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À medida que se aprofunda o conhecimento científico sobre as estruturas e mecanismos dos seres vivos, encantamo-nos cada vez mais com a complexidade e a funcionalidade de tais sistemas biológicos, mesmo entre aqueles considerados “simples” ou “primitivos”.

O termo Biomimética se tornou comum nos meios científicos, e se refere ao trabalho de diversos cientistas (engenheiros, químicos, físicos, biólogos, etc.) que tentam copiar os processos biológicos e aplicá-los em diferentes áreas tecnológicas e científicas.

Introdução

A história está repleta de exemplos de engenheiros, cientistas e artistas que se inspiraram na natureza. Dentre eles, podemos citar os irmãos Wright, que voaram após observar o vôo rasante dos abutres. Inspirado na estrutura dos ossos, Eiffel projetou a famosa torre que leva o seu nome, e que suporta seu enorme peso em suas curvas elegantes (1). Outros exemplos são as pontas de agulhas hipodérmicas moldadas como presas de cobras, e o velcro, que foi baseado no mesmo princípio daqueles carrapichos que grudam nas meias durante uma caminhada no campo. E mais recentemente, tintas que imitam a superfície da flor de Lótus, sendo dessa forma tintas auto-limpantes.

Neste campo científico, um dos produtos naturais que mais chamam a atenção é a teia de aranha. Inúmeros cientistas em todo o mundo tentam copiar as propriedades da seda que a aranha produz e, de maneira muito mais interessante ainda, tentam reproduzir o método que as aranhas utilizam para fabricar a teia.

A tenacidade, a resistência e a elasticidade desta seda continua a intrigar os cientistas, que se perguntam o que dá a este material natural suas qualidades inusitadas. Mais fina que um fio de cabelo, mais leve que o algodão, e (nas mesmas dimensões) mais forte que o aço, a teia ”atormenta” os cientistas que tentam copiar suas propriedades, ou sintetizá-la, para produção em larga escala. Várias aplicações desse novo material surgem na mente dos pesquisadores, tais como roupas e sapatos à prova d’água, cabos e cordas, cintos de segurança e páraquedas mais resistentes, revestimento antiferrugem, pára-choques para automóveis, tendões e ligamentos artificiais, coletes à prova de balas, etc (2).

Um fio comum da seda de teia de aranha é capaz de estender-se por até 70 km sem se quebrar sob seu próprio peso, e pode ser esticado até 30 ou 40 % além de seu comprimento inicial, sem se romper, enquanto o nylon suporta apenas 20 % de estiramento (3). A seda que a aranha produz tem tal resistência que se chegou à hipótese de que, caso fosse possível construir uma teia com a espessura do fio equivalente ao de uma caneta esferográfica, tal teia seria capaz de parar um Boeing 747 em pleno vôo! (3, 4)

Os fios de seda da teia de aranha já foram usados antigamente nos retículos de lunetas astronômicas, micrômetros e outros instrumentos ópticos. Algumas tribos da América do Sul empregaram as teias de aranha como hemostático em feridas. Pescadores da Polinésia usam o fio da aranha Nephila, que é exímia tecedeira, como linha de pescar. Em Madagascar, nativos capturavam as aranhas Nephila, e obtinham rolos de fios, que eram usados para fabricar tecidos de cor amarelodourada (3). Algumas tribos na Nova Guiné usam teias de aranha como chapéu para se protegerem da chuva. Muitas fibras sintéticas, tais como o kevlar e fibras de polietileno de altíssima densidade, atingem módulos de elasticidade (Young) e tensões de estiramento elevadíssimos, devido a cristalinidades muito altas. Em virtude da alta cristalinidade, estas fibras tendem a ser quebradiças, não sendo assim muito resistentes quando sob compressão. O fio da teia de aranha, entretanto, apesar de não atingir os módulos de elasticidade (Young) extremamente altos de algumas fibras sintéticas, possui um alto alongamento de ruptura, e é mais forte sob compressão (5).

A construção da teia

Como a aranha constrói a sua teia?

A parte mais difícil parece ser o primeiro fio. Mas a solução é simples. A aranha produz um fio que fica preso por uma das extremidades a um ponto inicial, e a outra extremidade é levada pelo vento para então prender-se em algum outro ponto (exemplos: galho de árvores, parede, etc). Neste estágio a aranha conta com a ajuda do vento (em locais sem vento a aranha precisa carregar o fio até encontrar outro ponto de fixação). Assim, forma-se a primeira ponte (Figura 2-A). A aranha, cautelosamente, cruza o fio inicial reforçando-o com um segundo fio. O processo é repetido até que o fio esteja forte o suficiente.

Depois deste fio, a aranha constrói um fio folgado (Figura 2-B) e em seguida, a partir deste fio, tece um terceiro formando um Y (Figura 2-C). Estes são os primeiros 3 raios da teia. Uma armação é então construída para conectar os outros raios (Figura 2-D).

Os raios da teia são então terminados (Figura 2-E). A distância entre os raios nunca é maior que o alcance da aranha. Agora o fio adesivo é traçado entre os raios a partir do centro da teia, formando a espiral (Figura 2-F).

Há muitas variações (13) na maneira das aranhas construírem suas teias; o exemplo mostrado é um dos mais simples. A forma como se constrói a teia está sujeita a vários fatores, desde a espécie de aranha até as condições do ambiente onde a teia será construída. Há vários estudos na literatura científica sobre fatores que influenciam a construção da teia. Um dos estudos mais interessantes, realizado por cientistas da NASA, mostrou que é possível detectar a toxicidade de substâncias químicas injetando-as em aranhas e verificando como a teia é então construída. Os resultados mostraram uma relação direta entre a toxicidade das substâncias e a desorganização na construção da teia, ou seja, quanto mais tóxica a substância, mais deformada será a teia. Foram testadas drogas como maconha, cafeína e outras. No caso da cafeína, por exemplo, a aranha só conseguiu tecer alguns fios e de forma bastante aleatória. A partir destes resultados, os pesquisadores acham ser possível, com a ajuda de um programa de computador, quantificar estes efeitos e produzir assim um novo mecanismo para teste de toxicidade.

Considerações Finais

As propriedades mecânicas da seda da teia de aranha são superiores à maioria das fibras sintéticas. Além do mais, a teia exibe um comportamento não usual no qual a tensão necessária para romper a teia aumenta com o aumento da deformação(16).

Associada à verdadeira engenharia aplicada na construção da teia, a complexidade com que a aranha tece e controla a composição química da teia (processos ainda longe de serem copiados) para cada finalidade bem específica, mostra o quanto tais sistemas biológicos requerem um planejamento e, portanto, um planejador. Segundo os evolucionistas, as aranhas surgiram há aproximadamente 125 milhões de anos, porém estudos recentes mostram que a teia parece ter sofrido pouquíssimas modificações durante todas essas eras(17,18), ou seja, parece que as aranhas já surgiram com um sistema extremamente desenvolvido para solucionar o problema da sobrevivência da espécie(19), o que parece ser bastante paradoxal para a teoria da evolução!

[Nota]: Pode consultar aqui as imagens e bibliografia usada no artigo

Autor: Dr. Rivelino V. D. Montenegro
Original: Uma publicação do Geoscience Research Institute (Instituto de Pesquisas em Geociências), A teia de Aranha
Tradução: Sociedade Criacionista Brasileira
Website: http://www.scb.org.br/scb/periodicos/cienciadasorigens/06.pdf