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Cientista destrincha mosca-da-fruta e seu comportamento de voo

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Ouvindo Michael Dickinson falar, parece que não há nada mais maravilhoso do que uma mosca-da-fruta. E não é pelo fato de a mosca ser um dos mais importantes animais de laboratório da história da biologia, frequentemente sendo usada como modelo simples para a genética humana ou a neurociência.

"Não acho que a mosca-da-fruta seja um modelo simples", disse ele. "Esses animais, sabe, não são como nós. Nós não voamos. Não temos olhos compostos. Não processamos a informação sensorial da mesma forma. Os músculos que elas usam são incrivelmente mais sofisticados e interessantes do que os músculos que usamos." "Elas podem sentir gosto com suas asas", prosseguiu.

"Ninguém sabe explicar por que elas têm células gustativas nas asas. Seus corpos estão simplesmente cobertos por sensores. Esse é um dos organismos mais estudados na história da ciência, e ainda ignoramos muitas características da sua biologia básica. É como ter um alienígena no seu laboratório."

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Michael Dickinson estuda as moscas-da-fruta

"E", disse ele, após uma pausa, "elas podem voar!".

Dickinson, 50, estuda a base do comportamento cerebral, na Universidade de Washington, em Seattle. Na prática, ele tem como alvo a mosca-da-fruta (Drosophila melanogaster) e seu comportamento de voo para estudos que envolvem física, matemática, neurobiologia, visão informatizada, fisiologia muscular e outras disciplinas.

Logo no começo, Dickinson e um orientador resolveram um antigo problema da física do voo dos insetos. A influência desse estudo sobre novas pesquisas se estende para além da neurociência básica, chegando até a robótica. Os pesquisadores da Universidade Harvard que fabricaram neste ano um robô voador do tamanho de uma mosca, por exemplo, o basearam parcialmente no trabalho de Dickinson.

Sua pesquisa para dissertação na Universidade de Washington foi sobre o desenvolvimento e a neurobiologia da mosca, mas ele disse que ficou "muito mais interessado na função da mosca inteira do que nos problemas mais mecanicistas de como os pequenos axônios crescem até o cérebro".

Depois de deixar uma posição de pós-doutorado, o pesquisador começou a trabalhar com Karl Georg Götz, da Universidade de Tübingen, e estudou o voo dos insetos. "Construímos esse modelo muitíssimo simples de uma asa batendo para frente e para trás em 200 litros de água açucarada", disse Dickinson. O que eles descobriram foi que as asas, ao baterem, "geram essa estrutura de fluxo chamada 'turbilhão de bordo de ataque'".

Na época, a natureza do voo dos insetos ainda era um enigma, a base do mito segundo o qual engenheiros haviam provado que as mamangabas não poderiam voar.

"Fomos capazes de mensurar as forças", disse ele, e "fazer cálculos simples que mostravam que os insetos conseguiam voar".

Ele foi fisgado. "O voo da mosca é simplesmente um grande fenômeno para ser estudado", afirmou. "Ele tem tudo -a mais sofisticada biologia sensorial; uma física realmente muito interessante; uma fisiologia muscular realmente interessante; computações neurológicas realmente interessantes. Só o processo inteiro que mantém uma mosca pairando no espaço ou voando pelo ar está ligado à ecologia e ao estudo da energia."

Dickinson disse que, ao assumir seu primeiro cargo docente, na Universidade de Chicago, tentou, "a partir daquele dia, estabelecer um laboratório que trabalhasse de forma integrada". Seus alunos de pós-graduação e os pesquisadores de pós-doutorado nesse laboratório, entre outros, vêm de origens que incluem a engenharia, a física e a biologia.

Gwyneth Card, que foi pesquisadora no laboratório de Dickinson no Instituto de Tecnologia da Califórnia, disse que esse era um ambiente rico para um pós-graduando. "Ele lhe coloca um grande problema", afirmou. "Para mim, ele meio que escolheu a decolagem das moscas."

Card montou um sistema para fazer vídeos em infravermelho a 7.000 quadros por segundo, mostrando moscas decolando espontaneamente e também quando elas estavam assustadas com a imagem de um aparente predador.

O que ela descobriu e relatou em 2008 na "Current Biology" foi que, quando um predador se aproxima, a decolagem não é uma mera ação por reflexo. As moscas faziam movimentos preliminares das pernas preparando-se para decolar e se afastar do predador, então, em algum lugar no cérebro da mosca, a melhor resposta a uma ameaça estava sendo computada, e uma decisão era tomada.

Neurônio por neurônio, disse Dickinson, o cérebro da mosca tem uma gama mais ampla de comportamentos do que os cérebros mais complexos dos mamíferos. Uma razão parece ser que a presença no cérebro das moscas de diferentes compostos químicos chamados neuromoduladores pode alterar a forma como um determinado grupo de neurônios age em diferentes momentos.

"Uma das nossas observações mais recentes foi que a drosófila é capaz de ler a bússola do céu", disse ele, "então elas têm a mesma capacidade que as borboletas-monarcas têm de ser capazes basicamente de olhar o céu e perceber a direção com base na polarização da luz".

Com essa capacidade, não há necessidade de ver o céu inteiro ou padrões das estrelas. "funciona mesmo quando você tem só uma pequena nesga de céu azul", afirmou. "É uma solução que os vertebrados não encontraram, que os humanos não encontraram, mas que os insetos encontraram".

 

 JAMES GORMAN

nyt

 

 

Acesse: Moscas com Neuronios

 


 

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