Estrutura em dupla espiral explica por que presas de narvais crescem retas

Durante a Idade Média, as presas dos narvais circulavam pelos mercados europeus como chifres de unicórnio, supostamente capazes de neutralizar venenos e curar doenças. Nenhum desses poderes era real, mas o mistério que envolvia essas estruturas alongadas nunca desapareceu completamente. Agora, pesquisadores publicaram na revista Nature Communications uma explicação para a forma peculiar desses dentes: uma arquitetura interna em dupla espiral que permite ao narval crescer reto, diferentemente das presas curvas de elefantes e morsas.

A presa do narval é um dente que se projeta para fora da boca do animal, podendo atingir até três metros de comprimento. Para desvendar sua estrutura interna, os cientistas utilizaram técnicas avançadas de imageamento tridimensional por raios X. O que descobriram foi elegante em sua simplicidade: a camada externa, feita de cemento, forma uma espiral orientada para a esquerda, enquanto a camada interna, composta de dentina, exibe uma espiral orientada para a direita. Essas duas rotações opostas criam um contrapeso biológico que confere à presa propriedades mecânicas superiores para resistir à flexão e à torção.

Henrik Birkedal, químico de materiais da Universidade de Aarhus na Dinamarca e coautor do estudo, explica que essa estrutura em dupla hélice permite que a presa cresça reta. A maioria dos narvais machos possui uma dessas presas, e alguns chegam a ter duas. As fêmeas raramente as desenvolvem. A função exata dessas estruturas ainda não está completamente clara, mas evidências sugerem múltiplos papéis: estabelecer hierarquia social entre os machos, servir como característica selecionada sexualmente em disputas, funcionar como órgão sensorial ou até mesmo para brincadeiras.

A estrutura da presa resulta da disposição microscópica do colágeno mineralizado, uma proteína fundamental em ossos, dentes e pele. As fibrilas de colágeno são reforçadas por nanopartículas de um mineral à base de cálcio, formando um material compósito resistente e flexível. Essas fibrilas estão alinhadas quase paralelamente ao eixo longitudinal da presa, mas desviam-se sistematicamente para formar os dois padrões helicoidais com sentidos de rotação opostos. Essa configuração dupla produz um contrapeso onde duas forças opostas se encontram no ponto de contato entre as camadas interna e externa.

Os narvais habitam as águas gélidas do oceano Ártico, principalmente nas proximidades do Canadá, Groenlândia, Noruega e Rússia. Esses animais podem atingir cinco metros de comprimento e alimentam-se de peixes, lulas e camarões. Sua tonalidade muda conforme envelhecem: nascem azul-acinzentados, tornam-se azul-escuros na juventude, cinzentos na idade adulta e quase totalmente brancos na velhice.

A história das presas de narval como símbolos de prestígio remonta séculos. No século 16, um cartógrafo sueco desenhou o narval como uma criatura semelhante a um peixe com um chifre. No século 17, o naturalista dinamarquês Ole Worm concluiu que o pó de presa de narval e o de chifre de unicórnio eram idênticos, descrevendo crânios de unicórnios marinhos semelhantes aos narvais. A cadeira usada nas coroações dos monarcas dinamarqueses de 1671 a 1840, encomendada pelo rei Frederik 3º e hoje exposta no Castelo de Rosenborg em Copenhague, foi confeccionada com presas de narval, evidência do prestígio que essas estruturas conferiam.

Birkedal sugere que a descoberta pode servir como fonte de inspiração para o desenvolvimento de novos materiais. A estrutura em dupla espiral com rotações opostas oferece um modelo biológico de como criar materiais compostos mais resistentes e flexíveis, potencialmente aplicáveis em diversas tecnologias. O que era considerado mágico na Idade Média revela-se, na verdade, uma solução engenhosa da natureza para um problema mecânico específico.