Respondendo a um mistério antigo: como os pássaros realmente voam?

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Esta é a 60-Second Science da Scientific American, sou Emily Schwing.

Você já olhou para cima e viu um falcão voando acima, ou um pequeno chapim voando e se perguntou: como eles fazem isso?

Acredite ou não, os cientistas também nunca souberam – até agora.

Talia Lowi-Merri: Olhei para a relação entre forma e função no sentido mais básico.

Talia Lowi Merri é um Ph.D. estudante da Universidade de Toronto no Canadá. Ela diz que o vôo dos pássaros tem tudo a ver com a forma e o tamanho do esterno de um pássaro, ou esterno. Os esternos das aves têm uma projeção do meio chamada quilha, e é aí que os músculos do vôo estão presos.

Lowi-Merri: É plausível pensar que este elemento é importante para o voo. Mas por que varia tanto em forma e tamanho em relação ao corpo? Há todas essas perguntas sobre isso que não foram respondidas no passado.

Então, Merri partiu para encontrar algumas respostas usando um banco de dados de esternos digitalizados por tomografia computadorizada de 105 espécies diferentes de pássaros, como a cotovia vermelha, o petrel de Leach e o casuar do sul. Ela também incluiu dois pássaros extintos: o dodô e o arau-gigante. As varreduras combinam uma série de raios-x para criar imagens tridimensionais.

Lowi-Merri: Recentemente, surgiram novas tecnologias para observar a forma em três dimensões. E como o esterno é um elemento complexo em três dimensões, não é apenas um osso 2-D, ele tem projeções no meio e nas laterais. Olhar para ele em três dimensões é a melhor maneira de quantificar a forma e analisá-la em uma estrutura estatística. Então, mais recentemente, esses métodos se tornaram mais acessíveis. E acho que por causa disso, eu era capaz de fazer isso agora e talvez 10 ou 15 anos atrás, não era possível.

Merri e colegas usaram as digitalizações para criar modelos 3D computadorizados.

Lowi-Merri: E então, quando você faz isso, você pode movê-lo. Você pode colocar pontos nele nos pontos importantes. E então era isso que eu estava fazendo. Eu estava colocando esses pontos que são chamados de marcos, e os marcos basicamente quantificam no espaço computacional 3-D onde os pontos importantes estão no elemento.

As descobertas, publicadas na BMC Biology, mostram que o tamanho e a forma do esterno têm um impacto direto na maneira como um pássaro voa. [Talia M. Lowi-Merri et al., The relationship between sternum variation and mode of locomotion in birds]

[Sound of an eagle]

Lowi-Merri: Assim, uma águia estaria planando e não estaria movendo suas asas tanto. Ele só tem os braços esticados e tem estruturas muito intrincadas nas asas e no ombro para segurar as asas, mas não precisa usar tanto poder de bater.

Mas compare a majestosa águia com um pato freneticamente batendo…

[Sound of ducks flying]

Aves com quilha esternal profunda voam mais lentamente, aquelas com esterno longo estão associadas a pássaros que correm. Merri também observou pássaros subaquáticos movidos a pé. São espécies como o cormorão, o mergulhão e o mergulhão.

Lowi-Merri: Eles têm este esterno aerodinâmico com quilhas esternais inferiores. Tudo é meio compacto e achatado, mas você realmente vê algo muito semelhante em pássaros que são mergulhadores de asas.

Esses mergulhadores movidos a asas incluem pequenos pássaros que você pode encontrar no oceano – papagaios-do-mar, murres comuns e pinguins. Merri diz que, seja com asas ou com os pés, os esternos dessas aves são semelhantes em forma.

Todos os outros tipos de fatores provavelmente estão contribuindo para a forma do esterno, não apenas a locomoção, coisas como pássaros que dançam para atrair um parceiro ou o tamanho do ovo em relação ao tamanho do corpo. Acabamos de arranhar a superfície, analisamos um aspecto da variação, mas há muito mais.” (00:33)

Merri acredita que a forma e a estrutura do esterno afetam a respiração de diferentes espécies de pássaros. Ela também diz que diferentes métodos de voo significam diferentes demandas de recursos para espécies individuais.

Mergulhar profundamente em como os pássaros voam hoje pode dizer muito aos cientistas sobre como eles evoluíram ao longo de milhões de anos.

Lowi-Merri: Então, os pássaros evoluíram dos dinossauros… e não sabemos exatamente quais fósseis de pássaros e quais dinossauros eram capazes de voar. Mas, entender melhor como os pássaros voam hoje é a chave para completar a imagem de como os dinossauros estavam se movendo pelo mundo.

Merri planeja investigar pássaros fósseis a seguir, em parte para aprender mais sobre as origens do voo.

Lowi-Merri: A coisa sobre pássaros fósseis é que muitos deles são achatados em lajes de rocha. Mas há tantos fósseis de pássaros incríveis, especialmente da China…. E então eles terão que ser estudados um pouco diferente porque eles podem não ser capazes de colocá-los em um contexto tridimensional, como fizeram com a esterna de pássaro moderna.

Por enquanto, porém, Merri diz que está olhando de forma diferente para os pequenos pássaros passeriformes que voam por suas janelas e dominam os galhos das árvores em seu quintal em Ontário.

Lowi-Merri: Eles são principalmente pássaros batendo asas contínuos. Eles estão batendo muito rapidamente. Eles estão se movendo de galho em galho. Eles estão tentando se manter longe de predadores e obter alguma comida, sejam insetos ou bagas. isso me fez pensar em como seus esqueletos são estruturados e também como seus músculos estão funcionando de maneira muito diferente de, digamos, um falcão que está voando acima. E assim eles exigiriam metabolismo diferente e fontes de alimentos diferentes e como eles usam isso em seu corpo seria muito diferente.

[Bird wing flapping]

Para a 60-Second Science, sou Emily Schwing.

[The above text is a transcript of this podcast.]



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