Nas águas da Amazônia, a batalha entre o pirarucu e a piranha é cheia de superlativos: de um lado, está um dos maiores peixes de água doce e com algumas das escamas mais resistentes do mundo natural; do outro, um peixe carnívoro com uma das mordidas mais poderosas entre os animais.
Onívoro, nativo da Amazônia e com comprimento que pode chegar a 3 metros, o pirarucu (Arapaima gigas) é quem precisa escapar das piranhas (pertencentes à subfamília Serrasalminae). Estas têm dentes em formatos triangulares que agem como uma guilhotina e são um dos principais predadores nos lagos sazonais, onde outros peixes ficam "presos" com a variação do nível da água.
Mas, no processo evolutivo, o pirarucu armou-se, quase literalmente, com escamas altamente resistentes e flexíveis diante do impacto externo – de uma mordida, por exemplo.
Pesquisadores de universidades americanas, da Califórnia San Diego (UCSD) e Califórnia Berkeley, publicaram nesta quarta-feira um artigo no periódico Matter detalhando o funcionamento desta "armadura" – em suas palavras, as escamas deste gigante da Amazônia estão entre "os mais resistentes materiais biológicos flexíveis da natureza".
Eles, da área da engenharia de materiais, vêm pesquisando este escudo do pirarucu há alguns anos, objeto de estudo que inclusive já gerou outras publicações antes. Mas, desta vez, os autores do trabalho na Matter revelam os resultados de testes de resistência observados a nível microscópico nas escamas do pirarucu.
No Brasil, pesquisadores também vêm destrinchando as propriedades do pirarucu, como sua pele rica em colágeno com potencial comercial (leia mais abaixo).
Já na publicação da Matter, os autores destacam que a compreensão de como funciona o "escudo" do pirarucu pode levar, no futuro, à sua imitação em itens como coletes à prova de balas.
Para que as escamas dos peixes deem proteção contra os predadores sem comprometer a mobilidade, elas precisam ser leves, flexíveis e resistentes - "e as escamas do pirarucu são um excelente exemplo disso", dizem os autores.
As escamas do gigante amazônico são formadas por duas camadas: a mais externa, altamente mineralizada e dura; a mais interna, composta sobretudo por fibrilas de colágeno e maleável. Nesta camada, as fibrilas de colágeno estão colocadas em um padrão chamado Bouligand, uma estrutura parecida com um compensado amplamente observada na natureza.
O colágeno é uma proteína produzida naturalmente por animais e funciona como uma "cola" que junta os elementos do nosso corpo, por isso é um dos componentes mais importantes do tecido conjuntivo. Sua presença pode ser sentida nas cartilagens do nariz e das orelhas, onde podemos perceber que trata-se de um material ao mesmo tempo maleável e firme.
A resistência, a força e as propriedades mecânicas das escamas do pirarucu já são conhecidas, dizem os autores da publicação, mas até então, acrescentam, era pouco compreendida sua "tenacidade à fratura" – a habilidade de um material resistir antes de quebrar ou ter algum tipo de deformação sob impacto.
Assim, os cientistas colocaram amostras de escamas do pirarucu em placas, as perfuraram em laboratório e capturaram imagens microscópicas do processo. Também fizeram testes de diversas maneiras, variando por exemplo a posição da lâmina cortante em relação às escamas.
Eles observaram que, sob pressão, a camada mais externa, mineralizada e dura, vai rachando e depois se fragmentando; isso protege a camada seguinte, a mais repleta de colágeno. Quando chega-se a essa etapa, as fibrilas de colágeno têm mecanismos dinâmicos de deformação, como se fosse uma dança para desviar e amortecer o impacto – elas esticam, rodam, separam-se...
