Quer sejam descobertas na natureza ou provocadas pelo homem, cada uma destas reversões científicas altera algumas propriedades da vida tal como a conhecemos. Alguns deles são apenas peculiaridades interessantes da natureza, enquanto outros podem ter implicações profundas na forma como viveremos nossas vidas.
10 Acústica de reversão de tempo
Todos nós já ouvimos ecos típicos, mas a verdadeira reversão do som não existe na natureza. Por exemplo, com a inversão exata do som, se você gritar “olá”, ele retornará como “ olleh ”, com a onda sonora viajando precisamente em direção à sua boca, em vez de se espalhar pelo ar como normalmente faria. Esse tipo de tecnologia tem muitos usos, como quebrar pedras nos rins, rastrear veículos subaquáticos e traduzir um locutor para vários idiomas para diferentes ouvintes.
Mas um dos usos mais interessantes seria do ponto de vista da defesa nacional. Ao transformar os seus corpos em dispositivos de localização, esta tecnologia de reversão acústica pode ser usada para atordoar terroristas que mergulham no oceano para entregar explosivos. Uma maneira de fazer isso seria ampliar e retornar o som do equipamento de respiração subaquática. O barulho alto os deixaria tontos e desorientados. Provavelmente seria doloroso também. Mas o eco seria emitido com tanta precisão que não prejudicaria outras pessoas, animais ou equipamentos próximos ao alvo.
9 Reversão Genital Masculino/Feminino
Numa inovação evolutiva para o reino animal, os cientistas descobriram insetos em cavernas brasileiras excepcionalmente secas, onde as fêmeas têm órgãos sexuais semelhantes a pênis, chamados ginossomas, e os machos, estruturas semelhantes a vaginas, conhecidas como falossomas. Esta é uma inversão extrema de papéis entre os sexos que provavelmente inclui as fêmeas coagindo os machos relutantes a acasalar durante 40-70 horas de cada vez.
Esses insetos são todos do gênero Neotrogla . Os adultos têm 2,7–3,7 milímetros (0,11–0,15 pol.) de comprimento. Os ginossomos, ou pênis femininos, têm aproximadamente um sétimo do comprimento dos insetos. É como se um homem com 175 centímetros de altura (5’9 ″) tivesse um pênis de quase 25 centímetros (10 polegadas) de comprimento.
Depois de inserir seu ginossoma no falossoma do macho, o órgão sexual da fêmea de Neotrogla incha com uma cobertura espinhosa para se ancorar firmemente ao seu companheiro. O longo período de cópula permite uma maior transferência de sêmen do macho.
Os investigadores pareciam estar particularmente interessados em saber como o macho Neotrogla reagiria ao acasalamento coercivo, o que é outra inversão de papéis incomum nestas espécies de insectos. Com outras espécies, as fêmeas coagidas se livram do sêmen de machos de quem não gostam ou recebem deliberadamente esperma de outros machos de quem gostam. Mas os machos Neotrogla não recebem óvulos de suas parceiras, então não têm como retaliar, especialmente porque os espinhos do ginossoma feminino os unem.
8 A máquina de som unidirecional
Todas as ondas sonoras possuem uma propriedade chamada “simetria de reversão do tempo”. Se você enviar uma onda sonora pelo ar em uma direção, ela poderá ser devolvida da mesma maneira. Portanto, se você puder falar com alguém, essa pessoa poderá responder a você e cada pessoa ouvirá a outra.
A simetria de reversão do tempo também funciona com outras ondas, incluindo luz visível e ondas de rádio. Com as ondas de rádio, entretanto, os cientistas descobriram como girar os elétrons em apenas uma direção usando materiais magnéticos. Isto quebra a simetria de reversão do tempo, para que as ondas de rádio que transmitem as nossas músicas favoritas não voltem para as torres de transmissão.
Até recentemente, porém, os cientistas não sabiam como controlar a direção das ondas sonoras no ar para que você pudesse ouvir sem ser ouvido. Eles queriam criar uma versão em ondas sonoras de um espelho unidirecional, que seria uma ótima maneira de espionar as pessoas . Não é de surpreender que esta pesquisa tenha sido financiada pelo governo dos EUA.
Usando esses fundos, uma equipe da Universidade do Texas em Austin desenvolveu uma solução engenhosa. Eles construíram um circulador acústico , um dispositivo semelhante a uma estrela do mar com três braços. Os braços são tubos com microfones nas extremidades para gravar o som que flui através de uma cavidade em forma de anel no corpo central. Três ventiladores na cavidade operam a uma velocidade que faz o som se mover em apenas uma direção.
Portanto, se você embutir vários desses circuladores em uma parede, poderá ouvir a atividade do outro lado sem que ninguém o ouça. Esses dispositivos podem isolar o som em aviões, estúdios de música, submarinos e muito mais. Eles também podem tornar as máquinas de sonar e ultrassom mais precisas.
7 Desfervendo um ovo
Num processo que leva apenas alguns minutos, os cientistas descobriram como descascar claras de ovo. Eles adicionaram uréia, um componente importante da urina, para dissolver as claras de ovo e, em seguida, centrifugaram a mistura líquida resultante em alta velocidade em um dispositivo de vórtice. Mas eles não fizeram isso para que você pudesse mudar o pedido do café da manhã de ovos cozidos para ovos mexidos ou mais fácil, sem quebrar ovos novos. Em vez disso, esta descoberta tem o potencial de transformar processos de fabrico que podem reduzir os custos do tratamento do cancro e da produção de alimentos.
Os cientistas começaram fervendo claras de ovo a 90 graus Celsius (194 °F) durante 20 minutos para torná-las extremamente duras. Isso faz com que as proteínas individuais nas claras de ovo transparentes e pegajosas se tornem uma bagunça dentro das claras de ovo cozidas. “Esse processo é chamado de ‘agregação ‘”, disse o pesquisador Gregory Weiss, da Universidade da Califórnia, Irvine. “Isso nos deixa malucos, como cientistas, porque é muito difícil desembaraçar [as proteínas] mais tarde. Muitas vezes, temos essa proteína que queremos estudar, e ela sai, e eles são simplesmente pegajosos.”
Além de demonstrar como esse processo funciona, os ovos de galinha são, na verdade, irrelevantes. Como Weiss explicou: “O verdadeiro problema é que há muitos casos de proteínas gomosas em que você gasta muito tempo raspando os tubos de ensaio e deseja algum meio de recuperar esse material ”. Usando seu procedimento, os cientistas podem desembaraçar suavemente as proteínas de maneira muito mais rápida e barata do que os métodos anteriores, que levavam cerca de quatro dias. Isto é importante para qualquer empresa de biotecnologia que precise dobrar proteínas.
6 Reversão de ligações emocionais com memórias
Já discutimos anteriormente como os cientistas alteraram geneticamente as células cerebrais individuais dos ratos para que um feixe de luz ligasse e desligasse a atividade celular. Essa técnica é chamada de optogenia. Em seu primeiro experimento, os pesquisadores plantaram memórias falsas nos cérebros desses ratos e, em seguida, desencadearam a recuperação dessas memórias com um feixe de luz. Agora, os cientistas estão levando a optogenia para o próximo nível, alterando o conteúdo emocional de uma memória. Eles podem transformar uma associação negativa com uma memória em positiva e vice-versa.
Cada memória possui componentes que são armazenados em diferentes áreas do cérebro. Por exemplo, o contexto de uma memória (como onde algo aconteceu) é armazenado no hipocampo do cérebro, enquanto a parte emocional dessa memória é retida na amígdala.
Para testar se conseguiam mudar a emoção ligada à memória de estar num local específico, os investigadores deram a ratos machos a experiência positiva de conhecer uma fêmea ou a experiência negativa de receber um pequeno choque eléctrico. Então os cientistas moveram os ratos para um novo local e usaram um feixe de luz para desencadear essa memória. Mas desta vez cada rato recebeu a experiência emocional oposta. Os ratos machos que primeiro tiveram o prazer de conhecer fêmeas agora ficaram chocados quando essa memória foi desencadeada, e os ratos machos que inicialmente ficaram chocados ficaram com as meninas desta vez.
Com base na forma como os ratos reagiram quando regressaram ao primeiro local, parecia que as emoções ligadas à memória tinham mudado. Por exemplo, os ratos que ficaram originalmente chocados tiveram menos medo no mesmo local e começaram a procurar uma fêmea.
No entanto, só funcionou se ativassem as células cerebrais no hipocampo, onde o contexto da memória era armazenado. Não funcionou se eles ativassem células cerebrais na amígdala, onde estava localizada a emoção associada a uma memória.
5 Reversão de continentes individuais em um supercontinente
O último supercontinente foi Pangeia, quando os dinossauros vagavam pela Terra. Antes disso, três ou quatro outros supercontinentes formaram-se durante a história multibilionária do nosso planeta.
Os cientistas sabem que os continentes da Terra se movem continuamente, aproximando-se lentamente e quebrando-se como peças de um puzzle porque assentam em placas tectónicas em movimento. “Os continentes nessas placas normalmente se movem. . . à medida que suas unhas crescem ”, disse Ross Mitchell, da Universidade de Yale. Portanto, podem levar centenas de milhões de anos para que um novo supercontinente se forme.
Isso não impediu os cientistas de fazerem previsões sobre o novo supercontinente, embora os humanos provavelmente não estejam por perto para vê-las tornarem-se realidade. Possivelmente daqui a 50-200 milhões de anos, alguns cientistas prevêem que o próximo supercontinente será Amasia, a fusão das Américas e da Ásia. Mas onde se formará este supercontinente?
A primeira teoria, a introversão, diz que Amasia fechará o Oceano Atlântico para se formar onde antes ficava a Pangéia, ao longo do equador. A segunda teoria, a extroversão, diz que Amasia fechará o Oceano Pacífico para formar um supercontinente ao longo do equador, do outro lado do mundo.
No entanto, uma teoria mais recente de introversão diz que os novos supercontinentes formam-se sempre perpendicularmente aos seus antecessores. Com os continentes parecendo se deslocar para o norte, Amasia se formará no Pólo Norte, fechando o Oceano Ártico e o Mar do Caribe. Ao analisar a assinatura magnética de antigas rochas derretidas, que congelam apontando para norte como uma bússola, os investigadores podem determinar como estas rochas se deslocaram ao longo do tempo e para onde as massas de terra se moverão para formar o próximo supercontinente. A teoria deles é consistente com o fato de Pangea estar em ângulo reto com o local onde sua antecessora, Rodínia, se separou. Rodínia, por sua vez, formou-se em ângulo reto com sua antecessora, Nuna.
Mais importante ainda, a localização destes supercontinentes pode ajudar-nos a compreender onde a vida surgiu em diferentes pontos do nosso planeta e como se moveu pelas massas terrestres. “Continentes com registos fósseis semelhantes provavelmente partilham uma ancestralidade evolutiva”, disse Mitchell, “mas estabelecer realmente uma ponte terrestre justapondo esses continentes é encontrar a arma fumegante”.
4 Reversão Evolutiva do Osedax
Discutimos anteriormente Osedax mucofloris (semelhante ao Annelid na foto acima), as “ flores de ranho comedoras de ossos ”. Esses vermes zumbis vermelhos, cada um com cerca de 2,5 a 5 centímetros de comprimento, se enterram nos ossos das baleias mortas e secretam ácido para se alimentar delas. Então os pesquisadores descobriram que todos os vermes nos ossos das baleias eram fêmeas. Os cientistas não encontraram os machos até examinarem uma fêmea ao microscópio. Vivendo dentro dos tubos das fêmeas estavam larvas anãs machos, cada uma com aproximadamente 1 milímetro de comprimento. Cada mulher continha um harém de 30 a 100 homens.
“Esses machos não se alimentam”, disse o biólogo Robert Vrijenhoek. “Um macho vive toda a sua vida da gema que foi fornecida pelo ovo do qual nasceu. Este é um dos poucos casos no mundo animal em que indivíduos que se reproduzem sexualmente são pouco mais desenvolvido que os ovos . É estranho.”
Mas ficou ainda mais estranho quando os cientistas descobriram uma nova espécie de Osedax cujos machos tinham revertido para um estado ancestral. Nesta espécie, as fêmeas eram aproximadamente do mesmo tamanho que as fêmeas de outras espécies conhecidas de Osedax . No entanto, os machos da nova espécie eram quase tão grandes quanto as fêmeas. Esses machos eram dezenas de milhares de vezes maiores que o normal . Os cientistas ficaram surpresos com essa reversão evolutiva porque acreditavam que os genes para criar adultos masculinos em tamanho real haviam desaparecido por falta de uso. Ao contrário de seus homólogos anões, esses machos em tamanho real se alimentam de ossos.
Os cientistas chamaram esta espécie de Osedax priapus , em homenagem ao deus da fertilidade da mitologia grega, porque os corpos dos machos parecem ter evoluído para fins de acasalamento. Os machos anões não precisam ir a lugar nenhum para acasalar porque estão permanentemente ligados ao corpo das fêmeas. Mas os machos maiores de Osedax priapus podem estender seus corpos até 10 vezes o tamanho normal para encontrar parceiros. Os cientistas não têm certeza, mas acreditam que os machos maiores de Osedax priapus evoluíram porque havia menos fêmeas de Osedax competindo por espaço em alguns ossos de animais.
3 Reversão do envelhecimento celular
Já discutimos anteriormente a água-viva imortal , Turritopsis nutricula , que pode reverter para um estágio imaturo de desenvolvimento se for danificada. Se os humanos pudessem fazer isso, os adultos seriam capazes de voltar a ser bebês conforme necessário para escapar da devastação das doenças. Também falamos sobre como a infusão de sangue jovem em camundongos reverteu o envelhecimento desses animais. Se isso funcionaria para humanos é o próximo estágio de teste a ser feito.
Um estudo da Universidade da Califórnia em Berkley analisou a reversão da degeneração celular injetando células de ratos com SIRT3, uma proteína que regula o envelhecimento. “O envelhecimento é apenas um acúmulo de danos”, disse a pesquisadora principal Danica Chen. “Se você pensa assim, provavelmente não é reversível, porque as células já estão danificadas e não funcionam mais. Mas o que mostramos aqui é que os danos induzidos pelo estresse oxidativo , na verdade, são reversíveis.” Esse dano ocorre porque os idosos não canalizam e utilizam o oxigênio em seus corpos com a mesma eficiência que os mais jovens, resultando no envelhecimento.
Não se trata de produzir uma fonte de juventude. A sua aplicação prática seria prevenir e tratar doenças degenerativas relacionadas com a idade, como artrite, Alzheimer e doenças cardíacas. SIRT3 também parece suprimir tumores. Normalmente, qualquer coisa que regenerasse as células causaria a divisão celular e aumentaria o risco de câncer. SIRT3 parece reverter os danos em nível molecular. É claro que não sabemos até que ponto funcionará bem em humanos, especialmente a longo prazo. Este é o primeiro estudo que mostra que podemos reverter o envelhecimento celular, e não apenas retardá-lo.
Num teste separado, os investigadores de Stanford conseguiram alongar os telómeros das células da pele humana, o que reverte o tempo (e o envelhecimento) no relógio dos telómeros, dando a essas células uma vida mais longa. Telômeros são sequências repetidas de DNA no final dos cromossomos. O objetivo final desta técnica é tratar doenças resultantes de telômeros encurtados.
2 Reversão do efeito Doppler
O efeito Doppler descreve a mudança na frequência das ondas sonoras ou da luz conforme você se aproxima ou se afasta da fonte. Um exemplo comum é a mudança no tom da sirene de uma ambulância ou do apito de um trem, que soa mais alto à medida que se aproxima de você (à medida que a frequência aumenta) e mais baixo à medida que se afasta (à medida que a frequência diminui). Ao reverter o efeito Doppler, podemos começar a criar tecnologia de camuflagem acústica .
Em 2011, os cientistas reverteram pela primeira vez o efeito Doppler óptico, necessário para desenvolver a tecnologia do manto de invisibilidade . Quando vemos um objeto, estamos realmente vendo sua luz refletida. Portanto, para que um objeto se tornasse completamente invisível, teríamos que curvar todos os comprimentos de onda da luz visível ao seu redor para que não produzisse reflexo e não projetasse sombra .
Para curvar a luz em torno de um objeto, esse objeto deve ter um índice de refração negativo . As ondas de luz se curvam para trás em vez de avançar através do objeto. Isso não ocorre na natureza. Temos que criar materiais artificiais, chamados metamateriais, para controlar o caminho da luz.
Materiais com índice de refração negativo também revertem o efeito Doppler. Normalmente, à medida que um objeto se aproxima de nós, a frequência da luz aumenta, deslocando os comprimentos de onda em direção à extremidade azul do espectro. Com um efeito Doppler reverso (que não ocorre na natureza), a frequência da luz diminui, mudando os comprimentos de onda do azul para o vermelho à medida que um objeto se aproxima e do vermelho para o azul à medida que se afasta.
Esta inversão científica poderá mudar o mundo de muitas maneiras. Já discutimos algumas das capas para luz, som, toque e assinatura térmica que estão sendo desenvolvidas ou já estão disponíveis com a tecnologia atual.
1 O Frangossauro
O paleontólogo Jack Horner, que já foi consultor técnico do Jurassic Park , está trabalhando arduamente para tentar criar um frangossauro. Em 2009, ele causou sensação na mídia ao afirmar que pretendia manipular genes de galinhas para reviver algumas características latentes dos dinossauros . Do ponto de vista evolutivo, as galinhas modernas fazem parte da linha de dinossauros velociraptores que tinham penas quando viveram de 71 a 86 milhões de anos atrás.
Com um peso máximo de 15 kg (33 lb), os velociraptores eram pequenos dinossauros parecidos com pássaros que podiam crescer até um comprimento de quase 2 metros (7 pés) e uma altura de 0,5 metros (1,6 pés) nos quadris. Embora seus braços fossem curtos demais para voar, suas penas sugerem que seus ancestrais já foram capazes de voar. Este dinossauro carnívoro tinha um focinho estreito com cerca de 30 dentes serrilhados nas mandíbulas, uma cauda e dois braços que terminavam em mãos, cada uma com três garras curvas.
São essas características – dentes, cauda e braços – que Horner deseja fazer a engenharia reversa de uma galinha, ativando ou suprimindo os genes apropriados. Assim, o bico da galinha se tornaria um focinho de dinossauro com dentes, a cauda seria reativada e as asas da galinha se transformariam em braços, possivelmente com mãos e garras. Este animal não seria um dinossauro, mas sim uma galinha modificada com características de dinossauro.
Horner acredita que esta experiência ensinaria as pessoas sobre a evolução. Também pode ter aplicações médicas à medida que descobrimos o que acontece quando os genes são ligados e desligados. Mas o problema inicial foi localizar os genes apropriados para reativar as características dos dinossauros numa galinha. Até agora, a equipa de investigação estudou o desenvolvimento das caudas em embriões de galinha, que são depois reabsorvidas.
