E12 Grandezas físicas disponíveis no meio

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O ambiente físico que circunda o observador contém múltiplas grandezas distintas capazes de transportar informações sobre ele, as mesmas informações já estabelecidas por outro modelo deste conjunto: campos eletromagnéticos, como luz, ondas de rádio ou radiação infravermelha; ondas mecânicas, como som, vibração ou tremores sísmicos; campos térmicos, como fluxo de calor ou gradientes de temperatura; gradientes de concentração química; o campo gravitacional; e o próprio campo magnético da Terra. O fato de este ambiente físico oferecer uma grandeza adicional entre todas essas grandezas disponíveis significa que, consequentemente, existe uma fonte adicional de informações sobre esse mesmo ambiente para qualquer receptor capaz de detectá-la.

A lei do inverso do quadrado é, entre todas essas grandezas físicas deste ambiente, uma das mais universais: aplica-se à radiação eletromagnética, ao som que se propaga no espaço livre e também a um odor que se dispersa sem qualquer convecção intermediária, determinando assim o alcance efetivo de qualquer sensor que tente detectar qualquer um desses sinais. Dobrar a distância entre o sensor e a fonte do sinal significa que, de acordo com a lei do inverso do quadrado, a intensidade do sinal que chega ao sensor é reduzida a apenas um quarto do seu valor original. Um organismo que precisa detectar um sinal já enfraquecido por essa atenuação desenvolveu, consequentemente, receptores altamente sensíveis — a mesma sensibilidade que esse canal sensorial estabelece em outro modelo desse sistema, precisamente para compensar essa atenuação.

Essas ondas mecânicas, nesse ambiente, carregam partes iguais de energia cinética e potencial ao longo de sua propagação. Na água, com sua alta densidade e alta rigidez elástica, esse som viaja muito mais rápido e sofre muito menos atenuação do que o mesmo som no ar, o que explica a audição subaquática superior de peixes ou cetáceos em comparação com animais terrestres equivalentes. O fato de o meio pelo qual esse som se propaga ser mais denso e mais rígido, como é o caso da água em comparação com o ar, faz com que o som viaje mais rápido e sofra muito menos atenuação ao longo de seu percurso.

Por outro lado, esses gradientes de concentração química nesse ambiente são dispersos por difusão, seguindo a mesma solução de Fick para uma fonte pontual: essa mesma dependência implica que um sinal químico chega mais tarde quanto maior for a distância que ele precisa percorrer desde sua fonte, e que esse mesmo sinal químico também é diluído com o quadrado dessa distância percorrida. Esses gradientes de concentração química são, em última análise, a única grandeza física dentre todas as estabelecidas por esse modelo que um quimiorreceptor — seja ele o nariz, o órgão gustativo ou uma antena — pode detectar diretamente. O fato de a fonte desse sinal químico estar mais distante desse quimiorreceptor significa que, de acordo com essa mesma solução de Fick, o sinal químico consequentemente chega mais tarde e com uma concentração muito mais diluída.

Portanto, esse modelo, com sua lei do inverso do quadrado e os gradientes de concentração química com os quais foi introduzido, faz com que o campo magnético da Terra sirva como um ponto de referência absoluto para orientação de inúmeras espécies, como aves migratórias, tartarugas ou mesmo bactérias. A variação espacial desse campo magnético terrestre é muito lenta em grandes distâncias, tornando-o, consequentemente, muito estável como uma espécie de bússola biológica, embora não muito útil para uma localização ainda mais precisa em curtas distâncias. O fato de essa espécie precisar detectar esse campo magnético terrestre para se orientar significa que ela deve desenvolver um sensor biológico com resolução extremamente alta, capaz de distinguir variações muito menores do que a lenta variação espacial mencionada no início deste parágrafo.

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