9, de dezembro de 2009

Por Phillip F. Schewe e Devin Powell

Inside Science News Service

WASHINGTON
(ISNS) — Se encolhermos um ser humano até o tamanho de um inseto, ele não vai mais conseguir chupar limonada por um canudinho. As forças que mantém o líquido junto seriam simplesmente grandes demais para serem vencidas nessa escala microscópica.

Várias das menores criaturas na natureza exibem dispositivos anatômicos especiais que lhes permitem sugar o líquido necessário a sua alimentação. Outros exercem quase nenhuma pressão, empregando sifões que extraem o fluido com um mínimo de esforço. Durante um recente congresso sobre dinâmica de fluidos, os cientistas identificaram vários animais que dependem inteiramente da ligeira diferença de pressão dos sifões para transferir os líquidos – sua principal fonte de alimentos – para dentro de seus corpos.

DENTRO DA CABEÇA DE UM MOSQUITO

Quando um mosquito pica sua pele, é sempre uma fêmea adulta que está causando o incômodo. As fêmeas de mosquito precisam das proteínas e do ferro encontrados no sangue para produzir ovos e são capazes de extrair mais do que três vezes seu próprio peso original em sangue.

Sang Joon Lee, da Universidade Pohang de Ciência e Tecnologia na Coréia do Sul, relatou que esse processo de alimentação se dá em quatro fases. Primeiro, a mosquito pousa e insere seu estilete em forma de baioneta em sua vítima. Então, ela estabelece a melhor profundidade de penetração e, depois, começa a sugar. Finalmente, a mosquito se ergue sobre as patas dianteiras, extraindo o estilete.

Alguns poucos estudos teóricos sobre essa sequência tinham sido feitos anteriormente, mas faltavam informações detalhadas sobre exatamente como o sangue flui da vítima para a mosquito. O estudo de Lee examinou o interior da cabeça do mosquito para medir exatamente o fluxo produzido por dois conjuntos de bombas alternativas que se movimentam em vai-e-vem, tal como o ritmo de um coração de um mamífero. Lee foi o primeiro a dar um sumário dessa ação coordenada que maximiza a força de sucção e regula o movimento do sangue para dentro do trato digestivo do inseto.  

A LÍNGUA ORIGAMI DO BEIJA-FLOR

Os movimentos extremamente rápidos e a capacidade de voo pairado de um beija-flor são uma grande carga sobre seu metabolismo. John Bush do Massachusetts Institute of Technology em Cambridge, Massachusetts, afirma que o elemento crucial do sistema de coleta de néctar do beija-flor é sua língua. O tamanho médio da língua de um beija-flor é um pouco menor do que uma polegada, o que é o dobro do comprimento do bico. 

Quando mergulhada em néctar, a língua se enrola em um formato de canudo cilíndrico que funciona como um sifão. O néctar sobe rapidamente pela coluna por ação capilar – o mesmo fenômeno que faz uma toalha de papel absorver um líquido – permitindo que o beija-flor encha sua língua até 20 vezes por segundo. Após cada mergulho, o néctar é liberado pela língua e engolido.

Os modelos de computador de Bush, o primeiro a analisar a mecânica desse processo em detalhes, revelaram que dobrar a língua como uma espécie de “origami capilar” exige muito pouco esforço por parte do beija-flor. A língua se dobra devido a forças de tensão superficial que montam automaticamente o sifão.

Segundo Bush: “A maior parte das estratégias para beber na natureza tem, ou eventualmente terão, similares industriais”.

BORBOLETAS E TOALHAS DE PAPEL

A tromba de uma borboleta se parece com um canudo – longo, fino e usado para sugar – mas funciona mais como uma toalha de papel, de acordo com Konstantin Kornev da Universidade Clemson.  Ele espera ser capaz de tomar emprestado o truque desse pedaço da anatomia do inseto para criar pequenas sondas capazes de retirar amostras de fluidos dentro de células.

No mundo em pequena escala de uma borboleta, os líquidos parecem mais espessos e resistentes à sucção. O alimento do inseto – água, fluidos animais, sucos de frutas – têm viscosidades extremamente variadas. Seriam necessárias enormes pressões para movimentar os líquidos, se os insetos dependessem de um sistema de bombas para se alimentar.

“Nenhuma bomba suportaria esse tipo de pressão”, afirma Kornev. “O líquido ferveria espontaneamente”.

As descobertas de Kornev indicam que, em lugar de bombear, as borboletas sugam o líquido para cima usando a capilaridade. A tromba se parece com uma toalha de papel enrolada, com pequenos sulcos que puxam para cima o líquido ao longo das bordas, carregando consigo a gota de líquido por dentro do meio do tubo.

Kornev recebeu recentemente uma verba da Fundação Nacional de Ciências para desenvolver sondas artificiais feitas de nano-fibras que empregam um sistema similar para extrair o líquido viscoso que há dentro das células e examinar seu conteúdo.

Este texto é fornecido para a media pelo Inside Science News Service, que é apoiado pelo Instituto Americano de Física (American Institute of Physics), uma editora sem fins lucrativos de periódicos de ciência.
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