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.

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.

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.

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.