A natação de peixes sempre fascinou os humanos, inspirando pesquisas científicas e inovações de engenharia. No entanto, os complexos movimentos subaquáticos dos peixes têm sido difíceis de estudar devido às limitações das técnicas tradicionais de imagem. Agora, investigadores da Universidade da Califórnia, em Berkeley, desenvolveram um novo dispositivo de imagem que lhes permite visualizar e quantificar a contribuição de diferentes partes do corpo, como as barbatanas, na natação dos peixes.

O dispositivo de imagem, denominado “sistema de Microscopia Holográfica Digital (DHM)”, usa luz coerente para capturar informações tridimensionais sobre um peixe nadando. O sistema consiste em uma câmera de alta resolução e um laser, que ilumina o aquário por baixo. À medida que a luz passa pela água e interage com os peixes, cria uma frente de onda distorcida. Essa frente de onda é então capturada pela câmera, que registra os padrões de interferência criados pela interação da luz e dos peixes.

Ao analisar os padrões de interferência registrados, os pesquisadores podem reconstruir uma imagem tridimensional do corpo do peixe e de seus movimentos. Isto permite-lhes acompanhar a cinemática do corpo do peixe e calcular as forças geradas pelas diferentes barbatanas. O sistema DHM fornece resolução espacial e temporal muito maior em comparação com técnicas de imagem tradicionais, permitindo uma análise detalhada da biomecânica da natação dos peixes.

Os pesquisadores usaram o sistema DHM para estudar o comportamento de natação do peixe-zebra, um pequeno peixe de água doce comumente usado em pesquisas biológicas. Eles descobriram que as nadadeiras peitorais e pélvicas desempenham um papel significativo na geração de impulso para a propulsão para frente, enquanto a nadadeira caudal (cauda) contribui principalmente para manobras e estabilidade. O estudo também revelou que o peixe-zebra pode modular a produção de força e o movimento das suas barbatanas para atingir diferentes velocidades de natação e ângulos de viragem.

As descobertas desta pesquisa têm implicações para a compreensão da locomoção dos peixes, das interações ecológicas e da evolução das adaptações à natação. O sistema DHM fornece uma ferramenta poderosa para estudar a biomecânica da natação dos peixes e abre novos caminhos para a exploração do complexo mundo subaquático dos peixes.