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Por que as moscas zumbem em círculos quando o ar está parado? E por que isso importa?
Em um artigo publicado on-line em 26 de julho de 2024 pela revista científica Biologia AtualUniversidade de Nevada, Reno O professor assistente Floris van Breugel e o pesquisador de pós-doutorado S. David Stupski respondem a essa pergunta até agora sem resposta. E essa resposta pode conter uma chave para a segurança pública — especificamente, como treinar melhor os sistemas robóticos para rastrear vazamentos químicos.
“Atualmente, não temos sistemas robóticos para rastrear odores ou plumas químicas”, disse van Breugel. “Não sabemos como encontrar eficientemente a fonte de um produto químico transportado pelo vento. Mas os insetos são notavelmente bons em rastrear plumas químicas e, se realmente entendêssemos como eles fazem isso, talvez pudéssemos treinar drones baratos para usar um processo semelhante para encontrar a fonte de produtos químicos e vazamentos químicos.”
Um desafio fundamental para entender como os insetos rastreiam plumas químicas — basicamente, como a mosca encontra a banana na sua cozinha? — é que o vento e os odores não podem ser manipulados de forma independente.
Para lidar com esse desafio, van Breugel e Stupski usaram uma nova abordagem que torna possível controlar remotamente os neurônios — especificamente os neurônios “cheirosos” — nas antenas de moscas-das-frutas voadoras, introduzindo geneticamente proteínas sensíveis à luz, uma abordagem chamada optogenética. Esses experimentos, parte de um projeto de US$ 450.000 financiado pelo Air Force Office of Scientific Research, tornaram possível dar às moscas experiências virtuais de cheiro idênticas em diferentes condições de vento.
O que van Breugel e Stupski queriam saber: como as moscas encontram um odor quando não há vento para carregá-lo? Afinal, essa é provavelmente a experiência do vento de uma mosca procurando uma banana na sua cozinha. A resposta está no artigo da Current Biology, “Wind Gates Olfaction Driven Search States in Free Flight”. A versão impressa aparecerá na edição de 9 de setembro.
As moscas usam sinais ambientais para detectar e responder às correntes de ar e à direção do vento para encontrar suas fontes de alimento, de acordo com van Breugel. Na presença de vento, esses sinais desencadeiam um comportamento automático de “lançamento e avanço”, no qual a mosca avança em direção ao vento após encontrar uma pluma química (indicando alimento) e então lança — move-se de um lado para o outro — quando perde o cheiro. O comportamento de lançamento e avanço é compreendido há muito tempo pelos cientistas, mas, de acordo com van Breugel, era fundamentalmente desconhecido como os insetos procuravam um cheiro no ar parado.
Por meio de seu trabalho, van Breugel e Stupski descobriram outro comportamento automático, afundar e circular, que envolve redução de altitude e curvas rápidas e repetitivas em uma direção consistente. As moscas realizam esse movimento inato de forma consistente e repetitiva, ainda mais do que o comportamento de lançar e avançar.
De acordo com van Breugel, o aspecto mais emocionante dessa descoberta é que ela mostra que moscas voadoras são claramente capazes de avaliar as condições do vento — sua presença e direção — antes de implementar uma estratégia que funcione bem nessas condições. O fato de que elas podem fazer isso é realmente surpreendente — você consegue dizer se há uma brisa suave se você colocar a cabeça para fora da janela de um carro em movimento? As moscas não estão apenas reagindo a um odor com a mesma resposta pré-programada todas as vezes como um robô simples, elas estão respondendo de maneira apropriada ao contexto. Esse conhecimento potencialmente poderia ser aplicado para treinar algoritmos mais sofisticados para drones detectores de odores para encontrar a fonte de vazamentos químicos.
Então, da próxima vez que você tentar espantar uma mosca em sua casa, considere o fato de que as moscas podem, na verdade, estar um pouco mais cientes de alguns de seus arredores naturais do que você. E talvez apenas abra uma janela para deixá-la sair.
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