Por que um mosquito anda sobre a água

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Às vezes nos deparamos com alguns insetos caminhando sobre a superfície da água. Isso nos leva a pensar sobre o que de fato ocorre na superfície da água para que esses insetos não afundem. A explicação para esse fenômeno é a tensão superficial. A tensão superficial é uma força que existe na superfície dos líquidos em razão das fortes ligações intermoleculares. Essa força depende das diferenças elétricas entre as moléculas. Quando vemos uma torneira pingando água, vemos as gotas em um formato quase esférico, o que ocorre por causa da tensão superficial.

Com a finalidade de acabar com a tensão superficial, utilizaremos detergente líquido. O detergente lançado na água, quando se lava louça, por exemplo, age quebrando a tensão superficial dela e do óleo, permitindo então que este seja eliminado com facilidade, assim a água pode atingir mais facilmente locais antes não atingidos como, por exemplo, pequenos orifícios, cantos, etc. Essa atividade experimental é bastante simples e tem como finalidade mostrar aos alunos a ocorrência da tensão superficial em pequenos objetos.

Material utilizado

- uma vasilha com água - agulhas pequenas - lâmina de barbear

- detergente

Realizando a experiência

Encha a vasilha com água limpa, em seguida, com muito cuidado, coloque a lâmina de barbear sobre a superfície da água. Note que ela não afunda. Observe juntamente com os alunos que bem ao centro da lâmina ocorre certo estufamento da camada de água, mostrando uma película sobre a superfície. Em um segundo momento, deixe pingar duas gotas de detergente líquido próximas à lâmina e veja que esta afunda. Pegue outra lâmina e tente fazê-la flutuar, você verá que é mais difícil isso ocorrer na água com detergente. Depois coloque detergente sobre a lâmina e verá que é quase impossível fazê-la flutuar.

Roteiro

É possível tentar realizar o experimento com outros materiais, como linha, nylon, gotas de óleo, etc. Dessa forma, podemos concluir que o fenômeno está presente no cotidiano.

Conclusões

O fenômeno da tensão superficial está presente no dia a dia e seu conhecimento ajuda a entender, entre outras coisas, o funcionamento do detergente. Experimentos dessa natureza podem levar o aluno a perceber o verdadeiro "laboratório" existente em sua cozinha e que os fenômenos estudados nos livros didáticos estão mais próximos do cotidiano do que ele imagina.

Por Domiciano Marques Graduado em Física

Este site explica alguns conceitos que vocês usarão para a utilização do aplicativo Monitorando a Cidade (MIT Promise Tracker) na campanha Biomonitorando as Águas, com algumas curiosidades. Primeiramente, vamos abordar o tema da bacia hidrográfica, seus aspectos e elementos, os recursos hídricos, vegetação ripária e seu papel no ambiente e por fim, os insetos aquáticos - quem são, o que fazem no ecossistema e como podemos utilizá-los para saber como está a qualidade da água. Estes conhecimentos auxiliarão a compreender as razões das escolhas das perguntas e também a entender os resultados obtidos com o monitoramento participativo.

Os ambientes aquáticos são alvo de forte degradação causada por uma variedade de agentes, provenientes de ambiente urbano, incluindo industrial, assim como o rural. A quantidade de produtos lançados diariamente é incontável, desde o “simples” esgoto doméstico com restos de alimentos, detergentes e sabões, e dejetos humanos, cita-se também hormônios e remédios descartados inadequadamente. Tudo isto afeta a biodiversidade gerando graves problemas ao ambiente aquático.

Dentre os organismos aquáticos, os insetos são reconhecidos mundialmente como indicadores de qualidade ambiental devido a diferentes graus de sensibilidade às alterações; apresenta insetos altamente sensíveis ao menor impacto enquanto que há outros que são extremamente resistentes e sobrevivem às mais severas poluições.

Uma grande contribuição dos insetos ao ambiente se faz na cadeia alimentar aquática, onde ocupam diversas categorias de alimentação, com representantes entre os filtradores, catadores, raspadores, picadores e predadores. A fase adulta da maioria dos insetos aquáticos é alada e voa, assim, conquista o ambiente terrestre e passa a fazer parte desta cadeia alimentar, como alimento de aves, aranhas, morcegos e outros animais presentes na área de proteção permanente (APP) ou nas áreas adjacentes, devido ao seu poder de dispersão, conferido pelo voo. Há também algumas espécies que atuam como polinizadoras de plantas.

Por viverem boa parte de seu ciclo de vida dentro do ambiente aquático, tudo o que ocorre ali é incorporado pelos indivíduos, alterações na concentração de oxigênio disponível, temperatura da água, entrada de sedimentos e outros materiais. Uma vez que estes animais são fonte de alimento de peixes e animais terrestres, a diminuição de sua comunidade pode afetar de forma significativa aos seus predadores, e consequentemente, afetar a alimentação humana.

Bacia Hidrográfica

A bacia hidrográfica é formada por uma área onde limitada pelo ponto mais alto do terreno (chamado divisor de águas), e toda a água da chuva que cai ali escoa para um curso d’água. Os sistemas aquáticos são classificados em dois grandes grupos: de água parada (lênticos) e água corrente (lótico) e esta diferença gera comportamentos diferentes nos animais e plantas que ali vivem, como também na qualidade da água que é verificada pelas variáveis físicas e químicas.

Nossas ações no ambiente como urbanização, desmatamentos, diferentes tipos de agricultura, mesmo que ocorram longe do curso d’água irão afetá-lo, pois haverá entrada de sedimento (terra) e outros materiais para dentro do rio, como o lixo que além da poluição visual, pode até auxiliar no caso de enchentes, diminuição do sombreamento por falta de árvores e vários outros efeitos que afetarão a vida dos organismos aquáticos.

A qualidade da água é analisada pelas variáveis físicas e químicas, as mais comuns são:

Temperatura – o desmatamento faz com que a temperatura aumente (por ter menos sombra). Organismos aquáticos possuem limites de tolerância (nem muito quente, nem muito frio), temperaturas ótimas de crescimento, postura de ovos e eclosão, migração;
Potencial hidrogeniônico (pH) – alterações bruscas do pH podem levar ao desaparecimento de organismos. Valores fora das faixas recomendadas podem alterar o sabor da água e dificultar a descontaminação das mesmas;
Oxigênio dissolvido (OD) – muitos organismos necessitam de oxigênio para respirar, água com boa qualidade, possui alta concentração de oxigênio;
Nitrogênio e Fósforo – quando suas quantidades aumentam, temos uma água poluída, isso ajuda o crescimento de algas e plantas aquáticas principalmente em locais de águas paradas. Detergentes domésticos são fonte de fósforo;
Turbidez – alta turbidez reduz a fotossíntese da vegetação enraizada, submersa e algas. Esse desenvolvimento reduzido das plantas pode diminuir o crescimento de peixes e influenciar no ciclo de vida da entomofauna. A turbidez está relacionada à cor da água, pois uma água escura será mais turva.

Um componente muito importante na bacia hidrográfica é a vegetação ripária.

Vegetação ripária

É a mata que fica nas margens; o termo “riparius” (do latim) significa “de ou pertencente à margem do rio”. Pode ser chamada também como mata ciliar, quando margeia rios de médio e grande porte, ou mata de galeria, para riachos e córregos.

Importância da mata:

Estabilizam as margens;
Participam do ciclo de nutrientes;
Evitam a entrada de sedimentos e lixos para o sistema aquático;
Sombra, controlando a temperatura dos cursos d’água;
Fornecem abrigo e/ou alimento para peixes, aves e grande número de mamíferos;
Valorização da paisagem, possibilidades da realização de inúmeros projetos de lazer e educação ambiental que necessitam de espaços florestados no entorno dos cursos de água.

Para proteger o ambiente aquático, a mata precisa cumprir alguns requisitos:

Estar presente nas duas margens;
Ter largura mínima de 30 metros;
Estar em toda a extensão do rio (córrego, lagoa ect);
Possuir muitas árvores de grande porte;
Pouca ou nenhuma trepadeira (elas “sufocam” as árvores).

A observação da cor da água após uma chuva forte permite inferir se a vegetação está cumprindo seu papel: se estiver barrenta, há falta de vegetação e o ambiente aquático está sendo sobrecarregado.

Insetos aquáticos

Um córrego saudável possui alta diversidade de animais, peixes, anfíbios, insetos, todos vivendo harmoniosamente. Quando a comunidade diminui e somente poucas formas estão presentes, é porque provavelmente há poluição orgânica e contaminação do ambiente.

Os insetos pertencem ao filo Artropoda. Suas características básicas principais são descritas nas formas adultas: 3 pares de pernas, 1 par de antenas e 2 pares de asas. Numericamente, é o grupo mais expressivo de todo reino animal, havendo mais de 750 mil espécies descritas e ainda há muito a ser descoberto, principalmente na nossa região.

Podem ocupar todos os tipos de habitats do planeta, desde desertos, mares, excrementos e regiões geladas. Várias adaptações fisiológicas, morfológicas, comportamentais foram desenvolvidas para sobreviverem nestes ambientes inóspitos.

Adaptações

Respiração

Besouros desenvolveram uma estrutura chamada plastro. Consiste em pegar uma bolha de ar na superfície (como se fosse uma bexiga) e respirar embaixo da água, quando essa bolha desaparece, ele pega outra bolha e assim, explora o ambiente aquático.
Presença de hemoglobina em larvas de alguns Chironomidae (Diptera). A hemoglobina é uma proteína que os vertebrados possuem em seu sangue e capta o oxigênio, transportando-o pelo corpo. Nestas larvas, a hemoglobina as deixa vermelhas (facilita a sua observação no ambiente), e por fixarem o oxigênio, permitem que as larvas vivam em locais degradados.

Forma do corpo

Corpo achatado e em forma de gota diminui o atrito, o que ajuda na aderência a substratos (pedras) e diminui o efeito da correnteza.

Comportamento

Construção de tubos utilizando gravetos, grãos de areia ou pedaços de folhas. A água passa por dentro deste tubo e a matéria orgânica se prende nas paredes do tubo. Aí é só a larvinha raspar a parede e pegar a comida que grudou ali.

Respostas à degradação ambiental

Alguns insetos são mais sensíveis que outros à qualidade ambiental, um ambiente bastante conservado possui uma alta diversidade de animais, inclusive aqueles mais sensíveis. A medida que a degradação ocorre, os sensíveis desaparecem e somente os tolerantes e os resistentes permanecem. Caso a degradação piore, somente os resistentes serão capazes de sobreviver. Por causa dessa capacidade de mostrarem como está a qualidade do ambiente, são chamados bioindicadores. As principais respostas à degradação são:

Desaparecimento de espécies;
Alterações morfológicas;
Mudanças no período de vida.

A resposta é confiável por indicar o que aconteceu no ambiente mesmo se o agente não esteja mais na água, por exemplo, ao se jogar uma substância na água, em pouco tempo ela desaparece porque a correnteza carrega, mas os insetos terão incorporado essa substância em seu corpo, e pode ocasionar alguma das respostas listadas acima.

Vantagens em utilizar os insetos:

Encontrados na maioria dos habitats aquáticos;
A comunidade reflete o tipo de stress sofrido;
Possuem pouca movimentação, portanto, indicam as condições locais;
Acumulam substâncias tóxicas, podendo ser detectadas em seus tecidos;
Coleta e manuseio são fáceis;
Fonte de alimento de peixes; um impacto nesta comunidade gera um impacto na cadeia alimentar.

Desvantagens:

Influência da estação climática;
A deriva (quando a água os carrega de um local para outro) pode trazer grupos de outros locais;
Alguns grupos são difíceis de identificar em gênero ou espécie.

Ordens de insetos aquáticos

Nas águas doces, encontramos 9 ordens de insetos, porém somente os besouros são verdadeiros aquáticos, pois vivem toda sua vida dentro da água. Nas outras 8, os adultos voam e ocupam o ambiente terrestre. Para o aplicativo, somente 3 ordens serão utilizadas, Trichoptera (constroem casinhas), Odonata (libélulas) e as larvas vermelhas (Chironomus, da família Chironomidae, ordem Diptera).

As ordens apresentadas a seguir, são agrupadas pelo grau de sensibilidade às mudanças no ambiente:

Sensíveis

Ephemeroptera – Abdômen termina em três cerdas, possuem brânquias laterais de diversos formatos (parecem folhas) no abdômen

A figura da Ephemeroptera.

Outra figura da Ephemeroptera.

Mais uma figura da Ephemeroptera.

Plecoptera – Muito parecidos com os efemerópteros, porém possuem apenas duas cerdas no fim do abdomen, e as brânquias localizam-se embaixo das pernas ou na porção final do abdômen (parecem tufos de pelos);

A figura da Plecoptera.

Outra figura da Plecoptera.

Trichoptera – As larvas de algumas famílias se caracterizam por fabricarem redes e tubos (casinhas), para moradia e captação de alimento. Estes tubos podem ser feitos de grãos de areia, pedaços de madeira de diversos tamanhos ou folhas, atados pelos fios de seda;

A figura da Trichoptera.

Outra figura da Trichoptera.

Mais uma figura da Trichoptera.

Odonata de abdômen abaulado (gordinho) (Anisoptera) – São as libélulas. Possuem grandes mandíbulas que cobrem o rosto, parecendo uma máscara, são predadores. Possuem o abdômen gordinho por causa das brânquias que são internas;

A figura da Anisoptera.

Outra figura da Anisoptera.

Mais uma figura da Anisoptera.

Megaloptera – Larvas grandes, são predadoras e possuem grandes mandíbulas. Abdômen possui filamentos laterais bastante desenvolvidos;

A figura da Megaloptera.

Tolerantes

Megaloptera – as larvas tolerantes são diferentes das sensíveis por possuírem um filamento longo na extremidade do abdômen, assim como as sensíveis, também possuem filamentos laterais bastante desenvolvidos;

A figura da Megaloptera tolerante.

Outra figura da Megaloptera tolerante.

Lepidoptera – São as borboletas e mariposas. Há apenas uma família (Pyralidae) com larvas de vida aquática;

A figura da Lepidoptera.

Outra figura da Lepidoptera.

Odonata “magrinha” (Zygoptera) – São as libélulas de abdômen fininho e longo, terminando nas brânquias (parecem folhas);

A figura da Zygoptera.

Outra figura da Zygoptera.

Mais uma figura da Zygoptera.

Hemiptera – Exemplo muito conhecido é a barata d’água. Possuem boca em forma de bico, para sugar, como se fosse um canudo. Algumas possuem pernas dianteiras para escavar e traseiras largas e modificadas para o salto. São predadores e a maioria é nadadora de superfície ou caminha sobre a água, sendo confundidas com aranhas;

A figura da Hemiptera.

Outra figura da Hemiptera.

Mais uma figura da Hemiptera.

Coleoptera – São os besouros. Possuem grande variedade de formas corpóreas;

A figura da Coleoptera.

Resistentes

Diptera – Compreendem os mosquitos, borrachudos, os hematófagos de forma geral. As formas dos corpos das larvas são variadas, a maioria possui corpo fino e roliço, sem pernas. Nem todas as famílias são resistentes, destaque para a família Chironomidae, há um gênero que a larva é vermelha (pela presença de hemoglobina), e que é muito resistente à degradação, podendo viver em ambientes extremamente poluídos. Essas larvas, de preferência, se enterram no sedimento, que nada mais é que a terra presente no fundo do ambiente.

A figura da Diptera.

Outra figura da Diptera.

Mais uma figura da Diptera.

Texto elaborado pela Dra. Kathia Cristhina Sonoda, pesquisadora da Embrapa Meio Ambiente.

Fotos: