As aves são respiradores super eficientes

Todos os animais precisam respirar para trocar o oxigênio que entra com os gases residuais que saem, como o dióxido de carbono. Dê uma olhada na maravilhosa animação abaixo, da ilustradora Eleanor Lutz, de respiração em humanos.

Humans e outros mamíferos sugam ar para dentro de seus corpos, baixando um músculo logo abaixo dos pulmões chamado diafragma. Quando o diafragma sobe, o ar é espremido de volta para fora. Os cientistas chamam essa troca de fluxo de maré, porque o ar simplesmente sopra para dentro e para fora dos pulmões, como as marés do mar. Respirar assim significa que o ar velho que sai se mistura com o novo ar que entra – não é a forma mais eficiente de entrar oxigénio no corpo.

Nem todos os animais respiram da mesma forma, embora.

Aves, por exemplo, evitem o problema de mistura movendo o ar através dos pulmões numa direcção através de uma série de 7 a 9 sacos de ar, ligados por tubos de laço. As aves levam oxigénio para os tecidos do seu corpo quando inspiram e quando expiram. Assim, para cada respiração das aves, os humanos precisariam de tomar duas. Isto torna as aves respiradoras super-eficientes. Incrível!

Quando uma ave inala, os sacos de ar insuflam e o ar rico em oxigénio do exterior é sugado para o corpo enquanto o ar residual é retirado dos pulmões. Quando uma ave exala, os sacos de ar esvaziam-se e o ar rico em oxigénio dos sacos de ar mais recuados é espremido para dentro dos pulmões enquanto o ar residual é expelido do corpo pelos sacos de ar mais frontais. Parece complicado (e é).

A investigação publicada no ano passado mostrou que os répteis também são capazes deste tipo de respiração unidireccional. Embora isto possa não ser um grande choque para você ou para mim, os cientistas de pulmões ficaram muito surpresos! Quando contados, eles reagiram dizendo coisas como “absolutamente transformacional”, “verdadeiramente chocante” e “apenas ridículo…de uma boa maneira”. Estes cientistas tinham assumido que a respiração unilateral era única para as aves e tinha evoluído relativamente recentemente. A evidência de que os répteis podem compartilhar essa peculiaridade esmagou essa suposição e levantou questões sobre a evolução da respiração unidirecional. É possível que a respiração unidireccional exista há centenas de milhões de anos!

Anteriormente, os cientistas assumiram que a respiração unidireccional requeria sacos aéreos, por isso, se um animal não possuísse sacos aéreos, presumiu-se que o animal não era um respirador unidireccional. Eles procuravam sacos aéreos por todo o lado. Eles os procuravam nos ancestrais diretos dos pássaros modernos – os dinossauros. E, eles olhavam para os seus parentes mais distantes, demasiado crocodilos, lagartos e outros répteis. Não tendo encontrado nada, concluíram que os sacos aéreos das aves eram completamente únicos dentro do reino animal.

Scientista, Colleen Farmer, no entanto, não achava que os animais precisavam de sacos aéreos para respirar de uma só vez. Para provar isso, ela decidiu rastrear diretamente como o ar se movia através de três espécies de répteis vivos e respiradores: iguanas, lagartos-monitores e jacarés. Depois de muita tentativa e erro, a fazendeira bateu em uma combinação vencedora: O Sumo do Pântano do Sapo e um endoscópio. Com estas ferramentas, o Agricultor observava como a neblina viajava numa direcção através do corpo de cada réptil. Ela provou que os sacos de ar não são necessários para a respiração unidireccional. Tudo o que é necessário, aparentemente, é algum tubo em ângulo inteligente.

As descobertas do agricultor colocam tantas questões como: que vantagem têm os répteis em respirar como as aves?

As aves são de sangue quente e vivem um estilo de vida acrobático e de alta energia. Faz sentido, então, que elas tenham um sistema de respiração adaptado para maximizar sua absorção de oxigênio, a fim de alimentar seu metabolismo rápido. Os répteis, por outro lado, são de sangue frio e têm um metabolismo lento. O agricultor pensa que eles precisam maximizar a sua absorção de oxigénio em cada respiração para poupar energia de uma forma geral. Muitos répteis passam a vida sentados muito tempo parados, à espera de comida. Eles precisam usar todos os truques do livro para conservar energia durante este tempo.