p Centenas de metros de profundidade na escuridão do oceano, um tubarão desliza em direção ao que parece ser uma refeição. É meio feio, parecidos com enguias e não particularmente carnudos, mas ainda provavelmente comida. Então o tubarão ataca. p É aqui que a interação da biologia e da física se torna misteriosa - assim como o tubarão descobre seu jantar interrompido por uma nuvem de limo protetor que apareceu do nada em torno de um peixe-bruxa plácido.

p Jean-Luc Thiffeault, um professor de matemática da Universidade de Wisconsin-Madison, e os colaboradores Randy Ewoldt e Gaurav Chaudhary da Universidade de Illinois modelaram matematicamente o mecanismo de defesa indutor de vômito do peixe-bruxa, publicando seu trabalho hoje no Interface do Jornal da Royal Society .

p O peixe-bruxa que vive no oceano é único por todas as razões mais estranhas. Tem uma caveira, mas sem coluna ou mandíbula. Sua pele fica solta em seu

p corpo, anexado apenas ao longo das costas. Seus dentes e nadadeiras são primitivos, estruturas subdesenvolvidas melhor descritas com qualificadores - "semelhantes a dentes" e "semelhantes a barbatanas".

p Mas tem um truque incrível que assustador, manga solta da pele:em um piscar de olhos (ou ataque de cauda e dentes), o peixe-bruxa pode produzir muitas vezes o volume de seu próprio corpo em limo. A gosma é tão espessa e fibrosa, os predadores têm pouca escolha a não ser cuspir o peixe-bruxa e tentar limpar sua boca. "A boca do tubarão fica imediatamente repleta deste gel, "Thiffeault diz." Na verdade, muitas vezes os mata, porque obstrui suas guelras. "

p O gel é uma rede emaranhada de microscópicos, fios de captura de água do mar desenrolados de bolas da substância ejetadas das glândulas ao longo da pele do peixe-bruxa. Essas "meadas" têm apenas 100 milionésimos de metro de diâmetro (duas vezes a largura de um fio de cabelo humano), mas tão densamente enrolados que podem conter até 15 centímetros de fio. Cientistas curiosos já olharam para o desfiamento antes, colocar as meadas em água salgada para ver quanto tempo demorou para se desfazer.

p "O hagfish faz isso em menos de meio segundo, mas demorou horas de imersão para os fios se soltarem nos experimentos, "diz Thiffeault, cujas pesquisas estão focadas em dinâmica e mistura de fluidos. "Até que mexessem a água, e aconteceu mais rápido. A agitação era a coisa. "

p Os modeladores de lodo começaram a ver se a matemática poderia dizer-lhes se as forças da água turbulenta de um ataque de mordida e sacudida eram suficientes para desenrolar as meadas e fazer o lodo, ou se outro mecanismo - como uma reação química fornecendo algum estouro para a meada - fosse necessário.

p Ewoldt, um professor de engenharia mecânica, e seu aluno de graduação Chaudhary começou a desvendar meadas sob microscópios, observando o processo enquanto pontas soltas de linha grudavam na ponta de uma seringa em movimento e pedaços remanescentes giravam para fora da bola.

p "Nosso modelo depende da ideia de uma pequena peça que inicialmente está pendurada para fora, e então um pedaço que está sendo puxado, "diz Thiffeault." Pense nisso como um rolo de fita. Para começar a puxar a fita de um novo rolo, você pode ter que caçar a ponta e soltá-la com a unha. Mas se já existe um final livre, é fácil pegá-lo com alguma coisa e seguir em frente. "

p Desenrolar requer uma diferença grande o suficiente entre o arrasto na extremidade livre e um empurrão oposto na meada - uma proporção maior do que um ponto de inflexão ao qual os pesquisadores se referem informalmente como o "número de descascamento" - para liberar mais fio.

p "É improvável que aconteça se tudo estiver se movendo livremente na água, "diz Thiffeault." A principal conclusão do nosso modelo é que achamos que o mecanismo depende de os fios ficarem presos em outra coisa - outros fios, todas as superfícies no interior da boca de um predador, praticamente qualquer coisa - e daí pode ser realmente explosivo. "

p Não precisa ser um único obstáculo.

p "Sendo a biologia do jeito que está, não precisa ser exato. As coisas ficam complicadas, "diz Thiffeault." Esse fio condutor pode ficar um pouco preso, então escorregue, em seguida, seja pego novamente. Contanto que esteja acontecendo com meadas suficientes, é muito rápido você estar no limo. "

p As meadas podem receber um impulso das mucinas, proteínas encontradas no muco que podem acelerar a separação do fio empacotado, "mas esse tipo de coisa só ajudaria a hidrodinâmica, "diz Thiffeault, que outrora calculou até que ponto a vida marinha nativa mistura oceanos inteiros com suas nadadeiras e nadadeiras.

p "É difícil imaginar que haja outro processo além do fluxo hidrodinâmico que pode levar a essas escalas de tempo, aquela explosão de lodo, "diz ele." Quando o tubarão morde, isso cria turbulência. Isso cria fluxos mais rápidos, o tipo de coisa que fornece a semente para que essas coisas aconteçam. Nada vai acontecer tão bem quanto em nosso modelo - o que é um bom começo para quem deseja fazer mais medições - mas nosso modelo mostra que as forças físicas desempenham o papel principal. "

p A hidrodinâmica do lodo do peixe-bruxa não é apenas uma curiosidade. Compreender a formação e o comportamento dos géis é uma questão recorrente em muitos processos biológicos e aplicações industriais e médicas semelhantes. "

p Uma das coisas que adoraríamos trabalhar no futuro é a rede de threads. Adoro pensar em modelar materiais como grandes coleções aleatórias de fios, "Thiffeault diz." Um modelo simples de fios emaranhados pode nos ajudar a ver como essa rede determina as propriedades macroscópicas de muitos diferentes, materiais interessantes. "