A vida secreta do stand up paddleboarding pegando carona nas baleias azuis

Em um estudo publicado em 28 de outubro no Journal of Experimental Biology, uma equipe internacional de pesquisadores que estudam os ambientes fluidos únicos das baleias azuis que viajam ao largo da costa de Palos Verdes e San Diego, CA, relatou a captura do primeiro registro contínuo do comportamento da rêmora em um organismo hospedeiro. , usando rótulos biossensíveis avançados com gravação de vídeo. Capacidades

O estudo revela os segredos por trás do sucesso do peixe rêmora em pegar carona a bordo de baleias com mais de 30 vezes seu tamanho para atravessar o oceano com segurança: eles selecionam as regiões mais ideais de fluxo no corpo da baleia para aderir, como atrás da narina da baleia. , onde a resistência ao arrasto dos peixes é reduzida em até 84%. As descobertas da equipe também mostram que as rêmoras são capazes de se mover livremente para se alimentar e se socializar em sua jornada, mesmo quando sua hoste de baleias atinge velocidades de explosão de mais de 5 metros por segundo, usando comportamentos de planagem e navegação até então desconhecidos. especiais de baixa resistência que existem na superfície do corpo da baleia.

Os pesquisadores afirmam que o estudo representa a análise dinâmica dos fluidos corporais de baleia de mais alta resolução até hoje, cujos insights podem ser usados ​​como base para uma melhor compreensão do comportamento da espécie, uso de energia e saúde ecológica geral. , bem como melhorar a marcação e rastreamento de baleias e outros animais migratórios em estudos futuros.

“As baleias são como sua própria ilha flutuante, basicamente seus próprios pequenos ecossistemas … Observar o ambiente de fluxo das baleias azuis com resolução exata por meio deste estudo é extremamente emocionante”, disse Brooke Flammang, professora assistente de biologia. . no New Jersey Institute of Technology e no autor do estudo correspondente. “Por uma feliz coincidência, nossas gravações capturaram como as remoras interagem neste ambiente e são capazes de usar as diferentes dinâmicas de fluxo dessas baleias a seu favor. É incrível porque realmente não sabemos quase nada sobre como as remoras se comportam em seus hospedeiros na selva por um longo período de tempo. “

Até agora, os cientistas que estudam as relações simbióticas entre as rêmoras e seus hospedeiros em seu habitat natural no oceano têm se baseado predominantemente em imagens estáticas e evidências anedóticas, deixando um mistério muito de como eles realizam seu famoso comportamento de aderência baixa. a superfície.

Em sua pesquisa recente, os pesquisadores empregaram etiquetas de biologização multissensor com câmeras duplas que conectavam as baleias por meio de quatro discos de sucção de 2 polegadas. As marcas foram capazes de calcular várias medidas dentro do ecossistema da baleia, como pressão de superfície e forças complexas de fluidos ao redor das baleias, bem como localização por GPS e velocidades de viagem por meio das vibrações da marca. tudo isso enquanto filmava as remoras a 24 quadros por segundo e 720p. resolução.

“Felizmente, o arrasto em cockpits de aeronaves com covinhas foi medido muitas vezes e pudemos aplicar esse conhecimento para ajudar a determinar o arrasto que essas remoras estavam experimentando”, disse Erik Anderson, co-autor e pesquisador de dinâmica de biofluidos da Grove City. Pesquisador universitário e convidado do Woods Hole Oceanographic Institution. “Mas nosso estudo ainda exigia calcular, pela primeira vez, o fluxo sobre uma baleia azul usando dinâmica de fluidos computacional … foi necessário uma equipe internacional de biólogos, programadores, engenheiros e um supercomputador para fazer isso.”

A equipe de 211 minutos de dados de marcas de baleias e imagens de vídeo processados ​​por pesquisadores no Centro de Supercomputação de Barcelona capturou um total de 27 remoras em 61 localizações de baleias no total e descobriu que as remoras se moviam com maior frequência e viajou entre três dos mais hidrodinamicamente benéficos. pontos onde o fluxo e as trilhas de separação são causados ​​pelas características topográficas distintas da baleia: diretamente atrás da cloaca, próximo e atrás da nadadeira dorsal e na região do flanco acima e atrás da nadadeira peitoral.

Com base nas medições da equipe, Anderson diz que a força de cisalhamento experimentada por um rêmora de tamanho médio na esteira atrás do buraco de uma baleia nadando na velocidade casual de 1,5 m / s pode ser tão baixa quanto 0,02 Newtons, meio da força. arrastando no fluxo livre acima. No entanto, Anderson observa que a força de sucção média do rêmora de 11-17 Newtons é mais do que igual até mesmo para o local de estacionamento mais intenso da baleia, sua cauda, ​​onde o rêmora experimenta aproximadamente 0,14 Newtons de força de cisalhamento. . E embora as forças sejam maiores, o mesmo é verdade até mesmo para grandes remoras montadas em baleias que nadam em velocidades muito mais altas.

“Aprendemos que o disco de sucção do rêmora é tão forte que ele pode grudar em qualquer lugar, até mesmo na barbatana da cauda, ​​onde a resistência mais forte foi medida, mas eles gostam de ir pelo caminho mais fácil”, disse Erik Anderson. “Isso economiza energia e torna suas vidas mais baratas, enquanto pedem carona e deslizam pela superfície da baleia como uma sonda da NASA sobre um asteróide ou algum mini-mundo.”

Remoras surfa

As etiquetas mostraram que para conservar energia enquanto se movem em torno de sua ilha flutuante, as remoras aproveitam a física da baleia navegando dentro de uma fina camada de fluido que envolve o corpo da baleia, conhecida como camada limite, onde a equipe descobriu que o a força de arrasto é reduzida. até 72% em comparação com o fluxo livre muito mais forte logo acima. Flammang diz que os peixes podem subir até 1 cm de seu hospedeiro nesta camada para se alimentar ou se juntar a seus companheiros em outros pontos sociais de baixa resistência na baleia, ocasionalmente mudando de direção ao escovar ou repetidamente anexando e soltando seus discos. sucção no corpo da baleia.

Flammang suspeita que as rêmoras podem se mover livremente sem se separar completamente de seus hospedeiros velozes, que podem se mover quase sete vezes mais rápido do que as rêmoras, por meio de algo chamado de efeito Venturi.

“O comportamento de deslizar e surfar é surpreendente por vários motivos, principalmente porque pensamos que ao ficar a um centímetro do corpo da baleia, eles estão aproveitando o efeito Venturi e usando forças de sucção para manter a proximidade”, explicou Flammang. “Neste espaço estreito entre a rêmora e a baleia, quando o fluido é canalizado para um espaço estreito, ele se move a uma velocidade maior, mas tem uma pressão menor, então não vai empurrar a rêmora, mas pode sugá-la para dentro o hospedeiro. Eles podem nadar na corrente livre para pegar um pedaço de comida e retornar à camada limite, mas é preciso muito mais energia para nadar na corrente livre. “

Além de descobrir novos detalhes sobre as proezas da rêmora em pegar carona, a equipe diz que continuará a explorar os ambientes de fluxo ao redor das baleias e os mecanismos pelos quais organismos especificamente adaptados, como as rêmoras, aderem a elas com sucesso. hospedeiros para melhorar tecnologias e designs de etiquetas de animais para períodos de monitoramento ecológico e comportamental estendidos A equipe também está usando seus novos insights sobre os locais preferidos dos acessórios de arrasto baixo dos rêmoras para informar melhor onde eles poderiam marcar as baleias em estudos futuros.

“É um processo extremamente árduo estudar baleias com licenças, regulamentos de pesquisa e o jogo de azar de encontrar animais, tudo para que as etiquetas caiam em 48 horas”, disse Flammang. “Se pudermos encontrar uma maneira melhor de coletar dados de longo prazo por meio de um melhor posicionamento de etiquetas ou tecnologias melhores, isso poderia realmente avançar nosso aprendizado da espécie e de muitos outros animais aos quais as remoras se ligam.”