Um mofo engenheiro de comunicações

Mapa de crescimento por horas de Physarum polycephalum sobre o mapa ferroviário de Tokio.

A rede ferroviária de Tokio, no Japão, esta desenhada de maneira muito eficiente, ligando todas as cidades com suficiente redundância como para que uma falha numa linha não suponha o colapso da rede, e não tanta redundância como para que seja incomportável economicamente.
Esta rede foi desenvolvida por várias equipas de engenheiros a trabalhar durante vários anos.


Uma equipa de investigadores conseguiu que um mofo unicelular a reproduzisse quase exactamente em aproximadamente um dia.

Crescimento de Physarum polycephalum na natureza, com a sua estrutura de rede.

A noticia, publicada recentemente em Science, indica que um grupo de investigadores das universidades de Hokkaido, no Japão, e de Oxford, na Inglaterra, chefiado pelo biólogo matemático Toshiyuki Nakagaki, desenvolveu uma ideia: Num mapa do Japão puseram flocos de aveia nos lugares correspondentes às cidades da rede ferroviária de Tokio, e puseram numa ponta uma célula de Physarum polycephalum, um mofo gelatinoso bastante estudado pelas suas especiais características. Em 26 horas o mofo tinha reconstruído um modelo muito semelhante ao que realmente existe, e igualmente funcional.

Representação do mapa real das linhas de comboio em Tokio e do obtido pelo mofo.

Este mofo é um organismo unicelular ameboide, suficientemente grande como para ser observado a olho nu, e multinucleado (tem vários núcleos dispersos pelo seu citoplasma). A sua forma de crescimento implica uma procura de alimento (e a sua preferência vai para os flocos de aveia), expandindo-se para isso formando tubos em todas as direcções. Ao encontrar nutrientes, envolvem e digerem os mesmos, e os enviam através dos próprios tubos, fazendo que os mesmos se alarguem e fortaleçam. Se não encontram nutrientes, vão ficando mais finos até que eventualmente desaparecem. Assim, em pouco tempo, conseguem explorar todo o seu entorno, aproveitando todo o alimento disponível.

Crescimento de P. polycephalum numa placa no laboratório, mantendo a sua característica rede. 

Este organismo já tinha sido investigado, em parte pela sua facilidade de crescimento no laboratório, e Toshiyuki Nakagaki já tinha publicado um artigo em Nature , no ano 2000, sobre a capacidade deste mofo para conseguir resolver um labirinto graças à sua maneira de crescer à procura de alimentos (o que, coisas que acontecem, valeu-lhe o prémio IgNobel  na categoria de ciências do conhecimento no 2008).

Demonstração da resolução do labirinto publicada em Nature (prémio IgNóbel)

Agora os investigadores estão a extrair novos algoritmos matemáticos a partir do método de expansão de Physarum polycephalum, com o intuito de utiliza-los em redes tanto de transportes como de comunicações ou informáticas, uma vez que este fungo unicelular demonstra ser muito mais rápido e eficiente do que os nossos melhores científicos para desenhar redes redundantes.


Mais uma vez, demonstra-se que ainda temos muito que aprender da natureza, e que existem muitos sistemas e processos biológicos que podem ser (e cada vez são mais) copiados pela nossa tecnologia.


Ver mais em ScienceNow, New York Times, Wired, BBC ou Science News. 

Existe vida fora da Terra

Encontraram-se 3 novas espécies na troposfera

Uma experiência realizada por científicos da prestigiosa Indian Space Research Organisation (ISRO), teve um surpreendente resultado: encontrou-se vida fora da crosta terrestre.

O objectivo pretendido era pôr em órbita um balão de 784 milhões de litros, que continha 459 kg. de carga útil (16 sondas de aço inoxidável esterilizadas para obtenção e crio-conservação de amostras) e 38 kg. de néon líquido (para manter congeladas as amostras).

Este balão devia recolher amostras em diferentes altitudes, entre 20 e 41 Km., introduzi-las consecutivamente nas sondas esterilizadas e congeladas, e lançar as amostras de paraquedas.

Estas foram analisadas posteriormente no Centre for Cellular and Molecular Biology (CCMB) em Hyderabad, e no National Centre for Cell Sciences (NCCS), em Pune.

E o extraordinário resultado foi descobrir 12 espécies de bactérias e 6 de fungos, sendo que 3 das espécies de bactérias são totalmente desconhecidas, novas espécies, e apresentam a característica de ser extremamente resistentes à radiação ultravioleta, o que poderia indicar uma adaptação ao meio, fazendo pensar que a estratosfera é o seu meio natural.

Assim, não se poderia falar exactamente de vida extraterrestre, mas sim de vida na estratosfera, donde se pensava que já não devia existir, ou que, se houvesse, seria muito residual.

Baptizaram-nas Janibacter hoylei, como homenagem ao astrofísico Fred Hoyle, Bacillus isronensis, como forma de reconhecimento ao trabalho do ISRO, e Bacillus aryabhata, como homenagem ao astrónomo indiano Aryabhata e também ao homónimo primeiro satélite do ISRO.

Apesar da euforia inicial, os científicos não proclamam o descobrimento de vida extraterrestre, mas mais modestamente preferem dizer que este descobrimento é um estímulo para continuar este tipo de investigações.

Mais informação em Ojo Científico.