Mecanismos de ejeção de um canhão fúngico (E. muscae s. Str.) E do canhão de água mole (tubo elastomérico). (a) Imagem SEM de conidióforos do fungo E. muscae s. str. A ponta de cada célula se diferencia em um conídio delimitado por um septo (indicado em c). Barra de escala, 20 µm. Detalhe:mosca com faixas brancas / amareladas distintas de conidióforos fúngicos. (b) Videografia de alta velocidade (15.000 fps) da ejeção de um conídio (traço azul sólido) de seu conidióforo (traço cinza pontilhado) na linha de ruptura (traço vermelho) logo abaixo do septo. O protoplasma (traço branco pontilhado) é observado como uma pequena gota de satélite e uma segunda gota de líquido permanecendo ligada ao conidióforo. Barra de escala, 20 µm. (c) Mecanismo de ejeção para (canto superior esquerdo, Barra de escala, 10 µm) o canhão fúngico e (canto superior direito, Barra de escala, 1 mm) o canhão de água macia. Abaixo:o esporo ou projétil (azul) é liberado do canhão (cinza) com velocidade v0 quando o aumento da pressão p supera a força restauradora; o canhão fúngico tem força de linha elástica Fel, enquanto o canhão de água mole tem força de fricção de contato Fms. Crédito: Journal of The Royal Society Interface (2019). DOI:10.1098 / rsif.2019.0448
Uma equipe de pesquisadores da Universidade Técnica da Dinamarca, a Universidade de Copenhague e a Universidade e Pesquisa de Wageningen construíram um minúsculo 'canhão macio' biomimético para entender melhor como os esporos de fungos são dispersos. Em seu artigo publicado em Interface do Jornal da Royal Society , o grupo descreve a construção de seu minúsculo canhão e o que aprenderam com o disparo.
Entomophthora muscae é um tipo de fungo que sobrevive infectando e dominando as fêmeas das moscas domésticas. Uma vez que um esporo pousa em sua pele, o fungo se enterra e se instala. Além de assumir o controle do sistema circulatório, o fungo também chega ao cérebro e começa a controlar o comportamento da mosca. O fungo sobrevive comendo a mosca de dentro para fora, e pouco antes de a mosca morrer, é feito para pousar em um ponto alto próximo.
Depois disso, o fungo cria talos no exterior da mosca que são essencialmente tubos ocos cheios de líquido e um esporo. A pressão dentro dos talos aumenta até certo ponto, e então, no momento certo, o líquido que contém o esporo é liberado, empurrando a carga no ar. Os pesquisadores relatam que os canhões disparam quando um macho voa, atraído pelo cadáver feminino, chega perto ou o toca. Ao disparar, os esporos chegam à superfície da pele do macho, que o passa para uma fêmea saudável inconsciente durante o acasalamento. Neste novo esforço, os pesquisadores procuraram aprender mais sobre o mecanismo do canhão. Para esse fim, eles próprios construíram sua própria versão pequena e testaram como ela respondia.
A equipe construiu seu canhão com um polímero semelhante a borracha com um tampão em uma das extremidades. Ao preenchê-lo da outra extremidade, eles foram capazes de aumentar a pressão no tubo. A equipe testou seu canhão biomimético disparando-o com cargas úteis de diferentes tamanhos e diferentes níveis de pressão. Eles relatam que seu minúsculo canhão foi capaz de disparar cargas de até 10 metros por segundo. Eles também descobriram que a velocidade de ejeção diminuiu conforme o canhão ficava maior, e que o tamanho ideal dos esporos era de aproximadamente 10 micrômetros - perto do tamanho dos esporos naturais - e pequeno o suficiente para viajar com uma leve brisa.
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