De lagarta a borboleta: o processo da transformação em 3D

Por , em 19.05.2013

Pela primeira vez, cientistas fizeram imagens em 3D da metamorfose de uma lagarta passando para borboleta.

O processo normalmente era estudado através de dissecação – técnica em que os cientistas pegam um grupo de insetos da mesma idade e disseca individualmente, para ver as mudanças de anatomia interna em diferentes estágios de metamorfose. Esta técnica não só é destrutiva como também pode não apresentar um retrato exato de desenvolvimento do inseto.

Desta vez, os pesquisadores estudaram o fenômeno por tomografia computadorizada. “Esta forma de tomografia computadorizada de alta resolução (micro-TC) só foi desenvolvida na década de 80, e só se tornou amplamente disponível na última década ou um pouco mais, como scanners mais baratos e com poder de computação melhor”, diz Russell Garwood, paleobiologista na Universidade de Manchester, no Reino Unido. “Então eu acho que tenho sorte, pois isso é algo que as pessoas nunca tiveram a oportunidade de experimentar antes”.

A questão é: um exame típico de TC só vai te dar uma fatia 2D de um objeto 3D. Mas os cientistas podem reconstruir imagens 3D utilizando milhares de radiografias e colocando-as em conjunto com o software de computador. “Um dos maiores desafios da utilização desta técnica em insetos é descobrir como não matá-los com toda a radiação necessária”, comenta.

A equipe começou realizando, inicialmente, scanners de meia hora da pupa (ou crisálida, o estágio intermediário entre larva e adulto) da espécie Vanessa cardui, como explica o coautor da pesquisa Tristan Lowe, especialista em imagens de raios-X na Universidade de Manchester. Ao mexer com o software e com as posições dos insetos no scanner, a equipe finalmente conseguiu reduzir o tempo para 15 minutos. Eles também foram capazes de reduzir o número de radiografias necessárias para tornar as imagens 3D de alta qualidade.

Para seu estudo, os pesquisadores analisaram nove espécimes de Vanessa cardui em crisálida, durante um período de 16 dias. Examinaram pupas diferentes em dias diferentes, reduzindo ainda mais a exposição à radiação.

original

Todos os insetos parecem desenvolver-se normalmente, no entanto, aqueles que passaram pelo scanner nos primeiros dias do experimento não podiam sair de sua crisálida. “Eles tendem a amadurecer plenamente na crisálida, mas são muito fracos para eclodir no final. Parece que a maioria dos danos da radiação é feito logo no início, embora isso seja apenas especulação”, disse Lowe.

A partir das imagens 3D reconstruídas, a equipe descobriu que a ideia geral de desenvolvimento das pupas que os cientistas já haviam chegado está correta. Garwood e Lowe dizem que a técnica de tomografia computadorizada que eles desenvolveram tem uma série de implicações importantes. No lado biológico das coisas, o método poderia ajudar os cientistas a entender os efeitos que os pesticidas têm sobre o desenvolvimento de insetos (principalmente abelhas), descobrir como as mutações genéticas afetam a anatomia de organismos-modelo, e melhorar a entomologia forense. A técnica de digitalização rápida também pode afetar a indústria, pois pode ser utilizada para encurtar o tempo que uma empresa leva para detectar defeitos em partes de automóveis, por exemplo, diz Lowe.[io9]

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