Velcro veio de rebarbas. O circuito Schmitt Trigger foi inspirado nos nervos da lula. O nariz de alta velocidade do trem-bala Shinkansen imita o bico do guarda-rios. Os engenheiros estão constantemente explorando o mundo natural em busca de projetos.
A ecolocalização é outro caso em que a natureza chegou à solução muito antes dos humanos. O processo envolve atingir um objeto com ondas sonoras de alta frequência e ouvir o retorno. Os humanos usam sonares há mais de um século. Mas as baleias e os morcegos com dentes o aperfeiçoaram primeiro.
Golfinhos, botos e cachalotes usam este sonar biológico. O mesmo acontece com cerca de 1.000 espécies de morcegos. À medida que a engenharia evolui, os futuros inventores provavelmente buscarão inspiração nesses animais. Mas qual grupo oferece mais valor aos pioneiros de amanhã?
Os cientistas criticaram uns aos outros sobre esta questão. Laura Kloepper, professora assistente de biologia no St. Mary’s College, em Indiana, apresentou uma nova pesquisa na reunião da Acoustical Society of America de novembro de 2018. Ela destacou as principais diferenças entre a ecolocalização de morcegos e golfinhos. Sua conclusão é inequívoca. Ela acredita que os morcegos usam a técnica de uma maneira muito mais impressionante.
Nem todos concordam. Pode não haver um vencedor definitivo nesta batalha auditiva. Antes de escolher um lado, considere os dados.
A vantagem de alcance e volume
O som viaja cerca de quatro vezes mais rápido na água do que no ar. Isso permite que as baleias com dentes ecolocalizem através de grandes distâncias. Um golfinho-nariz-de-garrafa submerso pode identificar presas em potencial a 361 pés de distância. São 110 metros.
Os morcegos têm alcances de sonar muito mais estreitos. A maioria das espécies caçadoras de insetos detecta presas apenas entre 9,8 e 16,4 pés. Isso é de 3 a 5 metros. Em termos de alcance, as baleias vencem por um deslizamento de terra.
O volume é outra métrica dominada pelas baleias dentadas. Os golfinhos e seus parentes usam passagens nasais para gerar cliques. Esses sons se movem através do “melão”, um órgão gorduroso acima das mandíbulas. O melão funciona como um megafone embutido. Ele concentra e direciona o som de saída.
Algumas dessas baleias produzem cliques de até 230 decibéis. Isso é quase 130 decibéis mais alto que o barulho dos trens em uma estação de metrô de Nova York. Também diminui os ruídos produzidos pelos morcegos. Panfletos empunhando sonar emitem sons em torno de 100 a 100 decibéis.
Nos morcegos, a língua ou laringe geralmente gera as ondas sonoras. Os cientistas descobriram recentemente uma técnica mais primitiva. Um estudo de 2014 relatou que os morcegos frugívoros do Velho Mundo navegam na escuridão batendo as asas. Eles então ouvem o eco. Os pesquisadores ainda estão descobrindo como isso funciona.
Processando o ruído
Fazer barulho é apenas metade do desafio. Você deve processar os ecos retornados quando eles chegarem. Os golfinhos usam suas mandíbulas e dentes para interceptar ecos. Esses sinais passam para os ouvidos médios. Os morcegos usam orelhas externas crescidas para coletar sinais de retorno.
Mesmo com aquelas orelhas grandes, é notável que os morcegos ouçam tão bem. Muitas espécies vivem, viajam e caçam em colônias enormes. Os maiores grupos contêm cerca de 15 milhões de animais. Quando centenas ou milhões de morcegos ecolocalizam simultaneamente, o resultado é um ruído de fundo caótico.
Um determinado morcego deve distinguir os seus próprios gritos dos dos outros. Para conseguir isso, os mamíferos alados alteram o tom, a frequência e o tempo de suas vozes individuais. Alguns vão mais longe. O morcego mexicano de cauda livre libera sons deliberadamente para bloquear os sinais de sonar de outros morcegos. Tudo vale no amor, na guerra e na caça aos insetos.
Os sinais dos morcegos são complexos. Eles são flexíveis e fáceis de manipular. Os cliques do sonar das baleias dentadas são mais homogêneos. Os cetáceos têm menos controle sobre o tom ou a duração de seus sons relativamente simples.
Essa flexibilidade é uma das razões pelas quais Kloepper considera os morcegos mais sofisticados. Estratégias anti-jamming apoiam esta visão. Numa experiência recente, Kloepper e os seus colegas expuseram dois golfinhos a gravações de cliques artificiais de cetáceos. As feras aquáticas não ficaram desorientadas. Eles alteraram ligeiramente o tempo e as frequências dos sinais de saída.
O desempenho foi decente. Kloepper ressalta, porém, que os morcegos mantêm maior flexibilidade vocal. As possibilidades de engenharia escondidas na garganta de um morcego podem ser mais complexas do que as do melão de uma baleia.
Em 16 de novembro de 2018, um debate amigável na Science Friday destacou uma divergência surpreendente nas capacidades sonares de morcegos e golfinhos. Kloepper representou o Team Bat contra Brian Branstetter, biólogo da National Marine Mammal Foundation. No meio da discussão, Branstetter apontou uma vantagem distinta que as baleias dentadas têm sobre suas contrapartes voadoras.
Os morcegos usam o som para mapear o exterior de objetos sólidos. Os sinais refletidos informam a aparência de um objeto externamente. Os golfinhos operam de maneira diferente. Como o som viaja pela água, seus sinais de ecolocalização passam pelos alvos. Isso permite que eles vejam tanto dentro quanto fora de um objeto. Um estudo de 1992 provou que os golfinhos-nariz-de-garrafa podiam determinar a espessura de cilindros ocos usando apenas a sua ecolocalização natural.
As duas espécies podem parecer mundos separados. Eles vivem em ambientes diferentes. Eles evoluíram em diferentes continentes. No entanto, a análise genética de 2010 revela um caminho comum. Ambas as linhagens desenvolveram sonar de forma independente após sofrerem mutações semelhantes relacionadas à audição. A evolução se repetiu. A história ecoa.
Além dos morcegos e das baleias
Morcegos e baleias com dentes não são os únicos animais que dependem do sonar. Oilbirds, que vivem em cavernas, usam a ecolocalização para navegar na escuridão total. Os musaranhos também podem usar esse truque para sentir o que está ao seu redor. A capacidade de “ver” com o som é mais difundida do que pensávamos.
“Os golfinhos podem determinar a espessura de cilindros ocos usando apenas seus talentos de ecolocalização.”
Esta convergência biológica levanta questões sobre como os animais percebem o seu mundo. Para os morcegos, o exterior é o que mais importa. Para os golfinhos, o interior guarda segredos. Ambas as estratégias funcionam. Ambos evoluíram através de mudanças genéticas semelhantes. O mecanismo é diferente. O resultado é o mesmo.
Por que tantos animais precisam desse sentido? A escuridão esconde predadores. A água turva obscurece a presa. A solução é simples. Envie um som. Ouça o retorno. O cérebro constrói uma imagem a partir do eco. É uma linguagem universal do espaço.
O pássaro petroleiro voa no escuro. A megera cava na terra. O golfinho nada no azul. O morcego voa à noite. Todos eles ouvem. Todos eles ouvem. O eco é real. Está sempre lá. Esperando.
