Por Ana Bottallo

A sobrevivência de qualquer organismo depende de duas coisas fundamentais: obter alimento e não virar alimento. Se você não consegue se alimentar, além das funções fisiológicas essenciais, as chances de você ser um “bom partido”, e, portanto, conseguir se reproduzir com outros da sua espécie, são baixíssimas. E, é claro, se você virar alimento, você deixa de existir naquela população. Os predadores estão sempre tentando buscar alimento, e as presas, tentando não virar uma refeição. Na história evolutiva dos animais, os predadores buscam sempre mecanismos mais eficientes para capturar as suas presas, enquanto as presas buscam formas inovadoras de evitar serem capturadas. A essa interação ecológica presa-predador dá-se o nome de “corrida evolutiva1,2.

Em outras palavras, as mudanças no meio – sejam elas físicas, sejam biológicas – atuam como pressões evolutivas que agem diretamente em sua evolução através de um fenômeno conhecido como adaptação. Ou seja, o surgimento de uma nova característica adaptativa em um predador que permite que ele capture de maneira mais eficaz a sua presa irá atuar, por sua vez, como pressão seletiva para a adaptação também da presa – como, por exemplo, apresentar uma defesa mais forte –, o que irá atuar como pressão ao predador, e assim sucessivamente.

Diversos estudos ecológicos já foram realizados para comprovar a relação presa-predador entre espécies3-6. Muitos desses trabalhos, no entanto, focaram em apenas uma das duas espécies, como por exemplo os estudos de grandes felinos na África. Outros estudos focaram em observações em laboratório, que são mais facilmente controladas, permitindo assim obter dados de aceleração (para captura), taxa metabólica, fluxo de oxigênio, dentre outros7-10. Os estudos feitos em laboratório, embora sejam fundamentais para o conhecimento da fisiologia dos animais, possuem um viés, uma vez que as condições em cativeiro nunca são iguais àquelas encontradas na natureza, e muitas vezes o animal pode estar estressado, assustado ou inibido, o que influencia nos resultados experimentais. Contudo, no início desse ano, pesquisadores das Universidades de Califórnia e de San Diego, nos Estados Unidos, publicaram pela primeira vez um estudo feito in situ onde descrevem a relação presa-predador entre a cascavel-do-mojave (Crotalus scutulatus) (Figura 1) e o rato-canguru-de-merriam (Dipodomys merriami) (Figura 2). O estudo foi publicado na Scientific Reports.

Um bote nada amigável

A cascavel-do-Mojave, como as demais espécies de cascáveis, faz parte do grupo de serpentes chamadas de viperídeas, que são venenosas e possuem um par de presas inoculadoras de veneno na parte da frente de sua boca. As viperídeas possuem uma estratégia de caça do tipo espreita: elas ficam aninhadas, geralmente escondidas embaixo de arbustos, troncos ou fendas, e quando a presa (por exemplo, um pequeno mamífero) passa em sua frente desferem um bote único e rápido, com veneno suficiente para matar o animal, que é depois engolido inteiro11. Além do uso da visão e da audição, as serpentes viperídeas também localizam as suas presas através de radiação infravermelha, captada por um órgão presente na porção superior de seus lábios, a fosseta loreal. Todo ser vivo emite calor e libera radiação infravermelha, que é captada por esse pequeno órgão sensível. Por esse motivo, acidentes ofídicos em humanos são comuns de acontecerem, principalmente em regiões de campo ou fazenda, onde a presença de roedores ou de pequenos mamíferos é frequente12-14. Os acidentes ocorrem em geral nas pernas, quando a pessoa passa na frente da serpente, ou nos braços e mãos, quando a pessoa, por distração ou descuido, tenta remover algum pedaço de galho, entulho, ou demais objetos que possam servir de esconderijo para essas serpentes.

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Figura 1. Cascavel-do-mojave. Fonte: reptilefact.com

Em alguns casos, as serpentes podem dar o chamado “bote seco”, ou seja, quando não tem veneno. Esse é um mecanismo de defesa usado quando elas estão se sentindo acuadas e tem a intenção de afugentar um possível predador. No entanto, quando a intenção é matar a presa, o mais comum é que o bote seja com veneno, uma vez que o gasto energético para sua produção é alto e ela precisa conseguir o alimento para repor esse gasto. De modo contrário, ela estará em desvantagem. Esse “balanço energético” é um cálculo adotado por muitos predadores, pois o risco de não conseguir o alimento e ficar sem energia para a próxima tentativa às vezes é maior do que o risco de esperar por uma presa mais “fácil”.

Pulando fora

 Voltando ao estudo citado, os pesquisadores levantaram duas perguntas sobre a relação entre as duas espécies analisadas: (1) qual é a performance natural de bote da cascavel-do-mojave e e da esquiva do rato-canguru-de-merriam?; e (2) quais fatores determinam o sucesso de um ataque ou de uma esquiva?

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Figura 2. Rato-canguru-de-merriam. Fonte: Wikimedia commons.

Suas previsões iniciais foram de que a performance de ataque da cascavel na natureza deve ser maior do que a observada em laboratório e que a manobra de esquiva do rato-canguru deve ser o fator determinante para o sucesso ou erro do bote da cascavel.

O risco de não conseguir o alimento e ficar sem energia para a próxima tentativa às vezes é maior do que o risco de esperar por uma presa mais “fácil”.

Para testar essas hipóteses, eles analisaram a interação entre o rato-canguru e a cascavel-de-mojave in situ no deserto de Rodeo, Novo México, Estados Unidos (Figura 3). Os autores capturaram seis cascáveis-do-mojave, três fêmeas e três machos, pesaram, mediram e implantaram pequenos radiotransmissores sensíveis à temperatura em cada uma delas. As serpentes foram depois liberadas e monitoradas. Os ratos-canguru foram capturados na mesma região, pesados, medidos e marcados toda noite. Os pesquisadores habituaram o forrageio dos ratos-canguru ao redor das áreas de estudo, aumentando assim a probabilidade do encontro entre eles e as serpentes. Quando as cascáveis eram encontradas em posição de caça, ou seja, aninhadas próximas a arbustos e prontas para o bote, câmeras de alta-velocidade sensíveis à radiação infravermelha eram ativadas, para capturar as imagens do encontro. Além das câmeras, lanternas de luz infravermelha e um marcador de GPS eram ativados durante o bote, para obter o maior número de informações possíveis. Foram gravados tanto os botes com sucesso quanto os com erro.

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Figura 3. Deserto de Rodeo, no estado do Novo México, Estados Unidos, local do estudo citado. Fonte: http://tomandcarolsykes.blogspot.com.br/2015/02/

Foram observados quatro botes com sucesso e quatro perdidos. Em todos os casos, o desempenho das cascáveis foi variável, mas manteve-se quase sempre elevado. A primeira conclusão do estudo foi que a aceleração e a velocidade do bote não estavam associadas ao sucesso no ataque. Dois botes com sucesso ocorreram porque o rato-canguru estava parado, não tendo tempo hábil para se movimentar ao perceber a presença da cascavel. Outro bote bem-sucedido ocorreu porque o rato-canguru estava muito próximo à serpente e, mesmo que tenha percebido o ataque e iniciado a manobra de escape, a distância não foi suficiente para impedir que fosse pego. Por fim, o último dos ataques de sucesso ocorreu porque a cascavel atingiu o rato enquanto ele ainda estava no ar. Dos botes que não tiveram sucesso, dois falharam por erro da serpente (demora na aceleração/bote), e dois porque o rato realizou com sucesso uma manobra de escape.

Energia elástica e alta performance

 Os pesquisadores obtiveram, assim, alguns resultados inéditos. Primeiro, foi possível determinar o tempo de aceleração e a velocidade do ataque das serpentes in situ, e esses valores se mostraram muito maiores em comparação aos dados obtidos em laboratório. Além do mais, eles puderam comparar com outras espécies de viperídeas10, como Crotalus atrox, constatando que os valores da cascavel-de-mojave foram maiores. No entanto, como C. atrox não apresenta estudos in situ, é possível que essa diferença não seja assim tão elevada, necessitando ainda de estudos futuros.

A primeira conclusão do estudo foi que a aceleração e a velocidade do bote não estavam associadas ao sucesso no ataque.

Uma segunda e importante conclusão foi que o rato-canguru possui uma performance de escape igualmente surpreendente comparada à performance de ataque da cascavel (Figura 4). Esses pequenos roedores chegaram a uma resposta de manobra de 61.5ms, representando o menor tempo de resposta já registrado para mamíferos. Como essa resposta foi muito rápida e a performance do rato-canguru tão elevada, é provável que eles possuam a capacidade de estocar energia elástica em seus tendões dos membros posteriores, como fazem outras espécies de roedores (e.g. rato saltador do Pacífico Zapus trinonatus). Caso isso seja comprovado, esse seria um dado único para esse grupo de animais.

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Figura 4. Sequência de ações na tentativa de bote da cascavel-do-mojave versus manobra de escape do rato-canguru. Adaptado de Higham et al. 2017.

Por fim, os pesquisadores observaram que a interação ecológica entre a cascavel-do-mojave e o rato-canguru-de-merriam representa um sistema onde ambos os organismos apresentam performances metabólicas elevadas. Assim, essa relação presa/predador pode servir de modelo para predizer novas interações de organismos com alta performance na natureza, bem como estudos de biomecânica e ecologia comportamental.

Esses pequenos roedores chegaram a uma resposta de manobra de 61.5ms, representando o menor tempo de resposta já registrado para mamíferos.

 

Saiba mais sobre este estudo:

Higham, T. E. et al. (2017). Rattlesnakes are extremely fast and variable when striking at kangaroo rats in nature: Three-dimensional high-speed kinematics at night. Scientific Reports 7, 40412; doi: 10.1038/srep40412.

Demais referências utilizadas

 [1] Langerhans, R. B. (2007). In: Predation in Organisms: A Distinct Phenomenon (ed Elewa, A. M. T.) 177–220. Springer-Verlag.

[2] Higham, T. E. et al. (2016). Speciation through the lens of biomechanics: locomotion, prey capture, and reproductive isolation. Proc. R. Soc. Lond. B 283, 20161294.

[3] Wilson, A. M. et al. (2013). Locomotion dynamics of hunting in wild cheetahs. Nature 498, 185–189.

[4] Kane, S. A. & Zamani, M. (2014). Falcons pursue prey using visual motion cues: new perspectives from animal-borne cameras. J. Exp. Biol. 217, 225–234.

[5] Goldbogen, J. A. et al. (2006). Kinematics of foraging dives and lunge-feeding in fin whales. J. Exp. Biol. 209, 1231–1244.

[6] Usherwood, J. R., Sparkes, E. L. & Weller, R. (2014). Leap and strike kinematics of an acoustically “hunting” barn owl (Tyto alba). J. Exp. Biol. 217, 3002–3005.

[7] Kardong, K. & Bels, V. L. (1998). Rattlesnake strike behavior: kinematics. J. Exp. Biol. 201, 837–850.

[8] LaDuc, T. J. (2002). In: Biology of the Vipers (eds Schuett, G. W., Hoggren, M., Douglas, M. E. & Greene, H. W.) 267–278, Eagle Mountain Publishing.

[9] Kardong, K. (1986). Predatory strike behavior of the rattlesnake, Crotalus viridis oreganus. J. Comp. Psychol. 100, 304–314.

[10] Penning, D. A., Sawvel, B. & Moon, B. R. (2016). Debunking the viper’s strike: harmless snakes kill a common assumption. Biol. Lett. 12, 20160011.

[11] Shine, R. (1991). Why do Larger Snakes Eat Larger Prey Items? Functional Ecology, 5(4), 493-502.

[12] Carvalho M. A. & Nogueira F. (1998). Snakes from the urban area of Cuiabá, Mato Grosso: ecological aspects and associated snakebites. Cad Saude Publica, 14: 753-763.

[13] Waldez, F. & Vogt R. C. (2009). Ecological and epidemiological aspects of snakebites in riversidade communities of the lower Purus River, Amazonas, Brazil. Acta Amaz, 39: 681-692.

[14] Bernarde, P. S. & Gomes, J. O. (2012). Serpentes peçonhentas e ofidismo em Cruzeiro do Sul, Alto Juruá, Estado do Acre, Brasil. Acta Amaz, 42: 65-72.