Os coros dos sapos cantam uma canção da criação
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| Sapinhos cantando numa lagoa (Imagem gerada por IA - Salvador Daqui em NightCafé Studio) |
por Fazale Rana
12 de junho de 2019
Meu sobrenome, Rana, é de origem sânscrita, referindo-se a alguém que descende da aristocracia Thar Ghar. Morar no sul da Califórnia significa que não encontro com frequência pessoas que falam urdu e que apreciariam a herança real ligada ao meu nome de família. Mas conheço muitos falantes de espanhol. E quando me apresento, muitas vezes vejo sobrancelhas levantadas e sorrisos.
12 de junho de 2019
Meu sobrenome, Rana, é de origem sânscrita, referindo-se a alguém que descende da aristocracia Thar Ghar. Morar no sul da Califórnia significa que não encontro com frequência pessoas que falam urdu e que apreciariam a herança real ligada ao meu nome de família. Mas conheço muitos falantes de espanhol. E quando me apresento, muitas vezes vejo sobrancelhas levantadas e sorrisos.
Em espanhol, Rana significa sapo.
Minha família aprendeu a abraçar o homônimo de nossa família. Na verdade, quando nossos filhos eram pequenos, minha esposa se referia afetuosamente aos nossos cinco filhos como ranitas — sapinhos.
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| Cinco rãzinhas (Imagem gerada por IA em Google Whisk) |
Deixando de lado nossos sentimentos sobre esses anfíbios fofos e coloridos, os sapos são criaturas notáveis. Eles se envolvem em alguns comportamentos fascinantes. Veja o namoro, como exemplo. Em muitas espécies de sapos, os machos coaxam para atrair a atenção das fêmeas, com cada espécie de sapo exibindo seu chamado distinto.
Os sapos machos coaxam enchendo suas bolsas vocais de ar. Isso permite que eles amplifiquem seus coaxos a até um quilômetro de distância. Muitas vezes, sapos machos na mesma vizinhança coaxam juntos, formando um coro.
Os sapos machos coaxam enchendo suas bolsas vocais de ar. Isso permite que eles amplifiquem seus coaxos a até um quilômetro de distância. Muitas vezes, sapos machos na mesma vizinhança coaxam juntos, formando um coro.
.jpg "Sapo macho coaxando para atrair uma fêmea (Foto de David Clode em Unsplash - https://unsplash.com)") |
| Sapo macho coaxando para atrair uma fêmea (Foto de David Clode em Unsplash) |
Acontece que as rãs fêmeas não são as únicas que respondem ao coaxar dos sapos.
Uma equipe de pesquisa do Japão passou muito tempo ouvindo e analisando os coros dos sapos na esperança de compreender a estrutura matemática dos sons que os sapos emitem coletivamente quando chamam as fêmeas. Depois de terem o modelo matemático em mãos, os pesquisadores descobriram que poderiam usá-lo para melhorar a eficiência dos sistemas de transferência de dados sem fio. [1]
Este trabalho serve como mais um exemplo de cientistas e engenheiros que aplicam conhecimentos da biologia para impulsionar avanços e descobertas tecnológicas. Esta forma de abordar o desenvolvimento tecnológico (chamada biomimética e bioinspiração) — exemplificada pelo impressionante trabalho dos investigadores japoneses — tem um significado que vai além da engenharia. Pode ser usado para defender que um Criador deve ter desempenhado um papel no projeto e na história da vida, reunindo apoio para dois argumentos distintos para a existência de Deus:
Refrões de Sapo: Uma Cacofonia ou Uma Sinfonia?
Qualquer pessoa que já tenha passado algum tempo perto de um lago à noite certamente conhece a confusão que um exército de sapos machos pode causar quando cada um deles disputa a atenção das fêmeas.
Todos os sapos machos que vivem perto do lago querem atrair as fêmeas para o mesmo criadouro, mas, ao fazê-lo, cada indivíduo também quer atrair as fêmeas para o seu território específico. As observações de campo indicam que, em vez de se envolver num coaxar de vale-tudo (com as rãs vizinhas tentando se superar umas às outras), o exército de rãs envolve-se numa apresentação acústica cuidadosamente orquestrada. Como resultado, os sapos machos evitam a sobreposição de cantos com os machos vizinhos em uma escala de tempo curta, enquanto sincronizam seus coaxos com os de outros sapos para produzir um coro em uma escala de tempo mais longa.
As rãs evitam a sobreposição de cantos alternando entre o silêncio e o coaxar, coordenando-se com as rãs vizinhas para que, quando uma rã descansa, outra coaxe. Essa alternância de vaivém torna possível que cada sapo individual seja ouvido em meio ao refrão e também resulta em um coro sinfônico de coaxos de sapos.
A Estrutura Matemática dos Coros de Sapos
Para dissecar a estrutura matemática dos coros dos sapos, a equipe de pesquisa colocou três pererecas japonesas machos em gaiolas de malha individuais colocadas ao longo de uma linha reta, com uma separação de 60 centímetros entre cada gaiola. Os pesquisadores registraram os coaxos dos sapos usando microfones colocados em cada gaiola.
Eles observaram que os três sapos alternavam seus cantos, formando uma sincronização trifásica. Um sapo coaxava continuamente por um breve período de tempo e depois descansava, enquanto os outros dois sapos coaxavam e descansavam. Os pesquisadores determinaram que as pausas para descanso dos sapos eram importantes devido à quantidade de energia necessária para que os sapos produzissem um chamado.
Todos os três sapos sincronizariam o início e o fim de suas chamadas para produzir um refrão seguido por um período de silêncio. Eles descobriram que o tempo entre os refrões variava bastante, sem rima ou razão, e normalmente era muito mais longo do que o tempo do refrão. Por outro lado, o coaxar de cada indivíduo durou um tempo previsível, seguido imediatamente pelo coaxar de um sapo vizinho.
Ao analisar os dados acústicos, os investigadores desenvolveram um modelo matemático para descrever o coaxar das rãs individuais e o comportamento coletivo das rãs quando entoavam um coro de chamados. Seu modelo consistia em componentes determinísticos e estocásticos.
Uso de Coros de Sapos para Gerenciar o Tráfego de Dados
Os pesquisadores perceberam que o modelo matemático que desenvolveram poderia ser aplicado para controlar redes de sensores sem fio, como as que compõem a internet das coisas. Essas redes envolvem um conjunto de nós sensores que transmitem pacotes de dados, entregando-os a um nó gateway por meio de comunicação multi-hop, com pacotes de dados transmitidos de sensor para sensor até chegar à porta. Durante a transmissão, é fundamental que o sistema evite a colisão de pacotes de dados. Também é fundamental regular o consumo global de energia do sistema, para evitar o desperdício de recursos energéticos valiosos.
Uma equipe de pesquisa do Japão passou muito tempo ouvindo e analisando os coros dos sapos na esperança de compreender a estrutura matemática dos sons que os sapos emitem coletivamente quando chamam as fêmeas. Depois de terem o modelo matemático em mãos, os pesquisadores descobriram que poderiam usá-lo para melhorar a eficiência dos sistemas de transferência de dados sem fio. [1]
Este trabalho serve como mais um exemplo de cientistas e engenheiros que aplicam conhecimentos da biologia para impulsionar avanços e descobertas tecnológicas. Esta forma de abordar o desenvolvimento tecnológico (chamada biomimética e bioinspiração) — exemplificada pelo impressionante trabalho dos investigadores japoneses — tem um significado que vai além da engenharia. Pode ser usado para defender que um Criador deve ter desempenhado um papel no projeto e na história da vida, reunindo apoio para dois argumentos distintos para a existência de Deus:
- O argumento da beleza
- Uma nova variação do Argumento do Relojoeiro, apelidada de Argumento Inverso do Relojoeiro
Refrões de Sapo: Uma Cacofonia ou Uma Sinfonia?
Qualquer pessoa que já tenha passado algum tempo perto de um lago à noite certamente conhece a confusão que um exército de sapos machos pode causar quando cada um deles disputa a atenção das fêmeas.
Todos os sapos machos que vivem perto do lago querem atrair as fêmeas para o mesmo criadouro, mas, ao fazê-lo, cada indivíduo também quer atrair as fêmeas para o seu território específico. As observações de campo indicam que, em vez de se envolver num coaxar de vale-tudo (com as rãs vizinhas tentando se superar umas às outras), o exército de rãs envolve-se numa apresentação acústica cuidadosamente orquestrada. Como resultado, os sapos machos evitam a sobreposição de cantos com os machos vizinhos em uma escala de tempo curta, enquanto sincronizam seus coaxos com os de outros sapos para produzir um coro em uma escala de tempo mais longa.
As rãs evitam a sobreposição de cantos alternando entre o silêncio e o coaxar, coordenando-se com as rãs vizinhas para que, quando uma rã descansa, outra coaxe. Essa alternância de vaivém torna possível que cada sapo individual seja ouvido em meio ao refrão e também resulta em um coro sinfônico de coaxos de sapos.
A Estrutura Matemática dos Coros de Sapos
Para dissecar a estrutura matemática dos coros dos sapos, a equipe de pesquisa colocou três pererecas japonesas machos em gaiolas de malha individuais colocadas ao longo de uma linha reta, com uma separação de 60 centímetros entre cada gaiola. Os pesquisadores registraram os coaxos dos sapos usando microfones colocados em cada gaiola.
Eles observaram que os três sapos alternavam seus cantos, formando uma sincronização trifásica. Um sapo coaxava continuamente por um breve período de tempo e depois descansava, enquanto os outros dois sapos coaxavam e descansavam. Os pesquisadores determinaram que as pausas para descanso dos sapos eram importantes devido à quantidade de energia necessária para que os sapos produzissem um chamado.
Todos os três sapos sincronizariam o início e o fim de suas chamadas para produzir um refrão seguido por um período de silêncio. Eles descobriram que o tempo entre os refrões variava bastante, sem rima ou razão, e normalmente era muito mais longo do que o tempo do refrão. Por outro lado, o coaxar de cada indivíduo durou um tempo previsível, seguido imediatamente pelo coaxar de um sapo vizinho.
Ao analisar os dados acústicos, os investigadores desenvolveram um modelo matemático para descrever o coaxar das rãs individuais e o comportamento coletivo das rãs quando entoavam um coro de chamados. Seu modelo consistia em componentes determinísticos e estocásticos.
Uso de Coros de Sapos para Gerenciar o Tráfego de Dados
Os pesquisadores perceberam que o modelo matemático que desenvolveram poderia ser aplicado para controlar redes de sensores sem fio, como as que compõem a internet das coisas. Essas redes envolvem um conjunto de nós sensores que transmitem pacotes de dados, entregando-os a um nó gateway por meio de comunicação multi-hop, com pacotes de dados transmitidos de sensor para sensor até chegar à porta. Durante a transmissão, é fundamental que o sistema evite a colisão de pacotes de dados. Também é fundamental regular o consumo global de energia do sistema, para evitar o desperdício de recursos energéticos valiosos.
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| A Internet das Coisas composta por sensores sem fio (Imagem de Jack Moreh em Stockvault) |
Através de estudos de simulação, a equipe japonesa demonstrou que o modelo matemático inspirado nos coros dos sapos evitou a colisão de pacotes de dados em um conjunto de sensores sem fio, maximizou a conectividade da rede e melhorou a eficiência do conjunto, minimizando o consumo de energia. Os pesquisadores concluem: “Este estudo destaca a dinâmica única dos coros dos sapos em múltiplas escalas de tempo e também fornece uma nova tecnologia de inspiração biológica”. [2]
Por mais importante que este trabalho possa ser para inspirar novas tecnologias, como cristão, considero o seu real significado na arena teológica.
Coros de Sapo e Argumento da Beleza
A grandeza da natureza toca a essência de quem somos – se reservarmos um tempo para permitir. Mas, como demonstra o trabalho dos investigadores japoneses, a grandeza que vemos à nossa volta na natureza não se limita ao que percebemos com os nossos sentidos imediatos. Ela existe na estrutura matemática subjacente da natureza. É simplesmente incrível pensar que uma organização e orquestração tão requintadas caracterizam os refrões dos sapos, a ponto de inspirar técnicas sofisticadas de gerenciamento de dados.
Do meu ponto de vista, a beleza e a elegância matemática da natureza apontam para a realidade de um Criador.
Se Deus criou o universo, então é razoável esperar que seja um universo belo, que apresenta uma beleza subjacente ainda mais profunda na estrutura matemática que define o próprio universo e os fenômenos dentro do universo. Contudo, se o universo surgiu apenas através de um mecanismo, não há nenhuma razão real para pensar que ele exibiria beleza. Em outras palavras, a beleza do mundo que nos rodeia significa o divino.
Além disso, se o universo se originou através de mecanismos físicos não causados, não há razão para pensar que os humanos apreciariam a beleza.
Uma rápida pesquisa na literatura científica e popular destaca o desafio que a origem do nosso sentido estético cria para o paradigma evolucionista. [3] Dito de forma simples: os biólogos evolucionistas não têm uma explicação real para a origem do nosso sentido estético. Para ser claro, os biólogos evolucionistas propuseram explicações para explicar a gênese da nossa capacidade de apreciar a beleza. Mas, depois de examinar essas ideias, saímos com a forte sensação de que não são muito mais do que “histórias da carochinha”, desprovidas de qualquer suporte probatório real.
Por outro lado, se os seres humanos são feitos à imagem de Deus, como ensinam as Escrituras, deveríamos ser capazes de discernir e apreciar a beleza do universo, feito pelo nosso Criador para revelar a sua glória e majestade.
Refrões de Sapo e o Argumento Inverso do Relojoeiro
A ideia de que designs biológicos – como o comportamento de cortejo dos sapos machos – podem inspirar avanços de engenharia e tecnologia também é altamente provocativa por outras razões. Primeiro, ele destaca o quão notáveis e elegantes são os designs encontrados em todo o reino vivo.
Penso que a elegância destes designs aponta para a obra de um Criador. Também torna possível um novo argumento para a existência de Deus – um argumento que chamei de argumento inverso do Relojoeiro. (Para uma discussão detalhada, veja meu ensaio intitulado “The Inspirational Design of DNA” (O inspirador design do DNA) no livro Building Bridges [Construindo pontes])
O argumento pode ser expresso assim:
Na verdade, darei um passo adiante. A biomimética e a bioinspiração surgem logicamente de uma abordagem de modelo de criação para a biologia. O fato de os projetos da natureza poderem ser usados para inspirar a engenharia só faz sentido se esses projetos surgirem de uma Mente inteligente. A estrutura matemática dos coros dos sapos é mais um exemplo dessa bioinspiração.
Os sapos são realmente criaturas incríveis – e majestosas. Ouvir o coro de um sapo pode nos conectar com a beleza do mundo que nos rodeia. E um dia ajudará todos os nossos dispositivos eletrônicos a se conectarem. E isso é certamente algo para cantar.
Recursos
Por mais importante que este trabalho possa ser para inspirar novas tecnologias, como cristão, considero o seu real significado na arena teológica.
Coros de Sapo e Argumento da Beleza
A grandeza da natureza toca a essência de quem somos – se reservarmos um tempo para permitir. Mas, como demonstra o trabalho dos investigadores japoneses, a grandeza que vemos à nossa volta na natureza não se limita ao que percebemos com os nossos sentidos imediatos. Ela existe na estrutura matemática subjacente da natureza. É simplesmente incrível pensar que uma organização e orquestração tão requintadas caracterizam os refrões dos sapos, a ponto de inspirar técnicas sofisticadas de gerenciamento de dados.
Do meu ponto de vista, a beleza e a elegância matemática da natureza apontam para a realidade de um Criador.
Se Deus criou o universo, então é razoável esperar que seja um universo belo, que apresenta uma beleza subjacente ainda mais profunda na estrutura matemática que define o próprio universo e os fenômenos dentro do universo. Contudo, se o universo surgiu apenas através de um mecanismo, não há nenhuma razão real para pensar que ele exibiria beleza. Em outras palavras, a beleza do mundo que nos rodeia significa o divino.
Além disso, se o universo se originou através de mecanismos físicos não causados, não há razão para pensar que os humanos apreciariam a beleza.
Uma rápida pesquisa na literatura científica e popular destaca o desafio que a origem do nosso sentido estético cria para o paradigma evolucionista. [3] Dito de forma simples: os biólogos evolucionistas não têm uma explicação real para a origem do nosso sentido estético. Para ser claro, os biólogos evolucionistas propuseram explicações para explicar a gênese da nossa capacidade de apreciar a beleza. Mas, depois de examinar essas ideias, saímos com a forte sensação de que não são muito mais do que “histórias da carochinha”, desprovidas de qualquer suporte probatório real.
Por outro lado, se os seres humanos são feitos à imagem de Deus, como ensinam as Escrituras, deveríamos ser capazes de discernir e apreciar a beleza do universo, feito pelo nosso Criador para revelar a sua glória e majestade.
Refrões de Sapo e o Argumento Inverso do Relojoeiro
A ideia de que designs biológicos – como o comportamento de cortejo dos sapos machos – podem inspirar avanços de engenharia e tecnologia também é altamente provocativa por outras razões. Primeiro, ele destaca o quão notáveis e elegantes são os designs encontrados em todo o reino vivo.
Penso que a elegância destes designs aponta para a obra de um Criador. Também torna possível um novo argumento para a existência de Deus – um argumento que chamei de argumento inverso do Relojoeiro. (Para uma discussão detalhada, veja meu ensaio intitulado “The Inspirational Design of DNA” (O inspirador design do DNA) no livro Building Bridges [Construindo pontes])
O argumento pode ser expresso assim:
- Se os designs biológicos são obra de um Criador, então estes sistemas deveriam ser tão bem concebidos que pudessem servir como modelos de engenharia para inspirar o desenvolvimento de novas tecnologias.
- Na verdade, este cenário se desenrola na disciplina de engenharia chamada biomimética.
- Portanto, torna-se razoável pensar que os designs biológicos são obra de um Criador.
Na verdade, darei um passo adiante. A biomimética e a bioinspiração surgem logicamente de uma abordagem de modelo de criação para a biologia. O fato de os projetos da natureza poderem ser usados para inspirar a engenharia só faz sentido se esses projetos surgirem de uma Mente inteligente. A estrutura matemática dos coros dos sapos é mais um exemplo dessa bioinspiração.
Os sapos são realmente criaturas incríveis – e majestosas. Ouvir o coro de um sapo pode nos conectar com a beleza do mundo que nos rodeia. E um dia ajudará todos os nossos dispositivos eletrônicos a se conectarem. E isso é certamente algo para cantar.
Recursos
{Os artigos já foram publicados traduzidos aqui no blog}
- God & the World of Insects (Deus e o mundo dos insetos) (ver capítulo 8), editado por Josh Shoemaker e Gary Braness (livro)
- Building Bridges: Presentations on RTB’s Testable Creation Model (Construindo pontes: apresentações sobre o modelo criacionista testável do RTB) por Fazale Rana, Anjeanette Roberts e Jeff Zweerink (livro)
- “Fique esperto com as sedas sintéticas de aranha” por Katie Galloway (artigo)
- “A estrada menos percorrida não é para formigas” por Katie Galloway (artigo)
- “A seda da teia de aranha inspira novas tecnologias e o caso de um criador” por Fazale Rana (artigo)
- “Besouros inspiram uma inovação na engenharia” por Fazale Rana (artigo)
- “Vaga-lumes inspiram LEDs melhores” por Jeff Zweerink (artigo)
- “Descoberta de cera de ouvido dá nova audiência ao caso do DI” por Fazale Rana (artigo)
- “Muco de mixinas expande o caso de um criador” por Fazale Rana (artigo)
- “Musa dos engenheiros: O design de sistemas bioquímicos” por Fazale Rana (artigo)
- “Ácidos graxos são lindos” por Fazale Rana (artigo)
- “Exibições vocais de baleias são um belo argumento para um criador” por Fazale Rana (artigo)
Notas de Fim
- Ikkyu Aihara et al., “Mathematical Modelling and Application of Frog Choruses As an Autonomous Distributed Communication System”, Royal Society Open Science 6, n.º 1 (2 de janeiro de 2019): 181117, doi:10.1098/rsos.181117.
- Aihara et al., “Mathematical Modelling and Application.”
- Por exemplo, veja Ferris Jabr, “How Beauty is Making Scientists Rethink Evolution”, The New York Times Magazine, 9 de janeiro de 2019, https://www.nytimes.com/2019/01/09/magazine/beauty-evolution-animal.html.
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Traduzido de Frog Choruses Sing Out a Song of Creation (RTB)
Etiquetas:
design inspirado na natureza - maravilha da Criação de Deus - design divino - designs da natureza - bioquímica
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