Cientistas solucionam um dos maiores mistérios da natureza

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Em trabalho conjunto, biólogos e matemáticos descobriram os mecanismos por trás de famosa migração – do Canadá ao México – das borboletas monarcas.

Cientistas elaboraram um modelo que soluciona o mistério de uma das jornadas mais espetaculares da natureza – a grande migração das borboletas monarcas (Danaus plexippus) doCanadá ao México.

Ameaçadas pelo corte ilegal de árvores e uso de herbicidas, as monarcas são o único inseto a fazer uma migração tão longa.

Em conjunto com biólogos, matemáticos reconstruíram o compasso interno que elas usam na jornada. Os resultados foram publicados na revista científica Cell Reports.

O chefe da pesquisa, Eli Shlizerman, da Universidade de Washington, disse que, como um matemático, ele quer saber como sistemas neurobiológicos são conectados e quais regras podemos aprender a partir deles.

“Borboletas monarcas (completam sua jornada) de maneira otimizada e predeterminada”, disse. “Elas terminam numa locação específica no centro do México depois de dois meses de voo, economizando energia e usando apenas algumas indicações.”

As borboletas monarcas são os únicos insetos a fazer uma migração tão longa  (Foto: Monarch Watch)As borboletas monarcas são os únicos insetos a fazer uma migração tão longa (Foto: Monarch Watch)

Enquanto a maioria dos insetos hiberna no inverno, as monarcas são as únicas borboletas conhecidas que migram como pássaros, fugindo do inverno. A jornada supera o tempo de vida do inseto, que é de aproximadamente dois meses – o ciclo de ida e volta é realizado por até quatro gerações da borboleta.

No trabalho com biólogos, como Steven Reppert, da Universidade de Massachusetts, Shlizerman coletou informações diretamente de neurônios nas antenas e olhos das borboletas.

“Descobrimos que as indicações dependem quase totalmente do Sol”, afirmou Shlizerman. “Uma é a posição horizontal do Sol e a outra é o acompanhamento da hora do dia. Isso dá (ao inseto) um compasso solar interno para viajar rumo ao sul durante o dia.”

Aplicações práticas
Após desvendar os dados que abastecem esse compasso interno, a equipe de pesquisadores criou um modelo para simulá-lo.

O sistema consiste em dois mecanismos de controle – um baseado nos “neurônios relógio” das antenas das borboletas e outro nos chamados “neurônios azimute” dos olhos dos insetos. Esses mecanismos monitoram a posição do Sol.

“O circuito casa esses dois sinais para informar o sistema se é preciso alguma alteração para permanecer no rumo certo. Isso é muito empolgante – mostra como um comportamento é produzido pela integração de sinais”, acrescentou.

Segundo o chefe da pesquisa, esses conceitos podem ser usados para produzir versões robóticas desses sistemas – algo que usa a energia e a orientação do Sol.

Um dos objetivos da equipe é construir uma borboleta robótica que poderia seguir os insetos e rastrear todo o processo de migração.

“É uma aplicação interessante, que poderia seguir as borboletas e até ajudar na preservação delas. Esses insetos vêm decrescendo de número na natureza, e queremos mantê-los conosco por muito tempo.”

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