“O Desenho, a Biomimética E a Produção De Cor Estrutural No Caso Da Família Lepidopteran Com O Foco Na Borboleta Morpho Didius.”
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UNIVERSIDADE DE LISBOA FACULDADE DE BELAS-ARTES ! “O desenho, A Biomimética e a Produção de cor estrutural no caso da família Lepidopteran com o foco na borboleta Morpho didius.” Juliana Cavalcanti Timotheo da Costa Trabalho de Projeto Mestrado em Desenho Trabalho de Projeto orientado pelo Prof. Pedro Salgado 2018 1 DECLARAÇÃO DE AUTORIA Eu Juliana Cavalcanti Timotheo da Costa, declaro que o presente trabalho de projeto de mestrado intitulada “O desenho, A Biomimética e a Produção de cor estrutural no caso da família Lepidopteran com o foco na borboleta Morpho didius.”, é o resultado da minha investigação pessoal e independente. O conteúdo é original e todas as fontes consultadas estão devidamente mencionadas na bibliografia ou outras listagens de fontes documentais, tal como todas as citações diretas ou indiretas têm devida indicação ao longo do trabalho segundo as normas académicas. O Candidato [assinatura] Lisboa, 27 de Outubro de 2018 2 RESUMO Este trabalho ilustra os mecanismos de produção de cor estrutural das escamas das borbo- letas Lepidopteran e como caso de estudo, a Morpho didius. A pesquisa foi conduzida pela biomimética e pelo interesse nas cores no mundo vivo, que originou um texto como cam- po de trabalho para o desenvolvimento dos desenhos. Suas classificações são ilustrações científicas por consequência do tema e ao objetivo de esclarecer as informações de cunho científico abordadas. O propósito secundário do projeto é a produção de uma revista com a apresentação do tema deste trabalho: “A Biomimética e a Produção de Cor Estrutural na Família Lepidopteran com Foco na Borboleta Morpho Didius” A pesquisa gira em torno das investigações feitas por cientistas sobre a produção de cor sem ou quase nenhum pigmento nas escamas das borboletas Lepidopterans e com o foco na es- pécie Morpho didius. A análise apresenta os conceitos da luz, os mecanismos de produção da cor estrutural, os tipos e as morfologias das escamas das Lepidopterans e a evolução das borboletas Morpho. Sobre a Morpho didius, engloba seu habitat natural, a cadeia alimentar principal que participa, observações sobre a morfologia e comportamento e os fenómenos físico-ópticos que resultam da interação da luz e as nanoestruturas presentes nas escamas. A relevância do projeto é contribuir através do desenho, em explicações visuais que ilustram a metodologia da biomimética e facilitam a compreensão dos mecanismos nanoestruturais, que hoje, em maioria dos registos são fotografias de microscópio e fenómenos físicos. A interpretação ilustrada complementaria o estudo destes conceitos e o objetivo é desen- volver ilustrações que junto ao texto, sejam compreendidas por leigos, da mesma forma que o cientista pode utilizá-la em publicações. Palavras-Chave:biomimiética, ilustração científica, borboleta morpho, cor estrutural, revista. Palavras-Chave:biomimiética, ilustração científica, borboleta morpho, cor estrutural, revista. 3 ABSTRACT This work illustrates the mechanism of the Lepidopteran butterflies’s scales to produce struc- tural colour. The case study was the Morpho didius butterfly. The present research was con- ducted by the Biomimicry method with interest in the colours produced in the alive world. which originated a text as a field to develop the illustrations. Such drawings classify as scientific illustration because of their own theme, and their objective is to clarify the scientific concepts presented. Moreover, a magazine presenting the theme “The Biomimicry and the Strctural Colours production in Lepidopteran butterflies family, with focus is the Morpho didius butterfly”. The research is about the investigations made by the scientists about Lepidopteran butterflies structural colours production, and the focus is the Morpho didius butterfly. This work presents the concepts of light, the mechanisms of structural colours, the morphologies of Lepidopteran scales, the Morpho butterfly evolution. About Morpho didius, presents representations of natural habitat, the main food chain, observations about the morphology, behaviour and physical optic results of the interaction of light and the nano structures on the top of scales. The relevance of the project is to contribute through the drawing, with visuals explanations which illustrate the biomimicry methodology and smooth the nanostructural mechanisms explanation. Most of pictures on this field are electronic microscope photographs. The illustrated point of view of the studies can complement the explanation. The goal of this work is to develop illustrations which will help understanding the concepts presented. Keywords: biomimicry, scientific illustration, morpho butterfly, structural colours, magazine. 4 Dedico este trabalho a minha amada família. Minha mãe, Cristina Leser Cavalcanti, que me apoiou de todas as formas possíveis e impossíveis durante minha estadia em Portugal. À minha avó Nely Leser Cavalcanti, que me ensinou a acreditar e ter fé no meu potencial, à minha avó Zilah Timotheo da Costa, por ter me introduzido ao desenho e mostrado o valor da educação na vida de um ser humano. Ao meu pai, Marcio Timotheo da Costa, por acreditar nos meus sonhos e me estimular a continuar os perseguindo, e aos meus irmãos Cristiana Cavalcanti Timotheo da Costa e Pedro Marcio Cavalcanti Timotheo da Costa. 5 AGRADECIMENTOS Em primeiro lugar, agradeço a minha família, sem a qual, a conclusão desse mestrado não seria possível. À minha parceira, Isabela Aiache, pelo companherismo e opiniões impor- tantíssimas no processo desse trabalho. Agradeço ao meu orientador Pedro Salgado pela motivação artística e credibilidade durante os dois anos de mestrado. Ao professor António Pedro Marques pela dedicação e paciência em todas as aulas que tive o prazer de participar. Ao pesquisador de insectos do MUHNAC - Museu de História Natural e Ciências de Lisboa, Filipe Lopes, que facilitou meu contacto com o objeto de estudo desse trabalho, a borboleta Morpho didius. Ao investigador Sebastian Mouchet, por ter cedido um capítulo de um livro seu, junto com também notório investigador Peter Vukusic. Aos meus amigos Chris Nicklas, Maria Luisa Barbosa, Marcela Calçada, Carolina Cotrim, Gabriela Mattar, Elizabeth Grandmasson, Caio Miolo, Camille Bonneau, Giulia Gueli e Yi Zhou por não só terem se interessado e ajudado no meu trabalho, como pela companhia durante o tempo de residência em Portugal. 6 SUMÁRIO Resumo ... 3 Abstract ... 4 Agradecimentos ... 6 1) INTRODUÇÃO ... 10 1.1) A pesquisa ... 11 1.2) Biomimética ... 17 1.2.1) Princípios da Vida ... 17 1.2.2) Elementos Essenciais da Biomimética e os Princípios de Desenvolvimento ... 19 1.3) As ilustrações ... 23 1.4) O texto ... 24 1.4.1) A cor na natureza ... 24 1.4.1.1) A Luz ... 24 1.4.1.2) As cores ... 24 1.4.2) A cor estrutural ... 26 1.4.2.1) Índice de Refração ... 27 1.4.2.2) Dispersão da Luz ... 27 1.4.2.3) Refração ... 27 1.4.2.4) Difração e Grades de Difração ... 27 1.4.2.5) Interferência de Filmes Finos e Múltiplas Camadas ... 28 1.4.2.6) Cristais Fotônicos ... 29 1.4.3) Lepidopterans ... 29 1.4.3.1) Borboletas e Mariposas ... 29 1.4.3.2) Escamas e as Estruturas Fotônicas nas Lepidopteran ... 30 1.4.3.3) Morfologias das Estruturas das Escamas ... 31 1.4.3.4) Morpho ... 32 1.4.3.5) Evolução das Morpho ... 32 1.4.3.6) Morpho didius ... 33 1.4.4) O Azul e a Iridescencia ... 35 2) MATERIAIS E MÉTODOS ... 37 2.1) As informações do texto ... 37 2.2) O processo dos desenhos ... 38 2.3) Digitalização e Tratamento das imagens ... 51 2.4) Diagramação ... 52 3) DISCUSSÃO DO PROCESSO E OS RESULTADOS ... 53 4) CONCLUSÃO ... 61 5) ANEXO ... 63 6) ÍNDICE DE FIGURAS ... 73 7) BIBLIOGRAFIA ... 76 8 INTRODUÇÃO Este trabalho ilustra os mecanismos de produção de cor estrutural das escamas das borbo- letas Lepidopteran e como caso de estudo, a Morpho didius. A pesquisa foi conduzida pela biomimética e pelo interesse nas cores no mundo vivo, que originou um texto como cam- po de trabalho para o desenvolvimento dos desenhos. Suas classificações são ilustrações científicas por consequência do tema e ao objetivo de esclarecer as informações de cunho científico abordadas. O propósito secundário do projeto é a produção de uma revista com a apresentação do tema deste trabalho: “A Biomimética e a Produção de Cor Estrutural na Família Lepidopteran com Foco na Borboleta Morpho Didius” A pesquisa gira em torno das investigações feitas por cientistas sobre a produção de cor sem ou quase nenhum pigmento nas escamas das borboletas Lepidopterans e com o foco na es- pécie Morpho didius. A análise apresenta os conceitos da luz, os mecanismos de produção de cor estrutural, os tipos e as morfologias das escamas das Lepidopterans e a evolução das borboletas Morpho. Sobre a Morpho didius, engloba seu habitat natural, a cadeia alimentar principal que participa, observações sobre a morfologia, comportamento e os fenómenos físico-ópticos que resultam da interação da luz e as nanoestruturas presentes nas escamas. A metodologia de desenvolvimento das ilustrações baseou-se no desenvolvimento de um texto, que organizou a exploração do tema e facilitou a percepção do que deveria ser ilustra- do. O artigo dividiu-se em três principais grupos de assuntos: 1) ecologia e morfologia das borboletas Lepidopterans e morpho didius, 2) estruturas e das escamas e estruturas fotôni- cas e 3) os fenómenos ópticos-físicos. Cada um desses grupos exigiu uma abordagem gráfi- ca e uso de materiais diferentes, pois questões diferentes exigiram soluções distintas. Entre as representações gráficas estão as ilustrações naturalistas, concepção de modelos das es- truturas, esquematização de conceitos físicos e classificam-se como ilustrações científicas. A relevância do projeto é contribuir através do desenho, em explicações visuais que ilustram a metodologia e facilitam a compreensão dos mecanismos naturais,que hoje, em maioria dos registos são fotografias de microscópio e fenómenos físicos. 10 A interpretação ilustrativa complementa o estudo destes conceitos e o objetivo é desenvolver ilustrações que junto ao texto, sejam compreendidas por leigos, da mesma forma que o cientista pode utilizá-la em publicações.