Cientistas usaram lasers em espécimes valiosos de Darwin para descobrir mais sobre eles.

Frascos enfileirados com espécimes preservados da viagem icónica de Charles Darwin às Galápagos ficaram guardados - e fechados - por cerca de 200 anos nos arquivos do Museu de História Natural de Londres (NHM). Agora, com o apoio de lasers, investigadores conseguiram observar o que há “por dentro” desses recipientes de um jeito inédito, sem precisar abri-los.

Darwin é lembrado por formular a teoria - hoje amplamente aceite - da seleção natural e da evolução, construída em parte a partir do que viu nas ilhas Galápagos enquanto viajava no HMS Beagle. Ao longo do tempo, os seus espécimes preservados ensinaram muito à ciência: mamíferos, répteis, peixes e camarões, entre outros, permanecem visíveis através do vidro que os isola.

O problema era outro: apesar de ser possível ver os animais, não havia como ter certeza sobre qual líquido os mantém preservados sem destapar o frasco. E mexer nessas peças históricas traz riscos reais.

Porque identificar o líquido de preservação é tão importante

“Avaliar 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 investigação futura durante muitos anos”, explica a técnica de investigação do NHM, Wren Montgomery.

Até aqui, descobrir o fluido de preservação de cada frasco significava abri-lo - um procedimento que pode causar evaporação, contaminação e exposição dos espécimes a danos ambientais, como destaca a física Sara Mosca, da Instalação Central de Laser do Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia do Reino Unido.

Receitas históricas: uma coleção, muitos líquidos diferentes

Ao longo da história, foram usados vários líquidos para preservar organismos. Em geral, entram álcoois como etanol e metanol; já no fim do século XIX, o formaldeído (uma descoberta relativamente recente na época) passou a ganhar espaço.

Alguns exemplos de “receitas” clássicas ajudam a perceber a diversidade:

• O anatomista neerlandês Frederik Ruysch deixava especiarias aromáticas (cravo, pimenta e cardamomo) de molho numa base de etanol e água.
• O histologista francês Pol Bouin preferia uma mistura de formaldeído, ácido pícrico e ácido acético.
• O patologista alemão Carl Kaiserling propôs um método em etapas, mergulhando os espécimes sequencialmente em formaldeído, nitrato de potássio e glicerina.

Segundo Montgomery, Mosca e colegas, essa variedade de fórmulas, ao longo do tempo, acabou por criar uma grande heterogeneidade dentro das coleções: misturas de etanol, metanol, glicerol e formaldeído aparecem com frequência em proporções desconhecidas - e ainda podem ter sido alteradas por evaporação e contaminação com o passar dos anos.

Frascos de Darwin + espectroscopia Raman com deslocamento espacial (SORS)

Para investigar o interior dos frascos sem colocá-los em risco, a equipa recorreu a uma técnica portátil de espectroscopia a laser chamada espectroscopia Raman com deslocamento espacial (SORS).

A espectroscopia Raman mede como a estrutura molecular de um material “responde” quando é atingida por um laser. A luz reemitida pelas moléculas devolve uma espécie de impressão digital espectral, que revela a composição química do que está a ser analisado.

O desafio é que a espectroscopia Raman tradicional (com um único laser) não é adequada para frascos como estes: a luz do laser espalha-se nos primeiros poucos centenas de micrómetros, fazendo com que o sinal seja dominado pela superfície do recipiente (ou seja, pelo vidro).

O SORS contorna essa limitação ao recolher pelo menos duas medições Raman: uma alinhada com a fonte e outra ligeiramente afastada e “deslocada”. Ao subtrair as leituras, surgem assinaturas químicas da superfície e do que está abaixo dela. Para materiais ainda mais complexos, podem ser feitas várias leituras, com múltiplos lasers em diferentes deslocamentos em relação à fonte principal.

O que foi encontrado nos frascos da coleção do HMS Beagle

Ao aplicar o método aos frascos associados à viagem de Darwin, os investigadores conseguiram identificar com precisão os líquidos de preservação em quase 80% dos recipientes. Em mais 15%, a identificação foi parcialmente correta. Apenas três amostras (6,5%) não puderam ser determinadas com confiança.

Os resultados indicaram que mamíferos e répteis foram, na maioria das vezes, “fixados” com formalina e depois mantidos em etanol. Já os invertebrados - sobretudo águas-vivas e camarões - apareceram armazenados em formaldeído ou formaldeído tamponado, por vezes com pequenas quantidades de glicerol ou fenoxietanol adicionadas para melhorar a integridade dos tecidos.

Impacto para museus no mundo inteiro

A pergunta é crucial para quem tem a responsabilidade de conservar o acervo ligado a Darwin, mas o alcance vai muito além da coleção do HMS Beagle. Museus em todo o planeta mantêm mais de 100 milhões de espécimes preservados em líquido - e muitos deles são demasiado valiosos ou frágeis para serem abertos apenas para “conferir” o conteúdo do frasco.

“Esta técnica permite monitorizar e cuidar desses espécimes inestimáveis sem comprometer a sua integridade”, afirma Mosca.

Além de orientar decisões de conservação (como quando substituir um fluido, como reforçar a vedação ou como reduzir perdas por evaporação), a identificação não invasiva também pode melhorar protocolos de segurança: substâncias como formaldeído exigem cuidados específicos de manuseio e armazenamento, e conhecer o que há em cada frasco ajuda a reduzir riscos para equipas e para o ambiente do acervo.

Outra consequência prática é a criação de inventários químicos mais confiáveis. Ao combinar os resultados do SORS com registos de coleção, fotografias e dados de proveniência, museus podem priorizar intervenções, planear restauros e até apoiar novos estudos sobre a história das técnicas de preservação - tudo isso sem colocar em perigo materiais insubstituíveis.

A investigação foi publicada na revista ACS Ômega.