versão original de esta história apareceu em Revista Quanta.
Ao beber uma taça de vinho, você verá o líquido fluindo continuamente pelo lado úmido da taça. Em 1855 o irmão de Lord Kelvin James Thomson explicado no revista de filosofia Os “rasgos” ou “pernas” destes vinhos são causados pelas diferenças de tensão superficial entre o álcool e a água. “Este facto fornece uma explicação para alguns movimentos muito interessantes”, escreveu Thomson. Mal sabia ele que o mesmo efeito, mais tarde denominado efeito Marangoni, também poderia afetar o desenvolvimento dos embriões.
Em março passado, um grupo de biofísicos franceses relatado O efeito Marangoni é que uma massa celular homogênea é responsável por um momento crucial no alongamento e desenvolvimento do eixo da cabeça e da cauda. Esta se torna a primeira característica definidora de um organismo.
A descoberta faz parte de uma tendência que desafia as normas da biologia. Normalmente, os biólogos procuram caracterizar o crescimento, o desenvolvimento e outros processos biológicos como resultado de sinais químicos desencadeados por instruções genéticas. Mas a imagem muitas vezes parecia incompleta. Os investigadores estão agora a apreciar cada vez mais o papel das forças mecânicas na biologia – forças que empurram e puxam os tecidos em resposta às suas propriedades materiais e que orientam o crescimento e o desenvolvimento de uma forma que os genes não conseguem.
As modernas tecnologias de imagem e medição abriram os olhos dos cientistas para estas forças, inundando o campo com dados que convidam a interpretações mecanicistas. “O que mudou nas últimas décadas é que podemos realmente observar em tempo real o que está acontecendo e ver os mecanismos em termos de movimento celular, rearranjo celular, crescimento de tecidos”, disse ele. Pierre François Rennes é professor da Universidade Aix de Marselha e um dos pesquisadores do estudo recente.
A virada para explicações mecanicistas reavivou o interesse em modelos pré-genéticos da biologia. Por exemplo, em 1917, o biólogo, matemático e estudioso clássico escocês D’Arcy Thompson publicou o seguinte livro: Sobre crescimento e formaIsto destacou as semelhanças entre as formas encontradas nos organismos vivos e aquelas que ocorrem em objetos inanimados. Thompson escreveu este livro como um antídoto à tendência excessiva de explicar tudo em termos da seleção natural darwiniana. Sua tese de que a física também nos molda está novamente em alta.
“A hipótese é que a física e a dinâmica podem nos ajudar a entender a biologia em escala de tecido”, disse ele. Alexandre KablaEle é físico e engenheiro da Universidade de Cambridge.
O desafio agora é compreender a interação das causas, onde os genes e a física de alguma forma trabalham juntos para esculpir um organismo.
Cresça com o fluxo
Os modelos mecanísticos de crescimento embrionário e tecidual não são novos, mas os biólogos há muito não têm uma maneira de testar essas ideias. Apenas ver o embrião é difícil. Eles são pequenos e difusos e refletem a luz em todas as direções, como vidro fosco. Mas novas técnicas de microscopia e análise de imagens abriram uma janela mais clara para o desenvolvimento.
Lenne e seus colegas aplicaram várias novas técnicas para observar o movimento celular dentro dos gastrulóides de camundongos (aglomerados de células-tronco que imitam os estágios iniciais do crescimento embrionário).
