Larvas de insectos que mergulham em profundidade num lago africano estão a forçar os cientistas a reconsiderar uma explicação popular para a razão pela qual os insectos estão quase totalmente ausentes do oceano aberto. O segredo deles é um sistema de sacos aéreos notavelmente durável que pode tolerar muito mais pressão do que os pesquisadores esperavam.
Bilhões de larvas de moscas do lago (Você está comendo Chaoborus), que vivem no Lago Malawi, na África Oriental, realizam diariamente uma migração vertical extraordinária.
Durante o dia, as larvas descem mais de 200 metros em uma região profunda do lago com muito pouco oxigênio. Esta área, muitas vezes chamada de zona morta, oferece abrigo contra predadores que não conseguem sobreviver facilmente ali. Depois de escurecer, as larvas sobem em direção à superfície para se alimentar, embora primeiro devam passar por um grande número de peixes que esperam para comê-las.
Para acompanhar esse movimento diário, os pesquisadores da UBC, Drs. Philip Matthews e Evan McKenzie colocaram um sistema de sonar no fundo do lago. O equipamento permitiu observar os enormes grupos de larvas que se moviam na água.
Pequenos Air Sacs funcionam como tanques de lastro
Quando os pesquisadores examinaram as larvas, descobriram que os insetos haviam adaptado parte do seu sistema respiratório em dois pares de pequenos sacos aéreos.
Esses sacos funcionam como os tanques de lastro de um submarino. Ao ajustar o seu tamanho, as larvas podem alterar a sua flutuabilidade e controlar se sobem ou afundam no lago.
As paredes dos sacos contêm resilina, um material incomumente elástico encontrado em muitos insetos. As larvas podem alterar o pH das paredes do saco, fazendo com que a resilina se expanda ou contraia. Isto altera o volume dos sacos de ar e dá às larvas um controle preciso sobre sua profundidade.
Air Sacs sobrevivem à pressão extrema da água
Em seguida, os pesquisadores colocaram as larvas dentro de câmaras de pressão em miniatura para determinar quanta pressão os sacos de ar poderiam suportar antes de entrar em colapso.
Os resultados foram impressionantes. Os sacos sobreviveram a pressões iguais às encontradas em profundidades superiores a 400 metros, muito mais profundas do que as larvas normalmente viajam durante a sua migração diária.
Os insetos são muito bem-sucedidos em terra e em água doce, mas o oceano aberto praticamente não os contém. Uma explicação amplamente discutida é que a pressão intensa em grandes profundidades esmagaria os espaços aéreos usados pelos insetos para respirar.
A resistência destas larvas sugere que a pressão por si só pode não explicar completamente por que os insetos nunca se estabeleceram no oceano.
Borracha biológica pode inspirar novos materiais
Os cientistas já estudaram a resilina porque ela se comporta quase como uma borracha biológica perfeita. Em outros insetos, ajuda a formar estruturas duráveis, como dobradiças de asas e tendões, que devem dobrar repetidamente sem se desgastar.
O sistema de flutuabilidade recém-descoberto também poderia contribuir para os esforços de desenvolvimento de materiais inteligentes feitos com resilina. Os pesquisadores poderão eventualmente usar mecanismos semelhantes para criar músculos artificiais ou outros materiais que se movam quando desencadeados por uma mudança química no pH.
Este projeto foi parcialmente financiado pelas bolsas Discovery and Accelerator do Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia do Canadá.
