Uma espécie inusitada de planta, conhecida popularmente como "pepino-do-diabo", chama a atenção de cientistas há algum tempo. Isso porque o pepino Ecballium elaterium é capaz de atirar suas sementes em um sistema considerado explosivo.
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O nome científico Ecballium elaterium vem da palavra grega “ekballein", que significa “arremessar” ou “jogar fora". Quando está maduro, o fruto em formato oval cai do caule e ejeta as sementes de forma explosiva, em um jato de alta pressão.
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O lançamento dura apenas 30 milissegundos, e as sementes são arremessadas a uma distância de até 10 metros. Segundo pesquisadores das universidades de Oxford e de Manchester, no Reino Unido, a explosão alcança velocidades de até 20 metros por segundo.
Para conseguir desvendar os mistérios, os cientistas conduziram uma série de experimentos em espécies da Ecballium, que foram plantadas no Jardim Botânico de Oxford. A pesquisa envolveu a filmagem das plantas enquanto as sementes eram arremessadas, com uma câmera de ultravelocidade, capaz de capturar 8.600 frames por segundo.
A partir daí foi possível fazer medições e monitorar o pepino-do-diabo, bem como fazer estudos usando modelos matemáticos para descrever a mecânica do fruto e a trajetória das sementes.
O pepino-do-diabo é um membro da família das cucurbitáceas (Cucurbitaceae), que inclui melão, abóbora, abobrinha e pepino. Nativa do Mediterrâneo, graças à sua eficiente estratégia de dispersão de sementes, esta espécie é frequentemente considerada uma planta daninha.
Como o pepino-do-diabo atira suas sementes?
Usando as técnicas necessárias, os cientistas encontraram os componentes mais importantes para que a planta consiga arremessar suas sementes:
- Um sistema de alta pressão: nas semanas anteriores à dispersão, os frutos se tornam mais pressurizados, devido ao muco que cresce dentro deles.
- Distribuição do fluido: nos dias anteriores, parte do fluido é redistribuída do fruto para o caule, fazendo com que ele fique mais forte e enrijecido. Isso faz com que o fruto fique a um ângulo de 45º, um elemento importante para o sucesso no lançamento das sementes.
- Encolhimento: nos microssegundos da explosão, a ponta do caule se encolhe para longe do fruto, fazendo com que o pepino-do-diabo gire na posição oposta.
- Lançamento variável: à medida que as sementes são lançadas, a velocidade de saída diminui (porque a pressão da cápsula do fruto, agora se esvaziando, também diminui), enquanto o ângulo de lançamento aumenta (devido à rotação do fruto). Isso faz com que as primeiras sementes atinjam distâncias maiores, enquanto as sementes subsequentes pousam mais próximas. Como vários frutos estão distribuídos no centro da planta, o resultado é uma distribuição ampla e quase uniforme de sementes, cobrindo uma área em forma de anel, localizada entre 2 e 10 metros da planta-mãe.
Juntos, esses componentes formam um sistema que os especialistas definem como 'sofisticado' e 'único' no reino das plantas.
O que dizem os pesquisadores
“Por séculos, as pessoas se perguntaram como e por que esta planta extraordinária lança suas sementes de maneira tão violenta no mundo. Agora, como uma equipe de biólogos e matemáticos, finalmente começamos a desvendar esse grande enigma botânico", afirmou o Dr. Chris Thorogood, autor do estudo, vice-diretor e chefe de Ciências do Jardim Botânico de Oxford.
O coautor da pesquisa, Dr. Derek Moulton, que é professor de Matemática Aplicada no Instituto de Matemática de Oxford comentou que chegou a duvidar do caso. "Na primeira vez que analisamos essa planta no Jardim Botânico, o lançamento das sementes foi tão rápido que nem tivemos certeza de que realmente havia ocorrido. Foi muito empolgante nos aprofundarmos e descobrir o mecanismo dessa planta única."
Outro coautor da pesquisa, Dr. Finn Box, que é pesquisador da Royal Society, na Universidade de Manchester, afirmou que a pesquisa pode oferecer uma base para aplicações na engenharia.
"Esta pesquisa oferece aplicações potenciais na engenharia inspirada na biologia e na ciência dos materiais, especialmente em sistemas de liberação de medicamentos sob demanda, como microcápsulas que ejetam nanopartículas onde o controle preciso de liberação rápida e direcionada é crucial", defendeu.
