O que torna as andorinhas-das-árvores excelentes para a ciência?

Imagine que você está em um lago e vê um lindo pássaro azul-esverdeado voando sobre a água. As penas do pássaro brilham ao sol e sua barriga branca reflete na água. Suas longas asas batem para cima e para baixo graciosamente. Este pássaro é uma andorinha-das-árvores (Figura 1). O nome científico das andorinhas-das-árvores é Tachycineta bicolor. São pequenas aves que vivem perto da água. Elas têm o dorso azul-esverdeado, a barriga branca e asas pontudas que as ajudam a voar. O que você não consegue ver é a importância dessas aves para a ciência! Podemos aprender muito sobre biologia estudando as andorinhas-das-árvores.

As andorinhas-das-árvores são fáceis de estudar, por isso sabemos muito sobre elas. Um dos motivos pelos quais os cientistas gostam de estudar as andorinhas-das-árvores é porque elas nidificam dentro de caixas (Figura 1B). Isso significa que os cientistas podem acompanhar de perto seus ninhos e filhotes. Existem muitos estudos de populações da mesma espécie de andorinhas-das-árvores no mundo vivendo na mesma área que os cientistas acompanham há muitos anos [1]. Os cientistas aprenderam sobre como as andorinhas-das-árvores vivem e respondem às mudanças ambientais graças a esse trabalho. Por exemplo, os cientistas sabem sobre seus ninhos, dietas e para onde migram. Eles também estudam como as andorinhas-das-árvores respondem às mudanças climáticas.

As andorinhas-das-árvores podem dizer muito aos pesquisadores sobre o mundo. Organismos que os cientistas estudam para descobrir como a natureza funciona são frequentemente chamados de organismos-modelo. (Organismos representativos que os cientistas estudam profundamente para descobrir como a natureza funciona. As informações desses modelos podem ser aplicadas à biologia geral). Organismos-modelo são geralmente fáceis de encontrar ou pesquisar. Muitos organismos-modelo são estudados em laboratório, como camundongos e plantas. As andorinhas-das-árvores são especiais porque são organismos-modelo que vivem na natureza. Ao aprender bastante sobre esses organismos-modelo, podemos entender um pouco mais sobre muitos outros.

O que as andorinhas-das-árvores podem nos dizer sobre o mundo?

Os cientistas sabem muito sobre como as andorinhas-das-árvores selvagens vivem e sobrevivem. Quando aprendemos algo novo sobre essas aves, podemos aplicar isso à nossa compreensão de como o mundo funciona.

Movimento e Migração

Todo verão, as andorinhas-das-árvores nidificam na América do Norte. Depois que os filhotes crescem e deixam o ninho, essas aves voam para áreas mais quentes durante o inverno. Isso é chamado de migração, o movimento sazonal de animais, como pássaros, de uma região para outra. Algumas viajam para as costas do sul dos Estados Unidos, enquanto outras voam até a América Central. Durante a migração, as andorinhas-das-árvores costumam voar com milhares de outras andorinhas. Bem alto, no céu, a grande nuvem de pássaros pode parecer um tornado vivo.

Cientistas estão tentando aprender mais sobre os caminhos que as andorinhas percorrem para se deslocar e migrar. Para isso, pesquisadores instalaram pequenos rastreadores nas aves (Figura 1C) [2]. A partir dos rastreadores, os cientistas descobriram que as andorinhas-das-árvores percorrem diferentes rotas até seus lares de inverno. O caminho que elas percorrem depende de onde as andorinhas se reproduzem.

Os ninhos

As andorinhas-das-árvores constroem seus ninhos em buracos — geralmente em troncos ou galhos de árvores, mas também em caixas-ninhos feitas por pessoas. Os ninhos são feitos de capim seco trançado. As aves usam penas para forrar seus ninhos, para que os filhotes tenham um lugar aconchegante para crescer. Se você instalar uma caixa-ninho, poderá atrair uma família de andorinhas-das-árvores (Figura 1B)!

Cientistas frequentemente usam caixas-ninhos para estudar o crescimento das andorinhas-de-árvore. Por exemplo, alguns cientistas querem verificar se a forma como os ninhos são construídos altera o crescimento dos filhotes de andorinhas. Cientistas descobriram que ninhos com mais penas esfriavam mais lentamente do que ninhos com menos penas [3]. Eles também descobriram que os filhotes de andorinhas-de-árvore crescem mais em ninhos com mais penas, porque as penas funcionam como um cobertor para manter os filhotes aquecidos e saudáveis ​​em dias frios [4].

O crescimento

Quando os filhotes de andorinhas-das-árvores eclodem dos ovos, eles são cegos e não têm penas (Figura 2). Portanto, os filhotes de andorinhas-das-árvores dependem dos pais para se alimentar e se aquecer. Os filhotes precisam crescer rapidamente para poderem migrar para locais mais quentes durante o inverno. O ambiente em que as andorinhas-das-árvores crescem pode alterar o desenvolvimento de seus corpos. Desafios como mau tempo, predadores e escassez de alimentos podem afetar seu crescimento. Por exemplo, os filhotes de andorinhas-das-árvores pesam menos quando crescem em condições frias e úmidas [5, 6].

Lidando com Desafios

Quando animais, incluindo humanos, enfrentam desafios, seus corpos liberam substâncias químicas chamadas hormônios, substâncias que agem como mensageiros para dizer ao corpo como responder ao ambiente, causando mudanças no corpo. Você já sentiu frio e começou a tremer, e depois tentou se aquecer? Os hormônios causam essas reações. Em dias frios, os hormônios fazem os animais, incluindo humanos e pássaros, tremerem para que possam gerar calor e se manter aquecidos. Os hormônios fazem os animais mudarem seus comportamentos quando enfrentam desafios como mau tempo, predadores ou falta de comida.

Os animais enfrentam cada vez mais desafios atualmente. Por exemplo, as mudanças climáticas estão levando a condições climáticas mais extremas e variáveis. Isso pode ser um problema para animais selvagens, como andorinhas, que vivem ao ar livre. Recentemente, cientistas investigaram como as andorinhas-das-árvores respondem a desafios. Por exemplo, como os pássaros respondem quando o tempo fica inesperadamente muito quente ou muito frio? O que acontece com seus hormônios? Eles descobriram que, depois que as andorinhas-das-árvores experimentam dias frios pela primeira vez, elas liberam mais hormônios na próxima vez que esfria. Isso significa que enfrentar desafios como o tempo frio pode preparar as andorinhas-das-árvores para enfrentar desafios futuros [7].

A dieta

As andorinhas-de-árvore alimentam-se principalmente de insetos voadores, como moscas, libélulas e mariposas. Você já foi picado por um mosquito? As andorinhas-de-árvore adoram comer mosquitos. Os mosquitos são um exemplo de insetos que passam os primeiros anos de vida na água. Os insetos que crescem na água são importantes para a saúde das andorinhas-das-árvores. Esses insetos são especialmente benéficos para os filhotes das andorinhas, pois os ajudam a crescer grandes e fortes [8]. Ao estudar o que as andorinhas-das-árvores comem, os cientistas podem aprender sobre quais tipos de alimentos são mais saudáveis ​​para elas. Usando o que sabem sobre modelos dessa espécie de andorinhas, os cientistas podem aprender muito sobre a nutrição e as dietas de outros animais. Essas informações podem nos ajudar a aprender quais alimentos mantêm outros animais, incluindo nós, saudáveis.

O que podemos fazer para ajudar as andorinhas-das-árvores?

Desde 1970, as populações de aves na América do Norte diminuíram. Atualmente, há quase 3 bilhões de aves reprodutoras a menos do que antes. As andorinhas-das-árvores e outros insetívoros estão entre as aves que sofreram o maior declínio. Embora as andorinhas-das-árvores não estejam ameaçadas de extinção, suas populações diminuíram em mais de 30% [9]. Uma das principais razões para a perda de aves são as mudanças climáticas causadas pelo homem. As mudanças climáticas podem tornar o clima mais variável, o que pode dificultar a sobrevivência das andorinhas-das-árvores.

Alguns cientistas acreditam que aves insetívoras, como as andorinhas-das-árvores, não estão bem porque os insetos que comem estão em declínio. Recentemente, cientistas descobriram que estamos em um “apocalipse de insetos”. A Terra está perdendo muitos insetos todos os anos devido às mudanças climáticas e outros impactos humanos. Por exemplo, produtos químicos perigosos pulverizados em plantas para proteger plantações de alimentos podem envenenar insetos. Se as aves comerem insetos envenenados por esses produtos químicos, elas também podem ser prejudicadas [10]. Como os insetos estão em declínio, as andorinhas-das-árvores podem ter mais dificuldade em encontrar alimento e se manter saudáveis.

Para ajudar as andorinhas e outras aves, devemos também tentar ajudar os insetos! Por exemplo, podemos plantar jardins que não agridem os insetos ou apoiar a conservação de áreas naturais. Isso ajudará os insetos que as andorinhas precisam comer para sobreviver. Se as aves tiverem bons recursos, poderão resistir a mais tempestades.

Conservação de Habitats

Conservação é a proteção de espécies e habitats por meio da preservação de recursos naturais. Podemos conservar muitas aves e animais cuidando de seus habitats (o habitat é lar natural de um animal, planta ou outro organismo). Para ajudar, você pode preservar árvores antigas com buracos onde as andorinhas gostam de fazer ninhos. Você também pode construir suas próprias caixas-ninhos. As andorinhas gostam de pequenas caixas-ninhos de madeira que são presas a um poste ou árvore e colocadas perto da água. Construir novos ninhos pode ajudar as populações de andorinhas. Também é importante reduzir o desperdício e os produtos químicos que prejudicam a vida selvagem, como andorinhas e insetos. Você pode se voluntariar para limpar o lixo dos habitats locais de pássaros. Ensine seus amigos e familiares sobre a importância dos habitats naturais para a vida selvagem.

Ciência Comunitária: Como Você Pode Contribuir para a Pesquisa?

Há muitas maneiras de ajudar cientistas a aprender sobre aves. Você pode descobrir mais sobre esses projetos por meio de sua faculdade, centro de natureza ou museu local, ou online. Por exemplo, existem aplicativos para celular que podem ajudar a identificar espécies de aves, como o Merlin Bird ID. Outros aplicativos permitem que você marque onde os animais estão e como eles se movimentam (veja o iNaturalist, por exemplo). Você pode até ajudar cientistas a aprender mais sobre andorinhas-das-árvores e outras aves em seu próprio quintal. Confira a tabela de recursos para algumas ideias (Tabela 1).

Muitas ações, grandes e pequenas, são benéficas para as aves e úteis para os cientistas. Você pode usar os recursos que oferecemos como ponto de partida ou conversar com as pessoas ao seu redor para obter ideias criativas. Há muitas maneiras de ajudar! Ao proteger habitats naturais e coletar informações sobre andorinhas e outras aves, você pode ajudar os cientistas a continuar aprendendo sobre o mundo por meio das andorinhas-das-árvores.

Glossário

População: Um grupo de indivíduos da mesma espécie que vivem na mesma área.

Organismos Modelo: Organismos representativos que os cientistas estudam profundamente para descobrir como a natureza funciona. As informações desses modelos podem ser aplicadas à biologia geral.

Migração: O movimento sazonal de animais, como pássaros, de uma região para outra.

Hormônios: Substâncias químicas que agem como mensageiros para dizer ao corpo como responder ao ambiente.

Conservação: Proteção de espécies e áreas/habitats naturais contra perdas, preservando os recursos naturais.

Habitats: O lar natural de um animal, planta ou outro organismo.

Agradecimentos

Agradecemos ao laboratório Vitousek 2023 pela assistência na concepção do artigo. Também somos gratos ao Laboratório de Ornitologia Cornell por fornecer recursos para membros da comunidade interessados ​​na conservação das andorinhas-das-árvores. Esta pesquisa foi apoiada pelo NSF IOS-2128337.

Conflito de Interesses

Os autores declaram que a pesquisa foi conduzida na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que pudessem ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.

Referências

[1] Winkler, D. W., Hallinger, K. K., Ardia, D. R., Robertson, R. J., Stutchbury, B. J., e Cohen, R. R. 2020. Tree Swallow (Tachycineta bicolor), versão 1.0. In Birds of the World. Ithaca, NY: Cornell Lab of Ornithology.

[2] Knight, S. M., Bradley, D. W., Clark, R. G., Gow, E. A., Bélisle, M., Berzins, L. L., et al. 2018. Constructing and evaluating a continent-wide migratory songbird network across the annual cycle. Ecol. Monog. 88:445–60. doi: 10.1002/ecm.1298

[3] Windsor, R. L., Fegely, J. L., e Ardia, D. R. 2013. The effects of nest size and insulation on thermal properties of tree swallow nests. J. Avian Biol. 44:305–10. doi: 10.1111/j.1600-048X.2013.05768.x

[4] Stephenson, S., Hannon, S., e Proctor, H. 2009. The function of feathers in tree swallow nests: insulation or ectoparasite barrier? The Condor. 3:479–87. doi: 10.1525/cond.2009.090074

[5] Cox, A. R., Robertson, R. J., Lendvai, Á. Z., Everitt, K. e Bonier, F. 2019. Rainy spring linked to poor nestling growth in a declining avian aerial insectivore (Tachycineta bicolor). Proc. Royal Soc. B. 286:20190018. doi: 10.1098/rspb.2019.0018

[6] Garrett, D. R., Lamoureux, S., Paquette, S. R., Pelletier, F., Garant, D., e Bélisle, M. 2022. Combined effects of cold snaps and agriculture on the growth rates of Tree Swallows (Tachycineta bicolor). Can. J. Zool. 100:630–46. doi: 10.1139/cjz-2021-0210

[7] Vitousek, M. N., Houtz, J. L., Pipkin, M. A., Chang van Oordt, D. A., Hallinger, K. K., Uehling, J. J., et al. 2022. Natural and experimental cold exposure in adulthood increase the sensitivity to future stressors in a free-living songbird. Funct. Ecol. 36:2531–43. doi: 10.1111/1365-2435.14144

[8] Twining, C. W., Brenna, J. T., Lawrence, P., Shipley, J. R., Tollefson, T. N., e Winkler, D. W. 2016. Omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids support aerial insectivore performance more than food quantity. Proc. National Acad. Sci. 113:10920–5. doi: 10.1073/pnas.1603998113

[9] Rosenberg, K. V., Dokter, A. M., Blancher, P .J., Sauer, J. R., Smith, A. C., Smith, P. A., et al. 2019. Decline of the North American avifauna. Science. 366:120–24. doi: 10.1126/science.aaw1313

[10] Eng, M. L., Stutchbury, B. J. M., e Morrissey, C. A. 2019. A neonicotinoid insecticide reduces fueling and delays migrations in songbirds. Science. 365:1177–80. doi: 10.1126/science.aaw9419

Citação

Miller CR, Houtz JL, Mejia N, Morris NJ, Pipkin MA, Shankar A, Uehling JJ, Williamson JL and Vitousek MN (2024) What Can Tree Swallows Teach Us About Biology?. Front. Young Minds. 12:1274157. doi: 10.3389/frym.2024.1274157

Editor

John Van Stan

Mentores de Ciência

Marco Fusi, Indramohan Singh

Datas da publicação

Enviado em: 7 de agosto de 2023; Aceito em: 19 de fevereiro de 2024; Publicado online em: 11 de março de 2024.

Copyright © 2024 Miller, Houtz, Mejia, Morris, Pipkin, Shankar, Uehling, Williamson e Vitousek

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