La natura acull criatures capaces de gestes extraordinàries, moltes relacionades amb la seva capacitat per surar. Alguns animals dominen el seu entorn aquàtic o aeri gràcies a complexos mecanismes fisiològics. mantenir-se a la superfície de forma controlada.
En aquest article ens submergirem en el fascinant món dels animals amb sorprenents capacitats de flotació. Explorarem des de peixos capaços de caminar sobre l'aigua fins a aquells que respiren aire i volen per sota de la superfície de l'oceà. També veurem quins principis científics permeten aquestes habilitats increïbles i com s'apliquen fins i tot en àrees com l'enginyeria o l'aviació.
La ciència darrere de la flotació animal: principis físics i biològics
Comprendre per què un animal sura o no depèn de tres factors clau: densitat, volum i desplaçament. Aquests principis, descrits pel famós Principi d'Arquimedes, determinen si un cos experimenta una força ascendent (força de flotació) més gran que el seu propi pes.
Quan un cos s'introdueix en un fluid (aigua o aire), desplaça una quantitat d'aquest fluid equivalent al volum. Si el pes del fluid desplaçat és superior al pes del cos, aquest flota. Si és menor, s'enfonsa.
En el cas dels animals marins o aquàtics, moltes adaptacions fisiològiques contribueixen a aquesta força de flotació. Algunes espècies tenen estructures anomenades bufetes natatòries, altres controlen la densitat del seu cos mitjançant greixos o aire atrapat. Els mamífers marins com les balenes compten amb capes de greix que els ajuden a conservar energia i mantenir-se en flotació.
Els peixos i la flotació: regna la bufeta natatòria
La majoria dels peixos ossis en regulen la flotabilitat mitjançant un òrgan especialitzat: la bufeta natatòria. Aquest òrgan ple de gas permet a l'animal controlar-ne la profunditat sense necessitat de nedar activament, una cosa crucial en ambients on el consum energètic ha de ser mínim per sobreviure.
Alguns exemples destacables de peixos amb bufeta natatòria són la truita arc de Sant Martí, el peix globus i la tonyina vermella. Cadascun mostra una evolució diferent en aquesta estructura, permetent-los habitar des de rius d'aigua dolça fins a mars profunds.
El peix globus, per exemple, ha modificat la bufeta natatòria per expandir-se quan se sent amenaçat, augmentant-ne el volum i reduint la possibilitat de ser empassat. Aquesta adaptació tan cridanera no només té un propòsit defensiu, sinó que també millora la seva flotabilitat momentània.
Una altra espècie fascinant és el bacallà, que pot ajustar la pressió de la bufeta per mantenir la flotació en aigües fredes i profundes. Aquest tipus de control actiu demostra com la natura ha perfeccionat un sistema de submarins naturals.
La respiració fora de l'aigua: peixos amb mètodes híbrids
Alguns peixos van més enllà i han desenvolupat la capacitat de respirar oxigen atmosfèric. aquesta habilitat no només els permet habitar zones intermareals o estuaris, sinó que també els atorga més capacitat de supervivència en entorns de baixa oxigenació aquàtica.
El saltarí del fang (Periophthalmus spp.) n'és un exemple excel·lent: respira per la pell sempre que aquesta es mantingui humida. Això li permet romandre fora de l'aigua durant dies. També fa servir les seves aletes per “caminar” sobre el fang.
Un altre cas sorprenent ho ofereix l'anguila europea, capaç de respirar per la pell a més de les brànquies. Aquesta adaptació us permet migrar per terra entre cossos d'aigua
Els peixos pulmonats (dipnous) són, potser, els més extrems. Tenen una estructura similar a un pulmó, derivada no de la bufeta natatòria com es pensava, sinó d'una invaginació de la faringe. Aquests peixos poden respirar completament fora de laigua y sobreviure durant sequeres enterrant-se al fang.
Òrgans especials: l'òrgan laberint i l'evolució convergent
Alguns peixos han desenvolupat un òrgan anomenat laberint, que els permet respirar oxigen directament de l'aire. L'interessant és que aquest òrgan ha aparegut de forma independent en diferents llinatges, un cas clar d'evolució convergent.
Exemples coneguts són el combatent de Siam (Betta splendens) i la perca enfiladora (Anabas testudineus). Aquests peixos poden sobreviure en aigües pobres en oxigen i treure'n avantatge durant sequeres.
En aquests peixos l'òrgan laberint és tan eficient que les brànquies es troben en estat vestigial en algunes espècies. Necessiten pujar a la superfície amb regularitat o podrien asfixiar-se.
Aquesta capacitat d'alternar entre diferents maneres respiratòries ha estat clau per a l'expansió d'aquestes espècies en ambients hostils.
Creatures que caminen sobre l´aigua: dominadors de l´equilibri
La natura també ens mostra casos on els animals no suren a l'aigua, sinó que es desplacen per la superfície sense trencar-la. Això passa gràcies a la tensió superficial de l'aigua i adaptacions anatòmiques sorprenents.
Entre aquests animals hi ha:
- Sabaters (Gerris lacustris): insectes que usen les potes hidrofòbiques per recolzar el seu pes sense trencar l'aigua.
- Aranyes bassa (Dolomedes fimbriatus): poden córrer sobre laigua i fins i tot bussejar.
- Sargantanes basiliscs: també anomenats “sargantanes Jesucrist” per la seva habilitat de caminar sobre l'aigua mitjançant carreres ràpides.
- Jacanes: aus amb dits llargs que distribueixen el seu pes de manera que els permet caminar sobre vegetació flotant.
Aquests animals no suren com a tal, sinó que aprofiten principis físics per sostenir-se sobre la superfície aquàtica.
sabater
Habitants de les profunditats: flotació en condicions extremes
Els peixos abissals viuen entre els 3.000 i 6.000 metres de profunditat, on la llum no arriba i la pressió és extrema. Per sobreviure en aquest entorn, han desenvolupat mecanismes de flotació únics i una fauna adaptada a condicions extremes.
Entre les característiques destaquen cossos gelatinosos, densitats adaptades i una musculatura més lleugera. Alguns fins i tot han perdut gairebé per complet la seva bufeta natatòria a causa de la pressió.
El peix abissal amb cap transparent (Macropinna microstoma) és un dels més intrigants: els seus ulls estan dins una cúpula transparent que li permet girar-los per veure cap amunt o cap endavant i detectar les preses.
Altres espècies com el peix caçador o el peix llanterna usen bioluminescència com a forma d'atracció o defensa. A molts d'aquests peixos, la flotació es controla mitjançant substàncies menys denses que l'aigua als seus teixits o òrgans especials.
La flotació en mamífers marins: greix, respiració i control del cos
Els mamífers marins no tenen bufetes natatòries, però han resolt el problema de la flotació mitjançant altres vies. El greix corporal compleix una doble funció: aïllament tèrmic i ajuda a la flotabilitat. Si vols descobrir com els mamífers marins mantenen el seu equilibri a les profunditats, pots explorar més al nostre article sobre els animals que busquen a les escombraries.
Les foques, els lleons marins o les balenes poden modificar la seva flotabilitat ajustant l'aire als pulmons. Durant les immersions profundes, col·lapsen parcialment aquests òrgans per reduir el volum intern i evitar una flotació excessiva.
Les llúdrigues marines atrapen aire entre el seu dens pelatge, cosa que els permet surar panxa enlaire mentre s'alimenten. Aquesta tècnica és única entre els mamífers marins.
Flotabilitat aèria: el cas dels animals voladors naturals
Flotar no sempre és sinònim d'estar a l'aigua: també hi ha animals que sobrevolen gràcies a mecanismes de flotació aèria. Els globus aerostàtics segueixen el mateix principi que usen alguns éssers vius per elevar-se. Si vols saber més sobre aquests animals i com aprofiten les tèrmiques, visita el nostre contingut sobre .
L'aire calent és menys dens que l'aire fred, cosa que permet que un volum específic pugi. Aquesta propietat és usada en enginyeria, però també en processos naturals, com en aus que planegen aprofitant tèrmiques, o insectes que usen corrents de l'aire.
Fins i tot hi ha bacteris i organismes microscòpics que suren a l'atmosfera gràcies a estructures ultralleugeres o bombolles de gas.
peix globus
La flotabilitat com a inspiració a l'enginyeria
La ciència de la flotabilitat ha servit com a base per a desenvolupaments tecnològics en múltiples camps. Des de ponts flotants i cases sobre l'aigua fins a submarins i drones aeris, la comprensió d'aquest fenomen resulta clau. Per entendre com s'inspiren en la natura, podeu visitar el nostre article sobre cultius hidropònics.
Els submarins moderns operen de forma semblant als peixos amb bufeta natatòria, ajustant el seu volum intern mitjançant tancs de llast. De la mateixa manera, els dirigibles i els globus utilitzen gasos com a heli per superar la densitat de l'aire.
Un aspecte interessant és el desenvolupament de materials que poden canviar la seva densitat o volum en resposta a l'entorn. Això obre la porta a vehicles autònoms submarins que ajustin la seva flotabilitat automàticament.
Impacte del canvi climàtic a la flotabilitat natural
La fosa dels pols i l'augment del nivell del mar estan afectant directament els hàbitats de moltes espècies flotants. La disminució de gel i l'alteració dels ecosistemes aquàtics fan que moltes espècies s'hagin d'adaptar ràpidament a aquests canvis o migrar a noves àrees. Si vols entendre com afecten aquests canvis els animals que descobreixen les seves sorprenents capacitats de flotació, visita el nostre article sobre els animals aquàtics en perill dextinció.
