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A ciência imita os maravilhosos projetos da natureza
Crianças que começam a andar freqüentemente tropeçam e batem a cabeça. Quando ficam mais velhas, caem de árvores e de bicicletas. Jogadores dão trombadas em campo. Motoristas sofrem inúmeros acidentes de trânsito. Mas apesar dessas quedas, batidas e choques, na maioria das vezes escapamos sem ferimentos graves. Em geral, não damos muita importância à resistência e à flexibilidade de nosso corpo. Mas como os cientistas estão começando a descobrir, todo o nosso corpo revela um projeto brilhante.
NA NATUREZA é comum esta combinação de força, resistência e peso relativamente baixo. Plantinhas surgem em fissuras de concreto e de rochas e abrem grandes fendas à medida que crescem e se tornam árvores viçosas. As árvores, por sua vez, podem resistir a ventos que derrubam postes de transmissão de energia elétrica e casas. Quando furam a madeira, os pica-paus submetem a cabeça a forças que transformariam o cérebro de outras criaturas em mingau. O couro dos crocodilos e dos aligatores pode desviar lanças, flechas e até balas. (Note Jó 41:1, 26.) Há milhares de anos essas coisas deixam os humanos admirados e perplexos.
Nos últimos 40 anos, grandes avanços na tecnologia forneceram aos cientistas novos instrumentos para estudar os segredos por trás desses projetos, muitos dos quais estão ocultos no interior das células vivas. Nessa escala microscópica, a qualidade do projeto é realmente impressionante e a complexidade, admirável. O objetivo da ciência, porém, não é apenas revelar os segredos por trás dos notáveis materiais da natureza, mas copiá-los, pelo menos em sua concepção. Esse campo de estudo é tão promissor que resultou na criação de uma nova ciência chamada biomimética (do grego, bíos, que significa “vida” e mímesis, que significa “imitação”).
A biomimética promete um mundo melhor
“Biomimética é o estudo das estruturas biológicas [e] suas funções”, explica o livro Biomimetics: Design and Processing of Materials (Biomimética: Projeto e Processamento de Materiais). O livro acrescenta que o objetivo desse estudo é ‘estimular novas idéias e desenvolvê-las em sistemas sintéticos similares aos encontrados nos sistemas biológicos’.
O cientista Stephen Wainwright diz que a “biomimética sobrepujará a biologia molecular e a substituirá como a mais desafiadora e importante ciência biológica do século 21”. O professor Mehmet Sarikaya afirma: “Estamos no limiar de uma revolução de materiais equivalente à que houve na Idade do Ferro e à Revolução Industrial. Estamos entrando rapidamente numa nova era de materiais. Acho que, dentro de um século, a biomimética modificará significativamente nosso modo de vida.”
De fato, como veremos, ela já começou a modificar o nosso mundo. Mas primeiro vamos dar uma olhada em algumas maravilhas ainda incompreendidas que os cientistas tentam desvendar. Analisaremos também as grandes implicações por trás da palavra “projeto” e veremos como isso nos ajuda a entender o impressionante mundo que nos rodeia.
O que aprendemos dos projetos da natureza
“Muitas de nossas melhores invenções foram copiadas de outros seres vivos ou já são utilizadas por eles.” — Phil Gates, Wild Technology.
CONFORME mencionado no artigo anterior, o objetivo da ciência da biomimética é produzir materiais e máquinas mais complexos imitando a natureza. Os produtos da natureza em geral são flexíveis e leves, mas incrivelmente fortes, e são fabricados sem produzir poluição.
Por exemplo, proporcionalmente, o osso é mais forte que o aço. Qual é o segredo? Parte da resposta envolve seu formato bem projetado, mas a razão principal está mais além, no nível molecular. “O êxito dos organismos vivos se deve ao projeto e à montagem de seus menores componentes”, explica Gates. Observando esses componentes menores, os cientistas puderam isolar as substâncias que dão aos produtos naturais — do osso à seda — sua invejável força e leveza. Descobriram que essas substâncias são várias formas de compósitos naturais.
Compósitos milagrosos
Compósitos são materiais sólidos que resultam da combinação de duas ou mais substâncias para formar uma nova substância com propriedades superiores às dos ingredientes originais. Pode-se ilustrar isso com o compósito sintético conhecido como fibra de vidro, bastante usado em cascos de barco, varas de pescar, arcos, flechas e outros artigos esportivos. Para fazer esse compósito, colocam-se fibras finas de vidro numa matriz líquida ou gelatinosa de plástico (chamado polímero). Quando o polímero endurece, o resultado é um compósito leve, forte e flexível. Variando-se os tipos de fibras e matrizes, é possível conseguir uma enorme variedade de produtos. Logicamente os compósitos feitos pelo homem ainda são toscos em comparação com os produzidos naturalmente por humanos, animais e plantas.
Nos humanos e animais, em vez de fibra de vidro ou de carbono, uma proteína fibrosa chamada colágeno é a base dos compósitos que aumentam a resistência da pele, dos intestinos, das cartilagens, dos tendões, dos ossos e dos dentes (exceto o esmalte). Uma obra de referência descreve os compósitos à base de colágeno como figurando “entre os mais avançados compósitos estruturais conhecidos”.
Por exemplo, veja os tendões, que ligam os músculos aos ossos. Eles são notáveis, não só por causa da resistência de suas fibras de colágeno, mas também devido ao modo maravilhoso como elas estão entrelaçadas. No livro Biomimicry (Biomímica), Janine Benyus escreve que o tendão desenrolado “tem uma precisão quase inacreditável. O tendão do seu antebraço é um feixe retorcido de cabos, como aqueles usados numa ponte pênsil. Cada cabo é também um feixe de cabos mais finos, torcidos. Cada um desses cabos mais finos é um feixe retorcido de moléculas que são, naturalmente, conjuntos helicoidais, torcidos, de átomos. Em todos eles, nota-se a beleza matemática”. É, segundo ela, um feito “brilhante de engenharia”. Não é de surpreender que os cientistas se digam inspirados pelos projetos da natureza. — Note Jó 40:15, 17.
Como mencionado, os compósitos artificiais não chegam nem perto dos naturais. Mesmo assim, os produtos sintéticos são notáveis. De fato, estão alistados entre os dez feitos mais notáveis da engenharia nos últimos 25 anos. Por exemplo, devido aos compósitos de grafite ou fibra de carbono surgiu uma nova geração de peças de avião e de espaçonave, artigos esportivos, carros de Fórmula Um, iates e membros artificiais leves — só para mencionar alguns itens duma lista que cresce rapidamente.
Gordura de baleia — multifuncional e extraordinária
As baleias e os golfinhos não sabem disso, mas seu corpo é envolto por um tecido milagroso, a chamada gordura de baleia. “A gordura de baleia é talvez o material mais multifuncional que conhecemos”, diz o livro Biomimetics: Design and Processing of Materials. Explicando a razão, o livro diz que a gordura é um ótimo dispositivo de flutuação para ajudar a baleia a buscar ar na superfície. Fornece excelente isolamento contra o frio do oceano para esses mamíferos de sangue quente. E é também a melhor reserva possível de comida nos milhares de quilômetros que os animais migram sem se alimentar. De fato, proporcionalmente, a gordura tem de duas a três vezes mais energia do que a proteína e o açúcar.
Segundo o livro já mencionado, “a gordura também é um material muito flexível, semelhante à borracha”. “Calculamos que a reação da gordura, que é comprimida e esticada a cada movimento da cauda, talvez poupe até 20% da energia que o animal gasta para locomoção em períodos longos de nado contínuo.”
Há séculos as pessoas usam a gordura de baleia, mas só recentemente descobriu-se que cerca de metade do seu volume consiste numa trama complexa de fibras de colágeno que envolve o animal. Embora ainda estejam tentando descobrir como é que esse compósito gorduroso funciona, os cientistas acreditam que descobriram mais um produto extraordinário que teria muitas aplicações se fosse produzido sinteticamente.
Uma genial engenheira de oito pernas
Em anos recentes, os cientistas também têm estudado atentamente a aranha. Estão ansiosos para saber como ela produz a seda, que também é um compósito. É verdade que vários insetos produzem seda, mas a da teia de aranha é especial. Visto que é um dos materiais mais fortes da Terra, um escritor de assuntos científicos chamou-a de “material dos sonhos”. A teia de aranha é tão surpreendente que uma lista de suas propriedades parece inacreditável.
Por que os cientistas elogiam tanto a teia de aranha? Além de ser cinco vezes mais forte do que o aço, é também bastante elástica, uma combinação encontrada em poucos materiais. A teia de aranha estica 30% mais do que o náilon mais elástico. Mas não volta rápido como uma cama elástica, jogando, assim, longe a refeição da aranha. “Na escala humana”, diz a revista Science News, “uma teia parecida com uma rede de pescar poderia segurar um avião de passageiros”.
Se pudéssemos copiar a habilidade química da aranha — há duas espécies que produzem até sete variedades de seda —, imagine o que poderíamos fazer! Cintos de segurança muito melhores, suturas, ligamentos artificiais, linhas e cabos leves e tecidos à prova de bala, só para mencionar algumas possibilidades. Os cientistas também tentam entender como a aranha faz a seda de modo tão eficiente, sem usar produtos químicos tóxicos.
Caixas de câmbio e motores a jato naturais
Hoje, as caixas de câmbio e os motores a jato mantêm o mundo em movimento. Mas sabia que a natureza também nos supera nesses projetos? Um exemplo é a caixa de câmbio. Ela permite que você mude a marcha do veículo para usar o motor de modo mais eficiente. As caixas de câmbio naturais fazem o mesmo, mas não ligam motores a rodas. Ligam asas. E onde se encontram? Na mosca comum. Ela tem uma caixa de câmbio de três velocidades conectada às asas, o que lhe permite mudar a marcha em pleno vôo.
A lula, o polvo e o náutilo têm um tipo de propulsão a jato que os impulsiona na água. Os cientistas invejam esses jatos. Por quê? Porque são compostos de peças moles que não quebram, resistem a grandes profundidades e funcionam silenciosa e eficientemente. De fato, a lula pode se deslocar a 32 quilômetros por hora quando foge de predadores e “às vezes até pula para fora da água e cai no convés de navios”, diz o livro Wild Technology.
Em apenas alguns minutos de reflexão sobre a natureza, ficamos cheios de admiração e apreço. Na verdade, a natureza é um quebra-cabeça vivo que suscita uma pergunta atrás da outra: que maravilhas da química produzem a luz brilhante e fria do vaga-lume e de algumas algas? Como é que diversos peixes e sapos do Ártico, depois de ficarem congelados durante o inverno, se tornam ativos de novo quando descongelam? Como as baleias e focas ficam submersas por longos períodos sem aparelho de respiração? E como mergulham vez após vez a grandes profundidades sem sofrerem os efeitos da descompressão? Como é que o camaleão e a siba (sépia) mudam de cor para se confundir com o ambiente? Como é que beija-flores atravessam o golfo do México com menos de três gramas de combustível? Parece que a lista de perguntas poderia continuar indefinidamente.
Os humanos só podem observar e se admirar. Os cientistas desenvolvem um espanto “que beira a reverência” quando estudam a natureza, diz o livro Biomimicry.
Por trás do projeto, um Projetista!
O professor-adjunto de bioquímica Michael Behe declarou que um dos resultados das descobertas recentes a respeito da célula viva “é um alto, claro e agudo grito: ‘planejamento!’ ” Acrescentou que “tão inequívoco e importante é [esse resultado dos esforços para estudar a célula] que temos de considerá-lo uma das grandes realizações da história da ciência”.
Naturalmente, as provas da existência de um Projetista são um problema para os que se apegam à teoria da evolução, pois essa não pode explicar o projeto sofisticado que se vê nas coisas vivas, em especial em nível celular e molecular. “Há razões irresistíveis”, diz Behe, “para se pensar que uma explicação darwiniana dos mecanismos da vida será para sempre enganosa”.
No tempo de Darwin, acreditava-se que a célula viva, o alicerce da vida, era simples e a teoria da evolução foi concebida naquela era de relativa ignorância. Mas agora a ciência tem mais fatos. A biologia molecular e a biomimética provaram sem qualquer sombra de dúvida que a célula é um sistema extraordinariamente complexo, repleto de projetos requintados e perfeitos, que fazem os nossos aparelhos e máquinas mais sofisticados parecer brinquedos de criança.
Um projeto brilhante leva-nos à conclusão lógica, diz Behe, de “que a vida foi planejada por um agente inteligente”. Portanto, não é razoável concluir que esse Agente também tem um propósito que inclui os humanos? Em caso afirmativo, que propósito é esse? E podemos aprender mais sobre o próprio Projetista? O artigo que se segue examinará essas perguntas importantes.
[Nota(s) de rodapé]
Estritamente falando, fibra de vidro refere-se apenas às fibras encontradas no compósito. Mas em geral usa-se o termo para o próprio compósito feito de plástico e fibra de vidro.
Os compósitos vegetais têm como base a celulose em vez de o colágeno. Ela faz com que a madeira tenha muitas de suas qualidades desejáveis como material de construção. A celulose já foi descrita como “material de flexibilidade inigualável”.
Revelado o Grandioso Projetista
ATÉ mesmo muitos cientistas concordam que, depois de analisar o chamado livro da natureza, uma mente razoável chega à conclusão de que existe um Projetista, um Criador. Há muito tempo, o apóstolo cristão Paulo escreveu que as “qualidades invisíveis [de Deus] são claramente vistas desde a criação do mundo em diante, porque são percebidas por meio das coisas feitas, mesmo seu sempiterno poder e Divindade”. (Romanos 1:20) Mas o livro da natureza não revela tudo sobre Deus e Sua vontade. Por exemplo, ele não revela o objetivo da vida. Felizmente, o Autor da criação se revelou em outro livro: Sua Palavra inspirada, a Bíblia. — 2 Timóteo 3:16.
Embora não seja um livro científico, a Bíblia tem respostas para todas as perguntas vitais que a natureza não responde. Por exemplo, uma das primeiras perguntas que as pessoas fazem quando vêem algo bem feito é: Quem o fez? A Bíblia responde a isso em Revelação (Apocalipse) 4:11: “Digno és, Jeová, sim, nosso Deus, de receber a glória, e a honra, e o poder, porque criaste todas as coisas e porque elas existiram e foram criadas por tua vontade.” De fato, o Grandioso Projetista é Jeová Deus e seu nome aparece umas 7.000 vezes nos manuscritos originais da Bíblia.
Cerca de 3.500 anos antes da atual era científica, um homem chamado Jó, obviamente alguém que observava com atenção a natureza e refletia sobre ela, associou Jeová à criação. Jó disse: “Pergunta, por favor, aos animais domésticos, e eles te instruirão; também às criaturas aladas dos céus, e elas te informarão. Ou mostra à terra a tua preocupação, e ela te instruirá; e os peixes do mar to declararão.” O que todos esses ensinam sobre a criação? Jó responde com uma pergunta: “Qual entre todos estes não sabe muito bem que a própria mão de Jeová fez isso?” — Jó 12:7-9.
O propósito de Jeová para os humanos
A Bíblia também revela o propósito de Jeová para a humanidade. Que propósito? De que humanos justos desfrutem da dádiva da vida eterna no Paraíso aqui mesmo na Terra. “Os próprios justos possuirão a terra e residirão sobre ela para todo o sempre”, diz o Salmo 37:29. De modo similar, Jesus disse: “Bem-aventurados os mansos, porque herdarão a terra.” — Mateus 5:5, Almeida.
Além disso, devido a um tipo especial de conhecimento, a Terra continuará a ser um paraíso pacífico. Isaías 11:9 diz: “Não se fará dano, nem se causará ruína em todo o meu santo monte; porque a terra há de encher-se do conhecimento de Jeová assim como as águas cobrem o próprio mar.” De fato, o “conhecimento de Jeová” é a chave para vida, paz e felicidade infindáveis. Jesus confirmou isso quando disse: “Isto significa vida eterna, que absorvam conhecimento de ti, o único Deus verdadeiro, e daquele que enviaste, Jesus Cristo.” — João 17:3.
Quando tiverem vida eterna, os humanos finalmente poderão desfrutar da Terra do modo como Deus pretendia originalmente. E em vez de ser enfadonha, a vida eterna será uma infindável aventura de descobertas e alegrias.
Um desafio emocionante
Eclesiastes 3:11 diz: “Tudo [Deus] fez bonito no seu tempo. Pôs até mesmo tempo indefinido no seu coração, para que a humanidade nunca descobrisse o trabalho que o verdadeiro Deus tem feito do começo ao fim.” Em breve, depois que o desejo humano natural de viver por “tempo indefinido”, ou para sempre, for completamente satisfeito, poderemos tentar ‘descobrir o trabalho que o verdadeiro Deus tem feito do começo ao fim’. A Terra inteira será a nossa sala de aula, Jeová será o nosso Mestre e a vida será uma jornada infindável de descobertas emocionantes.
Imagine-se no Paraíso, com mente e corpo perfeitos. Você poderá aceitar desafios que nem sonharia em aceitar hoje, sabendo que será capaz de concluí-los, quer levem cem, quer mil anos. Talvez você até possa usar suas faculdades perfeitas para copiar alguns dos projetos de Jeová, mas de modo muito superior aos esforços atuais da humanidade, que muitas vezes estragam e poluem. De fato, assim como Jeová, tudo que você fizer será guiado pelo amor. — Gênesis 1:27; 1 João 4:8.
Como ter certeza de que isso não é simples fantasia? Por intermédio dos dois magníficos “livros” de Jeová. A Bíblia e a criação fornecem provas incontestáveis de que nada é impossível para nosso Grandioso Projetista e Criador. Assim, por que não conhecer melhor a Ele e ao Seu Filho, Jesus Cristo, agora? Não há empreendimento mais interessante, recompensador e promissor.
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