Modelo natural para a recuperação de recifes de ostras

Os recifes naturais de ostras apresentam uma forma tridimensional repetível que maximiza a sobrevivência das ostras recém-fixadas.

Esse modelo explica por que muitos recifes reconstruídos permanecem despidos e indica soluções que mantêm as ostras jovens protegidas.

Modelo para recifes de ostras

Nos últimos fragmentos de recifes naturais de ostras junto a Sydney, a superfície parecia desorganizada, mas os mesmos relevos e depressões surgiam repetidamente.

Na Universidade Macquarie, o Dr. Juan Esquivel-Muelbert converteu essas formas em mapas 3D com detalhe suficiente para serem reproduzidos.

A sua equipa concluiu que os recifes naturais apresentavam um nível intermédio de rugosidade, criando muitos pequenos esconderijos sem formar paredes demasiado altas.

Reproduzir esse equilíbrio aumenta a sobrevivência, pois as ostras jovens morrem depressa quando ficam ao alcance de predadores ou do sol intenso.

Impactos coloniais nos recifes

No final do século XVIII, os colonos encaravam os recifes de ostras como uma pedreira em águas pouco profundas. Uma análise histórica associou a exploração inicial dos recifes perto de Sydney à procura de alimento e à produção de cal.

Os construtores da Government House utilizaram cal produzida a partir de conchas de ostras, ligando diretamente a perda dos recifes à construção com tijolo e argamassa.

Depois de essa base de conchas desaparecer, os trabalhos de restauro posteriores tiveram de começar do zero, porque as novas ostras não conseguem fixar-se em lodo macio.

Designs experimentais de recifes

Para imitar esta textura, a equipa moldou 16 placas de betão com relevos suficientemente altos para criar fendas estreitas.

Os investigadores aparafusaram conjuntos de placas junto de recifes vivos em três estuários nos arredores de Sydney, onde já circulavam larvas de ostras.

Metade foi colocada dentro de gaiolas à prova de predadores, enquanto as placas correspondentes ficaram expostas, permitindo que peixes e caranguejos apanhassem os recém-chegados.

Após 12 meses, a raspagem de cada placa revelou quais as formas de superfície que mantinham as ostras jovens vivas tempo suficiente para começarem a formar recifes.

Teste à pressão dos predadores

Dentro das gaiolas, uma maior área de superfície disponível para fixação sustentava simplesmente mais ostras, pois nada conseguia alcançá-las depois de se fixarem.

Fora das gaiolas, as contagens aumentavam e depois diminuíam à medida que as texturas mudavam, demonstrando que a área adicional, por si só, não determinava os melhores resultados.

Os predadores explicavam essa tendência, porque peixes e caranguejos conseguiam percorrer superfícies simples, enquanto as fendas complexas escondiam as ostras jovens.

Os resultados mostraram que o design dos recifes não deve procurar a rugosidade máxima, já que a proteção depende da forma como os espaços se ligam, e não apenas da altura.

Pequenos espaços salvam ostras

As ostras jovens começam por se fixar com o tamanho de uma cabeça de alfinete, ficando expostas às ondas e ao sol sobre betão liso.

As fissuras entre os relevos criaram micro-habitats, pequenas cavidades com sombra mais fresca e ar mais húmido durante a secagem na maré baixa.

Essas cavidades também impediam a entrada de bocas e pinças maiores, dificultando que peixes e caranguejos alcançassem as ostras mais recentes.

Com o tempo, cada sobrevivente protegido cimentava-se no local, transformando gradualmente a superfície no início de um novo recife de ostras.

Geometria por trás do design de recifes

Em vez de estimar visualmente, a equipa descreveu cada superfície através de dois valores que captavam o modo como se dobrava e elevava.

Um deles era a dimensão fractal – uma medida da quantidade de superfície concentrada num espaço – em escalas pequenas e grandes.

Valores mais elevados indicavam mais recantos e fendas, capazes de transformar uma mordida rápida de um predador numa tentativa falhada.

A inclusão da amplitude de altura, a distância entre o ponto mais alto e o mais baixo de uma placa, manteve a análise centrada nas formas que as ostras realmente utilizam.

Ponto ideal para recifes de ostras

Quando a dimensão fractal e a amplitude de altura atuavam em conjunto, o modelo identificou uma combinação ideal para a sobrevivência. Ao comparar essa combinação com varrimentos de recifes reais, verificou-se que a maioria dos fragmentos naturais se situava na zona dos 10 percent superiores.

“A nossa experiência mostrou que a configuração ideal, tanto para o estabelecimento como para a sobrevivência a longo prazo, era aquela que proporcionava múltiplos pequenos espaços onde as ostras jovens pudessem crescer, com exposição mínima a predadores ou a stress ambiental prejudicial”, afirmou Esquivel-Muelbert.

Manter os designs dentro dessa faixa estreita poderá acelerar a recuperação dos recifes, embora espécies de ostras diferentes possam necessitar de uma combinação distinta.

Modelos para a recuperação de recifes

Na Austrália e noutros locais, grupos estão agora a reconstruir recifes de ostras para melhorar a transparência da água e reduzir a erosão da linha de costa.

As equipas de restauro despejam frequentemente conchas ou betão, mas uma textura inadequada pode atrair predadores ou deixar as ostras jovens secar.

Regras de design baseadas em recifes de ostras vivos podem evitar que os projetos desperdicem dinheiro em estruturas que parecem complexas, mas falham rapidamente.

A utilização deste modelo permite aos construtores escolher formas que protegem a primeira geração, a etapa que determina o destino do recife.

As ostras moldam as linhas de costa

Os recifes de ostras funcionam como engenheiros de ecossistemas – espécies que criam e remodelam habitats para outras – ao acumularem conchas vivas.

Essas conchas sobrepostas abrandam a água junto à costa, podendo atenuar a erosão e, ao mesmo tempo, oferecer abrigo a pequenos peixes e caranguejos.

Uma avaliação nacional concluiu que os recifes de ostras no sul e no leste da Austrália diminuíram 94 percent desde 1750, num contexto de perdas globais superiores a 85 percent.

Restaurar recifes é restaurar serviços, mas o sucesso começa nos primeiros meses, quando as ostras minúsculas sobrevivem ou desaparecem.

Modelo para a recuperação dos recifes

Ao interpretar as superfícies dos recifes como uma arquitetura funcional, o estudo relaciona os danos coloniais com uma fórmula prática para reconstruir esta importante estrutura viva.

Projetos futuros podem aplicar as mesmas regras de design em áreas maiores, enquanto testam novos materiais e outras espécies de ostras.

Crédito da imagem: Dr. Juan Esquivel-Muelbert