Cientistas identificaram uma nova regra de crescimento que molda a forma e o desenvolvimento de estruturas biológicas pontiagudas ou afiadas em animais e plantas, como dentes, chifres, garras, bicos e espinhos.
Descrevendo o padrão recém-descoberto como uma lei da natureza até então desconhecida, os pesquisadores chamam sua descoberta de “cascata de poder” – uma lei de força matemática encontrada em toda a natureza, determinando o crescimento e a evolução de uma família de formas chamadas cones de força.
“A diversidade de animais e até plantas que seguem essa regra é impressionante”, diz o biólogo evolucionista Alistair Evans, da Monash University, na Austrália.
“Ficamos bastante chocados ao encontrá-lo em quase todos os lugares que olhávamos nos reinos da vida – em animais vivos e aqueles extintos há milhões de anos.”
O foco de grande parte do trabalho de Evans é a evolução morfológica e o funcionamento de suas partes corporais. Às vezes, esse foco é treinado nas características notáveis de criaturas individuais; em outras ocasiões, um padrão semelhante pode ser discernido entre muitos organismos.
Centenas de anos atrás, outro cientista tinha as mesmas preocupações. Sir Christopher Wren, o famoso arquiteto e polímata inglês, propôs que as formas das conchas dos caramujos fossem determinadas pela matemática das espirais logarítmicas, onde um lado de uma estrutura cresce mais rápido do que o outro.
Séculos depois, Evans teve uma percepção semelhante, mas encontrou uma nova regra de crescimento além do pensamento de Wren – baseada em uma nova forma, o cone de força, que é gerado quando a taxa de crescimento da força radial é diferente da taxa de crescimento da força de comprimento.
A cascata de energia gera uma família de formas que chamamos de ‘cones de energia’, que variam de um cone de lado reto a uma ponta romba.
Introducing a new rule of nature: the power cascade! Revealing how pointed structures grow across the tree of life. Teeth, claws, horns, beaks and thorns. Follow our thread below. #OpenAccess @BMCBiology @EvansEvoMorph https://t.co/8s0rqjHEat pic.twitter.com/I34Yv44NV2
— Alistair Evans (@DrTeethAl) 30 de março de 2021
“Por muitos anos, procurei um padrão de crescimento dos dentes”, explica Evans em The Conversation. “Observando centenas de dentes e medindo como eles ficam mais largos à medida que ficam mais compridos, minha equipe e eu identificamos uma fórmula matemática simples que sustenta o formato do dente.”
Essa fórmula, a cascata de poder, não é observada apenas na forma de dentes, chifres, presas e espinhos naturais; o modelo de cascata de energia também pode simular o crescimento dessas estruturas, dizem os pesquisadores.
A nova descoberta significa que podemos ser capazes de avaliar a idade dos animais simplesmente conhecendo a forma de seus dentes, já que reconstruções da forma podem indicar o tempo de crescimento necessário.
Outra aplicação pode ser a antecipação de processos evolutivos futuros, pensa a equipe.
“Essas formas podem ser consideradas a família padrão de formas para estruturas pontiagudas, o que significa que têm maior probabilidade de evoluir independentemente várias vezes e serão uma fonte provável de homoplasia na evolução”, escrevem os pesquisadores em seu estudo.
“Devido à enorme amplitude de estruturas e táxons em que esse padrão é encontrado, parece que a cascata de energia é um padrão fundamental de crescimento em uma miríade de organismos.”
Publicado em 31/03/2021 13h03
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