Um inseto parente das cigarras é capaz de catapultar gostas de xixi a altíssimas velocidades, revelando o primeiro exemplo conhecido de “superpropulsão” na natureza, revela novo estudo.
Esse efeito ajuda os insetos a economizar energia na hora de urinar, e pode inspirar na criação de melhores dispositivos de autolimpeza e motores robóticos, observaram os cientistas.
No novo estudo, publicado na revista Nature Communications, os pesquisadores examinaram a cigarrinha de asas vítreas (Homalodisca vitripennis). Esses insetos, que têm cerca de 1,2 cm de comprimento, alimentam-se de xilema, a parte lenhosa da planta que traz água e dissolve os nutrientes coletados pelas raízes, oposta ao floema, que traz o açúcar das folhas para baixo.
A dieta da cigarrinha é de 95% de água, sendo pobre em nutrientes. Por isso, os insetos constantemente bebem a seiva do xilema, e urinam cerca de 300 vezes a sua massa corporal por dia (em comparação, humanos urinam cerca de 1/40 da massa corporal por dia).
Ainda que muito se saiba acerca da alimentação, resta muito a descobrir acerca dos mecanismos envolvidos na excreção, observaram os pesquisadores. Nas cigarrinhas, buscarma ver se seus corpos pequenos possuem quaisquer inovações que consigam lidar com a urinação constante.
A “superpropulsão” natural do inseto cigarrinha
Os cientistas usaram vídeos em alta velocidade e o microscópio para analisar a estrutura caudal da cigarrinha. Quando o inseto está prestes a urinar, a estrutura se flexiona para baixo, abrindo espaço enquanto o inseto espreme uma gota de urina.
Quando a gota atinge o tamanho ótimo, a estrutura caudal se flexiona ainda mais e então lança a gota, acelerando mais de 40 g’s — 10 vezes mais alto que os carros esportivos mais velozes.
Os pesquisadores descobriram que a estrutura caudal movimenta-se a uma velocidade de até 0,23 metros por segundo. Contudo, as gotas catapultadas voam 40% mais rápido, a até 0,32 m/s.
A descoberta revela que um efeito chamado superpropulsão, anteriormente visto apenas em condições artificiais, está ocorrendo. Com a superpropulsão, projéteis elásticos movem-se mais rápido do que o dispositivo de lançamento, como um mergulhador faz ao calcular seu pulo da prancha no esporte olímpico.
Em específico, os cientistas descobriram que a estrutura caudal comprime as gotas, armazenando energia na tensão superficial pouco antes de lançar, para ajudar a catapultá-las em alta velocidade. A tensão superficial é a força que compele as gotas a se acumularme, e resulta de quaõ fortemente as moléculas nos líquidos aderem umas às outras em oposição a outra coisa, fazendo com que as superfícies dos líquidos atuem como membranas flexíveis.
Para ver por que os atiradores catapultavam gotas de xixi em vez de borrifar urina em jatos, os pesquisadores usaram microtomografias para analisar a anatomia dos insetos e fazer medições de dentro dos insetos. Isso ajudou a equipe a calcular a pressão e a energia que os insetos precisavam para fazer xixi, revelando que a superpropulsão exigia de quatro a oito vezes menos energia do que os jatos.
A descoberta pode ajudar engenheiros a construir dispositivos que podem se autolimpar com menos energia. Além disso, podem aprimorar a eficiência de mecanismos que robôs flexíveis usam.
