Como os animais conseguem sobreviver nos desertos?

Animais que vivem em desertos, tanto endotérmicos e ectotermicos enfrentam um desafio enorme para manter a sua temperatura corporal estável.

Os dromedários são mamíferos bastante resistentes a desertos. Imagem de Wolfgang_Hasselmann por Pixabay

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O estudo que mostraremos aqui pode ser um pouco complexo, mas com atenção e seguindo o gráfico (Figura 2) mostrado você poderá entender melhor.

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Quanto está quente?

Medições de temperaturas ambientais são amplamente encontradas em estudos de energética animal. Mas na realidade o processo de realizar as medições é complicado, e não existe medição que seja necessariamente apropriada para todos os fins. A troca de energia entre animais e o meio ambiente envolve radiação, convecção, condução e evaporação.

Ademais, a produção de calor metabólico contribui significativamente para as temperaturas corporais dos endotérmicos. O ambiente térmico de um animal é determinado por todas as vias de troca de calor operando simultaneamente.

A pergunta Quanto está calor? Pode-se traduzir por: Qual é a carga de calor para um animal neste meio ambiente? Responder a esta pergunta requer a integração de todas as rotas de troca de calor para resultar e m um número que represente a carga de calor ambiental. (É mais fácil pensar e m um a carga de calor com o vinda de um ambiente quente e representando um risco de superaquecimento [hipertermia], mas o mesmo raciocínio aplica-se a u m ambiente frio. Nesse caso o problema é perda de calor e risco de hipotermia.)

Pequenos roedores

Ecofísiologistas desenvolveram diversas medições da carga de calor ambiental em um organismo. Os dados provêm de um estudo de termorregulação do esquilo-antílope de solo (Ammospermophilus leucurus) em um cânion no deserto da Califórnia.

Figura 2. Condições meteorológicas do solo em áreas abertas de Deep Canyon, Califórnia, durante junho. A velocidade do vento (V), em metros por segundo, a insolação solar (Qi), emwatts por metro quadrado, a temperatura ambiental efetiva (Te) e a temperatura operativa padrão (Tp), em °C. a zona termoneutra (TNZ), do esquilo, é indicada. Fonte da imagem: adaptado de, POUGH, 2006.

Entre os mamíferos pequenos são os roedores que sobressaem nas regiões áridas. E lugar-comum a observação de que as densidades de população de roedores são mais altas em desertos do que em circunstâncias úmidas. Muitas características ancestrais da biologia dos roedores permitem-lhes estender seus espaços geográficos para o interior de regiões quentes e áridas.

Entre as mais importantes destas características encontram-se normalmente os hábitos noctívagos de muitos roedores e sua prática de viverem em tocas. Uma toca fornece abrigo do calor de um deserto, dando ao animal acesso a um micro ambiente protegido, enquanto as temperaturas do solo na superfície elevam-se acima de seus níveis letais.

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Temperatura do ambiente

A medição mais fácil de fazer é a da temperatura do ar (Ta, frequentemente chamada de temperatura ambiente). Em Deep Canyon, Califórnia, e m junho, a temperatura do ar eleva-se de cerca de 25° C ao alvorecer até u m pico acima de 50° C n o fim da tarde, e então declina. A temperatura d o ar é um fator que intervém nas trocas condutivas e convectivas de calor. Um animal ganha calor por condução e por convecção quando a temperatura do ar é mais quente do que a temperatura da superfície do animal, e perde calor quando o ar é mais frio. A troca condutiva de calor é em geral pequena, mas a convecção pode ser um componente importante no orçamento geral de energia de um organismo No entanto, a magnitude da troca de calor convectiva de pende da velocidade do vento assim com o da temperatura do ar. Desta forma, a medição da temperatura do ar fornece apenas um a parte da informação necessária para avaliar tão somente um a das três vias de troca de calor. Consequente mente, a temperatura do ar não é uma medição muito útil da carga de calor.

Se a temperatura do ar é insatisfatória com o medição da carga de calor ambiental, por dar apenas um a pequena contribuição para a troca geral de energia, talvez um a medição da principal fonte de calor seja mais o de que se precisa. O calor do Sol (insolação solar) nesse ambiente árido é a maior fonte de calor, e a magnitude da insolação (Qi) pode ser medida com um instrumento chamado pirômetro. A insolação solar sobe de 0 de madrugada para cerca de 900 watts por metro quadrado no meio do dia, caindo para zero no crepúsculo.

Essa medição fornece informação a respeito de quanta energia solar está disponível para aquecer um animal, mas isto ainda é apenas um componente da troca de energia que determina a carga de calor.

Temperatura ambiental efetiva

A temperatura ambiental efetiva (Te) combina os efeitos da temperatura do ar, temperatura do solo, insolação solar e velocidade do vento. A temperatura ambiental efetiva é medida fazendo-se uma cópia exata do animal (um manequim), equipando-o com um sensor de temperatura como um par termelétrico, e colocando o manequim no mesmo local do habitat que o animal real ocupa. Montagens taxidermizadas são usadas frequentemente como manequins: a pele não curtida de um animal é espichada em uma moldura de arame ou sobre um molde oco feito de cobre. Como o manequim tem o mesmo tamanho, forma cor e textura da superfície do animal, sua resposta é a mesma do animal à insolação solar, radiação infravermelha e convecção. A temperatura de equilíbrio do manequim é a temperatura que um animal inerte teria como resultado da combinação da troca de calor radiativa e convectiva. Em Deep Canyon, as temperaturas de manequins de esquilo-antílope de solo subiram mais rapidamente do que as temperaturas do ar e estabilizaram-se perto de 65°C do meio do dia até o fim da tarde. As temperaturas dos manequins eram 15°C mais altas do que a temperatura do ar, demonstrando que a carga de calor experimentada pelo esquilo-de-solo era muito maior que a estimada a partir apenas da temperatura do ar.

Porque um manequim, é uma "casca oca" - uma pele esticada sobre uma estrutura de suporte - não repete exatamente os processos termorreguladores que têm importantes influências sobre as temperaturas corporais de um animal real. A produção de calor metabólico aumenta a temperatura corporal de um esquilo de solo, a perda de água por evaporação a abaixa, e alterações na circulação periférica, além de posicionamento do pelo levantado ou baixado, mudam o isolamento térmico. Os efeitos desses fatores podem ser reunidos matematicamente se forem conhecidos os valores atribuídos ao metabolismo, isolamento térmico e condutância do corpo inteiro. O resultado deste cálculo é a temperatura padrão vigente (Tp). Encontra-se uma exposição de como calcular a Tp em Bakken (1980).

Para o esquilo de solo de nosso exemplo a temperatura padrão vigente seria próxima de 10°C mais alta do que a temperatura efetiva, e cerca de 25°C do que a temperatura do ar. Para boa parte do dia a Tp de um esquilo de solo debaixo do sol no Deep Canyon foi de 30°C ou mais, acima da temperatura crítica superior de 43 °C. Cálculos similares podem fornecer valores de Tp em outros microambientes que os esquilos podem ocupar - à sombra de um arbusto, por exemplo, ou numa toca. Esta é a informação de que se precisa para avaliar o comportamento dos esquilos a fim de determinar se suas atividades são limitadas pela necessidade ou pela fuga do calor excessivo.

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Referências

Bakken, G. S.  1980. The use of standard operative temperature in the study of the thermal energetics of birds. Physiologi-cal Zoology 53:108-119.

POUGH, F. Harvery; JANIS, Christine M; HEISER, John B. A vida dos vertebrados. Atheneu Editora São Paulo, 2006.