Os investigadores fizeram um grande avanço na compreensão de como o movimento coletivo dos peixes leva a uma redução nos custos de energia. O estudo lança luz sobre um aspecto fundamental do comportamento de grupo entre os animais.
O movimento colectivo, observado numa infinidade de espécies, desde os mais pequenos peixes até aos mais poderosos predadores terrestres, é há muito reconhecido como um elemento crucial na navegação em ambientes complexos.
O que impulsiona o movimento coletivo?
As motivações subjacentes que impulsionam o movimento colectivo permaneceram em grande parte especulativas, com teorias sugerindo uma variedade de pressões evolutivas, incluindo o acasalamento, a segurança e a conservação de energia.
O principal autor do estudo, Yangfan Zhang, é pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Biologia Organísmica e Evolutiva (OEB) da Universidade de Harvard.
“A palavra-chave talvez seja porque ninguém realmente mediu isso e comparou diretamente entre todos os grupos de animais, principalmente porque é difícil ter um sistema que possa medir não apenas um grupo, mas os indivíduos desse grupo. Mas sabemos que, evolutivamente, existe alguma pressão para otimizar a eficiência do uso de energia”, disse Zhang.
Foco do estudo
Os pesquisadores decidiram investigar se os movimentos sincronizados em ambientes aquáticos podem minimizar o gasto energético associado à locomoção.
Eles projetaram uma “esteira” de água selada que controlava a velocidade da água. Para calcular a taxa de captação de oxigênio pelos animais, os especialistas mediram a taxa de remoção de oxigênio da esteira.
“O sistema foi projetado para ter sensibilidade de medição para capturar o custo energético de um peixe individual em comparação diretamente com o custo de um grupo de oito peixes”, explicou Zhang. “Ao padronizar a biomassa dos peixes na esteira aquática com velocidade controlada da água, podemos comparar diretamente o custo da natação entre cardumes de peixes e um peixe individual.”
Principais conclusões
O estudo revelou que grupos de peixes apresentam gasto energético significativamente menor por biomassa em comparação com nadadores solitários. A velocidade ideal parecia não ser muito rápida nem muito lenta. Este ritmo mediano foi observado anteriormente em espécies migratórias, sugerindo uma vantagem evolutiva.
“O que descobrimos é que o custo total para o grupo se mover como um todo é muito menor por biomassa em comparação com um indivíduo, e o grupo gastou a menor quantidade de energia a uma velocidade média de um comprimento corporal por segundo”, disse Zhang. . “Quando analisamos estudos que rastreiam animais selvagens, descobrimos que muitos animais migram a uma velocidade de cerca de um comprimento corporal por segundo.”
Implicações mais amplas
A sobrevivência das espécies de peixes, que possuem um imenso valor cultural e comercial, está cada vez mais ameaçada pelas alterações climáticas e pelas consequentes mudanças na biodiversidade.
Compreender as eficiências energéticas do movimento colectivo torna-se não apenas uma questão de interesse biológico, mas um factor crítico na previsão da dinâmica futura das populações de peixes sob stress ambiental.
Novos insights críticos
Os pesquisadores notaram que mover-se rapidamente exigia mais energia, mas mover-se lentamente também exigia. No entanto, a uma velocidade média de um comprimento de corpo por segundo, observaram uma queda na curva energética onde a natação tinha um custo mínimo.
“As projeções sobre a abundância futura de espécies de peixes não podem basear-se apenas na biologia dos indivíduos, precisamos também de uma compreensão fundamental do movimento coletivo que leve em conta as interações entre os indivíduos dentro de um grupo”, disse Lauder.
“Estudar a energética da locomoção aquática sob restrições ambientais oferece uma visão não apenas das características altamente conservadas da fisiologia dos vertebrados, mas também do funcionamento interno dos princípios da dinâmica dos fluidos e da locomoção animal.”
Significância do estudo
“Acho que o que há de bonito neste estudo é que capturamos todo o espectro do gasto de energia de uma forma holística que nos permitiu contabilizar um custo de energia que se move em altas velocidades”, disse Zhang.
“Os cientistas têm analisado esta questão há décadas, mas descobrimos que a chave estava em medir não apenas os custos aeróbicos, mas também os anaeróbicos. Essa é uma parte enorme para qualquer organismo e, sem medir ambos, você obtém apenas metade da história.”
O estudo está publicado na revista e-Vida.
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