Na intrincada dança da floresta, onde cada lacuna e cada folha representa uma barreira potencial, o beija-flor atua com uma graça e habilidade que desafiam as limitações de suas asas rígidas.
Ao contrário de outras aves que dobram as asas para navegar pela folhagem densa, os beija-flores desenvolveram um conjunto notável de manobras para atravessar os espaços mais apertados. Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, descobriram os segredos desses feitos extraordinários.
As asas do beija-flor navegam em espaços apertados
O estudo revela que os beija-flores empregam duas estratégias distintas quando se deparam com passagens estreitas em seus domínios frondosos. Ao enfrentar fendas muito estreitas para a envergadura das asas, essas aves acrobatas passam despercebidas. Incrivelmente, eles são capazes de manter a sua elevação com abas contínuas.
Para aberturas menores ou percursos familiares, adotam uma postura mais aerodinâmica. Essa estratégia envolve dobrar as asas e deslizar antes de retomar o bater.
Como estudar as asas do beija-flor
A incrível pesquisa é surpreendente por revelar o movimento lateral do beija-flor e os intrincados ajustes das asas. Foi liderado por Robert Dudley, professor de biologia integrativa na UC Berkeley.
“Para nós, ao iniciarmos os experimentos, dobrar e deslizar teria sido o padrão. De que outra forma eles poderiam passar? disse Duda. “Este conceito de movimento lateral com uma confusão total da cinemática da asa é bastante surpreendente – é um método novo e inesperado de trânsito de abertura. Eles estão mudando a amplitude das batidas das asas para que não caiam verticalmente quando fazem o movimento lateral.”
A equipe de Dudley incluía Marc Badger, que concluiu seu doutorado. na Universidade da Califórnia em Berkeley. Eles observaram que as aves alteram a amplitude do batimento das asas para evitar quedas verticais durante essas manobras. A plataforma lateral, em particular, pode oferecer às aves uma melhor oportunidade de avaliar e evitar obstáculos, o que poderia reduzir os riscos de colisão.
“Aprender mais sobre como os animais superam obstáculos e outros ‘blocos de construção’ do ambiente, como rajadas de vento ou regiões turbulentas, pode melhorar a nossa compreensão geral da locomoção animal em ambientes complexos”, observou o primeiro autor Badger. “Ainda não sabemos muito sobre como o voo através da desordem pode ser limitado por processos geométricos, aerodinâmicos, sensoriais, metabólicos ou estruturais. Até mesmo limitações comportamentais podem surgir de efeitos de longo prazo, como desgaste do corpo, como sugerido pela mudança na técnica de negociação de abertura que observamos em nosso estudo.”
Pista de obstáculos do beija-flor
Outros membros da equipe incluíam estudantes da UC Berkeley, Kathryn McClain, Ashley Smiley e Jessica Ye. Eles engenhosamente treinaram beija-flores para navegar através de aberturas de tamanhos variáveis usando câmeras de alta velocidade e um programa de computador desenvolvido por Badger.
Eles descobriram que os pássaros pairam momentaneamente para avaliar uma abertura antes de iniciarem seus métodos de trânsito exclusivos. O vídeo do experimento pode ser visto aqui.
“Montamos uma arena de voo de dois lados e nos perguntamos como treinar pássaros para voar através de uma lacuna de 16 centímetros quadrados na divisória que separa os dois lados”, disse Badger, observando que os beija-flores têm envergadura de cerca de 12 centímetros ( 4 3/4 polegadas). “Então, Kathryn teve a incrível ideia de usar recompensas alternadas.”
Como o estudo foi conduzido
A abordagem inovadora da equipe de pesquisa para estudar essas aves envolveu recompensas alternadas com comedouros em forma de flor. Isto obrigou os beija-flores a passar repetidamente pelas aberturas de teste. Este método forneceu uma visão clara de como os beija-flores conseguem manter a sustentação e o impulso mesmo com movimentos assimétricos das asas.
“A questão é que eles ainda precisam manter o suporte de peso, que é derivado de ambas as asas, e então controlar o impulso horizontal, que o empurra para frente. E eles estão fazendo isso com a direita e a esquerda fazendo coisas muito peculiares”, disse Dudley. “Mais uma vez, este é apenas mais um exemplo de como, quando pressionados em alguma situação experimental, podemos obter recursos de controle que não vemos apenas em um beija-flor flutuante padrão.”
O experimento também demonstrou a capacidade das aves de adaptar suas estratégias. A abordagem mais rápida de “passagem balística” foi empregada com mais frequência à medida que as aves se acostumaram com a configuração do teste. Mesmo assim, diante das menores lacunas, os beija-flores recorreram ao movimento de “dobrar e deslizar”. Esta adaptação indica uma abordagem versátil e adaptativa à navegação por obstáculos.
“Eles parecem usar o método mais rápido, o buzz-through balístico, quando se familiarizam mais com o sistema”, disse Dudley.
As descobertas também destacam a resiliência das aves. Apenas 8% dos beija-flores sofreram corte de asas e, mesmo assim, recuperaram-se rapidamente e continuaram o voo.
“A capacidade de escolher entre várias estratégias de negociação de obstáculos pode permitir que os animais passem por espaços apertados e se recuperem de erros”, observou Badger.
Aplicações no mundo real através da biomimética
As implicações dessas descobertas vão muito além da curiosidade biológica. Compreender como pássaros como os beija-flores navegam em espaços desordenados poderia informar o projeto de drones capazes de manobrar melhor em ambientes complexos.
Badger sugere que o bater das asas e a habilidade sensorial dos pássaros podem oferecer insights que podem revolucionar a forma como os drones interagem com o ambiente ao seu redor, especialmente em áreas turbulentas ou obstruídas.
“Os atuais quadrotores de controle remoto podem superar a maioria das aves em espaços abertos na maioria das métricas de desempenho. Então, há alguma razão para continuar aprendendo com a natureza?” disse Texugo. “Sim. Acho que está na forma como os animais interagem com ambientes complexos. Se colocarmos o cérebro de um pássaro dentro de um quadrotor, o pássaro ciborgue ou um pássaro normal seriam melhores em voar através de uma floresta densa ao vento? Pode haver muitas vantagens sensoriais e físicas em bater asas em ambientes turbulentos ou desordenados.”
Próximas etapas para pesquisa de voo de aves
A equipe de Dudley pretende aprofundar o mistério da navegação aviária, testando as aves com uma série de aberturas variadas, buscando entender como elas abordam múltiplos obstáculos em sucessão. A sua investigação é um testemunho da engenhosidade do beija-flor, revelando as estratégias intrincadas que estas pequenas criaturas empregam para prosperar nos seus habitats complexos.
O estudo completo foi publicado no Jornal de Biologia Experimental.
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