Museu Nacional de História Natural

Smithsonian Voices National Museum of Natural History

How We Lifted Flight from Bird Evolution

17 de Dezembro de 2020, 6:00AM / POR Erin Malsbury
Dezenas de milhões de anos de evolução das aves guiaram alguns dos elementos mais importantes do voo impulsionado pelo homem. ()
Dezenas de milhões de anos de evolução das aves guiaram alguns dos elementos mais importantes do voo impulsionado pelo ser humano. ()

A 17 de Dezembro de 1903, os irmãos Wright conseguiram aquilo com que os humanos sonhavam desde os primeiros dias da nossa espécie: voar pelo ar. Durante milénios, os visionários observavam as aves a tomar asas e perguntavam-se como poderiam fazer o mesmo. Notas e inspiração do vôo das aves foram fundamentais para ajudar as pessoas a finalmente alcançar o objectivo, mas a nossa versão de vôo – assim como a forma como lá chegámos – contrasta fortemente com a das aves.

Embora o vôo humano tenha surgido através de um foco intenso num objectivo singular, o vôo das aves evoluiu gradualmente ao longo de milhões de anos sem rumo. O caminho para as aves modernas estava cheio de garfos, torções e becos sem saída.

P>Aves de uma pena em ascensão

Os paleontólogos ainda estão a resolver o puzzle de como surgiu o voo, mas uma das hipóteses mais amplamente aceites envolve dinossauros pequenos, bípedes, que usavam movimentos de flapping enquanto corriam, semelhantes aos calouros das aves modernas.

“Durante muito tempo, a suposição foi que o planar era a fase um e o bater era a fase dois”, disse Matthew Carrano, curador de Dinosauria no Museu Nacional de História Natural do Smithsonian. “Parece claro agora que a origem do voo nas aves pode não ter começado com o planar, mas sim com muitos flapping e agitação”

Carrano citou o trabalho de Kenneth Dial no Laboratório de Voo da Universidade de Montana. Ele estuda a forma como os jovens pássaros usam as asas para correr para as árvores. “Pode-se imaginar uma situação como esta, em que algum comportamento que não é realmente de voo se torna elaborado em voo”, disse Carrano.

Os paleontólogos estimam que os pássaros-relativos voaram pela primeira vez entre a parte média e a parte tardia do período Jurássico, há cerca de 160 milhões de anos. Estes ateliers foram protótipos de aves como o Archaeopteryx, algures entre dinossauros e aves.

Um pequeno esqueleto de dinossauro em gesso.
O Archaeopteryx esbateu a linha entre dinossauros e aves e foi uma das primeiras espécies de pássaros protótipos conhecidos a voar. Este é o elenco do espécime Archaeopteryx do Smithsonian que foi descoberto na Alemanha em 1875. O espécime original está agora em exposição no Museum für Naturkunde. (Smithsonian)

“As peças anatómicas do voo aparecem todas antes do animal poder voar”, disse Carrano. As penas, por exemplo, existiam durante dezenas de milhões de anos antes do voo. Os antepassados das aves modernas também já tinham desenvolvido grandes pulmões, fortes músculos dos braços e pequenas e leves estaturas.

Eventualmente, após mais 60 milhões de anos de mudanças e extinções incrementais, as experiências evolutivas produziram os mestres do ar que vemos hoje – desde beija-flores acrobáticos a albatrozes em ascensão. Através da inspiração e observação cuidadosa destas maravilhas, os humanos utilizaram o voo de aves para avançar o objectivo de levar para os céus à nossa própria maneira única.

Alacionando-o

Atravessando a história, os humanos sonharam e tentaram voar simulando as asas das aves. Na mitologia grega, as asas feitas de cera e penas transportam Ícaro através do céu e eventualmente demasiado perto do sol. Em 1505, Leonardo da Vinci escreveu um códice sobre o vôo das aves e concebeu – mas nunca construiu – um dispositivo de flapping para vôo chamado ornithopter.

“A pedra de tropeço para a inspiração do voo natural para o voo humano era emular a forma como as aves voam com asas de flapping”, disse Peter Jakab, curador chefe do Museu Nacional do Ar e Espaço do Smithsonian.

Sem o peso certo, e a forma ou o poder para gerar o elevador, os dispositivos de flapping estavam condenados a falhar. Neste caso, observar pássaros pode ter de facto parado o progresso.

“O que as aves fazem é tão sofisticado, que para o retro-engenheiro há 150 ou 100 anos é bastante assustador”, disse Carrano. O voo das aves não é o caminho mais simples ou mais eficiente para voar através dos céus. “Persegue-se o que a evolução fez, mas a evolução não estava a tentar voar”

No entanto, nem tudo foi um falso começo. Ver pássaros a planar inspirou os inventores a construir planadores com asas estacionárias que têm uma forma curvada para criar elevação. O engenheiro Otto Lilienthal foi pioneiro nas primeiras tentativas reais de voar estudando intensamente as aves, tendo mesmo publicado em 1889 um livro chamado “Birdflight as the Basis of Aviation”

Uma exposição do museu de dinossauros voadores.
Cientistas e visionários estudaram e tentaram modelar a mecânica das asas das aves durante séculos. Os entusiastas do museu podem ver esta exposição sobre a evolução do voo em dinossauros numa visita virtual ao “David H. Koch Hall of Fossils – Deep Time” do Museu Nacional de História Natural. (Smithsonian)

Finalmente livre como um pássaro

P>As pessoas usavam aves ascendentes como guias precoces para criar formas de elevação e aerodinâmicas, mas antes dos irmãos Wright, ninguém tinha descoberto como controlar eficazmente o movimento em aviões maiores. Lilienthal dirigia os seus planadores deslocando o seu peso corporal para trás e para a frente – semelhante às modernas asas-delta – mas o método dependia do tamanho e peso da aeronave.

Wilbur Wright escreveu à Instituição Smithsonian em 1899 para solicitar relatórios sobre os conhecimentos actuais em torno do voo. Na sua carta, disse que queria “adicionar ácaro para ajudar o futuro trabalhador que alcançará o sucesso final”. Em cinco anos, tornou-se esse futuro trabalhador, quando ele e o seu irmão Orville desenharam e pilotaram o primeiro avião de sucesso.

Uma das suas chaves para a ascensão segura – e direcção – era um conceito chamado “wing-warping”, que se espelha no voo de pássaros. Ao mudar o ângulo das asas de um lado em relação ao vento, os irmãos Wright perceberam que se podia aumentar a elevação de um lado, fazendo-o subir e virar o avião. Confirmaram esta ideia vendo abutres a planar em círculos.

“Aprender o segredo do voo a partir de um pássaro foi um bom negócio como aprender o segredo da magia a partir de um mágico”, observou Orville uma vez. “Depois de conhecer o truque e saber o que procurar, vêem-se coisas que não se notava quando não se sabia exactamente o que procurar”.

Aviões modernos ainda usam o conceito de elevação diferencial – primeiro realizado através do wing-warping – para equilibrar e virar no ar.

Uma exposição do museu de um avião antigo.
O primeiro avião dos irmãos Wright equilibrou e virou empenando as asas em direcções opostas para alterar a quantidade de elevação gerada por cada lado. (Smithsonian)

uma vista aérea

Para as aves, um voo bem sucedido resultou numa nova explosão de possibilidades evolutivas. “O voo pode disponibilizar todo o tipo de recursos, tais como locais de nidificação mais seguros e acesso a alimentos”, disse Helen James, curadora de aves no Museu Nacional de História Natural do Smithsonian. “Abre mais do mundo”

A capacidade de voar fez algo semelhante para os humanos, mudando a sensação do mundo e as nossas percepções da nossa espécie.

“O que era considerado uma grande distância antes do avião era muito menor do que o que consideramos uma grande distância agora”, disse Jakab. “E nos aviões, não se vêem fronteiras ou divisões criadas pelo homem”, disse ele. “Isso teve um poderoso impacto psicológico”

Já que o voo de aves mudou a história evolutiva na Terra, é provável que a invenção do voo movido pelo homem continue a ser um dos momentos mais transformadores da história humana. O primeiro avião a motor dos irmãos Wright tem actualmente lugar no Museu Nacional do Ar e Espaço do Smithsonian. Jakab chama-lhe um objecto seminal, como a primeira roda. “Pode-se olhar para ele e argumentar que a partir deste único objecto emanou muitos aspectos do mundo moderno”.

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Erin Malsbury

Erin Malsbury é um estagiário no Escritório de Comunicações e Assuntos Públicos do Smithsonian National Museum of Natural History. Os seus escritos apareceram em Science, Eos, Mongabay e o Mercury News, entre outros. Erin formou-se recentemente na Universidade da Califórnia, Santa Cruz, com um mestrado em comunicação científica. Tem também um BS em ecologia e um BA em antropologia pela Universidade da Geórgia. Pode encontrá-la em erinmalsbury.com.

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Tags:

Aves, Tempo Profundo, Evolução, Paleontologia de Vertebrados