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Os mamíferos terrestres apresentam extraordinária diversidade sensorial adaptada aos seus nichos. Carnívoros (cães, gatos) têm sistemas olfativos extremamente desenvolvidos: o cão tem ~300 milhões de receptores olfativos (contra 6 milhões em humanos) e ~1200 tipos de ORs, o que lhe permite detectar concentrações de 10¹ M (um bilhão de vezes mais sensível que o humano para algumas moléculas).

As vibrissas (bigodes) de roedores e carnívoros são sistemas táteis de alta precisão. Como as vigas de Euler-Bernoulli, sua flexibilidade = FL³/(3EI) depende fortemente de L e d: bigodes longos e finos são muito sensíveis a pequenas forças. Os folículos das vibrissas têm a maior inervação de qualquer estrutura tátil: ~100200 axônios por vibrissa. O córtex das vibrissas de rato (córtex em barril) tem uma representação somatotópica 1:1 com cada vibrissa.

A visão noturna carnívora usa o tapetum lucidum (camada reflexiva atrás da retina) para dar aos fótons uma segunda chance de serem absorvidos, dobrando efetivamente a sensibilidade em condições de pouca luz. O coeficiente de reflexão r_tapetum 0,60,9 aumenta a sensibilidade em 1,61,9×. O custo é a perda de resolução espacial (dois fótons do mesmo objeto podem chegar de ângulos diferentes).

Os roedores se comunicam extensivamente por meio de vocalizações ultrassônicas (USVs, 2280 kHz) inaudíveis para os humanos, usadas em namoro, brincadeiras e situações estressantes. Os jovens produzem chamando USVs para a mãe quando separados. O sistema auditivo dos roedores é especialmente adaptado a essas frequências: a membrana basilar e as células ciliadas são otimizadas para 1080 kHz.

As vibrissas das focas e das morsas (mamíferos aquáticos com vibrissas altamente desenvolvidas) merecem especial destaque: as suas vibrissas onduladas funcionam como filtros que suprimem a turbulência inerente ao movimento (automovimento), mas amplificam as perturbações na esteira hidrodinâmica das presas, permitindo-lhes seguir as esteiras dos peixes a distâncias até 35 m com um atraso de 30 segundos.

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