Teoria de que a pele estriada ajuda os golfinhos é desmascarada
Obviamente, um golfinho não é uma bola de golfe. No entanto, muitos cientistas acreditavam que a forma como um desliza na água e o outro no ar se devia à mesma causa: semelhanças na textura da superfície e o seu efeito no arrasto e na locomoção.
Um novo estudo inovador publicado a 17 de julho na Biology Letters alterou parte desse pensamento, demonstrando que, pelo menos no que diz respeito aos golfinhos, ele se baseia em suposições e medições erradas. "Quão liso é um golfinho? A pele estriada dos odontocetos", de coautoria do professor de biologia George V. Lauder, faz uso de uma técnica inovadora para refutar a suposição anterior.
O raciocínio por trás da comparação mais antiga era sólido em termos de dinâmica de fluidos. “As bolas de golfe têm covinhas”, disse Lauder, que publicou a pesquisa com Dylan K. Wainwright, Ph.D., Frank E. Fish, Sam Ingersol, Terrie M. Williams, Judy St. Leger e Alexander J. Smits. "Isso porque se você tiver a rugosidade da superfície correta, poderá reduzir tremendamente o arrasto e a bola viajará muito mais longe."
Esta hipótese surgiu de uma pesquisa publicada em 1936, na qual o zoólogo britânico Sir James Gray postulou o que ficou conhecido como "paradoxo de Gray", teorizando que apenas alguma qualidade especial da pele de um golfinho poderia permitir-lhe nadar tão rápido. No entanto, Gray só conseguiu estudar modelos rígidos de mamíferos marinhos, e as suas descobertas basearam-se, em parte, numa "ideia falha sobre como os músculos geram força na natação", disse Wainwright, pós-doutorando e primeiro autor do estudo. novo papel.
Estudos anteriores sobre a pele dos golfinhos pareciam apoiar a ideia de Gray, já que a maioria das amostras exibia cristas, que eram consideradas fundamentais para reduzir o arrasto. Muitas dessas amostras, no entanto, foram retiradas de mamíferos marinhos, o que causou rugas na pele. Wainwright, Lauder e seus colegas sabiam que teriam de examinar mais de perto como a pele realmente funciona – estudando-a em um animal vivo.
“Muito do estímulo para observar a pele de animais vivos nasceu da reflexão sobre o que os animais realmente experimentam em suas superfícies enquanto nadam”, disse Wainwright. "Embora as superfícies e a pele sejam ótimas barreiras, sua textura e rugosidade podem ser facilmente alteradas. Pense nas superfícies das pontas dos dedos quando ficamos na água por muito tempo e ficamos enrugados - ou 'amados', como diz minha mãe." Lauder colocou a questão de outra forma: a pele viva está “sob tensão”, isto é, esticada sobre os músculos e a gordura, em vez de ser deixada encolher e enrugar-se.
"Mesmo pequenas diferenças na superfície de um animal podem impactar as interações com o fluido circundante. Isso significa que realmente queremos capturar a textura da superfície em um estado natural, usando um método tão preciso e preciso quanto possível", disse Wainwright.
Para fazer isso, a equipe usou uma nova tecnologia de modelagem, espalhando um composto de moldagem de alta fidelidade sobre um pequeno pedaço de pele de um animal vivo, como um band-aid líquido ou uma massa boba. Em seguida, eles criaram um modelo 3D, por meio de perfilometria baseada em gel, extraindo dados de medições de superfície para criar mapas topográficos em miniatura dessas superfícies. Um estudo mais antigo examinou a pele de golfinhos vivos, mas não foi capaz de fazer medições ou modelagens tão precisas.
Colaborando com pesquisadores da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, da West Chester University e do SeaWorld, o grupo conseguiu modelar a pele de vários golfinhos-nariz-de-garrafa e golfinhos-de-face-branca, orcas, baleias-piloto e belugas, todos treinados para desembarque brevemente para cuidados veterinários de rotina. A pele desses mamíferos marinhos (que foram devolvidos com segurança à água) foi comparada com a de outros nadadores, como trutas e raias manta. A conclusão foi que, embora alguns mamíferos marinhos tivessem algumas cristas, pelo menos em partes do corpo, a maioria não tinha.
“Na maior parte”, disse Lauder, “os golfinhos são muito, muito suaves”.
Por que demorou tanto para que medições precisas fossem feitas? As crenças populares sobre os golfinhos podem ter dificultado a investigação. “Os golfinhos são como criaturas mágicas para as pessoas”, disse Lauder. "Eles são lindos e amigáveis, e as pessoas querem pensar que eles têm propriedades especiais que lhes permitem nadar tão bem no oceano. Um desses equívocos era a textura da superfície da pele. Mas isso está errado."
Golfinhos e baleias, disse ele, nadam tão bem por razões perfeitamente comuns. "Eles são muito musculosos. Eles são muito aerodinâmicos. Eles têm tendões na cauda que são dispostos de uma forma que lhes dá muito impulso. Simplesmente não tem muito a ver com a pele.
“A natureza”, concluiu Lauder, “encontrou múltiplas soluções para se mover rapidamente através da água”.
Mais informações: Dylan K. Wainwright et al. Quão suave é um golfinho? A pele estriada dos odontocetos, Biology Letters (2019). DOI: 10.1098/rsbl.2019.0103
Informações do periódico: Cartas de Biologia
Fornecido pela Universidade de Harvard