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A maioria de nós aprendeu sobre a metamorfose da borboleta quando criança — uma lagarta se contorcendo muda sua pele para formar uma crisálida resistente e emerge como uma linda borboleta. Mas como exatamente as crisálidas permanecem ancoradas enquanto a borboleta fermenta dentro dela? Pesquisa publicada em Ciência e Engenharia de Biomateriais da ACS mostra que, apesar de suas sedas serem fracas e finas por si só, as lagartas podem habilmente transformá-las em estruturas de suporte de crisálida que lembram fechos de velcro e amarras de segurança de vários fios.
A seda é uma fibra natural à base de proteína comumente associada aos bichos-da-seda, mas também é produzida por outros insetos, incluindo borboletas. Em seu estágio de lagarta, as borboletas usam seda para fiar amarras para se proteger de quedas, amarrando feixes de folhas para se esconder e tecendo pequenos tapetes de seda para se agarrar enquanto passam pela metamorfose. Ao formar uma crisálida, as lagartas usam uma estrutura especial em forma de braço chamada cremaster que pode agarrar esse tapete de seda e prender sua crisálida a um galho. Algumas espécies de borboletas vão um passo além e giram um cinto de segurança especial em volta do tórax para segurança extra. Mas quão forte é essa seda e que tipo de estruturas compõem esses cintos de segurança e tapetes de seda? Qingyou Xia, Zhaoming Dong e colegas criaram algumas lagartas e descobriram.
Os pesquisadores criaram duas espécies de borboletas — Danaus crisipo (tigre simples) e Papílio polites (Mórmon comum) — e duas espécies de bichos-da-seda, que eles permitiram formar crisálidas ou casulos, respectivamente. A equipe coletou os fios de seda que prendiam as crisálidas aos galhos ou formavam os casulos e mediu os diâmetros e as resistências à tração. Eles descobriram que a seda da borboleta era mais fina e mais fraca do que a seda do bicho-da-seda. Quando as proteínas estruturais primárias nas sedas foram analisadas, os pesquisadores viram que a seda da borboleta tem menos estruturas de folha beta em comparação com o bicho-da-seda, e isso provavelmente contribui para sua fraqueza relativa.
Apesar disso, a equipe descobriu que ambas as espécies de borboletas adotam estratégias únicas para aproveitar ao máximo sua seda. O apêndice cremaster se fixa ao tapete de seda como um fecho de velcro e o formato de âncora dos ganchos do cremaster cria uma ligação segura. Ao formar seus cintos de segurança de seda, as lagartas giram juntas aproximadamente 20 fios diferentes em uma forma semelhante a uma corda, o que aumenta sua resistência em oito vezes. Os pesquisadores dizem que seus resultados ajudam a explicar as estratégias únicas que as lagartas usam para permanecerem seguras e protegidas até que emerjam em suas formas finais de borboleta.
Os autores reconhecem o financiamento da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, do Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento da China, da Fundação de Ciências Naturais de Chongqing e dos Fundos de Pesquisa Fundamental para as Universidades Centrais.
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