segunda-feira, 7 de abril de 2014

Bioacústica: A evolução que revolucionou a comunicação entre os seres vivos.


Série Ensaios: Aplicação da Etologia

Por Claudia Carolina de Faria, João André Martinson Salesbram & Marcelle Cirio Leite

Acadêmicos do Curso de Biologia



Bioacústica é o estudo dos sons emitidos pelos animais (Vielliard; Silva, 2006), o estudo desses sons são utilizados em diversos ramos da zoologia como fisiologia, biofísica, ecologia, etologia que estudam como os animais produzem e reagem aos sons e também como eles utilizam esse som para comunicação entre eles e a interação dos sons com o meio ambiente (Pereira, 2011). O uso da vocalização no dia-a-dia é antigo, sendo utilizando por caçadores na pré-história que imitavam o som produzido por determinado animal para atraí-lo e então predá-lo, essa prática ainda é mantida por tribos indígenas e caçadores da época atual (Vielliard; Silva, 2006). Algumas tribos indígenas desenvolveram instrumentos para auxiliar a reprodução do som de determinados animais(Sampaio et al. 2009).
Nos seres humanos a frequência audível varia entre 20Hz aos 20 kHz. Os sons produzidos pelos animais podem estar acima ou abaixo da frequência humana. Animais como baleias e elefantes utilizam sons em uma frequência abaixo da frequência audível dos humanos, a essa frequência dá-se o nome de infrassom, que são ondas de longa distância. Animais como morcegos e golfinhos produzem sons acima da frequência de onda perceptível aos humanos (20 kHz), essas ondas são chamadas de ultrassons  (Pereira, 2011). Técnicas foram adaptadas para a reprodução dos sons dos animais. Os ornitólogos criaram guias de campo sobre os sons produzidos pelas aves. No século XVII foi criado um método nomeado transcrição musical  que depois foi renomeado de “Zoophonia” por Hercule Florence (Vielliard; Silva, 2006).  Segundo Rose (2014) o estudo da bioacústica avançou a partir da década de 1960 com o surgimento dos gravadores portáteis que poderiam ser levados a campo. Recentemente o uso de software foi implantado para a análise das vocalizações gravadas (Vielliard 2000), e também o uso de hardware (Obrist et al. 2010). Os microfones e posteriormente os hidrofones também evoluíram conforme a necessidade. Para se estudar a vocalização de uma espécie ou determinado grupo é necessário a utilização de alguns aparelhos. O som é captado por um microfone (cuja escolha deste é fundamental pois determina as características da gravação como, frequência alta ou baixa, campo, sensibilidade de captação, e fidelidade no registro de variações temporais ou modulações) e armazenado em um gravador cuja especificações técnicas devem ser compatíveis com a capacidade do microfone. Para o registro de ultrassons é necessário um sistema que permite monitorar o sinal e um microfone com sensibilidade especial. (Vielliard; Silva, 2006 ).
Os insetos mais estudados são os grilos, esperanças (família Tettigoniidae), gafanhotos, cigarras. “Os insetos produzem sons mais altos em torno do 3 aos 4 kHz e dos 6 aos 8 kHz, através de estridulação (grilos e esperanças) ou por vibração de uma membrana rígida (cigarras)” (Pereira, 2011). A comunicação sonora é importante na biologia reprodutiva e no comportamento social de anuros. O canto de anúncio é feito pelos machos e contém informações espectrais ou temporais importantes para o reconhecimento específico dos indivíduos (Silva; Martins; Rossa-Feres, 2008). Isto vale também para as aves, cuja vocalização apresenta uma variabilidade individual baseada nas diferenças de desenvolvimento comportamental e de maturação (Silva; Silva, 2013).  Os cetáceos possuem visão limitada devido ao seu habitat, para compensar essa limitação, esses animais desenvolveram a comunicação acústica e canais auditivos altamente especializados, para adquirirem as informações do meio através do som. A vocalização pode ser em frequências muito baixas, no caso dos misticetos ( cetáceos com barbatanas) , ou em frequências muito altas, no caso dos odontocetos (cetáceos com dentes) (Pereira, 2011). Em morcegos e golfinhos um campo que vem ganhando destaque é o estudo da ecolocalização apresentada por esses animais. A ecolocalização consiste na capacidade que esses animais apresentam de identificar objetos no espaço através do som (Cunha 2011). Isso é possível pois eles são capazes de  gerar ondas sonoras de alta frequência (ultra-som), essas ondas se deslocam no meio, atingindo o obstáculo frente ao animal e voltam para ele que identifica a posição do obstáculo (Cunha, 2011).Segundo Cunha (2011) foi com base na ecolocalização dos morcegos e dos golfinhos que foi criado o sonar, que quer dizer navegação e mapeamento pelo som.
A bioacústica vem sendo muito utilizada para estudos comportamentais, podendo citar como exemplo de estudos realizados com animais, trabalhos que estão sendo realizados onde a frequência na comunicação dos cetáceos  é medida na presença e na ausência de barcos próximos e os pesquisadores estão avaliando a mudança que ocorre no comportamento desses animais quando as embarcações estão próximas a eles e como isso pode afeta-los. Muitos trabalhos são realizados com aves , onde o pesquisador analisa os diferentes tipos de vocalização da espécie, dependendo do comportamento apresentado por ela. Ainda no caso de trabalhos com aves, está sendo utilizada técnica de play-back. De uma maneira geral estudos comportamentais envolvendo a bioacústica vem sendo utilizados por pesquisadores de diversas espécies, sendo mais frequente nas aves, cetáceos, anuros, primatas, morcegos. Uma novidade bem interessante no campo da bioacústica é um aplicativo desenvolvido para celulares capaz de identificar aves através do canto, um desses aplicativos foi elaborado pelo Planeta Sustentável, da Editora Abril, com a colaboração da WWF Brasil (WWF-Brasil, 2010). O aplicativo tem seu foco principal nas aves da Mata Atlântica, e tem seu conteúdo baseado no livro Aves do Brasil, Uma Visão Artística -  do ornitólogo Tomás Sigrist (WWF-BRASIL, 2010).  Já nos humanos vários avanços vem surgindo com o aprimoramento das técnicas biocústicas. Uma  novidade nessa área é um chip criado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts com a colaboração da universidade de Harvard , o chip está sendo testado em porquinhos da índia e obteve resultados satisfatórios, o chip funciona utilizando a energia da cóclea (estrutura do ouvido) do próprio animal, porém necessita de mais estudos até que possa ser utilizado em humanos (Rocha, 2012).  Outra novidade são pulseiras que pela frequência dos batimentos cardíacos do indivíduo poderão ser utilizadas como senhas para carros, celulares entre outros (Castelli, 2013). Essa pulseira se chama Nymi e está sendo desenvolvida por uma empresa canadense, o funcionamento da pulseira consiste em o individuo pressionar o dedo sobre o sensor da pulseira por dois minutos, assim sua frequência cardíaca após esse tempo é identificada e gravada pela pulseira que a partir daquele momento reconhecerá somente aquele individuo (Castelli, 2013). No campo da Realidade Virtual o usuário acessa no computador, ambientes tridimensionais em tempo real e interage com ele. A experiência do usuário pode ser enriquecida pela estimulação do tato e da audição por exemplo. Esses estímulos são feitos por dispositivos específicos. Os equipamentos para geração de sons nos sistemas de Realidade Virtual são caracterizados por simular o modelo humano de audição. Na simulação os dois ouvidos captam ondas sonoras de todas as direções, são coletados pela concha do ouvido externo e são direcionadas para vários caminhos através do canal auditivo. O cérebro irá processar as características desse som, determonando o local exato da fonte sonora (Machado; Cardoso, 2006).
Nós formandos da Biologia concluímos que o estudo da bioacústica tem sido de muita importância científica pois através dele tem sido possível, entender melhor a comunicação dos animais, e assim compreender melhor aspectos de seu comportamento, da sua ecologia, de como eles interagem entre si e com o meio utilizando os sons.





Bancos de dados de sons:

O presente ensaio foi elaborado para disciplina de Etologia, baseando-se nas obras:

CASTELLI, I. Já pensou em desbloquear as senhas de smartphones com o batimento cardíaco? (2013). Disponível em: < http://www.tecmundo.com.br/biotecnologia/44127-ja-pensou-em-desbloquear-as-senhas-de-smartphones-com-o-batimento-cardiaco-.htm> Acessado em 02 de abril de 2014
CUNHA, L.P. A utilização da ecolocalização por morcegos. Trabalho de Conclusão do Curso de Licenciatura Plena em Física. Universidade Federal De Rondônia. JI-PARANÁ/RO, 2011.
FROMMOLT, K. H., BARDELI, R., CLAUSEN, M.International Expert meeting on IT-based detection of bioacoustical pattern. Federal Agency for Nature Conservation, International Academy for Nature Conservation (INA), Isle of Vilm. BfN-Skripten, 234: 29-42.

MACHADO, L. S., CARDOSO, A. Dispositivos de entrada e saída para sistemas de realidade virtual. In: TORI, R., KIRNER, C., SISCOUTO, R. Fundamentos e tecnologia da realidade virtual aumentada. Porto Alegre: SBC, 2006. p 39-50.

OBRIST, M. K., BOESCH, R. & FLÜCKIGER, P. F. (2008) Probabilistic evaluation of synergetic ultrasound pattern recognition for large scale bat surveys. In: Vielliard, J. M. E. (2000) Bird community as an indicator of biodiversity: results from quantitative surveys in Brazil. Anais da Academia Brasileira de Ciências, Rio de Janeiro, 72: 323-330.

PEREIRA, S. M. N. A influência da bioacústica na evolução da ciência em Portugal: Interface da bioacústica e monitorização da biodiversidade. (Mestrado em gestão e conservação de recursos naturais). Universidade técnica de Lisboa, Lisboa, 2011.

ROCHA, M. Ouvido cheio de energia (2012). Disponível em: < http://cienciahoje.uol.com.br/noticias/2012/11/ouvido-cheio-de-energia > . Acessado em 02 de abril de 2014

ROSE, J. Bioacústica facilita o monitoramento da fauna. Jornal da Universidade Federal do Pará, 2004. Ano XXVIII (117)<.http://www.jornalbeiradorio.ufpa.br/novo/index.php/2004/52-edicao-18/609-bioacustica-facilita-monitoramento-da-fauna> Acessado em 23 de março de 2014.

SAMPAIO, J.A; CASTRO, M.S; SILVA, F.O. Uso da cera de abelhas pelos índios pankararé no raso da Catarina, Bahia, Brasil. Arquivos do Museu Nacional, Rio de Janeiro, 67, (1-2), p.3-12, 2009.

SILVA, R. A., MARTINS, I. A., ROSA-FERES,D. C. Bioacústica e sítio de vocalização em taxocenoses de anuros de área aberta no noroeste paulista. Biota neotropical, 2008; 8 (3): 124-134. 

SILVA, R. L. M., SILVA, L. A. M., Vocalizações da Coruja-do-mato (Strix aluco): Uma análise bioacústica, 2013. (Mestrado em Biologia Aplicada)- Universidade de Aveiro, Portugal.

VIELLIARD, J., SILVA, M.L. A Bioacústica como ferramenta de pesquisa em Comportamento animal. 2006. Disponível em: < http://www.ufpa.br/lobio/Resumoscongressos/Bioacusticacomoferramenta.pdf > Acessado em 22 de março de 2014

VIELLIARD, J. M. E. (2000) Comunidade de aves como um indicador da biodiversidade: resultados de inquéritos de quantidade no Brasil. Anais da Academia Brasileira de Ciências, Rio de Janeiro, 72: 323-330

WWF-Brasil (2010). Aplicativo para iPhone reconhece aves da Mata Atlântica Disponivel em: http://www.wwf.org.br/?27182/Aplicativo-para-iPhone-reconhece-aves-da-Mata-Atlantica  . Acessado em 02 de abril de 2014

A etologia desvendando o papel de morcegos frugívoros na conservação



Série Ensaios: Aplicação da Etologia

Por Isabelle Christine Strachulski

Acadêmica do curso de Biologia


A etologia tem muito a contribuir para a conservação de espécies (Brusius et al., 2005), pois identificando os ambientes em que ela ocorre, sua distribuição atual e abundância, interações bióticas, morfologia e fisiologia, aspectos demográficos, comportamentais e estudos genéticos (Cassano, 2006), se tem a chave para a conservação dessa espécie. O termo etologia apareceu por volta da metade do século XVIII em publicações da Academia Francesa de Ciências, sendo utilizado para a descrição de estilos de vida, o que hoje corresponde à ecologia (Del-Claro, 2004). No Brasil o pioneiro no surgimento da ética conservacionista foi André Rebouças, defendendo a necessidade de se criar parques nacionais (Rylands & Brandon, 2005 apout Jorge Pádua, 2004). Os programas para a conservação da biodiversidade têm se preocupado principalmente com levantamentos de diversidade de espécies, com o funcionamento dos ecossistemas e com a preservação da variação genética dentro das populações. Entretanto, estas prioridades têm se modificado recentemente e tomado um novo rumo. Esta nova direção segue no sentido do estabelecimento de uma visão mais ampla e integrada da biodiversidade. Trata-se de olhar a biodiversidade não apenas como frequências e abundâncias relativas de espécies, mas como conjuntos de interações. A solução dos novos problemas que se apresentam, passa pelo redescobrimento do estudo do comportamento animal e história natural, utilizados agora como ferramentas básicas para a compreensão de interações e biodiversidade, com aplicação direta em programas de conservação (Del-Claro, 2007). Em 2004, Brusius et al desenvolveram um projeto de pesquisa sobre o comportamento de oito antas Tapirus terrestris (Linnaeus, 1758), no Centro de Visitantes do Parque Estadual Serra do Tabuleiro (PEST). Os conhecimentos gerados sobre o comportamento dessa espécie foram utilizados posteriormente em um projeto de educação ambiental, pois T. terrestris apresenta grande importância na região como predadores e propagadores de espécies vegetais, além de estar listada como ameaçada de extinção. Na década de 1980 esse mesmo parque foi palco de um projeto de reintrodução de fauna desaparecida da Baixada do Maciambu, onde várias espécies, como capivaras (Hydrochoerus hydrochaeris Linnaeus 1766) e emas (Rhea americana Linnaeus 1758) já estão a mais de duas décadas vivendo em cativeiro.

Eu, formanda em Biologia, estou estudando comportamento de morcegos, que por serem animais noturnos e voadores, possuem sua biologia e ecologia pouco conhecida, devido a dificuldades em estudá-los. Porém a etologia está mudando esse quadro, tornando possível o entendimento do comportamento dessas espécies para sua posterior conservação. Meus animais de estudo são três espécies de filostomídeos frugívoros: Artibeus lituratus (Olfers, 1818), Carollia perspicillata (Linnaeus, 1758) e Sturnira lilium (E. Geoffroy, 1810), presentes no morcegário do Criadouro Científico do Museu de História Natural do Capão da Imbuia (MHNCI). Nesse mesmo local essas espécies já foram sujeitos de uma série de estudos sobre a relação morcego planta, principalmente sobre a escolha relativa a frutos e/ou seus óleos essenciais (Parolin et al. no prelo). Os morcegos frugívoros, ao utilizarem plantas em sua dieta, agem como dispersores de sementes, contribuindo para o estabelecimento de muitas espécies de plantas e influenciando o processo de regeneração e sucessão secundária na formação de florestas (Vieira & Cardoso, 2007 apout Passos et al., 2003), por isso é muito importante conhecer os mecanismos presentes na interação planta morcego que permitem a análise e estabelecimento de projetos de reflorestamento, manejo de morcegos e a geração de programas de conservação (Vieira & Cardoso, 2007). Vieira & Cardoso (2007) estudaram o consumo de frutos por filostomídeos na Floresta Nacional de Lorena, que representa um fragmento de Mata Atlântica em processo de regeneração. Foram capturados exemplares representantes de cinco espécies: A. lituratus, C. perspicillata, Glossophaga soricina (Pallas, 1766), Phyllostomus hastatus (Pallas, 1767) e S. lilium. Amostras fecais foram obtidas em sacos de algodão, onde os morcegos permaneciam após captura, e analisadas em estereoscópio óptico. Os recursos mais utilizados por essas espécies foram piperáceas, solanáceas e cecropiáceas, fato que os autores aproveitaram para reforçar a importância destes animais no processo de regeneração em Mata Atlântica.

Mas para que continuem desempenhando seu papel no ambiente, esses frugívoros também precisam ser conservados. Nesse ponto a etologia tem contribuído significativamente, através de estudos sobre relações intra e interespecificas dessas espécies. Miranda & Bernardi (2006) realizaram um trabalho na Escarpa Devoniana, esclarecendo aspectos da história natural de Mimon Bennetti (Gray, 1838), espécie ameaçada de extinção e que se encontra na categoria vulnerável para o Estado do Paraná (Miranda & Bernardi, 2006 apout Margarido & Braga 2004). Em algumas oportunidades M. Bennetti foi vista utilizando como abrigo diurno uma caverna calcária chamada Toca da Onça, onde os agrupamentos de indivíduos observados foram respectivamente sete, quatro, três, quatro, dois, um e um indivíduos, sem contato corporal. Além da espécie alvo, foram capturados saindo da caverna um exemplar de Desmodus rotundus (E. Geoffroy, 1810) e um de S. lilium, porém não foram avistados agrupamentos destas espécies. Os resultados obtidos corroboram com estudos anteriores, citados pelos autores no trabalho. Trajano (1984) observou M. Bennetti coabitando com C. perspicillata, D. rotundus, Diphylla ecaudata (Spix, 1823) e Myotis nigricans (Schinz, 1821). O tamanho dos agrupamentos é parecido com os observados por Arita (1993) que descreveu colônias pequenas com menos de dez indivíduos. Ainda, os autores ressaltam a importância do registro de novos pontos de ocorrência de M. Bennetti no quadro de conservação de morcegos, principalmente no Paraná.





O presente ensaio foi elaborado para disciplina de Etologia, baseando-se nas obras:

Brusius, L., Oliveira, L., & Filho Machado, L. (2005). Difusão dos conhecimentos sobre comportamento da fauna silvestre como instrumento de conservação. Revista Eletrônica de Extensão 2(3).
Cassano, C. (2006). Ecologia e conservação da preguiça-de-coleira (Bradypus torquatus Illiger, 1811) no sul da Bahia. Programa de Pós-graduação em Zoologia.

Del-Claro, K. (2007). Comportamento animal, interações ecológicas e conservação. Sociedade de Ecologia do Brasil.

Del-Claro, K. (2004). Comportamento Animal - Uma introdução à ecologia comportamental. Jundiaí: Livraria Conceito.

Miranda, J. M. D., & Bernardi, I. P. (2006). Aspectos da história natural de Mimon bennettii (Gray) na Escarpa Devoniana, Estado do Paraná, Brasil (Chiroptera, Phyllostomidae). Revista Brasileira de Zoologia, 23(4), 1258-1260.
Rylands, A., & Brandon, K. (2005). Unidades de conservação brasileiras. Megadiversidade 1(1), 27-35.

Vieira, M.R.M., & Cardoso, M. (2007). Frugivoria por morcegos filostomídeos (Chiroptera: Phyllostomidae) em área de regeneração, no Município de Lorena, Estado de São Paulo. Anais do VIII Congresso de Ecologia do Brasil.
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