Qualquer pessoa que já viu uma lagartixa provavelmente sabe que pode escalar paredes. Mas esses lagartos comuns também podem correr na água quase tão rápido quanto se movem em solo sólido. No entanto, embora saibamos como as lagartixas escalam superfícies verticais lisas usando incontáveis ​​pêlos minúsculos em seus pés chamados cerdas, como eles conseguem evitar afundar na água tem sido um mistério - até agora. Meus colegas e eu recentemente concluímos uma pesquisa que explica como as lagartixas usam uma combinação de técnicas para realizar esse feito incrível.

A capacidade de andar sobre a água foi registrada em animais menores, como o strider aquático, que são leves o suficiente para serem sustentados pela tensão superficial da água, a força entre as moléculas de água na superfície. Enquanto isso, animais maiores, como o mergulhão, podem andar sobre a água porque são poderosos o suficiente para bater na superfície com os pés enquanto correm. O movimento rápido empurra a água para baixo do pé, criando uma bolsa de ar ao seu redor. A força ascendente gerada quando esta bolsa é empurrada para baixo da água é o que mantém o animal brevemente suspenso na superfície.

Mas as lagartixas costumam ter um tamanho que fica entre essas duas categorias. Eles são muito fracos para se sustentar usando apenas o tapa na superfície e muito pesados ​​para deixar a superfície da água intacta. No entanto, suas velocidades relativas de corrida na água se aproximam de outro conhecido lagarto de corrida na água, o basilisco (ou "lagarto de Jesus"), que confia na técnica de tapa.

Cálculos iniciais sugeridos, e análise de vídeo confirmada, que ao contrário de outras espécies que se movem na superfície da água, as lagartixas usam uma combinação de técnicas para se mover mais rápido sobre a água do que quando nadam. Ao analisar vídeos de lagartixas se movendo na água, descobrimos que seu andar era semelhante ao do basilisco. Cada etapa envolve retrair o pé no ar, batendo na superfície, e acariciando sob a água.

Mas ao contrário dos basiliscos, que não são afetados por mudanças na tensão superficial da água, nossos experimentos mostraram que a velocidade e a altura da cabeça das lagartixas foram reduzidas pela metade quando adicionamos detergente à água, reduzindo a tensão superficial. Isso sugere que eles estão, pelo menos parcialmente, usando as forças entre as moléculas de água para permanecerem acima da superfície.

Também descobrimos que as lagartixas usam de maneira crucial uma combinação de força hidrostática (o empurrão da água para cima, conhecido como flutuabilidade) e força hidrodinâmica (a sustentação criada pelo movimento pela superfície da água como em um barco a motor deslizando pela superfície). Juntos, essas forças geram sustentação adicional para a lagartixa, uma condição conhecida como semi-aplainamento.

Ferrão na cauda

Por toda a engenhosidade dessa abordagem multitarefa, as lagartixas só conseguem manter a cabeça e o torso totalmente acima da água, deixando suas caudas arrastando por baixo. Ser capaz de se mover quase tão rápido quanto em terra quando quase metade do seu corpo está debaixo d'água e enfrentar mais resistência e forças de arrasto é uma façanha - pergunte a Michael Phelps.

Lagartixas gerenciam isso usando sua cauda, que já foi mostrado para ajudá-los a manobrar em torno de obstáculos, saltar e escapar de predadores. Visto de cima enquanto viaja pela água, a lagartixa pode se parecer com um crocodilo, movendo seu corpo e cauda com um movimento ondulatório para criar propulsão para equilibrar a atração da água para trás.

Nossa pesquisa mostra que, para animais de tamanho médio se moverem rapidamente ao longo da superfície da água, é necessária uma combinação complexa e inteligente de mecanismos físicos que antes se pensava que ocorria apenas em animais maiores e menores. Mas também pode contribuir para designs melhores para robôs inspirados em animais.

Estudos anteriores sobre lagartixas inspiraram vários desses empreendimentos "biomiméticos", de melhores adesivos a um carro robô de cauda ágil (e adorável), apropriadamente chamado de Tailbot. Uma melhor compreensão de como os animais viajam em terrenos complexos levará, com sorte, a robôs que podem aproveitar essas técnicas para se mover em terra e na água com o alto desempenho visto em lagartixas.