Fileiras de frascos com espécimes preservados da emblemática viagem de Charles Darwin a Galápagos ficaram guardadas, sem serem abertas, por 200 anos nos arquivos do Natural History Museum (NHM), em Londres. Agora, lasers permitiram ver o interior desses recipientes como nunca antes.
Darwin é lembrado por formular a hoje amplamente aceite teoria da seleção natural e da evolução, sustentada em parte pelas suas observações da vida selvagem em Galápagos enquanto estava a bordo do HMS Beagle.
Ao longo do tempo, cientistas já extraíram muitas informações dos espécimes preservados por ele - entre mamíferos, répteis, peixes e camarões, para citar alguns - visíveis através do vidro que os mantém aprisionados.
Mas, até aqui, não existia um modo de descobrir com segurança que tipo de líquido envolve esses exemplares inestimáveis sem quebrar o selo e abrir os frascos.
Por que identificar o líquido de preservação importa
"Analisar as condições de armazenamento de espécimes preciosos e compreender o fluido em que são mantidos pode ter implicações enormes para a forma como cuidamos das coleções e as preservamos para pesquisas futuras por muitos anos", explica a técnica de pesquisa do NHM Wren Montgomery.
"Até agora, compreender qual fluido de preservação existe em cada frasco significava abri-los, o que traz o risco de evaporação, contaminação e exposição dos espécimes a danos ambientais", afirma a física Sara Mosca, da Central Laser Facility, ligada ao Science and Technology Facilities Council do Reino Unido.
Os muitos fluidos usados em coleções históricas
Ao longo da história, uma grande variedade de líquidos foi usada para preservar espécimes. Em geral, entram em cena álcoois como etanol e metanol, mas, no fim do século 19, o formaldeído - então recém-descoberto - passou a ganhar popularidade.
O anatomista neerlandês Frederik Ruysch preparava uma base de etanol e água na qual deixava especiarias aromáticas em infusão (cravo, pimenta e cardamomo). Já o histologista francês Pol Bouin preferia uma fórmula com formaldeído, ácido pícrico e ácido acético. E o método do patologista alemão Carl Kaiserling envolve mergulhar os espécimes em sequência em formaldeído, nitrato de potássio e glicerina.
"Ao longo do tempo, a variabilidade nas receitas… levou a uma heterogeneidade considerável entre coleções, com misturas de etanol, metanol, glicerol e formaldeído comumente encontradas em proporções desconhecidas, ainda mais alteradas por possível evaporação e contaminação ao longo do tempo", explicam Montgomery, Mosca e os colegas num artigo publicado que resume os resultados.
Como a espectroscopia Raman SORS “vê” através do vidro
Para investigar o conteúdo dos frascos sem colocá-los em risco, Montgomery, Mosca e uma equipa de cientistas recorreram a uma versão portátil de espectroscopia a laser chamada espectroscopia Raman com deslocamento espacial, ou SORS.
A espectroscopia Raman avalia o nível de “excitação” na estrutura molecular de um material depois de este ser atingido por um laser. A luz reemitida pelas moléculas retorna uma impressão digital espectral dos componentes presentes, revelando a composição química do material.
O problema é que a espectroscopia Raman tradicional, com um único feixe, não seria adequada para frascos como esses. A luz do laser se dispersa nos primeiros poucos centenas de micrômetros, o que faz com que o sinal seja dominado pela superfície do recipiente.
A SORS contorna essa limitação ao realizar pelo menos duas medições Raman: uma no ponto de incidência e outra um pouco mais distante, com deslocamento. Ao subtrair as duas leituras, surgem as assinaturas químicas tanto da superfície quanto do que está abaixo dela. Em materiais ainda mais complexos, os cientistas fazem várias medições, usando múltiplos lasers com diferentes graus de deslocamento em relação à fonte principal.
O que foi encontrado nos frascos de Darwin
Ao aplicar a técnica aos frascos de Darwin, os investigadores conseguiram identificar com precisão os fluidos de preservação em quase 80 percent dos recipientes. Em outros 15 percent dos casos, a identificação foi parcialmente correta, e apenas três amostras (6.5 percent) não puderam ser determinadas com confiança.
Os resultados indicaram que mamíferos e répteis foram, na maior parte das vezes, “fixados” com formol e depois mantidos em etanol. Enquanto isso, invertebrados (especialmente águas-vivas e camarões) estavam armazenados em formaldeído ou formaldeído tamponado, por vezes com um pouco de glicerol ou fenoxetol adicionado para melhorar a integridade dos tecidos.
Essa é uma questão essencial para quem cuida do material recolhido por Darwin, mas o impacto vai além da coleção do HMS Beagle: museus no mundo inteiro guardam mais de 100 milhões de espécimes preservados em líquidos, e muitos deles são arriscados demais para serem abertos.
"Esta técnica nos permite monitorar e cuidar desses espécimes inestimáveis sem comprometer a sua integridade", diz Mosca.
A pesquisa foi publicada em ACS Omega.
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