A53 Desidratação acelerada

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Insetos submetidos a estresse térmico perdem água muito mais rapidamente do que perderiam naturalmente ao longo do tempo, porque essa desidratação acelerada resulta de dois efeitos que atuam simultaneamente sobre o inseto, e não apenas um: por um lado, a permeabilidade da cutícula do inseto aumenta com a temperatura e, por outro, a pressão de vapor que expulsa a água do corpo do inseto também aumenta.

O primeiro desses efeitos ocorre na própria cutícula do inseto: à medida que a temperatura sobe, a permeabilidade da cutícula aumenta exponencialmente, seguindo a lei de Arrhenius, principalmente porque a cera epicuticular que cobre o inseto derrete e se torna menos eficaz em bloquear a perda de água através da cutícula.

O segundo efeito, independente do primeiro, ocorre no ar ao redor do inseto: à medida que a temperatura sobe, a pressão de vapor saturado do ar também aumenta, de acordo com a equação de Antoine, e esse aumento amplifica o gradiente de vapor entre o interior úmido do inseto e o ar externo, impulsionando ainda mais a perda de água do corpo do inseto.

Esses dois efeitos sobre o inseto não se somam simplesmente, mas se multiplicam: o aumento da permeabilidade da cutícula e o gradiente de vapor mais amplo atuam simultaneamente sobre a mesma perda de água, e essa combinação multiplicativa significa que a perda de água do inseto a 40 graus Celsius pode ser de dez a cem vezes maior do que seria a 20 graus Celsius.

Como essa perda acelerada de água reduz a água extracelular disponível para o inseto, suas células sofrem encolhimento osmótico progressivo: quando o volume dessas células cai abaixo de um volume crítico, próximo a 60% do volume original, as membranas celulares colapsam irreversivelmente.

O quão perto um inseto está de atingir o colapso celular depende em grande parte de seu habitat: insetos em ambientes áridos têm uma cutícula com permeabilidade muito baixa, graças a ceras epicuticulares mais resistentes, e podem tolerar a perda de água de até metade de sua massa corporal antes de atingir esse ponto crítico, enquanto insetos em ambientes úmidos podem morrer com uma perda de apenas um quinto de sua massa corporal.

Combinando a taxa de perda de água do inseto devido a esses dois fatores e a fração dessa perda que o inseto pode tolerar com base em seu ambiente, é possível calcular o tempo até a desidratação letal — o parâmetro chave para prever a vulnerabilidade de cada espécie de inseto a uma onda de calor combinada com baixa umidade.

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