quarta-feira, 13 de dezembro de 2017

O que o mais avançado telescópio espacial e os olhos de um molusco têm em comum?

O telescópio espacial James Webb é a nova obra prima da NASA e tem o papel de substituir o Hubble. O Webb é 100 vezes mais sensível que seu antecessor e isso está diretamente ligado ao tamanho de seu espelho principal, com cerca de 6,5 m contra apenas 2,4 m do Hubble. Mas como levar um espelho de 6,5 m para o espaço? Isso é possível porque o espelho do Webb é formado por 18 placas reflexivas de berílio com formato hexagonal. Assim, o espelho pode ser "dobrado" para o lançamento e aberto quando já estivar no espaço. Seu lançamento está previsto para o segundo trimestre de 2019.

As vieiras (de nome científico Pecten maximus) são moluscos marinhos da família Pectinidae. São algumas vezes chamadas de as primas ricas das ostras, sendo utilizadas na culinária fina. Mas o que quase ninguém sabe é que esses moluscos escondem um verdadeiro espetáculo de tecnologia quando o assunto é a visão.

Destaque de alguns dos numerosos
olhos de uma vieira.
Uma vieira chega a ter 200 olhos, cada um deles medindo cerca de 1 milímetro de diâmetro. Uma nova pesquisa acaba de revelar como esses olhos são formados, e o resultado é surpreendente. Cada um dos cerca de 200 olhos é constituído por milhões de cristais em forma de placas quadradas perfeitas, organizadas em uma espécie de mosaico. Essas placas formam uma superfície refletora que é curvada de modo que a vieira possa focalizar a luz em diferentes retinas.

Há algum tempo já se sabia que os olhos das vieiras eram incomuns. Em 1960, o biólogo Michael Land mostrou que cada um dos olhos das vieiras usa um espelho para focalizar a luz, enquanto a maioria dos outros tipos de olhos encontrados na natureza utiliza lentes. Land também determinou que esse espelho natural é feito de cristais de guanina, um dos quatro nucleotídeos que formam o DNA. Naquela época, contudo, não havia tecnologia suficiente para visualizar os detalhes desse espelho.
Imagem de uma microscopia das placas de
guanina que formam o espelho de um
dos olhos de uma vieira.

Graças à técnica conhecida como crio-microscopia eletrônica, os pesquisadores puderam desvendar as minúcias dessa maravilhosa estrutura. Os cristais de guanina formam placas quadradas perfeitas, o que impressiona o biólogo Benjamin Palmer, co-autor do trabalho,"Isso é realmente estranho. É a primeira vez vemos um quadrado perfeito!".

A guanina não forma naturalmente cristais que podem ser encaixados. Isso significa que a vieira, de alguma forma, controla o processo de cristalização. Os cristais nos olhos da vieira se ajustam lado a lado exatamente como os azulejos de uma parede e formam uma superfície suave que minimiza a distorção de imagens.

Uma única camada desse mosaico de guanina é transparente. Então, o que ocorre na vieira é um empilhamento de cerca de 20 a 30 camadas que criam uma superfície refletora. Esse intricado conjunto funciona como um telescópio, que usa diversos espelhos menores para criar uma grande superfície curva refletora.

Mas o olho da vieira parece estar pelo menos um passo à frente do telescópio. Isso porque, ao invés de formar uma superfície côncava como um hemisfério perfeito, o espelho da vieira assume uma forma 3D incomum que a permite focalizar a luz em uma de duas retinas, dependendo do ângulo de entrada da luz. Uma retina é ajustada para a luz fraca que vem da visão periférica, enquanto a outra captura melhor movimento e luz forte.

Evidência de planejamento? O que você acha? Talvez um dos muitos engenheiros envolvidos no projeto do telescópio Webb possa opinar...

Referências

B. Palmer et al. The image-forming mirror in the eye of the scallop. Science. Vol. 358, 2017, p. 1172.

ScienceNews, Scallops’ amazing eyes use millions of tiny, square crystals to see, <https://www.sciencenews.org/article/scallops-amazing-eyes-use-millions-tiny-square-crystals-see>

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