Aranhas no espaço: sem gravidade, a luz se torna a chave para a orientação

Um espécime da espécie de aranha Trichonephila clavipes a bordo da estação espacial internacional ISS. CREDIT BioServe Space Technologies, University of Colorado Boulder

Os humanos levaram aranhas ao espaço mais de uma vez para estudar a importância da gravidade para a construção da teia. O que originalmente começou como um experimento de RP um tanto malsucedido para estudantes do ensino médio produziu a surpreendente percepção de que a luz desempenha um papel maior na orientação dos aracnídeos do que se pensava anteriormente

O experimento da aranha da agência espacial americana NASA é uma lição sobre os fracassos frustrantes e acidentes felizes que às vezes levam a descobertas de pesquisas inesperadas. A pergunta era relativamente simples: na Terra, as aranhas constroem teias assimétricas com o centro deslocado em direção à borda superior. Quando em repouso, as aranhas sentam-se com a cabeça para baixo porque podem se mover em direção a presas recém-capturadas mais rapidamente na direção da gravidade.

Mas o que os aracnídeos fazem em gravidade zero? Em 2008, a NASA queria inspirar escolas de ensino médio nos Estados Unidos com esse experimento. Mas mesmo que a pergunta fosse simples, o planejamento e a execução do experimento no espaço foram extremamente desafiadores. Isso levou a vários contratempos.

Dois espécimes de diferentes espécies de aranhas voaram para a Estação Espacial Internacional (ISS) como “arachnauts”, um (Metepeira labyrinthea) como líder e o outro (Larinioides patagiatus) como reserva caso o primeiro não sobrevivesse.

A aranha reserva escapou

A aranha reserva conseguiu escapar de sua câmara de armazenamento e entrar na câmara principal. A câmara não pode ser aberta por razões de segurança, então a aranha extra não pode ser recapturada. As duas aranhas teceram teias um tanto confusas, ficando uma na frente da outra.

E se isso não bastasse, as moscas incluídas como alimento se reproduziam mais rapidamente do que o esperado. Com o tempo, suas larvas rastejaram para fora do recipiente de reprodução no chão da caixa para a câmara experimental e, após duas semanas, cobriram grandes partes da janela frontal. Depois de um mês, as aranhas não podiam mais ser vistas por trás de todas as larvas da mosca.

Esse fracasso incomodou Paula Cushing, do Museu de Ciência e Natureza de Denver, que participou do planejamento do experimento da aranha. Quando a oportunidade de um experimento semelhante a bordo da ISS surgiu novamente em 2011, o pesquisador envolveu o Dr. Samuel Zschokke, da Universidade de Basel, para preparar e analisar a nova tentativa. Desta vez, o experimento começou com quatro aranhas da mesma espécie (Trichonephila clavipes): duas voaram para a ISS em habitats separados, duas permaneceram na Terra em habitats separados e foram mantidas e observadas em condições idênticas às de seus companheiros viajando no espaço – exceto que foram expostos à gravidade terrestre.

As fêmeas eram machos

O plano era originalmente usar quatro Fêmeas. Mas outro contratempo ocorreu: as aranhas tiveram que ser escolhidas para o experimento como juvenis e é extremamente difícil determinar o sexo dos animais jovens. No decorrer do experimento, duas das aranhas revelaram ser machos, que diferem acentuadamente em estrutura corporal e tamanho das fêmeas desta espécie quando totalmente crescidas. Mas finalmente houve um golpe de sorte – um dos machos estava a bordo da estação espacial, o outro na Terra.

Os aracnídeos teceram suas teias, desmontaram-nas e criaram novas. Três câmeras em cada caso tiravam fotos a cada cinco minutos. Zschokke, Cushing e Stefanie Countryman da BioServe Space Technologies da University of Colorado, que supervisionou o projeto e o lançamento dos habitats certificados para voos espaciais contendo as aranhas e larvas de mosca da fruta e o sistema de câmeras da Estação Espacial Internacional, analisou a simetria de 100 teias de aranha orientação da aranha na teia usando cerca de 14.500 imagens.

Descobriu-se que as teias construídas em gravidade zero eram de fato mais simétricas do que as tecidas na Terra. Seu centro estava mais próximo do meio e as aranhas nem sempre mantinham a cabeça para baixo. No entanto, os pesquisadores notaram que fazia diferença se as aranhas construíam suas teias à luz da lamparina ou no escuro. As teias construídas na ISS à luz de lamparinas eram tão assimétricas quanto as teias terrestres.

Leve como um sistema de backup

“Não teríamos imaginado que a luz desempenharia um papel na orientação das aranhas no espaço”, diz Zschokke, que analisou o experimento com aranhas e publicou os resultados com seus colegas na revista Science of Nature. “Tivemos a sorte de as lâmpadas estarem fixadas no topo da câmara e não em vários lados. Caso contrário, não teríamos sido capazes de descobrir o efeito da luz na simetria das teias em gravidade zero.”

A análise das fotos também mostrou que as aranhas descansavam em orientações arbitrárias em suas teias quando as luzes eram desligadas, mas se orientavam para longe – ou seja, para baixo – quando as luzes estavam acesas. Parece que as aranhas usam a luz como um auxílio de orientação adicional quando a gravidade está ausente. Uma vez que as aranhas também constroem suas teias no escuro e podem capturar suas presas sem luz, anteriormente se supunha que a luz não desempenhava nenhum papel em sua orientação.

“Parece surpreendente que as aranhas tenham um sistema de backup para orientação como esse, visto que nunca foram expostas a um ambiente sem gravidade no decorrer de sua evolução”, diz Zschokke. Por outro lado, diz ele, o senso de posição de uma aranha pode ficar confuso enquanto ela está construindo sua teia. O órgão responsável por esse sentido registra a posição relativa da parte frontal do corpo em relação às costas. Durante a construção da teia, as duas partes do corpo estão em movimento constante, de modo que um auxílio de orientação adicional baseado na direção da luz é particularmente útil.


Publicado em 10/12/2020 12h26

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