Ciclistas se aproveitam de formações bolão dupla sena competições: inspiração para novas tecnologias

No fim de semana dos Jogos Olímpicos, é possível ver ♣ grupos de ciclistas se aproximando perigosamente um do outro bolão dupla sena uma estrada plana durante uma corrida. Essa formação, conhecida como ♣ pelotão, permite que os ciclistas no meio mantenham a mesma velocidade que aqueles na periferia, mas com menos esforço.

Em junho, ♣ um grupo de pesquisadores demonstrou que um efeito semelhante ocorre com peixes bolão dupla sena água turbulenta. Peixes nadando bolão dupla sena cardumes, perceberam, ♣ gastam menos energia do que aqueles que viajam sozinhos. O estudo do grupo, publicado no journal PLOS Biology, é uma ♣ das primeiras pesquisas a medir diretamente o impacto das turbulências na natação escolar de peixes.

"Em certa medida, isso faz sentido", ♣ disse Rui Ni, engenheiro na Universidade Johns Hopkins e um dos autores do novo estudo. "Quando o ambiente se torna ♣ mais difícil, você se agrupa."

As descobertas podem levar a uma melhor compreensão de como fatores externos que causam turbulência na ♣ água podem afetar populações de peixes. Isso pode também um dia inspirar novas tecnologias, como veículos aquáticos ou drones voadores, ♣ que são projetados para se mover bolão dupla sena grupos como uma forma de reduzir o consumo de energia.

Muitos animais participam do ♣ que os cientistas chamam de movimento coletivo

Insetos se reunem para acasalar de forma mais efetiva; aves voam bolão dupla sena bandos para ♣ navegação e defesa contra predadores. Mas cientistas debatem se atuar como um grupo reduz o esforço energético de cada indivíduo ♣ ou o aumenta.

Os pesquisadores do novo estudo supuseram que os peixes dentro dos cardumes poderiam ser protegidos das pequenas torrentes, ♣ ou vórtices, que criam turbulência aquática, e com essa proteção serem capazes de manter o ritmo com menos esforço.

Pesquisadores criam ♣ "treadmill" d'água para estudar comportamento de peixes

Para testar essa ideia, o time construiu um "treadmill" d'água - criando um loop ♣ fechado de água equipado com um propulsor para controlar a velocidade do fluxo da água, câmeras para registrar a posição ♣ dos peixes no loop e um probador para medir o consumo de oxigênio à medida que os peixes nadam.

O setup ♣ experimental não era diferente da forma como os pesquisadores medem o consumo de energia de um atleta. "Se você quiser ♣ medir o consumo de oxigênio de um humano correndo bolão dupla sena um treadmill, então você coloca uma máscara na face do ♣ humano", disse Yangfan Zhang, um zoólogo na Harvard University que liderou o estudo. "Mas é muito difícil colocar uma máscara ♣ bolão dupla sena um peixe."

Peixes escolares gastam menos energia bolão dupla sena condições turbulentas

O time de Dr. Zhang estudou o comportamento de um peixe ♣ chamado de "giant danio", uma espécie pequena de peixe comumente encontrada bolão dupla sena creeks de água doce, tanto nadando sozinhos quanto ♣ bolão dupla sena um cardume. Eles descobriram que, bolão dupla sena condições altamente turbulentas, peixes nadando bolão dupla sena cardumes se aproximavam mais uns dos outros, ♣ permitindo que os peixes individuais reduzissem o esforço gasto bolão dupla sena energia bolão dupla sena até 79 por cento bolão dupla sena comparação com o ♣ esforço de um nadador sozinho.

Eles também descobriram que peixes nadando sozinhos gastavam 22 por cento mais esforço nadando bolão dupla sena um ♣ fluxo turbulento do que bolão dupla sena um fluxo suave com nenhum vórtice. Em comparação, peixes nadando bolão dupla sena cardumes exerciam a mesma ♣ quantidade de esforço bolão dupla sena qualquer condição.

Similaridades entre o comportamento coletivo de peixes e ciclistas

Existem muitas similaridades entre o comportamento coletivo ♣ de cardumes de peixes e ciclistas pedalando bolão dupla sena um pelotão. Ambos os grupos viajam de forma mais eficiente se movendo ♣ mais próximos um do outro. E os membros no meio obtêm uma vantagem energética sobre aqueles na periferia.

Mas não é ♣ uma analogia perfeita, observou Dr. Ni. Embora o vento possa ser turbulento, eddies de ar não são a maior preocupação ♣ para ciclistas de estrada. Em vez disso, é a presença de ventos cruzados, chegando de uma direção diferente do movimento ♣ dos ciclistas.

Além disso, adicionou, "a penalidade evolucionária é muito mais severa do que a penalidade esportiva" - para peixes, a ♣ decisão de nadar bolão dupla sena cardumes pode significar a diferença entre a vida e a morte.

"Há algo realmente unificador sobre um ♣ princípio que ocorre bolão dupla sena toda a biologia", disse Dr. Zhang. "Podemos aprender muito da natureza."

Investigando os detalhes do benefício energético ♣ do cardume

No futuro, os pesquisadores esperam se concentrar nos detalhes mais finos do benefício energético que o cardume oferece, incluindo ♣ como tamanhos e espécies diferentes de peixes podem alterar os resultados, e como a turbulência dentro de um cardume de ♣ peixes se compara com a do ambiente externo.

Um novo evento olímpico?

Talvez, brincou Dr. Hedrick, esses resultados um dia inspirem um ♣ novo evento nos Jogos Olímpicos: natação bolão dupla sena equipe, na qual os competidores usam o rastro de uma pessoa ao lado ♣ deles para se mover mais eficientemente.

"Não fazemos isso", disse ele. "Temos belas faixas. Mas talvez a ciência possa abrir caminho ♣ para isso no futuro."