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Um belo gecko tokay. Foto: Ethan Knapp e Alyssa Stark
Qualquer pessoa que mora ou visitou um país tropical provavelmente está familiarizada com o chilrear dos geckos. Esses simpáticos pequenos lagartos habitam casas e selvas que se estendem da Indonésia à Tanzânia e à República Dominicana. Elas surgem após o pôr do sol, aproveitando a visão de visão noturna - que é 350 vezes mais poderosa do que a de um humano - e são bem-vindas em casas e hotéis, já que consomem mosquitos e outras pragas de insetos.
Além dos habitantes locais, os cientistas também adoram esses lagartos coloridos. As lagartixas possuem a habilidade única entre os lagartos de subir por paredes lisas e correr através dos tetos, mesmo que a superfície seja muito lisa. Pesquisadores têm intrigado essa habilidade há anos, e dezenas de laboratórios já testaram a adesão dos geckos na esperança de aproveitar essa superpotência para uso potencial em qualquer coisa, desde robótica, tecnologia espacial, medicina, até “fita lagartixa”.
Os dedos do pé de lagartixa, ao que parece, contêm estruturas semelhantes a pêlos que formam uma interface multicontacta, o que significa que as lagartixas agarram-se com milhares de minúsculas estruturas adesivas em vez do que parece ser um único pé uniforme.
As lacunas permanecem, no entanto, na compreensão dos pesquisadores de como os pés da lagartixa interagem com as superfícies em seu ambiente natural, especialmente em condições secas versus úmidas. Os cientistas sabem que as almofadas dos dedos da lagartixa são super-hidrofóbicas, ou que a água repele, mas as lagartixas perdem a capacidade de se agarrar ao vidro quando ele fica molhado. Por que eles simplesmente não repelem a água e se agarram à superfície de vidro abaixo? Da mesma forma, os cientistas se perguntam como as lagartixas lidam com as folhas molhadas na floresta durante as tempestades de chuva.
Um novo artigo publicado no Proceedings of National Academy of Sciences investiga esses mistérios. Os autores decidiram testar a aderência dos lagartos em uma série de materiais úmidos e secos que atraem e repelem a água. Para realizar suas experiências, eles equiparam seis lagartixas tokay com arreios do tamanho de lagartixas. Eles colocaram as lagartixas em quatro tipos diferentes de materiais, como vidro, plástico e uma substância projetada para imitar as folhas tropicais cerosas. Depois de dar aos lagartos algum tempo para se ajustarem ao novo ambiente, os pesquisadores aplicaram uma pressão uniforme sobre os arreios das lagartixas, puxando na direção oposta de onde os animais estavam andando. Eventualmente, as lagartixas não podiam mais se agarrar e perderam o controle. Isso permitiu que a equipe medisse a força adesiva necessária para deslocar os animais. Eles repetiram os mesmos experimentos em condições muito úmidas também.
Os autores descobriram que materiais que são mais "molháveis" - uma indicação do grau em que uma superfície atrai moléculas de água - reduziram a força necessária para atrapalhar as pegadas das lagartixas apegadas. O vidro apresentava a maior molhabilidade das superfícies testadas pelos pesquisadores e as lagartixas escorregavam facilmente do vidro molhado em comparação com o vidro seco. Quando o material é molhado, a água forma um filme fino e atraente que evita que os pelos minúsculos da lagartixa entrem em contato com a superfície.
As propriedades de baixa molhabilidade das folhas de cera, por outro lado, permitem que as lagartixas estabeleçam uma aderência robusta, mesmo em tempestades de chuva, porque as folhas repelem ativamente a água. Os gecos tiveram um desempenho igualmente bom em condições úmidas e secas na superfície que imita as folhas, descobriram os pesquisadores.
Como as lagartixas interagem com as superfícies depende de uma teoria termodinâmica da adesão, concluem os autores. Essas características são ditadas pela força de Van der Waals, ou a soma de interações atrativas e repulsivas entre os dedos do pé e as características das superfícies com as quais eles entram em contato. Enquanto essas forças atraentes zombam, as lagartixas têm sorte de conseguirem agarrar qualquer superfície com a qual entrem em contato, independentemente de estarem molhadas ou secas.
Usando nossos resultados de adesão de animais inteiros, descobrimos que superfícies úmidas que são fracamente permitem que o sistema adesivo de lagartixa permaneça funcional para o apego e também para a locomoção.
Nossas descobertas sugerem um nível de versatilidade no sistema adesivo gecko que anteriormente não era contabilizado e coloca em questão interessantes previsões evolutivas, ecológicas e comportamentais.
Além de esclarecer como as adaptações de lagartixas ajudam os lagartos a lidar com seu ambiente natural, os autores acham que suas descobertas podem contribuir para projetar novos robôs gecko sintéticos que podem superar o calcanhar de Aquiles de vidro molhado de lagartas da vida real, útil talvez para limpar arranha-céus janelas, espionando supostos terroristas, ou simplesmente mudando uma lâmpada de difícil alcance.
