O segredo da borboleta bela-dama

  HÁ MUITO tempo, observadores europeus têm admirado a colorida borboleta bela-dama (Vanessa cardui). Mas, quando o verão termina, essas borboletas desaparecem. O que acontece com elas? Será que simplesmente morrem quando o frio chega? Uma pesquisa recente descobriu algo extraordinário. Todos os anos, as borboletas fazem uma jornada entre o norte da Europa e a África.

 Os pesquisadores receberam informações de um sistema de radar sofisticado e de milhares de relatos enviados por pessoas de toda a Europa. Os resultados mostraram que, quando o verão termina, milhões de belas-damas migram rumo ao sul. A maioria delas voa a uma altitude de 500 metros — por isso é tão difícil ver sua migração. As borboletas esperam ventos favoráveis para sua longa viagem à África. Elas chegam a alcançar uma velocidade média de 45 quilômetros por hora. Em sua migração anual, percorrem até 15 mil quilômetros, desde o gélido norte da Europa até a tropical África Ocidental. Essa distância é quase o dobro da que a borboleta-monarca da América do Norte percorre. Para completar esse ciclo migratório, são necessárias seis gerações sucessivas de belas-damas.

 A professora Jane Hill, da Universidade de York, na Inglaterra, explica: “A bela-dama continua o ciclo, reproduzindo-se e seguin- do adiante.” Anualmente, todas as belas-damas saem do norte da Europa em direção à África, e todas as belas-damas de gerações seguintes saem da África para a Europa.

 Richard Fox, gerente de pesquisas da ONG Butterfly Conservation, declara: “Essa pequenina criatura pesa menos de um grama, tem o cérebro do tamanho da cabeça de um alfinete, não pode aprender de indivíduos mais velhos e experientes da espécie, mas consegue realizar uma migração intercontinental heroica. Acreditava-se que esse inseto voava às cegas, levado pelo vento, rumo à extinção no mortífero inverno britânico.” Mas esse estudo mostrou que “as belas-damas são viajantes bem avançadas”.

A rã que tinha filhotes pela boca

  A RÃ do gênero Rheobatrachus, nativa da Austrália e considerada extinta desde 2002, se reproduzia de forma estranha. A fêmea engolia os ovos fertilizados e os chocava em seu estômago por cerca de seis semanas. Os filhotes saíam depois pela boca da mãe como rãs já desenvolvidas.

  Para que a rã não digerisse os ovos, ela precisava ficar sem comer e sem produzir ácido no estômago. Pelo visto, os ovos e os filhotes liberavam substâncias químicas que inibiam a produção do ácido.

  A rã costumava chocar uns 20 ovos de uma só vez. Até o momento de os filhotes saírem, eles somavam uns 40% do peso total do corpo da mãe. Seria parecido a uma mulher, que pesava 75 quilos, estar grávida de 20 bebês de 1,5 quilo cada um. Os filhotes dilatavam tanto o estômago da rã que comprimiam seus pulmões por completo, fazendo com que ela precisasse respirar pela pele.

  À medida que os filhotes ficavam plenamente desenvolvidos, eles saíam naturalmente num período de alguns dias. Mas, se a mãe pressentisse algum perigo, ela daria à luz vomitando os filhotes. Certa vez, pesquisadores viram uma fêmea pôr para fora seis filhotes de uma só vez. Eles foram atirados a cerca de um metro de distância.

 Algumas pessoas acreditam que o sistema reprodutor dessa rã foi um produto da evolução. Mas, para isso ser verdade, essa rã teria de ter passado por enormes mudanças de uma só vez, tanto em sua constituição física como em seu comportamento. “Não é possível imaginar uma mudança gradual e lenta em sua biologia reprodutora”, escreveu o cientista e evolucionista, Michael J. Tyler. “Esse padrão de comportamento ou funciona totalmente ou falha totalmente.” A única explicação possível, na opinião de Tyler, é “um pulo único, enorme e espetacular”. Alguns chamariam esse pulo espetacular de criação.

A perna do cavalo

  UM CAVALO consegue galopar a uma velocidade de até 50 quilômetros por hora. Embora isso exija um esforço mecânico considerável, a energia utilizada é relativamente pouca. Como isso é possível? O segredo está nas pernas do cavalo.

  O que acontece quando um cavalo galopa? Quando a perna toca o chão, conjuntos de músculos e tendões elásticos absorvem energia e, como uma mola, fazem com que a perna retorne, impulsionando o cavalo para frente.

  Além disso, ao galopar, as pernas do cavalo vibram em frequências altas, o que poderia machucar seus tendões. No entanto, os músculos das pernas agem como amortecedores. Pesquisadores consideram esse conjunto uma “estrutura de músculos e tendões altamente especializada”, que fornece tanto agilidade quanto força.

  Engenheiros estão tentando imitar a estrutura da perna do cavalo para usá-la em robôs de quatro pernas. Mas, de acordo com o Laboratório de Robótica Biomimética do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, essa estrutura é tão complexa que é difícil reproduzi-la em vista dos materiais e do conhecimento de engenharia que existem atualmente.

A pele do diabo-espinhoso

  O DIABO-ESPINHOSO (Moloch horridus) é um lagarto da Austrália. Para matar a sede, ele extrai água da areia úmida, da neblina e da umidade do ar, e então a direciona até sua boca. Como ele faz isso? A resposta pode estar na sua impressionante pele.

 Sulcos na superfície da pele estão ligados a uma rede de canais dentro da pele, a fim de que a água seja direcionada para os lados da boca do diabo-espinhoso

  A pele do diabo-espinhoso é coberta de escamas. Alguns cientistas acham que a umidade ou o orvalho coletado nas escamas escorre até a superfície áspera da pele e entra numa rede de canais semiabertos, ou sulcos, localizados entre as escamas. Esses canais estão interligados e chegam até os lados da boca do diabo-espinhoso.

  Mas como esse lagarto faz para puxar a água da superfície das pernas, passá-la pelo corpo e levá-la até a boca, desafiando a lei da gravidade? E, ao esfregar sua barriga em superfícies úmidas, como o diabo-espinhoso consegue extrair água?

  Pelo visto, pesquisadores desvendaram o segredo desse lagarto. Os canais na superfície da pele estão ligados a outra rede de canais dentro da pele do diabo-espinhoso. A estrutura desses canais permite a capilaridade — um fenômeno em que a água é puxada para dentro de espaços estreitos, mesmo contra a força da gravidade. Assim, a pele do lagarto age como uma esponja.

  Segundo Janine Benyus, presidente do Instituto Biomimicry, imitar tecnologias de extração de umidade pode ajudar engenheiros a projetar um sistema que retire umidade do ar para resfriar edifícios de forma mais eficiente e também para conseguir água potável.

Olhudo e miúdo

  MUITOS o chamariam de bonitinho; outros, de esquisito. Ele tem pernas finas e longas, pelo macio e olhos enormes e brilhantes. Seu corpo tem uns 13 centímetros de comprimento, e ele pesa pouco mais de 100 gramas. Que animal é esse? É o társio.

  Vamos dar uma olhada mais de perto numa dessas criaturas, o társio-das-filipinas. Ele tem olhos, orelhas, patas, pernas e cauda que parecem grandes demais para seu corpo tão pequeno. 

AUDIÇÃO: As orelhas do társio, finas como uma folha de papel, podem dobrar-se, desdobrar-se e virar em direção ao mais leve ruído. Por causa de sua audição aguçada, o társio consegue evitar predadores, como os gatos selvagens, e também localizar sua presa. À noite, as orelhas do társio detectam o som de grilos, cupins, besouros, pássaros e rãs. Daí, ele vira toda a cabeça, direcionando seus olhos arregalados para sua refeição em potencial.

PATAS: As patas do társio são especialmente projetadas para segurar galhos finos. A ponta dos dedos é almofadada e tem ondulações bem definidas que fazem as patas aderirem aos galhos assim como um pneu adere ao solo. Mesmo enquanto dorme, o társio precisa manter-se agarrado ao galho. Pregas na parte de baixo de sua longa cauda garantem que ele fique firmemente apoiado na árvore até a hora de acordar.

VISÃO: Nenhum outro mamífero tem olhos tão grandes se comparados ao tamanho de seu corpo. Na verdade, o olho do társio é maior que seu cérebro! Seus olhos não giram em suas órbitas; eles estão sempre olhando para frente. Será que isso é uma desvantagem? Não, pois o társio tem uma compensação: um pescoço flexível que o permite girar a cabeça 180 graus para os dois lados.

AGILIDADE: As longas pernas do társio dão a ele a força necessária para saltar uma distância de até 6 metros — mais de 40 vezes seu próprio tamanho! Quando caça, esse pequeno predador noturno salta com os dedos esticados para agarrar a vítima com incrível precisão.

O társio raramente sobrevive em cativeiro, em parte por causa de seu apetite voraz por insetos vivos e de sua aversão a ser tocado. Ainda assim, essa criatura sem igual continua a fascinar os filipinos. Quase cada detalhe desse habitante das florestas de olhos esbugalhados é uma surpresa.

Proteção ao társio

Em 1997, o governo filipino proclamou o társio-das-filipinas um animal “especialmente protegido”. Por isso, é ilegal caçá-lo, destruir seu habitat e até mesmo tê-lo como animal de estimação. O társio continua a ter o carinho do povo filipino e é um cartão postal do país.

Austrália

 De acordo com uma pesquisa, um número cada vez maior de casais que estão se separando briga pela guarda de seus animais de estimação. Entre os bens mais disputados judicialmente, os animais de estimação só perdem para os imóveis, objetos pessoais e dinheiro.

O favo de mel

  A ABELHA-EUROPEIA constrói as paredes do favo de mel com cera, que é produzida em glândulas localizadas na parte de baixo de seu abdômen. O favo de mel é considerado uma maravilha da engenharia.

  Por séculos, matemáticos achavam que a forma hexagonal era melhor que triângulos equiláteros e quadrados — ou que qualquer outra forma — para dividir um espaço, aproveitando-o ao máximo e usando o mínimo de material. Mas eles não sabiam explicar exatamente o motivo. Em 1999, o professor Thomas C. Hales provou isso matematicamente com o que ele chamou de “conjectura do favo de mel”. Ele demonstrou que hexágonos regulares são a melhor maneira de dividir um espaço em partes iguais com o mínimo de sustentação estrutural.

  Por utilizarem células hexagonais, as abelhas podem usar melhor todo o espaço disponível, produzir um favo de mel de paredes leves e firmes com a mínima quantidade de cera e armazenar a máxima quantidade de mel nesse espaço. Não é de admirar que o favo de mel seja considerado uma “obra-prima da arquitetura”.

  Atualmente, os cientistas imitam o favo de mel para criar estruturas resistentes e que tenham melhor aproveitamento de espaço. A engenharia aeronáutica, por exemplo, usa estruturas em forma de favo de mel para construir aviões mais fortes e mais leves, gastando assim menos combustível.

A ponta da asa das aves planadoras

 ESPIRAIS de ar são formadas na ponta das asas dos aviões quando voam. Essas espirais, ou vórtices, aumentam o arrasto, ou seja, a resistência contra o ar, aumentando assim o consumo de combustível. Elas também atingem aviões que talvez estejam logo atrás. Por isso, os aviões que decolam de uma mesma pista precisam ter espaço suficiente entre si para que os vórtices se dissipem.

 Engenheiros aeronáuticos descobriram uma forma de reduzir esses problemas: os winglets, inspirados na ponta das asas das aves planadoras, como águias, cegonhas e gaviões.

 Analise o seguinte: Durante o voo, as penas na ponta das asas dessas aves se dobram para cima até ficarem quase na vertical. Isso permite o máximo de sustentação com o mínimo de envergadura, além de melhorar sua capacidade de voo. Engenheiros imitaram esse detalhe por projetar asas de avião com winglets, ou seja, com a ponta das asas dobrada para cima. Usando inovadores testes em túneis de vento, eles descobriram que, quando as asas estão precisamente dobradas nas pontas e devidamente alinhadas com o fluxo de ar, o desempenho do avião melhora — atualmente de 1% a 10%, às vezes até mais. Por quê? Oswinglets reduzem o arrasto por diminuir o tamanho dos vórtices. Além disso, os winglets também criam um tipo de propulsão que “contrabalança uma parte do arrasto normal de um avião”, diz a Encyclopedia of Flight (Enciclopédia do Voo).

 Assim, os winglets permitem que os aviões voem mais longe, levem mais carga, tenham asas menores — o que também facilita estacioná-los — e economizem combustível. Em 2010, por exemplo, as empresas aéreas “economizaram mais de 7,5 bilhões de litros de combustível de aviação em todo o mundo”, o que contribuiu para uma enorme redução das emissões de poluentes de aeronaves, de acordo com informações da Nasa.

A impressionante audição da traça-da-cera

 

 A TRAÇA-DA-CERA consegue ouvir sons de alta frequência melhor que qualquer outra criatura conhecida. Mas seus dois ouvidos, cada um mais ou menos do tamanho de uma cabeça de alfinete, têm uma estrutura bem simples.

 Por anos, a audição da traça-da-cera tem sido objeto de estudo. Recentemente, cientistas da Universidade de Strathclyde, Escócia, usaram várias frequências de som para testar a audição da traça. Eles mediram as vibrações das membranas timpânicas e registraram a atividade dos nervos auditivos desses insetos. Os tímpanos continuaram a reagir quando expostos a sons na frequência de 300 quilohertz. Para efeito de comparação, segundo registros, a ecolocalização do morcego chega a 212 quilohertz, a audição dos golfinhos alcança 160 quilohertz e os humanos não conseguem ouvir além de 20 quilohertz.

 Pesquisadores pretendem utilizar a capacidade auditiva superior da traça-da-cera como base para novas tecnologias. Por exemplo, ela poderia ser aplicada no desenvolvimento de “microfones menores e melhores”, de acordo com o Ph.D. em engenharia eletrônica James Windmill, da Universidade de Strathclyde. “Eles poderiam ser colocados em diversos dispositivos, como celulares e aparelhos auditivos.”

O bigode do gato

 

A MAIORIA dos gatos domésticos tem hábitos noturnos. Pelo visto, seu bigode os ajuda a identificar objetos próximos e a capturar presas, especialmente depois que anoitece.

 Os pelos do bigode do gato estão ligados a tecidos que possuem várias terminações nervosas. Esses nervos são sensíveis até ao mais leve movimento do ar. Por isso, os gatos podem detectar objetos próximos sem vê-los — o que obviamente é uma vantagem no escuro.

 Visto que seu bigode é sensível à pressão, os gatos o usam para determinar a posição e o movimento de um objeto ou de uma presa. O bigode também ajuda o gato a medir a largura de uma abertura antes que ele tente passar por ela. A Encyclopædia Britannica reconhece que “as funções dos pelos do bigode do gato (as vibrissas) ainda não são totalmente entendidas; mas sabe-se que, se forem cortados, o gato ficará temporariamente incapacitado”.

 Cientistas estão projetando robôs equipados com sensores que imitam o bigode do gato, que ajudariam os robôs a evitar obstáculos. Esses sensores, chamados de e-whiskers (bigode eletrônico), “devem oferecer uma ampla gama de aplicações na robótica avançada, interfaces de interação homem-máquina e biotecnologias”, disse Ali Javey, um pesquisador da Universidade da Califórnia, Berkeley.

A bioluminescência da lula-anã do Havaí

 A LULA-ANÃ Euprymna scolopes é um animal de hábitos noturnos. Ela cria sua própria luz, mas não para chamar a atenção. O que ela quer é ser confundida com a luz da lua e das estrelas. O segredo do animal é sua parceria com bactérias emissoras de luz. Essa parceria talvez revele informações que podem ter uma aplicação indireta para a saúde dos humanos.

 Essa espécie de lula-anã vive nas cristalinas águas costeiras das ilhas havaianas. A luz da lua e das estrelas normalmente destaca a silhueta de um animal, tornando-o visível a predadores que estão abaixo dele. Mas essa lula emite um brilho da parte inferior de seu corpo que imita a intensidade e até o comprimento de onda da luz noturna do ambiente. O resultado é a “invisibilidade” — nenhuma silhueta, nenhuma sombra. A lula consegue isso graças a um “equipamento” sofisticado: um órgão que hospeda bactérias bioluminescentes que conseguem produzir o brilho exato para camuflar seu hospedeiro.

 Além disso, as bactérias talvez ajudem a regular o relógio biológico da lula. Isso interessou os cientistas, pois essa relação entre bactérias e ritmos biológicos talvez não exista apenas nas lulas-anãs. Nos mamíferos, por exemplo, algumas bactérias que contribuem para a digestão podem estar relacionadas a ritmos biológicos. Distúrbios nesses ritmos têm sido ligados à depressão, diabetes, obesidade e transtornos do sono. Por isso, o estudo da interação entre as bactérias e a lula-anã pode fornecer informações úteis para a saúde humana.

O peixe-papagaio — um peixe que fabrica areia

 DE ONDE vem a areia? De muitos lugares. Mas você talvez se surpreenda por saber que ela também vem de um peixe. Ele tritura coral até se tornar areia fina. Que peixe é esse? É o bodião, também conhecido como peixe-papagaio.

 O peixe-papagaio vive em águas tropicais em todo o mundo. Depois de triturar e engolir pedaços de coral, esse peixe extrai deles partículas de comida e então expele o restante em forma de areia. Nesse processo, o peixe-papagaio usa suas poderosas mandíbulas em forma de bico e seus fortes dentes de trás. Algumas espécies chegam a viver até 20 anos, sem desgastar os dentes.

 Em algumas regiões, ao constantemente mastigar coral morto, o peixe-papagaio produz mais areia que qualquer outro processo natural. Alguns pesquisadores calculam que um peixe-papagaio produz cerca de cem quilos de areia por ano.

 O peixe-papagaio realiza outra tarefa vital. Por se alimentar constantemente de material vegetal e coral morto coberto de algas, ele mantém os corais limpos. Assim, essa dieta peculiar do peixe-papagaio contribui para a saúde dos recifes de coral. Nos locais onde não há peixes-papagaios nem outros herbívoros, os recifes são rapidamente sufocados por algas. “Alguns sugerem que os recifes de hoje não seriam o que são se não fossem os herbívoros”, explica o livro Reef Life (A Vida nos Recifes).

 Toda essa atividade durante o dia requer um bom descanso à noite, e nessa hora o peixe-papagaio apresenta mais uma curiosidade. O recife é perigoso à noite por causa da grande quantidade de predadores. O peixe-papagaio geralmente dorme escondido embaixo de uma saliência no recife, mas esse esconderijo nem sempre o protege de um tubarão faminto.

 Para aumentar sua segurança, algumas espécies de peixe-papagaio se “cobrem” para passar a noite. Elas secretam um muco fedorento que envolve o corpo do animal e lembra uma camisola transparente. Cientistas marinhos acreditam que essa cobertura protege o peixe contra predadores.

 O peixe-papagaio é um dos peixes que mais chamam a atenção num recife. Geralmente, tanto os machos como as fêmeas apresentam variadas cores vivas, que vão mudando até a fase adulta. Mas o melhor de tudo é que ele é um dos peixes mais fáceis de observar, pois não é arisco em regiões onde não há pesca excessiva.

 Ao mesmo tempo em que exibem suas belíssimas cores, os peixes-papagaios limpam o recife e o tornam um lugar agradável tanto para a vida marinha quanto para os humanos. Chegar perto de um peixe-papagaio, e observá-lo e ouvi-lo enquanto mastiga coral, é algo que muitos exploradores de recifes jamais esquecerão.

                                                                    Peixe-papagaio Scarus niger

CURIOSIDADES SOBRE O PEIXE-PAPAGAIO

Os peixes-papagaios (conhecidos pelos cientistas como Scaridae) pertencem a uma grande família de cerca de 80 espécies que frequentam recifes de coral nos trópicos. Seu nome popular vem de sua boca, que lembra o bico de um papagaio. O comprimento do peixe-papagaio varia de 50 centímetros a 1 metro.

A mandíbula do crocodilo

 ENTRE todos os animais que existem hoje, o crocodilo tem a mordida mais poderosa já medida. Por exemplo, o crocodilo-de-água-salgada, encontrado próximo à Austrália, pode ter uma mordida três vezes mais forte do que a de um leão ou um tigre. Mesmo assim, a mandíbula do crocodilo é incrivelmente sensível ao toque — até mais sensível do que a ponta do dedo humano. 

 A mandíbula do crocodilo é coberta de milhares de saliências que agem como sensores e contêm uma quantidade enorme de terminações nervosas. Depois de estudá-las, o pesquisador Duncan Leitch observou que “cada uma das terminações nervosas sai de um orifício no crânio”, o que protege as fibras nervosas na mandíbula. Em alguns pontos, a sensibilidade resultante vai além do que os instrumentos podem medir. Assim, o crocodilo consegue perceber se o que está em sua boca é comida ou não. Por isso, uma mãe crocodilo pode carregar seus filhotes na boca sem esmagá-los acidentalmente. A mandíbula do crocodilo é uma combinação surpreendente de força e sensibilidade.

Micro-organismos que comem petróleo

 EM 2010, quase 5 milhões de barris (800 milhões de litros) de petróleo bruto vazaram no golfo do México depois que uma plataforma explodiu e afundou. Mesmo assim, em alguns meses, grande parte da contaminação desapareceu. 

 Pesquisas científicas mostraram que há muitas bactérias marinhas que podem digerir as moléculas complexas de carbono presentes no petróleo. O professor Terry Hazen, microbiologista ambiental, descreveu esses organismos como “mísseis que têm o petróleo como alvo”. Esses organismos foram parcialmente responsáveis pela limpeza do golfo do México.

 "De certa forma, não é nenhuma surpresa que os mares abriguem micróbios famintos de petróleo”, diz uma reportagem da BBC. Afinal, “vazamentos naturais do leito oceânico têm liberado petróleo nas águas do mundo” há incontáveis eras.

É verdade que os esforços humanos de limpar vazamentos de petróleo funcionam. Mesmo assim, esses esforços podem mais prejudicar do que ajudar. Dispersantes químicos interferem nos processos naturais que desintegram o petróleo. Além disso, essas substâncias químicas são tóxicas e prejudicam o meio ambiente por muito tempo. Mas a capacidade da natureza de decompor o petróleo, como, por exemplo, a ação desses micróbios, faz com que o mar ative um processo de autolimpeza sem os efeitos negativos de métodos artificiais.

A engrenagem do Issus Coleoptratus

 ACREDITAVA-SE que mecanismos de engrenagem eram resultado da criatividade humana. Mas agora foi provado o contrário. Descobriu-se uma estrutura similar a uma engrenagem com rodas dentadas num inseto — a ninfa do Issus coleoptratus,encontrado em jardins em toda a Europa.

 
 A ninfa desse inseto pode alcançar uma velocidade de 3,9 metros por segundo em apenas dois milésimos de segundo. Isso submete seu corpo a uma força quase 400 vezes maior do que a força da gravidade! Esse inseto pode sumir de vista num piscar de olhos. Para um salto como esse, é necessário que as duas pernas traseiras dele exerçam exatamente a mesma força ao mesmo tempo. Cientistas descobriram dentes de engrenagem onde as pernas traseiras se juntam ao corpo do inseto. Quando ele salta, os dentes de uma perna se encaixam nos dentes da outra, fazendo com que as duas pernas estejam perfeitamente sincronizadas. Se não houvesse essa sincronia, o salto se tornaria um giro descontrolado.

 Quando animais maiores saltam, seu sistema nervoso comanda a sincronização das pernas. Mas, para a ninfa do Issus coleoptratus, os pulsos neurais seriam muito lentos. Por isso, ela possui essa engrenagem. “Quando pensamos em engrenagens, geralmente as associamos a máquinas projetadas pelo homem”, diz o escritor e pesquisador Gregory Sutton. Ele acrescenta que a razão disso é que “não procuramos o suficiente”.