora quando se apresenta na forma completa pode afetá-la sempre que se insemina do lado oposto do ovário que contém o folículo ovulatório. Na literatura é reportado casos de distocia devido a esta anormalidade (figura 24). A aplasia segmentar também é uma anormalidade rara, caracterizada pela falta de desenvolvimento de um corno uterino. Se a ovulação ocorre do lado onde está o corno uterino completo, a vaca pode ficar gestante e parir sem complicações, mas quando a ovulação ocorre do lado da aplasia, a concepção fracassa e a vaca apresenta anestro, já que não tem o corno uterino a PGF2α não atinge o ovário com um padrão luteolítico (figura 25). -/- Figura 24: Duplo cérvix completo em uma vaca leiteira. Arquivo pessoal do autor. -/- Figura 25: Aplasia segmentar. Se a ovulação ocorrer do lado onde está o corno uterino saudável a vaca pode ficar gestante, mas quando a ovulação ocorre do lado da aplasia, a concepção falha e a vaca apresenta anestro. Arquivo pessoal do autor. -/- As anomalias do aparelho reprodutor são frequentes nas vacas leiteiras adultas e causam infertilidade e eliminação das vacas do rebanho. Dentro destas patologias destacam-se salpingite e aderências ováricas. A salpingite é a inflamação do oviduto e pode ser unilateral ou bilateral. Quando é unilateral a vaca pode ficar gestante se a ovulação ocorre do lado saudável, mas quando é bilateral, ocasiona esterilidade. A causa da salpingite está relacionada com a injeção de estrogênio em vacas com infecções pós-parto. Observam-se variantes da salpingite como piossalpinge, caracterizada pela dilatação do oviduto por acumulação de exsudado purulento, e hidrossalpinge, caracterizada por acumulação de líquido (figuras 26 e 27). As aderências ováricas são consequência de processos inflamatórios geralmente provocados por infecções ascendentes. O ovário pode ficar preso ao oviduto ou à bolsa ovárica, o que interfere com a ovulação e com o transporte do ovócito. Assim como a salpingite, se a afetação for unilateral, a vaca pode eventualmente ficar gestante, mas quando é bilateral a vaca fica estéril (figura 28). -/- Figura 26: Algumas infecções uterinas chegam a encapsular-se e formam-se abcessos. Esta patologia pode ocasionar infertilidade. Arquivo pessoal do autor. -/- Figura 27: Inflamação do oviduto. A causa desta patologia está relacionada com a injeção de estrogênios em vacas com infecções pós-parto. Arquivo pessoal do autor. -/- Figura 28: As aderências ováricas são consequência de processos inflamatórios geralmente provoca- dos por infecções ascendentes. Arquivo pessoal do autor. -/- 3. TRATAMENTOS HORMONAIS PARA MELHORAR A PORCENTAGEM/TAXA DE CONCEPÇÃO -/- Existem diversos tratamentos para melhorar a porcentagem de concepção, que têm como objetivo principal diminuir a mortalidade embrionária; no entanto, devido ao fato de a etiologia da morte embrionária ser diversa, os resultados são pouco consistentes e na maioria dos casos em que se observa efeito favorável, este é cerca de 10% (figura 29). -/- Figura 29: Os tratamentos para melhorar a porcentagem de concepção estão orientados a diminuir os efeitos negativos dos fatores que provocam a morte embrionária durante os primeiros 16 dias pós-inseminação. Elaborado pelo autor. 3.1 Progesterona -/- Foram desenvolvidos tratamentos para aumentar o nível sérico de progesterona. Assim, a progesterona foi administrada em dispositivos intravaginais o que induz um corpo lúteo acessório através de uma injeção de hCG no dia cinco após o estro. No primeiro, os resultados foram variáveis, enquanto no segundo caso obteve-se um aumento consistente da fertilidade, particularmente nas vacas de primeiro serviço. -/- 3.2 hCG no quinto dia pós-inseminação -/- Para além do aumento do nível sérico de progesterona nas vacas tratadas com hCG no dia 5, a luteinização do folículo dominante no dia 5, com hCG, faz com que uma elevada proporção das vacas apresente três ondas foliculares e uma fase lútea mais longa. De tal forma que o aumento da porcentagem de concepção pode ser promovido pelo aumento da progesterona sérica e pela modificação da dinâmica folicular. Independentemente do mecanismo de ação do hCG, esta é uma opção eficaz para melhorar a fertilidade das vacas leiteiras (figura 30 e tabela 6). -/- Figura 30: A injeção de hCG no dia 5 pós-inseminação tem como propósito provocar a ovulação do folículo dominante e a formação de um corpo lúteo acessório. Elaborado pelo autor. -/- Tabela 6: Porcentagem de concepção no 30º dia em vacas de primeiro serviço tratadas com hCG no 5º dia Estudo Tratamento Porcentagem de concepção SANTOS et al., 2001 hCG 45,8a Controle 38,7b URZÚA et al., 2009 hCG 55,9a Controle 41,0b -/- a, b Diferença literal na mesma coluna indica diferença estatística (P < 0,05). -/- 3.3 GnRH ou hCG no momento da inseminação -/- Esta forma de enfrentar a falha na concepção se fundamenta no conhecimento de que estes hormônios sincronizam a ovulação com o momento da inseminação, bem como previ- nem problemas de ovulação retardada e melhoraram o desenvolvimento do corpo lúteo. No entanto, a fertilidade obtida com estes tratamentos é variável entre estudos. -/- 3.4 GnRH ou hCG nos dias 12 a 14 pós-inseminação -/- Foi proposto que um dos fatores que contribui com a falha na concepção é a incapaci- dade do embrião para evitar a regressão do corpo lúteo. Desta forma, a inibição da cascata da secreção da PGF2α poderia melhorar as porcentagens de concepção, já que ao embrião se daria mais tempo para alcançar o estado ótimo de desenvolvimento, que lhe permita estabelecer eficazmente o mecanismo de reconhecimento materno da gestação. Este é o princípio dos tratamentos com GnRH ou hCG entre 12 e 14 dias pós-inseminação, que provoca a ovulação ou a luteinização dos folículos, que resulta na diminuição das concentrações séricas de estradiol. Na prática, foram avaliados tratamentos com GnRH ou hCG nos dias 12 a 14; no entanto, os resultados em fertilidade também são variáveis. -/- 3.5 Hormônio bovino do crescimento (bGH) ou somatotropina bovina (bST) -/- No gado leiteiro é comum o uso da bST para aumentar a produção de leite. A utilização deste hormônio em forma periódica aumenta de 10 a 20% a produção láctea. Alguns dos efeitos da bST na produção de leite obedecem à ação direta deste hormônio. No entanto, o maior efeito é provocado pelo IGF-I, que aumenta em resposta ao tratamento com bST. A bST e o IGF-I também desempenham funções importantes no controle da reprodução. Os dois hormônios, participam na regulação do desenvolvimento folicular, na função do corpo lúteo e, especialmente, nas primeiras etapas do desenvolvimento embrionário. Estudos in vitro e in vivo mostram efeitos favoráveis do IGF-I no desenvolvimento embrionário. O IGF-I evita o efeito negativo de algumas substâncias tóxicas para os embriões presentes no meio uterino. A aplicação de 500 mg de bST, no dia da inseminação, tem demonstrado eficácia para aumentar a porcentagem de concepção em vacas repetidoras e em vacas com mais de 100 dias em leite; em contraste, este tratamento não teve êxito nas vacas de primeiro serviço (tabelas 7 e 8). -/- Tabela 7: Porcentagem de concepção de vacas repetidoras tratadas com 500 mg de bST no dia da inseminação Estudo Grupos n Porcentagem de concepção MORALES et al., 2001 bST 201 36a Controle 309 25b MENDOZA, 2000 bST 175 46a Controle 141 35b -/- a, b P < 0,05. -/- Tabela 8: Porcentagem de concepção de vacas de primeiro serviço tratadas com 500 mg de bST no dia da inseminação Estudo Grupos n Porcentagem de concepção MENDOZA, 2000 bST 195 39 Controle 167 35 RODRÍGUEZ et al., 2001 bST 185 36 Controle 250 35 BELL et al., 2001 bST 100 29 Controle 100 31 -/- Não há diferença estatística entre grupos de cada estudo (P > 0,05). -/- 4. MORTE FETAL -/- Quando o embrião morre nos primeiros 18 dias de gestação, considera-se como morte embrionária precoce; nestes casos, apenas é observado que a vaca apresenta estro de 21 a 24 dias após a inseminação. Se o embrião morrer entre os dias 24 a 42 (antes da organogênese estar completa), considera-se morte embrionária tardia; nestas vacas ocorre a reabsorção intrauterina do embrião e só se observa um atraso do retorno ao estro. Se a morte do embrião ocorrer após o dia 45, é um caso de morte fetal. Quando os fetos morrem nos primeiros quatro meses é frequente passarem despercebidos, já que são muito pequenos e se perdem nos pisos dos currais, nestes casos observa-se que as vacas regressam ao estro (figura 31). O aborto é definido como a expulsão uterina do feto antes do termo fisiológico da gestação. De 20 a 25% das vacas diagnosticadas gestantes, no dia 45 pós-inseminação, perdem a gestação nos seguintes meses. A principal causa de abortos é de natureza infecciosa e neste trabalho serão abordadas, de forma breve, quatro doenças que os causam (figura 32). -/- Figura 31: Terminologia utilizada para as perdas de gestações na vaca. Elaborado pelo autor. -/- Figura 32: De 20 a 25% das vacas diagnosticadas gestantes no dia 45 pós-inseminação, perdem a gestação nos meses seguintes. Acervo do autor. 4.1 Brucelose -/- A brucelose bovina é uma doença causada por Brucella abortus. A Brucella abortus é uma bactéria intracelular que é transmitida pelo contato das mucosas com fetos abortados, placentas e com fluidos genitais eliminados após o aborto. Os fluidos uterinos pós-aborto contêm concentrações de bactérias superiores à dose infectante. Embora a bactéria possa estar nas instalações, a transmissão por este meio tem importância epizootiológica menor. Após o contágio, a bactéria é localizada nos nódulos linfáticos regionais, seguido de bacteremia e do estabelecimento da bactéria na placenta. A infecção em uma vaca suscetível provoca o aborto ou o nascimento de bezerros fracos. O aborto ocorre normalmente no terceiro trimestre da gestação; o feto apresenta autólise mínima e há retenção de placenta. A bactéria pode ser localizada no úbere e causar uma leve mastite, por sua vez, as crias podem ser contagiadas pelo consumo de leite de vacas infectadas. Embora o touro possa ser infectado, a transmissão venérea não é de importância epizootiológica. A vacinação é o instrumento mais importante de controle e erradicação da brucelose. As vacinas RB-51 e Cepa 19 são preparações eficazes para prevenir a doença; a desvantagem da Cepa 19 implica na realização de testes de diagnóstico adicionais para ser capaz de distinguir entre uma infecção natural ou uma resposta vacinal. Em 1996, a RB-51 começou a ser utilizada nos Estados Unidos devido à baixa prevalência da doença e a seriedade de seus programas de erradicação, uma vez que a utilização da RB-51 facilita a diferenciação dos animais doentes dos vacinados. A norma brasileira permite a utilização de ambas as vacinas, a sua escolha depende do programa que o veterinário aplicar. Os especialistas recomendam que em países com alta prevalência e com programas de controle marginais, como o Brasil, a vacina de escolha é a Cepa 19, porque proporciona proteção ligeiramente maior. É muito importante não suspender a vacinação só porque se alcançou uma prevalência baixa, a experiência demonstra que quando isso é feito há um ressurgimento da doença. O programa elementar de controle consiste na vacinação com RB-51 ou com Cepa 19 com dose completa em bezerras (RB-51 de 4 a 12 meses ou Cepa 19 de 3 a 6 meses de idade) e meia dose em vacas adultas (a correspondente RB-51 ou Cepa 19). Em regiões com prevalência maior que 10%, as bezerras vacinadas devem ser revacinadas com meia dose uma única vez, a partir dos 22 meses. A vacina não tem efeitos colaterais, embora alguns veterinários têm registrados uma diminuição da produção de leite e ocasionalmente abortos. Os machos não são vacinados porque não têm papel importante na transmissão da doença. A vacinação por si só não é suficiente para o controle da brucelose bovina, são necessárias outras disposições como a identificação e a separação dos animais positivos e medidas elementares de biossegurança. -/- 4.2 Diarreia viral bovina (DVB ou BVD) -/- A diarreia viral bovina (BVD) é uma doença causada por um pestivirus (RNA). Nos gados leiteiros, a prevalência sorológica flutua entre 40 e 90%; estima-se que cause perdas similares às provocadas pela mastite. De acordo com o efeito que o vírus tem em cultura de tecidos, são reconhecidos dois biotipos: citopático e não citopático. O vírus não citopático constitui 95% dos isolamentos em campo. Uma vez que o vírus da BVD sofre mutações frequentes, existem variações (cepas), o que determina a diferença no quadro clínico e o diferente grau de resposta imune às vacinas utilizadas. Os animais afetados mostram diarreia aguda, doença respiratória, imunossupressão, síndrome trombocitopênica, infecção persistente e infecções reprodutivas. As consequências das infecções reprodutivas dependem da fase reprodutiva em que ocorre a infecção. A BVD provoca inflamação ovariana, inflamação dos folículos, necrose das células granulosas e do corpo lúteo. Durante a onda folicular, diminui o tamanho e número de folículos recrutados, de tal forma que o resultado de infecção ovárica resulta em infertilidade. A infecção durante o desenvolvimento embrionário precoce provoca a morte do embrião. Em vacas soronegativas a infecção do feto no primeiro trimestre pode causar morte fetal, aborto, mumificação fetal e bezerros com tolerância imunológica ao vírus (animais persistentemente infectados). Se a infecção ocorrer no segundo trimestre, os bezerros nascem com defeitos congênitos (hipoplasia cerebelar) e se ocorrer no último trimestre, o feto pode ser infectado e nascer com anticorpos contra o vírus da BVD, os abortos nesta fase são raros. Os animais persistentemente infectados são a fonte mais importante de contágio da doença, já que estão eliminando constantemente o vírus. A maioria dos animais persistente- mente infectados morrem no primeiro ano de vida; no entanto, cerca de 10% atinge a idade adulta tornando-se disseminadores ativos do vírus. A identificação e eliminação destes animais é o primeiro passo para controlar a doença no rebanho. No entanto, as técnicas para este fim são complexas e de difícil acesso no Brasil. Nestas circunstâncias, a vacinação é a ferramenta mais prática para diminuir o impacto desta doença, uma vez que reduz as manifestações clínicas, além de prevenir ou diminuir infecções fetais e melhorar a qualidade do colostro. Tais práticas, juntamente com medidas rigorosas de biossegurança, permitem a atenuação do efeito deste vírus. -/- 4.3 Neosporose -/- A neosporose é uma doença causada por Neospora caninum (N. caninum). Este protozoário foi identificado pela primeira vez vez no cão em 1984 e cinco anos depois foi associado com um surto de abortos em um rebanho leiteiro no Novo México. Desde então, é considerado a causa mais importante de abortos em gado leiteiro. A doença foi diagnosticada pela primeira vez no Brasil em 1997, no estado de São Paulo, através do teste sorológico de IFI. A soroprevalência no Brasil é de 15%. O cão e alguns canídeos selvagens são hospedeiros definitivos enquanto a vaca é um hóspede intermediário. O cão é infectado por via oral e elimina cistos com capacidade infectante. Embora o cão seja potencialmente transmissor do parasita na vaca, a via de infecção relacionada com abortos é principalmente transplacentaria. Em estudos recentes foi identificado o protozoário no lúmen uterino e no ovário. Desta forma, a bezerra nasce infectada e quando atinge a idade reprodutiva e fica gestante, a infecção se reativa e afeta o feto. É possível que a imunossupressão das vacas gestantes, a nível uterino, favoreça o recrudescimento da infecção. Assim, os surtos de abortos se apresentariam mais pela reativação da infecção em vacas cronicamente infetadas, e menos por uma infecção recente transmitida por um cão. Os abortos ocorrem principalmente do terceiro ao nono mês, embora seja mais comum entre o quinto e o sexto. É frequente que os fetos infectados durante o último terço da gestação sobrevivam e se convertam em animais persistentemente infectados, o que garante a permanência da infecção no rebanho. Em vacas infectadas o risco do aborto é maior na primeira gestação do que nas seguintes. A vacinação contra N. caninum aumenta os títulos de anticorpos, o que diminui a reativação da infecção e, assim, reduz o risco de aborto. Nota-se que a vacinação não impede a transmissão transplacentária, pelo que a doença persistirá no rebanho. No entanto, já que a causa de surtos de abortos é pela reativação da infecção, uma medida de biossegurança é a expulsão de cães dentro do rebanho, com isso também é conseguido mitigar a incidência de abortos. -/- 4.4 Leptospirose -/- A leptospirose bovina compreende um grupo de doenças causadas por diversas sorovariedades de Leptospira interrogans; atualmente é uma das zoonoses mais frequentes a nível mundial. Existem sorovariedades adaptadas a hospedeiros (reservatórios) e não adaptadas (infecções acidentais), e as diferentes síndromes dependem do tipo de sorovarieda- de envolvida. A sorovariedade Hardjo tipo Hardjo-bovis, é a que possui a maior prevalência sorológica em rebanhos de bovinos leiteiros, frequentemente associadas a abortos e partos prematuros. As sorovariedades que causam infecções incidentais, associadas com abortos, são pomona, canicola, grippotyphosa, e bratislava. Na base do ciclo epizootiológico da leptospirose encontra-se o animal excretor renal, ou seja, os animais portadores crônicos da bactéria que eliminam esta, permanentemente, pela urina. A infecção é adquirida por contato das mucosas (conjuntival, nasal, vaginal e peniana) com urina, secreções genitais e leite de animais doentes, além de que também pode haver transmissão transplacentária. Alguns dos sinais da doença aguda são icterícia, hemoglobinú- ria, anemia, febre e mastite; no entanto, os abortos geralmente ocorrem sem sinais clínicos da doença. A infecção fetal pode resultar em aborto (gestações de quatro meses para o fim) e nascimento de bezerros fracos. Nota-se que os abortos provocados por sorovariedades adaptadas ocorrem de forma esporádica e são raros os casos de surtos rápidos de abortos; no entanto, as infecções acidentais podem provocar abortos com este padrão. Os fetos abortados mostram um grau avançado de autólise, estão ictéricos e edematosos. O diagnóstico da doença é estabelecido principalmente por sorologia. O isolamento da bactéria é complicado e impraticável. A interpretação dos resultados da sorologia deve ter em conta o estatuto de vacinação do rebanho, uma vez que é frequente nos rebanhos leiteiros serem aplicadas várias vacinas por ano contra diferentes sorovariedades de Leptospira, o que contribui, em todos os casos, com resultados positivos. Dentro das medidas de prevenção, a vacinação é a estratégia mais importante para reduzir a eliminação da bactéria pela urina, e para mitigar as perdas de gestação. Recomenda-se a vacinação em todos os animais jovens entre os cinco e os seis meses de idade e de seis em seis meses, a revacinação dos animais adultos. Alguns laboratórios desenvolveram vacinas com sorovariedades de leptospira endêmicas (autovacinas) em diferentes bacias leiteiras. -/- 4.5 Maceração fetal -/- A maceração fetal é uma patologia rara da gestação da vaca. Esta patologia caracteriza-se pela morte fetal durante a segunda metade da gestação, seguida de contaminação ascendente por bactérias piogênicas, retenção do feto e persistência do corpo lúteo. As vacas com um feto macerado podem apresentar exsudação purulenta por via vaginal. À palpação retal sente-se uma saliência do corno uterino e crepitação, a qual é provocada pelo choque dos ossos. O prognóstico destas vacas é reservado, pois, mesmo que elimine-se o feto, os danos causados ao endométrio são severos. Não é aconselhável tratar estas vacas, no entanto, alguns criadores insistem nisso. Se isso acontecer, o tratamento indicado consiste na administração de uma dose luteolítica de PGF2α. Em alguns casos chega-se a eliminar a totalidade do feto, embora o mais frequente é a vaca reter partes ósseas do mesmo. Nota-se que as vacas podem manter o feto ou parte dele, sem ter um corpo lúteo funcional (figura 33). -/- Figura 33: Feto macerado de uma vaca leiteira. Acervo pessoal do autor. -/- 4.6 Mumificação fetal -/- Esta pato. (shrink)

Recent investigations surprisingly indicate that single RNA "stem-loops" operate solely by chemical laws that act without selective forces, and in contrast, self-ligated consortia of RNA stem-loops operate by biological selection. To understand consortial RNA selection, the concept of single quasi-species and its mutant spectra as drivers of RNA variation and evolution is rethought here. Instead, we evaluate the current RNA world scenario in which consortia of cooperating RNA stem-loops are the basic players. We thus redefine quasispecies as RNA quasispecies consortia (...) and argue that it has essential behavioral motifs that are relevant to the inherent variation, evolution and diversity in biology. We propose that qs-c is an especially innovative force. We apply qs-c thinking to RNA stem-loops and evaluate how it yields altered bulges and loops in the stem-loop regions, not as errors, but as a natural capability to generate diversity. This basic competence-not error-opens a variety of combinatorial possibilities which may alter and create new biological interactions, identities and newly emerged self identity functions. Thus RNA stem-loops typically operate as cooperative modules, like members of social groups. From such qs-c of stem-loop groups we can trace a variety of RNA secondary structures such as ribozymes, viroids, viruses, mobile genetic elements as abundant infection derived agents that provide the stem-loop societies of small and long non-coding RNAs. (shrink)

We introduce the notion of complexity, first at an intuitive level and then in relatively more concrete terms, explaining the various characteristic features of complex systems with examples. There exists a vast literature on complexity, and our exposition is intended to be an elementary introduction, meant for a broad audience. -/- Briefly, a complex system is one whose description involves a hierarchy of levels, where each level is made of a large number of components interacting among themselves. The time evolution (...) of such a system is of a complex nature, depending on the interactions among subsystems in the next level below the one under consideration and, at the same time, conditioned by the level above, where the latter sets the context for the evolution. Generally speaking, the interactions among the constituents of the various levels lead to a dynamics characterized by numerous characteristic scales, each level having its own set of scales. What is more, a level commonly exhibits ‘emergent properties’ that cannot be derived from considerations relating to its component systems taken in isolation or to those in a different contextual setting. In the dynamic evolution of some particular level, there occurs a self-organized emergence of a higher level and the process is repeated at still higher levels. -/- The interaction and self-organization of the components of a complex system follow the principle commonly expressed by saying that the ‘whole is different from the sum of the parts’. In the case of systems whose behavior can be expressed mathematically in terms of differential equations this means that the interactions are nonlinear in nature. -/- While all of the above features are not universally exhibited by complex systems, these are nevertheless indicative of a broad commonness relative to which individual systems can be described and analyzed. There exist measures of complexity which, once again, are not of universal applicability, being more heuristic than exact. The present state of knowledge and understanding of complex systems is itself an emerging one. Still, a large number of results on various systems can be related to their complex character, making complexity an immensely fertile concept in the study of natural, biological, and social phenomena. -/- All this puts a very definite limitation on the complete description of a complex system as a whole since such a system can be precisely described only contextually, relative to some particular level, where emergent properties rule out an exact description of more than one levels within a common framework. -/- We discuss the implications of these observations in the context of our conception of the so-called noumenal reality that has a mind-independent existence and is perceived by us in the form of the phenomenal reality. The latter is derived from the former by means of our perceptions and interpretations, and our efforts at sorting out and making sense of the bewildering complexity of reality takes the form of incessant processes of inference that lead to theories. Strictly speaking, theories apply to models that are constructed as idealized versions of parts of reality, within which inferences and abstractions can be carried out meaningfully, enabling us to construct the theories. -/- There exists a correspondence between the phenomenal and the noumenal realities in terms of events and their correlations, where these are experienced as the complex behavior of systems or entities of various descriptions. The infinite diversity of behavior of systems in the phenomenal world are explained within specified contexts by theories. The latter are constructs generated in our ceaseless attempts at interpreting the world, and the question arises as to whether these are reflections of `laws of nature' residing in the noumenal world. This is a fundamental concern of scientific realism, within the fold of which there exists a trend towards the assumption that theories express truths about the noumenal reality. We examine this assumption (referred to as a ‘point of view’ in the present essay) closely and indicate that an alternative point of view is also consistent within the broad framework of scientific realism. This is the view that theories are domain-specific and contextual, and that these are arrived at by independent processes of inference and abstractions in the various domains of experience. Theories in contiguous domains of experience dovetail and interpenetrate with one another, and bear the responsibility of correctly explaining our observations within these domains. -/- With accumulating experience, theories get revised and the network of our theories of the world acquires a complex structure, exhibiting a complex evolution. There exists a tendency within the fold of scientific realism of interpreting this complex evolution in rather simple terms, where one assumes (this, again, is a point of view) that theories tend more and more closely to truths about Nature and, what is more, progress towards an all-embracing ‘ultimate theory’ -- a foundational one in respect of all our inquiries into nature. We examine this point of view closely and outline the alternative view -- one broadly consistent with scientific realism -- that there is no ‘ultimate’ law of nature, that theories do not correspond to truths inherent in reality, and that successive revisions in theory do not lead monotonically to some ultimate truth. Instead, the theories generated in succession are incommensurate with each other, testifying to the fact that a theory gives us a perspective view of some part of reality, arrived at contextually. Instead of resembling a monotonically converging series successive theories are analogous to asymptotic series. -/- Before we summarize all the above considerations, we briefly address the issue of the complexity of the {\it human mind} -- one as pervasive as the complexity of Nature at large. The complexity of the mind is related to the complexity of the underlying neuronal organization in the brain, which operates within a larger biological context, its activities being modulated by other physiological systems, notably the one involving a host of chemical messengers. The mind, with no materiality of its own, is nevertheless emergent from the activity of interacting neuronal assemblies in the brain. As in the case of reality at large, there can be no ultimate theory of the mind, from which one can explain and predict the entire spectrum of human behavior, which is an infinitely rich and diverse one. (shrink)

With the surge of the COVID-19 pandemic, online sellers faced challenges in managing their online business daily. Aside from it, their work-life balance has been negatively affected as well, considering that they work from home and are responsible for household responsibilities. Thus, this study is conducted during the pandemic and gathered data using a semi-structured interview through Messenger call. It is conducted to explore the lived experiences of online sellers and how they managed their online business and personal life. (...) It also determines the specific challenges they’ve encountered and how they coped with them. Lastly, this study aims to map out how these experiences will benefit online sellers and consumers and explain that online selling can be both sustainable and convenient in terms of earning a good living and meeting their daily needs. Moreover, three major conclusions emerged from this study’s findings: (1) online sellers faced psychological and physical difficulties in managing their online business during the pandemic, (2) online sellers discovered ways on how to cope with the struggles they are facing, and (3) online sellers reflected on their experience to be more effective in the online selling industry. (shrink)

Low physics learning in the Philippines is a prevailing concern the education sector must resolve, so initiating technological interventions in teaching the subject, including flipped classrooms, and introducing a chatbot such as ManyChat Delivering Online-Offline learning could be helpful to improve scientific literacy in learning Electromagnetic (EM) waves. This study aimed to determine the significant learning differences between conventional teaching (CT), Flipped Classroom (FC), and ManyChat Delivering Online-Offline (MCDOO) Learning in teaching EM waves. Previous research showed that flipped classrooms are (...) effective in Physics lessons. At the same time, only a few studies have been found using MCDOO learning effectively in other subjects, yet to be in Physics lessons. The researcher used the randomized posttest-only control group experimental research design with four groups; Conventional Teaching (CT) as the control group while the experimental groups are: Flipped Classroom (FC), ManyChat Delivering Online-Offline (MCDOO) Learning, and lastly, the combined FC+MCDOO learning who underwent different learning sessions (traditional teaching, FC session via google classroom, MCDOO session and FC+ MCDOO via Messenger App respectively). One-Way ANOVA was performed to determine whether there were any significant learning differences. The results showed in the first and second competencies; the null hypotheses are accepted, so all the differences in all four groups are not significant there is not much of a difference between the scores of CT and FC, CT and MCDOO, and FC and MCDOO learning; however, in the third learning competency, the null hypothesis is rejected so then the Tukey Post Hoc test was conducted to point out where is/are the significant difference/s. The Tukey Post Hoc test revealed that CT and FC+MCDOO learning differs significantly. It means that FC+MCDOO learning boosts higher learning achievement than conventional teaching, FC alone, or MCDOO alone. This study concludes that using just one technological intervention in Physics teaching simply cannot produce a significant impact on the physics literacy of the students in EM learning. Utilizing a combination of technological approaches can make a meaningful difference to the literacy rate in Physics lessons, specifically electromagnetic waves. (shrink)

Precision medicine and molecular systems medicine (MSM) are highly utilized and successful approaches to improve understanding, diagnosis, and treatment of many diseases from bench-to-bedside. Especially in the COVID-19 pandemic, molecular techniques and biotechnological innovation have proven to be of utmost importance for rapid developments in disease diagnostics and treatment, including DNA and RNA sequencing technology, treatment with drugs and natural products and vaccine development. The COVID-19 crisis, however, has also demonstrated the need for systemic thinking and transdisciplinarity and the limits (...) of MSM: the neglect of the bio-psycho-social systemic nature of humans and their context as the object of individual therapeutic and population-oriented interventions. COVID-19 illustrates how a medical problem requires a transdisciplinary approach in epidemiology, pathology, internal medicine, public health, environmental medicine, and socio-economic modeling. Regarding the need for conceptual integration of these different kinds of knowledge we suggest the application of general system theory (GST). This approach endorses an organism-centered view on health and disease, which according to Ludwig von Bertalanffy who was the founder of GST, we call Organismal Systems Medicine (OSM). We argue that systems science offers wider applications in the field of pathology and can contribute to an integrative systems medicine by (i) integration of evidence across functional and structural differentially scaled subsystems, (ii) conceptualization of complex multilevel systems, and (iii) suggesting mechanisms and non-linear relationships underlying the observed phenomena. We underline these points with a proposal on multi-level systems pathology including neurophysiology, endocrinology, immune system, genetics, and general metabolism. An integration of these areas is necessary to understand excess mortality rates and polypharmacological treatments. In the pandemic era this multi-level systems pathology is most important to assess potential vaccines, their effectiveness, short-, and long-time adverse effects. We further argue that these conceptual frameworks are not only valid in the COVID-19 era but also important to be integrated in a medicinal curriculum. (shrink)

The Plant Ontology (PO; http://www.plantontology.org/) is a publicly-available, collaborative effort to develop and maintain a controlled, structured vocabulary (“ontology”) of terms to describe plant anatomy, morphology and the stages of plant development. The goals of the PO are to link (annotate) gene expression and phenotype data to plant structures and stages of plant development, using the data model adopted by the Gene Ontology. From its original design covering only rice, maize and Arabidopsis, the scope of the PO has been expanded (...) to include all green plants. The PO was the first multi-species anatomy ontology developed for the annotation of genes and phenotypes. Also, to our knowledge, it was one of the first biological ontologies that provides translations (via synonyms) in non-English languages such as Japanese and Spanish. There are about 2.2 million annotations linking PO terms to over 110,000 unique data objects representing genes or gene models, proteins, RNAs, germplasm and Quantitative Traits Loci (QTLs) from 22 plant species. In this paper, we focus on the plant anatomical entity branch of the PO, describing the organizing principles, resources available to users, and examples of how the PO is integrated into other plant genomics databases and web portals. We also provide two examples of comparative analyses, demonstrating how the ontology structure and PO-annotated data can be used to discover the patterns of expression of the LEAFY (LFY) and terpene synthase (TPS) gene homologs. (shrink)