A3 Aumento de arrasto

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A superfície do corpo do peixe é fundamental para este modelo, pois é onde entram em ação as duas causas mais comuns de aumento do arrasto em peixes selvagens: a carga biológica externa que adere ao corpo e os danos às escamas que o cobrem. Ectoparasitas e escamas danificadas ou ausentes alteram a hidrodinâmica da camada limite que envolve o peixe e, em última análise, ambos aumentam o mesmo resultado físico: o arrasto friccional e de pressão que o peixe deve superar ao nadar.

Ectoparasitas que aderem à superfície do corpo incluem isópodes como Gnathia, copépodes como Lepeophtheirus e trematódeos, bem como outros organismos semelhantes. Ao se fixarem ao corpo, esses parasitas alteram diretamente a hidrodinâmica da camada limite e aumentam significativamente o arrasto friccional e de pressão. Quando o parasita aderido é grande — os isópodes, por exemplo, podem atingir até dois centímetros — ele também adiciona um arrasto de pressão local adicional, que aumenta proporcionalmente à área frontal do parasita e ao quadrado da velocidade de natação do peixe: um parasita maior ou uma velocidade de natação maior aumentam esse arrasto de pressão local adicional.

Escamas danificadas ou ausentes atuam na superfície do corpo de maneira diferente dos parasitas. Quando uma escama é perdida ou danificada, o corpo do peixe não possui mais a microestrutura superficial que a escama fornecia para reduzir o arrasto — o efeito das finas estrias nas escamas ctenoides — e, em vez disso, uma rugosidade comparável à de um grão de areia é exposta, fazendo com que o fluxo de água ao redor do corpo entre em um regime turbulento mais cedo do que entraria em uma superfície saudável. O efeito da rugosidade da superfície no arrasto pode ser resumido por um número adimensional que combina a altura da rugosidade com a velocidade de fricção do fluxo e a viscosidade da água. Enquanto esse número permanecer baixo, o arrasto por fricção ainda depende do regime de fluxo geral, mas, uma vez que exceda um valor próximo de setenta, a superfície torna-se hidraulicamente rugosa e o arrasto por fricção deixa de depender do regime de fluxo, passando a ser determinado unicamente pela razão entre a altura da rugosidade e o comprimento do corpo do peixe.

O arrasto adicional gerado tanto por parasitas quanto por escamas danificadas tem um custo biológico concreto, que pode ser estimado pela capacidade do peixe de escapar de um predador. A velocidade máxima de fuga do peixe diminui em proporção direta ao excesso de arrasto que ele carrega, e o raio de fuga seguro — a distância na qual o peixe ainda consegue ultrapassar seu perseguidor — diminui quadraticamente à medida que a velocidade relativa entre eles diminui: uma pequena queda na velocidade relativa produz uma queda muito maior nesse raio de fuga seguro.

A magnitude desse custo depende da quantidade de carga parasitária que o peixe carrega: em infecções graves, com mais de cem copépodes por peixe, o custo de transporte pode aumentar entre trinta e oitenta por cento, e a velocidade crítica de natação sustentada pode ser reduzida entre vinte e quarenta por cento. De modo geral, o impacto desse arrasto adicional é proporcional à razão entre a área frontal do parasita e a área frontal do próprio peixe, e ao quadrado da velocidade de natação, de modo que parasitas maiores e velocidades de natação mais altas são mais prejudiciais ao peixe.

Assim, a carga biológica externa e o dano às escamas, embora atuem na superfície do corpo do peixe por meio de mecanismos diferentes, convergem para o mesmo resultado: um peixe que oferece mais arrasto do que deveria gasta mais energia para nadar na mesma velocidade e, quando chega a hora de escapar de um predador, tem menos margem de velocidade e menos distância de segurança do que um indivíduo sem essa carga biológica externa.

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