Cientistas revelam como as escamas do pirarucu resistem às piranhas

Cada escama possui uma parte bem rígida e outra macia, mas resistente, que absorve a pressão da mordida

Pirarucu: escamas com propriedades especiais. Crédito: Ginkgo100 at English Wikipedia/Wikimedia

As escamas do pirarucu (Arapaima gigas), peixe amazônico que atinge até três metros de comprimento e 200 kg de peso, são tão duras que não se rasgam ou quebram nem sob ataque de uma piranha, dona de uma das mordidas mais fortes do reino animal. Cientistas de materiais da Universidade da Califórnia descobriram o porquê disso: cada escama é composta por uma camada externa altamente mineralizada que resiste à penetração e uma camada interna macia, porém resistente, de colágeno que se deforma e absorve a pressão, impedindo que os danos se espalhem. Os resultados do estudo foram publicados na revista “Matter”.

O projeto foi liderado por Marc Meyers, professor de nanoengenharia e engenharia mecânica da Universidade da Califórnia em San Diego, e Robert Ritchie, professor de engenharia mecânica e ciência de materiais da Universidade da Califórnia em Berkeley. As descobertas poderiam ajudar, por exemplo, na criação de armaduras sintéticas mais fortes, leves e flexíveis.

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Os coletes à prova de balas têm uma estrutura material semelhante à das escamas do pirarucu; são feitos de camadas internas de correias flexíveis imprensadas entre as camadas externas de plástico rígido. Mas materiais artificiais como esses são amarrados usando um terceiro material adesivo, enquanto as escamas do peixe são unidas pelo colágeno no nível atômico; elas crescem juntas, entrelaçando-as em uma peça sólida.

Espessura incomum

Outros peixes usam colágeno, tal como o pirarucu. Mas as camadas de colágeno nas escamas deste último são mais grossas do que em qualquer outra espécie. Cada escama tem a espessura de um grão de arroz. Segundo os pesquisadores, essa espessura seria a chave para a dureza da escama.

Eles testaram isso inicialmente criando rachaduras nas escamas do pirarucu e embebendo-as em água por 48 horas. Depois, separaram lentamente as bordas enquanto aplicavam força através de um acessório especial. À medida que aumentavam a força, observavam que parte da camada externa mineralizada e rígida se expandia, rachava e depois se soltava gradualmente. As escamas localizavam a rachadura, contendo-a e impedindo que os danos se espalhassem na torção da camada de colágeno estrutural. Se a pressão aplicada rompia a escama, ela a deformava em vez de quebrá-la.

Agora, os pesquisadores estão investigando como as escamas do pirarucu se adaptaram para impedir a penetração dos dentes de piranha e como a natureza se comporta dessa maneira em outras espécies.