terça-feira, agosto 22, 2006

A mandíbula mais rápida do oeste

Por vezes a Natureza surpreende-nos. Mesmo um animal tão comum como uma formiga pode mostrar algo de que não se está à espera. Por vezes uma estrutura que tendemos a associar a uma função pode servir para algo completamente diferente, e ser extremamente eficiente a desempenhar essa outra função. As mandíbulas das formigas servem para morder e a função delas é essencialmente essa, certo? Bem, nem por isso. Pelo menos não para a Odontomachus bauri, uma espécie de formigas das Selvas da Costa Rica com mandíbulas realmente impressionantes. Capazes de uma abertura de cerca de 180 graus, essas mandíbulas são adequadas aos hábitos predatórios destas criaturas com apenas alguns milímetros de comprimento. O que é extraordinário é que as formigas utlizam as mandíbulas para escaparem a situações de perigo, não confrontando os adversários mas fugindo deles a toda a velocidade. De facto, estas mandíbulas permitem a essas formigas feitos que envergonhariam qualquer atleta humano. E não estou a falar apenas de levantamento de pesos ou outras coisas óbvias. Estou a falar de velocidade, e saltos em altura e comprimento. O que vocês diriam, nestes tempos em que o petróleo está tão caro, se fossem capazes de levantar vôo a velocidades elevadas com um simples bater de dentes? Pois bem, a Odontomachus bauri é capaz disso, e podemos apreciar esse desempenho em filme. [... ler mais]

As proezas da Odontomachus bauri foram analisadas por S.N. Patek e colegas, que apresentam os resultados nos Proceedings of the National Academy of Sciences USA (ref1). Numa tradução livre do resumo:

Movimentos extremos nos animais estão usualmente associados com um único comportamento, de elevado desempenho. Contudo, os fechares de mandíbulas notavelmente rápidos da formiga Odontomachus bauri podem resultar em variados resultados funcionais. Investigamos aqui a biomcânica dos fechares de mandíbula na O. bauri e verificamos que os movimentos de mandíbula extremos servem duas funções distintas: predação e propulsão. Durante ataques predatórios, as mandíbulas da O. bauri fecham a velocidades que vão de 35 a 64 metros por segundo, com uma duração média de 0.13 ms, ultrapassando de longe a velocidade de outros apêndices balísticos documentados no reino animal.

Os autores colocam um filme como material suplementar de apoio ao artigo, que pode ser visto aqui. Este filme foi produzido com uma câmara que filmava a 50,000 imagens por segundo (!) e é mostrado a 30 imagens por segundo. Para terem uma ideia do que está em jogo, é como se conseguissemos produzir cerca de 20 toneladas de força com o bater dos nossos dentes:
As elevadas velocidades das mandíbulas auxiliam na captura de presas, enquanto as acelerações extremas resultam em forças instantâneas de bater das mandíbulas que podem exceder 300 vezes o peso da formiga.

Isto permite algo de verdadeiramente impressionante:
Como consequência, uma batida de mandíbulas da O. bauri dirigida contra o substrato produz suficiente poder proulsor para lançar a formiga no ar. Mudar a orientação da cabeça e da superfície permite à O. bauri utilizar o seu mecanismo mandibular para capturar presas, expulsar intrusos, ou saltar para a segurança. Esta utilização de um único sistema mecânico simples para gerar um conjunto de comportamentos profundamente diferentes oferece uma nova visão das origens morfológicas das novidades na locomoção e na procura de alimento.

O verdadeiro poder do apertar de mandíbulas para a fuga pode apreciado em mais um filme, desta vez filmado a 3,000 imagens por segundo, e mostrado a 30 imagens segundo, de um espectacular "salto em altura" defensivo. Mesmo em câmara lenta a velocidade é extraordinária e bater com a cabeça no chão daquela maneira deve doer. Outro filme mostra aqui mais um exemplo de um salto em altura. Confesso que as quedas me impressionam. E reparem que a acção real é cerca de 100 vezes mais rápida! Eis aqui algumas imagens para aqueles que não dispõem de ligação rápida à internet ou que por qualquer razão não conseguem ver os filmes.


O número no canto superior esquerdo de cada uma das imagens é o número do fototgrama no filme (lembrem-se que 3,000 significa um segundo). As possibilidades de utilização das mandíbulas para a fuga são igualmente impressionantes se utilizadas no "salto em comprimento". Este filme permite compreender como o lançamento se processa. Outro filme que se mostra aqui mostra o alcance de um destes saltos. Alguns fotogramas para aqueles que não possam ou prefiram não ver o filme:


Verdadeiramente impressionante, embora continue a achar que têm que trabalhar mais as aterragens. Se não vos parece nada de mais, notem só que à escala humana o salto em altura destas formigas corresponde a um salto acima dos 13 metros, e o salto em comprimento mais de 40 metros. Já agora, uma tão notável criatura merece uma fotografia de corpo inteiro em alta resolução.



Ficha técnica
Imagem de Odontomachus bauri no início da contribuição tirada por C. Richart, obtida nesta página.
Os filmes e os fotogramas mostrados podem obter-se a partir do laço indicado na ref1 abaixo.

Referências
(ref1) S. N. Patek, J. E. Baio, B. L. Fisher, and A. V. Suarez (2006). Multifunctionality and mechanical origins: Ballistic jaw propulsion in trap-jaw ants. PNAS. Laço DOI.

3 comentários:

Maria Guimarães disse...

fantástico!
a mandíbula mais rápida do oeste e o blogueiro idem.
recebi as novidades da pnas e deixei este artigo separado para olhar mais tarde. acabo lendo sobre ele aqui!
adorei.

Anónimo disse...

Faltou falar que além da mordida estalada, ela também possui ferrão no abdômem para defesa. Na foto em alta resolução é possível vê-lo

Anónimo disse...

e... ela também é encontrada no Brasil. Já encontrei algumas por aqui