O peixe que transforma água do mar em muco em menos de um segundo

Um estudo de 2005 mediu que o muco da feiticeira é quase só água do mar, presa por fios de proteína finíssimos.

Feiticeira envolta no próprio muco

Em julho de 2017, um caminhão tombou numa rodovia do Oregon, nos Estados Unidos, perto da cidade de Depoe Bay. A carga eram caixas com cerca de 3,4 toneladas de feiticeiras vivas, peixes compridos e rosados que seguiam para exportação. As caixas se abriram no asfalto.

Os bombeiros encontraram a pista coberta por uma gosma transparente e espessa. Um carro parado atrás do caminhão ficou envolto nela até o teto. As equipes usaram uma escavadeira e mangueiras de alta pressão para liberar a estrada.

Os peixes tinham feito o que fazem quando se sentem atacados. Cada um soltou pelos poros do corpo algumas gotas de um líquido esbranquiçado. Em contato com a umidade, as gotas incharam e viraram baldes de muco.

A feiticeira é um animal antigo e estranho. Não tem mandíbula, não tem escamas e tem um crânio feito de cartilagem. Vive no fundo do mar, em águas frias, e se alimenta de carcaças de baleias e peixes que afundam. Fósseis do grupo aparecem em rochas de cerca de 300 milhões de anos.

Ao longo dos flancos, ela tem uma fileira de glândulas, em torno de uma centena de cada lado. É delas que sai o líquido. O volume inicial cabe numa colher de chá, e o resultado ocupa o espaço de um balde.

Pescadores sempre conheceram o truque. Uma feiticeira puxada num balde de água do mar transforma o balde inteiro em gelatina em poucos segundos. Por muito tempo, o fenômeno ficou como curiosidade de convés.

A pergunta que interessava aos biólogos era outra: do que aquele muco é feito, para crescer tanto a partir de tão pouco? A resposta, medida em laboratório no Canadá, saiu mais absurda que a cena da rodovia.

A seção seguinte mostra o que a balança encontrou dentro da gosma.

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I  O Mecanismo

Quase nada de peixe dentro da gosma

O biólogo Douglas Fudge e colegas da Universidade da Colúmbia Britânica, em Vancouver, coletaram o exsudato das glândulas da feiticeira-do-pacífico, Eptatretus stoutii. Misturaram uma quantidade conhecida com água do mar e deixaram o muco se formar.

Depois, pesaram tudo. A conta, publicada em 2005 no Journal of Experimental Biology, mostrou que o muco pronto tem cerca de 0,004% de material sólido. Os outros 99,996% são a própria água do mar em que o peixe estava nadando.

Em outras palavras, a feiticeira não fabrica a gosma. Ela fabrica uma rede minúscula e deixa o oceano preencher o resto. Um litro desse muco carrega algo como 40 miligramas de material do animal, menos que um grão de arroz.

A teia tem duas partes. A primeira é a mucina, a mesma família de moléculas que dá textura à saliva humana. Ela vem guardada em vesículas, pequenas bolsas que estouram ao tocar a água e soltam a substância.

A segunda parte é a mais bizarra. São fios de proteína produzidos por células especiais das glândulas, as células de fio. Cada célula guarda um único fio enrolado em novelo, como a linha num carretel, dentro de um espaço de cerca de 150 micrômetros.

Desenrolado, o fio chega a uns 15 centímetros de comprimento. A espessura fica entre 1 e 3 micrômetros, dezenas de vezes mais fina que um fio de cabelo humano, que mede em média 70 micrômetros.

Quando a célula encosta na água, a membrana se rompe e o novelo começa a se abrir. Os fios se esticam, se cruzam com os de outras células e com a mucina e formam uma malha. A água fica presa nos espaços da malha, como numa esponja feita de linhas.

Tudo acontece em uma fração de segundo. O muco pronto já está no lugar antes de o predador fechar a boca.

A comparação com gelatina de cozinha ajuda a medir o exagero. Uma gelatina comum precisa de algo como 1% a 2% de pó para firmar. O muco da feiticeira firma com uma concentração centenas de vezes menor, porque os fios longos fazem o trabalho que, na sobremesa, cabe a moléculas curtas.

O comprimento é a chave. Um fio de 15 centímetros atravessa um volume enorme de água e toca milhares de outros fios pelo caminho. Poucos fios compridos seguram mais água do que muitos fios curtos com o mesmo peso total.

II  Por que Importa

A arma que entope a guelra do tubarão

Durante décadas, a função do muco ficou no campo das hipóteses. Em 2011, Vincent Zintzen e colegas, do Museu da Nova Zelândia, publicaram na revista Scientific Reports vídeos gravados por câmeras com isca no fundo do mar.

As imagens mostram tubarões, congros e outros peixes grandes atacando feiticeiras. Em todos os casos filmados, o agressor recua em segundos, abrindo e fechando a boca e sacudindo a cabeça. Nenhum dos ataques registrados terminou com a feiticeira devorada.

A explicação está nas guelras. Um peixe respira bombeando água pela boca e pelas brânquias. Quando a nuvem de muco entra, os fios se prendem nos filamentos da guelra e a água para de passar. O predador precisa desistir da presa para limpar a garganta.

A estratégia cria um problema para a própria dona. O muco também pode cobrir a feiticeira. Para se livrar dele, o peixe dá um nó no próprio corpo e desliza o nó da cabeça até a cauda, raspando a gosma para fora. Ela usa o mesmo nó para ganhar alavanca ao arrancar pedaços de carcaça.

Os mergulhadores que estudam o animal conhecem o preço da defesa. Uma feiticeira assustada dentro de um aquário pequeno pode encher o tanque de gosma e precisa ser trocada de água logo depois, porque o muco também atrapalha as próprias guelras dela.

Os fios chamaram atenção fora da biologia. Eles são feitos de proteínas da família dos filamentos intermediários, parentes das que formam o cabelo e as unhas humanas. Esticados na água, mudam de estrutura interna e ficam rígidos e resistentes.

Em 2012, Atsuko Negishi, Douglas Fudge e colegas mostraram na revista Biomacromolecules que os fios, depois de esticados e secos, atingem propriedades mecânicas comparáveis às da seda de aranha.

O interesse virou projeto de engenharia. A Marinha dos Estados Unidos anunciou em 2017 pesquisas para reproduzir o muco em laboratório, com aplicação possível em repelentes de tubarão para mergulhadores e em géis capazes de enroscar hélices de embarcações.

Outra linha de estudo mira tecidos. Um fio de proteína obtido de bactérias modificadas poderia substituir fibras derivadas de petróleo, com a vantagem de nascer em tanque de água e não em refinaria.

III  A Fonte

Journal of Experimental Biology, 2005

O artigo saiu no volume 208 do Journal of Experimental Biology, em 2005, com o título Composition, morphology and mechanics of hagfish slime (composição, morfologia e mecânica do muco de feiticeira).

Assinam Douglas Fudge, Nimrod Levy, Scott Chiu e John Gosline, todos da Universidade da Colúmbia Britânica. Gosline era um especialista em materiais biológicos, conhecido pelos estudos sobre seda de aranha.

O método foi direto. A equipe estimulou as glândulas com um leve choque elétrico, recolheu o exsudato e misturou em água do mar. Em seguida, filtrou, secou e pesou os componentes, separando a parte dos fios da parte da mucina.

A mesma equipe mediu a mecânica da gosma. O muco se mostrou frágil e coeso ao mesmo tempo. Ele cede com facilidade quando puxado devagar, mas resiste quando um corpo tenta atravessá-lo depressa, que é o caso da guelra de um predador.

Um detalhe surpreendeu os autores. Quando a equipe tirava o muco da água, ele escorria e encolhia, como se a rede se desfizesse. A água, e não a proteína, dava o volume, e sem ela o material voltava a quase nada.

O trabalho abriu uma sequência de perguntas que o grupo de Fudge seguiu nos anos seguintes, já na Universidade de Guelph e depois na Universidade Chapman. Uma delas era como o novelo de 15 centímetros se desenrola sem se embaraçar.

A resposta parcial saiu em estudos posteriores. O fio vem enrolado em camadas organizadas, e a água que entra pelos lados solta cada volta na ordem certa. Ainda não existe explicação completa para a velocidade com que o processo acontece.

O artigo também comparou a espécie do Pacífico com a do Atlântico, Myxine glutinosa. As duas produzem muco com a mesma lógica, fios longos e mucina, o que indica que a estratégia é antiga no grupo e anterior à separação das duas linhagens.

A feiticeira continua pescada em escala comercial na Coreia do Sul, onde a carne é consumida e a pele vira couro para carteiras e bolsas. O muco, que o pescador limpa do convés, segue sendo o material mais estudado do animal.

"Se o oceano pode virar escudo com 0,004% de proteína, quanto do que você chama de sólido é só água bem organizada?"

99,996%. Foi a fração de água do mar no muco da feiticeira-do-pacífico, segundo as pesagens de Fudge e colegas publicadas em 2005.

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CIÊNCIA BIZARRA

Parece mentira. Mas é real e está provado