E5 Termorregulação e Homeostase Física

Tópico

A interação de um mamífero com seu ambiente físico — ar, água ou solo granular, como areia ou terra solta — cria forças de resistência e propulsão, além daquelas já exercidas pela gravidade sobre o corpo. Cada um desses três ambientes impõe seu próprio tipo de resistência ao movimento do animal.

No ar, o arrasto aerodinâmico que o meio oferece ao corpo do animal aumenta com o quadrado de sua velocidade; portanto, dobrar a velocidade quadruplica esse arrasto. Em mamíferos que atingem velocidades altíssimas, como a chita ou o galgo, esse arrasto aerodinâmico pode se tornar o fator que, em última análise, limita o quanto mais rápido eles podem correr.

Na água, duas formas distintas de resistência limitam a velocidade do animal: o arrasto viscoso, que a água oferece ao movimento do corpo através dela, e a resistência de onda, que ocorre quando o corpo gera ondas na superfície da água ao se mover. Ao mesmo tempo, a água também empurra o corpo do animal para cima com uma força igual ao peso da água deslocada, e essa flutuabilidade reduz o esforço que o animal precisa exercer contra a gravidade enquanto nada.

Em solos granulares, como areia ou terra solta, os mamíferos que cavam e aqueles que caminham em terrenos macios experimentam forças de resistência que aumentam tanto com a profundidade em que o pé penetra no substrato quanto com a velocidade com que o pé se move dentro dele, de modo que um pé que afunda mais fundo ou se move mais rápido dentro do substrato encontra mais resistência.

A resistência viscosa da água, mencionada no caso da natação, não é igualmente dominante em todos os mamíferos aquáticos: um número adimensional que compara a importância das forças inerciais da água em movimento versus as forças viscosas que a desaceleram distingue dois regimes distintos. Em pequenos mamíferos aquáticos, o regime viscoso domina, no qual a resistência viscosa predomina sobre a resistência inercial; em grandes mamíferos aquáticos que nadam, por outro lado, o fluxo turbulento domina, onde a inércia da água em movimento prevalece sobre a viscosidade.

Dentro desse mesmo contexto de natação, outro número adimensional, que relaciona a frequência e a amplitude do movimento propulsivo do animal à sua velocidade de deslocamento, descreve a eficiência dessa propulsão: existe uma combinação de frequência, amplitude e velocidade que maximiza a eficiência propulsiva, e os mamíferos aquáticos que se desviam significativamente dessa combinação nadam a um custo comparativamente maior.

Em pequenos mamíferos semiaquáticos, como lontras ou castores, um mecanismo adicional entra em ação: o atrito entre a pelagem do animal e a água circundante desempenha um papel significativo na resistência total que o animal enfrenta ao nadar, um papel que é comparativamente menos relevante em grandes mamíferos aquáticos, que têm menos pelos em relação ao seu tamanho. Isso completa o quadro das forças resistivas e propulsivas, além da gravidade, com o qual esta descrição da interação do mamífero com seu ambiente físico começou.

ID:2605