Aqui na Flórida, às vezes esqueço as condições de gelo que os pássaros do norte (e as pessoas) devem suportar e me pergunto, por que os pés dos patos não congelam? Mas quando penso na minha criação nas Cataratas do Niágara, uma das adaptações mais notáveis ​​de que me lembro são as avestruzes, os mergansos, os olhos dourados e outros patos mergulhadores que vivem no rio Niagara gelado. As quase 20 espécies de gaivotas que migram da Groenlândia e da Sibéria para a região de Niagara no inverno também são surpreendentes. Imagine como essas condições são difíceis para eles favorecerem a alta temperatura média de janeiro de 32,2 graus F nas Cataratas do Niágara. Além dessas aves, nossos gansos e patos domésticos estão bem equipados para lidar com as temperaturas congelantes.

Aves aquáticas, incluindo pinguins e flamingos, têm sistemas de troca de calor em contracorrente em suas pernas. Isso permite que eles mantenham os pés submersos em água gelada ou fiquem no gelo por horas sem as consequências do congelamento. Além da água fria, os flamingos se adaptaram a ficar em pé ou beber água quase fervendo.

Então, por que os pés dos patos não congelam? Como nós, todas as aves são homeotérmicas, também conhecidas como de sangue quente. A temperatura do corpo permanece a mesma, independentemente do clima. Quando os pássaros ficam em condições de frio gelado, o sangue quente do corpo desce para as pernas do animal. Este viaja próximo às veias que trazem o sangue frio dos pés de volta ao corpo quente. Como as artérias e veias estão próximas umas das outras, o sangue quente esfria e o sangue frio aquece. Como o sangue frio aquece, ele não reduz a temperatura central do corpo tão severamente quanto em uma galinha ou em nós, por exemplo. O sangue quente é mais frio quando atinge as extremidades dos pés em comparação com a temperatura do corpo.

“Há muito sobre o sistema de troca contracorrente que não sabemos, principalmente quando se trata de diferenças interespecíficas”, diz a Dra. Julia Ryeland. Dr. Ryeland é professor da Western Sydney University no Centro de Ecologia Integrativa. “Há boas evidências, no entanto, de que a morfologia desempenha um papel importante na capacidade de diferentes espécies de suportar calor e frio extremos. Nosso trabalho é baseado na Regra de Allen, uma extensão da teoria de Bergman. Juntos, eles sugerem que os animais evoluem para lidar com frios extremos por serem grandes em tamanho com apêndices menores (e vice-versa para calor extremo), o que foi testado e confirmado para vários táxons”.

“Há obviamente vários fatores diferentes que também podem influenciar isso, incluindo outros mecanismos para lidar com temperaturas extremas – por exemplo, migração”, diz Dr. Ryeland. “Mostramos que as aves podem diminuir o impacto da perda ou ganho de calor fazendo ajustes posturais, mas isso provavelmente só é eficaz até certo ponto e, como tal, você obtém pressão evolutiva para diferentes morfologias em diferentes climas”.

Como a troca de calor acontece quando há uma diferença entre os objetos, quanto maior a diferença de temperatura, mais rápida a troca acontece. Se não houver uma grande diferença, a troca de calor é lenta.

Vasoconstrição é quando os vasos sanguíneos são restritos. Isso permite que o sangue oxigenado ainda vá para as asas e os pés sem perder muito calor. Em animais onde ocorre congelamento, essa restrição é tão extrema que faz com que o fluido no tecido congele em cristais de gelo. Isso permite que o fluxo sanguíneo seja redirecionado das extremidades e se concentre nos órgãos vitais.

Além da troca de calor em contracorrente, as aves têm várias outras adaptações para ajudá-las a passar pelo frio. Sua glândula preen ajuda a impermeabilizar suas penas. Ficar em um pé reduz a troca de calor de seus corpos quentes para o ambiente frio, por isso é mais eficiente em termos energéticos. A pele escamosa também limita a perda de calor. Enquanto alguns pássaros enfiam o pé na plumagem quente, outros se agacham para cobrir os dois pés. Algumas aves comem mais no outono para acumular camadas de gordura. Os pássaros também despertam suas penas, que atuam como isolamento, ou podem se amontoar. Por causa dessas adaptações, apenas 5% da perda de calor ocorre através de seus pés e o restante através de seus corpos emplumados! Agora você também sabe a resposta de por que os pés dos patos não congelam?