{"id":3007,"date":"2023-12-09T20:57:30","date_gmt":"2023-12-09T20:57:30","guid":{"rendered":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/?p=3007"},"modified":"2023-12-09T21:22:48","modified_gmt":"2023-12-09T21:22:48","slug":"bionow-70-difusioforese-e-padroes-naturais","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/?p=3007","title":{"rendered":"BioNOW! #70 – Difusioforese e padr\u00f5es naturais"},"content":{"rendered":"\t\t
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BioNOW! #70 - Difusioforese e padr\u00f5es naturais<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Turing estava quase certo sobre as riscas das zebras<\/span><\/h2>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Um facto que muitos de n\u00f3s sabemos da trivia \u00e9 que as riscas das zebras s\u00e3o como impress\u00f5es digitais, \u00fanicos a cada indiv\u00edduo. O mesmo acontece com padr\u00f5es de outros animais, como leopardos, tartarugas, e o curioso peixe-cofre. O mundo cient\u00edfico sabe para que servem<\/i> estes padr\u00f5es \u2013 por exemplo, camuflagem, atra\u00e7\u00e3o de parceiros ou autodefesa \u2013 mas n\u00e3o sabe como<\/i> \u00e9 que surgem, j\u00e1 que esta diferencia\u00e7\u00e3o n\u00e3o consta da informa\u00e7\u00e3o gen\u00e9tica.<\/p>

Pelo menos, n\u00e3o o sabia at\u00e9 ao passado dia 8 de novembro, altura em que engenheiros da Universidade de Colorado Boulder, encabe\u00e7ados pelos investigadores Benjamin Alessio e Ankur Gupta, publicaram um estudo que associa a forma\u00e7\u00e3o dos padr\u00f5es nos animais ao mesmo processo f\u00edsico respons\u00e1vel pela remo\u00e7\u00e3o de sujidade de roupa.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Figura 1 –<\/strong> Peixe-cofre-amarelo (Octracion cubicus)<\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Em 1954, antes mesmo da descoberta da estrutura em dupla h\u00e9lice do DNA, Alan Turing, o matem\u00e1tico conhecido como o pai da ci\u00eancia da computa\u00e7\u00e3o e da intelig\u00eancia artificial, havia proposto que os padr\u00f5es se formam atrav\u00e9s de rea\u00e7\u00f5es nas c\u00e9lulas, despoletadas pela difus\u00e3o de agentes qu\u00edmicos produzidos no crescimento dos tecidos. No entanto, uma teoria baseada na difus\u00e3o n\u00e3o estaria concordante com a nitidez observada nos padr\u00f5es naturais (imagine-se, por exemplo, o modo difuso como o leite se mistura com caf\u00e9, por oposi\u00e7\u00e3o ao complicado padr\u00e3o de hex\u00e1gonos roxos e contorno preto e amarelo do peixe-boi ornamentado, na imagem abaixo).<\/p>

Assim, Alessio prop\u00f4s a difusioforese como mecanismo de cria\u00e7\u00e3o de padr\u00f5es n\u00edtidos. A difusioforese descreve o movimento de mol\u00e9culas num fluido em resposta a est\u00edmulos como gradientes de concentra\u00e7\u00e3o, acelerando o movimento de outras mol\u00e9culas no mesmo ambiente. \u00c9 o mesmo fen\u00f3meno que explica o facto de que, se mergulharmos roupa envolvida em sab\u00e3o em \u00e1gua limpa, a sujidade \u00e9 removida mais facilmente do que se a mergulharmos em mais \u00e1gua com sab\u00e3o, uma vez que \u00e9 a diferen\u00e7a de concentra\u00e7\u00f5es que leva ao movimento das mol\u00e9culas.<\/p>

Da mesma forma, postulou-se que agentes qu\u00edmicos se movem atrav\u00e9s de tecidos animais, arrastando consigo c\u00e9lulas respons\u00e1veis pela pigmenta\u00e7\u00e3o (cromat\u00f3foros), e desenvolvendo assim aglomerados com formas n\u00edtidas.\u00a0<\/p>

Para testar esta teoria, os investigadores simularam o padr\u00e3o de hex\u00e1gonos do peixe-boi ornamentado usando apenas as equa\u00e7\u00f5es de Turing. O resultado foi uma imagem de pontos roxos difusos, com um vago contorno preto. Depois, a equipa modificou as equa\u00e7\u00f5es para incorporar o fen\u00f3meno da difusioforese, e os resultados foram muito mais aproximados ao padr\u00e3o colorido.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Figura 2 –<\/strong> Compara\u00e7\u00e3o do padr\u00e3o natural do peixe-boi ornamentado (Aracana ornata) com simula\u00e7\u00f5es computacionais do mesmo. Modelos de rea\u00e7\u00e3o-difus\u00e3o n\u00e3o foram capazes de reproduzir a nitidez das transi\u00e7\u00f5es entre cores. Por\u00e9m, os mesmos modelos melhorados com difusioforese apresentam uma semelhan\u00e7a not\u00e1vel aos padr\u00f5es naturais.<\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Este trabalho, al\u00e9m de trazer a difusioforese para a ribalta na mat\u00e9ria de forma\u00e7\u00e3o de padr\u00f5es, abre a porta para a investiga\u00e7\u00e3o deste fen\u00f3meno \u201cem v\u00e1rios processos biol\u00f3gicos, tais como a forma\u00e7\u00e3o de embri\u00f5es e de tumores\u201d, real\u00e7a Ankur Gupta.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Fontes:\u00a0<\/b><\/p>

  • University of Colorado at Boulder. “How animals get their stripes and spots.” ScienceDaily. ScienceDaily, 8 November 2023. <www.sciencedaily.com\/releases\/2023\/11\/231108164200.htm>.<\/li>
  • Benjamin M. Alessio, Ankur Gupta. Diffusiophoresis-enhanced Turing patterns. Science Advances, 2023; 9 (45) DOI: 10.1126\/sciadv.adj2457<\/li><\/ul>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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