sábado, fevereiro 03, 2007

Os disparos dos pinguins

Este é um pinguim de Adélia, da espécie Pygoscelis adeliae. Vou falar hoje de pinguins para dar mais um exemplo de que a vida social dos cientistas não é tão atractiva como parece. É que muitas vezes os detalhes do trabalho científico não dão grandes motivos de conversa. Claro que pode parecer estranho, afinal toda a gente gosta de pinguins, e há a questão de viajar para locais exóticos como a Antártida para os ver e estudar. A questão é o que se estuda: há muitos aspectos importantes na vida dos pinguins, incluindo a forma como se desembaraçam dos excrementos. Quando sentem a necessidade de se aliviarem, os pinguins de Adélia aproximam-se da borda do ninho e lançam um esguicho de excrementos que pode ir até mais de 40 centímetros de distância. Claro que um verdadeiro cientista não poderia ficar indiferente a tal fenómeno. Afinal:

Quem quer que tenha observado um pinguim a disparar um "tiro" da sua extremidade traseira deve ter-se interrogado acerca da pressão que a ave gera.

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Pelo menos é o que dizem dois senhores chamados Victor Benno Meyer-Rochow e Jozsef Gal num artigo saiu na revista Polar Biology (ref1) no algo distante ano de 2003. Numa tradução livre do resumo:
Os pinguins-de-barbicha e de Adélia geram pressões consideráveis para lançarem as suas fezes para longe da borda do ninho. As pressões envolvidas podes ser aproximadas conhecendo os parâmetros seguintes: (1) a distância que a matéria fecal percorre antes de atingir o solo, (2) a densidade e a viscosidade do material, e (3) a forma, abertura, e altura acima do solo do orifício de saída. Após medir todos estes parâmetros, calculámos que pinguins completamente desenvolvidos geram pressões por volta dos 77 milímetros de mercúrio (Hg) para expelirem material aquoso e 450 milímetros Hg para expelirem material de viscosidade mais elevada que a do azeite. As forças envolvidas, bastante acima das que se conhecem para os humanos, são elevadas. mas não levam a um fluxo turbulento desperdiçador do ponto de vista energético. Se um pássaro porventura escolhe a direcção na qual decide lançar as suas fezes, e qual o papel que o vento desempenha nisso é algo que permanece desconhecido.

Se o resumo já em si promete, os detalhes do artigo então ensinam-nos bastante sobre este tão fascinante tema. Fiquei a saber, por exemplo, que a cor do esguicho depende do que o penguim comeu. Se a refeição foi peixe é sobretudo esbranquiçado, se foi krill é rosado. Os autores incluem no artigo uma figura com o modelo que usam nos cálculos para os Adélia, que não resisto a mostrar aqui.

O estudo é quantitativo e mete equações de dinâmica de fluidos e usa medições "no local" do diâmetro da abertura por onde sai o esguicho. Por exemplo, para o pinguim Adélia, a abertura tem um diâmetro de 8 milímetros. Os pinguins de Adélia possuem cerca de 60 centímetros de altura, com a abertura da cloaca a cerca de 20 centímetros acima dos pés. Os autores incluiram ainda mais 5 centímetros para entrarem em linha de conta com a latura do rebordo do ninho. Estes pinguins conseguem expelir os excrementos a 40±12 centímetros de distância do ninho, num processo que leva 0.4 segundos. Vou poupar-vos às equações, salientando apenas que o grande factor de incerteza é a viscosidade dos excrementos. Admitindo que os excrementos não são viscosos, consegue-se uma estimativa mínima para a pressão, cerca de 34 milímetros de mercúrio, o que corresponde à pressão que se mede na base de uma coluna de água com 46 centímetros de altura.

O fantástico neste trabalho são os detalhes. Os autores notam que os excremento não saem a velocidade constante, não temos "uma fonte", a velocidade (e o alcance) diminui com o tempo e os excrementos traçam assim uma linha no solo e não uma mancha. Os cálculos são por isso um pouco complicados. Sem entrar em detalhes, direi apenas que, admitindo uma viscosidade dos excrementos inferior à do azeite, os autores obtêm então os valores indicados no resumo, ou seja que os pinguins Adélia geram pressões entre os 77 e os 450 milímetros de mercúrio. Estes valores podem não dizer muito à maioria dos leitores, mas os autores vêm em nosso socorro, dando os valores para os humanos:
As pressões nos músculos do recto num humano em pé ascendem a 20 milímetros de mercúrio, às quais os músculos resistem, mas quando as pressões atingem 55 milímetros de mercúrio, o esfíncter externo, bem como o interno, relaxam e os conteúdos do recto são expelidos. Durante o esforço, as pressões podem ultrapassar bastante os 100 milímetros de mercúrio.

Coisa pouca quando comparada com os quase 500 milímetros de mercúrio de pressão dos pinguins Adélia. Nas conclusões os autores notam ainda este detalhe:
As aves poderiam teoricamente aumentar o alcance da defecação por projécteis esguichando 45° para cima. Contudo, a sua postura vertical e a posição da abertura proibem isso nos pinguins, mas nas águias e noutras aves de rapina o esguicho é, de facto, dirigido para cima de 15 a ­30°.

Deixam também sugestões para estudos posteriores:
É interessante notar que os traços de matéria fecal radiam da borda do ninho em todas as direcções (não se nota nenhuma preferência). Se a ave escolhe deliberadamente a direcção onde expelir as suas fezes, ou se isso depende da direcção na qual o vento sopra, são questões que precisam de ser resolvidas noutra expedição à Antártida.

O negrito é meu, é o que o ênfase naquele "precisam" tocou-me. Os autores estudaram mais duas espécies, os pinguins saltadores das rochas, da espécie Eudyptes chrysocome, e os pinguins-gentios, da espécie Pygoscelis papua. Os pinguins saltadores das rochas são menores que os de Adélia e possuem também uma abertura cloacal menor, com cerca de 4.2 milímetros. Ficam muito aquém dos 13.8 milímetros dos pinguins gentios.

Só que uma abertura estreita permite aos pinguins saltadores serem os campeões na pressão dos esguichos. Talvez isso explique o ar emporcalhado do pinguim à direita na imagem acima. É que estes animais nidificam muito perto uns dos outros.

Está-se mesmo a ver, para manterem a casa limpa, emporcalham a dos vizinhos, e mesmo os próprios vizinhos. Fabuloso, e pensar que encontrei este artigo através do Wally & Osborne, uma banda desenhada na internet.

Ficha técnica
Imagens de pinguins cortesia de Stan Shebs via Wikimedia Commons, aqui, aqui, aqui, e aqui.

Referências
(ref1) Victor Benno Meyer-Rochow & Jozsef Gal (2003). Pressures produced when penguins pooh--calculations on avian defaecation. Polar Biol (2003) 27: 56-­5. Laço DOI.

3 comentários:

Jorge disse...

Fascinante! :)

Isto não terá, por acaso, ganho um IgNobel? ;)

Caio de Gaia disse...

É claro que ganhou. Infelizmente os autores não conseguiram vistos para irem receber o prémio.

Anónimo disse...

claro que ganhou!!

isto esta ótimo...

parabéns!