Como as aves podem voar?

Muitas das características das aves relacionam-se, direta ou indiretamente, ao voo. Elas estão adaptadas, tanto estru­tural como funcionalmente, a fim de garantir um alto dispêndio de energia num corpo muito leve. Veja nesse trabalho o que faz as aves voarem,

Resumo

Em resumo, a adaptação ao voo foi possível pelo con­junto das seguintes características:

• forma aerodinâmica;
• cobertura leve (penas);
• presença de asas com penas especiais para o voo;
• esqueleto leve com ossos pneumáticos, esterno com quilha, costelas em Y;
• musculatura peitoral bem desenvolvida;
• ausência de dentes, maxilares leves;
• membrana nictitante;
• ausência de bexiga urinaria, urina sólida;
• oviparidade;
• endotermia.

A) Endotermia

O calor do corpo de uma ave é produzido internamente, a partir das reações químicas celulares que fazem parte do metabolismo, e é controlado na superfície do corpo.

B) Pele

O isolamento térmico é garantido pela camada de gordu­ra subcutânea e pelas penas.

Além da epiderme e da derme, a pele das aves apresenta uma terceira camada, de tecido adiposo, a hipoderme, carac­terística de animais que controlam sua temperatura, pois a gordura atua como isolante térmico. Essa camada é particu­larmente bem desenvolvida em aves com penas reduzidas, como os pinguins; como a gordura é menos densa que a água, essas aves também podem boiar facilmente.

A pele das aves, como a dos répteis, tem uma espessa ca­mada da queratina, que evita perda de água e forma muitos anexos córneos (placas nos pés, garras, esporões, bico), dos quais as penas, com exclusividade.

Há penas especiais nas asas que são responsáveis pela superfície de ação no voo. A camada de ar retida entre as pe­nas de cobertura isola termicamente o animal e facilita a flu­tuação em aves aquáticas. As penas também adaptam-no ao ambiente por meio de sua coloração.

A cobertura leve propiciada pelas penas mantém-se im­permeável à água porque as aves espalham com o bico uma secreção oleosa da glândula uropigial (gr.: oura, cauda + puge, anca), situada dorsalmente na base da cauda e especialmente bem desenvolvida nas aves aquáticas. Essa é a única glândula tegumentar presente nas aves. Não há glândulas sudoríparas, uma vez que seriam de pouca utilidade num corpo densamente coberto de penas; além disso, penas molhadas ficariam pesa­das e as asas, perderiam então a função voadora.

O controle da temperatura envolve vários mecanismos. Para evitar perdas de calor, a ave mantém a cobertura de pe­nas afofada, aumentando a espessura da camada de ar isolante, recolhe as patas junto ao corpo, esconde a cabeça sob as asas. Para perder calor, uma ave mantém as penas bem juntas ao corpo, aumenta o volume de sangue circulante na pele, especialmente nas áreas não isoladas, como as patas, abre as asas, ofega, agita-se na água ou em terra úmida.

Esses mecanismos capacitam as aves a manter sua tem­peratura constante, em níveis relativamente altos, de 40° a 43°C. A necessidade de manter o metabolismo e a tempera­tura elevados impõe um limite mínimo no tamanho da ave, pois animais pequenos têm grande superfície corpórea em relação ao volume. Essa relação não pode ser crítica, isto é, o calor produzido pela massa corporal não pode ser menor que o calor dissipado pela grande superfície.

Os beija-flores ou colibris são as menores espécies de pássaros e, para manter suas necessidades energéticas, de­vem ingerir o equivalente a mais da metade de seu corpo em alimento (néctar) por dia. À noite hibernam, evitando, assim, o esgotamento de suas reservas. Nesse período a temperatu­ra se iguala à do ambiente e o coração bate uma só vez por minuto, conservando apenas a circulação basal.

C) Esqueleto e músculos

Os ossos das aves são finos, ocos e muito leves. Os sacos aéreos, expansões membranosas dos pulmões, penetram no interior de muitos ossos chamados, por isso, de pneumáticos.

Dentes pesam e precisam implantar-se em maxilares for­tes, movidos por músculos especiais. A cabeça das aves não pode ser pesada. Os maxilares leves são desprovidos de den­tes e o bico — mesmo sendo grande como o de um tucano — é surpreendentemente leve. Aves que se alimentam de grãos trituram-nos numa moela bem desenvolvida, deslocada para o interior do corpo.

A cabeça e o pescoço são muito móveis. Como o bico é usado na captura de alimentos, alisamento das penas, cons­trução de ninhos e defesa, a liberdade de movimentos da ca­beça é muito importante.

O tronco é curto, com vértebras unidas, costelas em for­ma de Y, com o braço mais curto desse voltado para a parte posterior. Essa projeção posterior de cada costela apoia-se so­bre a costela seguinte, dando maior firmeza à gaiola torácica (ver figura seguinte).

O osso esterno é largo e, nas aves voadoras, apresenta uma quilha que aumenta a área de inserção dos músculos do voo, que podem representar 25 a 35% do peso do corpo.

D) Órgãos sensoriais e sistema nervoso

O sentido do olfato não é tão importante para as aves que passam grande parte de suas vidas fora do chão, como é para aquelas que vivem sobre ele. O kiwi, ave noturna da No­va Zelândia, é capaz de farejar minhocas no solo.

A visão é muito importante para a maioria dos animais voadores; os olhos das aves são grandes e representam 15% do peso da cabeça. A visão a cores é bem desenvolvida. A acomodação visual e a mudança de foco podem ser feitas muito rapidamente pela ação voluntária dos músculos cilia­res, que deformam o cristalino.

Sob as pálpebras existe uma membrana nictitante trans­parente que se estende sobre a superfície do globo ocular, protegendo-o contra ressecamento e poeira.

O sentido da audição é bem desenvolvido na maioria das aves, como é de se esperar pela importância do canto no comportamento de muitas espécies. O som é produzido na siringe, órgão situado na bifurcação da traqueia.

No encéfalo, o cerebelo — que coordena o equilíbrio postural e os movimentos — é proporcionalmente bem desenvol­vido.

E) Digestão

Os bicos adaptam-se aos tipos de alimentos ingeridos pelas aves.

Nas aves que se alimentam de grãos, o esôfago tem uma dilatação chamada papo, onde o alimento fica armazenado e amolece pela absorção de água. O estômago é composto de duas partes: o estômago químico ou proventrículo (gr.: pro, em frente + lat: venthculus, estômago), pouco dilatado, que secreta o equivalente ao nosso suco gástrico; e o estômago mecânico ou moela, que tritura o alimento, misturando-o com o suco gástrico aí lançado.

Em corujas e muitas outras espécies carnívoras, a moela não é tão bem desenvolvida e atua na retenção de pelos, ossos e outros materiais não digeríveis, evitando sua passagem ao intestino. Todo esse material é regurgitado em pelotes.

O intestino termina numa cloaca.

F) Trocas gasosas

O pulmão das aves é proporcionalmente menor que o dos mamíferos, mas são mais eficientes porque mantêm o fluxo de ar numa única direção, mantendo a concentração de oxigênio em contato com as superfícies epiteliais de troca muito maior do que nos vertebrados que ventilam seus pul­mões bidirecionalmente. Esse fluxo unidirecional só é possível porque os pulmões estão conectados com sacos aéreos ante­riores e posteriores — expansões membranosas dos pulmões — que funcionam como foles e encontram-se expandidos en­tre órgãos. Alguns penetram em ossos através de pequenos orifícios e acabam por ocupar uma parte do espaço da medu­la óssea, reduzindo o peso da ave. Contribuem ainda para a regulação térmica, na medida em que sua ampla superfície permite a evaporação da água, dissipando calor do corpo.

Com esse equipamento, as aves conseguem oxigênio su­ficiente, mesmo voando em grandes altitudes, onde a pres­são parcial de oxigênio é baixa.

G) Circulação

De nada adiantaria um equipamento respiratório tão so­fisticado se não houvesse, paralelamente, uma evolução do sistema circulatório, que o colocasse no mesmo nível de efi­ciência. O coração é relativamente grande, completamente di­vidido em lados direito e esquerdo, impedindo a mistura do sangue arterial, rico em oxigênio, com o sangue venoso, que contém uma taxa muito baixa desse mesmo gás. Apenas co­mo um dado anatômico que permite identificar as aves, nelas encontramos apenas uma artéria aorta que, ao sair do cora­ção, curva-se para o lado direito do corpo.

H) Excreção

Como já discutido na adaptação dos vertebrados ao meio terrestre, o produto excretado pela urina, predominante nas aves, é o ácido úrico. Por se tratar de um composto nitrogenado quase insolúvel e pouco tóxico, pode ser eliminado com uma quantidade de água muito pequena, sob a forma de cris­tais, numa pasta branca, junto com as fezes. As aves não têm bexiga urinaria, o que as faz mais leves para o voo. Aves ma­rinhas eliminam o excesso de sal através de glândulas situadas acima dos olhos e lançando-a no interior das fossas nasais.

I) Reprodução

Todas as aves apresentam sexos separados, dimorfismo sexual e fecundação interna. São oviparas e os ovos são ricos em vitelo e dotados de casca calcária; o âmnio e o alantoide estão presentes no desenvolvimento embrionário. A oviparidade soluciona o problema do reduzido espaço interno, evita o excesso de peso e não altera a dinâmica do voo, auferindo às aves uma certa independência em relação ao ninho, ao qual devem sempre retornar para chocar os ovos.

Em muitas espécies o ninho é importante nos primeiros cuidados com a prole; até o momento que os filhotes come­cem a enxergar, emplumem-se e possam alçar voo.

Por: Paulo Magno da Costa Torres