para acompanhar nossa série de adaptações de baleias, este post se concentrará em como as baleias, como mamíferos de sangue quente, podem ficar aquecidas enquanto vivem em ambientes de água-especialmente de água fria. Assim como nós, as baleias são mamíferos e mantêm uma temperatura corporal interna constante, independentemente do ambiente. Na verdade, sua temperatura corporal está próxima da nossa—variando de cerca de 97 a 100 graus. No entanto, a água conduz o calor para longe do corpo 24.5 vezes mais rápido que o ar, tornando a perda de calor um grande problema para qualquer mamífero que passa tempo na água. Esta é a razão pela qual nos sentimos mais frios na água e por que podemos tolerar temperaturas do ar mais frias do que as temperaturas da água.
para reduzir a perda de calor, as baleias têm três adaptações principais: reduzir a relação área da superfície do corpo com o volume, usando sua espessa camada de gordura como isolador e reter calor por meio de troca de calor contra-corrente.
é importante que as baleias tenham uma área de superfície baixa em relação ao seu volume corporal total. Acho que as fotos podem ajudar a explicar melhor isso:
claramente, ratos e elefantes têm tamanhos de corpo muito diferentes e volumes de corpo muito diferentes—a quantidade de espaço ocupado por sua matéria corporal. Mas o que eu gostaria de ilustrar é que, em relação ao seu tamanho, o mouse tem uma área de superfície muito maior, onde o calor pode ser perdido para o ambiente externo. Se ambos os animais fossem expostos ao frio, ambos acabariam perdendo calor para o meio ambiente. O mouse, no entanto, perderia calor muito mais rápido, pois uma porcentagem maior de seu volume corporal total está sendo exposta à superfície. Para preservar o calor, é mais benéfico ter um volume maior em comparação com a superfície do corpo, portanto, há menos oportunidades de perda de calor. Isso ajuda a explicar por que os mamíferos marinhos tendem a ser tão grandes, pois é benéfico para eles terem a menor área de superfície relativa em contato com a água. E é mais fácil para as baleias atingirem tamanhos grandes porque elas não precisam lidar com todos os efeitos da gravidade como os mamíferos terrestres.
a segunda maneira principal pela qual as baleias ficam aquecidas é a gordura. Embora a pele seja um bom isolador para mamíferos terrestres, ela não teria tanto sucesso para as baleias por alguns motivos. A pele funciona como isolante porque retém uma camada isolante de ar: no entanto, a pressão atmosférica sob as águas superficiais faz com que o ar se comprima e perca seu poder isolante. Portanto, as baleias não têm um casaco de pele protetor como muitos mamíferos terrestres ou focas e ursos polares, e dependem de sua espessa gordura para isolar seus corpos em água fria. Esta gordura permite uma superfície externa muito lisa, reduzindo também o arrasto hidrodinâmico. Outra maneira pela qual as baleias reduzem tanto a perda de calor quanto o arrasto é internalizar sua genitália, em vez de ser externa como a maioria dos mamíferos terrestres.
a camada espessa de gordura não apenas mantém o calor no interior do corpo, mas a camada mais externa da pele é resfriada à mesma temperatura da água circundante para reduzir ainda mais a perda de calor por condução. A espessura da camada de gordura varia entre as espécies e a época do ano: por exemplo, as baleias jubarte geralmente têm camadas de gordura em torno de 6 polegadas de espessura, enquanto depois de sua estação de alimentação, as baleias francas podem ter uma camada de gordura de até 50 cm de espessura! Camadas de gordura mais grossas também tornam certas espécies mais flutuantes. Na verdade, é daí que veio o nome “baleia franca”; eles são tão flutuantes que até flutuam quando mortos e durante os dias baleeiros eram considerados a baleia “certa” para matar. Um dos efeitos colaterais de ser flutuante é que essas baleias normalmente levantam seus vermes da água com mais frequência ao mergulhar, porque precisam da ajuda extra para se impulsionar para a coluna d’água. Baleias mais aerodinâmicas, como finbacks ou minkes, têm camadas de gordura com apenas alguns centímetros de espessura e raramente precisam se acumular ao mergulhar.
mas este é apenas um lado da história, e se as baleias superaquecerem porque estão nadando rápido, são ativas na superfície, estão grávidas ou estão em águas mais quentes. As baleias não têm glândulas sebáceas e não podem suar como podemos para se refrescar, então elas precisam de uma estratégia diferente para poder despejar o excesso de calor…e para lançar calor, deve haver uma maneira de contornar a camada de gordura. Portanto, embora a camada de gordura forneça um ótimo isolamento para a maioria do corpo das baleias, existem certas áreas chamadas janelas térmicas que não têm gordura e não estão bem isoladas. Essas áreas incluem nadadeiras, barbatanas dorsais e seus vermes, cada um relativamente fino e altamente vascularizado. Ainda não temos certeza de quais são todos os propósitos da barbatana dorsal porque algumas baleias não têm totalmente—mas acreditamos que essas janelas térmicas às vezes funcionam como uma maneira de as baleias derramarem excesso de calor.
embora as janelas térmicas sejam grandes oportunidades para as baleias derramarem calor se superaquecerem, elas nem sempre querem perder calor para o meio ambiente. Um dos problemas com essas áreas é que o sangue que retorna deles é frio e pode potencialmente chocar o coração. Isso é evitado por outra grande adaptação-um sistema chamado troca de calor contra-corrente. As artérias e veias nesses tecidos estão muito próximas, mas o sangue flui em diferentes direções, permitindo que o calor se transfira através das membranas. Assim, o calor no sangue quente que está deixando o coração aquecerá o sangue frio que está voltando para o coração das extremidades. Isso significa que o coração está sempre sendo bombeado com sangue quente e diminui o calor perdido para a água nessas janelas térmicas.As baleias também têm essa troca de calor contra-corrente na paleta suave de suas bocas (que é o rosa no telhado da mandíbula superior). Quando as baleias estão em seus locais de alimentação de água fria, elas passam pelo menos metade do tempo com a boca aberta, uma potencial grande perda de calor. Este sistema ajuda a garantir que eles não estejam perdendo muito calor para o ambiente e mantém o sangue quente retornando ao cérebro e ao coração. Claramente, é necessária muita regulação para manter esse processo complicado, o que torna as baleias extremamente únicas na regulação da temperatura corporal.
